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人教版化学选修四第一章教案

学习—————好资料

选修4　化学反应原理

第一章　化学反应与能量
(这是边文，请据需要手工删加)

化 学

　　 新课标
(这是边文，请据需要手工删加)

第一节化学反应与能量的变化
第1课时　焓变　反应热

●课标要求
1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2．能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义。
●课标解读
1.由能量转化的原因分析吸热和放热反应。
2．了解反应热和焓变的涵义。
3．由化学键理论分析能量转化的原因。
●教学地位
本课时介绍的是热化学的一些初步知识，以启发学生从能量角度考虑化学反应问题，有利于学生较全面地认识化学反应的本质。再联系化学反应的本质，即反应物分子的旧化学键的断裂所需要的能量和生成物分子新化学键的形成所放出的能量，定量讨论反应的能量变化，说明了宏观的反应热和微观的化学键断裂和形成所吸收和放出的总能量之间的关系。是学习本章的基础。

●新课导入建议

摇冰饮料　　　　摇热饮料
“迪尔摇”系列摇冷摇热饮料是由北京世纪通投资集团下属的全资子公司北京迪乐创新科技有限公司开发生产的独家专利产品。产品只需轻轻一摇就会在瞬间变冰或变热，操作简单快捷。这种摇冷、摇热饮料是在饮料罐的夹层中分别装有某种物质，摇动混合后产生热效应引起的。
同学们，你估计摇冰、摇热饮料罐的夹层中各装了哪些物质？
【提示】　摇冰饮料：硝酸铵和水
摇热饮料：生石灰和水。
●教学流程设计
课前预习安排：看教材P2～3填写【课前自主导学】中的内容，并完成【思考交流】。⇒⇒步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。⇒步骤3：师生互动完成“探究1，反应热与自身能量、化学键的关系及计算”可利用【问题导思】中的问题由浅入深地进行。
⇓
步骤6：师生互动完成【探究2】吸热反应与放热反应的比较，可利用【问题导思】中的问题由浅入深地进行，建议教师除【例2】外，再变换一下命题角度，可采用【教师备课资源】中的例题，拓展学生的思路。⇐步骤5：在老师指导下学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、4两题，验证学生对探究点的理解掌握情况。⇐步骤4：教师通过【例1】和教材P2页的讲解研析，对【探究1】的内容进行概括总结。
⇓
⇒步骤8：在老师指导下由学生自主完成【当堂双基达标】中的2、3、5三题，验证学生对探究点的理解掌握情况。⇒步骤9：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】明确已学的内容、安排学生课下完成【课时作业】。
课　标　解　读
重　点　难　点
1.了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。

2.了解反应热与焓变的含义。

3.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。
1.从化学键与物质自身能量高低的角度分析化学反应中的能量变化。(重难点)
2.焓变，反应热，ΔH的“＋”、“－”。(重点)

3.常见的放热、吸热反应。(重点)

焓变　反应热
1.概念
(1)焓变(ΔH)
①定义：焓(H)是与内能有关的物理量。在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变(ΔH)决定。
②常用单位：kJ/mol(或kJ·mol－1)。
(2)反应热：恒压条件下，反应的热效应等于焓变。因此常用ΔH表示反应热。
2．化学反应过程中有能量变化的原因
如图所示：

H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化示意图
(1)实质：
①断裂1 mol H2分子中的化学键需要吸收436 kJ的能量。断裂1 mol Cl2分子中的化学键需要吸收243 kJ的能量。
②形成1 mol HCl分子中的化学键需要放出431 kJ的热量。
(2)结论：该反应放出的能量为2×431 kJ，吸收的能量为(436＋243)kJ，故为最终放出能量的反应，两者的热量差为183 kJ。
3．吸热反应和放热反应

1．任何化学反应一定伴随能量的变化吗？
2．浓H2SO4溶于水放出大量的热，是放热反应吗？
【提示】　1.一定。
2．不是。因为这是个物理变化。

反应热与自身能量、化学键的关系

及简单计算
【问题导思】　
①若反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应还是吸热反应？
【提示】　放热。
②反应热与化学键键能有何关系？
【提示】　反应热＝断裂化学键吸收的能量－形成化学键放出的能量。
③如何计算某反应的反应热(ΔH)?
【提示】　ΔH＝生成物本身具有的总能量－反应物本身具有的总能量＝断裂化学键吸收的能量－形成化学键放出的能量。
1．反应热与自身能量的关系

