2022高二化学学案11《化学反应的热效应》第一课时焓变反应热(人教版选修4).docx

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1、第一章化学反响与能量第一节化学反响与能量的变化第1课时焓变反响热学习目标1.记住焓变的含义，能判断反响是放热还是吸热。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反响、放热反响、反响热等概念。3.能从微观角度，运用化学键的知识，解释化学反响过程中能量变化的原因。重点难点重点：焓变、反响热的概念。难点：从化学键角度认识化学反响能量变化的原因。1焓变(1)焓变概念：焓(H)是与内能有关的物理量。在一定条件下，某一化学反响是吸热反响还是放热反响，由生成物与反响物的焓值差即焓变(H)决定。常用单位：kJmol1(或kJ/mol)。(2)焓变与反响热的关系恒压条件下，反响的热效应等于焓变。因此，我们常用H表

2、示反响热。21molH2分子中的化学键断裂吸收436kJ的能量，1molCl2分子中的化学键断裂吸收243kJ的能量，2molHCl分子中的化学键形成释放862kJ的能量，那么H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反响放出的热量为183_kJmol1。3H的正、负和吸热、放热反响的关系(1)放热反响：反响完成时，生成物释放的总能量大于反响物吸收的总能量的反响。由于反响后放出热量(释放给环境)而使反响体系的能量降低，故H0(填“)，即H为(填“或“)。(2)吸热反响：反响完成时，生成物释放的总能量小于反响物吸收的总能量的反响。由于反响时吸收环境能量而使反响体系的能量升高，故H0(填“)，即H为

3、(填“或“)。4化学反响中能量变化如以下列图所示：图1为放热反响，H10。5浓硫酸溶于水放出热量，是放热反响吗答案放热反响是放出热量的化学反响，而浓H2SO4溶于水是浓溶液的稀释过程，不是化学反响，故不属于放热反响。6以下反响属于放热反响的是()AAl与稀盐酸反响BCCO22COCKClO3受热分解DNaOH溶于水答案A一、放热反响与吸热反响的比较类型比较放热反响吸热反响定义释放热量的化学反响吸收热量的化学反响形成原因反响物具有的总能量大于生成物具有的总能量反响物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反响物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释

4、放出的总能量小于反响物分子断键时吸收的总能量表示方法H0图示常见的实例大多数化合反响；中和反响；金属与酸反响如：Mg2HCl=MgCl2H2 H0；以C、CO为复原剂的氧化复原反响【典例1】H2(g)O2(g)=H2O(g)反响过程中能量变化如下列图，问：a、b、c分别代表什么意义该反响是放热反响还是吸热反响，H大于零还是小于零解析H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H2(g)2H(g)和O2(g)O(g)过程中断开HH键和O=O键吸收的能量，故a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H(g)O(g)结合成H2O(g)中化学键所放出的能量，c代表断键吸收的能量与成键释放的能量之

5、差；由图可知该反响中反响物总能量大于生成物总能量，故该反响为放热反响，H0。答案a代表旧键断裂吸收的能量，b代表新键形成释放的能量，c代表反响热；该反响为放热反响，HQ3BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3DQ1Q20的化学反响C形成化学键时共放出能量862kJ的化学反响D能量变化如下列图的化学反响答案D解析化学反响放热还是吸热，取决于H(生成物)与H(反响物)的相对大小。假设H(生成物)H(反响物)，那么反响吸热，反之放热。A项H2O(g)=H2O(l)为物理变化；B项H0，即H(生成物)H(反响物)，反响吸收热量；C项无法确定反响放热还是吸热；D项，由图可知H(生成物)0；反响吸热时，H0C在一

6、个确定的化学反响关系中，反响物的总焓与生成物的总焓一定不同D在一个确定的化学反响关系中，反响物的总焓总是高于生成物的总焓答案C9科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如下列图)，与白磷分子相似。断裂1molNN键吸收193kJ热量，断裂1molNN键吸收941kJ热量，那么()AN4的熔点比P4高B1molN4气体转化为N2时要吸收724kJ能量CN4是N2的同系物D1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量答案D解析N4与白磷(P4)结构相似，均为分子晶体，由于N4相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，A错；N4与N2互为同素异形体，而不

7、是同系物，那么C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个NN键，根据N4(g)=2N2(g)H，有H6193kJmol12941kJmol1724kJmol1，故B项错误，D项正确。10某学习小组设计以下实验，探究化学反响中的热效应，把试管放入盛有25的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管往其中滴加5mL盐酸。试答复以下问题：(1) 实验中观察到的现象是(2) _。(3) 产生上述现象的原因是(4) _。(3)写出有关反响的离子方程式_。(4)由实验推知，MgCl2和H2的总能量_(填“大于、“小于或“等于)镁片和盐酸的总能量。(5)如果将此题中“25的饱和石灰水换成“2

