2023學(xué)年完整公開課版反應(yīng)熱

1了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3了解熱化學(xué)方程式的含義并能正確書寫熱化學(xué)方程式。4通過中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定，初步學(xué)習(xí)測定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱的實驗方法。5能正確分析測定反應(yīng)熱時誤差產(chǎn)生的原因，并能采取適當(dāng)措施減小實驗誤差。一、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的正確理解E反應(yīng)物、E生成物分別代表反應(yīng)物、生成物的總能量；Q吸、Q放分別代表反應(yīng)物斷鍵吸收的熱量、生成物成鍵放出的熱量。1吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)是針對化學(xué)反應(yīng)而言，物質(zhì)三態(tài)之間的變化有能量的變化，但屬于物理變化。2反應(yīng)物的能量越高，分子越不穩(wěn)定，破壞它需要的能量越少；生成物的能量越低，分子越穩(wěn)定，生成它時釋放的能量越多，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0，反之，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0?！镜淅?】2011·鹽城高二檢測關(guān)于化學(xué)反應(yīng)中的說法錯誤的是A圖中所示的反應(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化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵生成放出能量【思路點(diǎn)撥】解答該題要注意以下三點(diǎn)：【自主解答】選A。據(jù)圖可知，反應(yīng)物的總能量＜生成物的總能量是吸熱反應(yīng)，A錯誤；化學(xué)反應(yīng)中有物質(zhì)變化也有能量變化，B正確；需要加熱的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，很多放熱反應(yīng)也需要加熱或點(diǎn)燃才能發(fā)生，C正確；化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵生成放出能量，D正確。【互動探究】1化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都是熱量的變化嗎？提示：不是，化學(xué)反應(yīng)中的能量變化主要是熱量的變化，也有其他能量的變化，如燃燒時還有光能的釋放。2某反應(yīng)在常溫下就能發(fā)生，則該反應(yīng)肯定是放熱反應(yīng)嗎？提示：不一定，有些吸熱反應(yīng)在常溫下也能進(jìn)行，如NH4Cl和BaOH2·8H2O的反應(yīng)?！咀兪接?xùn)練】下列過程一定釋放能量的是A化合反應(yīng)B分解反應(yīng)C分子拆成原子D原子組成分子【解析】選D。形成化學(xué)鍵釋放能量，原子結(jié)合成分子放出能量，化合、分解反應(yīng)有可能是放熱反應(yīng)，也有可能是吸熱反應(yīng)。二、書寫熱化學(xué)方程式的步驟及注意事項1書寫步驟一寫：寫出配平的化學(xué)方程式；二注：注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)；三寫：寫出ΔH的數(shù)值、單位及符號。2注意事項1注明測定ΔH的條件原因：反應(yīng)熱ΔH與測定條件溫度、壓強(qiáng)等有關(guān)，但大多數(shù)ΔH是在25℃、101Pa下測定，此時可不注明溫度和壓強(qiáng)；2注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)原因：物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，其能量不同，則反應(yīng)熱ΔH不同，因此，要在物質(zhì)的化學(xué)式后面用括號注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，一般用英文字母g、l和s分別表示氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)，水溶液中的溶質(zhì)則用aq表示。3注明ΔH的數(shù)值、單位及正、負(fù)號原因：ΔH為“-”是放熱反應(yīng)；ΔH為“＋”是吸熱反應(yīng)，正、負(fù)號不可丟掉，單位是J·mol-1。4注意化學(xué)計量數(shù)原因：熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)只代表物質(zhì)的量，不表示分子數(shù)，因此，可為整數(shù)，也可為分?jǐn)?shù)。1化學(xué)計量數(shù)必須與反應(yīng)熱ΔH相對應(yīng)，可以同時增大或減小相同的倍數(shù)。2在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反?！镜淅?】2011·中山高二檢測1g碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，需吸收1094J熱量，此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為ACH2O===COH2ΔH=13128J·mol-1BCsH2Ol====COgH2gΔH=1094J·mol-1CCsH2Og====COgH2gΔH=-13128J·mol-1DCsH2Og====COgH2gΔH=13128J·mol-1【思路點(diǎn)撥】書寫熱化學(xué)方程式要注意以下三點(diǎn)：【自主解答】選D。在25℃、101ol碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2時吸收的熱量為12g÷1g×1094J=13128J，同時注意反應(yīng)物H2O為氣體，ΔH為正值，故D正確?！净犹骄俊?已知該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則1molCOg和1molH2g反應(yīng)生成1mol碳和1mol水蒸氣的熱化學(xué)方程式該如何寫？