2012高中化学1.2热化学方程式学案.doc

第2课时热化学方程式学习目标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.通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应反应热的实验方法。3.能正确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误差。重点难点1.热化学方程式的书写 2.中和热的测定。1热化学方程式(1)概念能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。(2)特点(与化学方程式比较)指明了反应时的温度和压强，若在25时进行的反应，可不注明。在化学方程式右边注明H的“”、“”和单位。所有反应物和生成物都用括号注明了它们在反应时的状态。常用s、l、g分别表示固体、液体和气体。(3)意义热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化，也表明了能量变化。2H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1表示在25、101kPa下，1mol H2与mol O2完全反应生1mol液态水时放出的热量是285.8 kJ。3写出下列反应的热化学方程式(1)1 mol N2(g)与适量O2(g)起反应生成NO2(g)，吸收68 kJ热量。N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H68 kJmol1。(2)1 mol Cu(s)与适量O2(g)起反应生成CuO(s)，放出157 kJ的热量。2Cu(s)O2(g)=2CuO(s)H314 kJmol1或Cu(s)O2(g)CuO(s)H157 kJmol1。4在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1_mol_H2O(l)时的反应热(即放出的热量)称为中和热。一、热化学方程式的书写1热化学方程式与普通化学方程式的区别普通化学方程式热化学方程式化学计量数的形式及表示意义是整数，既表示微粒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，只表示物质的物质的量是否注明物质状态不注明必须在化学式后面注明状态是否注明H及其单位不注明必须注明H的正负号及单位表示意义表示化学反应中的物质变化不仅表示化学反应中的物质变化，也表示化学反应中的能量变化2.书写热化学方程式注意的问题(1)注意H的符号H只能写在热化学方程式的右边，且中间留空格。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJmol1(或kJ/mol)。(2)注意测定条件反应热H与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化学方程式时应注意H的测定条件。绝大多数H是在25、101 kPa下测定的，可不注明温度和压强。(3)注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H也不同。因此，书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用标“”和“”。(4)注意化学计量数化学计量数只表示物质的物质的量，因此可以为整数或分数。由于H与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计算数必须与H相对应：a化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小相同的倍数。b当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。例如：已知H2(g)O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1，则：H2O(l)=H2(g)O2(g) H285.8_kJmol1。2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6_kJmol1。(5)注意H的单位H的单位“kJmol1”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。(6)热化学方程式一般不写反应条件。【典例1】已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H4b kJmol1BC2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H2b kJmol1C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H2b kJmol1D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) Hb kJmol1解析乙炔燃烧是放热反应，H0，则排除B、D两选项；又因反应生成1 mol二氧化碳气体时，放出热量为b kJ，则生成4 mol CO2(g)应放出热量4b kJ，故A正确，C不正确。答案A【变式训练1】已知：1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量，1 mol I2蒸气中化学键断裂时需要吸收151 kJ的能量，由H原子和I原子形成1 mol HI分子时释放299 kJ的能量。下列热化学方程式正确的是()A2HI(g)=H2(g)I2(g) H11 kJmol1B.H2(g)I2(g)=HI(g) H11 kJmol1CH2(g)I2(g)=2HI(g) H288 kJmol1D.H2(g)I2(g)=HI(g) H144 kJmol1答案A二、中和反应反应热的测定实验用品仪器：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、温度计、环形玻璃搅拌棒。