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化学人教版 (新课标)第一章 化学反应与能量综合与测试学案设计
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这是一份化学人教版 (新课标)第一章 化学反应与能量综合与测试学案设计，共8页。
1.有新物质生成
2.总是伴随着能量的变化
二．焓和焓变：
1.焓：是一个与内能有关的物理量，表示物质所具有的能量，用符号“H”表示。越稳定的物质，它的能量就越低。
2.焓变：指生成物与反应物的焓值差，用“△H”表示。
△H=H(生成物）-H（反应物）
恒压条件下，反应的热效应等于焓变
三．反应热：
1.定义：化学反应过程中所吸收或释放的能量。
2.单位：kJ/ml或kJ·ml-1
（反应热可以用“量热计”直接测量）
3.△H的正负与反应吸、放热的关系：
△H小于0，为放热反应，体系能量降低，化学能转化为热能
△H大于0，为吸热反应，体系能量升高，热能转化为化学能
四．化学反应中的能量变化分析
1.从宏观（内能）的角度认识：
当反应物总能量>生成物总能量，该反应放热，△H<0
当反应物总能量<生成物总能量，该反应吸热，△H>0
△H=生成物总能量-反应物总能量
2.从微观（化学键）的角度认识：（化学反应的本质：断键成键）
当生成物断键所放出的能量>反应物断键所吸收的能量时，该反应放热，△H<0
当生成物断键所放出的能量>反应物断键所吸收的能量时，该反应放热，△H<0
△H=反应物键能总和-生成物键能总和
3.越稳定的物质，断键所需的能量就越大，对于同一种化学键，断键所需的能量与其成键放出的能量是相同的。
五．常见的吸热反应
1.大多数的分解反应
2.一些晶体的反应，如Ba（OH)2+2NH4Cl=BaCl2+2NH3·H2O+8H2O
3.以C,CO,H2为还原剂的氧化还原反应，如C在高温环境下还原CuO的反应
4.一些吸热过程：弱电解质的电离和水解、多数铵盐溶于水，硝酸盐溶于水
六．常见的放热反应
1.大多数的化合反应、2.所有燃烧反应、3.活泼金属与水（或酸）的置换、4.物质的缓慢氧化、5.酸碱中和反应
6.铝热反应：Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3（高温条件）、7.生石灰与水反应
8.放热过程：稀释浓硫酸，固体氢氧化钠溶于水的过程等
【注意】一个化学反应是吸热还是放热，与反应条件无关。
七．放热反应与吸热反应的比较：
知识点二：热化学方程式
一．概念：表示物质的量和反应热关系的化学方程式。
二．意义：热化学方程式不仅表示物质间变化，还表明了能量的变化。
三．书写：
（1）标明反应条件和聚集状态：s，l，g，aq，25摄氏度，101kpa
（2）不标沉淀，气体号
（3）化学计量数只表示“物质的量，可以是分数或整数
（4）方程式右边要写ΔH,正负号，数值和单位
（5）ΔH单位是kJ/ml，指给定形式的具体反应，当以化学计量数来计量其物质的量时，所伴随的能量值发生变化。如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
（6）热化学方程式对于可逆反应，其能量值是指完全反应的数值，当反应逆向进行时，反应热与正向反应热数值相同，符号相反。
四．化学方程式与热化学方程式的辨析：
知识点三 燃烧热和能源
一．反应热，根据反应情况不同，分为燃烧热，中和热，溶解热等
二．燃烧热概念：25℃，101kpa时，1ml纯物质可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
强调：（1）稳定化合物，H要生成液态水，C要生成二氧化碳
（2）物质的状态：25℃，101kpa时，1ml，纯物质
三．有关燃烧热的计算：Q放=n（可燃物）×燃烧热
四．能源：能源就是能提供能量的资源，它包括化石燃料（煤，石油，天然气），阳光，风力，流水，潮汐等。我国目前使用的主要能源是化石燃料，存在的主要问题有人均占有量小，能源利用率低等。它们的蕴藏量有限，而且不可再生，最终将会枯竭，解决的办法就是开源节流，即开发新的能源和节约现有的能源，提高能源的利用率。
知识点四 中和热
一．中和反应：酸和碱反应生成盐和水的反应
二．实质：酸电离产生的氢离子和碱电离产生的氢氧根反应生成水分子
三．中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 ml液态水时的反应热叫做中和热．
注意： （1）必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热。
强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)中和热均为57.3 kJ·ml-1，而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其反应热小于57.3 kJ·ml-1；
（3）以生成1 ml水为基准．
四．中和热的测定：
1.实验目的：（1）用量热法测定HCl与NaOH的中和热。
（2）了解化学标定法，并掌握其操作。
2.实验仪器及药品：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
药品：0.50 ml/L 盐酸、0.55 ml/L NaOH溶液
3.实验步骤：
（1）在大烧杯底垫泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。该实验也可在保温杯中进行。
