高一化學(xué)學(xué)案：第二單元化學(xué)反應(yīng)中的熱量

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精皰工巧解牛知識(shí)?巧學(xué)一、化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化1.化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都包括兩個(gè)過程，即反應(yīng)物化學(xué)鍵的斷裂和生成物中化學(xué)鍵的形成.前者要吸收能量，后者要釋放能量?；瘜W(xué)反應(yīng)放出能量是因?yàn)榉磻?yīng)中斷開化學(xué)鍵所吸收的能量小于新化學(xué)鍵形成放出的能量，即反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量。若化學(xué)反應(yīng)吸收能量,則反應(yīng)過程中，斷開反應(yīng)物化學(xué)鍵吸收的能量大于形成生成物化學(xué)鍵放出的能量,即反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量。也就是說，化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物所具有的總能量始終與生成物所具有的總能量不相等，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)過程中必然伴隨著能量變化。這些能量變化主要表現(xiàn)為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。若化學(xué)反應(yīng)吸收能量，則反應(yīng)物總能量+吸收的能量=生成物的總能量；若化學(xué)反應(yīng)放出能量,則反應(yīng)物總能量=生成物總能量+放出的能量。2。吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)化學(xué)上將有熱量放出的反應(yīng)叫放熱反應(yīng)；把吸收熱量的反應(yīng)叫吸熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表現(xiàn)形式ΔH＜0ΔH＞0能量變化反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量鍵能變化生成物總鍵能大于反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能小于反應(yīng)物總鍵能聯(lián)系ΔH=ΔH(生成物)—ΔH（反應(yīng)物)鍵能越大，物質(zhì)能量越低，越穩(wěn)定；反之，鍵能越小，物質(zhì)能量越高,越不穩(wěn)定要點(diǎn)提示化學(xué)反應(yīng)的過程，可看成是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等釋放出來,或者是熱能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量被“貯存"起來的過程。3.反應(yīng)熱(1）定義：在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量，通常叫做反應(yīng)熱.（2)表示方法：用ΔH表示，單位一般采用kJ·mol-1.（3）放熱反應(yīng),規(guī)定ΔH為“—”或ΔH＜0；吸熱反應(yīng)，規(guī)定ΔH為“+”或ΔH＞0。4.熱化學(xué)方程式（1)概念：表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。(2)意義：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。要點(diǎn)提示書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意：①要標(biāo)出反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)（氣體用“g”，液體用“l(fā)"，固體用“s”，溶液用“aq”）。若為同素異形體，還要注明名稱.②熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。因?yàn)樵摶瘜W(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的物質(zhì)的量，不表示物質(zhì)的分子或原子數(shù)。③ΔH只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊，并用“；”隔開.④反應(yīng)熱ΔH與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng))有關(guān),因此要注明ΔH的測(cè)定條件。若是在25℃、101kPa下測(cè)定的，可不注明條件。⑤ΔH與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān),因此化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與ΔH相對(duì)應(yīng),若化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍；當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反.二、燃料燃燒釋放的熱量1.