2019高中化学第一章第一节化学反应与能量的变化第2课时热化学方程式教案新人教版必修4.docx

第2课时热化学方程式1了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。2正确认识中和热的概念。3通过中和热的测定，初步学会测定化学反应反应热的实验方法，会分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减小实验误差。1热化学方程式的特点(1)指明了反应的温度和压强，若在25 、101 kPa时进行的反应，可不注明。(2)注明了各物质的状态：s(固体)、l(液体)或 g(气体)。(3)在方程式的右边注明了H的数值、正负号及单位。(4)化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，因此可以出现非整数的化学计量数。2概念表示参加反应物质的量与反应热的关系的化学方程式。3意义热化学方程式不仅表示了物质变化，还表明能量变化。例如：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，表示在25 、101 kPa时，1_mol H2与0.5_mol O2完全反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量是 285.8 kJ。 新知探究1反应H2O2=H2O 和反应H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1。哪个书写正确？提示：正确，一般的化学方程式的化学计量数不能出现分数，热化学方程式的化学计量数可以出现分数。2书写热化学方程式时，为什么必须注明各反应物和生成物的聚集状态？提示：因为反应物、生成物的状态不同时，反应的热效应不同。名师点拨1书写热化学方程式的步骤(1)书写配平的化学方程式。(2)注明物质的聚集状态。(3)计算H的数值。(4)写出H的数值、符号及单位。2注意事项(1)注明测H的条件反应热H与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数H是在25 、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。(2)注明H的数值、单位及正、负号放热反应H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJmol1。(3)注明物质的聚集状态反应物和产物的聚集状态不同，其能量不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态，s、l、g分别表示固态、液态和气态，水溶液用aq表示。(4)注意化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(5)注意热化学方程式是表示反应已完成的数量，H与反应完成物质的量有关，与可逆反应的投料物质的量无关，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应逆向进行，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。3热化学方程式与化学方程式的比较化学方程式热化学方程式化学计量数是整数，既表示粒子个数，又表示该物质的物质的量既可以是整数，也可以是分数，只表示该物质的物质的量状态不要求注明必须在化学式后注明H无必须注明意义表明了化学反应中的物质变化不仅表明了化学反应中的物质变化，还表明了化学反应中的能量变化遵循规律质量守恒质量守恒和能量守恒 对点演练1写出下列反应的热化学方程式。(1)N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g)，放出46.1 kJ热量。_(2)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 366.8 kJ热量。_(3)标准状况下，44.8 L C2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2 598.8 kJ热量。_(4)24 g C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6 kJ热量。_解析(1)1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量为46.1 kJ292.2 kJ。(2)C2H5OH燃烧的化学方程式为C2H5OH3O2=2CO23H2O，故C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2和H2O(l)的热化学方程式为C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJmol1。(3)n(C2H2)2 mol，故反应的热化学方程式为2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2 598.8 kJmol1。(4)1 mol C(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)吸收的热量为 131.3 kJ。答案(1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92.2 kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJmol1(3)2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2 598.8 kJmol1(4)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1新知探究1中和热强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热。表示为 H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。2实验原理通过一定量的酸碱溶液反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得中和热。3实验装置和用品(1)实验装置：(2)实验用品：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、碎泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒、0.50 molL1盐酸、0.55 molL1 NaOH溶液。问题讨论1在大、小烧杯之间填充满碎泡沫塑料的目的是什么？提示：目的是达到保温、隔热、减少实验过程中热量的损失。2中和反应反应热测定实验中为何使用0.55 molL1 NaOH溶液、0.50 molL1盐酸反应，而不用0.5 molL1 NaOH溶液？提示：碱过量的目的是保证盐酸完全反应。4测量步骤5数据处理H kJmol1其中(m1m2)表示溶液质量，c为比热容，c4.18 J/(g)名师点拨中和反应反应热的测定注意事项(1)酸、碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液，不能用浓酸或浓碱。