2．化学键与化学反应中能量变化的关系
化学反应过程是原子重新组合的过程，反应物分子内化学键的断裂需要吸收能量，生成新物质时形成新的化学键要放出能量。二者的能量差，就决定了能量的变化。

(1)当E1>E2时，反应吸收能量；
(2)当E1<E2时，反应释放能量。
3．ΔH的计算方法
(1)ΔH＝生成物所具有的总能量－反应物所具有的总能量。
(2)ΔH＝断键吸收的总能量－成键释放的总能量。

1．破坏反应物中的化学键吸收的能量越小，说明反应物越不稳定，本身的能量越高。
2．形成生成物的化学键放出的能量越多，说明生成物越稳定，本身的能量越低。

　下列说法正确的是(　　)
A．焓变单位中kJ·mol－1，是指1 mol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ΔH＜0
C．一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为“－”
D．一个化学反应中，生成物总键能大于反应物的总键能时，反应吸热，ΔH为“＋”
【解析】　焓变单位中的kJ·mol－1，是指每摩尔具体的反应，不一定指参加反应的物质，A错；在反应中物质所具有的总能量减少，反应就放热，反之就吸热，C对；化学反应的实质是旧化学键的断裂，新化学键的形成，断键时吸收能量，成键时释放能量，所以D错。
【答案】　C

本题易错选A，ΔH中的单位kJ/mol可理解为每摩尔的反应，是表明参加反应的各物质的物质的量与化学方程式中物质的计量数相同，而不一定是每摩尔的物质。

1．已知拆开1 mol H2、1 mol O2中的化学键需要消耗的能量分别为436 kJ、496 kJ，形成1 mol H—O键释放的能量为463 kJ。试说明2 mol H2(g)在适量O2中燃烧生成水蒸气的能量变化。
【解析】　先分别求出反应过程放出能量和吸收能量的大小，然后求出反应过程中的能量变化。根据化学方程式2H2＋O2===2H2O，该反应断键吸收的能量为2×436 kJ＋1×496 kJ＝1 368 kJ，该反应成键放出的能量为4×463 kJ＝1 852 kJ，因此共放出能量484 kJ。
【答案】　2 mol H2(g)在适量O2中燃烧生成水蒸气时，放出484 kJ的能量。

吸热反应与放热反应比较
【问题导思】　
①需加热的反应一定是吸热反应吗？常温下进行的反应一定是放热反应吗？
【提示】　不一定。
②常见的吸热和放热反应有哪些？
【提示】　常见的吸热反应：大多数分解反应，Ba(OH)·8H2O与NH4Cl反应等。
常见的放热反应：中和反应、金属与酸、燃烧、化合反应(大多数)等。
　　类型

比较　　
放热反应
吸热反应
定义
放出热量的化学反应
吸收热量的化学反应
形成

原因
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学

键强弱

的关系
生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量
生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
表示方法
ΔH<0
ΔH>0
图示

实例
①大多数化合反应

②中和反应

③金属与酸的反应

④燃烧反应

⑤铝热反应
①大多数分解反应

②Ba(OH)2·8H2O晶体与氯化铵的反应

③以C、CO为还原剂的氧化还原反应

吸热反应与放热反应与条件无必然的联系。需加热的反应不一定是吸热反应。有的反应开始时需加热，但反应发生后会放出一定的热量，能够维持该反应继续进行，如C＋O2点燃,ＦCO2。

由图分析，下列说法正确的是(　　)
A．A→B＋C和B＋C→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A→B＋C　ΔH<0
C．A具有的焓高于B和C具有的焓的总和
D．A→B＋C　ΔH>0，则B＋C→A　ΔH<0
【解析】　本题考查焓变与放热、吸热反应的关系。由图可看出，B和C的焓之和高于A的焓，则反应B＋C→A一定是放热反应，ΔH<0；反之，A→B＋C的反应一定是吸热反应。根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的能量一定相等。
【答案】　D

