蘇教版選修4 專題1第一單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)（第1課時(shí)） 學(xué)案 (4).doc

第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)第1課時(shí)反應(yīng)熱與焓變1通過生產(chǎn)、生活中的實(shí)例了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。2了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的定義。了解反應(yīng)熱和焓變的含義。(重點(diǎn))3知道鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。(重點(diǎn))4掌握熱化學(xué)方程式的意義并能正確書寫熱化學(xué)方程式。(重點(diǎn))化 學(xué) 反 應(yīng) 的 焓 變基礎(chǔ)初探1反應(yīng)熱在化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí)，所吸收或放出的熱量。2焓變在恒溫、恒壓的條件下，化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或釋放的熱量，符號(hào)h，常用單位kjmol1。3吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的定義及表示方法吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)定義吸收熱量的反應(yīng)放出熱量的反應(yīng)表示方法h0h0能量變化探究升華思考探究在日常生活中我們經(jīng)常利用化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的熱量來解決實(shí)際問題。問題思考：(1)化學(xué)反應(yīng)是否一定伴隨能量的變化？生活中常見的放熱反應(yīng)有哪些？【提示】因反應(yīng)物總能量與生成物總能量不相等，所以化學(xué)反應(yīng)過程中一定有能量變化。生活中常見的放熱反應(yīng)有燃燒等。(2)反應(yīng)的吸熱、放熱是否與反應(yīng)條件有關(guān)？【提示】反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小，與反應(yīng)條件無關(guān)。(3)h2和cl2在點(diǎn)燃和光照條件下均可發(fā)生反應(yīng)。那么該反應(yīng)的h是否發(fā)生變化？【提示】不發(fā)生變化。h的大小與反應(yīng)條件無關(guān)。認(rèn)知升華1理解反應(yīng)熱和焓變時(shí)的注意事項(xiàng)(1)若不特別注明，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱就是該反應(yīng)的焓變。(2)任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，即都有焓變(h0)。(3)h的大小與反應(yīng)條件無關(guān)。2吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)與外界條件無關(guān)(1)反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小。(2)反應(yīng)是否需要加熱，多數(shù)取決于引發(fā)反應(yīng)的條件，與反應(yīng)是放熱還是吸熱并無直接關(guān)系。許多放熱反應(yīng)也需要加熱引發(fā)，例如fesfes，也有部分吸熱反應(yīng)不需加熱，在常溫時(shí)就可以進(jìn)行，例如ba(oh)28h2o2nh4cl=bacl22nh310h2o。3常見的吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng)所有的燃燒反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)金屬與酸的反應(yīng)大多數(shù)分解反應(yīng)ba(oh)28h2o與nh4cl的反應(yīng)c和co2、c和h2o(g)的反應(yīng)題組沖關(guān)題組1焓變與物質(zhì)能量的關(guān)系1已知反應(yīng)xy=mn為放熱反應(yīng)，對該反應(yīng)的下列說法中正確的是() ax的能量一定高于mby的能量一定高于ncx和y的總能量一定高于m和n的總能量d因?yàn)槭欠艧岱磻?yīng)，故不必加熱就可以發(fā)生【解析】一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱，決定于所有反應(yīng)物的總能量之和與所有生成物的總能量之和的相對大小，前者大的為放熱反應(yīng)，后者大的為吸熱反應(yīng)。所以，放熱反應(yīng)中每種反應(yīng)物的能量不一定比每種生成物的能量都高。放熱反應(yīng)也往往需要加熱才能進(jìn)行，如碳的燃燒；吸熱反應(yīng)不一定都需要加熱，如ba(oh)28h2o與nh4cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，不用加熱就能發(fā)生?！敬鸢浮縞2.關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的說法錯(cuò)誤的是()a如圖所示的反應(yīng)為放熱反應(yīng)b化學(xué)反應(yīng)中有物質(zhì)變化也有能量變化c需要加熱的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)d在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)物總能量與生成物總能量一定不同【解析】由圖可知：反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，故圖中表示的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；需要加熱的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如cuoh2cuh2o為放熱反應(yīng)?！