专题6 第二单元 第1课时 放热反应与吸热反应 热化学方程式 学案(含答案)

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名称 专题6 第二单元 第1课时 放热反应与吸热反应 热化学方程式 学案(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-02-08 09:21:03

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第二单元 化学反应中的热
第1课时 放热反应与吸热反应 热化学方程式
[核心素养发展目标] 1.知道化学反应可以实现化学能与热能的转化,认识吸热和放热反应。2.知道热化学方程式与普通化学方程式的不同,能正确书写热化学方程式。
一、放热反应与吸热反应
1.化学反应中的热量变化
(1)化学反应过程中能量转化形式
化学反应中不仅有物质的转变,同时还伴随着_______的变化。化学反应中比较常见的是化学能与热能、电能、光能等的互相转化。
(2)放热反应和吸热反应
①实验探究
实验操作
实验现象 有________产生;用温度计测量,温度________ 闻到_________气味;烧杯壁______;玻璃片和烧杯__________________,混合物呈______________________ ______________________________
实验结论 该反应产生______,_____热量 该反应产生NH3和H2O,________ __________________热量
化学方程式
②结论:化学反应除了有新物质生成以外,还总会伴随着能量变化,通常主要表现为热能的变化,有的______热量,有的_________热量。
2.放热反应与吸热反应
(1)概念
①放热反应:______热的反应。
②吸热反应:______热的反应。
(2)常见的放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ①大多数分解反应 ②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应 ③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应,如C与H2O(g)反应,C与CO2反应 ④NaHCO3与盐酸的反应
(1)硝酸铵固体溶于水,溶液的温度降低,该变化为吸热反应(  )
(2)氢气燃烧,浓硫酸溶于水,都放出热量,这些变化都为放热反应(  )
(3)镁条在空气中燃烧是放热反应,反应过程中所释放的能量全部转化为热能(  )
(4)吸热反应需要加热才能进行,放热反应都不需要加热就可以进行(  )
(5)火药爆炸时所释放的能量包括热、光、声、机械能等多种能量形式(  )
化学兴趣小组的同学在开展研究性学习时,做了一个有关物质溶解和物质发生化学反应过程中能量变化的探究实验,装置如图所示。
已知:小试管A、B中分别盛有两种不同的无色液体,U形管内均为滴有红墨水的水。
(1)若试管A中的无色液体是稀硫酸,向A试管中加入铁粉,可以观察到的实验现象是什么?
(2)产生图1中的现象的原因是什么?
(3)若试管B中的无色液体是水,向试管B中加入一种固体,且U形管的a、b两端液面的变化与图1相同,则所加固体可能是什么(从冰、氧化钙、氢氧化钠、硝酸铵、干冰五种物质中选择)
(4)若试管B中的液体是NaOH溶液,若加入酸性溶液,U形管的a、b两端液面的变化与图1相同吗?
1.下列说法正确的是(  )
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 ②放热反应在常温下一定很容易发生 ③放热反应的逆向反应为吸热反应 ④放热反应加热到一定温度引发后,停止加热反应可能会继续进行
A.③④ B.①②
C.①②③④ D.②③④
2.下列反应中,既属于氧化还原反应同时又属于吸热反应的是(  )
A.CaCO3的分解反应
B.灼热的炭与CO2反应
C.铝与稀盐酸反应
D.稀H2SO4与稀KOH的反应
有关放热反应和吸热反应理解的三个“不一定”
(1)放热反应不一定容易发生,如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作用下才能发生;吸热反应不一定难发生,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应在常温下就能发生。
(2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如硫与铁的反应;吸热反应不一定需要加热,如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
(3)放热过程不一定是放热反应,如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放热过程,但不是放热反应;吸热过程不一定是吸热反应,如升华、蒸发等过程是吸热过程,但不是吸热反应。
二、热化学方程式
1.概念
能表示化学反应中______________的热量的化学方程式。
2.书写——“三字诀”
例如,已知1 mol C(s)与1 mol O2(g)完全反应生成1 mol CO2(g)放出393.6 kJ热量,则该反应的热化学方程式为__________________________________________________。
已知SO2和O2反应生成4 mol SO3时放出的热量为Q kJ,那么2 mol SO2和1 mol O2在一有催化剂的密闭容器中发生反应时,放出的热量____(填“>”“=”或“<”)Q kJ。
(1)CaCO3(g)===CaO+CO2(g) ΔH=178.2 kJ(  )
(2)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=-131.3 kJ·mol-1(  )
(3)C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1(  )
