2022年高中化學-反應熱焰變學案

1.1.1反應熱焰變

核心素養(yǎng)目標

學習目標素養(yǎng)目標

1.能辨識化學反應中的能量轉化能從宏觀和微觀相結合的視角分析化學反應中的能量變

形式，能解釋化學反應中能量變化化。培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”的學科素養(yǎng)。

的本質。知道化學變化需要一定的條件，并遵循一定規(guī)律；認識

2.結合真實情境中的應用實例，化學變化的本質是有新物質生成，并伴有能量的轉化。

能從多角度認識放熱反應和吸熱培養(yǎng)學生“變化觀念與平衡思想”的學科素養(yǎng)。

反應。認識化學反應中能量變化在通過建立節(jié)約資源、保護環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識。從自

生活、生產(chǎn)中的應用。身做起，形成簡約適度、綠色低碳的生活方式。培養(yǎng)學

3.能運用反應焰變合理選擇和利生“科學態(tài)度與社會責任”的學科素養(yǎng)。

用化學反應。

預習填空

一、反應熱及其測定

1.反應熱

(1)定義：在等溫條件下，化學反應體系向環(huán)境或從環(huán)境的熱量，稱為化學反應的熱效

應，簡稱反應熱。用表示。

(2)許多反應熱可以通過直接測定。

2.中和熱

大量實驗測得，在25℃和lOlkPaT，強酸的稀溶液與強堿的稀溶液在稀溶液發(fā)生中和反應生成1mol

時，放出的熱量。AH=-57.3kj/molo

二、反應熱與焙變

1.內(nèi)能與焰變

(1)內(nèi)能(符號為U)：,受溫度、壓強和物質的聚集狀態(tài)等的影響。

(2)焰(符號為H)：與有關的物理量。

(3)熔變：在等壓條件下進行的化學反應(嚴格地說，對反應體系做功有限定，中學階段一般不考慮)，

其反應熱等于反應的,符號：AH,單位：kJ/mol(或kJ?mol')。

2.焰變的意義

(1)當反應體系放熱時其熠減小，△〃為,即△//0,

(2)當反應體系吸熱時其焰減小，△〃為,即0。

3.常見的放熱反應與吸熱反應

放熱反應吸熱反應

①所有反/'知識點精講

知識點一反

②大多數(shù)_____反應；

應熱焙變①大多數(shù)分解反應；

③_________反應；

②_____________;

【知識點梳

④金屬與酸或水的置換反應；

③_____________。

理】

⑤物質的緩慢氧化；

1.化學

⑥鋁熱反應。

反應的實質

與特征

(1)實質：反應物中化學鍵的斷裂和生成物中化學鍵的形成。

(2)特征：既有物質變化，又伴有能量變化，后者通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。

2.反應熱與婚變

(1)反應熱

①反應熱是指在等溫條件下，化學反應體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的能量，稱為化學反應的熱效應,

簡稱反應熱。

②反應熱產(chǎn)生的原因是化學反應前后體系內(nèi)能(仍發(fā)生變化。

③內(nèi)能量是體系內(nèi)物質的各種能量總和，受溫度、壓強和物質的聚集狀態(tài)等影響。

(2)婚變

①玲：與物質內(nèi)能有關的物理量，符號為"

②熔變：在等壓條件下進行的化學反應的反應熱。符號為△〃，單位：kj/mol或

kJ,mol，

f>0：吸熱

③定義式：△〃=〃生成物—〃反應物《油耳

[<0：放熱

3.吸熱反應與放熱反應

(1)從烙(或能量)的高低角度理解(宏觀角度)

均

(結

或(

或

能

M他

)越

02/8

的總能量，△從0能量，XH>0

①a表示斷裂舊化學鍵吸收的能量，也可以表示反應的活化能。

②人表示形成新化學鍵放出的能量，也可以表示活化分子結合成生

說明

成物分子所釋放的能量。

③c表示反應的反應熱。

(2)從化學鍵角度理解(微觀角度)

吸收能量號吸熱反應

反

生E,>E2^H>O

應舊化學鍵斷裂

物成

新化學鍵形成

物E\VE"AHvQ

|放出能量I放熱反應I

化學反應能量變化的原因與△〃的計算

以H2(g)+Ck(g)===2HCl(g)反應的能量變化為例說明:

(HXH>^-

436kJ,mol-1+

能量

243kJ-mol'

處鍵

能量形形

成,成.