1．ΔH与吸热反应和放热反应的关系可用图示表示为：

2．化学反应的过程也可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等被释放出来的过程，或者是热能等转化为物质内部的能量被“贮存”起来的过程。
3．化学反应过程中一定有能量变化，但不一定都以热能的形式放出，可能还有电能、光能等其他形式。

2．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．乙醇的燃烧
C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．氧化钙与水反应
【解析】　生成物总能量高于反应物总能量，也就是说该反应是吸热反应。常见的吸热反应有水煤气的制取、大多数的分解反应、C与CO2的反应等。
【答案】　A
【教师备课资源】
　下图是一个简易测量物质反应是吸热还是放热的实验装置，利用此装置可以很方便地测得某反应是放热反应还是吸热反应。将铝片加入小试管内，然后注入足量的盐酸，请根据要求完成下列问题：

(1)有关反应的离子方程式是________________________________________________________________________，
试管中看到的现象是________________________________________________________________________。
(2)S形导管中液面A________(填“上升”或“下降”)，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
说明此反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。
【解析】　Al与盐酸反应是放热反应，使锥形瓶中气压增大，导致S形导管左端液面下降，右端液面上升。
【答案】　(1)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑　Al片溶解，有气泡产生
(2)下降　反应放出的热量使锥形瓶内气压增大　放热

1．(2012·南昌三中高二月考)已知：①能量越低的物质就越稳定，②白磷转化成红磷是放热反应。据此，下列判断或说法中正确的是(　　)
A．在相同的条件下，红磷比白磷能量高
B．在相同的条件下，白磷比红磷稳定
C．红磷和白磷的结构不同
D．红磷容易发生自燃而白磷则不会自燃
【解析】　白磷转化成红磷是放热反应，故白磷的能量比红磷的高。能量越高物质越不稳定，则A、B、D都不正确。
【答案】　C
2．下列说法中不正确的是(　　)
A．分解反应大多数是吸热反应
B．氢氧化钾与硝酸的反应是放热反应
C．燃料有足够的空气就能充分燃烧
D．放热反应的过程，都可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能、光能、电能等被释放出来的过程
【解析】　分解反应大多需提供热量破坏化学键，因而多数是吸热反应，A项正确；酸碱中和反应是典型的放热反应，B项正确；物质要燃烧，首先要达到着火点，即达到所需要的温度，其次要有足够的空气或其他反应物，C项错误；因化学反应的过程是“贮存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等释放出来的过程，或者是热能、电能或光能转化为物质内部的能量(化学能)被储存起来的过程，D项正确。
【答案】　C
3．下列说法正确的是(　　)
A．反应热是1 mol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ΔH＜0
C．任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D．在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓的差值来决定
【解析】　化学反应过程中释放或吸收的热量称为反应热，A项错误；当反应放热时ΔH<0，反应吸热时ΔH>0，B项错误；只有在等压条件下，化学反应的焓变才等于化学反应的反应热，因此C项错误；一个化学反应是吸热反应还是放热反应，取决于生成物和反应物的焓的差值，也可以根据断键时吸收的能量与成键时放出的能量大小判断，D项正确。
【答案】　D
4．已知H—H键键能(化学键断裂时吸收或形成时释放的能量)为436 kJ/mol，N—H键键能为391 kJ/mol，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol，可知NN键的键能是(　　)
A．431 kJ/mol　　　　　　　B．946 kJ/mol
C．649 kJ/mol D．896 kJ/mol
【解析】　本题主要考查利用化学键键能计算化学反应的能量变化，ΔH＝－(生成物键能总和－反应物键能总和)＝－[6EN—H－(3×EH—H＋EN≡N)]，得EN≡N＝6×EN—H－3×EH—H＋ΔH＝6×391 kJ/mol－3×436 kJ/mol－92.4 kJ/mol≈946 kJ/mol。故选B。
【答案】　B
5.