(4)CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1(  )
1.热化学方程式中的物质要注明状态,原因是(  )
A.能描述出反应发生的现象
B.为了区别一般的化学方程式
C.说明反应条件
D.物质呈现的状态与反应热有关
2.胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得:101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是(  )
A.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ
D.2H2+O2===2H2O ΔH=-285.8 kJ·mol-1
3.写出298 K时,下列反应的热化学方程式:
(1)1 mol HgO(s)分解为液态汞和氧气,吸热90.7 kJ:______________________________
___________________________________________________________________________。
(2)16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量:_________________________________。
(3)2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2,放出99.6 kJ的热量:______________
___________________________________________________________________________。
热化学方程式的书写方法
(1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。
(2)要注明反应物和生成物的状态。
(3)在右端注明ΔH的符号(正号常省略)、大小及单位。
(4)化学计量数只表示物质的量,因此可以是整数,也可以是分数。化学计量数改变,ΔH的数值要相应改变。
1.(2022·天津高一检测)下列说法正确的是(  )
A.有发光、放热现象的变化就是燃烧
B.在化学反应中只有燃烧能放出热量
C.有些化学反应会吸收热量
D.人类利用的能量都是通过燃烧获得的
2.已知石墨在一定条件下转化成金刚石是吸热反应,由此可得出的正确结论是(  )
A.石墨比金刚石更稳定
B.金刚石比石墨更稳定
C.石墨转化成金刚石是物理变化
D.石墨和金刚石的结构相同
3.已知在1×105 Pa、298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,下列热化学方程式正确的是(  )
A.H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=242 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-484 kJ·mol-1
C.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=242 kJ·mol-1
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=484 kJ·mol-1
4.下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是(  )
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2
②S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH3
S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH4
③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH5
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH7
CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH8
A.仅① B.仅④
C.②③④ D.①②③
5.除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化,如在探究化学反应过程中有热量变化时,某兴趣小组设计了如下三套装置:
(1)该小组选择装置Ⅰ探究Na2O2和H2O反应为放热反应,将水滴入盛有过氧化钠的试管中,现象为____________________________________________________________,化学方程式:____________________________________________________________________________。
(2)该小组选择装置Ⅱ探究硝酸铵溶于水的能量变化,当向盛有硝酸铵固体的试管中滴入少量水,发现导管中上升一段水柱,则该变化________(填“是”或“不是”)吸热反应,原因为
________________________________________________________________________。
(3)该小组在探究镁和盐酸反应热量变化时,选择了装置Ⅲ,发现反应过程中,导管口有气泡冒出,该装置______(填“能”或“不能”)证明镁和盐酸反应为放热反应,原因为
________________________________________________________________________。
第二单元 化学反应中的热
第1课时 放热反应与吸热反应 热化学方程式
一、
