人教版选修4 第1章第1节 化学反应与能量的变化（第2课时） 学案 (4).doc

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。 细读教材记主干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 kj/mol，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 kj/mol。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kj/mol。(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。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 kj/mol。(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 kj/mol。(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 kj/mol(2)c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h1 366.8 kj/mol(3)2c2h2(g)5o2(g)=4co2(g)2h2o(l)h2 598.8 kj/mol(4)c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h131.3 kj/mol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 kj/mol。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 mol/l盐酸、0.55 mol/l 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 mol/l naoh溶液、0.50 mol/l盐酸反应，而不用0.5 mol/l 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 kj/mol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 g/cm3。(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要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 kj/mol(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 mol/l的盐酸与50 ml 0.55 mol/l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单位错误。2下列说法错误的是()a热化学方程式中，各物质的化学计量数不表示分子个数，只代表该物质的物质的量b热化学方程式未注明温度和压强时，h表示标准状况下的数据c同一化学反应，化学计量数不同，则h不同；化学计量数相同而状态不同，h也不相同d化学反应过程中所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比解析：选b标准状况是指0 、101 kpa，而热化学方程式中如果没有注明温度和压强，则指的是25 、101 kpa 。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 kj/molbh2(g)o2(g)=h2o(g)h285.8 kj/molc2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h285.8 kjdh2o2=h2oh285.8 kj/mol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 kj/mol。4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解析：选c分次加入混合时，容易造成热量损失，使测试结果不准确。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 kj/mol。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 kj/mol1 016.5一、选择题1热化学方程式c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h131.3 kj/mol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 kj/molb4h2(g)2o2(g)=4h2o(l)h1 143.2 kj/molcc(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kjdc(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kj/mol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h0，c中h的单位也错。3含naoh 20.0 g的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出28.7 kj的热量，表示该反应的热化学方程式是()anaoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l) h28.7 kj/molbnaoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h28.7 kj/molcnaoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h57.4 kj/moldnaoh(aq)hcl(aq)=nacl(aq)h2o(l)h57.4 kj/mol解析：选d20.0 g naoh反应放出28.7 kj的热量，则1 mol naoh反应放出的热量为57.4 kj，所以d项正确。4已知h2(g)cl2(g)=2hcl(g)h184.6 kj/mol，则 h2(g)cl2(g)=hcl(g)的h为()a184.6 kj/molb92.3 kj/molc369.2 kj/mol d92.3 kj/mol解析：选b热化学方程式中各物质的化学计量数只表示该物质的物质的量，当化学计量数减半时，反应热也减半。525 、101 kpa时，1 g氨完全分解为氮气和氢气，吸收2.72 kj 的热量。则下列热化学方程式正确的是()an2(g)3h2(g)=2nh3(g)h92.4 kj/molbn2(g)3h2(g)=2nh3(g) h46.2 kj/molcnh3(g)=n2(g)h2(g) h46.2 kj/mold2nh3(g)=n2(g)3h2(g)h92.4 kj/mol解析：选c25 、101 kpa时，1 g nh3完全分解为氮气和氢气，吸收2.72 kj的热量，则1 mol nh3完全分解为氮气和氢气，需吸收2.72 kj/g17 g46.2 kj的热量。