高中化学苏教版必修二专题2 化学反应与能量转化第二单元 化学反应中的热量学案设计

化学反应中的热量变化

班级_______学号_______姓名______________

[学习目标]

1、通过生产和生活中的一些实例,了解化学能可以转化为热能、电能、光能等，理解吸热反应和放热反应的概念，并知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；

3、能从微观的角度来解释宏观化学现象，进一步发展想象能力，通过实验探究体验科学研究的一般过程，了解科学研究基本方法，学习图表表示吸热反应和放热反应中能量变化的方法；

4、通过化学能与热能的相互转变，理解“能量守恒定律”，初步建立起科学的能量观。

化学反应伴随着能量的转化，说出下列变化中能量转化方式：

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一、化学反应中的热量变化

1、放热反应与吸热反应

  根据生活经验，判断下列反应是放热还是吸热。

（1）镁条燃烧（2）高温煅烧石灰石（3）氧化钙和水反应（4）盐酸和氢氧化钠反应

2、热化学方程式

（1）概念：表明反应所放出或吸收热量的化学方程式

（2）表示意义

不仅表明了化学反应中的物质变化，还表明了化学反应中的能量变化

例如：

H2(g) + 1/2O2(g)=== H2O(g)         ΔH = -241.8kJ/mol

表示：1mol气态H2与1/2mol气态O2反应生成1mol水蒸气，放出241.8kJ的热量

（3）书写

注意事项：

①注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。因此，必须注明物质的聚集状态，才能体现出热化学方程式的意义。物质的聚集状态与所用符号：

气体（gas）——“g”液体（liquid）——“l”固体（solid）——“s”水溶液（aqueous）——“aq”

热化学方程式中不标“↑”和“↓”，此外，有同素异形体的还要标同素异形体的名称。

②注意热化学方程式中各种物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。

③注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，ΔH也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

④ΔH写在化学方程式的右边，放热反应，ΔH为“负”，吸热反应，ΔH为“正”，单位一般为kJ/mol。

3、化学键与化学反应能量变化的关系

（1）化学反应的本质：_________物中化学键的断裂和___________物中新化学键的形成。

（2）化学键的断裂、形成能量变化：

断开化学键需要____________能量，形成化学键需要_____________能量。

（3）能量变化原因：

①断开化学键所吸收的能量____________形成化学键所放出的能量，则该反应过程中吸收能量；若反应过程中，断开化学键所吸收的能量____________形成化学键所放出的能量，则该反应过程中放出能量。

②当反应物的总能量_______________生成物的总能量时，反应物需要吸收能量才能转化为生成物；当反应物的总能量_______________生成物的总能量，反应物转化为生成物时就会放出能量。

[当堂练习]

1、已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，书写热化学方程式______________________________________________

2、有如下3个热化学方程式：

　　H2(g)＋1／2O2(g) == H2O(g)     ΔH＝akJ·mol-1

　　H2(g)＋1／2O2(g) == H2O(l)      ΔH＝bkJ·mol-1

　　2H2(g)＋O2g) == 2H2O(l)         ΔH＝ckJ·mol-1

关于它们的下列表述正确的是

A.它们都是吸热反应      B.a、b和c均为正值      C.a＝b        D.2b＝c

3、已知反应物的总能量高于产物的总能量，则反应是（    ）

A.放热反应       B.吸热反应       C.有催化剂作用       D.无法判断

4、反应是吸热反应，由此可知（    ）

A.石墨比金刚石更稳定                B.金刚石和石墨可以相互转化

C.金刚石比石墨更稳定                D.金刚石和石墨不能相互转化

[学业测试]

一、   选择题

1．下列说法正确的是                                                    （    ）

A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．任何放热反应在常温条件下一定能发生

C．反应物和生成物具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热

D．吸热反应在一定条件下（如常温、加热等）也能发生

2．已知反应X+Y==M+N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的          （    ）

A．X的能量一定高于M       B．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

C．Y的能量一定高于N       D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生

3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是                          （    ）

