反應熱與熱化學方程式教案

第1講反應熱與熱化學方程式

Ⅰ.知識回顧

一．反應熱焓變

1．反應熱通常情況下的反應熱即焓變，用ΔH表示，單位＿＿＿。

舊鍵的斷裂＿＿＿能量；新鍵的形成＿＿＿能量，總能量的變化取決於上述兩個過程能量變化的相對大小。吸熱反應：＿＿者>＿＿者；放熱反應：＿＿者<＿＿者。

2．化學反應中能量變化與反應物和生成物總能量的關係

放出熱量吸收熱量

前者為反應

3．放熱反應ΔH為“或ΔH吸熱反應ΔH為“”或ΔH?H＝E（的總能量）－E（的總能量）

?H＝E（的鍵能總和）－E（的鍵能總和）

4．常見放熱反應和吸熱反應

⑴常見放熱反應①②⑵常見吸熱反應①②

5．反應熱的測量儀器叫量熱計

二．熱化學方程式及其書寫

1．熱化學方程式是指。

既表明了化學反應中的變化，也表明了化學反應中的。

2．書寫注意事項：

⑴應註明反應物和生成物的狀態；固體（），液體（），氣體（）；不用↑和↓（因已註明狀態）。（若為同素異形體、要註明名稱），因為物質呈現哪一種聚集狀態，與它們所具有的能量有關，即反應物的物質相同，狀態不同，△H也不同。

⑵要註明反應温度和壓強。因為△H的大小和反應的温度、壓強有關，如不註明，即表示在101kPa和25°C。⑶熱化學方程式中的化學計量數不表示分子個數，而是表示，故化學計量數可以是整數，也可以是分數。相同物質的化學反應，當化學計量數改變時，其△H也同等倍數的改變。

如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=－571.6kJ/mol

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH=－285.8kJ/mol

⑷△H的表示：在熱化學方程式中△H的“＋”“－”一定要註明，“＋”代表，“－”

代表。△H的單位是：或。

⑸熱化學方程式具有加和性，化學式前面的計量數必須與△H相對應；反應逆向進行時，△H值不變，符號相反。

三．燃燒熱和中和熱

1．燃燒熱是指kJ/mol。

幾個注意點：

①研究條件：25℃,101kPa

②反應程度：完全燃燒，產物是穩定的氧化物。

③燃燒物的物質的量：1mol

④在沒有特別説明的情況下，外界壓強一般指25℃,101kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化，它是指物質中的下列元素完全轉變成對應的穩定物。如：C→CO2(g)、H→H2O（l）、S→SO2（g）

2．中和熱是。

中和熱的表示：（一般為強酸與強鹼）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=－57.3kJ／mol。

弱酸、弱鹼電離時要吸熱，△H>—57.3KJ/mol

3．中和熱的測定

實驗原理：△H＝－4.18m(t2?t1)

n(H2O)?10KJ/mol-3

實驗用品：

實驗步驟：⑴準備（保温）；⑵量取鹽酸（定量、測温）；⑶量取燒鹼（定量、測温）；⑷混合（測温）；⑸

計算，分析誤差。

四．蓋斯定律：

對於一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應焓變是______________的。這就是蓋斯定律。也就是説，化學反應的反應熱只與反應反應物和生成物有關，而與具體的反應進行的途徑無關。

五．能源

百年時間，但化石燃料是一種的資源。所以必需重視開發新能源。

新能源有等，這些新能源的特點是。

思考：把下列14種能源按要求填入下表，並指出哪些是不可再生能源。

煤、石油、水力、汽油、鈾、薪柴、酒精、天然氣、液化氣、熱水、煤氣、蒸汽、風力、電

II．突破重難點

重難點1.化學反應中的能量變化、焓變

【例題1】已知反應X+Y==M+N為放熱反應，該反應的下列説法中正確的是（）

A．X能量一定高於M；

B．Y的能量一定高於N；

C．X和Y的總能量一定高於M和N的總能量；

D．因該反應為放熱反應，所以一定不必加熱就可以發生。

重難點2.熱化學方程式的'書寫

【例題2】已知在25℃，101kPa下，1gC8H18（辛烷）燃燒生成二氧化碳和液態水時，放出48.40kJ熱量。表示辛烷燃燒熱的熱化學方程式正確的是（）

A．C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)ΔH=－48.40kJ/mol

B．C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=－5518kJ/mol

C．C8H18(l)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=+5518kJ/mol

D．2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l)ΔH=－11036kJ/mol

【變式訓練】25℃、101KPa時，1g甲醇完全燃燒生成CO2和液態水，同時放出22.68kJ熱量，寫出該物質燃燒熱的熱化學方程式

重難點3反應熱計算

【例題3】拆開lmolH—H鍵、lmolN－H鍵、lmolN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則

