【暑假提升】人教版2019化学高一（升高二）暑假预习-（选修1）第01讲 反应热 讲学案

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  课前导入  一、体系与环境以盐酸与NaOH溶液的反应为例体系在热学中体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研究的对象。如我们可将盐酸、NaOH溶液及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系（又称系统）。环境与体系相互影响的其他部分，如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。关联体系与环境之间存在_______交换或_______交换。杨sir化学，侵权必究 二、反应热1．定义：在等温条件下，化学反应体系向环境_______或从环境_______的_______，称为化学反应的热效应，简称反应热。杨sir化学，侵权必究  思考与交流：定义中，“在等温条件下”是什么意思？ 2．说明：许多反应热可以通过量热计直接测定。例如，盐酸与NaOH溶液反应的过程中会放出热量，导致体系与环境之间的温度产生差异。在反应前后，如果环境的温度没有变化，则反应放出的热量就会使体系的温度升高，这时可根据测得的体系的温度变化和有关物质的比热容等来计算反应热。杨sir化学，侵权必究   实验探究——中和反应反应热的测定【提出问题】在测定中和反应的反应热时，应该测量哪些数据？如何根据测得的数据计算反应热？为了提高测定的准确度，应该采取哪些措施？ 【实验测量】请按照下列步骤，用简易量热计测量盐酸NaOH溶液反应前后的温度。（1）反应物温度的测量。杨sir化学，侵权必究①用量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸， 打开杯盖， 倒入量热计的内筒，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的温度(数据填入下表)。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备用。②用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液， 用温度计测量并记录NaOH溶液的温度（数据填入下表）。 （2）反应后体系温度的测量。打开杯盖， 将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒， 立即盖上杯盖， 插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将________温度记为反应后体系的温度（t2）。 （3）重复上述步骤（1）至步骤（2）两次。 【数据处理】（1）取盐酸温度和NaOH溶液温度的__________记为反应前体系的温度（t1） 。计算温度差（t2 - t1），将数据填入下表。  实验次数反应物的温度/℃反应前体系的温度反应后体系的温度温度差盐酸NaOH溶液t1 / ℃t1 / ℃（t2 - t1）/ ℃1     2     3     （2）取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。 （3）根据温度差和比热容等计算反应热。 （4）实验数据处理为了计算简便，盐酸、氢氧化钠稀溶液的密度近似地认为都是1 g·cm-3，反应后生成的溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是_______________，生成1mol H2O时放出的热量为___________________。 三、中和热大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液在稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量。  命题点一：化学反应中的能量变化【例1】下列有关能量的说法不正确的是（    ）A．化学能可转变为电能 B．化学反应伴随能量变化是化学反应基本特征之一C．化学反应能量转换遵守能量守恒定律 D．化学变化时断裂化学键需放出能量杨sir化学，侵权必究 【变1】氢氧燃料电池可作为汽车动力能源。一种制H2的方法如图所示，该过程中（    ）A．太阳能转化为电能 B．不存在键的断裂与生成C．化学能转化为太阳能 D．太阳能转化为化学能  命题点二：中和热的测定实验【例2】在中和热测定的实验中不需要用到的仪器是（　　）A．量筒 B．温度计 C．玻璃搅拌器 D．天平 【例3】某实验小组用0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。Ⅰ．配制0.50mol/L NaOH溶液（1）若实验中大约要使用245mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体_______g。（2）从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母)：___。名称托盘天平(带砝码)小烧杯坩埚钳玻璃棒药匙量筒仪器
