高一化學(xué)學(xué)案：專題第二單元化學(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)必貴于專精第二單元化學(xué)反應(yīng)中的熱量學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要點(diǎn)1．掌握化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。2．掌握熱化學(xué)方程式的書寫方法。1．熱化學(xué)方程式的書寫。2．反應(yīng)熱的計(jì)算。3．常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。1．化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化（1）化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量的變化。許多化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為______的放出。__________的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)，__________的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。預(yù)習(xí)交流1根據(jù)所學(xué)知識(shí)和生活常識(shí)，你能舉出幾個(gè)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的實(shí)例嗎？（2)熱化學(xué)方程式的書寫①熱化學(xué)方程式中要標(biāo)明物質(zhì)的______，用____、____、____、aq分別表示氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)和溶液。②用____標(biāo)明反應(yīng)放出或吸收的熱量，放熱反應(yīng)ΔH____0，吸熱反應(yīng)ΔH____0.（3)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化吸收能量E吸↑反應(yīng)物(E反)eq\o（→,\s\up7(舊化學(xué)鍵斷裂)，\s\do5(新化學(xué)鍵形成））生成物(E生）↓釋放能量E放預(yù)習(xí)交流2所有反應(yīng)都伴隨著能量變化嗎？2．燃料燃燒釋放的熱量（1)熱值指在一定條件下______________________________。(2)燃料燃燒過程中放出熱量的多少，等于形成生成物分子中化學(xué)鍵____________和燃燒時(shí)斷裂反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵____________之差。在預(yù)習(xí)中還有哪些問題需要你在聽課時(shí)加以關(guān)注？請(qǐng)?jiān)谙铝斜砀裰凶鰝€(gè)備忘吧！我的學(xué)困點(diǎn)我的學(xué)疑點(diǎn)答案：預(yù)習(xí)導(dǎo)引1．（1）熱量有熱量放出吸收熱量預(yù)習(xí)交流1：答案：氫氣在氧氣中燃燒生成水的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，水分解為氫氣和氧氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)是放熱反應(yīng)；碳酸鈣高溫下的分解是吸熱反應(yīng)等.(2）狀態(tài)glsΔH＜＞預(yù)習(xí)交流2:答案：是的;因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物的總能量一定不相等。2．(1）單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量（2)放出的總能量吸收的總能量一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化初探如圖所示，把試管放入盛有25℃飽和澄清石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5mL稀鹽酸于試管中。試回答下列問題：（1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是____________________________________________________。(2）產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是___________________________________________________。(3）寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：______________________________________________。(4）由實(shí)驗(yàn)推知,MgCl2溶液和氫氣的總能量________鎂片和鹽酸的總能量.（填“大于"“小于或“等于”)化學(xué)反應(yīng)過程都伴隨著能量變化，伴隨能量變化的過程都是化學(xué)反應(yīng)嗎？化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1．化學(xué)反應(yīng)的基本特征都有新物質(zhì)生成，常伴隨能量變化及發(fā)光、變色、放出氣體、生成沉淀等現(xiàn)象的發(fā)生。能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化.2．化學(xué)反應(yīng)按熱量的變化分類按反應(yīng)過程中熱量的變化,常把化學(xué)反應(yīng)分為:①放熱反應(yīng)：有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)。②吸熱反應(yīng):吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。3．放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的比較類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量 圖示關(guān)系反應(yīng)物總能量＝生成物總能量＋熱量＋其他形式的能量生成物總能量＝反應(yīng)物總能量＋熱量＋其他形式的能量4．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，利用常見吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)類型進(jìn)行判斷.