本質(zhì)：化石燃料蘊(yùn)藏的化學(xué)能來自遠(yuǎn)古時(shí)期生物體所吸收的太陽能,燃料在燃燒時(shí),本身具有的化學(xué)能又以熱能的形式釋放出來。2.數(shù)值：一定物質(zhì)的量的燃料燃燒釋放出的熱量等于一定物質(zhì)的量的生成物化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量減去一定物質(zhì)的量的反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂時(shí)所消耗的總能量，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂時(shí)所消耗的總能量越少，生成物化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量越多，燃料放出的熱量越多.3。標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒時(shí)的熱效應(yīng)叫做該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱，單位一般用kJ·mol—1表示。要點(diǎn)提示必須以1mol可燃物燃燒為標(biāo)準(zhǔn)；可燃物必須完全燃燒，生成穩(wěn)定的氧化物,如物質(zhì)中含有的氫元素轉(zhuǎn)化為H2O（l），碳元素轉(zhuǎn)化為CO2(g)。4。中和熱在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱.要點(diǎn)提示必須以生成1mol水為標(biāo)準(zhǔn)；中和反應(yīng)對(duì)象為稀溶液；強(qiáng)酸與強(qiáng)堿中和時(shí)生成1molH2O均放熱57.3kJ;弱酸或弱堿電離要吸收熱量，所以它們參加中和反應(yīng)時(shí)的中和熱小于57。3kJ·mol—1。問題?探究問題1你知道重要的化石燃料有哪些？化石燃料的利用有哪些利與弊?你認(rèn)為燃料充分燃燒的條件是什么？哪些措施有利于燃料更充分燃燒?探究:（1)重要的化石燃料有：煤、石油、天然氣（2)利：它們的燃燒熱值高，在燃燒過程中將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，給人類社會(huì)提供了巨大的能量.弊：化石燃料是不可再生的能源.①煤是主要的化石燃料，燃燒速率??；熱利用效率低，運(yùn)輸不方便；②煤、石油燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生煙塵和大量CO；③某些燃料燃燒時(shí)排放出的廢氣中含SO2和氮氧化物，排放到大氣中污染空氣并形成酸雨；④有些煤揮發(fā)成分含量大，水分多，發(fā)熱值低。(3)燃料充分燃燒的條件是：通入適當(dāng)過量的空氣；燃料與空氣要有足夠大的接觸面積?？刹捎玫拇胧┯?使用鼓風(fēng)機(jī)等方法以通入適當(dāng)過量的空氣，采用固體燃料粉碎、液體燃料噴霧等方法以增大燃料與空氣的接觸面。問題2在所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)中，常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)有哪些？如何判斷某個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？探究:常見的放熱反應(yīng)有:燃料的燃燒反應(yīng)；酸堿中和反應(yīng)；金屬和酸（或水）反應(yīng);生石灰與水反應(yīng)，大多數(shù)的化合反應(yīng)。常見的吸熱反應(yīng)有：灼熱的碳和二氧化碳反應(yīng)；氫氣還原氧化銅的反應(yīng)；碳和水蒸氣的反應(yīng)；強(qiáng)堿和銨鹽反應(yīng).如Ba(OH）2晶體與氯化銨反應(yīng)，大多數(shù)的分解反應(yīng).判斷某個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)的方法:(1）可據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律判斷，利用以上問題中常見吸、放熱反應(yīng)類型進(jìn)行判斷.（2）據(jù)反應(yīng)條件判斷,凡是只有在持續(xù)加熱條件下才進(jìn)行的反應(yīng)一般是吸熱反應(yīng)，多數(shù)高溫下進(jìn)行的反應(yīng)也是吸熱反應(yīng).(3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的相對(duì)穩(wěn)定性判斷。由穩(wěn)定物質(zhì)生成不穩(wěn)定物質(zhì)需吸熱；反之，需放熱.典題?熱題例1下列說法正確的是（)A.物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)放出的熱量來源于對(duì)反應(yīng)的加熱B.化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還發(fā)生能量變化C。化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱都是物質(zhì)本身所具有的能量變化的表現(xiàn)D。化學(xué)反應(yīng)總是放出熱量解析：化學(xué)反應(yīng)中有新物質(zhì)生成的同時(shí),必然伴有能量的變化。因?yàn)楦鞣N物質(zhì)中所具有的能量不一定相等,反應(yīng)物具有的能量與生成物具有的能量不相等，導(dǎo)致了反應(yīng)中能量的變化。因此A、D的敘述是錯(cuò)誤的，正確的是B、C.