人教版选修4第一章第一节化学反应与能量的变化.doc

第一章 第一节 化学反应与能量的变化一、反应热定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫反应热 符号：用H表示 单位；一般采用kJ/mol 可直接测量，测量仪器叫量热计反应热表示方法：表示化学反应过程中整个体系的能量（即焓）增加或者减少量值，H =H产物H反应物化学键断裂时需要吸收热量 化学键形成时要释放热量 吸热和放热的差值即为反应热焓增加-吸热-则用“ ”表示（填“+”或“”下同）；焓减少-放热-则用“ ”表示。 类型比较放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应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的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量表示方法H0图示(1)常见的放热反应活泼金属与H2O或酸的反应。如：2Al6HCl=2AlCl33H2酸碱中和反应。燃烧反应。 多数化合反应。(2)常见的吸热反应多数的分解反应2NH4Cl(s)Ba(OH)28H2O(s)=BaCl22NH310H2OC(s)H2O(g)COH2CO2C2CO例1、拆开1molHH键、1molNH键、1molNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为 ，1mol H2生成NH3的反应热为 。二、热化学方程式-能既表明化学反应中物质的变化，又能表明能量的变化书写热化学方程式的注意事项：1、注意H的符号：H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，且中间留字空。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJ/mol。2、注意测定条件：注意反应热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 325Pa下测定的，可不注明温度和压强。3、注意物质的聚集状态：注意反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H也不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。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“”和“”。4、注意化学计量数：注意热化学方程式是表示反应已完成的数量,热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。由于H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。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。已知H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol，则H2O(l)=H2(g)1/2O2(g)H285.8 kJ/mol，2H2(g)O2(g)2H2O(l)H571.6 kJ/mol。5、注意H的单位：关于H的单位“kJ/mol”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，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。例2、 已知：C(c) + O2 (g) = CO2(g)；H=-393.5 kJ/mol H2(g) + 1/2O2 (g) = H2O(g)；H=-241.5 kJ/mol欲得相同热量，需充分燃烧C和H2的质量比约为（ ）A123.25 B3.2512 C11 D61三、中和热概念：强酸与强碱稀溶液发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1)； H=-57.3kJmol。实验用品 ：大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒、0.50molL1盐酸 、0.55molL1NaOH溶液实验原理：Q=mct H=kJ/mol按图所示装配简易量热计 在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到减少实验过程中的热量损失的目的（该实验也可以在保温杯中进行）。中和热的测定1、用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。2、用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。3、把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。4、重复实验2至3次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。5、根据实验数据计算中和热。 取测量所得数据的平均值作为计算依据，盐酸和NaOH溶液发生中和反应的中和热H为 kJmol-1。思考1.大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。2.温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？答案：因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。3.酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？答案：因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大4.实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是11而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？答案：为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。还要注意问题:1、酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1 mol/L0.5 mol/L)(1)不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。(2)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。2、实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。