反之，氮气和氢气合成1 mol nh3时放出的热量为46.2 kj。6根据热化学方程式s(l)o2(g)=so2(g)h293.23 kj/mol，分析下列说法中正确的是()as(s)o2(g)=so2(g)，反应放出的热量大于 293.23 kj/molbs(g)o2(g)=so2(g)，反应放出的热量小于 293.23 kj/molc1 mol so2(g)的能量小于1 mol s(l)和1 mol o2(g)的能量之和d1 mol so2 (g)的能量大于1 mol s(l)和1 mol o2(g)的能量之和解析：选cs(s)=s(l)吸收能量，所以s(s)o2(g)=so2(g)，反应放出的热量小于293.23 kj/mol，s(g)=s(l)释放能量，所以s(g)o2(g)=so2(g)，反应放出的热量大于293.23 kj/mol，该反应是放热反应，所以生成物的能量小于反应物的能量。7测定稀盐酸和氢氧化钠稀溶液中和热的实验中没有使用的仪器有：大、小烧杯；容量瓶；量筒；环形玻璃搅拌棒；试管；温度计；蒸发皿；托盘天平中的()a bc d解析：选b本题主要考查中和热测定实验中仪器的使用问题，该实验中用到大、小烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒，没有用到容量瓶、试管、蒸发皿和托盘天平，故b项正确。8已知298 k时，合成氨反应n2(g)3h2(g) 2nh3(g)h92.2 kj/mol，将此温度下的1 mol n2和3 mol h2 放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为(忽略能量损失)()a一定大于92.2 kj b一定等于92.2 kjc一定小于92.2 kj d不能确定解析：选c无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热h均表示反应物完全转化的能量变化，1 mol n2 和3 mol h2不可能完全转化，故放出的热量一定小于 92.2 kj。9沼气是一种能源，它的主要成分是ch4,0.5 mol ch4完全燃烧生成co2和液态h2o时，放出445 kj热量，则下列热化学方程式中正确的是()a2ch4(g)4o2(g)=2co2(g)4h2o(l)h890 kj/molbch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890 kj/molcch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890 kj/mold.ch4(g)o2(g)=co2(g)h2o(l)h890 kj/mol解析：选c0.5 mol ch4完全燃烧生成co2和液态h2o时，放出445 kj热量，即1 mol ch4完全燃烧生成co2和液态h2o时，放出890 kj热量，根据热化学方程式的有关规定，要注明参加反应的物质的聚集状态，标出热效应，故符合题意的是c项。10已知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 kj/mol，又知电解质的电离是吸热过程。向1 l 0.5 mol/l的naoh溶液中加入下列物质：稀醋酸；浓硫酸；稀硝酸，恰好完全反应，其焓变依次为h1、h2、h3。则它们的关系是()ah1h2h3 bh1h3h2ch1h3h2 dh1h3h2解析：选d因为醋酸是弱电解质，电离时吸热，浓硫酸溶于水时放热，故发生中和反应时放出的热量q(浓硫酸)q(稀硝酸)q(稀醋酸)，又因放热反应中，h为负值，即hq，故h2h3h1，因而选d。11将v1 ml 1.00 mol/l hcl溶液和v2 ml未知浓度的naoh溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持v1v250 ml)。下列叙述正确的是() a做该实验时环境温度为22 b该实验表明化学能可以转化为热能cnaoh溶液的浓度约为1.00 mol/ld该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析：选b从图中曲线可以看出，温度为22 时，v1为5 ml，则v2为45 ml，此时已经开始发生反应，所以22 一定不是做该实验时环境的温度，a错；从曲线随v1增多而升高，随反应的进行，溶液温度升高说明反应放热，化学能转化为热能，b正确；当v130 ml时温度最高，说明此时两者恰好完全反应，则c(naoh)1.50 mol/l，c错。该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的，d错。12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) kj/molbn2(g)3h2(g)=2nh3(g)h2(ba) kj/molc.n2(g)h2(g)=nh3(l)h(bca) kj/mold.n2(g) h2(g)=nh3(g)h(ab) kj/mol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) kj/mol，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)kj/mol，即：n2(g)3h2(g)=2nh3(l)h2(abc)kj/mol。二、非选择题13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 kj/mol答案：(1)s(s)o2(g)=so2(g)h296.8 kj/mol(2)n2(g)3h2(g) 2nh3(g)h92 kj/mol14已知h(aq)oh(aq)=h2o(l)h57.3 kj/mol，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 kj/mol28.65 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 kj/mol。(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 kj/mol(3)小于15(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 kj/mol，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 g/mol2 808 kj，因此热化学方程式为 c6h12o6(s)6o2(g)=6co2(g)6h2o(l)h2 808 kj/mol。(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 kj/mol。(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 kj/mol，16 g液态肼的物质的量为：0.5 mol，燃烧生成水蒸气时放热：0.5 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 kj/mol(2)c2h2(g)o2(g)=2co2(g)h2