A．碳酸钙受热分解               B．酒精燃烧

C．铝粉与氧化铁粉末反应         D．氧化钙溶于水

4．下列化学反应既属于吸热反应又属于氧化还原反应的是                    （    ）

A．生石灰溶于水             B．焦炭与水蒸气的反应 

C．镁与稀盐酸反应           D．氢氧化钡与氯化铵晶体混合

5．航天飞机用铝粉和高氯酸铵(NH4C1O4)的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热，引发高氯酸铵反应，产生N2、Cl2、O2和H2O并放出大量的热。下列对此反应的叙述中错误的是                                                              （    ）

A．上述反应瞬间产生大量的高温气体推动飞机飞行

B．在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用

C．高氯酸铵的化学方程式可表示为2 NH4C1O4N2↑+4H2O+C12↑ +2O2↑

D．上述反应中反应物的总能量大于生成物的总能量

6．设C+CO22CO（正反应吸热）；反应速率为v1，N2+3H22NH3（正反应吸热），反应速率为v2，当温度升高时，v1和v2的变化情况为                      （   ）

A．同时增大     B．同时减小     C．v1增大，v2减小     D．v1减小，v2增大

7．C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g)；△H = +131.3 KJ/mol。它表示              （    ）

A．碳与水反应吸收131.3 KJ的热量

B．1mol固态焦炭与1mol水蒸气反应产生一氧化碳和氢气，吸收131.3 KJ的热量

C．1mol碳和1mol水反应吸收131.3 KJ的热量

D．固态碳和气态水各1mol反应，放出131.3 KJ的热量

8．1gH2燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（    ）

A．2H2(g)+O2(g)==2H2O（1） △H=-142.9 kJ∙mol-1

B．2H2(g)+O2(g)==2H2O（1） △H=-571.6kJ/mol

C．H2(g)+O2(g)==H2O（1） △H=+285.8 kJ∙mol-1

D．2H2(g)+O2(g)==2H2O（1） △H=+571.6 kJ∙mol-1

9．将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。该现象说明                                   （    ）

  A．该反应为吸热反应  B．铁粉和硫粉在常温下难以发生反应

C．该反应为放热反应  D．生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量

10．今有如下3个热化学方程式：H2(g) +O2(g)=H2O(g)；ΔH=a kJ·mol-1　　

H2(g)+O2(g)=H2O(l)；ΔH=b kJ·mol-1     2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ；ΔH=c kJ·mol-1

关于它们的下列表述正确的是                                           （    ）

A．它们都是吸热反应    B．a、b和c均为正值     C．a=b    D．2b=c

二、填空题

11．如图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。

试回答下列问题：

　（1）实验中观察到的现象是____________________________

_______________________________________________。

（2）产生上述现象的原因是___________________________

_______________________________________________

（3）写出有关反应的离子方程式_______________________。

（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量__________（填

    “大于”、“小于”、“等于”)镁片和盐酸的总能量。

12．火箭推进器中盛有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652KJ的热量。

（1）写出肼的结构式_____________，过氧化氢的电子式___________________。

（2）反应的热化学方程式为_________________________________________________。

（3）又已知H2O(l)==H2O(g)；△H=+44kJ∙mol-1，由16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是__________kJ。

（4）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是_______________________________________________。

13．100 g CaCO3需要177．7 kJ的热量，而12 g碳完全燃烧，则放出393 kJ的热。求：

（1）煅烧1 t石灰石需要多少热量？

（2）这些热量全部由碳燃烧提供，问理论上要消耗多少克碳？

参考答案：

11．（1）Mg表面有大量气泡产生，Mg逐渐溶解，烧杯中石灰水变浑浊。

   （2）Mg与盐酸反应放热，使烧杯中溶液温度升高，而Ca(OH)2的溶解度随温度升高降低，溶液中有Ca(OH)2析出。

   （3）Mg+2H+==Mg2++H2↑

   （4）小于

12．（1），

   （2）N2H4(l)+2H2O2(l)==N2(g)+4H2O(g)  △H= -641.6kJ∙mol-1

   （3）408.815kJ

   （4）生成物无污染

13．（1）1.77×106kJ

   （3）5.43×104g