2011年9月29日我国成功发射的“天宫一号”飞行器的外壳覆盖了一种新型结构陶瓷材料，其主要成分是氮化硅，该陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温的氮气流中通过如下反应制得：
SiO2＋C＋N2高温,ＦSi3N4＋CO
该反应变化过程中的能量变化如图所示。回答以下问题。
(1)上述反应中的还原剂是__________，其还原产物是________。
(2)该反应________(填“吸热”或“放热”)，反应热ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。
【解析】　(1)SiO2＋C＋N2高温,ＦSi3N4＋CO，反应中碳元素的化合价由0升高到＋2，氮元素的化合价由0降低到－3。故反应中的还原剂是C，还原产物为Si3N4。
(2)该反应过程中，反应物的总能量大于反应产物的总能量，为放热反应，ΔH<0。
【答案】　(1)C　Si3N4　(2)放热　<
课时作业(一)　焓变　反应热
1．(2012·辽宁实验中学高二月考)下列反应中反应物总能量高于生成物总能量的是(　　)
A．二氧化碳与碳反应生成一氧化碳
B．碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气
C．碳酸钙受热分解
D．盐酸与氢氧化钠反应
【解析】　反应物总能量高于生成物总能量的反应应该是放热反应。
【答案】　D
2．下列说法中正确的是(　　)
A．物质发生化学反应都伴随着能量变化
B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．在一个确定的化学反应体系中，反应物的总焓与反应产物的总焓可能相同
D．在一个确定的化学反应体系中，反应物的总焓总是高于反应产物的总焓
【解析】　物质发生化学反应都伴随着能量的变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化、核变化(如原子弹的爆炸)也都伴有能量变化。在一个确定的化学反应体系中，反应物的总焓(设为x)与反应产物的总焓(设为y)之间的关系为：①x>y，化学反应为放热反应；②x<y，化学反应为吸热反应；③x≠y。故正确答案为A。
【答案】　A
3．C(s)＋H2O(g)高温,ＦCO(g)＋H2(g)是吸热反应，则CO(g)＋H2(g)高温,ＦC(s)＋H2O(g)是(　　)
A．放热反应，也是氧化还原反应
B．吸热反应，也是置换反应
C．既不是放热反应也不是吸热反应
D．无法判断是放热反应还是吸热反应
【解析】　某一反应正反应为吸热反应，则其逆反应一定是放热反应。
【答案】　A
4．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，生成了新物质硫化亚铁。该现象说明(　　)
A．该反应是吸热反应
B．该反应是放热反应
C．铁粉和硫粉在常温下容易发生反应
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
【解析】　本题可以根据反应条件及现象来判断该反应是吸热反应还是放热反应。铁粉和硫粉混合，停止加热后，反应仍可持续进行，说明该反应是放热反应，即生成物的总能量低于反应物的总能量。
【答案】　B
5．(2012·临沂高二月考)

右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是(　　)
A．硝酸铵　　　　　　　B．氯化镁
C．生石灰 D．食盐
【解析】　此加热杯中固体碎块在溶于水时应放出大量的热。
【答案】　C
6．下图所表示的反应是吸热反应的是(　　)

【解析】　只有反应物的能量低于生成物的能量，反应物变成生成物时才吸热。
【答案】　A
7．已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)，2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应，据此判断，下列说法中不正确的是(其他条件相同)(　　)
A．12 g碳所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量
C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
【解析】　对于放热反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量，C和CO的燃烧反应都是放热反应，C(s)＋O2(g)CO2(g)必然是放热反应，故C正确。由于CCO放热，COCO2放热，所以CCO2比CCO放出的热量要多，故D正确。反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)中，C并不是反应物的全部，所以12 g碳所具有的能量不一定高于28 g CO所具有的能量，故A项不正确。
【答案】　A
8.