敬鸢浮縜3由下圖分析，有關(guān)敘述正確的是() aabc和bca兩個(gè)反應(yīng)吸收或放出的能量不等babc是放熱反應(yīng)ca具有的能量高于b和c具有的能量總和dabc是吸熱反應(yīng)，則bca必然是放熱反應(yīng)【解析】由圖可知，bc的能量高于a的能量，則反應(yīng)bca一定是放熱反應(yīng)；反之，abc則是吸熱反應(yīng)。根據(jù)能量守恒定律，兩反應(yīng)的反應(yīng)熱在數(shù)值上相等，符號(hào)相反?！敬鸢浮縟題組2放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)反應(yīng)判斷4下列對吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的理解正確的是()【解析】吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)均為化學(xué)變化，水的汽化是物理變化，是吸熱過程，但不是吸熱反應(yīng)，同理，naoh溶于水屬于放熱過程，但非放熱反應(yīng)；h0的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；h2燃燒是放出熱量的化學(xué)反應(yīng)，屬于放熱反應(yīng)。【答案】d5下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又是吸熱反應(yīng)的是() a鋁片與稀鹽酸反應(yīng)bba(oh)28h2o與nh4cl的反應(yīng)c灼熱的炭與co2的反應(yīng)d甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)【解析】屬于吸熱反應(yīng)的是b、c，但b的反應(yīng)為：ba(oh)28h2o2nh4cl=bacl22nh310h2o，為非氧化還原反應(yīng)，而c的反應(yīng)：cco22co為氧化還原反應(yīng)?！敬鸢浮縞6將盛有nh4hco3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中，然后向小燒杯中加入鹽酸，反應(yīng)劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可見 ()anh4hco3和鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)b該反應(yīng)中，熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量c反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量d該實(shí)驗(yàn)說明放熱反應(yīng)無需加熱就能進(jìn)行【解析】醋酸逐漸凝固，說明nh4hco3與鹽酸反應(yīng)使醋酸的溫度降低，因此該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，a錯(cuò)誤；吸熱反應(yīng)中反應(yīng)物吸收能量，得到的生成物內(nèi)能增加，b正確；反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，c錯(cuò)誤；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，該實(shí)驗(yàn)說明有些吸熱反應(yīng)無需加熱就能進(jìn)行，d錯(cuò)誤?！敬鸢浮縝【規(guī)律總結(jié)】判斷放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的依據(jù)與誤區(qū)(1)表示吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)判斷的“兩種形式”：符號(hào)：h0表示吸熱反應(yīng)，h0表示放熱反應(yīng)。圖像：用能量圖表示。橫坐標(biāo)表示反應(yīng)過程，縱坐標(biāo)表示反應(yīng)物和生成物能量。(2)吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)判斷的“兩大誤區(qū)”：誤區(qū)一：與反應(yīng)條件有關(guān)。誤區(qū)二：只要吸熱就是吸熱反應(yīng)，只要放熱就是放熱反應(yīng)。如水蒸氣液化放出熱量，但該過程不是放熱反應(yīng)。熱 化 學(xué) 方 程 式基礎(chǔ)初探1定義：能夠表示反應(yīng)熱的化學(xué)方程式。2熱化學(xué)方程式的特點(diǎn)熱化學(xué)方程式的特點(diǎn)：(1)指明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，若在25 、101 kpa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)，可不注明。(2)注明各物質(zhì)的狀態(tài)：s(固體)、l(液體)或g(氣體)。(3)在方程式的后面注明h的數(shù)值、正負(fù)號(hào)(正號(hào)可以省略)及單位。(4)化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，可以用整數(shù)或簡單分?jǐn)?shù)表示。探究升華思考探究已知在25 、101 kpa條件下，1 g丙烷完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出50.45 kj的熱量。據(jù)此回答下列問題。問題思考：(1)在該條件下，1 mol丙烷完全燃燒放出的熱量是多少？【提示】設(shè)1 mol丙烷完全燃燒放出的熱量為x，1 mol丙烷的質(zhì)量為44 g，所以1 g44 g50.45 kjx，x2 219.8 kj。(2)某同學(xué)寫的熱化學(xué)方程式為c3h85o2=3co24h2oh2 219.8 kj。請分析上述熱化學(xué)方程式出現(xiàn)了哪些錯(cuò)誤？