提示：在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的ΔH數(shù)值相等，符號相反，故有：COgH2g====CsH2OgΔH=-13128J·mol-12若該題正確的選項中碳的化學(xué)計量數(shù)為2，則1中的熱化學(xué)方程式該如何寫？提示：ΔH與化學(xué)計量數(shù)對應(yīng)成正比，則有：2COg2H2g===2Cs2H2OgΔH=-26256J·mol-1【變式訓(xùn)練】N2H4是一種高效清潔的火箭燃料。025molN2H4g完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水時，放出1335J熱量。則下列熱化學(xué)方程式中正確的是AN2H4gO2g====N2gH2OgΔH=267J·mol-14gO2g====N2g2H2OgΔH=-1335J·mol-14gO2g====N2g2H2OgΔH=534J·mol-14gO2g====N2g2H2OgΔH=-534J·mol-1【解析】選D。熱化學(xué)方程式中ΔH>0表示吸熱，ΔH<0表示放熱，A、C項ΔH符號錯誤；熱化學(xué)方程式前化學(xué)計量數(shù)僅表示物質(zhì)的量，025molN2H4g燃燒放熱1335J，故1molN2H4g放熱4×1335J=534J，D項正確，B項錯。三、中和熱及其測定1中和熱1概念在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O時的反應(yīng)熱叫做中和熱。2注意事項①條件：酸、堿稀溶液，這是因為濃酸和濃堿相互混合時因稀釋也會放出熱量，而該熱量不屬于反應(yīng)熱。②弱酸或弱堿在溶液中不能完全電離，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，要繼續(xù)電離，而電離需要吸收熱量，故中和熱數(shù)值小于573J/mol。2中和熱的測定實驗【實驗?zāi)康摹繙y定強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的反應(yīng)熱，體驗化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)?！緦嶒炘怼繛榱擞嬎愫啽?，近似地認(rèn)為實驗所用酸、堿溶液的密度和比熱容與水相同［418J/g·℃］，則：1先測出鹽酸和氫氧化鈉溶液的起始溫度，求其平均溫度t1，再將兩溶液混合充分反應(yīng)后，測定混合后溶液的最高溫度t2，則反應(yīng)前后溫度差為t2-t1。250mL050mol/L鹽酸質(zhì)量m1=50g，50mL055mol/L氫氧化鈉溶液質(zhì)量m2=50g，所以中和反應(yīng)放出的熱量是：Q=m1＋m2×c×t2-t1=0418t2-t1J。350mL05mol/L鹽酸中含有0025mol的H，跟0025mol的OH-發(fā)生中和反應(yīng)，生成0025mol的水，放出熱量為Q，所以：中和熱=J/mol一般計算公式：ΔH=J/mol【實驗用品】儀器：大燒杯500mL、小燒杯100mL、量筒50mL兩個、溫度計、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板中心有兩個小孔、環(huán)形玻璃攪拌棒；試劑：050mol/L鹽酸、055mol/LNaOH溶液?！緦嶒灢襟E】1組裝絕熱裝置①在大燒杯底部墊上泡沫塑料或紙條，使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平；②然后在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料或紙條；③再在大燒杯上用泡沫塑料板或硬紙板作蓋板如圖所示。2測量初始溫度t1①向小燒杯中加入050mol/L的鹽酸50mL，并用溫度計測量鹽酸的溫度，然后把溫度計上的酸用水沖洗干凈。②在另一小燒杯中加入50mL055mol/L的NaOH溶液，并用溫度計測量NaOH溶液的溫度。③求兩溫度的平均值作為t1。3測量終止溫度t2①把套有蓋板的溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯的鹽酸中；②并把NaOH溶液一次倒入盛有鹽酸的小燒杯中；③用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度t2。4重復(fù)實驗操作重復(fù)實驗2～3次，取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。5實驗數(shù)據(jù)處理根據(jù)數(shù)據(jù)計算中和熱。1作為量熱的儀器裝置，要保溫、隔熱，盡量減少熱量的散失。①環(huán)形玻璃攪拌棒不能用鐵絲代替，因為鐵絲能消耗鹽酸且易傳熱，引起實驗誤差。②溫度計的讀數(shù)要準(zhǔn)確。a水銀球部分要完全浸沒在溶液中，且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)；b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。2試劑要求所用試劑為強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液。3實驗操作要快，盡量減少熱量的損失?！镜淅?】某實驗小組用050mol/LNaOH溶液和050mol/L硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測定。Ⅰ用容量瓶配制050mol/LNaOH溶液：實驗中大約要使用245mLNaOH溶液，需稱量NaOH固體g。Ⅱ測定稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液中和熱的實驗裝置如圖所示1理論上稀強(qiáng)酸、稀強(qiáng)堿反應(yīng)生成1mol水時放出573J的熱量，以稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)為例，寫出表示中和熱的熱化學(xué)方程式。2某同學(xué)進(jìn)行上述實驗，測得的中和熱數(shù)值遠(yuǎn)小于573J/mol，產(chǎn)生偏差的原因不可能是。