8、0碳酸饮料进行实验探究，实验中观察到的另一现象是_，其原因是_。答案(1)试管中镁片逐渐溶解，并有气体产生，烧杯中石灰水变浑浊(2)镁与稀盐酸的反响是放热反响，该反响放出的热量使石灰水温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，故变浑浊(3)Mg2H=Mg2H2(4)小于(5)烧杯中液体放出气泡且速率逐渐加快气体的溶解度随着温度的升高而减小。解析镁与盐酸的反响是放热反响，镁与盐酸反响放出的热量使石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小。气体的溶解度也随温度的升高而减小。11在一定条件下，A和B反响可生成C和D，其能量变化如下：(反响前)(反响后)(1)以下有关反响AB

9、=CD的说法正确的选项是_。A反响前后原子的种类和数目一定不变B该反响假设有热量变化，那么一定是氧化复原反响C假设该反响为放热反响，那么不需加热反响就一定能自发进行D反响物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒(2)假设E1、“吸热121 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molHO键形成时放出热量463kJ，那么氢气中1molHH键断裂时吸收热量是多少答案436kJ解析因为1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，所以1molH2与molO2完全燃烧生成1mol水蒸气时放出热量242kJ。而化学反响

10、中之所以存在能量的变化是因为在化学反响过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反响H2(g)O2(g)=H2O(g)H242kJmol1时所发生键的变化为断裂1molHH键和molO=O键、形成2molOH键，因此在此反响过程中断裂旧键需要吸收的能量为496kJEHH，形成新键释放的能量为2463kJ926kJ，此反响为放热反响，所以有926kJ496kJEHH242kJ，解得EHH436kJ。13在研究化学反响中的能量变化时我们通常做如下列图的实验：在一个小烧杯里，参加约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O，将小烧杯放

11、在事先已滴有34滴水的玻璃片(或三合板)上，然后再参加约10 gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试答复以下问题：(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是什么(2)如果实验中没有看到“结冰现象，可能的原因是什么(答复出三个以上的原因)(3)如果没有看到“结冰现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反响吸热(答复出两种方案)(4)实验中即使不“结冰，将烧杯提起的时候，发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了，原因是什么试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因“结冰而黏在一起的。答案(1)使反响物混合而迅速充分地反响，并使温度迅速下降。(2)药品用量太少；Ba(OH)28H2O未研成粉末，反响太慢；没有立

12、即迅速搅拌；环境温度太高；玻璃片上滴加的水太多。(3)用皮肤感觉很凉；用温度计来检测，发现温度下降。(4)由于水排开了烧杯底部和玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯与玻璃片“黏在一起了。将“黏在一起的烧杯和玻璃片提起，从侧面轻推玻璃片，假设烧杯和玻璃片能发生相对滑动，那么说明烧杯和玻璃片是“被水黏在一起的，假设不能发生相对滑动那么是被冰所黏。解析Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反响是吸热反响，二者充分反响后，温度会明显降低。为证明这一反响是吸热反响，可在烧杯和玻璃片之间滴入少量水，通过二者反响使周围的温度降低，烧杯与玻璃片之间的水结成冰，从而烧杯与玻璃片黏在一起。但实验时要注意以下几点

13、：药品用量不能太少；反响要用玻璃棒充分迅速搅拌，使反响快速进行；玻璃片上的水不能太多，否那么不易结冰。14下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：物质Cl2Br2I2H2HClHIHBr键能/kJmol1243193151436431298366根据上述数据答复(1)(4)题。(1)以下物质本身具有的能量最低的是()AH2BCl2 CBr2DI2(2)以下氢化物本身具有的能量最低的是()AHClBHBrCHIDHF(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反响是_反响。(填“吸热或“放热)(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反响，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是_。答案(1)A(2)A(3)放热(4)Cl2解析(1)破坏物质中的化学键消耗能量越多，说明原物质越稳定，本身能量越少，由表知H2应具有最低能量。(2)物质越不活泼，与H2形成氢化物越不稳定，本身能量越高，应选A。(3)由表可知，反响物X2H2的能量都小于氢化物2倍的能量，故均为放热反响。(4)由表可知，反响物Cl2H2所具有的能量，与2倍HCl的能量相差最大，故放热最多，因化学反响的本质是旧键断裂吸热，新键形成放热。