2019-2020年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第2課時學(xué)案魯科版.doc
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2019-2020年高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第2課時學(xué)案魯科版 ■精準(zhǔn)定位——學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)航 1.了解焓變與反應(yīng)吸熱或放熱的關(guān)系。 2.掌握化學(xué)方程式的書寫和意義。 ■自主梳理—基礎(chǔ)知識導(dǎo)航 一、化學(xué)反應(yīng)的焓變 1.焓:用來描述物質(zhì)所具有的能量的物理量,符號H。 【注意】① 焓是一個物理量;②焓是物質(zhì)固有的性質(zhì),與密度相似 2.焓變 (1)定義:_______,符號___。是用來描述反應(yīng)熱的物理量。 (2)表達(dá)式及單位 △H=H(反應(yīng)產(chǎn)物) — H(反應(yīng)物),單位:KJ/mol或J?mol—1 (3)意義P:從能量角度分析焓變與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系:吸熱反應(yīng):____________,即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量)大于反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量 ),當(dāng)由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時,需吸收能量。 放熱反應(yīng):__________,即產(chǎn)物的焓(產(chǎn)物具有的總能量)小于反應(yīng)物的焓(反應(yīng)物具有的總能量 ),當(dāng)由反應(yīng)物生成產(chǎn)物時,需釋放能量。 問題思考1 ?(1)焓和焓變分別是用來描述什么的物理量?(2)反應(yīng)焓變與反應(yīng)熱有什么關(guān)系?在什么條件下,該關(guān)系成立? 二、熱化學(xué)方程式 1.定義:表明_______________的化學(xué)方程式。 2.含義:不僅表明了__________,也表明了__________。 自主梳理參考答案 一、1. 用來描述物質(zhì)所具有的能量的物理量 H2. (1)生成物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差 △H(3)△H>0 △H<0 二、1.反應(yīng)所放出或吸收熱量2.化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 問題思考參考答案 問題思考1:(1)焓用來描述物質(zhì)所具有的能量的物理量;焓變是是用來描述反應(yīng)熱的物理量。(2)對于等壓條件下的化學(xué)反應(yīng),若只存在化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱等于焓變,表示為:Qp=△H (Qp為等壓反應(yīng)熱) 問題思考2 :反應(yīng)焓變單位中的mol-1表明參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量與化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)式的系數(shù)相同。例如:反應(yīng)熱△H的單位是kJ/mol,為每摩爾反應(yīng)的熱效應(yīng)。對于a A+b B→c C+d D的反應(yīng),每摩爾反應(yīng)是指a mol A與b mol B作用生成c mol C和d mol D的反應(yīng)。 ★【課堂探究導(dǎo)學(xué)】 ■合作探究-名師保駕護(hù)航 探究一:反應(yīng)熱與焓變的區(qū)別與聯(lián)系 反應(yīng)熱 焓變 含義 化學(xué)反應(yīng)中吸收或放出 的熱量 化學(xué)反應(yīng)中生成物所具有的焓與反應(yīng)物所具有的焓之差 符號 Q △H 與能量變化關(guān)系 Q>0,反應(yīng)吸收熱量 Q<0,反應(yīng)放出熱量 △H>0,反應(yīng)吸收熱量 △H<0,反應(yīng)放出熱量 二者的相互聯(lián)系 △H是化學(xué)反應(yīng)在恒定溫度和壓強下(即敞口容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng))且不與外界進(jìn)行電能、光能等其他能量的轉(zhuǎn)化時的反應(yīng)熱(Qp); △H= Qp,中學(xué)階段二者通用 與鍵能的關(guān)系 △H= Qp=反應(yīng)物的鍵能—生成物的鍵能 探究二:熱化學(xué)方程式的書寫 1.熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的區(qū)別 化學(xué)方程式 熱化學(xué)方程式 化學(xué)計量數(shù) 是整數(shù),既表示粒子個數(shù)又表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量 是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù),只表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量 狀態(tài) 不需注明 必須在分子式后注明 △H正負(fù)號及單位 無 必須注明 意義 表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化 不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 2.正確書寫熱化學(xué)方程式 ① 注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài);氣體用“g”,液體用“l(fā)”,固體用“s”,溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不標(biāo)反應(yīng)條件,也不用↑和↓。 ② 注意反應(yīng)熱△H與測定條件(溫度、壓強等)有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明△H的測定條件。 絕大多數(shù)△H是在298K、101325Pa下測定的,可不注明溫度和壓強。 ③ △H的單位J?mol—1或kJ?mol—1; ④ 注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量,并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)、也可以是分?jǐn)?shù)。 ⑤△H的的值與方程式中的物質(zhì)前的系數(shù)成正比,若反應(yīng)逆向進(jìn)行,△H的數(shù)值改變符號,但絕對值不變。 ⑥△H的的值指的是反應(yīng)物完成轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物所放出的熱量。 ■典例剖析-名師釋疑助航 例1. 已知25℃、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為 C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=–393.51 kJ mol-1 C(金剛石)+O2(g)=CO2(g) △H=–395.41 kJ mol-1 據(jù)此判斷,下列說法中正確的是 ( ) A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的低 B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng);等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的高 C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的低 D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng);等質(zhì)量時,石墨的能量比金剛石的高 答案:A 解析:從題意知,1 mol金剛石燃燒生成CO2放出的熱量比1 mol石墨燃燒生成CO2放出的熱量多,說明石墨的能量比金剛石的低,因此由石墨制備金剛石應(yīng)是吸熱反應(yīng)。 【變式訓(xùn)練1】 灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體,已知: ①Sn(s、白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g);DH1 ②Sn(s、灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g);DH2 ③Sn(s、灰)Sn(s、白);DH3=+2.1 kJ/mol ; 下列說法正確的是 ( ) A.DH1>DH2 B.錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在 C.灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)是放熱反應(yīng) D.錫制器皿長期處于低于13.2 ℃的環(huán)境中,會自行毀壞 【例2】下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是 ( ) A.碳酸鈣受熱分解 B.乙醇燃燒 C.鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng) D.氧化鈣溶于水 『答案』A 『解析』碳酸鈣受熱分解是吸熱反應(yīng),乙醇燃燒、鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng)、氧化鈣溶于水都是放熱反應(yīng)。在熱化學(xué)反應(yīng)里,能量的變化以熱量的形式體現(xiàn),當(dāng)反應(yīng)物總能量高于生成物總能量(生成物總能量低于反應(yīng)物總能量)時,反應(yīng)物能量的虧損主要是以熱量的形式散發(fā),表現(xiàn)為放熱反應(yīng);當(dāng)反應(yīng)物總能量低于生成物總能量(生成物總能量高于反應(yīng)物總能量)時,生成物能量的增加主要是以熱量的形式吸收,表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)。本題中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量為吸熱反應(yīng),選A 『規(guī)律方法』首先判斷四個選項的反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),然后回憶相關(guān)理論:放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物能量的大小關(guān)系,結(jié)合選項做出判斷。 【變式訓(xùn)練2】下列關(guān)于焓變ΔH的說法正確的是( ) A.焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化 B.當(dāng)反應(yīng)放熱時ΔH>0,反應(yīng)吸熱時ΔH<0 C.在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng) D.在一個化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時,反應(yīng)放熱,ΔH為“-” 【例3】已知在1105Pa ,298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是 ( ) A.H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH = + 242kJ/mol B.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ΔH = - 484kJ/mol C.H2(g)+O2(g) = H2O(g) ΔH = + 242kJ/mol D.2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH = + 484kJ/mol 答案:A。 解析:根據(jù)題意書寫熱化學(xué)方程式為:2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH = - 484kJ/mol (1)式 (1)式變形一: 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ΔH < - 484kJ/mol (2)式 (1)式變形二: H2(g)+ O2(g) = H2O(g) ΔH = -242kJ/mol (3)式 (3)式變形為: H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) ΔH = + 242kJ/mol 【變式訓(xùn)練3】 已知:①1 mol H2分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收436 kJ的能量;②1 mol Cl2分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收243 kJ的能量;③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子時釋放431 kJ的能量;下列敘述正確的是 A.氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是 H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g) B.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體,反應(yīng)的DH = 183 kJ/mol C.氫氣和氯氣反應(yīng)生成2 mol氯化氫氣體,反應(yīng)的DH =-183 kJ/mol D.