【提示】未注明反應(yīng)物、生成物狀態(tài)；h未標(biāo)明“”；單位書寫不正確，應(yīng)為kjmol1。(3)試寫出正確的熱化學(xué)方程式?！咎崾尽縞3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l) h2 219.8 kjmol1認(rèn)知升華1書寫熱化學(xué)方程式的步驟(1)書寫正確的化學(xué)方程式。(2)注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。(3)計(jì)算h的數(shù)值。(4)寫出h的數(shù)值、符號(hào)及單位。2熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的五點(diǎn)不同(1)物質(zhì)的狀態(tài)不同：熱化學(xué)方程式中在化學(xué)式后要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，而普通化學(xué)方程式中不需注明(2)能量變化不同：在熱化學(xué)方程式的后面要注明熱量的變化，而普通化學(xué)方程式不需注明(3)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同：熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，而普通化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)只能是整數(shù)(4)反應(yīng)條件不同：熱化學(xué)方程式一般不寫反應(yīng)條件，而普通化學(xué)方程式必須寫反應(yīng)條件(5)意義不同：熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中能量的變化，而普通化學(xué)方程式只表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化題組沖關(guān)題組1熱化學(xué)方程式的正誤判斷1下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是() a2so2o2=2so3h196.6 kjmol1bh2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1c2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjdc(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kjmol1【解析】a中沒有標(biāo)明狀態(tài)；c中h的單位不正確；d中h應(yīng)為負(fù)值?！敬鸢浮縝2沼氣是一種能源，它的主要成分是ch4。0.5 mol ch4完全燃燒生成co2和液態(tài)水時(shí)放出445 kj的熱量，則下列熱化學(xué)方程式中正確的是()a2ch4(g)4o2(g)=2co2(g)4h2o(l)h890 kjmol1bch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890 kjmol1cch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890 kjmol1d.ch4(g)o2(g)=co2(g)h2o(l)h890 kjmol1【解析】ch4燃燒放熱，h為“”，a、b錯(cuò)誤；0.5 mol ch4放出445 kj的熱量，則1 mol ch4放出熱量為890 kj，故c正確。 【答案】c3符合如圖所示的化學(xué)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 () acoh2o=co2h2h41 kjmol1bco(g)h2o(g)=co2(g)h2(g) h41 kjmol1cco2(g)h2(g)=co(g)h2o(g) h41 kjmol1dco2(g)h2(g)=co(g)h2o(g) h41 kjmol1【解析】從題圖分析得，由反應(yīng)物co2(g)和h2(g)生成co(g)和h2o(g)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，其h41 kjmol1，由于題中已明確了反應(yīng)物和生成物，因此只能選c?！敬鸢浮縞【規(guī)律總結(jié)】“五查”法判斷熱化學(xué)方程式正誤(1)一查化學(xué)方程式是否書寫正確。(2)二查是否標(biāo)明聚集狀態(tài)：固(s)、液(l)、氣(g)。(3)三查h的“”“”號(hào)是否與吸熱、放熱一致。h數(shù)值前有“”“”號(hào)，放熱反應(yīng)的h為“”，吸熱反應(yīng)的h為“”(“”號(hào)可以省略)。(4)四查h的單位是否正確，要統(tǒng)一用“kjmol1”。(5)五查h的絕對值是否與熱化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)相對應(yīng)。題組2依據(jù)要求書寫熱化學(xué)方程式4氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。如圖所示是n2(g)和h2(g)反應(yīng)生成1 mol nh3(g)過程中能量變化示意圖，請寫出n2和h2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。【解析】由圖像可知，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，且生成1 mol nh3(g)時(shí)，放出的熱量為(300254) kj46 kj，故n2和h2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92 kjmol1。【答案】n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92 kjmol15依據(jù)事實(shí)，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)一定量n2(g)與適量o2(g)發(fā)生反應(yīng)，生成2 mol no2(g)，吸收68 kj熱量：_。