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高中三年级化学教案:物质能量变化专题

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2015-09-06

五、常见的吸热反应与放热反应

常见吸热反应:所有盐的水解和电离过程、大多数的分解反应。

常见放热反应:燃烧、爆炸反应、金属与酸的置换、酸碱中和反应、2NO2 N2O4、大多数的化合反应是放热的。

六、误点警示

1.吸热反应一定需要加热才能发生吗?

答:吸热反应不一定需要加热才能发生,如氢氧化钡晶体[Ba(OH)2?8H2O]和氯化铵晶体的反应为吸热反应,但只要用玻璃棒搅拌混合,温度即迅速降低,同时有刺激性气体产生,说明该反应已进行。加热只是反应所需的一种条件,放热、吸热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小,只要反应物总能量大于生成物总能量,反应一定放热,反之,就一定吸热。有的放热反应如碳的燃烧需要加热到着火点才能进行。

2、中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。若反应过程中有其他物质生成,这部分反应热也不在中和热内。

以下反应热均非中和热:

①H2SO4(aq)+ Ba(OH)2(aq)== BaSO4(s)+ H2O(1) (此处还有BaSO4(s)的生成热);

②NaOH(s)+HCl(aq)==NaCl(aq)+H2O(此处还有NaOH的溶解热);

③CH3COOH(aq)+NaOH(aq)==CH3COONa(aq)+H2O(1)(此处还有CH3COOH电离热)。

3.已知:H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) ΔH = - 184.6 kJ?mol-1,能由此判断出氢气的燃烧热为184.6 KJ?mol-1吗?已知2C2H2 (g) + 5 O2 (g) 4 CO2 (g) + 2 H2O(l); △H =-2600kJ?mol-1,能说乙炔的燃烧热为-2600kJ?mol-1吗?另外,物质的燃烧热大,其产生的火焰温度就高吗?

答:“燃烧热”的定义是:在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物(或单质)时放出的能量。完全燃烧,是指物质中下列元素完全转变成对应的物质:C→CO2(g),H→H2O(l),P→P2O5(s),N→N2(g),S→SO2(g)。生成不稳定的氧化物所放出的热量不是燃烧热,如:C→CO(g),H→H2O(g)。氢气在氯气中虽能燃烧,但其热效应却不是燃烧热,只能称为反应热。

燃烧热叙说有两种形式:一是用文字表示,此时只能用相应的数值和单位,不能用“―”号。如乙炔的燃烧热为1300kJ?mol-1;一是用△H表示,此时需用负号表示,如乙炔的燃烧热△H =-1300kJ?mol-1。火焰的温度与可燃物的燃烧热和热量损失(如生成的水等)有关。燃烧热相差不大时,生成的水越多,热量损失就越多,火焰温度就低。

【知识热点回顾】

一、燃烧热和中和热的概念

1.中和热

⑴概念:在101kPa时,1mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ/mol表示。

⑵注意:燃烧热是反应热的一种形式。使用燃烧热的概念时要理解下列要点:①规定是在101 kPa压强下测出热量。书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。因为压强不同,反应热有所不同。②规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性)。因此,表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中,可燃物的化学计量数为1,其他物质的化学计量数常出现分数。例如,C8H18的燃烧热为5518kJ/mol,用热化学方程式表示则为

C8H18(l)+ O2(g)= 8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ/mol

③规定生成物为稳定的氧化物.例如C→ CO2、H →H2O(l)、S →SO2等。

C(s)+ O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g);△H=-393.5kJ/mol

C的燃烧热为393.5kJ/mol而不是110.5kJ/mol。

④叙述燃烧热时,用正值,在热化学方程式中用△H表示时取负值。例如,CH4的燃烧热为890.3kJ/mol,而△H=-890.3kJ/mol。必须以1mol可燃物燃烧为标准。

⑶表示的意义:例如C的燃烧热为393.5kJ/mol,表示在101kPa时,1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

2.中和热

⑴概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O,这时的反应热叫中和热。

⑵中和热的表示:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol

⑶注意:①这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c(H+)≤1mol/L,碱溶液中的c(OH-)≤1mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。②强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应(即与酸、碱的种类无关),通过许多次实验测定,1molH+和1molOH-反应生成1molH2O时,放出热量57.3kJ。其热化学方程式为

H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);△H=-57.3kJ/mol

③中和热是以生成1molH2O为基准,因为表示中和热的热化学方程式中,水的化学计量数为1,其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数.必须以生成1mol水为标准;中和反应对象为稀溶液;强酸与强碱中和时生成1mol H2O均放热57.3kJ,弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。

二、燃烧热和中和热的比较

燃烧热中和热

概念在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O,这时的反应热叫做中和热。

定义理解⑴规定在101kPa压强下测出热量,因为压强不定,反应热数值不相同;

⑵规定可燃物物质的量为1mol;

⑶规定可燃物完全燃烧生成稳定化合物的热量为标准。⑴必须是酸和碱的稀溶液,因为浓酸和浓碱在相互稀释时会放热;

⑵强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l)的中和热均为57.3kJ/mol,而弱酸或弱碱中和反应中由于电离吸收热量,中和热小于57.3kJ/mol;⑶以1molH2O为基准

三、热化学方程式

1.热化学方程式的含义

⑴热化学方程式必须标出能量变化。

⑵热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态,因为反应热除跟物质的量有关外,还与反应物和生成物的聚集状态有关。

⑶热化学方程式中加各物质的化学计量数只表示物质的量,因此可以用分数,但要注意反应热也发生相应变化。

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