高中化學 1.1.1化學反應的反應熱學案 魯科版選修4

1、第1章化學反應與能量轉化第1節(jié) 化學反應的熱效應 目標要求1.了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式。2.了解化學在解決能源危機中的重要作用。3.能舉例說明化學能與熱能的相互轉化。一、放熱反應與吸熱反應1放熱反應是指化學反應中放出熱量的反應。2吸熱反應是指化學反應中吸收熱量的反應。二、反應熱當化學反應在一定溫度下進行時，反應所吸收或放出的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應，簡稱為反應熱。表示符號：Q。三、化學反應中能量變化的原因化學反應的本質是反應物分子中舊化學鍵斷裂和生成物生成時新化學鍵形成的過程。任何化學反應都有反應熱，這是由于在化學反應過程中，當反應物分子間的化學鍵斷裂時，

2、需要克服原子間的相互作用，這需要吸收能量；當原子重新結合成生成物分子，即新化學鍵形成時，又要釋放能量。四、中和反應的反應熱的測定1在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應生成1_mol_H2O，這時的反應熱就是中和熱。表達式：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol12實驗探究：根據(jù)實驗步驟，測出氫氧化鈉與鹽酸、氫氧化鉀與鹽酸、氫氧化鈉與硝酸三個反應的反應前后的溫度值，領會量熱計的使用過程。(1)實驗目的：測定強酸與強堿反應的反應熱，體驗化學反應的熱效應。(2)實驗原理酸堿中和反應是放熱反應，利用一定質量的酸和堿發(fā)生反應，測出反應前后溶液溫度差，再根據(jù)參加反應的酸溶液和堿溶液的體積求出

3、混合溶液的質量，根據(jù)公式計算：Qcmt，其中：c4.18 Jg1 1，m為酸堿溶液的質量和，tt2t1，t是酸溶液溫度與堿溶液溫度的平均值。然后換算成生成1 mol H2O放出的能量即可。(3)實驗步驟制作簡易的量熱器。用量筒準確量取反應溶液，準確測量溫度(精確到0.1)。將溶液混合反應，記錄終止溫度。重復實驗步驟、三次。實驗起始溫度t1/C終止溫度t2/C溫度差(t2t1)/C反應熱Q/JHCl與NaOHHCl與KOHHNO3與NaOH(4)數(shù)據(jù)處理根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算反應熱。為了使計算簡便一些，我們近似地認為：1.0 molL1鹽酸和1.0 molL1 NaOH溶液的密度都是1 gcm3，所以

4、可求出鹽酸的質量m1、NaOH溶液的質量m2。中和后生成的溶液的比熱容c4.18 Jg11，則100 mL 1.0 molL1鹽酸與100 mL 1.0 molL1 NaOH溶液發(fā)生中和反應時放出的熱量可根據(jù)公式Qc(m1m2)(t2t1)求出。知識點一反應熱的概念1實驗室制取下列氣體的反應為放熱反應的是()A由無水醋酸鈉制CH4 B由乙醇制C2H4C由電石制C2H2 D由碳酸鈣受熱分解制CO2答案C解析A項、B項、D項都需要持續(xù)加熱，不是放熱反應，只有C項是放熱反應。2已知在相同狀況下，同一化學鍵斷裂需要吸收的能量等于形成該化學鍵放出的能量。下列說法正確的是()A電解熔融的Al2O3可以制得

5、金屬鋁和氧氣，該反應是一個放出能量的反應B水分解產生氫氣和氧氣時放出能量C相同狀況下，反應2SO2O2=2SO3是一個放熱反應，則反應2SO3=2SO2O2是一個吸熱反應D氯化氫分解成氫氣和氯氣時放出能量答案C解析由題意可以推測，如果一個反應過程放出能量，那么使該反應向反方向進行則需要吸收能量，所以C正確；另外氫氣和氧氣反應、氫氣和氯氣反應、鋁和氧氣反應都是放出能量的反應，與它們相反的反應：水、氯化氫和Al2O3的分解都應該是吸收能量的反應，故A、B、D錯誤。知識點二反應熱與化學鍵鍵能關系3通常人們把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。現(xiàn)給出化學鍵的鍵能(見下表)：化學鍵HH

6、ClClClH鍵能/(kJmol1)436243431請計算H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反應熱()A862 kJmol1 B679 kJmol1C183 kJmol1 D183 kJmol1答案C解析拆開1 mol H2和1 mol Cl2中的化學鍵所吸收的能量是436 kJmol1243 kJmol1679 kJmol1；形成2 mol HCl所放出的能量是431 kJmol12862 kJmol1，所以該反應的反應熱是679 kJmol1862 kJmol1183 kJmol1。4已知HH鍵鍵能(斷裂時吸收或生成時釋放的能量)為436 kJmol1，NH鍵鍵能為391 kJmo

7、l1，根據(jù)熱化學方程式：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.4 kJmol1。則NN鍵的鍵能是()A431 kJmol1 B945.6 kJmol1C649 kJmol1 D896 kJmol1答案B解析H反應物鍵能總和生成物鍵能總和H3E(HH)E(NN)6E(NH)3436 kJmol1E(NN)6391 kJmol192.4 kJmol1，所以E(NN)92.4 kJmol16391 kJmol13436 kJmol1945.6 kJmol1。知識點三中和熱的測定5.50 mL 0.50 molL1鹽酸與50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反

