内容正文:
第二单元 化学反应中的热
学业要求解读
活动探究建议
1.认识吸热反应与放热反应;理解热化学方程式。
2.能够从宏观角度认识化学反应过程中能量变化的原因是反应物与生成物体系能量的不同。
3.会利用键能数据定量计算化学反应过程中的能量变化。
1.变化观念与平衡思想:了解化学能与热能的相互转化,建立吸热反应、放热反应的概念,从能量变化的视角拓展对化学反应的认识。
2.宏观辨识与微观探析:通过认识化学反应中能量变化的实质,进一步深化对化学反应的微观认识。
3.证据推理与模型认知:热化学方程式书写与计算。
学习任务一 放热反应与吸热反应
1.定义
化学上,我们把放出热的反应称为放热反应,把吸收热的反应称为吸热反应。
2.活动探究
实验操作
实验现象
有关化学方程式或结论
[实验1]向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条,加入5 mL 2 mol·L-1盐酸,用手触摸试管外壁,感受试管外壁的温度变化。
镁条逐渐溶解,产生气泡,反应后溶液温度升高。
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑反应是放热反应
[实验2]在100 mL烧杯中加入约20 g经研磨的八水合氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],然后加入约10 g氯化铵晶体,用玻璃棒搅拌,使之充分混合。在烧杯下垫一块沾有水的玻璃片,一段时间后提起烧杯,观察实验现象。用手触摸烧杯外壁,感受温度变化。
玻璃片与烧杯冻在一起烧杯外壁冷凉
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3·H2O+8H2O反应是吸热反应
结论:每一个化学反应都伴随着能量的变化,有的反应释放能量(放热反应),有的反应吸收能量(吸热反应)。
3.热化学方程式
(1)概念
表示一个化学反应中物质的变化和反应热量的变化的化学方程式。
(2)意义
不仅表示化学反应中物质的变化,还表示化学反应中能量的变化。
①物质聚集状态表示符号:气态用g、液态用l、固态用s、溶液用aq
②CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)
ΔH=178.2 kJ·mol-1(1)
C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH=-393.6 kJ·mol-1(2)
反应(1)中,1 mol CaCO3吸收178.2 kJ的热,完全分解生成1 mol CaO和1 mol CO2气体;反应(2)中,1 mol C与1 mol O2完全反应生成1 mol CO2气体,放出393.6 kJ的热。
③书写热化学方程式的要点口诀:状态明、符号清、量对应。
④同一化学反应的热化学方程式的写法有多种,只要ΔH的绝对值与热化学方程式中物质的系数对应即可。
吸热反应一定需要加热,而放热反应一定不需要加热吗?
提示:不一定。有的吸热反应不需加热,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应;有的放热反应需要加热,如碳与氧气的反应。
放热反应与吸热反应的比较
类型
比较
放热反应
吸热反应
定义
放出热的反应
吸收热的反应
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
图示
常见类型
(1)大多数化合反应;
(2)酸碱中和反应;
(3)燃烧反应,如木炭、CH4、H2、CO等在空气中的燃烧,H2在Cl2中的燃烧等;
(4)金属与酸的反应;
(5)铝热反应;
(6)活泼金属氧化物与水反应
(1)大多数分解反应,如CaCO3CaO+CO2↑等;
(2)碳酸氢钠与柠檬酸的反应;
(3)C与水蒸气反应、C与CO2反应等
(4)Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③苛性钠固体溶于水 ④高温煅烧石灰石制生石灰 ⑤生石灰与水反应生成熟石灰 ⑥干冰升华
A.①④ B.②④
C.③⑤ D.④⑥
[思路点拨] (1)一个反应是吸热反应还是放热反应不能完全根据反应条件(是否需要加热)来判断。
(2)不能将反应类型(吸热、放热反应)与能量变化过程等同起来。化学变化中必然有能量的变化,但发生能量变化的却不一定是化学变化。
【解析】 ②CuSO4·5H2O受热分解生成CuSO4和H2O,属于吸热反应;④CaCO3分解生成CaO和CO2是吸热反应;⑤CaO与H2O反应生成Ca(OH)2是放热反应;①③⑥均为物理变化。
【答案】 B
1.下列变化过程,属于放热反应的是( )
①液态水变成水蒸气 ②酸碱中和反应 ③浓硫酸稀释 ④固体NaOH溶于水 ⑤H2在Cl2中燃烧 ⑥电离
A.②③④⑤ B.②③④
C.②⑤ D.①③⑤
解析:选C。①液态水变成水蒸气,需要吸收热量,是物理变化,故不符合题意;②酸碱中和反应是放热反应,故符合题意;③浓