(2012·南昌三中高二月考)最近意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子。N4分子结构如图，已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol NN放出942 kJ热量。根据以上信息和数据，则由N2气体生成1 mol气态N4的ΔH为(　　)
A．＋882 kJ/mol B．＋441 kJ/mol
C．－882 kJ/mol D．－441 kJ/mol
【解析】　由2N2===N4，可知ΔH＝(2×942－6×167)kJ/mol＝882 kJ/mol。
【答案】　A
9．(2012·大纲全国卷)反应 A＋B―→C(ΔH ＜0)分两步进行： ①A＋B―→X(ΔH＞0)，② X―→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)

【解析】　根据反应物和生成物能量的高低来分析、解决问题。化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。反应①的ΔH>0，为吸热反应，故可排除A项和C项。反应②的ΔH<0，为放热反应，B项错误，故选D。
【答案】　D

10．(2012·江苏高考)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(　　)
A．该反应为放热反应
B．催化剂能改变该反应的焓变
C．催化剂能降低该反应的活化能
D．逆反应的活化能大于正反应的活化能
【解析】　解本题的关键是正确理解图像的意义。不难看出，E1＞E2，正反应的活化能大于逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2＞0，故该反应为吸热反应，故A、D均错。催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，故B错，C对。
【答案】　C
11.

已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中的能量变化如图所示，则：
(1)a、b、c分别代表什么意义？
a________________；
b________________；
c________________。
(2)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(填“>”或“<”)。
【解析】　(1)H2(g)＋O2(g)与2H(g)＋O(g)之间的能量差是H2―→2H(g)和O2(g)―→O(g)过程中断开H—H键和O===O键需吸收的能量和。所以a代表旧键断裂吸收的能量，b代表2H(g)和O(g)结合成H2O(g)所放出的能量，c则代表断键所吸收的能量与成键所释放的能量之差，即反应热。
(2)由图可知该反应中反应物总能量高于生成物总能量，所以该反应为放热反应，ΔH＜0。
【答案】　(1)旧键断裂吸收的能量　生成新键放出的能量　反应热　(2)放热　<
12．在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：

(反应前)　　　　　　　　　　　　(反应后)
(1)下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是________。
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行
D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒
(2)若E1<E2，则生成物的总能量________(填“>”“<”或“＝”)反应物的总能量，为________(填“吸热”或“放热”)反应。
【解析】　(1)反应前后原子个数守恒，A对；任何反应(当然也包括非氧化还原反应)都有热量变化，B错；燃烧反应属放热反应，有时需加热达到着火点才能反应，所以C错；反应遵循质量和能量守恒，D对。(2)生成物总能量比反应物总能量高的反应为吸热反应，反之则为放热反应。
【答案】　(1)AD　(2)>　吸热
第2课时　热化学方程式　中和热的实验测定

●课标要求
1．正确书写热化学方程式。
2．了解中和反应热的测定。
●课标解读
1.认识热化学方程式的含义。能正确书写热化学方程式，并利用热化学方程式进行有关反应热的简单计算。
2．初步学习测定化学反应热的实验方法，并会误差分析。
●教学地位
热化学方程式是学习热化学的重要工具，教材从化学方程式只能表明反应物分子转化为生成物分子时原子重新组合的情况，而不能表明化学反应中的能量变化这个局限入手，说明介绍热化学方程式的必要性及热化学方程式的定义，重点介绍了书写热化学方程式的注意事项。化学方程式与放热反应、吸热反应、化学键知识联系紧密，通过学习，要培养学生的分析推理能力，掌握热化学方程式的书写技能。这是本章的重点考查内容之一。

●新课导入建议

阿基米德曾说过，给我一个足够长的杠杆，我可以撬动地球，而化学能量就是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。那么如何表示反应所放出或吸收的热量呢？
【提示】　通常用热化学方程式来表示反应所放出或吸收的热量。

●教学流程设计
课前预习安排：(1)看教材P3～4填写【课前自主导学】中的“知识1　热化学方程式”，并完成【思考交流1】。
(2)看教材P4～6填写【课前自主导学】中的“知识2　中和热的测定”，并完成【思考交流2】。⇒⇒步骤2：建议对【思考交流】1、2多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。
⇓
步骤6：师生互动完成【探究2】，可用【问题导思】中的问题由浅入深地进行，建议教师使用【教师备课资源】中的例题，拓展学生的思路。⇐步骤5：在老师指导下由学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中1、4两题，验证学生对探究点的理解掌握情况。⇐步骤4：教师通过【例1】和教材P3～4页讲解研析，对【探究1】中热化学方程式的书写注意事项进行总结。⇐
⇓
步骤7：教师通过【例2】和教材P4～6页讲解研析，对“探究2，中和热测定实验”的原理、步骤、误差分析等内容进行总结。⇒步骤8：在老师指导下由学生自主完成【课堂达标】中的2、3两题，验证学生对探究点的理解掌握情况。⇒步骤9：先让学生自主总结本课时学习的主要知识，然后对照【课堂小结】明确已学的内容、安排学生课下完成【课时作业】。
课　标　解　读
重　点　难　点
1.了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。