8、應，通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。試回答下列問題： (1)大小燒杯間填滿碎紙條的作用是_。(2)大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值將_(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。結合日常生活的實際該實驗在_中進行效果更好。(3)實驗中改用60 mL 0.50 molL1鹽酸與 50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量_(填“相等”或“不相等”)，所求中和熱_(填“相等”或“不相等”)，簡述理由_。(4)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會_；用50 mL 0.5 molL1 NaOH溶液進行上述實驗，測

9、得的中和熱的數(shù)值會_。(均填“偏大”、“偏小”或“無影響”)答案(1)減少實驗過程中的熱量損失(2)偏小保溫杯(3)不相等相等因中和熱是在稀溶液中，1 mol H和1 mol OH發(fā)生中和反應生成1 mol H2O時所放出的熱量，與酸堿的用量無關(4)偏小偏小解析要掌握實驗操作要點：量熱計保溫效果要好；酸堿溶液的濃度要小；酸堿一方要過量；操作迅速準確，減少熱量損失；及時準確記錄數(shù)據(jù)。中和熱是在稀溶液中，1 mol H和1 mol OH發(fā)生中和反應生成1 mol H2O時所放出的熱量，強酸與強堿反應的實質是HOH=H2O，計算出來的中和熱是相同的。練基礎落實1下列說法正確的是()A化學反應中的能

10、量變化，都表示為熱量的變化B需要加熱才能發(fā)生的化學反應，一定是吸熱反應C放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生D反應是放熱還是吸熱必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小答案D2下列反應中既是氧化還原反應，又是吸熱反應的是()A鋁與稀鹽酸反應B灼熱的炭與二氧化碳反應C甲烷在空氣中燃燒DBa(OH)28H2O與NH4Cl反應答案B3已知C(石墨，s)=C(金剛石，s)(吸熱反應)，P4(白磷，s)=4P(紅磷，s)(放熱反應)，下列判斷正確的是()A說明金剛石的內能比石墨低B說明紅磷比白磷穩(wěn)定C說明紅磷比金剛石穩(wěn)定D此種變化為物理變化答案B4研究物質變化時，人們可以從不同的角度、不同的層面來認識物質

11、變化時所引起的化學鍵及能量變化。據(jù)此判斷以下敘述中錯誤的是()A金屬鈉與氯氣反應生成氯化鈉后，其結構的穩(wěn)定性增強，體系的能量降低B物質燃燒可看作是儲存在物質內部的能量(化學能)轉化為熱能釋放出來C氮氣分子內部存在著很強的化學鍵，故通常情況下氮氣的化學性質很活潑D需要加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸收能量的反應答案C練方法技巧5將V1 mL 1.00 molL1 HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結果如圖所示(實驗中始終保持V1V250 mL)。下列敘述正確的是()A做該實驗時環(huán)境溫度為22B該實驗表明化學能可以轉化為熱能CNaOH溶液的濃度約為1.00

12、molL1D該實驗表明有水生成的反應都是放熱反應答案B解析從圖中曲線可以看出，溫度為22時，V1為5 mL，則V2為45 mL，此時已經開始發(fā)生反應，所以22一定不是室溫，A錯；曲線隨V1增多而升高，隨反應的進行，溶液溫度升高，說明反應放熱，化學能轉化為熱能，B正確；當V130 mL時溫度最高，說明此時兩者恰好完全反應，則NaOH1.5 molL1，C錯；該實驗不能證明有水生成的其他反應也是放熱反應。練綜合拓展6某學習小組設計以下實驗，探究化學反應中的熱效應，把試管放入盛有25的飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再用滴管往其中滴加5 mL鹽酸。試回答下列問題：(1) 實驗中觀察到的

13、現(xiàn)象是_。(2)產生上述現(xiàn)象的原因是_。(3)寫出有關反應的離子方程式：_。(4)由實驗推知，MgCl2和H2的總能量_(填“大于”、“小于”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。(5)如果將本題中“25的飽和石灰水”換成“20碳酸飲料”進行實驗探究，實驗中觀察到的另一現(xiàn)象是_，其原因是_。答案(1)試管中鎂片逐漸溶解，并有氣體產生，燒杯中石灰水變渾濁(2)鎂與稀鹽酸反應是放熱反應，該反應放出的熱量使石灰水溫度升高，Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而減小，故變渾濁(3)Mg2H=Mg2H2(4)小于(5)燒杯中液體放出氣泡的速率逐漸加快氣體的溶解度隨著溫度的升高而減小解析鎂與鹽酸反應是放熱反應，鎂

14、與鹽酸反應產生的熱量使石灰水的溫度升高，Ca(OH)2的溶解度隨溫度的升高而減小，氣體的溶解度也隨溫度的升高而減小。7下表中的數(shù)據(jù)是破壞1 mol物質中的化學鍵所消耗的能量(kJ)：物質Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量(kJ)243193151432366298436根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答(1)(5)題。(1)下列物質本身具有的能量最低的是()AH2 BCl2 CBr2 DI2(2)下列氫化物中，最穩(wěn)定的是()AHCl BHBr CHI (3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應是吸熱反應還是放熱反應？答：_。(4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應，當消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收的熱量最多的是_。(5)若無上表中的數(shù)據(jù)，你能正確回答出問題(4)嗎？答案(1)A(2)A(3)放熱反應(4)Cl2