①常見的放熱反應(yīng)有:a．金屬與H2O或酸的反應(yīng),如2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑b．酸堿中和反應(yīng),OH－＋H＋=H2Oc．所有的燃燒反應(yīng)，如C＋O2eq\o(=，\s\up7(點(diǎn)燃）)CO2d．多數(shù)的化合反應(yīng)，如Cl2＋2Naeq\o(=，\s\up7(點(diǎn)燃))2NaCl，CaO＋H2O=Ca（OH）2②常見的吸熱反應(yīng)有:a．多數(shù)的分解反應(yīng),如2KClO3eq\o（=,\s\up7(△），\s\do5(MnO2)）2KCl＋3O2↑b．C＋CO2eq\o(=，\s\up7(高溫）)2COc．2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O（2)據(jù)反應(yīng)條件判斷,在持續(xù)加熱條件下才能維持進(jìn)行的反應(yīng),一般是吸熱反應(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，則放熱。有些化合反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)，如C＋CO2eq\o（=，\s\up7(高溫)）2CO是吸熱反應(yīng)。加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如Fe＋Seq\o（=，\s\up7(△）)FeS.反應(yīng)條件與反應(yīng)是吸熱還是放熱沒有必然關(guān)系.二、探究熱化學(xué)方程式的書寫和計(jì)算下列對(duì)熱化學(xué)方程式eq\f（1，2）H2(g)＋eq\f(1，2)I2（g)=HI(g)ΔH＝＋26kJ·mol－1的敘述中,正確的是(）。A．1mol氫氣和1mol碘蒸氣完全反應(yīng)需要吸收26kJ的熱量B．1個(gè)氫分子和1個(gè)碘分子完全反應(yīng)需要吸收52kJ的熱量C．1molH2(g)與1molI2(g)完全反應(yīng)生成2mol的HI氣體需吸收52kJ的熱量D．1molH2（g）與1molI2（g）完全反應(yīng)放出26kJ的熱量熱化學(xué)方程式中ΔH的“＋”“－"表示什么意義？書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的問題與普通化學(xué)方程式相比，書寫熱化學(xué)方程式除了要遵循書寫化學(xué)方程式的要求外還應(yīng)注意以下五點(diǎn)：1．ΔH的意義ΔH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,并用空格隔開。若為放熱反應(yīng)，ΔH為“－”；若為吸熱反應(yīng)，ΔH為“＋"。ΔH的單位一般為kJ·mol－1（或kJ/mol)。2．反應(yīng)的條件書寫熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明ΔH的測(cè)定條件。一般情況下ΔH是在25℃、1。01×105Pa下測(cè)定的，此時(shí)可不注明溫度和壓強(qiáng)。3．化學(xué)計(jì)量數(shù)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(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。4．物質(zhì)的聚集狀態(tài)反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱ΔH不同.因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。氣體用“g",液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”表示。熱化學(xué)方程式中不用“↑"和“↓”.5．熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)與ΔH的關(guān)系由于ΔH與反應(yīng)完成的物質(zhì)的物質(zhì)的量有關(guān)，所以熱化學(xué)方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與ΔH相對(duì)應(yīng)，如果化學(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。例如：已知:H2(g）＋eq\f(1，2）O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1，則：H2O（l)=H2(g)＋eq\f（1,2）O2(g)ΔH＝＋285.8kJ·mol－12H2（g）＋O2(g)=2H2O(l）ΔH＝－571。6kJ·mol－1特別提醒：（1)熱化學(xué)方程式既表明化學(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）無論熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)為多少,ΔH的單位總是kJ·mol－1（或kJ/mol),但ΔH的數(shù)值與反應(yīng)式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān).三、探究反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算斷開1molH—H鍵、1molN-H鍵、1molN≡N叁鍵分別需要吸收的能量為436kJ、391kJ、946kJ，求：(1)1molN2生成NH3需________(填“吸收”或“放出”)能量________kJ。(2）1molH2生成NH3需________（填“吸收”或“放出”）能量________kJ（不考慮反應(yīng)可逆).反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系有哪些？反應(yīng)熱的計(jì)算方法：1．利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)量的求解先寫出熱化學(xué)方程式,再根據(jù)熱化學(xué)方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)之間、物質(zhì)與反應(yīng)熱之間的關(guān)系直接求算物質(zhì)的量或反應(yīng)熱。2．依據(jù)反應(yīng)物與生成物的能量計(jì)算ΔH＝E生成物－E反應(yīng)物3．依據(jù)反應(yīng)物與生成物的鍵能計(jì)算ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和1．對(duì)下列化學(xué)反應(yīng)熱現(xiàn)象的說法不正確的是（)。