1.1.1反應(yīng)熱焓變（導(dǎo)學(xué)案）（原卷版）

反應(yīng)熱焓變【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、理解反應(yīng)熱的概念2、能以中和熱的測定為例掌握反應(yīng)熱的測定方法；3、能從宏觀和微觀兩個(gè)角度解釋反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因及掌握反應(yīng)熱的計(jì)算方法。【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：反應(yīng)熱、焓變的含義；中和熱的測定難點(diǎn)：焓變、ΔH的“＋”與“－”的理解與應(yīng)用、中和熱的測定【自主預(yù)習(xí)】1．體系與環(huán)境被研究的稱為體系，與體系相互影響的其他部分稱為。熱量是指因不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的。【舉例】將試管中的鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應(yīng)等看作一個(gè)反應(yīng)體系；盛溶液的試管和溶液之外的空氣等看作環(huán)境。2．反應(yīng)熱在條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境或從環(huán)境的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)的，簡稱反應(yīng)熱?！竞献魈骄俊恳唬畬?shí)驗(yàn)探究：中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定（1）測定原理：環(huán)境溫度時(shí)，根據(jù)測得的體系的溫度變化和有關(guān)物質(zhì)的等來計(jì)算反應(yīng)熱。即利用公式進(jìn)行計(jì)算。（2）實(shí)驗(yàn)裝置①如圖：②各部分儀器的作用a．玻璃攪拌器的作用是使混合均勻充分接觸。b．隔熱層的作用是熱量的散失。c．溫度計(jì)的作用是測定反應(yīng)前后的溫度?！舅伎加懻?】①測量哪些數(shù)據(jù)？②如何利用數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)熱？③如何提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度？（3）實(shí)驗(yàn)步驟①反應(yīng)物溫度測量(t1)：測量混合前50mL0.50mol·L－1、50mL0.55mol·L－1溶液的溫度，取兩溫度，記錄為起始溫度t1。②反應(yīng)后體系溫度測量(t2)：將溶液迅速混合，用輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的，記錄為終止溫度t2。③重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作兩次，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)?！咀鲆蛔觥浚?）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理某實(shí)驗(yàn)小組測定數(shù)據(jù)如下，溫度實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃溫度差平均值(t2－t1)/℃鹽酸NaOH平均值溫差平均值125.025.225.128.53.43.4224.925.125.028.33.3325.625.425.529.03.5設(shè)溶液的密度均為1g·cm－3，中和后溶液的比熱容c＝4.18J·g－1·℃－1，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出該反應(yīng)放出的熱量Q≈kJ，則生成1molH2O時(shí)放出的熱量為kJ。（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論大量實(shí)驗(yàn)測得，在25℃和101kPa下，強(qiáng)酸的與強(qiáng)堿的，發(fā)生反應(yīng)生成1mol時(shí)，放出kJ的熱量?！舅伎加懻?】你認(rèn)為在中和熱測定實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是什么？實(shí)驗(yàn)操作中要注意什么問題？【知識(shí)檢測】【典例1】某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)，探究反應(yīng)中的能量變化，下列判斷正確的是（）A．由實(shí)驗(yàn)可知，甲、乙、丙所涉及的反應(yīng)都能使溫度計(jì)讀數(shù)上升B．將實(shí)驗(yàn)甲中的鋁片更換為等質(zhì)量的鋁粉后釋放出的熱量有所增加C．實(shí)驗(yàn)丙中將玻璃攪拌器改為鐵質(zhì)攪拌棒對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響D．實(shí)驗(yàn)丙中若用代替，則測出變小【變式1】某小組同學(xué)以HCl溶液和NaOH溶液為例，進(jìn)行中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定，下列有關(guān)說法正確的是（）A．利用圖裝置進(jìn)行中和熱測定實(shí)驗(yàn)，裝置中只有一處錯(cuò)誤B．測定中和熱時(shí)，將NaOH溶液分次緩慢倒入裝有鹽酸的量熱計(jì)中C．用環(huán)形玻璃攪拌棒左右攪拌，有助于反應(yīng)充分D．完成一次中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定實(shí)驗(yàn)，溫度計(jì)需要使用3次【合作探究】二、反應(yīng)熱與焓變1．化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和特征【思考討論3】在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中，化學(xué)反應(yīng)通常是在等壓條件下進(jìn)行的。如何描述等壓條件下的反應(yīng)熱？為描述等壓條件下的反應(yīng)熱，科學(xué)上引入了一個(gè)與內(nèi)能有關(guān)的物理量—焓(符號(hào)為H)。2．內(nèi)能：內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種的總和，受、和物質(zhì)的狀態(tài)等影響。3．焓與焓變（1）（2）反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系：在條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的等于反應(yīng)的，因此常用表示反應(yīng)熱。（3）焓變與吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的關(guān)系①放熱反應(yīng)：反應(yīng)體系向環(huán)境能量，反應(yīng)體系的焓，ΔH為。