答案：BC深化升華化學(xué)反應(yīng)中能量的變化是物質(zhì)中具有能量的一種表現(xiàn)，與反應(yīng)的條件沒有必然關(guān)系。反應(yīng)條件只是反應(yīng)發(fā)生的前提，是啟動(dòng)反應(yīng)開始發(fā)生的條件；當(dāng)化學(xué)反應(yīng)一旦發(fā)生,可能要放出熱量或者吸收熱量,而與反應(yīng)條件無關(guān)。例3下列說法正確的是（）A。焓變是指1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化B.當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)ΔH＞0,反應(yīng)吸熱時(shí)ΔH＜0C。在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)D.一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)物能量大于生成物能量時(shí)，反應(yīng)放熱，ΔH為“-”解析:焓變與參加反應(yīng)的物質(zhì)有關(guān)，反應(yīng)物越多則焓變數(shù)值越大。但是與反應(yīng)條件沒有直接關(guān)系.所以A、C均不正確。在反應(yīng)中物質(zhì)所具有的總能量減少,反應(yīng)就放熱，反之就吸熱.因此，D正確。B錯(cuò)誤是顯然的。答案：D深化升華焓變是由反應(yīng)中能量的變化決定的，只與反應(yīng)物有關(guān)。在分析題目時(shí)，應(yīng)注意焓變與物質(zhì)所含能量變化的關(guān)系。注意：ΔH＞0時(shí)，物質(zhì)中總能量增加，反應(yīng)吸熱；ΔH＜0時(shí)，物質(zhì)中總能量減少,反應(yīng)放熱.例3相同條件下,下列物質(zhì)分別與H2反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的H2時(shí)，放出熱量最多的是(）A。Cl2B.Br2C解析：該題中無反應(yīng)熱的數(shù)值和熱化學(xué)方程式，所以只能從鍵能角度分析.消耗H2的物質(zhì)的量相等，所以形成的化學(xué)鍵數(shù)目相等。形成的化學(xué)鍵越牢固，鍵能越大則物質(zhì)越穩(wěn)定,物質(zhì)所具有的能量就越低，放出的熱量越多.因?yàn)殒I能：H—Cl＞H—Br＞H—S＞H-I,所以正確選項(xiàng)為A。答案：A方法歸納本題主要考查反應(yīng)熱與化學(xué)鍵的關(guān)系。分析時(shí)應(yīng)從“ΔH=反應(yīng)物的鍵能之和—生成物的鍵能之和”入手,通過鍵能與物質(zhì)所具有能量間的關(guān)系,得出正確結(jié)論。例4下列對(duì)H2(g)+Cl2（g）====2HCl（g）；ΔH=-184。6kJ·mol—1的敘述正確的是（)A。一分子H2和Cl2反應(yīng)，放出熱量184。6kJB。1molH2(g）完全反應(yīng)生成2molHCl（g)，放出的熱量為184.6kJC。在101kPa25℃的條件下，1molH2和1molCl2完全反應(yīng)生成2molHCl(g）放出的熱量為184。6kJD。在101kPa25℃的條件下,1molH2和1molCl2完全反應(yīng)生成2molHCl（g）吸收的熱量為184.6kJ解析：反應(yīng)方程式中ΔH的值與具體化學(xué)反應(yīng)相對(duì)應(yīng)，在反應(yīng)中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)不再表示微粒數(shù)目，只表示物質(zhì)的“物質(zhì)的量”.所以A錯(cuò)。在描述反應(yīng)時(shí)應(yīng)說明外界條件，而B中沒有溫度和壓強(qiáng).ΔH＜0，反應(yīng)放熱而非吸熱，D錯(cuò)誤。應(yīng)該選C。答案：C要點(diǎn)提示在描述熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)注意必須標(biāo)明T、p（其中壓強(qiáng)可以不標(biāo)明，因?yàn)榉磻?yīng)均在恒定壓強(qiáng)下進(jìn)行的,一般是常壓)，以及參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量。特別應(yīng)注意反應(yīng)熱（ΔH）的符號(hào)與吸、放熱的關(guān)系。例5燃燒ag乙醇(液態(tài))生成CO2氣體和液態(tài)H2O,放出熱量為QkJ，經(jīng)測(cè)定ag乙醇與足量Na反應(yīng)能生成H25.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)，則對(duì)乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式表示正確的是（)A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2（g)+3H2O(l）;ΔH=—QkJ·mol-1B。C2H5OH(l)+3O2（g）2CO2（g）+3H2O(l）；ΔH=QkJ·mol-1C.C2H5OH（l）+O2（g）CO2（g)+H2O(l)；ΔH=-QkJ·mol-1D。C2H5OH(l）+3O2（g)2CO2(g)+3H2O（l）;ΔH=-2QkJ·mol—1解析：據(jù)化學(xué)方程式2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2↑2mol22.4Ln(C2H5OH)5.6L則