内容正文:
第二单元 化学反应中的热
学习目标
重点难点
1.认识物质具有能量,认识吸热反应与放热反应。
2.了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。
3.知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化。
4.体会提高燃料的燃烧效率和开发高能清洁燃料的重要性。
重点
1.吸热反应还是放热反应的判断。
2.化学反应中能量变化的本质。
难点
1.定性和定量认识放热反应和吸热反应。
2.了解燃烧反应热效应的实质。
第1课时 放热反应与吸热反应
热化学方程式
新知探究(一)——放热反应与吸热反应
1.放热反应与吸热反应
(1)放热反应: 热的化学反应。
(2)吸热反应: 热的化学反应。
[微点拨] 吸热和放热的过程不一定都是化学变化,如浓硫酸、NaOH固体溶于水是放热过程,但不是放热反应;如升华、蒸发等过程是吸热过程,但不是吸热反应。
2.化学能与热能转化的实验探究
(1)镁条与稀盐酸反应
实验操作
实验现象
产生大量 ,温度计指示温度
有关离子
方程式
及结论
离子方程式: 结论:反应过程中 热量
(2)NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O反应
实验操作
实验现象
a.有 气体产生
b.用手摸烧杯底部有 感觉
c.用手拿起烧杯,玻璃片黏结到烧杯的底部
有关化学
方程式及结论
化学方程式:
结论:反应过程中 热量
3.常见的放热反应和吸热反应
应用化学
某学生用如图所示装置对物质变化过程中的能量变化进行探究。探究发现向试管中加入NH4NO3(s)时,甲管液面高于乙管,向试管中加入CaO(s)时,甲管液面低于乙管。
1.甲、乙两管产生高度差的原因是什么?
2.向水中加入NH4NO3后,为什么甲管液面高于乙管?
3.向水中加入CaO后,为什么甲管液面低于乙管?
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)所有化学反应都伴随着能量的变化。 ( )
(2)吸热反应,需要加热才能进行,放热反应,不需要加热就可以进行。 ( )
(3)氢气燃烧、氢氧化钠固体溶于水都放热,这些变化都属于放热反应。 ( )
2.关于吸热反应的说法正确的是 ( )
A.凡需加热的反应一定是吸热反应
B.只有分解反应才是吸热反应
C.使用催化剂的反应是吸热反应
D.CO2与CaO化合是放热反应,则CaCO3分解是吸热反应
3.(2025·江苏扬州中学阶段检测)中华传统文化蕴含着丰富的化学知识。下列诗句中主要涉及吸热反应的是 ( )
A.千里冰封,万里雪飘
B.野火烧不尽,春风吹又生
C.投泥泼水愈光明,烁玉流金见精悍
D.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
4.下列说法正确的是 ( )
A.Fe与S在加热条件下才能发生反应,所以该反应属于吸热反应
B.HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量
C.分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应
D.合成氨的反应是放热反应,所以N2与其他物质的反应也是放热反应
5.在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题:
(1)写出反应的化学方程式: 。
(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是 。
(3)如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是
(答出三个或三个以上原因)。
(4)如果没有看到“结冰”现象,我们还可以采取哪些方案来说明该反应吸热?
(答出两种方案)。
(5)“结冰”现象说明该反应是一个 (填“放出”或“吸收”)能量的反应。
(6)该反应在常温下就可以进行,说明 。
新知探究(二)——热化学方程式
1.概念:表示化学反应中放出或吸收的 的化学方程式。
2.意义:不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的 变化。
3.书写热化学方程式的注意事项
(1)热化学方程式中要标明物质的状态,用 、 、 分别代表气态、液态、固态。
(2)用ΔH标明反应放出或吸收的热量,负值表示在该条件下反应 ,正值表示在该条件下反应 。
(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数,只表示物质的量。因此,它可以用整数,还可以用简单分数表示。对于相同物质的反应,当化学计量数不同时,其ΔH不同。
[典例] (1)在一定条件下,1 mol氮气与1 mol氧气反应生成2 mol NO气体,吸收180 kJ的能量,则该反应的热化学方程式为 。
(2)8 g CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水,放出445 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为 。
(3)已知在25 ℃,101 kPa下,57 g C8H18(汽油的主要成分)完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出2 758.80 kJ热量。表示上述反应的热化学方程式为 。
听课记录:
|思维建模|书写热化学方程式的“四步骤”
[题点多维训练]
1.C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-126.4 kJ·mol-1,这个热化学方程式表示 ( )
A.1 g碳燃烧生成一氧化碳时放出126.4 kJ的热量
B.1 g碳燃烧生成一氧化碳时吸收126.4 kJ的热量
C.1 mol固体碳在氧气中燃烧生成一氧化碳气体时放出126.4 kJ的热量
D.12 g碳和氧气反应生成一氧化碳时放出126.4 kJ的热量
2.下列热化学方程式的书写正确的是 ( )
A.2 mol CO(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol CO2(g),放热565.2 kJ:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=565.2 kJ·mol-1
B.用CO(g)还原1 mol Fe2O3,放热24.8 kJ:3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ΔH=-24.8 kJ·mol-1
