課時(shí)1-1-1-化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱【課標(biāo)要求】1.認(rèn)識化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能，能量的轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律。2.知道內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)所含各種微觀粒子的能量總和，受溫度、壓強(qiáng)、物質(zhì)聚集狀態(tài)的影響。

探究學(xué)習(xí)一

化學(xué)反應(yīng)中能量的變化1．化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(1)反應(yīng)熱的概念：當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所

稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)，簡稱

。(2)反應(yīng)熱的表示方法：用符號Q表示：

Q＞0，表示反應(yīng)

；Q＜0，表示反應(yīng)

。稱釋放或吸收的熱量反應(yīng)熱吸熱放熱(1)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)：

。(2)反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因：以H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)為例說明。已知：斷裂1molH2(g)分子、1molCl2(g)、1molHCl(g)分子中的化學(xué)鍵吸收的能量分別是436kJ、243kJ、431kJ。則1molH2與1molCl2反應(yīng)生成HCl的反應(yīng)熱Q=

，該反應(yīng)是

(“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。反應(yīng)物的能量總和

(“大于”或“小于”)生成物的總能量。反應(yīng)物分子中舊化學(xué)鍵斷裂和生成物分子中新化學(xué)鍵形成的過程－183kJ放熱大于【理解應(yīng)用】(1)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴有能量的變化，伴隨能量變化的過程不一定是化學(xué)變化(

)(2)反應(yīng)產(chǎn)物的總能量一定低于反應(yīng)物的總能量(

)(3)石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸俏鼰岱磻?yīng)，則金剛石比石墨更穩(wěn)定(

)(4)反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的能量有關(guān)(

)(5)放熱反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生，吸熱反應(yīng)不加熱就不能發(fā)生(

)√××√×××√2．有下列反應(yīng)：①氧化鈉與水反應(yīng)②碳酸氫鈉受熱分解③硫酸與氫氧化鈉溶液混合④乙醇燃燒⑤鉀與水反應(yīng)⑥膽礬受熱失去結(jié)晶水⑦Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)。其中為吸熱反應(yīng)的是__________，為放熱反應(yīng)的是____________。②⑥⑦①③④⑤(1)常見的放熱反應(yīng)：①大多數(shù)化合反應(yīng)；②所有的燃燒反應(yīng)；③酸堿中和反應(yīng)；④較活潑金屬與酸的反應(yīng)；⑤活潑金屬與H2O的反應(yīng)；⑥鋁熱反應(yīng)；⑦緩慢氧化反應(yīng)；⑧爆炸。(2)常見的吸熱反應(yīng)：①大多數(shù)分解反應(yīng)；②Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)；③C和CO2、H2O(g)的反應(yīng)；④少數(shù)化合反應(yīng)?！局R總結(jié)】常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)3．CO(g)與H2O(g)反應(yīng)的能量變化如圖所示，下列有關(guān)兩者反應(yīng)的說法正確的是(

)A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．1molCO(g)和1molH2O(g)具有的總能量大于1molCO2(g)和1molH2(g)具有的總能量C．該反應(yīng)不需要加熱就能進(jìn)行D．1molCO2(g)和1molH2(g)反應(yīng)生成1molCO(g)和1molH2O(g)要放出41kJ熱量【概念理解】放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)與反應(yīng)熱不能根據(jù)反應(yīng)條件判斷一個(gè)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。需要加熱進(jìn)行的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，常溫下就能進(jìn)行的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng)。任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱。反應(yīng)熱取決于反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對大小，與反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量(或質(zhì)量)有關(guān)，與反應(yīng)條件或反應(yīng)是否已經(jīng)發(fā)生無關(guān)。4．鍵能是氣態(tài)基態(tài)原子形成1mol化學(xué)鍵(或其逆過程)時(shí)釋放(或吸收)的最低能量。已知H—H鍵、N≡N鍵、N—H鍵鍵能如下表所示：則在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)，生成1molNH3時(shí)的反應(yīng)熱Q＝

。－41kJ【思維模型】根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱的方法正確書寫化學(xué)方程式。分析斷裂或形成的化學(xué)鍵的數(shù)目。代入公式計(jì)算：Q＝E1(斷裂反應(yīng)物化學(xué)鍵吸收總能量)－E2形成(反應(yīng)產(chǎn)物化學(xué)鍵釋放總能量)。探究學(xué)習(xí)二反應(yīng)熱的測定1．反應(yīng)熱測定的方法和裝置(1)測定反應(yīng)熱的儀器——量熱計(jì)(2)測定方法：將反應(yīng)物溶液加入到量熱計(jì)內(nèi)筒并

混合，攪拌，測量反應(yīng)

前后溶液

的變化值。(3)計(jì)算公式：Q＝

。

其中C表示溶液及量熱計(jì)的

，

T1、T2分別表示

。迅速溫度－C(T2－T1)熱容反應(yīng)前和反應(yīng)后體系的溫度3．實(shí)驗(yàn)探究——中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的測定(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y定強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱，體驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。(2)實(shí)驗(yàn)原理：酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，利用一定質(zhì)量的酸和堿發(fā)生反應(yīng)，測出反應(yīng)前后溶液