（2）用一个量筒量取50mL0.50ml/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
（3）用另一个量筒量取50mL 0.55 ml/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。（4）用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。
（5）重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。
（6）根据实验数据计算中和热。
为了使计算简便一些，我们近似地认为：
①0.50 ml/L盐酸和0.55ml/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3，所以50mL 0.50ml/L盐酸的质量m1=50g，50mL 0.55 ml/L NaOH溶液的质量m2=50 g。
②中和后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)，由此可以计算出，50mL 0.50 ml/L盐酸与50mL 0.55 ml/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：(m1+m2)·c·(t2-t1)=0.418(t2-t1) kJ
又因 50 mL 0.50 ml/L盐酸中含有0.025 ml的 HCl，0.025 ml的HCl与0.025 ml NaOH发生中和反应，生成0.025 mlH2O，放出的热量是0.418(t2-t1) kJ，所以，生成1mlH2O时放出的热量即中和热为：
（7）误差分析
【例题】某实验小组用0.50 ml·L -1 NaOH溶液和0.50 ml·L -1 硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ．配制0.50 ml·L -1 NaOH溶液
（1）若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体 g。
（2）从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是（填字母）： 。
Ⅱ．测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如右图所示。
（3）从实验过程来看，图中尚缺少的两种玻璃仪器是 、________；
（4）取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：
②近似认为0.50 ml/L NaOH溶液和0.50 ml/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm 3 ，中和后生成溶液的比热容c =" 4.18" J/(g·℃)。则中和热△H = （取小数点后一位）。
③上述实验数值结果与57.3 kJ/ml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0.50 ml/L NaOH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H 2 SO 4 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30 mL 0.50 ml/L的硫酸跟50mL 0.55 ml/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”）。
知识点五 盖斯定律
一．获得反应热的方法：有的化学反应反应热可以测定，不可以测定反应热的用盖斯定律来计算
二．影响反应热测定的因素：
1.化学反应进行的快慢
2.化学反应进行的难易
3.副反应的发生等
三．盖斯定律：
1.内容：不管化学反应是一步完成还是既不完成，其反应热不变，或者说，化学反应的反应热只与体系的始态和终态有关，与反应途径无关。
2.意义：可计算不能直接测定的反应的反应热
3.注意：（1）热化学方程式同乘某一个数，则反应热数值也乘上这个数
（2）热化学方程式相加减时，同种物质可相加减，反应热相加减，同一物质不同状态需换算。
（3）将一个热化学方程式颠倒时，△H的正负号也随时改变。
四．反应热的计算：
1.计算依据：（1）热化学方程式
（2）用”盖斯定律”
（3）利用可测定反应的反应热
2.计算步骤：①确定待求的反应方程式；
②根据待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置，确定对相应已知方程式进行相加还是相减的运算。
③根据待求方程式中各物质计量数，需要对已知方程式的计量系数进行相应调整。
④将调整后的已知方程式进行“＋”或“－”运算导出待求的反应方程式，并检验上述分析正确与否。化学方程式
热化学方程式
化学计量数
是整数，既表示粒子个数，又表示该物质的物质的量
既可以使整数，也可以是分数，只表示该物质的物质的量
状态
不要求注明
必须在分子式后注明（s，l，g，aq）
ΔH正负及单位
无
必须注明
意义
表明了化学反应中物质的变化
即表明了化学反应中物质的变化，也表明了化学反应中能量的变化
遵循规律
质量守恒
质量守恒和能量守恒
引起误差的实验操作
△t=t2-t1
│△H│
保温措施不好
搅拌不充分
