归纳与整理课程导入及其完整教案

焓变与反应热

1．化学反应中的能量变化

(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。

(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。

(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。

2．焓变、反应热

(1)定义：在恒压条件下进行的反应的热效应。

(2)符号：ΔH。

(3)单位：kJ·mol－1或kJ/mol。

3．吸热反应和放热反应

(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。

(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析

(3)记忆常见的放热反应和吸热反应

放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。

吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。

4．燃烧热和中和热

(1)燃烧热

①概念：在101 kPa时，1_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。

②在书写热化学方程式时，应以燃烧

1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：

25－C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)

ΔH＝－5 518 kJ·mol1。

2(2)中和热

①概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol液态H2O时的反应热叫中和热。

②用离子方程式可表示为OH(aq)＋H(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3 kJ·mol1。

－＋－③中和热的测定原理

m酸＋m碱·c·t终－t始ΔH＝

nc＝4.18 J·g1·℃1＝4.18×103 kJ·g1·℃1；n为生成H2O的物质的量。

－－－－－深度思考

1．同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，放出的能量是否相同？放出的热量哪个多？为什么？

答案

相同；在空气中燃烧放出的热量多；因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。

2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应(

) (2)物质发生化学变化都伴有能量的变化(

) (3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化(

) 答案

(1)×

(2)√

(3)×

题组一

有关概念的理解

1．下列说法正确的是(

) A．吸热反应在任何条件下都不能发生

B．Na转化为Na时，吸收的能量就是该过程的反应热

C．水蒸气变为液态水时，放出的能量就是该变化的反应热

D．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同

答案

D 解析

B项和C项是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热；D项焓变与反应条件无关。

2．下列说法正确的是(

) ＋

1－A．葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH＝2－1 400 kJ·mol1

－B．已知101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol1，则该反应的反应热为221 kJ·mol1

－－C．已知稀溶液中，H(aq)＋OH(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量

－＋－D．已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠－溶液反应生成1 mol水的中和热为－57.3 kJ·mol1

－答案

A 题组二

依据图形，理清活化能与焓变的关系

3．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是(

)

反应物过渡态

―生成物A．反应过程可表示为A＋BC

―→[A…B…C]→AB＋C

B．E1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能

C．正反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以正反应为放热反应

D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以逆反应为放热反应

答案

D 解析

由图可知，正反应放热，ΔH为负值；逆反应吸热，ΔH为正值，D错误。

4．反应

A＋B―→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B―→X (ΔH

＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(

)

答案

D 解析

由A＋B―→X

ΔH>0可知，X的能量比A和B的能量和大。由X―→C

ΔH<0可知，C的能量比X的能量低，分析图像可知，D正确。

5．甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。

(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。

(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同？________，原因是

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案

(1)吸热

(2)相同

一个化学反应的反应热仅与反应的始态和终态有关，与反应途径无关

题组三

中和热测定误差分析和数据处理

6．利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：

①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：

(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)如上图装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么？

(3)怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？

(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝－4.18 J·g1·℃1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：

－－实验序号

起始温度t1/ ℃

终止温度t2/ ℃

混合溶液

盐酸

1 2 3 20.0 20.2 20.5 氢氧化钠溶液

20.1 20.4 20.6 23.2 23.4 23.6 依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝__________(结果保留一位小数)。

(5)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是________________________________________________________________________。

(6)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________。

答案

(1)确保盐酸被完全中和

(2)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。

(3)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动；因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。

(4)－51.8 kJ·mol1

(5)不能

H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉－淀的生成热会影响反应的反应热

(6)ΔH1＝ΔH2<ΔH3

解析

(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(4)取三次实验的平均值代入公式计算即可。

(5)硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。

(6)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要小一些(注意中和热与ΔH的关系)。

1．正确理解活化能与反应热的关系

(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。

(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。

2．反应热答题规范指导

(1)描述反应热时，无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用ΔH表示，其后所跟数值都需要带“＋”、“－”符号。如：某反应的反应热(或焓变)为ΔH＝－Q kJ·mol－1－1或ΔH＝＋Q kJ·mol。

(2)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“－”号。如：某物－－质的燃烧热为ΔH＝－Q kJ·mol1或Q kJ·mol1。