课后习题：1、下列说法正确的是A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B、放热的反应在常温下一定很易发生C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D、吸热反应在一定的条件下也能发生2、燃烧ag乙醇（液态）生成CO2气体和液态H2O，放出热量为QkJ，经测定ag乙醇与足量Na反应能生成H25.6L（标准状况下），则乙醇燃烧的热化学方程式表示正确的是A、C2H5OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l)；H=-Q kJ/molB、C2H5OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l)；H=- 1/2Q kJ/molC、1/2C2H5OH(l) + 3/2O2(g) = CO2(g) +3/2 H2O(l)；H=-Q kJ/molD、C2H5OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l)；H=-2Q kJ/mol3、已知1mol甲烷燃烧放出890.3KJ的热量，在标准状况下，1m3甲烷完全燃烧可放出的热量为 A、890.3KJ B、39745.5KJ C、1979KJ D、19855KJ4、 1g氢气燃烧生成液态水,放出142.9KJ热,下列表示该反应的热化学方程式正确的是A、H2 （g）+12O2 （g）=H2 O（l） H=285.8 KJmol1B、2H2（g）+O2 （g）=2H2O(l) H= 142.9 KJmol1 C、2H2 +O2 =2H2 O H= 571.6 KJmol1D、2 H2 （g）+O2 （g）=2H2 O（l） H=571.6 KJmol15、4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9. 6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。 6、已知0.5 mol甲烷与0.5 mol水蒸汽在t 、p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是： 。 7、下列叙述正确的是A、物质燃烧不一定是放热反应 B、放热反应不需要从外界吸收任何能量就能发生C.在一个确定的化学反应中，反应物总能量总是高于生成物总能量D.化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化8、下列说法正确的是A、热化学方程式的计量数可以表示分子的个数 B、热化学方程式中只需标明生成物的状态C、反应热指的是反应过程中放出或吸收的热量 D、伴随能量变化的不一定是化学变化9、下列过程中H大于零的是A氢气在氧气中燃烧 B铁丝在氧气中燃烧C硫在氧气中燃烧 D焦炭在高温下与水蒸气反应10、同温同压下，已知下列各反应为放热反应，下列各热化学方程式中热量数值最小的是A、 2A (l) + B (l) = 2C (g) H1 B、 2A (g) + B (g) = 2C (g) H2C、 2A (g) + B (g) = 2C (l) H3 D、 2A (l) + B (l) = 2C (l) H411、已知在1105 Pa，298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，热化学方程式正确是A、H2O ( g ) H2 ( g ) + 1/2O2 ( g ) H = +242 kJ/molB、2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) H = 484 kJ/molC、H2 ( g ) + 1/2O2 ( g ) = H2O ( g ) H = +242 kJ/molD、2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( g ) H = +484 kJ/mol12、 已知：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) H- Q1 ； 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H- Q2； H2O(g) = H2O(l) H- Q3 常温下，取体积比为4：1的甲烷和H2的混合气体112L（标准状况下），经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为（ ）A. 4Q1+0.5Q2 B. 4Q1+Q2+10Q3 C. 4Q1+2Q2 D. 4Q1+0.5Q2+9Q313、已知下列两个热化学方程式：2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l ) H = 571.6 kJ/mol CH4 ( g ) + 2O2 ( g ) = 2H2O ( l ) + CO2 ( g ) H = 890.3 kJ/mol实验测得氢气和甲烷的混合气体共4 mol，完全燃烧时放热为2605.1 kJ，则混合气体中氢气和甲烷的体积比为A. 3 : 5 B. 2 : 3 C. 3 : 2 D. 5 : 314、含112 g KOH的稀溶液与1 L 01 molL1 H2SO4溶液反应放出1146 kJ的热量，该反应的热化学方程式正确的是A、KOH（aq）1/2H2SO4（aq）=1/2K2SO4（aq）H2O（l）；H=1146 kJ/molB、2KOH（aq）H2SO4（aq）=K2SO4（aq）2H2O（l）；H=1146 kJ/molC、2KOHH2SO4=K2SO42H2O； H=1146 kJ/molD、KOH（aq）1/2H2SO4（aq）=1/2K2SO4（aq）H2O（l）；H=573 kJ/mol15、含Ba（OH）2 1 mol的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出1146 kJ的热量，表示该反应中和热的热化学方程式正确的是ABa（OH）2（aq）2HCl（aq）=BaCl2（aq）2H2O（l）；H=1146 kJ/molBBa（OH）2（aq）2HCl（aq）=BaCl2（aq）2H2O（l）;H=1146 kJ/molC1/2Ba（OH）2（aq）HCl（aq）= 1/2BaCl2（aq）H2O（l）；H=573 kJ/molD1/2Ba（OH）2（aq）HCl（aq）= 1/2BaCl2（aq）H2O（l）；H=573 kJ/mol16、在做中和热实验测定中和热时，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A、B、 C、 D、全部17、为了测其酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是酸的浓度和体积碱的浓度和体积比热容反应后溶液的质量生成水的物质的量反应前后浓度变化操作所需的时间A B CD全部18、50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。（2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏大”“偏小”“无影响”）。（4）实验中改用60 mL 0.50 molL1盐酸跟50 mL0.55 molL1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”“不相等”），所求中和热 （填“相等”“不相等”），简述理由： 。（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 ；用50 mL 0.50 molL1NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会 。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）19、磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷（P）在3.2 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放