1molN2生成NH3的反應熱為591UP有效學習的平台()，1molH2生成NH3的反應熱為。

【例題4】已知：BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g)?H??571．2kJ·mol?1

Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s)?H??1473．2kJ·mol?1

Ba(s)+S(s)=BaS(g)?H??460kJ·mol?1

請回答：C(s)和O2(g)反應生成CO(g)

【變式訓練】已知CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)△H1＝－574kJ·mol-1

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)△H2

若1molCH4還原NO2至N2，整個過程中放出的熱量為867kJ，則△H2＝。

【例題5】蓋斯定律在生成和科學研究中有很重要的意義，有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但可以利用蓋斯定律間接計算求得。

⑴由於C燃燒時不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，反應C(s)+1O2(g)=CO(g)的反應熱無法直接2

測得，但該反應的反應熱可由以下兩個反應的反應熱計算求得：

C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=－393.5kJ·mol—1CO(g)+1O2(g)=CO2(g)ΔH=－283kJ·mol—12

寫出C轉化為CO的熱化學方程式：。

⑵同素異形體相互轉化的反應熱小而且轉化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難。通過下列兩個

反應可以間接求得石墨轉化為金剛石的反應熱：

C(s、金剛石)+O2(g)=CO2(g)ΔH=－395.4kJ·mol—1C(s、石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=－393.5kJ·mol—1①石墨和金剛石相比，的穩定性更大，石墨轉化為金剛石的熱化學方程式為。②理論上能否用石墨合成金剛石？，若能，需要的條件是；若不能，理由是。

【教師點撥】

【例題6】已知1molCO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283kJ熱量；1mol氫氣完全燃燒生成液態水放出286kJ熱量；1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態水放出890kJ熱量。

⑴

⑵若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣，放出熱量890kJ。（填“＞”、“＜”、“＝”）⑶若將amolCH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒，生成CO2氣體和液態水時，則放出熱量Q的取值範圍是。

⑷若將amolCH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒，生成CO2氣體和液態水，且CO2和水的物質的量相等時，則放出熱量Q的的取值範圍是：。

重難點4中和熱

【例題7】含1molBa(OH)2的稀溶液與足量稀鹽酸反應，放出熱量114.6kJ．下列熱化學方程式中，正確的是()

A．Ba(OH)2(aq)＋2HCl(aq)=BaCl2(aq)＋2H2O(l)△H＝+114.6kJ/mol

B．Ba(OH)2(aq)＋2HCl(aq)=BaCl2(aq)＋2H2O(l)△H＝－114.6kJ/mol

C．1/2Ba(OH)2(aq)＋HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)＋H2O(l)△H＝－57.3kJ/mol

D．1/2Ba(OH)2(aq)＋HCl(aq)=1/2BaCl2(aq)＋H2O(l)△H＝+57.3kJ/mol

【例題8】50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。回答下列問題：

（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是。

（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是。

（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數值（填“偏大”、“偏

小”、“無影響”）。

（4）實驗中60mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應，與上

述實驗相比，所放出的熱量（填“相等”、“不相等”），所求中和熱

（填“相等”、“不相等”），簡述理由

。

（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會（均填“偏大”、“偏小”、“無影響”）；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會（均填“偏大”、“偏小”、“無影響”）。

【例題9】燃燒0.10g酒精（C2H5OH）生成液態水和CO2，放出的熱量能使100g水升高温度7.12℃，計算酒

-1精的燃燒熱。（水的比熱容為4.184J·g-1·℃）

III．鞏固練習

1．()下列説法不正確的是

A．物質發生化學反應的反應熱僅指反應放出的熱量

B．熱反應方程式中各物質的化學計量數只表示物質的量，不表示分子個數

C．所有的燃燒都是放熱反應

D．熱化學方程式中分子式前面的化學計量數可以是分數

2．()下列各組熱化學方程式中，化學反應的△H前者大於後者的是

1①C(s)＋O2(g)===CO2(g)△H1C(s)2(g)===CO(g)△H22

②S(s)＋O2(g)===SO2(g)△H3S(g)＋O2(g)===SO2(g)△H4

1③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)△H52H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)△H62

④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)△H7CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)△H8

A．①B．④C．②③④D．①②③

3．()氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷的熱化學方程式分別為：

H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)；△H＝－285.8kJ/mol

CO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－283.0kJ/mol

C8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)；△H＝－5518kJ/mol

CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；△H＝－890.31kJ/mol

相同質量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時，放出熱量最少的是

A．H2(g)B．CO(g)C．C8H18(l)D．CH4(g)