差，再根據(jù)參加反應(yīng)的酸溶液和堿溶液的體積求出混合溶液的

，根據(jù)公式計(jì)算：Q＝－c·m·ΔT，其中：c為比熱容，m為酸堿溶液的

，ΔT＝T2－T1，T是酸溶液溫度與堿溶液溫度的

值。然后換算成生成1molH2O放出的能量即可。溫度質(zhì)量質(zhì)量和平均(3)實(shí)驗(yàn)步驟①向量熱計(jì)內(nèi)筒中加入1.0mol·L－1的鹽酸100mL，攪拌后測初始溫度T1。②向250mL燒杯中加入1.0mol·L－1NaOH溶液100mL，調(diào)節(jié)溫度為T1。③快速將燒杯中的堿液倒入量熱計(jì)中，蓋好杯蓋，勻速攪拌，記錄體系的最高溫度T2。④重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作，記錄每次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，取其平均值作為計(jì)算依據(jù)。(4)實(shí)驗(yàn)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(rèn)為都是1g·cm－3，反應(yīng)前后溶液的比熱容為4.18kJ·K－1·kg－1。該實(shí)驗(yàn)中鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)的反應(yīng)熱Q＝

。換算為強(qiáng)酸與強(qiáng)堿中和反應(yīng)生成1molH2O的反應(yīng)熱：Q＝

kJ。－0.836(T2－T1)kJ簡易量熱計(jì)的保溫隔熱的效果要好；實(shí)驗(yàn)中要用酸和堿的稀溶液；堿液(或酸液)稍過量，以確保酸(或堿)完全反應(yīng)；讀取中和反應(yīng)的溫度(T2)是反應(yīng)混合液的最高溫度；實(shí)驗(yàn)操作動作要迅速，盡量減少熱量損失。提醒

測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱需注意的5個(gè)問題？思考討論(1)用同體積、同濃度的KOH代替NaOH完成上述實(shí)驗(yàn)，用同體積、同濃度的硝酸代替鹽酸完成上述實(shí)驗(yàn)，測得的反應(yīng)熱數(shù)值三者是否相同？簡述其中的原因。(2)若用100mL1.1mol·L－1的NaOH溶液和100mL1.0mol·L－1的鹽酸進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，所測得的反應(yīng)熱數(shù)值會更加準(zhǔn)確，為什么？相同。原因：參加反應(yīng)的物質(zhì)都是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，它們在水中完全電離，中和反應(yīng)的離子方程式都是H＋＋OH－=H2O，反應(yīng)都在室溫下進(jìn)行，且參加反應(yīng)的n(H＋)和n(OH－)都相同，所以反應(yīng)熱也相同。有利于鹽酸全部參加反應(yīng)【拓展延伸】中和反應(yīng)的反應(yīng)熱1.概念：常溫下，在稀溶液中，酸和堿溶液反應(yīng)生成1mol液態(tài)水時(shí)所放出的熱量。2.單位：kJ·mol－1或J·mol－1。3.數(shù)值：稀的強(qiáng)酸溶液和強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成1mol液態(tài)水的中和熱為定值，Q=-57.3kJ·mol－1。4.注意：若為弱酸和弱堿，則存在電離吸熱，放出的熱量會減少；

若或?yàn)闈馑岷蛪A溶液，則存在稀釋放熱，放出的熱量增多；

若反應(yīng)生成沉淀，放出的熱量會增多?！纠斫鈶?yīng)用】1．用稀的NaOH溶液與稀鹽酸反應(yīng)測定中和熱的實(shí)驗(yàn)中，下列操作錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)前酸、堿溶液的溫度調(diào)節(jié)至相同

B．測量混合溶液的溫度時(shí)，溫度計(jì)插在溶液中C．將NaOH溶液分多次加入裝有稀鹽酸的燒杯中

D．為使反應(yīng)更完全，可以使堿適當(dāng)過量【理解應(yīng)用】2．反應(yīng)熱測定實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是做好保溫措施，下列操作有利于保溫效果的是(

)A．酸堿溶液的濃度要小

B．酸堿一方要過量

C．操作迅速準(zhǔn)確，減少熱量損失

D．及時(shí)準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】1．關(guān)于化學(xué)反應(yīng)與能量的說法正確的是(

)A．化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量B．化學(xué)反應(yīng)中能量變化的大小與反應(yīng)物的質(zhì)量多少無關(guān)C．在化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物的總能量總是等于生成物的總能量D．放熱反應(yīng)不要加熱就能進(jìn)行，吸熱反應(yīng)需要在加熱的條件下才能進(jìn)行【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】2．下列說法正確的是(

)A．濃硫酸溶于水放出大量的熱，是放熱反應(yīng)B．碳酸鈣受熱分解的反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量C．反應(yīng)C(石墨)→C(金剛石)的Q＞0，則金剛石比石墨穩(wěn)定D．氣態(tài)水比液態(tài)水穩(wěn)定【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】3．分別取50mL0.5mol·L－1的鹽酸與50mL0.55mol·L－1的氫氧化鈉溶液進(jìn)行中和熱測定實(shí)驗(yàn)。其裝置如圖所示，儀器A是環(huán)形玻璃攪拌棒，下列操作不正確的是(

)A．稍過量的氫氧化鈉溶液是確保鹽酸完全反應(yīng)B．向盛裝鹽酸的燒杯中小心緩慢地加入氫氧化鈉溶液C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，用環(huán)形玻璃攪拌棒不斷輕輕攪拌D．在實(shí)驗(yàn)過程中，把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈后再測量氫氧化鈉溶液的溫度4．氫氣和氟氣混合在黑暗處即可發(fā)生爆炸而釋放出大量的熱量。在反應(yīng)過程中，斷裂1molH2中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1kJ，斷裂1molF2中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molHF中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是(

)【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】A．Q1＋Q2＜2Q3B．Q1＋Q2＞2Q3

C．Q1＋Q2＜Q3

D．Q1＋Q2＞Q3【素養(yǎng)提升】5．化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(

)A．該反應(yīng)每生成2分子AB(g)吸收(a-b)kJ能量B．反應(yīng)熱Q＝(a－b)kJ·mol