C.1 mol HgO(s)分解为液态汞和氧气,吸热90.7 kJ:2HgO(s)2Hg(l)+O2(g) ΔH=90.7 kJ·mol-1
D.2 mol H2(g)与O2(g)反应生成液态水放出571.6 kJ的热量:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
3.根据所给信息完成下列热化学方程式:
(1)已知1 mol C(s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ热量,请写出该反应的热化学方程式: 。
(2)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物NO和H2O,放出22.67 kJ的热量: 。
(3)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式:
。
课下请完成课时跟踪检测(四)
第二单元 化学反应中的热
第1课时 放热反应与吸热反应 热化学方程式
新知探究(一)
1.(1)放出 (2)吸收 2.(1)气泡 升高 Mg+2H+Mg2++H2↑ 放出
(2)刺激性气味 冰凉 Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O 吸收
[应用化学]
1.提示:锥形瓶内的空气体积随温度变化,气体压强发生变化。
2.提示:NH4NO3溶于水吸收热量,使锥形瓶内空气体积缩小。
3.提示:CaO与水的反应是放热反应,使锥形瓶内空气体积膨胀。
[题点多维训练]
1.(1)√ (2)× (3)×
2.选D 反应放热还是吸热与是否加热无直接的关系,与是否使用催化剂也无直接关系,多数吸热反应需要加热,但有的不需要加热,例如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,且该反应属于复分解反应,故A、B、C三项错。放热反应的逆过程,一定是吸热反应,D对。
3.选C A项,所描述的是水的不同状态之间的物理变化,不是化学反应,错误;B项,涉及燃烧过程,燃烧属于放热反应,错误;C项,涉及碳与水蒸气的反应,该反应为吸热反应,正确;D项,涉及剧烈燃烧过程,燃烧属于放热反应,错误。
4.选B Fe与S虽然需加热才能发生反应,但反应开始后,停止加热,反应能继续进行,加热只是为了引发反应,所以该反应是放热反应,A错误;中和反应都是放热反应,B正确;分解反应不一定是吸热反应,如H2O2的分解反应就是放热反应,化合反应也不一定是放热反应,如CO2与C的反应就是吸热反应,C错误;与N2反应的物质不同,能量变化也不同,不能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变化,如N2和O2在放电条件下生成NO就是吸热反应,D错误。
5.(1)Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+10H2O+2NH3↑
(2)使反应物充分混合,迅速发生反应,使体系的温度降低 (3)①反应物未进行快速搅拌;②玻璃片上滴加的水太多;③氢氧化钡晶体已部分失水;④环境温度太高;⑤试剂用量太少(其他答案合理均正确) (4)第一种方案:在烧杯中的反应物中插入温度计,通过测量,发现反应后温度计的示数下降,说明反应是吸热反应;第二种方案:用皮肤感觉,感觉烧杯外壁很凉,说明此反应为吸热反应
(5)吸收 (6)有的吸热反应不需要加热也可发生
新知探究(二)
1.热量 2.能量 3.(1)g l s (2)放热 吸热
[典例] 解析:(1)吸收180 kJ的能量,ΔH为正值,热化学方程式为N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=180 kJ·mol-1;(2)8 g CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水,放出445 kJ的热量,则1 mol甲烷完全燃烧,放出890 kJ的热量,故热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1;(3)57 g C8H18完全燃烧生成CO2和H2O(l)放出2 758.80 kJ热量,则1 mol C8H18完全燃烧生成CO2和H2O(l)放出×2 758.80 kJ=5 517.60 kJ热量,热化学方程式为C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 517.60 kJ·mol-1。
答案:合理即可(1)N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=180 kJ·mol-1
(2)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
(3)C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 517.60 kJ·mol-1
[题点多维训练]
1.选C 根据热化学方程式的意义可知:该热化学方程式表示1 mol(或12 g)固体碳在氧气中燃烧生成CO气体时放出126.4 kJ的热量,C项满足题意。
2.选D A项,放热反应的ΔH<0,故错;B项,未注明物质的聚集状态,故错;C项,2 mol HgO(s)分解为Hg(l)和O2(g)应吸收181.4 kJ热量,故错。
3.解析:(2)1.7 g NH3的物质的量为0.1 mol,则4 mol NH3发生反应放出的热量为22.67 kJ×40=906.8 kJ,1 mol NH3完全反应放出的热量为226.7 kJ。那么相应的热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-906.8 kJ·mol-1或NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·mol-1。(3)合成氨放出热量,NH3分解吸收热量,1 mol NH3分解吸收46 kJ的热量,故热化学方程式为NH3(g)N2(g)+H2(g) ΔH=46.2 kJ·mol-1。
答案:(1)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=131.3 kJ·mol-1
(2)NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·mol-1
(3)NH3(g)N2(g)+H2(g) ΔH=46.2 kJ·mol-1
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