431kJ.","-'"????73lkJ-mol-'

能量1加量

反應中能量變化

化學鍵

1mol化學鍵的斷裂或形成反應中能量變化

H-H吸收436kJ

共吸收679kJ

Cl—C1吸收243kJ

H—C1放出431kJ共放出862kJ

結論H2(g)+S(g)===2HCl(g)的反應熱△〃=-183kJ?mol-1

(3)常見放熱反應

①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應；③大多數(shù)化合反應；④金屬跟水或酸的置換反應；⑤物質的緩慢

氧化；⑥少數(shù)分解反應，如山。2分解。

(4)常見吸熱反應

①大多數(shù)分解反應；②鹽的水解反應；③Ba(0H)2?8I1Q晶體與NHC1晶體的反應；④碳和水蒸氣的反

應；⑤C和CO?的反應。

注意：

(1)物質發(fā)生化學反應一定伴隨著能量變化，但伴隨能量變化的物質變化不一定都是化學變化。如水蒸氣

變成液態(tài)水的過程放熱，但該變化為物理變化。

(2)化學反應的能量變化主要表現(xiàn)為熱量變化，但并不完全是熱量變化，還有光能、電能等。

(3)化學反應是放熱還是吸熱與反應發(fā)生的條件(如是否加熱)沒有必然的聯(lián)系，如Ba(OH)2?8HzO晶

體與NHC1晶體在常溫常壓下即可發(fā)生反應，該反應是吸熱反應。(4)破壞反應物中的化學鍵吸收的能量

越小，說明反應物越不穩(wěn)定，本身的能量越高。

(5)形成生成物的化學鍵放出的能量越多，說明生成物越穩(wěn)定，本身的能量越低。

【方法技巧】

△H的三種基本公式

(1)△//=反應物總鍵能之和一生成物總鍵能之和。

(2)△仁生成物總能量一反應物總能量=〃(生成物)一〃(反應物)。

(3)△//=正反應活化能一逆反應活化能。

注意：

常見物質(1mol)中化學鍵數(shù)目

Si02S8

co2CH,P4

物質(Si—0石墨金剛石(s—sSi

(C=0)(C—H)(P—P)

))

鍵數(shù)24641.5282

【典型例題】

1.焰是與物質內(nèi)能有關的物理量。一定壓強下，下列有關焰或焰變的說法錯誤的是()

A.物質狀態(tài)發(fā)生變化時，物質的焙也發(fā)生變化

B.等量的硫單質的蛤：S(s)<S(l)<S(g)

C.吸熱反應中產(chǎn)物的焙高于反應物的焰

D.化學鍵斷裂時焰值一定增大，同時會伴隨化學反應的發(fā)生

2.下列說法正確的是()

A.焙變單位中kJ-mol-1,是指1mol物質參加反應時的能量變化

B.當反應放熱時△放0,反應吸熱時△水0

C.一個化學反應中，當反應物的總能量大于生成物的總能量時，反應放熱，△〃為“一”

D.一個化學反應中，生成物總鍵能大于反應物的總鍵能時，反應吸熱，△〃為“+”

3.根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)計算CH,(g)+4F2(g)=CF.,(g)+4HF(g)的反應熱△〃為()

化學鍵c-HC-FH—FF—F

鍵能/kJ?mor'414489565155

A.-1940kJ?mol1B.+1940kJ?mol

C.—485kJ,mol1D.+485kJ,mol1

【知識點梳理】

04/8

1.測定原理

通過一定量的酸、堿溶液在反應前后溫度的變化，計算反應放出的熱量，由此求得中和熱。熱量計算

公式為gcmXt(c為比熱容，加為溶液質量，△t為前后溫度差)。

2.實驗儀器裝置

,玻璃

溫度計/攪拄器

、

內(nèi)簡

隔熱層

①簡易量熱計

②實驗過程中，還需要的其他儀器有50niL量筒(2個)。

3.實驗步驟與數(shù)據(jù)測量

①反應前體系的溫度(幻

測量方法是用一個量筒量取50mL0.50mol鹽酸，倒入量熱計的內(nèi)筒中并測量其溫度；用另一

個量筒量取50mL0.55mol?L_1NaOH溶液并用已用蒸儲水洗凈的溫度計測量其溫度，取兩溫度平均值為

t\O

②反應后體系的溫度(tz)

打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計的內(nèi)筒，立即蓋上杯蓋，插入溫度計，用攪拌器勻

速攪拌。密切關注溫度變化，將最高溫度記為t2o

③重復上述步驟①至步驟②兩次。

④實驗數(shù)據(jù)處理

鹽酸、氫氧化鈉溶液為稀溶液，其密度近似地認為都是1g-cm-3,反應后溶液的比熱容c=4.18

J/(g?℃)?該實驗中鹽酸和NaOH溶液反應放出的熱量是0.418(友一幻kJ,中和反應生成1mol水時放

0.418?九一右?

