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2019-2020年高中化學第一章化學反應與能量轉化第一節(jié)化學反應的熱效應第1課時學案魯科版 【學習目標】 1．知道化學反應中能量變化的實質，能說出反應熱、放熱反應、吸熱反應等概念。 2．明確測定反應熱的要點，學會測定反應熱的基本原理和方法。 【學習過程】 一、知識回顧 1．化學反應的基本特征：一是物質發(fā)生了變化，即有 生成；二是能量發(fā)生了變化，即 能量。 2．化學反應中的能量變化有多種形式，但通常主要表現為 的變化。因此化學反應分為兩類：放熱反應和吸熱反應。下列圖中，圖1表示 反應，圖2表示 反應。 3．有下列反應：①氧化鈣與水反應 ②碳酸氫鈉受熱分解 ③硫酸與氫氧化鈉溶液混合 ④燃燒煤炭取暖 ⑤鈉與水反應 ⑥膽礬受熱失去結晶水 其中為吸熱反應的是 ，放熱反應的是 。 二、化學反應的反應熱 1．化學反應中存在兩大變化，即 變化和 變化。由于拆開不同的化學鍵消耗的能量不同，形成不同的化學鍵釋放的 也不同，所以化學反應中總會伴隨有 的變化，最終的反應結果表現為吸收能量或放出能量。 2．化學反應中的能量變化有多種形式，但通常主要表現為 的變化。因此化學反應分為兩類： (1)放熱反應： 的化學反應。 (2)吸熱反應： 的化學反應。 3．反應熱的概念：當化學反應在一定的溫度下進行時，反應所 的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應，簡稱為反應熱。 (1)表示方法：用符號Q表示；Q>0， ；Q<0， 。 (2)單位： 或 。 三、反應熱的測定 1．在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應生成 _H2O，這時的反應熱就是中和熱。 表達式： 。 2．實驗探究：根據實驗步驟，測出氫氧化鈉與鹽酸、氫氧化鉀與鹽酸、氫氧化鈉與硝酸三個反應的反應前后的溫度值，領會量熱計的使用過程。 (1)實驗目的：測定 反應的反應熱，體驗化學反應的熱效應。 (2)實驗原理 酸堿中和反應是放熱反應，利用一定質量的酸和堿發(fā)生反應，測出反應前后溶液 差，再根據參加反應的酸溶液和堿溶液的體積求出混合溶液的 ，根據公式計算：Q＝－cmΔt，其中：c＝4.18 Jg－1 ℃－1，m為酸堿溶液的 ，Δt＝t2－t1，t是酸溶液溫度與堿溶液溫度的 值。然后換算成生成1 mol H2O放出的能量即可。 (3)實驗步驟 ①制作簡易的量熱器。 ②用量筒準確量取反應溶液，準確測量溫度(精確到0.1℃)。 ③將溶液混合反應，記錄終止溫度。 ④重復實驗步驟②、③三次。 實驗 起始溫度t1/C 終止溫度t2/C 溫度差(t2－t1)/C 反應熱Q/J HCl與NaOH HCl與KOH HNO3與NaOH (4)數據處理 根據實驗數據計算反應熱。 為了使計算簡便一些，我們近似地認為： ①1.0 molL－1鹽酸和1.0 molL－1 NaOH溶液的密度都是1 gcm－3，所以可求出鹽酸的質量m1、NaOH溶液的質量m2。 導學案參考答案 一、 1. 新物質 吸收能量或放出 2. 熱量 放熱 吸熱 3. ②⑥ ①③④⑤ 二、 1. 物質 能量 能量 能量 2. 熱量（1）放出熱量（2）吸收熱量 3. 釋放或吸收（1）反應吸熱 反應放熱（2）Jmol－1 kJmol－1 三、 1. 1mol H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJmol－1 2. （1）強酸與強堿 （2）溫度 質量 質量和 平均 （3）（4）3. （1）（2）（3）（4） 檢測題 1. 實驗室制取下列氣體的反應為放熱反應的是(　　) A．由無水醋酸鈉制CH4 B．由乙醇制C2H4 C．由電石制C2H2 D．由碳酸鈣受熱分解制CO2 2. 已知在相同狀況下，同一化學鍵斷裂需要吸收的能量等于形成該化學鍵放出的能量。下列說法正確的是(　　) A．電解熔融的Al2O3可以制得金屬鋁和氧氣，該反應是一個放出能量的反應 B．水分解產生氫氣和氧氣時放出能量 C．相同狀況下，反應2SO2＋O2===2SO3是一個放熱反應，則反應2SO3===2SO2＋O2是一個吸熱反應 D．氯化氫分解成氫氣和氯氣時放出能量 3.屬于吸熱反應的是（ ） ①碳與二氧化碳化合 ②生石灰與水反應生成熟石灰 ③Zn稀硫酸反應 ④氯酸鉀分解制氧氣 ⑤Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應 ⑥甲烷與氧氣的燃燒． A. ①④ B. ②③ C. ①④⑤ D. ①②④ 4. 下列對于太陽能、生物質能和氫能的利用的說法不正確的是（ ） A. 芒硝晶體(Na2SO410H2O)白天在陽光下曝曬后失水、分解吸熱，夜里重新結晶放熱，實現了太陽能轉化為化學能繼而轉化為熱能 B. 