人教版 (2019)第一节 反应热学案设计

这是一份人教版 (2019)第一节 反应热学案设计，共15页。学案主要包含了能力打底　概念辨析，吸热反应和放热反应，反应热与焓变，中和反应反应热的测定等内容，欢迎下载使用。
课时1 反应热 焓变
1. 了解反应热、焓变的概念。
2. 能从宏观和微观两个角度建构模型，并解释反应热产生的原因。
3. 通过中和反应反应热的测定原理，了解测定化学反应反应热的实验方法。
一、能力打底 概念辨析
判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 所有化学反应都伴随着能量的变化。( √ )
(2) 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。( × )
(3) 当反应放热时ΔH>0，反应吸热时ΔH0。( √ )
(7) 放出能量越多的反应，通常生成物越不稳定。( × )
[解析] (2) 反应开始需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，错误。(3) 当反应放热时ΔH0，错误。(4) 断裂化学键吸收能量，生成化学键放出能量，错误。(7) 化学反应放出的能量越多，生成物能量越低，物质的能量越低越稳定。
二、吸热反应和放热反应
1. 放热反应：大多数 化合 反应、 中和 反应、金属与 酸或水 的反应、所有的燃烧反应、铝热反应、物质的缓慢氧化等。
2. 吸热反应：大多数 分解 反应、盐的水解反应、反应条件需不断持续加热的反应、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应、C与H2O(g)反应、C与CO2反应等。
三、反应热与焓变
1. 反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。
2. 焓变(ΔH)：在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。
(1) 从宏观角度理解焓变

ΔH0，吸热反应
ΔH＝H(生成物)－H(反应物)，单位：kJ/ml。
(2) 从微观角度理解焓变
焓变是旧化学键的断裂和新化学键的形成而引起的能量变化。
ΔH＝ 反应物 键能之和－ 生成物 键能之和。
四、中和反应反应热的测定
1. 测定装置：
2. 实验步骤：

3. 注意事项：
(1) 在25 ℃和101 kPa下，强酸稀溶液和强碱稀溶液发生中和反应生成1 ml H2O(l) 时，均放出57.3 kJ的热量。
(2) 若是弱酸(或弱碱)发生中和反应，生成1 ml H2O(l)时所放出的热量会比 57.3 kJ少，原因是弱酸(或弱碱)分子电离成离子时需要吸收热量。
(3) 若是浓硫酸与强碱反应，生成1 ml H2O(l)时所放出的热量会比57.3 kJ多，原因是浓硫酸稀释放热。
(4) 若是稀硫酸与Ba(OH)2反应，生成1 ml H2O(l)时所放出的热量会比57.3 kJ多，原因是H＋与OH－结合成1 ml H2O(l)的同时，Ba2＋和SOeq \\al(2－,4)结合成BaSO4沉淀也会放热。
类型1 放热反应与吸热反应的判断
下列物质间的反应，其能量变化符合右图的是( A )
A.合成氨反应
B.碳与水蒸气高温制水煤气
C.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D.碳酸钙的分解
[解析] 该图示为放热反应能量图，合成氨是放热反应；制水煤气是吸热反应；Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合是吸热反应；碳酸钙分解是吸热反应。
类型2 反应热与能量图
关于图示，下列说法中正确的是( C )
A.断开非极性键和生成极性键的能量相同
B.反应Ⅱ比反应Ⅲ生成的 O－H 键更牢固
C.eq \f(1,2)O2(g)＋H2(g)===OH(g)＋H(g) ΔH＝＋QkJ/ml(Q＞0)
D.H2O(g)===eq \f(1,2)O2(g)＋H2(g) ΔH＝－QkJ/ml(Q＞0)
[解析] 从图中可以看出eq \f(1,2)ml O2(g)＋1 ml H2(g)的能量低于1 ml OH(g)＋1 ml H(g)，因此反应eq \f(1,2)O2(g)＋H2(g)===OH(g)＋H(g)吸热，C正确。
类型3 反应热与化学键
(1) (2022·苏州中学)用CO2生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的ΔH为( C )
A.－46.2 kJ/ml B.＋46.2 kJ/ml
C.－181.6 kJ/ml D.＋181.6 kJ/ml
(2)(2023·扬州期中)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
则2O(g)===O2(g)的ΔH为( D )
A.428 kJ/ml B.－428 kJ/ml
C.498 kJ/ml D.－498 kJ/ml
[解析] (1) ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和＝(2×745.0＋3×436.0－3×413.4－351.0－462.8－2×462.8)kJ/ml＝－181.6 kJ/ml。(2) ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝2E(H—H)＋E(O＝O)－4E(H—O)，－482 kJ/ml＝2×436 kJ/ml＋E(O===O)－4×463 kJ/ml，解得O===O的键能为498 kJ/ml，2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)===O2(g)的ΔH＝－498 kJ/ml。
类型4 中和反应反应热的测定
某研究小组将V1 mL 0.50 ml/L稀硫酸和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验装置和实验结果如下页图所示(实验中始终保持 V1＋V2＝50)。回答下列问题：

