第一单元 化学反应中的热效应第二课时教案

高二《化学反应原理》学案

编写人

岳柳

《化学反应的热效应》自学案

班级

姓名

学号

一、自学目标

1、反应热和焓变的含义，知道放热反应和吸热反应的概念，理解化学反应过程中能量变化的原因。

2、知道热化学方程式的概念，能通过比较的方法理解热化学方程式与化学方程式的区别，能正确书写热化学方程式并利用热化学方程式进行简单计算。

3、初步学习测定化学反应的反应热的实验方法，能正确分析误差产生的原因并能采用适当措施减小误差。

4、知道盖斯定律的内容，能运用盖斯定律计算化学反应的反应热。

5、能通过查阅资料、调查研究等方法了解人类所面临的能源危机，认识节约能源、充分利用能源的重要意义。

6、了解化学在解决能源危机中的重要作用及常见的节能方法。

二、重点难点

热化学方程式的书写以及反应热的计算

三、自主学习内容

知识点1：什么是反应热（焓变）？什么是放热反应和吸热反应？

一．化学反应的焓变

1．定义：

称为焓变（ΔH），单位

化学反应中为什么会伴随能量变化？（微观解释）

旧键的断裂：

能量

新键的形成：

能量

总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。

吸热：前者

后者

放热：前者

后者

画出吸热、放热化学反应过程中的能量图

2．放热反应：放出热量的化学反应。(放热>吸热）

ΔH

0 吸热反应：吸收热量的化学反应。(吸热>放热)

ΔH

0 【小结】（1）化学反应的本质：旧化学键的断裂和新化学键的形成过程

（2）反应物中旧化学键的断裂-------吸热。

生成物中新化学键的形成---------放热。

知识点2：什么是热化学方程式？在热化学方程式中如何表示放热和吸热？

为什么在热化学方程式中必须标明物质的集聚状态？

热化学方程式中的系数表示什么？能否用分数表示？

1

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岳柳

二．热化学方程式

1．

定义：

例如：H2 (气) + 1/2 O2 (气) = H2O (气)

ΔH= －Q1kJ/mol H2(气) + 1/2 O2(气) = H2O (液)

ΔH= －Q2 kJ/mol 【讨论】1.为什么集聚状态不同（s、l、g、aq），热量值不同？试比较Q1

、Q2的大小？

答：

2.若反应物状态不同，而生成物状态相同，那么热量值相同吗？

答：

2．书写要点：

①

②

③

④

⑤

知识点3：焓变与键能有什么关系？（由键能求焓变）

焓变与物质能量有什么关系？（由反应物与生成物的能量求焓变）

【例1】1克甲烷在空气中燃烧，恢复常温下测得放出热量55.625KJ，试写出热化学方程式。

【例2】已知：C(固) + O2(气) == CO2(气)

ΔH= －393.5 kJ/mol，要获得1000千焦热量，需燃烧多少克碳？

【例3】已知：S(固) + O2(气) = SO2(气)

ΔH= －290.6 kJ/mol，求1.6克硫燃烧成为SO2气体放出多少热量？

知识点4：反应热的测量与计算

1、什么是燃烧热、中和热？如何正确书写燃烧热、中和热的热化学方程式？

2、什么是盖斯定律？如何利用盖斯定律计算反应热？

3、如何测定反应热？

【例1】已知反应：①

2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)

ΔH＝－221 kJ／mol

2

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岳柳

②

稀溶液中，H(aq)＋OH(aq)＝H2O(l)

ΔH＝－57.3 kJ／mol 下列结论正确的是

A．碳的燃烧热大于110.5 kJ／mol

B．①的反应热为221 kJ／mol C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ／mol D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ 热量

11【例2】已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) △H=―184.6kJ·mol-1，

则反应HCl(g)＝H2(g)+Cl2(g)22的△H为

A．+184.6kJ·mol-1

B．―92.3kJ·mol-1

C．―369.2kJ·mol-1

D．

+92.3kJ·mol-1

【例3】用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液在如图所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）如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH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（NH3·H2O）代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会

；（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。

知识点5：能源的充分利用

1、你所了解的传统能源有哪些？新能源又有哪些？

＋－

2、如果直接将煤块进行燃烧存在什么缺陷？应采取什么措施加以解决？

3、什么是标准燃烧热？什么是物质的热值？

要提高燃料燃烧的效率应采取什么措施？

【例1】为应对石油危机，2006年1月1日，我省“苏北五市”决定全面推广使用乙醇汽油作为发动机燃料，即在汽油中掺入一定比例的乙醇，以代替一部分汽油。下列有关说法正确的是

A、乙醇汽油是一种清洁能源，燃烧不会产生污染

B、乙醇与汽油组成元素相同，化学成分相似

C、乙醇汽油燃烧时，耗氧量高于等质量的汽油

D、乙醇可通过淀粉转化制得，是一种可再生的燃料

3

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岳柳

【例2】

氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车倍受青眯。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括

(

) ①原料来源广

②易燃烧、热值高

③储存方便

④制备工艺廉价易行

A．①②

B．①③

C．③④

D．②④

【例3】我国研制的“长征”捆绑式火箭在第一、二级发动机中用偏二甲（基）肼和四氧化二氮作为液体燃料。

（1）已知偏二甲（基）肼的相对分子质量为60，其中含碳40%、含氢13.33%，其余为氮；又知其分子中有一个氮原子不与氢原子相连。通过计算写出偏二甲（基）肼的化学式和结构简式。