所用酸碱浓度过大
用同浓度的氨水代替氢氧化钠溶液
用同浓度的醋酸代替盐酸
用50ml0.5ml/L的氢氧化钠溶液
量热器中小烧杯杯口与大烧杯杯口不相平
1.有新物质生成
2.总是伴随着能量的变化
二．焓和焓变：
1.焓：是一个与内能有关的物理量，表示物质所具有的能量，用符号“H”表示。越稳定的物质，它的能量就越低。
2.焓变：指生成物与反应物的焓值差，用“△H”表示。
△H=H(生成物）-H（反应物）
恒压条件下，反应的热效应等于焓变
三．反应热：
1.定义：化学反应过程中所吸收或释放的能量。
2.单位：kJ/ml或kJ·ml-1
（反应热可以用“量热计”直接测量）
3.△H的正负与反应吸、放热的关系：
△H小于0，为放热反应，体系能量降低，化学能转化为热能
△H大于0，为吸热反应，体系能量升高，热能转化为化学能
四．化学反应中的能量变化分析
1.从宏观（内能）的角度认识：
当反应物总能量>生成物总能量，该反应放热，△H<0
当反应物总能量<生成物总能量，该反应吸热，△H>0
△H=生成物总能量-反应物总能量
2.从微观（化学键）的角度认识：（化学反应的本质：断键成键）
当生成物断键所放出的能量>反应物断键所吸收的能量时，该反应放热，△H<0
当生成物断键所放出的能量>反应物断键所吸收的能量时，该反应放热，△H<0
△H=反应物键能总和-生成物键能总和
3.越稳定的物质，断键所需的能量就越大，对于同一种化学键，断键所需的能量与其成键放出的能量是相同的。
五．常见的吸热反应
1.大多数的分解反应
2.一些晶体的反应，如Ba（OH)2+2NH4Cl=BaCl2+2NH3·H2O+8H2O
3.以C,CO,H2为还原剂的氧化还原反应，如C在高温环境下还原CuO的反应
4.一些吸热过程：弱电解质的电离和水解、多数铵盐溶于水，硝酸盐溶于水
六．常见的放热反应
1.大多数的化合反应、2.所有燃烧反应、3.活泼金属与水（或酸）的置换、4.物质的缓慢氧化、5.酸碱中和反应
6.铝热反应：Al+Fe2O3==2Fe+Al2O3（高温条件）、7.生石灰与水反应
8.放热过程：稀释浓硫酸，固体氢氧化钠溶于水的过程等
【注意】一个化学反应是吸热还是放热，与反应条件无关。
七．放热反应与吸热反应的比较：
知识点二：热化学方程式
一．概念：表示物质的量和反应热关系的化学方程式。
二．意义：热化学方程式不仅表示物质间变化，还表明了能量的变化。
三．书写：
（1）标明反应条件和聚集状态：s，l，g，aq，25摄氏度，101kpa
（2）不标沉淀，气体号
（3）化学计量数只表示“物质的量，可以是分数或整数
（4）方程式右边要写ΔH,正负号，数值和单位
（5）ΔH单位是kJ/ml，指给定形式的具体反应，当以化学计量数来计量其物质的量时，所伴随的能量值发生变化。如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
（6）热化学方程式对于可逆反应，其能量值是指完全反应的数值，当反应逆向进行时，反应热与正向反应热数值相同，符号相反。
四．化学方程式与热化学方程式的辨析：
知识点三 燃烧热和能源
一．反应热，根据反应情况不同，分为燃烧热，中和热，溶解热等
二．燃烧热概念：25℃，101kpa时，1ml纯物质可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
强调：（1）稳定化合物，H要生成液态水，C要生成二氧化碳
（2）物质的状态：25℃，101kpa时，1ml，纯物质
三．有关燃烧热的计算：Q放=n（可燃物）×燃烧热
四．能源：能源就是能提供能量的资源，它包括化石燃料（煤，石油，天然气），阳光，风力，流水，潮汐等。我国目前使用的主要能源是化石燃料，存在的主要问题有人均占有量小，能源利用率低等。它们的蕴藏量有限，而且不可再生，最终将会枯竭，解决的办法就是开源节流，即开发新的能源和节约现有的能源，提高能源的利用率。
知识点四 中和热
一．中和反应：酸和碱反应生成盐和水的反应
二．实质：酸电离产生的氢离子和碱电离产生的氢氧根反应生成水分子
三．中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 ml液态水时的反应热叫做中和热．
注意： （1）必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸溶液和浓碱溶液在相互稀释时会放热。
强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)中和热均为57.3 kJ·ml-1，而弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸收热量，其反应热小于57.3 kJ·ml-1；
（3）以生成1 ml水为基准．
四．中和热的测定：
1.实验目的：（1）用量热法测定HCl与NaOH的中和热。
（2）了解化学标定法，并掌握其操作。
2.实验仪器及药品：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒。
药品：0.50 ml/L 盐酸、0.55 ml/L NaOH溶液
3.实验步骤：
（1）在大烧杯底垫泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。该实验也可在保温杯中进行。
（2）用一个量筒量取50mL0.50ml/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