(2)1 mol cu(s)與適量o2(g)發(fā)生反應(yīng)，生成cuo(s)，放出157 kj熱量：_?！窘馕觥繒鴮憻峄瘜W(xué)方程式的一般步驟為：【答案】(1)n2(g)2o2(g)=2no2(g) h68 kjmol1(2)cu(s)o2(g)=cuo(s) h157 kjmol1化 學(xué) 鍵 與 化 學(xué) 反 應(yīng) 中 的 能 量 變 化基礎(chǔ)初探1n2(g)與o2(g)反應(yīng)生成no(g)過程中的能量變化示意圖如下：由圖可知： n2(g)與o2(g)反應(yīng)的化學(xué)方程式為n2(g)o2(g)=2no(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于946_kjmol1498_kjmol12632_kjmol1180_kjmol1，熱化學(xué)方程式為n2(g)o2(g)=2no(g)h180 kjmol1。2化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)原因：化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵的斷裂和形成是反應(yīng)過程中能量變化的本質(zhì)原因。探究升華思考探究已知h2和cl2在點(diǎn)燃的條件下生成hcl。下面是反應(yīng)h2(g)cl2(g)=2hcl(g)的能量變化示意圖。問題思考：(1)示意圖中的反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？為什么？【提示】反應(yīng)是放熱的。形成生成物中化學(xué)鍵釋放的總能量比斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的總能量大。(2)由圖示可知，hh鍵的鍵能比clcl鍵的鍵能大，能否說明同等條件下h2比cl2更穩(wěn)定？等物質(zhì)的量的h2與cl2相比較，哪種物質(zhì)自身含有的能量高？【提示】h2比cl2更穩(wěn)定，但是就自身含有的能量相比較，cl2含有的能量更高。(3)“任何化學(xué)反應(yīng)均伴隨舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，所以任何化學(xué)反應(yīng)均有反應(yīng)熱”。這句話正確嗎？【提示】正確。反應(yīng)物和生成物所具有的能量不同，根據(jù)能量守恒定律，在任何化學(xué)反應(yīng)中都會(huì)有能量的變化。(4)寫出h2和cl2反應(yīng)生成hcl的熱化學(xué)方程式?！咎崾尽縣2(g)cl2(g)=2hcl(g) h183 kjmol1認(rèn)知升華1鍵能、穩(wěn)定性和物質(zhì)能量的關(guān)系某物質(zhì)的鍵能越大，破壞其化學(xué)鍵吸收的能量就越大，其物質(zhì)就越穩(wěn)定，但是其自身含有的能量就越低。即物質(zhì)越穩(wěn)定，則自身含有的能量越低。2焓變的兩種求算方法(1)h生成物的總能量反應(yīng)物的總能量由該關(guān)系式可知，如果反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量，此時(shí)h0，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。反之，則為吸熱反應(yīng)。(2)h反應(yīng)物的鍵能之和生成物的鍵能之和根據(jù)鍵能計(jì)算h時(shí)，重點(diǎn)之一是確定化學(xué)鍵的個(gè)數(shù)。例如n23h2=2nh3的反應(yīng)中，2 mol nh3中含有6 mol的nh，不是3 mol nh。題組沖關(guān)1已知1 g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出熱量121 kj，且氧氣中1 mol o=o鍵完全斷裂時(shí)吸收熱量496 kj，水蒸氣中1 mol ho鍵形成時(shí)放出熱量463 kj，則氫氣中1 mol hh鍵斷裂時(shí)吸收熱量為() a920 kjb557 kjc436 kjd188 kj【解析】首先寫出氫氣和氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式，求出該反應(yīng)所放出的熱量。2h2o22h2o，由題意知，1 g氫氣完全燃燒放出121 kj熱量，4 g氫氣要放出熱量4121 kj484 kj，現(xiàn)設(shè)斷裂1 mol hh鍵時(shí)吸收熱量為x，故根據(jù)該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出的熱量等于成鍵所放出的熱量與斷鍵吸收的熱量的差。列式可得：q(放出熱量)484 kj4463 kj(2x496 kj)，解得，x436 kj?！敬鸢浮縞2已知化學(xué)反應(yīng)a2(g)b2(g)=2ab(g)的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是()a每生成2分子ab吸收b kj熱量b該反應(yīng)熱h(ab) kjmol1c該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量d斷裂1 mol aa鍵和1 mol bb鍵，放出a kj能量【解析】觀察題給圖像可以得到，上述反應(yīng)的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應(yīng)，其中反應(yīng)熱h(ab) kjmol1?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中，化學(xué)鍵斷裂為吸熱過程，化學(xué)鍵形成為放熱過程。【答案】b3sf6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在sf鍵。已知：1 mol s(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kj，斷裂1 mol ff、sf鍵需吸收的能量分別為160 kj、330 kj。則s(s)3f2(g)=sf6(g)的反應(yīng)熱h為(