2020版高中化学 第1章 化学反应与能量 第1节 化学反应与能量的变化 课时2 热化学方程式 中和

第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化课时2热化学方程式中和反应反应热的测定2目标与素养：1.认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。(模型认知与变化观念)2.了解中和热的测定原理及注意事项。(科学探究与创新意识)3自主预习探新知4一、热化学方程式1．概念能表示参加反应_________和_______的关系的化学方程式。2．意义热化学方程式不仅表明了化学反应中的_____变化，也表明了化学反应中的_____变化。物质的量反应热物质能量5如：H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol，表示在25℃、101kPa,__molH2与__molO2完全反应生成1mol____态水时放出的热量是285.8kJ。112液63．书写氢气与碘蒸气化合反应的能量(或热量)变化，可用以下方程式表示：H2(g)＋I2(g)200℃101kPa2HI(g)ΔH＝－14.9kJ·mol－1，它与化学方程式H2＋I2△2HI相比较而言，其特点为7(1)指明了反应的_____和_____，若在25℃、101kPa时进行的反应，可不注明。(2)注明了各物质的状态：__(固体)、__(液体)或__(气体)、aq(溶液)。(3)在方程式的右边注明了ΔH的“___”或“___”及________。(4)化学计量数只表示_________，可以用分数。温度压强slg＋－数值单位物质的量8二、中和反应热的测定1．中和热稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成______H2O时所释放的热量称为中和热。表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。2．实验原理通过一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得中和热。热量计算公式为Q＝cmΔt(c为比热容，m为溶液质量，Δt为前后温度差)。1mol93．实验仪器装置(1)将下列实验装置中各仪器(或物品)的名称填在横线上。(2)实验过程中，还需要的其他仪器有50mL量筒(2个)。104．实验步骤与数据测量(1)初始温度(t1)测量方法是用一_____量取50mL0.50mol·L－1盐酸，倒入______中并测量其_____；用另一_____量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液并用用蒸馏水洗净的温度计测量其_____，取两温度平均值为t1。量筒小烧杯温度量筒温度11(2)终止温度(t2)测量方法是把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的______中，并把量筒中的__________一次倒入小烧杯中。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的_________，记录终止温度为t2。盐酸NaOH溶液最高温度12(3)重复实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。(4)实验数据处理盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是______________，中和热为0.418t2－t10.025kJ·mol－1。0.418(t2－t1)kJ13若将环形玻璃棒改为环形铜丝，所测中和热有什么误差？[答案]偏小。141．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)热化学方程式既体现了物质变化又体现了能量变化。()(2)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－1表示1molH2(g)和1molCl2(g)生成2molHCl(g)放出的热量为183kJ。()(3)中和热测定装置中碎泡沫塑料的作用是固定装置。()(4)将实验中50mL盐酸改为60mL盐酸，所测中和热变大。()[答案](1)√(2)√(3)×(4)×15[答案]A2．下列说法不正确的是()A．物质发生化学反应的反应热仅指反应放出的热量B．热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，不表示分子的个数C．所有的燃烧反应都是放热的D．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数可以是分数163．写出下列反应的热化学方程式(1)1molCO完全转化为CO2放出283kJ的热量。_____________________________________________________(2)24gC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6kJ热量。______________________________________________________17[解析](1)CO转化为CO2的化学方程式为2CO＋O2===2CO2,2molCO生成CO2放出热量为2×283kJ＝566kJ，则反应的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1。(2)1molC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)吸收的热量为262.6kJ2＝131.3kJ。[答案](1)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－118核心突破攻重难19热化学方程式的书写或判断方法1．注意标明物质的聚集状态：方程式中每种物质的化学式后面用括号注明物质的聚集状态(g、l、s)，不用标“↑”或“↓”，水溶液用aq表示。2．注意注明必要的反应条件：焓变与温度和压强等测定条件有关，所以书写时必须在ΔH后指明反应的温度和压强(298K、101kPa时，可不注明)。203．注意明确化学计量数的含义：化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数，因此热化学方程式中化学计量数也可以是分数。4．注意ΔH的单位及符号：ΔH的单位是kJ/mol或kJ·mol－1，ΔH只能写在化学方程式的右边，表示正向反应的焓变。ΔH0表示为放热反应；ΔH0则表示为吸热反应。5．