 序号abcdefⅡ．中和热的测定：测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示。（3）仪器a的名称为___，实验中还需要用到的玻璃仪器是___。（4）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表。①请填写表中的空白：温度实验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃温度差平均值(t2-t1)/℃H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1___227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4②近似认为0.50mol/L NaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)。则中和热△H=___________(取小数点后一位)。③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是_____(填字母)。a．实验装置保温、隔热效果差b．配制0.50mol/LNaOH溶液时俯视刻度线读数c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度e．用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数（5）实验中改用30mL0.50mol/L的硫酸跟50mL 0.55mol/L的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热的数值会_____________(填“相等”或“不相等”)。   一、内能、焓、焓变1．内能（符号为U）：体系内物质的各种能量的总和，受________、________和________等的影响。2．焓（符号为H）：与内能有关的物理量。3．焓变：在_______条件下进行的化学反应（严格地说，对反应体系做功有限定，中学阶段一般不考虑），其反应热等于反应的焓变，符号：________，单位：________ （或________）。  二、焓变的意义1．当反应体系放热时其焓减小，ΔH为________，即ΔH_______。2．当反应体系吸热时其焓减小，ΔH为________，即ΔH_______。 三、常见的放热反应与吸热反应放热反应吸热反应①所有燃烧反应；②大多数化合反应；③酸碱中和反应； ④金属与酸或水的置换反应；⑤物质的缓慢氧化；⑥铝热反应。①大多数分解反应；杨sir化学，侵权必究②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；③高温条件下C、H2、CO作还原剂的反应。 四、从反应物与生成物总能量相对大小分析焓变1．放热反应（ΔH＜0）：反应物的总能量大于生成物的总能量。2．吸热反应（ΔH＞0）：反应物的总能量小于生成物的总能量。      3．计算公式：ΔH = ___________________________ 五、从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变1．化学反应的本质是                      。2．断键需要       能量，成键需要       能量。 3．键能：断开（形成）1 mol某键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol。例如，H-H键的键能是436.0 kJ/mol，那么断开（形成）1 mol H-H键吸收（放出）的能量为436.0 kJ。4．实例分析 由图可知，1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl分子的过程中，       了     kJ的能量。 5．计算公式：ΔH = ___________________________   命题点三：常见的吸热反应与放热反应【例4】下列变化属于吸热反应的是（    ）A．氨气液化 B．生石灰溶于水C．镁与稀盐酸反应 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 【变4】下列过程既属于氧化还原反应又属于放热反应的是（    ）A．液氨汽化 B．硫酸稀释 C．以灼热的碳与CO2反应  D．酒精燃烧  命题点四：从反应物与生成物总能量相对大小分析焓变【例5】属于氧化还原反应且能量变化与如图一致的是（    ）A．NH4ClNH3↑ + HCl↑B．HCl + NaOH = NaOH + H2OC．2NH4Cl + Ba(OH)2·8H2O = 2NH3↑ + BaCl2 + 10H2OD．CO2 + C2CO 【变5-1】下列化学反应中，反应物总能量一定比生成物总能量低的是（    ）A．燃烧反应 B．中和反应C．生石灰与水反应 D．石灰石分解 【变5-2】下列化学反应过程中的能量变化符合图示的是（    ）①酸碱中和反应②液态水变成水蒸气③生石灰与水反应④铝热反应⑤石灰石分解⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应A．①④⑤⑥ B．②⑤⑥ C．②③⑤ D．⑤⑥   命题点五：键能的计算【例6】已知H2(g)+O2(g)=H2O(g)  ΔH=-242kJ·mol-1，断开1molO=O键和1mol H—O键所吸收的能量分别为496kJ和463kJ，则断开1molH—H键所吸收的能量为（    ）A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ 【变6】已知：N2(g) +3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mo1.若断裂1 mol H-H、1 molN≡N需要吸收的能量分别为akJ、b kJ。则生成1 mol N－H放出能量的数值为A． B．C． D．   