(1) 如图所示实验装置中有一个明显的错误： 缺少玻璃搅拌器 。
(2) 为了减少实验误差，实验过程中将NaOH溶液 一次 (填“一次”或“分多次”)倒入盛有稀硫酸的小烧杯中。溶液混合后，准确读取混合溶液的 最高温度 ，记为终止温度。
(3) 研究小组做该实验时环境温度 低于 (填“高于”“低于”或“等于”) 22 ℃，判断的依据是 从图像起点可知，5 mL硫酸溶液和45 mL NaOH溶液反应放热后的温度已经是22 ℃，则溶液混合前的实验环境温度一定低于22 ℃ 。
(4) V1∶V2＝ 3∶2 时，酸与碱恰好完全中和，此反应所用NaOH溶液的浓度应为 1.5 ml/L。
[解析] (4) 当温度最高时，酸与碱恰好完全中和，由图知28 ℃时酸碱恰好完全反应，此时消耗硫酸溶液的体积为30 mL，消耗NaOH溶液的体积为50 mL－30 mL＝20 mL，V1∶V2＝3∶2。2n(H2SO4)＝n(NaOH)，2×0.5 ml/L×30 mL＝c(NaOH)×20 mL，c(NaOH)＝1.5 ml/L。
1. (2022·无锡一中)下列有关化学能与热能的说法错误的是( C )
A.燃烧反应都属于放热反应
B. 化学反应必然伴随着能量的变化
C. 吸热反应是指需要加热才能进行的反应
D. 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
[解析] 物质的燃烧过程伴随能量的释放，燃烧反应都属于放热反应， A正确；化学反应一定伴随着物质的变化和能量的变化，能量变化是化学反应的基本特征之一， B正确；并不是所有的吸热反应都需要加热，如氯化铵和氢氧化钡晶体之间的反应是吸热的，但是不需要任何条件即可发生， C错误；化学反应中旧键断裂吸收能量，新键形成释放能量，化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因， D正确。
2. (2022·海门中学)下列反应的热效应变化符合右图的是( A )
A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 B.乙醇燃烧
C. 铁粉与稀硫酸反应 D.NaOH溶液与盐酸反应
[解析] Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应， A正确；乙醇燃烧生成二氧化碳和水，是放热反应， B错误；铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，是放热反应， C错误；NaOH溶液与盐酸反应生成氯化钠和水，是放热反应， D错误。
3. 研究表明，化学反应中能量变化的本质是化学键的形成和断裂过程中会释放和吸收能量。右下图表示反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的能量变化，下列有关说法中错误的是( B )
A.图中的①是指吸收能量，②是指放出能量
B. 图示说明2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)是吸热反应
C. 图示说明化学键的形成与断裂是化学反应中发生能量变化的主要原因
D. ③中a为484
[解析] 由题图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，应为放热反应，B错误。
4. (2023·南菁中学)某同学设计如右图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是( D )
A．实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D.实验(c)中若用NaOH固体测定，则测出的ΔH变小
[解析] 金属与酸的反应为放热反应，氢氧化钡晶体与氯化铵固体的反应为吸热反应，中和反应为放热反应，A错误；等质量的铝片和铝粉与盐酸反应放出的热量相同，B错误；铁的导热性良好，换用铁制搅拌棒后会有热量损失，导致测定的数值偏低，C错误；NaOH固体溶于水时放热，放出的热量偏多，测出的ΔH变小，D正确。

1. (2022·南京一中)下列反应属于氧化还原反应，而且ΔH>0的是( C )
A.铝片与稀硫酸的反应 B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应
C. 灼热的木炭与CO2的反应 D.甲烷在O2中的燃烧反应
[解析] 有元素化合价变化的反应为氧化还原反应；ΔH>0的反应为吸热反应。铝片与稀硫酸的反应、甲烷在O2中的燃烧反应均是氧化还原反应，但属于放热反应；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应为吸热反应，但不属于氧化还原反应；灼热的木炭与CO2的反应属于氧化还原反应且属于吸热反应。
2. (2022·启东中学)反应X＋Y===M＋N的能量变化关系如右图所示。下列关于该反应的说法中，正确的是( B )
A.断裂X、Y的化学键所吸收的能量低于形成M、N的化学键所放出的能量
B. X、Y的总能量低于M、N的总能量
C. 该反应为吸热反应，故一定要加热才能发生
D. X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的的能量
[解析] 由图可知反应物的总能量比生成物的总能量低，为吸热反应，吸热反应的焓变为正值，则断裂X、Y的化学键所吸收的能量高于形成M、N的化学键所放出的能量，A错误；X、Y的总能量低于M、N的总能量，B正确；吸热反应不一定需要加热，如氢氧化钡与氯化铵晶体的反应，为常温下发生的吸热反应，C错误；无法判断X的能量是否低于M的，Y的能量是否低于N的，D错误。
3. 下列说法中正确的是( D )
A.反应热是1 ml物质参加反应时的能量变化
B. 当反应放热时ΔH>0，反应吸热时ΔH0
B. 生成1 ml HCl时反应放热431 kJ
C. 氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固
D. 相同条件下，氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
[解析] 436 kJ＋243 kJ＝679 kJ