②吸熱反應(yīng)：反應(yīng)體系從環(huán)境中能量，反應(yīng)體系的焓，ΔH為。【做一做】焓變的表示方法①在25℃和101kPa下，1molH2與1molCl2反應(yīng)生成2molHCl時(shí)放出184.6kJ的熱量，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：②在25℃和101kPa下，1molC(如無特別說明，C均指石墨)與1molH2O(g)反應(yīng)，生成1molCO和1molH2,需要吸收131.5kJ的熱量，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：【問題探究3】根據(jù)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)的能量變化（如下圖所示），說明化學(xué)鍵的斷裂與形成與能量變化有和關(guān)系？4．從微觀角度理解反應(yīng)熱的實(shí)質(zhì)以H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)的能量變化為例說明，如圖所示：由圖可知：化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化斷裂或形成1mol化學(xué)鍵的能量變化斷裂或形成化學(xué)鍵的總能量變化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ結(jié)論H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)熱ΔH＝kJ·mol－1①圖示：化學(xué)反應(yīng)過程中形成化學(xué)鍵、斷裂化學(xué)鍵能量變化可用如圖表示：其中，E1表示反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵的總熱量，E2表示形成化學(xué)鍵的總熱量，E1與E2的差值表示。上述反應(yīng)過程表示該反應(yīng)為反應(yīng)。②焓變計(jì)算公式：ΔH＝。ΔH＝?！局R(shí)檢測】【典例2】各圖中，表示反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是（）A． B．C． D．【變式2】理論研究表明，在101kPa和298K下，異構(gòu)化反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．HCN為直線型分子B．升高溫度，該異構(gòu)化反應(yīng)正向移動(dòng)C．正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能D．使用催化劑，能加快化學(xué)反應(yīng)速率，反應(yīng)的減小【鞏固練習(xí)】1、反應(yīng)A+B→C(放熱)分兩步進(jìn)行：①A+B→X(吸熱)，②X→C(放熱)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是A． B．C． D．2、1，3丁二烯與HBr發(fā)生加成反應(yīng)分兩步：第一步H+進(jìn)攻1，3丁二烯生成碳正離子()；第二步Br進(jìn)攻碳正離子完成1，2加成或1，4加成。反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如下圖所示。已知在0℃和40℃時(shí)，1，2加成產(chǎn)物與1，4加成產(chǎn)物的比例分別為70：30和15：85。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．1，4加成產(chǎn)物比1，2加成產(chǎn)物穩(wěn)定B．兩種產(chǎn)物的化學(xué)鍵種類和數(shù)目相同，但1，2加成產(chǎn)物的總鍵能更大C．相同條件下，第二步正反應(yīng)(或逆反應(yīng))比較：1，2加成較1，4加成更易發(fā)生D．從0℃升至40℃，1，2加成正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度3、中和反應(yīng)的反應(yīng)熱的測定實(shí)驗(yàn)中，若取0.55mol/L的NaOH溶液50mL與0.25mol/L的硫酸50mL置于如圖所示的裝置中進(jìn)行反應(yīng)熱的測定?；卮鹣铝袉栴}。（1）從上圖實(shí)驗(yàn)裝置看，其中尚缺少的一種玻璃用品是_______。（2）若改用40mL0.55mol/LH2SO4溶液和50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量_______(填“相等”或“不相等”)。（3）近似認(rèn)為0.55mol/LNaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是，中和后生成溶液的比熱容，通過以下數(shù)據(jù)計(jì)算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱_______(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)起始溫度終止溫度溶液NaOH溶液平均值126.226.026.129.5227.027.427.232.3326.025.825.929.2426.426.226.329.8（4）上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果與相比有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是_______(填字母)。a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差b．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接測定溶液的溫度c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中4、實(shí)驗(yàn)室利用如圖所示裝置測定中和熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟一：用量筒量取鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；步驟二：用另一量筒量取溶液，并用同一溫度計(jì)測出其溫度；步驟三：將溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測得混合液最高溫度?；卮鹣铝袉栴}：①碎泡沫塑料的作用是_______。②將一定量的稀氫氧化鈉溶液分別和稀鹽酸、濃硫酸、稀醋酸溶液恰好完全反應(yīng)，其反應(yīng)熱分別為、、，則、、的大小關(guān)系為_______。③假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是，又知中和反應(yīng)后生成溶液的比熱容。為了計(jì)算中和熱，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下實(shí)驗(yàn)序號(hào)起始溫度終止溫度鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液1