2.通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应反应热的实验方法。
1.热化学方程式的书写及正误判断。(重难点)
2.能正确分析测定中和热时误差产生的原因，并能采取适当的措施减小误差。(重点)

热化学方程式
1.概念：能表示参加反应的物质的量和反应热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物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。如：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol，表示在25 ℃，101 kPa，1 mol H2与mol O2完全反应生成液态水时放出的热量是285.8 kJ。
3．书写
氢气与碘蒸气化合反应的能量(或热量)变化，可用下式表示：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＝－14.9 kJ/mol，它与化学方程式H2＋I2△,Ｆ2HI相比较而言，其特点为
(1)指明了反应的温度和压强：若在25 ℃、101kPa时进行的反应，可不注明。
(2)注明了各物质的状态：s(固体)、l(液体)或g(气体)。
(3)在方程式的右边注明了ΔH的“＋”、“－”及数值。

1．(1)上述反应中若将化学计量数扩大一倍，其反应热如何变？
(2)若将该反应生成2HI(g)H2(g)＋I2(g)，其反应热又如何？
【提示】　(1)反应热数值也扩大一倍；(2)ΔH＝＋14.9 kJ/mol。

中和热的测定
1.中和热
(1)定义：

(2)表示方法：对于强酸和强碱的稀溶液反应，中和热基本上是相等的，表示为：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol。
2．中和热的测定
(1)实验目的：测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。
(2)实验装置：

(3)实验测量数据
①初始温度(t1)
测量方法是用一量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，倒入小烧杯中并测量其温度；用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液并测量其温度，取两温度平均值为t1。
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盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记录终止温度为t2。
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1 g·cm－3，反应后溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。该实验中盐酸和NaOH溶液反应放出的热量是0.418(t2－t1)kJ，中和热为0.418(t2－t1)/0.025_kJ/mol。

2．若用浓H2SO4与稀NaOH溶液反应，测得中和热的数值变吗？用醋酸溶液呢？
【提示】　因为浓H2SO4稀释过程中会放出热量，故测得中和热数值会偏大；而醋酸是弱电解质，电离需吸收热量，故测得数值会偏小。

书写热化学方程式——“五注意”
【问题导思】　
①热化学方程式中ΔH的正、负号如何确定？
【提示】　放热反应ΔH<0，吸热反应ΔH>0。
②同一物质的不同状态在写热化学方程式时的ΔH相同吗？
【提示】　不相同。
③同一反应用不同的计量数来表示，热化学方程式中的ΔH相同吗？
【提示】　不相同。
1．注意ΔH的符号
ΔH只能写在热化学方程式的右边，且中间留空格。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ/mol或kJ·mol－1。
2．注意测定条件
反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化学方程式时应注意ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25 ℃、101 kPa 下测定的，可不注明温度和压强。
3．注意物质的聚集状态
反应物和产物的聚集状态不同，反应热ΔH也不同。因此，书写热化学方程式必须注明物质的聚集状态。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用标“↑”和“↓”。
4．注意化学计量数
由于ΔH与反应完成的物质的量有关，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，则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。
例如，已知：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol
则：H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ/mol。
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol。
5．注意ΔH的单位
关于ΔH的单位“kJ/mol”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。

1．同一物质三态变化时的能量关系为：
固态液态气体吸热放热
2．热化学方程式是表示反应已完成的量，而不管反应是否真正完成，例如，300_℃时，氢气和碘蒸气反应的热化学方程式为H2(g)＋I2(g)2HI(g)__ΔH＝－12.84_kJ/mol，上式并不代表在300_℃时，将1_mol氢气和1_mol碘蒸气放在一起，就有12.84_kJ热量放出，而是代表有2_mol_HI(g)生成时，才有12.84_kJ热量放出。