①放熱反應(yīng)發(fā)生時(shí)不必加熱②化學(xué)反應(yīng)發(fā)生過程中一定有能量變化③吸熱反應(yīng)一定需要加熱后才能發(fā)生④化學(xué)反應(yīng)吸收或放出熱量的多少與參加反應(yīng)的物質(zhì)的多少有關(guān)A．①②B．②③C．①③D．②④2．已知25℃，101kPa下，1gC8H18（辛烷)燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出48。40kJ熱量，表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是（)。A．C8H18（l）＋12.5O2（g）=8CO2（g)＋9H2O（g）ΔH＝－48。40kJ·mol－1B．C8H18（l)＋12。5O2（g）=8CO2(g)＋9H2O（l）ΔH＝－5518kJ·mol－1C．C8H18（l)＋12。5O2(g)=8CO2(g)＋9H2O（l）ΔH＝＋5518kJ·mol－1D．C8H18(l）＋12。5O2(g）=8CO2(g)＋9H2O（l)ΔH＝－48。40kJ·mol－13．（2011無錫高一檢測(cè))下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量：物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答下列問題:（1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是________（填字母代號(hào)）。A．H2B．Cl2C．Br2D．I2(2）下列氫化物中最穩(wěn)定的是________（填字母代號(hào)）。A．HClB．HBrC．HI(3)X2＋H2=2HX（X代表Cl、Br、I）的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？________。（4)相同條件下，X2（X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出或吸收的熱量最多的是________。提示：用最精煉的語言把你當(dāng)堂掌握的核心知識(shí)的精華部分和基本技能的要領(lǐng)部分寫下來并進(jìn)行識(shí)記。知識(shí)精華技能要領(lǐng)答案:活動(dòng)與探究1：答案：（1)①鎂片上有大量氣泡產(chǎn)生；②鎂片逐漸溶解；③燒杯中溶液變渾濁(2）鎂與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，該反應(yīng)為放熱反應(yīng),Ca(OH)2在水中的溶解度隨溫度升高而減小，故析出Ca(OH)2固體(3)Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑Ca2＋＋2OH－eq\o(=，\s\up7（△）)Ca(OH）2↓（4)小于解析：根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程中的化學(xué)方程式來描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。鎂片與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),這是由于反應(yīng)物（Mg和鹽酸）的總能量高于生成物（MgCl2溶液和H2）的總能量。放出的熱通過小試管傳遞給飽和石灰水，使Ca（OH）2的溶解度下降而析出Ca（OH）2固體。思考與交流：答案：不一定。例如，物理學(xué)中的核反應(yīng)，雖然伴有大量的能量變化,但它不屬于化學(xué)反應(yīng)?；顒?dòng)與探究2：C解析:熱化學(xué)方程式的具體形式是表示一定物質(zhì)的量的、一定聚集狀態(tài)的反應(yīng)物完全反應(yīng)生成一定聚集狀態(tài)的生成物時(shí)的放熱、吸熱情況。只要依據(jù)書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)就不難作出判斷.在A、B、D三個(gè)選項(xiàng)中均未指明生成物的狀態(tài)；A、D則未將反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)與ΔH正確對(duì)應(yīng)起來；B則無視熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)并不是表示分子個(gè)數(shù)的前提，而D還將反應(yīng)錯(cuò)認(rèn)為是放熱反應(yīng)。思考與交流:答案:“＋”表示吸熱，“－”表示放熱?；顒?dòng)與探究3：答案:(1）放出92（2)放出30.67解析：本題可從斷鍵吸收的能量數(shù)值與成鍵放出的能量數(shù)值的相對(duì)大小來判斷，若E(斷鍵)＞E（成鍵），則為吸熱反應(yīng)；E(斷鍵)＜E(成鍵),則為放熱反應(yīng).（1)N2＋3H22NH3，生成2molNH3形成6molN—H鍵時(shí)要放出6mol×391kJ·mol－1＝2346kJ的能量，拆開1molNN叁鍵和3molH—H鍵時(shí)吸收的總能量為946kJ＋3mol×436kJ·mol－1＝2254kJ,整個(gè)過程中的能量變化為放出能量，數(shù)值為2346kJ－2254kJ＝92kJ。(2）方法一:eq\f（1,3)N2＋H2eq\f（2，3)NH3,生成eq\f(2，3)molNH3,形成eq\f(2,3)×3mol＝2molN-H鍵時(shí),需放出2mol×391kJ·mol－1＝782kJ的能量，拆開eq\f(1,3）molN≡N叁鍵和1molH—H鍵時(shí)吸收的總能量為eq\f（1,3）mol×946kJ·mol－1＋436kJ＝751.33kJ，整個(gè)過程中的能量變化為放出能量,為782kJ－751。33kJ＝30.67kJ。方法二：由（1)知3molH2生成NH3需放出能量92kJ,則1molH2生成NH3需放出能量92kJ×eq\f（1,3）＝30.67kJ.思考與交流:答案:1。化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)來源于化學(xué)反應(yīng)過程中斷裂舊化學(xué)鍵并形成新化學(xué)鍵時(shí)的能量變化。2．當(dāng)破壞舊化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成新化學(xué)鍵所釋放的能量時(shí),為放熱反應(yīng)。3．當(dāng)破壞舊化學(xué)鍵所吸收的能量大于形成新化學(xué)鍵所釋放的能量時(shí)，為吸熱反應(yīng).利用化學(xué)鍵的鍵能可粗略計(jì)算化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化，即反應(yīng)