（2）在发动机中，偏二甲（基）肼在四氧化二氮中充分燃烧，写出该燃烧反应的化学方程式（反应中所有的氮元素均转化为N2）

四、自学检测

1、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H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是

A、

2CH4 ( g )＋4O2 ( g ) ＝

2 CO2 ( g ) ＋

4H2O ( l )

ΔH = +890 kJ/mol B、

CH4

＋2 O2

＝

CO2

＋

H2O

ΔH = －890 kJ/mol C、

CH4 ( g )＋2 O2 ( g ) ＝

CO2 ( g ) ＋

2 H2O ( l )

ΔH = －890 kJ/mol D、

1/2 CH4 ( g )＋O2 ( g ) ＝

1/2 CO2 ( g ) ＋

H2O ( l )

ΔH = -890 kJ/mol 2、含有

2一5 个碳原子的直链烷烃沸点和燃烧热的数据见下表：

烷烃名称

沸点（℃）

*乙烷

－88.6 1560.7 丙烷

－42.1 2219.2 丁烷

－0.5 2877.6 戊烷

36.1 3535.6 燃烧热（kJ/mol）

*燃烧热：

1 摩尔物质完全燃烧，生成二氧化碳、液态水时所放出的热量。

根据表中数据，下列判断错误的是

A．正庚烷在常温常压下肯定不是气体

B．烷烃燃烧热和其所含碳原子数成线性关系

C．随碳原子数增加，烷烃沸点逐渐升高

D．随碳原子数增加，烷烃沸点和燃烧热都成比例增加

3、根据以下3个热化学方程式：

2H2S(g)+3O2(g)＝2SO2(g)+2H2O(l)

△H＝―Q1 kJ/mol 2H2S(g)+O2(g)＝2S (s)+2H2O(l)

△H＝―Q2 kJ/mol

2H2S(g)+O2(g)＝2S (s)+2H2O(g)

△H＝―Q3 kJ/mol

判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是

A．

Q1>Q2>Q3

B．

Q1>Q3>Q2

C．

Q3>Q2>Q1

D．

Q2>Q1>Q3

4

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岳柳

4、已知化学反应2C(s)+O2(g)点燃

2CO(g)；2CO(g) + O2(g)

点燃

2CO2(g)都是放热反应。据此推断，下列说法不正确的是（相同条件下）

A．56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量

B．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量

C．12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量

D．将两份碳燃烧，生成CO2的反应比生成CO的反应放出的热量多

5．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是

－

①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)；△H= + 49．0 kJ·mol1

－

②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)；△H=－192．9 kJ·mol1

下列说法正确的是

－

A．CH3OH的燃烧热为192．9 kJ·mol1

B．反应①中的能量变化如右图所示

C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

－

D．根据②推知反应：

CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H>－192．9kJ·mol1

6、未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源标准的是（

）

①天然气

②煤

③核能

④石油

⑤太阳能

⑥生物质能

⑦风能

⑧氢能

A．①②③④

B．⑤⑥⑦⑧

C．③⑤⑥⑦⑧

D．③④⑤⑥⑦⑧

7、我国燃煤锅炉采用沸腾炉（注：通过空气流吹沸使煤粉在炉膛内呈“沸腾状”燃烧）的逐渐增多，采用沸腾炉的好处是（

）

A．增大煤燃烧时的燃烧热并形成清洁能源

B．减少煤中杂质气体（如SO2）的形成

C．提高煤炭的热效率，并减少CO的排放

D．使燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率

8、已知反应：

①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)

ΔH＝－221 kJ／mol ＋－②稀溶液中，H(aq)＋OH(aq)＝H2O(l)

ΔH＝－57.3 kJ／mol 下列结论正确的是（

）

A．碳的燃烧热大于110.5 kJ／mol

B．①的反应热为221 kJ／mol C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ／mol D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ 热量

9、能源可划分为一次能源和二次能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一次能源；需依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二次能源。氢气是一种高效而没有污染的二次能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：

2H2O(l)

==

2H2 (g)

+

O2 (g) (1).下列叙述正确的是

（

）

5

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编写人

岳柳

A.电能是二次能源

B.水力是二次能源

C.天然气是二次能源

D.焦炉气是二次能源

(2).关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向错误的是

（

）

A．构成水的氢是可以燃烧的物质，因此可以研究在水不分解的情况下，使氢成为二次能源

B.设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气

C.寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量

D.寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气

10、3mol CH4燃烧时，生成液态水和CO2

同时放出2670.9KJ的热。请写出热化学方程式。

11、常温下14克CO在足量氧气中充分燃烧，放出141.3KJ热量，写出该热化学方程式。

12、1836年，俄国化学家盖斯指出：化学反应的热效应仅与反应物的最初状态和生成物的最终状态有关，而与中间步骤无关。按此规律，结合下列热化学方程式：

C(固、金刚石) + O2(气) == CO2(气)

ΔH= －395.41 kJ/mol C(固、石墨) + O2(气) == CO2(气)

ΔH= －393.51 kJ/mol 回答有关问题：

（1）石墨转化为金刚石的热化学方程式是：

（2）石墨和金刚石相比较，__________的稳定性更大。

五、学习心得与自我反思

1、我的疑问

请将自学未能解决的问题和有疑问的问题写下来。

2、、本节自学课的自我评价（请你为你的自学情况赋分）

我能够完成本节课的自学目标（10分）

我对自学案中问题的解决情况（10分）

我在本节自学课中时间利用率情况（10分）

我在自学中学习效率情况

（10分）

我在小组讨论中的参与度情况（10分）

6