一方面因为浓酸和浓碱混合时有因稀释而产生的热效应；另一方面稀溶液的密度才能近似为1 gcm3。(2)测定中和热时不能用弱酸或弱碱，因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离。若改用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量。(3)实验中使碱液稍稍过量是为了保证盐酸能够完全被中和。(4)要提高中和热测定的准确性，实验操作时动作要快，隔热和保温效果要尽可能好，以尽量减少热量的散失。(5)对于定量实验，均存在实验误差，需要对误差进行分析。本实验由于仪器的保温、隔热效果和操作等方面的原因，产生的误差导致的结果一般是H57.3 kJmol1(即因为有热量散失，使实际测得的生成1 mol H2O所放出的热量小于57.3 kJ)。对点演练2.用50 mL 0.50 molL1的盐酸与50 mL 0.55 molL1的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应，测定反应过程中所放出的热量并计算每生成1 mol液态水时放出的热量。完成下列问题：(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是_。(2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的生成1 mol液态水时放出热量的数值_(填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)。(3)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的生成1 mol液态水时放出热量的数值会_。解析(1)碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。(2)不盖硬纸板会损失部分热量，故所测得结果偏小。(3)由于弱酸弱碱的中和反应在放出热量的同时，还有弱酸弱碱的电离吸热，所以用氨水代替NaOH溶液反应测得的数值偏小。答案(1)减少实验中的热量损失(2)偏小(3)偏小1下列说法正确的是()A书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可B凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应C表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式D氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是：2H2 (g)O2(g)=2H2O(l)H483.6 kJ解析：选CA项，热化学方程式还应注明各物质的聚集状态；B项，放热反应有时在点燃或加热时才能发生；D项，H单位应为kJmol1。22 mol Cl2(g)与足量的H2(g)反应生成HCl(g)，在298.15 K时测得放出369.2 kJ能量。在下列热化学方程式中，不正确的是()AH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H369.2 kJmol1B2H2(g)2Cl2(g)=4HCl(g)H369.2 kJmol1CHCl(g)=H2(g)Cl2(g)H92.3 kJmol1D.H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H92.3 kJmol1解析：选A2 mol Cl2(g)对应放出的热量为369.2 kJ，1 mol Cl2(g)对应放出的热量为184.6 kJ， mol Cl2(g)对应放出的热量为92.3 kJ。放热反应，H取负值。H2(g)Cl2 (g)=HCl(g)是放热反应，HCl(g)=H2(g)Cl2(g)是吸热反应，在相同条件下其H的绝对值相等，符号相反。31 g氢气在氧气中燃烧生成液态水，放出142.9 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是()AH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1BH2(g)O2(g)=H2O(g)H285.8 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJDH2O2=H2OH285.8 kJmol1解析：选A由1 g氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量，可知1 mol H2燃烧生成液态水放出285.8 kJ的热量，故该反应H285.8 kJmol1。4已知NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)，在做中和反应的反应热测定实验时，应使用的仪器正确的组合是()天平量筒烧杯滴定管温度计 试管酒精灯ABC D全部解析：选B中和反应的反应热测定实验需要温度计来测定溶液温度、需要烧杯来盛放溶液、需要环形玻璃搅拌棒来搅拌使溶液混合均匀，还需要量筒来量取一定量的酸、碱溶液，所以应使用的仪器正确的组合是，B项正确。50.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为_。又已知：H2O(l)=H2O(g)H44 kJmol1。则11.2 L(标准状况下)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ。解析：1 mol B2H6燃烧放出热量 2 165 kJ，0.5 mol B2H6燃烧生成液态水(1.5 mol)放出热量为 2 165 kJ，1.5 mol H2O(l)变为1.5 mol H2O(g)需吸收热量为66 kJ，所以0.5 mol B2H6燃烧生成气态水时放出热量为 2 165 kJ1.544 kJ1 016.5 kJ。答案：B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol11 016.5一、选择题1热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1表示()A碳和水反应吸收131.3 kJ能量B1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量C1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3 kJD1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.3 kJ热量解析：选C热化学方程式将物质变化和能量变化同时表示出来，物质前面的系数只表示物质的量，而能量变化与物质的聚集状态有关。