　(2012·青岛十九中高二月考)N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是(　　)
A.N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋H2O(g)；
ΔH＝＋267 kJ·mol－1
B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)；
ΔH＝－534 kJ·mol－1
C．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)；
ΔH＝＋534 kJ·mol－1
D．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－133.5 kJ·mol－1
【解析】　该反应为放热反应，ΔH<0，A、C错；0.25 mol N2H4完全燃烧放出133.5 kJ的热量，则1 mol N2H4完全燃烧放出热量为534 kJ，B正确；D中H2O为液态，ΔH的值也不对。
【答案】　B

“四看法”快速判断热化学方程式的正误：
(1)看各物质聚集状态是否正确；
(2)看ΔH的“＋”“－”标注是否正确；
(3)看ΔH的单位是否为kJ/mol；
(4)看反应热数值与化学计量数是否对应。

1．已知在25 ℃，101 kPa 下，1 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出 48.4 kJ 能量。表示上述反应的热化学方程式正确的是(　　)
A．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)
ΔH＝－48.4 kJ/mol
B．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－5 517.6 kJ/mol
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝＋5 517.6 kJ/mol
D．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)
ΔH＝－48.4 kJ/mol
【解析】　辛烷燃烧是一个放热反应，ΔH<0，故C项错误；在25 ℃，101 kPa 下，1 mol C8H18燃烧生成CO2和液态水时放出热量为：×114 g＝5 517.6 kJ，故B项正确；A项中水的状态标错，且ΔH数值错误；D项中ΔH数值错误。
【答案】　B

中和热测定实验
【问题导思】　
①含1 mol H2SO4的稀溶液与足量NaOH反应放出的热量与中和热的数值相等？
【提示】　不相同，是中和热数值的2倍。
②实验中为什么要碱稍过量？
【提示】　保证酸完全反应。
③按实验中的用量，完全中和后放出的热量是中和热的数值吗？
【提示】　不是，因为只生成0.025 mol H2O。
　【实验目的】　测定在稀溶液中，强酸跟强碱反应生成1 mol水的反应热，即中和热，加深理解中和反应是放热反应。
【实验用品】　大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、量筒(50 mL)两个、温度计、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个孔)、环形玻璃搅拌棒、0.50 mol/L盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液、0.50 mol/L硝酸、0.55 mol/L KOH溶液。
【实验步骤】　以盐酸和NaOH溶液的反应为例。
①组装绝热装置，在大烧杯底部垫上泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平；然后在大、小烧杯之间填满泡沫塑料(或纸条)；再在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，如下图所示。

②向小烧杯中加入0.50 mol/L的盐酸50 mL，并用温度计测量盐酸的温度，然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
③用干净量筒量取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，计算盐酸和NaOH溶液的平均温度并记为t1。
④把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入盛有盐酸的小烧杯中，并把NaOH溶液一次倒入盛有盐酸的小烧杯中，盖好盖板，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t2(为保证上述反应能充分进行，实验时可以使酸或碱略过量)。
⑤重复：重复实验两次(取测量所得数据的平均值作为计算依据)。
⑥根据数据计算中和热。
⑦可用同样的方法分别测定同体积的KOH溶液与盐酸反应，NaOH溶液与硝酸反应的中和热。
【实验现象】　碱倒入酸中温度计温度会迅速升高(读取最高温度)。
【实验结论】　酸碱中和反应是放热反应。
利用Q＝cm Δt求出反应放出的能量，进而求出生成1 mol水时的焓变。
ΔH＝－kJ/mol。
【注意事项】　①作为量热的仪器装置，要尽量减少热量散失。a.其保温隔热的效果一定要好，在两烧杯缝隙中一定要塞满泡沫塑料(或纸条)；b.小烧杯杯口与大烧杯杯口相平；c.泡沫塑料板上的两个小孔要恰好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过；d.可改用保温