人教版2020高中化學(xué)專題2第2單元化學(xué)反應(yīng)中的熱量學(xué)案蘇教版必修2_第1頁(yè)
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1、第二單元化學(xué)反應(yīng)中的熱量學(xué)習(xí)目標(biāo):1.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。 了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)等概念。2.知道 化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因,能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。(重點(diǎn))3. 了解熱化學(xué)方程式的含義,學(xué)會(huì)熱化學(xué)方程式的書寫和簡(jiǎn)單計(jì)算。(重點(diǎn))4. 了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。認(rèn)識(shí)提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料的重要性。自主預(yù)習(xí)探新知一、化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化1.化學(xué)反應(yīng)中常見(jiàn)能量轉(zhuǎn)化方式(1)物質(zhì)的燃燒反應(yīng)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能。(2)植物光合作用是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(3)高溫加熱分解CaCO是熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(4)閃電時(shí)產(chǎn)生NO是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。(

2、5)水的電解是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。2.放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)(1)概念:有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng),吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。(2)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)常見(jiàn)的放熱反應(yīng):燃燒反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、大多數(shù)化合反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)、活潑金屬 與酸或HO的反應(yīng)。常見(jiàn)吸熱反應(yīng):氫氧化鋼與氯化俊晶體的反應(yīng)、大多數(shù)分解反應(yīng)、碳與水蒸氣的反應(yīng)、 以C H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)。3 .熱化學(xué)方程式(1)概念:能表示化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收熱量的化學(xué)方程式。(2)書寫一一“三字訣”同一正確''寫"出反應(yīng)的化學(xué)方程式“注”明物質(zhì)的狀態(tài),用呂叫分別表示氣態(tài)、國(guó)一液態(tài)、固態(tài)、溶液用A/T

3、標(biāo)”明反應(yīng)放出或吸收的熱量,負(fù)值表向一示反應(yīng)或熱,正值表示反應(yīng)吸熱口A的單位為kJ mol”4 .化學(xué)反應(yīng)中能量變化的解釋(1)能量變化與化學(xué)鍵的關(guān)系8吸收能量(所)反應(yīng)物舊化學(xué)If斷裂衿化學(xué)揩杞成+生成物典能量(4)若El>E2,為吸熱反應(yīng)。若E1VE2,為放熱反應(yīng)。(2)能量變化與物質(zhì)總能量的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)放出熱量t膜應(yīng)面前底能亶簽 還成朝的意晶副* * i- A £» -/ I 1 "J 9« 4 A » A B 4金一金« » B » B -fi A B 4 «1化學(xué)反應(yīng)吸收熱量二、燃料燃燒釋

4、放的熱量1 .當(dāng)今社會(huì)的主要能源為煤、石油、天然氣等化石燃料。2 .熱值熱值指在一定條件下,單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量。質(zhì)量相同的不同燃料, 完全燃燒后放出的熱量不相等。3 .反應(yīng) 2H(g) + Q(g)=2HzO(g)的能量變化4H*2n吸收能M1 37Q.8 kJ rid'1放出能運(yùn)I 陽(yáng)口 kJ nW反應(yīng)讓科燃料燃燒放出熱量的多少,等于形成生成物分子的化學(xué)鍵放出1罐能量與燃燒時(shí)斷裂反 應(yīng)物分子的化學(xué)鍵吸收的總能量之差。4 .以煤為例,探究提高燃料燃燒效率問(wèn)題。(1)煤燃燒時(shí),將煤塊粉碎成煤粉的依據(jù)是與空氣中Q的接觸面積增大,煤粉燃燒更充分,反應(yīng)速率加快。CO,放出熱量多

5、;若空(2)通入適當(dāng)過(guò)量空氣的依據(jù)是空氣充足,煤粉燃燒充分,生成氣不足,煤燃燒不完全,生成CO產(chǎn)生熱量減少,且會(huì)造成污染。(3)選擇保溫隔熱且耐熱的爐(灶)膛材料的主要目的是防止熱量散失。(4)充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量可采取的措施是將燃燒后的廢氣通過(guò)交換裝置, 供其他方面使用?;A(chǔ)自測(cè)1 .判斷正誤(正確的打“,”,錯(cuò)誤的打“X”)(1)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)都伴有能量的變化。()(2)放熱反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生。()(3)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化形式全部是熱能。()(4)H 2 與 C12 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2+Cl2=2HCl AH= 184.5 kJ mol -。()【答案】(1) V