（3）用另一个量筒量取50mL 0.55 ml/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。（4）用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。
（5）重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。
（6）根据实验数据计算中和热。
为了使计算简便一些，我们近似地认为：
①0.50 ml/L盐酸和0.55ml/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3，所以50mL 0.50ml/L盐酸的质量m1=50g，50mL 0.55 ml/L NaOH溶液的质量m2=50 g。
②中和后生成的溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)，由此可以计算出，50mL 0.50 ml/L盐酸与50mL 0.55 ml/L NaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：(m1+m2)·c·(t2-t1)=0.418(t2-t1) kJ
又因 50 mL 0.50 ml/L盐酸中含有0.025 ml的 HCl，0.025 ml的HCl与0.025 ml NaOH发生中和反应，生成0.025 mlH2O，放出的热量是0.418(t2-t1) kJ，所以，生成1mlH2O时放出的热量即中和热为：
（7）误差分析
【例题】某实验小组用0.50 ml·L -1 NaOH溶液和0.50 ml·L -1 硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ．配制0.50 ml·L -1 NaOH溶液
（1）若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体 g。
（2）从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是（填字母）： 。
Ⅱ．测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如右图所示。
（3）从实验过程来看，图中尚缺少的两种玻璃仪器是 、________；
（4）取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：
②近似认为0.50 ml/L NaOH溶液和0.50 ml/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm 3 ，中和后生成溶液的比热容c =" 4.18" J/(g·℃)。则中和热△H = （取小数点后一位）。
③上述实验数值结果与57.3 kJ/ml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0.50 ml/L NaOH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H 2 SO 4 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30 mL 0.50 ml/L的硫酸跟50mL 0.55 ml/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”）。
知识点五 盖斯定律
一．获得反应热的方法：有的化学反应反应热可以测定，不可以测定反应热的用盖斯定律来计算
二．影响反应热测定的因素：
1.化学反应进行的快慢
2.化学反应进行的难易
3.副反应的发生等
三．盖斯定律：
1.内容：不管化学反应是一步完成还是既不完成，其反应热不变，或者说，化学反应的反应热只与体系的始态和终态有关，与反应途径无关。
2.意义：可计算不能直接测定的反应的反应热
3.注意：（1）热化学方程式同乘某一个数，则反应热数值也乘上这个数
（2）热化学方程式相加减时，同种物质可相加减，反应热相加减，同一物质不同状态需换算。
（3）将一个热化学方程式颠倒时，△H的正负号也随时改变。
四．反应热的计算：
1.计算依据：（1）热化学方程式
（2）用”盖斯定律”
（3）利用可测定反应的反应热
2.计算步骤：①确定待求的反应方程式；
②根据待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置，确定对相应已知方程式进行相加还是相减的运算。
③根据待求方程式中各物质计量数，需要对已知方程式的计量系数进行相应调整。
④将调整后的已知方程式进行“＋”或“－”运算导出待求的反应方程式，并检验上述分析正确与否。化学方程式
热化学方程式
化学计量数
是整数，既表示粒子个数，又表示该物质的物质的量
既可以使整数，也可以是分数，只表示该物质的物质的量
状态
不要求注明
必须在分子式后注明（s，l，g，aq）
ΔH正负及单位
无
必须注明
意义
表明了化学反应中物质的变化
即表明了化学反应中物质的变化，也表明了化学反应中能量的变化
遵循规律
质量守恒
质量守恒和能量守恒
引起误差的实验操作
△t=t2-t1
│△H│
保温措施不好
搅拌不充分
所用酸碱浓度过大
用同浓度的氨水代替氢氧化钠溶液
用同浓度的醋酸代替盐酸
用50ml0.5ml/L的氢氧化钠溶液
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