试剂：0.50 molL1盐酸、0.55 molL1 NaOH溶液。实验方案1实验步骤(1)设计装置如图。(2)用一个量筒量取50 mL 0.50 molL1盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。并将温度计上的酸用水冲洗干净。(3)用另一个量筒量取50 mL 0.55 molL1的NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。(4)把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯，盖好盖板，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动，测量混合溶液的最高温度，记入下表。(5)重复步骤(2)(4)三次。2数据记录及处理数据记录表温度实验次数起始温度t1/终止温度t2/温度差(t2t1 )/HClNaOH平均值1233.计算反应热(1)以三次测量所得数据的平均值为计算依据。(2)取盐酸和NaOH溶液的密度为1 gcm3。忽略实验装置的比热容。(3)取盐酸质量为m1、NaOH溶液质量为m2，反应后溶液比热容c4.18 Jg11，则实验中反应放出的热量为(m1m2)c(t2t1)0.418(t2t1)kJ，生成1 mol H2O时放出的热量为H kJmol1问题探究1实验中为何使用0.55 molL1 NaOH溶液而不用0.50 molL1的NaOH溶液？答案保证0.50 molL1的盐酸全部反应，提高实验的精确度。2在中和热测定实验中能否用金属(不与酸反应)质环形搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？答案不能，因为金属易导热，会造成热量损失，增大实验误差。3组装简易量热器时，减少热量损失的措施有哪些？答案(1)其保温隔热的效果一定要好，在两烧杯缝隙处一定要塞满泡沫塑料(或纸条)；(2)小烧杯杯口与大烧杯杯口相平；(3)作盖板的大烧杯上的泡沫塑料板上的两个小孔，要恰好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过；(4)可改用保温杯来制作，也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝缘外套来制作。(5)不能用导热性良好或与酸反应的金属丝代替玻璃棒。【典例2】在800 mL的大烧杯中放入碎纸屑，把盛有50 mL 0.50 molL1盐酸的200 mL烧杯放到大烧杯中，两只烧杯间填满碎纸屑。用泡沫塑料板做成大烧杯盖，通过盖子插入一根玻璃搅拌棒(末端呈半圆环的玻璃棒)和一只温度计，测定溶液的温度。迅速往盐酸溶液中加入50 mL 0.55 molL1烧碱溶液，盖好，搅拌溶液，观察温度的变化。当温度保持稳定时，记录读数，取出装反应液的烧杯，倒出溶液，清洗干净，保持内外杯壁干燥。重复进行三次实验。用这一实验可以粗略测定中和热。(1)烧杯间填满碎纸屑的作用是_。(2)要重复进行三次实验的目的是_。(3)烧杯如果不盖泡沫塑料板，所求得的中和热数值将_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。(4)实验中若改用60 mL 0.50 molL1盐酸和50 mL 0.55 molL1烧碱溶液进行上述反应，与上述实验相比，所放出的热量_(填“相等”或“不相等”)，所求中和热_(填“相等”或“不相等”)，理由是_。(5)三次平行操作测得数据中，起始时盐酸与烧碱溶液温度相同，而终止温度与起始温度之差(t2t1)分别为2.3，2.4，2.9，则最终代入计算式的温度差的平均值为_。解析解答本题，首先要明确实验的原理，“量热器”的组成以及造成实验误差的原因，然后按实验步骤进行分析和判断。(1)碎纸屑的作用为减少实验过程中的热量损失。(2)重复实验的目的是减小实验误差。(3)不盖泡沫塑料板会损失部分热量，故所测结果偏小。(4)由中和热概念可知，中和热是以生成1 mol液态水为标准的，而与过量部分的酸、碱无关。(5)中所测温度2.9显然是错误的，代入计算式的温度应是与的平均值。答案(1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失(2)减小实验过程中的误差(3)偏小(4)不相等相等因为60 mL 0.50 molL1盐酸和50 mL 0.55 molL1烧碱溶液反应能生成0.027 5 mol H2O，而50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1烧碱溶液反应只能生成0.025 mol H2O，因此所放出的热量不同。但中和热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，与酸、碱的用量无关，因此所求中和热相等(5)2.35【典例3】强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。分别向1 L 0.5 molL1的NaOH溶液中加入：稀盐酸，浓硫酸，稀硝酸。恰好完全反应的反应热分别为H1、H2、H3，它们之间的关系正确的是()AH1H2H3 BH2H1H2答案D【变式训练2】实验室进行中和热的测定实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外，所用的其他仪器和试剂均正确的一组是()A0.50 molL1盐酸，0.50 molL1 NaOH溶液，100 mL量筒1个B0.50 molL1盐酸，0.55 molL1 NaOH溶液，100 mL量筒2个C0.50 molL1盐酸，0.55 molL1 NaOH溶液，50 mL量筒1个D0.50 molL1盐酸，0.55 molL1 NaOH溶液，50 mL量筒2个答案D解析本实验中为了保证0.50 molL1的盐酸完全被中和，采用0.55 molL1 NaOH溶液，使碱稍过量，故A项不符合；所需酸、碱量均为50 mL，故B项不符合；酸、碱分别用不同的量筒量取，故C项不符合。