6、 (2) X (3) X(4) X)2 .下列反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)的是(A.氫氧化鋼晶體和氯化俊晶體的反應(yīng)8 .能量變化如上圖所示的反應(yīng)C.化學(xué)鍵斷裂吸收的熱量比化學(xué)鍵形成放出的熱量多的反應(yīng)D.燃燒反應(yīng)和酸堿中和反應(yīng)D 氫氧化銀晶體和氯化俊晶體的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng);如題圖所示,生成物的總能量比反應(yīng)物的總能量大的反應(yīng)為吸熱反應(yīng);化學(xué)鍵斷裂吸收的熱量比化學(xué)鍵形成放出的熱量多的 反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。-11.1, 3.下列對(duì)熱化學(xué)萬(wàn)程式 2H2(g) +2l2(g)=HI(g)AH= 26 kJ mol 的敘述中,正確的是()A. 1 mol氫氣和1 mol碘蒸氣完全反應(yīng)需要吸收26 kJ的熱量B. 1個(gè)氫分子

7、和1個(gè)碘分子完全反應(yīng)需要吸收52 kJ的熱量C. 1 mol H2(g)與1 mol I2(g)完全反應(yīng)生成2 mol的HI氣體需吸收52 kJ的熱量D. 1 mol H2(g)與1 mol I2(g)完全反應(yīng)放出26 kJ的熱量C 熱化學(xué)方程式的具體形式是表示一定物質(zhì)的量、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),對(duì)于本題就不難作出判斷。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 A H正確對(duì)應(yīng)起來(lái);B則無(wú)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;D將反應(yīng)錯(cuò)認(rèn)為是放熱反應(yīng)。

8、合作探究攻重又tI咪究點(diǎn)11怎樣利用鍵能解釋并求算A H背景材料已知下列物質(zhì)的鍵能:H- HCl-ClH Cl鍵能/(kJ - mol 1)436.4242.7431.8思考交流(1)斷鍵和成鍵能量如何變化?【提示】斷鍵吸收能量,成鍵放出能量。(2)對(duì)于反應(yīng):H2(g) +Cl2(g)=2HCl(g),反應(yīng)過(guò)程中斷裂化學(xué)鍵共吸收的能量是多少? 形成化學(xué)鍵共放出的能量是多少?【提示】反應(yīng)過(guò)程中斷裂化學(xué)鍵共吸收的能量是436.4 kJ +242.7 kJ =679.1 kJ ,形成化學(xué)鍵共放出的能量是431.8 kJ X2= 863.6 kJ 。(3)H 2(g) +Cl2(g)=2HCl(g)的

9、 AH為多少?【提示】 A H= 679.1 kJ/mol 863.6 kJ/mol= 184.5 kJ/mol 。(4)利用鍵能如何計(jì)算反應(yīng)的A H?寫出一般計(jì)算式?!咎崾尽?AH= E(反應(yīng)物)日生成物)(E為鍵能)。短律總結(jié)1.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的比較吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)熱量變化吸收熱量放出熱量理 論 解 釋能量角度反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量化學(xué)鍵角度舊鍵斷裂吸收的能量大于形成新鍵放出的能量舊鍵斷裂吸收的能量小于形成新鍵放出的能量圖示1 號(hào)警度啰也癡反應(yīng)過(guò)程總庭物 R ° 反應(yīng)過(guò)程2.有關(guān)AH計(jì)算的兩個(gè)公式(1)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算A

10、H E生成物)一E反應(yīng)物)。(2)根據(jù)鍵能計(jì)算A H反應(yīng)物的鍵能總和一生成物的鍵能總和。ISAA2I熱化學(xué)方程式的書寫背景材料 1一一i已知熱化學(xué)萬(wàn)程式 H2(g) +2Q(g)=H2O(g)AH= 241.8 kJ mol 。思考交流(1)上述熱化學(xué)方程式表示的意義是什么?1【提布】 表布1 mol H 2與2 mol O 2反應(yīng)生成1 mol水烝氣放出熱重 241.8 kJ 。(2)2H 2(g) + Q(g)=2H2O(g)A H2 中 A H是多少?【提示】 A H= 483.6 kJ mol 1。1 一(3)H 2(g) + 2Q(g)=H2O(l)AH, AH與 AH 是否相同?為

11、什么?【提示】不相同。水的狀態(tài)不同,能量不同,A H不同。書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的問(wèn)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:(1) AH的意義AH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),A H為“”;若為吸熱反應(yīng),A H為“ + ”。A H的單位一般為kJ mol1o(2)反應(yīng)的條件書寫熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明A H的測(cè)定條件,一般情況下 A H是在25 C、1.01X105Pa下測(cè)定的,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),

12、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AH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 ”,固體用“ s”,溶液用“aq”表示。熱化學(xué)方程式中不用“T”和(5)化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)與A H的關(guān)系由于AH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 A H相對(duì)應(yīng),如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,則 A H也要加倍。當(dāng)反應(yīng)向逆向進(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。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)固雙基題組1化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1.中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.Ha燃燒時(shí)的能量變化如圖所示C.化學(xué)鍵斷