A實驗裝置保溫、隔熱效果差溶液和硫酸溶液的體積時都仰視讀數(shù)量筒溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中D大燒杯上未蓋硬紙板【思路點(diǎn)撥】解答該題要注意以下三點(diǎn)：【自主解答】Ⅰ需要245mLNaOH溶液須配制250mL，需稱量NaOH固體的質(zhì)量為025L×050mol/L×40g/mol=50g；Ⅱ1稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液中和熱的熱化學(xué)方程式NaOHaqH2SO4aq====Na2SO4aqH2OlΔH=-573J/mol;2測得的中和熱數(shù)值遠(yuǎn)小于573J/mol，說明實驗中有熱量的損失：實驗裝置保溫、隔熱效果差；分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中；大燒杯上未蓋硬紙板，這些操作都會有熱量的損失，符合題意。因為實驗中硫酸過量,生成水的量取決于氫氧化鈉的量，仰視讀數(shù)時，會多量取氫氧化鈉溶液，生成的水的量多，放出的熱量增多，故選B。答案：Ⅰ50Ⅱ1NaOHaqH2SO4aq====Na2SO4aqH2OlΔH=-573J/mol2B【互動探究】1實驗中若用濃硫酸，則測得的中和熱數(shù)值會怎樣？提示：偏高，因為濃硫酸溶于水時會放出大量的熱。2實驗中若用醋酸代替硫酸，則測得的中和熱數(shù)值會怎樣？提示：偏低，因為醋酸是弱酸，在與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)時需要不斷電離出氫離子，電離時會吸收部分熱量，故測得的中和熱數(shù)值會偏低?！咀兪接?xùn)練】實驗室進(jìn)行中和熱測定的實驗時除需要大燒杯500mL、小燒杯100mL外，所用的其他儀器和試劑均正確的一組是A050mol/L鹽酸，050mol/LNaOH溶液，100mL量筒1個B050mol/L鹽酸，055mol/LNaOH溶液，100mL量筒2個C050mol/L鹽酸，055mol/LNaOH溶液，50mL量筒1個D050mol/L鹽酸，055mol/LNaOH溶液，50mL量筒2個【解析】選D。本實驗為了保證050mol/L的鹽酸完全被中和，采用055mol/LNaOH溶液，使堿稍過量，故A項不符合；所需酸、堿量均為50mL，故B項不符合；酸、堿分別用不同的量筒量取，故C項不符合?！镜淅肯铝姓f法正確的是A需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生C反應(yīng)物和生成物分別具有的總能量決定了反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)＜0時表明反應(yīng)為吸熱反應(yīng)【易錯選項】A、B【易錯剖析】1易錯選項分析本題易錯選A、B的原因在于把吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)與反應(yīng)條件對應(yīng)起來，錯誤地認(rèn)為需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)不需加熱就能反應(yīng)。2其他錯誤選項分析D項，原因在于沒弄清ΔH的正、負(fù)號與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系?！緲?biāo)準(zhǔn)答案】C2g＋Cl2g====2HClgΔH=-1846J·mol-1中，化學(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的A分子數(shù)B體積C物質(zhì)的量D質(zhì)量【解析】選C。熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的物質(zhì)的量，不表示分子數(shù)。22011·富陽高二檢測化學(xué)反應(yīng)過程中，除有新物質(zhì)生成外，一定還有A體積發(fā)生變化B能量發(fā)生變化C質(zhì)量發(fā)生變化D物質(zhì)狀態(tài)發(fā)生變化【解析】選B?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中既有物質(zhì)的變化也有能量的變化。3已知在25℃、101ol-118lO2g8CO2g9H2OlΔH=-55176J·mol-118lO2g8CO2g9H2OlΔH=55176J·mol-118lO2g8CO2g9H2OlΔH=-4840J·mol-1【解析】選B。在25℃、101olC8H18燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出的熱量為×114g=55176J。在書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明以下幾點(diǎn)：①標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)，A中H2O的狀態(tài)標(biāo)錯，A不正確；②標(biāo)明反應(yīng)是吸熱還是放熱，ΔH＞0時為吸熱反應(yīng)，ΔH＜0時為放熱反應(yīng)，C錯；③熱量數(shù)值要與化學(xué)計量數(shù)相對應(yīng)，顯然D錯。42011·中山高二檢測下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是A鋁片和稀鹽酸反應(yīng)OH2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)C灼熱的炭與二氧化碳的反應(yīng)D甲烷在氧氣中的燃燒【解析】選C。活潑金屬與酸反應(yīng)、燃燒都是放熱反應(yīng)，A、D錯誤；B、C兩項屬于吸熱反應(yīng)，但是B項不是氧化還原反應(yīng)，故選C。5已知：H2g＋O2g====H2Og，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，請回答下列問題。1a、b、c分別代表什么意義？a：______________________________________________；b：______________________________________________；c：______________________________________________。2該反應(yīng)是反應(yīng)填“放熱”或“吸熱”，ΔH0填“＞”、“＜”或“=”。3若c=2418J·mol-1，請寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式