【变式训练3】含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 molL1的H2SO4溶液反应，放出11.46 kJ的热量，表示该反应的中和热的化学方程式为()AKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l) H11.46 kJmol1B2KOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)2H2O(l) H11.46 kJmol1C2KOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)2H2O(l) H114.6 kJmol1DKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1答案D解析中和热是以生成1 mol H2O(l)所放出的热量来定义的，故书写中和热的热化学方程式时，应以生成1 mol H2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数，故答案为D。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答案C解析A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单位错误。2已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJmol1，下列说法正确的是()A2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量B1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJC在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量D1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量答案C解析A项中用L做单位是错误的，因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量；B项中放出的热量小于270 kJ是错误的，应大于270 kJ；D项中说几个分子间反应是错误的；C项正确。3强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1已知：CH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)HQ1 kJmol1 HNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l) HQ2 kJmol1上述均是在溶液中进行的反应，Q1、Q2的关系正确的是()AQ1Q257.3 BQ1Q257.3CQ1H2的是()A2H2(g)O2(l)=2H2O(l) H12H2(g)O2(g)=2H2O(g) H2BS(g)O2(g)=SO2(g) H1S(s)O2(g)=SO2(g) H2CC(s)O2(g)=CO(g) H1C(s)O2(g)=CO2(g) H2DH2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H1H2(g)Cl2(g)=HCl(g) H2答案C解析A选项，H2O(g)H2O(l)还要放热，故H1H2；B选项，反应物S(s)S(g)需吸热，故H1H2；D选项，后一反应的化学计量数为前一反应对应物质的一半，故H1H2。5在进行中和热的测定中，下列操作错误的是()A反应前酸、碱溶液的温度要相同B测量溶液的温度计要一直插在溶液中C为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)D为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量答案C解析分次加入混合时，容易造成热量损失，使测试结果不准确。6根据热化学方程式：S(l)O2(g)=SO2(g)H293.23 kJmol1，分析下列说法正确的是()AS(s)O2(g)=SO2(g)，反应放出的热量大于293.23 kJmol1BS(g)O2(g)=SO2(g)，反应放出的热量小于293.23 kJmol1C1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和大于1 mol 硫和1 mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和D1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和小于1 mol硫和1 mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和答案C7如图所示是101 kPa时氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的能量变化，则A说法中不正确的是()A1 mol H2中的化学键断裂时需要吸收436 kJ能量B2 mol HCl分子中的化学键形成时要释放862 kJ能量C此反应的热化学方程式为：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H183 kJmol1D此反应的热化学方程式为：H2(g)Cl2(g)=HCl(g) H91.5 kJmol1答案C解析图示表示每摩尔HH键断开需要吸收436 kJ的能量，每摩尔ClCl键断开需要吸收243 kJ能量，每摩尔HCl键形成会放出431 kJ的能量，由此可知A、B说法正确；同时根据热化学方程式的书写要求，每摩尔反应的热效应为436 kJmol1243 kJmol1431 kJmol12183 kJmol1，则每摩尔反应的热效应为91.5 kJmol1，该反应为放热反应，H为负，故C项的说法错误，D项的说法正确。8