13、裂放出能量D.反應(yīng)物總能量與生成物總能量一定相等A項(xiàng),中和反應(yīng)是放熱反應(yīng),故正確;B項(xiàng),氫氣的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng),而圖示A.C項(xiàng),化學(xué)鍵斷裂吸收中反應(yīng)物的能量低于生成物的能量,所示反應(yīng)是吸熱反應(yīng),故錯(cuò)誤;能量,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物總能量和生成物總能量不相等,故錯(cuò)誤。2.如圖所示,A.a表示的是吸熱反應(yīng)的能量變化B.b中生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定C.b可以表示氯化俊晶體與 Ba(OH)2 8H2O晶體反應(yīng)的能量變化D.a所示反應(yīng)不需要加熱就一定能發(fā)生,圖b所示反應(yīng)一定需要加熱才能發(fā)生A項(xiàng),圖a中反應(yīng)物總能量高于生成物總能量,則表示的是放熱反應(yīng)的能量變化,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),圖b中反應(yīng)物總能量低于生成

14、物總能量,能量越低越穩(wěn)定,則反應(yīng)物比生成物穩(wěn)定,故錯(cuò)誤;C項(xiàng),圖b中反應(yīng)物總能量低于生成物總能量,屬于吸熱反應(yīng),可以表示氯化俊晶體與 Ba(OH)2 8H2O晶體反應(yīng)的能量變化,故正確;D項(xiàng),反應(yīng)條件與反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)沒(méi)有必然聯(lián)系,故錯(cuò)誤。題組2放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)3.下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是()二氧化碳與灼熱的炭反應(yīng)生成一氧化碳葡萄糖在人體內(nèi)被氧化分解鋅粒與稀H2SO反應(yīng)制取H2Ba(OH)28H2O固體與NHCl固體反應(yīng)植物通過(guò)光合作用將 CO轉(zhuǎn)化為葡萄糖A.B. C . D .D 二氧化碳與灼熱的炭反應(yīng)生成一氧化碳是吸熱反應(yīng);葡萄糖在人體內(nèi)被氧化分解是放熱反應(yīng);鋅粒與稀 HkSO

15、反應(yīng)制取H2是放熱反應(yīng);Ba(OH) 2 - 8H2O固體與NHCl固體的反應(yīng)是吸熱反應(yīng);I1物通過(guò)光合作用將CO轉(zhuǎn)化為葡萄糖是吸熱反應(yīng)。4.將盛有NHHCO粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中,然后向小燒杯中加入鹽酸,反應(yīng)劇烈,醋酸逐漸凝固。下列說(shuō)法中不正確的是()A. NHHCOm鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.該反應(yīng)中,熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D. NHHCOm鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)A 醋酸逐漸凝固,說(shuō)明NHHCO粉末和鹽酸的反應(yīng)吸收熱量,即NHHCO與鹽酸的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A錯(cuò)誤,D正確;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量,B正確;因反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

16、,故生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量,C正確。題組3熱化學(xué)方程式的書寫5.在25 C、101 kPa下,1 g甲醇燃燒生成CO和液態(tài)水時(shí)放熱22.68 kJ ,下列熱化學(xué)方程式正確的是()A. CHOH(l) + 3/2O2(g)=CC2(g) + 2HO(l)B. 2CHOH(l) +3Q(g)=2CQ(g) + 4H2O(l)C. 2CHOH(l) +3Q(g)=2CQ(g) + 42O(l)D. 2CHOH(l) +3Q(g)=2CQ(g) + 4H2O(l)B 放熱反應(yīng)始變?yōu)樨?fù)值,故A、D錯(cuò)誤;A H= 725.8 kJ/molA H= - 1 452 kJ/molA Hh 725.8

17、 kJ/molA Hf= 1 452 kJ/mol1 g甲醇燃燒生成CO和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ,2 mol甲醇燃燒放熱約為 1 452 kJ ,故B正確。6 .下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()_ _ _. .-1A. 2SO+Q=2SO AH= 196.6 kJ mol一1 一一 .B. H2(g) +2Q(g)=QO(l)AH= 241.8 kJmolC. 2屋(g) + Q(g)=2H2O(l)AH= 571.6 kJ mol_一. .-1D. C(s) + Q(g)=CQ(g)AH= 393.5 kJ molC 書寫熱化學(xué)方程式必須注意:要注明反應(yīng)物與生成物各物質(zhì)的狀態(tài),A錯(cuò);吸熱反應(yīng)AH>0,體系能量升高;放熱反應(yīng)AH<0, B、D錯(cuò)。題組4燃料燃燒釋放的熱量7 .下列說(shuō)法中,不正確的是 ()【導(dǎo)學(xué)號(hào):13572068】A.化石燃料在燃燒過(guò)程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO SO等有害氣體8 .煤的氣化和液化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑C.在使用化石燃料時(shí),為使其充分燃燒,需要通入過(guò)量的空氣D.增大燃料與空氣的接觸面積可以提高燃料的燃燒效率C 燃料燃燒時(shí),由于空氣不足、燃料與空氣接觸面積有限等因素會(huì)導(dǎo)致燃料燃燒不充 分,這樣造成的后果是產(chǎn)生的熱量少,造成資源的浪費(fèi),同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生有

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