2下列热化学方程式书写正确的是()A2SO2O22SO3H196.6 kJmol1B4H2(g)2O2(g)=4H2O(l)H1 143.2 kJmol1CC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJDC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1解析：选BA中未注明各物质的聚集状态，C、D中H的符号错误，放热反应的H57.3 kJmol1B氢氧化钠和盐酸的相对量不同，测得中和热不同C氢氧化钠和盐酸的相对量不同，放出热量相等D用氨水替代NaOH溶液，测得中和反应生成1 mol H2O(l)的反应热H57.3 kJmol1解析：选D浓硫酸加入水中放出热量，用浓硫酸替代盐酸测定中和热，HH2的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2BC(s)O2(g)=CO(g)H1 C(s)O2(g)=CO2(g)H2CS(g)O2(g)=SO2(g)H1 S(s)O2(g)=SO2(g)H2DH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H1 H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H2解析：选B物质的燃烧反应是放热过程，所以焓变是负值，放出的热量越多，H越小。液态水变为气态水的过程是吸热的，则H1H2，B项正确；物质的燃烧反应是放热过程，所以焓变是负值，固态硫变为气态硫需要吸收热量，所以H1H2，C项错误；热化学方程式的化学计量数加倍，焓变数值相应加倍，H12H2，该化合反应为放热反应，H0，所以H1H2，D项错误。10化学反应N23H2=2NH3的能量变化如图所示。该反应的热化学方程式是() AN2(g)3H2(g)=2NH3(l) H2(abc) kJmol1BN2(g)3H2(g)=2NH3(g) H2(ba) kJmol1C.N2(g)H2(g)=NH3(l) H(bca) kJmol1D.N2(g) H2(g)=NH3(g) H(ab) kJmol1解析：选A由图可以看出， mol N2(g) molH2(g)的键能为a kJ,1 mol NH3(g)的键能为b kJ，所以N2(g)H2(g)=NH3(g)H(ab) kJmol1，而1 mol 的NH3(g)转化为1 mol的NH3(l)放出的热量为c kJ，所以有：N2(g)H2(g)=NH3(l)H(abc)kJmol1，即：N2(g)3H2(g)=2NH3(l)H2(abc)kJmol1。二、非选择题11根据下列叙述写出相应的热化学方程式：(1)已知16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量，写出表示硫的燃烧的热化学方程式：_。(2)如图是298 K、101 kPa时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为_。解析：(1)16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量，则1 mol固体硫完全燃烧放出296.8 kJ的热量，据此可写出表示硫燃烧的热化学方程式。(2)由题图可以看出反应物和生成物的能量差为92 kJ，该反应的热化学方程式为N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92 kJmol1。答案：(1)S(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol1(2)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92 kJmol112已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，回答下列问题。(1)用含20 g NaOH的稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_kJ的热量。 (2)用含2 mol H2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反应，此反应的中和热为_。(3)如果将(1)反应中的稀盐酸换成稀醋酸，反应放出的热量_(填“大于”“小于”或“等于”)原来(1)放出的热量。 解析：(1)0.5 mol NaOH与足量稀盐酸反应放出的热量为0.5 mol57.3 kJmol128.65 kJ。(2)根据中和热的定义可知，中和热与强酸、强碱的物质的量的多少无关，中和热为57.3 kJmol1。(3)因醋酸为弱酸，用NaOH中和时，需不断地电离出H，而电离过程要吸收热量，故反应放出的热量会减小。答案：(1)28.65(2)57.3 kJmol1(3)小于13(1)已知葡萄糖完全燃烧生成1 g液态水时放出的热量为26.0 kJ，则葡萄糖完全燃烧的热化学方程式是_。(2)已知2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：_。(3)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2，当它们混合时产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热，已知0.4 mol液态肼与足量H2O2反应生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。写出热化学方程式：_。已知H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1，则16 g 液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是_kJ。解析：(1)1 mol葡萄糖C6H12O6完全燃烧生成6 mol 液态水，放热：6 mol 18 gmol12 808 kJ，因此热化学方程式为 C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H2 808 kJmol1。(2)1 mol C2H2燃烧生成液态水和CO2放热：26 g1 294.8 kJ, 热化学方程式为C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1 294.8 kJmol1。(3)1 mol 液态肼与足量H2O2反应生成氮气和水蒸气，放热：1 mol641.625 kJ，热化学方程式为N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.625 kJmol1，16 g液态肼的物质的量为0.5 mol，燃烧生成水蒸气时放热：641.625 kJmol10.5 mol320.8 kJ，生成气态水2 mol，变为液态水放热：44 kJ288 kJ，因此共放出热量：320.8 kJ88 kJ408.8 kJ。答案：(1) C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l) H2 808 kJmol1(2)C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H1 294.8 kJmol1(3)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g) H641.625 kJmol1408.8能力提升14如图所示，写出反应的热化学方程式，并回答问题。(1)反应过程()的热化学方程式：_。(2)反应过程()的热化学方程式：_。(3)Q与Q1的关系Q_Q1(填“大于”“小于”或“等于”)。解析：由图()可知，A2(g)与B2(g)化合生成C(g)为放热反应，而图()中C(g)分解生成A2(