出的熱量為kJ。

0.025

4.實驗關鍵和注意事項實驗

(1)實驗關鍵

①迅速反應，防止熱量散失。②在測量反應混合液的溫度時要隨時讀取溫度值，記錄下最高溫度值

(2)注意事項

①實驗中要用強酸、強堿的稀溶液(0.1?0.5mol。1/')。

②操作時動作要快，盡量減少熱量的損失，使用絕熱裝置，避免熱量散發(fā)到反應體系外。

③測量鹽酸的溫度后，要將溫度計上的酸沖洗干凈后，再測量NaOH溶液的溫度，避免酸、堿在溫度

計的表面反應放熱而影響測量結果。

④測定中和熱不能用弱酸或弱堿，因弱酸、弱堿電離時吸收熱量而使測量數(shù)值偏低。

⑤中和熱的數(shù)值是57.3kJ?mol,測定時與強酸、強堿的用量無關。

5.中和反應反應熱測定實驗中產(chǎn)生誤差的原因

①裝置方面：裝置的隔熱保溫效果不好，造成實驗過程中熱量損失而引起誤差。

'a.實驗過程中液體灑落到桌面上

b.混合酸、堿溶液時，動作緩慢

②操作方面，

c.用溫度計測量酸的溫度后，未清洗而直

、接去測量堿的溫度

a.溫度計的讀數(shù)有誤差

③讀數(shù)方面＜b.量取溶液體積時，讀數(shù)有誤差?俯視、仰

.視等問題？

【典型例題】

1.關于中和反應反應熱的測定實驗，下列說法正確的是（）

A.為了使反應進行得更完全，可以使酸或堿適當過量

B.為了使反應充分，可以向酸（堿）中分次加入堿（酸）

C.中和反應反應熱測定的實驗結果與所用酸、堿的用量和種類均無關

D.用銅絲代替玻璃攪拌棒，會使中和反應反應熱的測定值偏大

2.下列有關中和熱的說法正確的是（）

+-

A.中和熱的熱化學方程式：H（1）+OH（1）===H2O（1）A//=-57.3kJ-moF'

B.準確測量中和熱的實驗過程中，至少需測定溫度4次

C.玻璃攪拌器材料若用銅代替，則測量出的中和熱數(shù)值偏小

D.若稀酸溶液中H*與稀堿溶液中（）1的物質的量相等，則所測中和熱數(shù)值更準確

3.某實驗小組用0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液進行中和反應反應熱的測定。實驗裝置如

圖所示。

（1）儀器a的名稱是。?

（2）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液進行實驗，測得起止溫度差的平均值為4.0°C。

Wmol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm）實驗后所

近似認為0.50mol/LNaOH溶液和0.50

'算得△於（取小數(shù)點后一位）。？

得溶液的比熱容c=4.18J/（g?℃）。則計

（3）上述實驗結果與一57.3kj/mol有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是（填字母）。?

a.實驗裝置保溫、隔熱效果差

b,用量筒量取NaOH溶液的體積時仰視刻度線讀數(shù)

c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸溶液的小燒杯中

d.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2sol溶液的溫度

本課小結

06/8

恒壓條件”、十L放熱反應AH<0

反應熱執(zhí)六夕由次含變一m玨二上、口八

熱效應「吸熱反應AH>0

生成物的總能量-反應物的總能量

4.18x10-3.機(溶液)??t)

=_________________________=——!—

|應熱一n(H2O)

kJ?moL[比熱容c=4.18J/(g?七)]

隨堂練習

1.已知斷裂1molII—II需吸收的能量為436kJ,形成1molN-H放出的能量為391kJ,根據(jù)化學

方程式N2+3H2=2NHa,1mol凡完全反應放出92.4kJ能量。則斷裂1molN三N所需吸收的能量為()