4．()已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳和液態水，並放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是

A．2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－4bkJ/mol

B．C2H2（g）＋5

2O2（g）＝2CO2（g）＋H2O（l）ΔH＝2bkJ/mol

C．2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－2bkJ/mol

D．2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝bkJ/mol

5．()化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。共價鍵的鍵能是兩種原子間形成1mol共價鍵（或其逆過程）時釋放（或吸收）的能量。現已知H—H鍵鍵能為436kJ/mol，H—N鍵鍵能為391kJ/mol。根據熱化學方程式N2(g)+3H2(g)

A．431kJ·mol—12NH3(g)；ΔH=－92.4kJ·mol—1，計算N≡N鍵的鍵能是—1—1—1B．946kJ·molC．649kJ·molD．896kJ·mol

6．()25℃，101kPa時，強酸與強鹼的稀溶液發生中和反應的中和熱為57.3kJ/mol，辛烷的燃燒熱為5518kJ/mol。下列熱化學方程式書寫正確的是

2+——A．2H+(aq)+SO2BaSO4(s)+2H2O(1)?H=－57.3kJ/mol4(aq)+Ba(aq)+2OH(aq)===

B．KOH(aq)+1/2H2SO4(aq)===1/2K2SO4(aq)+H2O(l)?H=－57.3kJ/mol

C．C8H18(1)+25/2O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g)?H=－5518kJ/mol

D．2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(1)?H=－5518kJ/mol

7．()下列熱化學方程式正確的是（ΔH的絕對值均正確）

A．C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)ΔH=－1367.0kJ/mol（燃燒熱）

B．NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=+57.3kJ/mol（中和熱）

C．S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=－269kJ/mol（反應熱）

D．2NO2=O2+2NOΔH=+116.2kJ/mol（反應熱）

8．()已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ/mol

Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+1/2O2(g)ΔH=-226kJ/mol根據以上熱化學方程式判斷，下列説法正確的是

A．CO的燃燒熱為283kJ

B．右圖可表示為CO生成CO2的反應過程和能量關係

C．2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)ΔH＞－452kJ/mol

D．CO(g)與Na2O2(s)反應放出509kJ熱量時，電子轉移數為6.02×10

9．()已知熱化學方程式：

H2O(g)＝H2(g)+

H2(g)+1

21223O2(g)△H=+241.8kJ／molO2(g)＝H2O(1)△H=－285.8kJ／mol

當1g液態水變為水蒸氣時，其熱量變化是。

A．△H=+88kJ/molB．△H=+2.44kJ/molC．△H=－4.98kJ/molD．△H=－43kJ/mol

10．已知：CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l)△H═－890kJ/mol,現有甲烷和一氧化碳混合氣體0.75mol,完全燃燒後,生成二氧化碳氣體和液態水18g,並放出515kJ熱量,則CO燃燒的熱化學方程式為.

11．已知CaCO3(s)═CaO(s)十CO2(g)△H═+175.7kJ·mol-1；C(s)十O2(g)═CO2(g)△H═－393.5kJ·mol-1求ltCaCO3分解生成生石灰理論上需含雜質為10%的焦炭多少千克？

12．已知下列反應的反應熱為：

(1)CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)△H1==－870.3kJ/mol。

(2)C(s)+O2(g)==CO2(g)△H2═－393.5kJ/mol。

(3)H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)△H3=－285.8kJ/mol

試計算下列反應的反應熱：C(s)+2H2(g)+CO2(g)==CH3COOH(l)△kJ·mol-1。

13．已知：O2(g)＝O2+(g)+e-△H1=+1175.7kJ·mol-1

PtF6(g)+e-＝PtF6-(g)△H2=－771.1kJ·mol-1

O2+P1F6-(S)＝O2+(g)+P1F6(g)-△H3=+482.2kJ·mol-1

則反應O2(g）+PtF6(g)=O2+P1F6-(S)的△H=__________kJ·mol-1。

14．CO、CH4均為常見的可燃性氣體。

(1)等體積的CO和CH4在相同條件下分別完全燃燒，轉移的電子數之比是。

(2)已知在101kPa時，CO的燃燒熱為283kJ/mol。相同條件下，若2molCH4完全燃燒生成液態水，所放出的熱量為1molCO完全燃燒放出熱量的6.30倍，CH4完全燃燒熱化學方程式是：。

(3)120℃、101kPa下，amL由CO、CH4組成的混合氣體在bmLO2中完全燃燒後，恢復到原温度和壓強。①若混合氣體與O2恰好完全反應，產生bmLCO2，則混合氣體中CH4的體積分數為（保留