將植物的秸稈、枝葉、雜草和人畜糞便加入沼氣發(fā)酵池中，在富氧條件下，經過緩慢、復雜、充分的氧化反應最終生成沼氣，從而有效利用生物質能 C. 生活、生產中大量應用氫能源，首先要解決由水制備氫氣的能耗、氫氣的儲存和運輸等問題 D. 垃圾焚燒處理廠把大量生活垃圾中的生物質能轉化為熱能、電能，減輕了垃圾占地給城市造成的壓力，改善了城市的環(huán)境。 下列對于太陽能、生物質能和氫能的利用的說法不正確的是 5. 50 mL 0.50 molL－1鹽酸與50 mL 0.55 molL－1 NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應，通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。試回答下列問題： (1)大小燒杯間填滿碎紙條的作用是_________________________________________。 (2)大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數值將________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。結合日常生活的實際該實驗在______中進行效果更好。 (3)實驗中改用60 mL 0.50 molL－1鹽酸與 50 mL 0.55 molL－1 NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和熱________(填“相等”或“不相等”)，簡述理由_____________________________________________________________。 (4)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會________；用50 mL 0.5 molL－1 NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會______________________(均填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。 參考答案 1. 【解析】A項、B項、D項都需要持 續(xù)加熱，不是 放熱反應，只有C項是放熱反應。 【答案】C 2. 【解析】由題意可以推測，如果一個反應過程放 出能量，那么使該反應向反方向進行則需要吸收能量，所以C正確；另外氫氣和氧氣反應、氫氣和氯氣反應、鋁和氧氣反應都是放出能量的反應，與它們相反的反應：水、氯化氫和Al2O3的分解都應該是吸收能量的反 應，故A、B、D錯誤 【答案】C 3. 【解析】①碳與二氧化碳化合生成CO是吸熱反應；②生石灰與水反應生成熟石灰是放熱反應；③Zn稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，是放熱反應；④氯酸鉀分解制氧氣是吸熱反應；⑤Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應是吸熱反應；⑥甲烷與氧氣的燃燒是放熱反應，答案選C。 ①碳與二氧化碳化合生成CO是吸熱反應；②生石灰與水反應生成熟石灰是放熱反應；③Zn稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，是放熱反應；④氯酸鉀分解制氧氣是吸熱反應；⑤Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應是吸熱反應；⑥甲烷與氧氣的燃燒是放熱反應，答案選C。 【答案】C 4. 【解析】A、芒硝在白天光照下失水，是太陽能轉化為化學能，晚上重新結晶放熱，是化學能轉化成熱能，故A說法正確；B、生物質能就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的能量形式，即以生物質為載體的能量，將植物的秸稈、枝葉、雜草和人畜糞便加入沼氣發(fā)酵池中，在厭氧條件下進行，故B說法錯誤；C、氫能源開發(fā)利用過程中需要解決的課題是探索廉價制氫氣的方法和怎樣解決氫氣的貯存運輸問題，故C說法錯誤；D、利用垃圾發(fā)電可將生活垃圾中的生物質能轉化為熱能、電能等，故D說法正確。 【答案】B 5. 【解析】要掌握實驗操作要點：①量熱計保溫效果要好；②酸堿溶液的濃度要小；③酸堿一方要過量；④操作迅速準確，減少熱量損失；⑤及時準確記錄數據。中和熱是在稀溶液中，1 mol H＋和1 mol OH－發(fā)生中和反應生成1 mol H2O時所放出的熱量，強酸與強堿反應的實質是H＋＋OH－===H2O，計算出來的中和熱是相同的。 【答案】(1)減少實驗過程中的熱量損失　(2)偏小　保溫杯　(3)不相等　相等　因中和熱是在稀溶液中，1 mol H＋和1 mol OH－發(fā)生中和反應生成1 mol H2O時所放出的熱量，與酸堿的用量無關　(4)偏小　偏小