注意同一反应中化学计量数与ΔH数值的对应关系：化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH的数值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变。21【典例1】写出下列反应的热化学方程式：(1)16gCH4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3kJ热量______________________________________。(2)已知拆开1molH—H键，1molN—H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2(g)与H2(g)反应生成NH3(g)的热化学方程式为________________________________。(3)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，其热化学方程式为______________________________________。22[解析](1)由化学方程式CH4＋2O2===CO2＋2H2O可得热化学方程式。(2)化学方程式为N2＋3H22NH3，ΔH＝(946＋436×3－391×6)kJ·mol－1。(3)化学方程式为B2H6＋3O2===B2O3＋3H2O，则1molB2H6(g)完全燃烧放出2165kJ热量。23[答案](1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1(2)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1(3)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ·mol－1241．写出下列反应的热化学方程式：(1)1molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ热量：__________________________________________________________________________________________________________。25(2)1molC(石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ热量：______________________________________________________________________________________________________。(3)1.7gNH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67kJ的热量：___________________________________________________________________________________________________________。26[解析](3)1.7gNH3的物质的量为0.1mol，则4molNH3发生反应放出的热量为：22.67kJ×10×4＝906.8kJ,1molNH3完全反应放出的热量为226.7kJ。那么相应的热化学方程式为：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－906.8kJ·mol－1或NH3(g)＋54O2(g)===NO(g)＋32H2O(g)ΔH＝－226.7kJ·mol－1。27[答案](1)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1(2)C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1(3)NH3(g)＋54O2(g)===NO(g)＋32H2O(g)ΔH＝－226.7kJ·mol－128D[A项，化学计量数与ΔH不一致；B项，ΔH0且数值不对；C项，ΔH0。]2．在常温常压下，1gH2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出92.3kJ的热量。下列热化学方程式中正确的是()A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－92.3kJ·mol－1B．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝＋92.3kJ·mol－1C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝＋184.6kJ·mol－1D．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋184.6kJ·mol－129“五看”法判热化学方程式正误一看“配平”→二看“状态”→三看“正负”→四看“单位”→五看“数值”。30中和反应热测定实验探究[实验讨论]1．实验装置中在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的目的是什么？提示：目的是保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。2．装置中的环形玻璃搅拌棒能否用金属(不与酸、碱反应)质环形搅拌棒代替？为什么？提示：不能。原因是金属质环形搅拌棒易导热，造成实验过程中热量损失。313．实验中为何使用0.55mol/LKOH溶液与0.50mol/L盐酸反应，而不是选用0.50mol/LKOH溶液？提示：碱过量的目的是保证盐酸完全反应。4．能否用浓硫酸代替盐酸？对结果会产生什么影响？提示：不能。浓硫酸溶解于水时放热，所测ΔH偏小，即ΔH－57.3kJ·mol－1。5．能否用醋酸代替盐酸或用氨水代替KOH溶液？对结果会产生什么影响？提示：不能。弱酸、弱碱电离吸热，所测ΔH偏大，即ΔH－57.3kJ·mol－1。32科学探究：中和反应热测定(1)中和热的测定项目内容实验关键①迅速反应，防止热量散失。②在测量反应混合液的温度时要随时读取温度值，记录下最高温度值。注意事项①温度计不要靠在容器壁上或插入容器底部；②不可将温度计当搅拌棒使用；环形玻璃搅拌棒应上下移动；③为保证盐酸被完全中和，碱的浓度稍大。33(2)中和反应反应热测定实验中产生误差的原因①装置方面：装置的隔热保温效果不好，造成实验过程中热量损失而引起误差。②操作方面a.实验过程中液体洒落到桌面上b.混合酸、碱溶液时，动作缓慢c.用温度计测量酸的温度后未清洗而直接去测量碱的温度34③读数方面a.温度计的读数有误差b.量取溶液体积时，读数有误差