氫氣和氯氣反應(yīng)生成1 mol氯化氫氣體,反應(yīng)的DH =-183 kJ/mol 變式訓(xùn)練解析及答案 【變式訓(xùn)練1】 答案:D 解析:白錫與鹽酸反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:Sn(s、白)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) DH1 (1)式 灰錫與鹽酸反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:Sn(s、灰)+2HCl(aq)=SnCl2(aq)+H2(g) DH2 (2)式 (1)式變形為:SnCl2(aq)+H2(g)= Sn(s、白)+2HCl(aq) -DH1 (3)式 (2)式和(3)式疊加,得到: Sn(s、灰)Sn(s、白);DH3=DH2-DH1 = +2.1 kJ/mol >0 (4)式 【變式訓(xùn)練2】 答案:D 解析:焓變是從能量角度描述化學(xué)反應(yīng)的變化的,并沒有限定反應(yīng)物的物質(zhì)的量;就如同從物質(zhì)變化角度描述化學(xué)反應(yīng)沒有限定物質(zhì)的多少一樣;反應(yīng)熱是生成物的總焓與反應(yīng)物的總焓的差,所以放熱焓減少,ΔH<0。對于很多的放熱反應(yīng)往往是需要加熱的,但反應(yīng)一旦開始就不需要再加熱了。 【變式訓(xùn)練3】 答案:C 解析:ΔH=E(反應(yīng)物的鍵能總和)—E(生成物的鍵能總和) =436 kJ/mol+243 kJ/mol-2431 kJ/mol= -183 kJ/mol ■備選例題 1. 在相同條件下,一定量的氫氣在氧氣中充分燃燒并放出熱量。若生成液態(tài)水放出的熱量為Q1;若生成氣態(tài)水放出的熱量為Q2。那么Q1與Q2之間的大小關(guān)系是( ) A.Q1>Q2 B.Q1<Q2 C.Q1=Q2 D.不能確定 答案:A 解析:由于完全燃燒的氫氣是在相同條件下的定值,且燃燒后都生成水,若都是生成氣態(tài)水,則Q1=Q2。但氫氣燃燒分別生成液態(tài)水和氣態(tài)水,由氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水還要放出熱量,故Q1>Q2 2.已知葡萄糖的燃燒熱是2804kJ/mol,當(dāng)它氧化生成1g水時放出的熱量是 ( ) A.26.0kJ B.51.9 kJ C.155.8 kJ D.467.3kJ 答案:A 解析:在101kPa時C6H12O6(s)+6O2(g)→6CO2(g)+6H2O(l) ; ΔH=-2804kJ/mol 618 2804 1 x=2804/108=26.0 3.平衡(A)C2H4(g) C2H2(g)+H2(g),(B)2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g),當(dāng)升高溫度時(A)和(B)平衡皆向右移動。 (1)C(s)+2H2(g)====CH4(g) ΔH1; (2)2C(s)+H2(g)====C2H2(g) ΔH2; (3)2C(s)+2H2(g)====C2H4(g) ΔH3; 判斷(1)、(2)和(3)中ΔH1.ΔH2.ΔH3的大小順序排列正確的是( ) A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH2>ΔH3>ΔH1 C.ΔH2>ΔH1>ΔH3 D.ΔH3>ΔH2>ΔH1 答案:B 解析:(1)2-(3)得C2H4(g)+2H2(g)2CH4(g) ΔH=2ΔH1-ΔH3, (3)-(2)得C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ΔH=ΔH3-ΔH2,由升溫時平衡均向右移動知2ΔH1-ΔH3<0,ΔH3-ΔH2<0,故ΔH1<ΔH3<ΔH2 ■常用教學(xué)素材 研究反應(yīng)熱的意義 化學(xué)反應(yīng)常常伴隨著吸熱或放熱現(xiàn)象,從熱力學(xué)第一定律的觀點也不難理解,因為不同物質(zhì)有著不同的內(nèi)能,反映產(chǎn)的總內(nèi)能通常與反應(yīng)物的總內(nèi)能是不同的,所以發(fā)生一反應(yīng),總是伴隨著能量變化,這種能量變化以熱的形式與外界交換就是反應(yīng)的熱效應(yīng)。 我們知道不同反應(yīng),反應(yīng)熱量是不同的。 同一個化學(xué)反應(yīng)究竟能放出多少熱量跟條件有關(guān),不同的溫度不同的條件熱效應(yīng)的值都不一樣。為了把各種化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收的熱量進(jìn)行比較,計算和應(yīng)用,需要規(guī)定一個相同的條件,所以熱力學(xué)規(guī)定:當(dāng)體系發(fā)生變化之后,使反應(yīng)產(chǎn)物的溫度回到反應(yīng)前始態(tài)的溫度,體系放出或吸收的熱量稱為該反應(yīng)的熱效應(yīng),也就是說反應(yīng)在等溫過程中放出或吸收的熱量。 化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一?;瘜W(xué)反應(yīng)一般是以熱和功的形式跟外界環(huán)境進(jìn)行能量交換,但大多是以熱的形式進(jìn)行能量交換。因此,研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,主要集中在熱量問題上。 化學(xué)反應(yīng)中的熱量問題,對于化工生產(chǎn)有重要的意義。例如,合成氨反應(yīng)是放熱的。如果不設(shè)法將這些熱量移走,反應(yīng)器內(nèi)的溫度就會過高。這樣,不僅會燒毀催化劑,使產(chǎn)量降低,還可能發(fā)生爆炸事故。在制造原料氣的水煤氣反應(yīng)中,是要吸收大量熱的。如果不及時供應(yīng)所需要的熱量,反應(yīng)就不能順利進(jìn)行,甚至停止。因此,在進(jìn)行化工設(shè)計時,為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行,就必須事先獲得準(zhǔn)確的反應(yīng)熱的數(shù)據(jù),作為制造熱交換設(shè)備和規(guī)定工藝操作條件的依據(jù)。 在化工生產(chǎn)中,熱能的綜合利用問題,不但直接關(guān)系到產(chǎn)品成本的高低,而且影響產(chǎn)率的大小?;ぴO(shè)備中的熱交換器、余熱鍋爐、熱風(fēng)爐等的設(shè)計和使用,都是為了綜合利用熱能,以便提高產(chǎn)品產(chǎn)率,降低成本。 綜上所述,研究反應(yīng)熱,對于化工生產(chǎn)適宜條件的選擇和設(shè)備的設(shè)計、使用,對于熱能的綜合利用,都有很大意義。因此,以研究反應(yīng)熱為主要內(nèi)容之一的化學(xué)熱力學(xué),是化學(xué)科學(xué)的一門重要分支。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2019 2020 年高 化學(xué) 第一章 化學(xué)反應(yīng) 能量 轉(zhuǎn)化 第一節(jié) 熱效應(yīng) 課時 學(xué)案魯科版
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