命题点六：从反应物与生成物总键能相对大小分析焓变【例7】如图所示N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化，判断下列说法错误的是（    ）A．直观看，该反应中反应物断键吸收的总能量高于生成物形成键放出的总能量B．2mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498kJ能量C．断裂1mol NO分子中的化学键，需要吸收632kJ能量D．1molN2和1molO2的反应热ΔH=-180kJ·mol-1 【变7】已知 2O(g)=O2(g) ∆H = - 496 kJ ∙mol -1，结合能量变化示意图。下列说法正确的是（    ）A．拆开 1 mol H2(g) 中的化学键需要吸收 932 kJ能量B．拆开 1 mol H2O(g) 中所有化学键需要吸收 926 kJ能量C．1 mol H2O(l) 转变为 1mol H2O(g)需要吸收 88 kJ能量D．2 mol H2(g) 和 1mol O2(g) 反应生成 2 mol H2O(l)，共放热 1940 kJ  【练1】下列变化过程，属于放热反应的是（    ）①金属钠与水                  ②NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O混合搅拌③H2在Cl2中燃烧              ④水蒸气变成液态水⑤中和反应                    ⑥碳酸钙热分解A．①②⑤ B．①③⑤ C．③④⑤ D．②④⑥ 【练2】在压强为2.20×101 kPa、温度达到374 ℃时，水成为“超临界状态”，此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物，这就是“水热反应”，生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。下列说法不正确的是（    ）A．二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应，属于吸热反应B．“水热反应”过程中只有化学变化，没有物理变化C．火力发电厂有望利用废热，将二氧化碳转变为能源物质D．随着科技的进步，“水热反应”制取能源有望实现地球上碳资源的和谐循环 【练3】下列反应过程中的能量变化情况符合如图的是A．酒精的燃烧 B．氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应C．镁和稀硫酸的反应 D．酸和碱的中和反应 【练4】已知H2(g)+Br2(g)=2HBr(g) ΔH =-102kJ·mol-1，1molHBr分子中的化学键断裂时需要吸收369kJ的能量，1molBr2分子中的化学键断裂时需要吸收的能量为200kJ，则1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收的能量为（    ）A．436kJ B．218 kJ C．169kJ D．569kJ 【练5】下列说法正确的是（    ）A．需要加热才能进行的反应一定是吸热反应，放热反应不需要加热B．化学反应只能将化学能转化成光能或热能C．化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因D．根据能量守恒定律，反应物的总能量等于生成物的总能量 【练6】下图为碳酸钙的热分解示意图，有关该反应的下列说法中错误的是(　　)A．1 mol CO2(g)和1 mol CaO(s)的总能量大于1 mol CaCO3(s)的总能量B．该反应的ΔH＞0C．该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量D．由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应 【练7】下列说法正确的是 （    ）A．化学键的断裂与形成与反应放热和吸热无关B．放热反应的发生无需任何条件C．所有化学变化一定遵循质量守恒和能量守恒D．化学变化一定有化学键的断裂和生成，有化学键断裂或生成一定发生了化学变化 【练8】中和热是指在稀溶液中，H+(aq)与OH-(aq)发生中和反应生成1molH2O(l)时的反应热。利用如图所示装置测定中和热，取30mL0.50mol·L-1稀硫酸与60mL0.50mol·L-1NaOH溶液进行实验，实验数据如表。温度实验次数起始温度T1/℃终止温度T2/℃H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.2227.027.427.232.3325.925.925.929.8426.426.226.330.3回答下列问题：(1)上述实验中温度变化的平均值为___℃，若近似认为0.50mol·L-1稀硫酸与0.5mol·L-1NaOH溶液的密度均为1g·cm-3，反应所得溶液的比热容c=4.18J·(g·℃)-1，则中和热ΔH的数值为___kJ·mol-1(保留1位小数)。(2)上述实验结果与中和热数值57.3kJ·mol-1有偏差，产生偏差的原因不可能是因为___(填标号)。a.实验装置保温、隔热效果差b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数c.分多次把NaOH溶液倒入内筒中d.测过稀硫酸的温度计未洗净直接用于测定NaOH溶液的温度(3)本次实验共需NaOH溶液240mL，则配制0.5mol·L-1NaOH溶液时，需称取NaOH固体______g。(4)若改用30mL0.50mol·L-1稀硫酸与30mL0.5mol·L-1Ba(OH)2溶液进行实验，(填“能”或“不能”)_____据此实验求中和热。