1.(1)能量 (2)①气泡 升高 刺激性 发凉 黏结在一起 糊状 气体 放出 吸收 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O ②放出 吸收
2.(1)①放出 ②吸收
正误判断
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
深度思考
(1)看到试管A中产生大量无色气泡,且U形管a、b两端液面的变化是a端液面下降,b端液面上升。
(2)铁粉与稀硫酸反应放热,致使瓶内气体膨胀,瓶内气压大于外界气压,从而将U形管中的红色墨水压往U形管的右侧。
(3)氧化钙或氢氧化钠(由于U形管的a、b两端液面的变化与图1相同,则加入水的物质应该是溶于水或与水反应放热的物质)。
(4)相同
应用体验
1.A [需加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如木炭燃烧反应;放热反应在常温下不一定容易发生,如木炭燃烧反应;某反应为放热反应,则该反应的逆向反应为吸热反应;由于放热反应在反应过程中放出热量,所以停止加热后反应可能会继续进行。]
2.B [CaCO3的分解反应属于非氧化还原反应,故A不选;灼热的炭与CO2反应生成CO,反应为氧化还原反应,同时为吸热反应,故B选;铝与稀盐酸的反应属于氧化还原反应,但属于放热反应,故C不选;稀H2SO4与稀KOH的反应属于非氧化还原反应,同时属于放热反应,故D不选。]
二、
1.放出或吸收 
2.放 吸 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.6 kJ·mol-1
深度思考
<
解析 若2 mol SO2和1 mol O2完全反应生成2 mol SO3,放出的热量为Q kJ,但该反应是可逆反应,2 mol SO2和1 mol O2不能完全反应,所以放出的热量小于Q kJ。
正误判断
(1)× (2)× (3)√ (4)√
应用体验
1.D [在化学反应中,反应的能量变化与物质的聚集状态有关,如:液体水和气态水具有不同的能量,所以书写热化学方程式要注明物质的聚集状态,故选D。]
2.B [CH4燃烧为放热反应,ΔH<0,A错误;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量,则热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) 
ΔH=-890.3 kJ·mol-1,B正确;热化学方程式中ΔH的单位应该为kJ·mol-1,C错误;没有标明各物质的聚集状态,D错误。]
3.(1)2HgO(s)===2Hg(l)+O2(g) ΔH=181.4 kJ·mol-1
[或HgO(s)===Hg(l)+O2(g) ΔH=90.7 kJ·mol-1]
(2)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-148.4 kJ·mol-1
[或S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.8 kJ·mol-1]
(3)C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 294.8 kJ·mol-1
解析 (2)16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量,故其热化学方程式可写为S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-148.4 kJ·mol-1或S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.8 kJ·mol-1。
(3)1 mol C2H2完全燃烧生成液态水和CO2放热:×26 g=1 294.8 kJ,热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH=-1 294.8 kJ·mol-1。
随堂演练 知识落实
1.C [电灯泡发光,并无新物质的生成,属于物理变化,而不属于燃烧,故A错误;在化学反应中除燃烧能放出热量外,还有:金属与水或酸反应,酸碱中和反应,大部分的化合反应也会放热,故B错误;大部分的分解反应,碳和二氧化碳反应,碳和高温水蒸气反应,碳酸钙的分解反应等均吸热,故C正确;人类利用的能量不完全是通过燃烧获得的,比如水能、风能、地热能、海洋能等就不是通过燃烧而获得的能量,故D错误。]
2.A [能量越低越稳定,石墨在一定条件下转化成金刚石是吸热反应,说明金刚石能量高,所以石墨比金刚石更稳定,故A正确、B错误;石墨转化成金刚石,生成了新物质,属于化学变化,故C错误;石墨和金刚石是两种不同的碳的单质,它们结构不相同,故D错误。 ]
3.A [2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量,则1 mol氢气燃烧生成水蒸气应放出×484 kJ=242 kJ热量,放出热量ΔH为“-”,各物质的状态分别是H2(g)、O2(g)、H2O(g);B项中H2O的状态应为气态;C、D两项中ΔH的符号应为“-”;A项是逆向进行的反应,ΔH为正值,数值为2 mol H2燃烧放热数值的一半,书写正确,故应选A项。]
4.C [碳与氧气反应放热,即ΔH1<0,ΔH2<0,等量的碳完全燃烧生成CO2放出的热多于不完全燃烧生成CO放出的热,所以ΔH1<ΔH2;等量的固态硫变为气态硫时吸收热,故在与O2作用产生同样多的SO2(g)时,气态硫放出的热多,即ΔH3>ΔH4;发生同样的燃烧反应,物质的量越多,放出的热越多,故ΔH5>ΔH6;碳酸钙分解吸收热,ΔH7>0,CaO与H2O反应放出热,ΔH8<0,显然ΔH7>ΔH8。]
5.(1)U形管右侧液面下降,左侧液面上升 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑
(2)不是 硝酸铵溶于水没有新物质生成,为物理变化
(3)不能 镁和盐酸反应生成氢气,无论是吸热反应还是放热反应,烧杯中导管口都有气泡冒出