《反应热 第2课时》示范课教学设计【化学人教版高中选择性必修第一册(新课标)】

第一节反应热
第2课时热化学方程式燃烧热
◆教学目标
1.正确掌握反应热和焓变、燃烧热的含义。

2.了解热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。

3.理解燃烧热的概念，并能进行简单的计算。

◆教学重难点
1.认识热化学方程式的意义并正确书写。

2.燃烧热的热化学方程式的写法和有关燃烧热的简单的计算。

◆教学过程
【新课导入】
通过上节课的学习我们知道化学反应过程中的反应热与断裂反应物中化学键吸收的能量和形成生成物中化学键放出的能量有关，即能量的变化以发生变化的物质为基础的，那么如何更准确的表示一个化学反应的热效应？如何准确地描述物质间的化学反应及其能量变化？下面我们来学习热化学方程式。

【新知讲解】
【阅读理解】阅读教材p8、9的内容，理解热化学方程式的定义及表示意义。

【讲解】
一、热化学方程式
1.定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。

例如：H2(g)+Cl2(g) = 2HC l(g)ΔH＝－184.6 kJ/mol
该反应方程式表示l mol 气态H2和1mol气态Cl2反应生成2 mol 气态HCl时，放出184.6 kJ 的热量。

再如：H2(g)＋1/2O2(g) =H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，表示l mol 气态H2和1/2mol气态O2反应生成l mol 水蒸气，放出241.8 kJ 的热量。

(在101 kPa 和25 ℃时) H2(g) +1/2 O2 (g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示l mol 气态H2与1/2mol 气态O2反应在101 kPa 和25 ℃ 时，生成l mol 液态水，放出285.8 kJ 的热量。

【小结】热化学方程式表示意义，描述在一定条件下，一定量某状态下的物质，充分反应后所吸收或放出热量的多少。

【过渡】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。

那么热化学方程式的书写有什么要求或者需要注意哪些事项呢？
【交流讨论】学生阅读课本，总结书写热化学方程式注意事项。

【讲解】
2.书写热化学方程式的注意事项：
(1)需注明反应的温度和压强。

因反应的温度和压强不同时，其ΔH不同。

但中学化学中所用的ΔH的数据，一般都是在101 kPa 和25 ℃时的数据，因此可不特别注明。

但需注明ΔH的“＋”与“－”。

热化学方程式一般不要求写条件。

【思考】H2(g)＋1/2O2(g) =H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ/mol
H2(g)＋1/2O2 (g)=H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol
上述两个方程式的区别
【讲解】从上述两个热化学方程式可看出，l mol H2反应生成H2O(l)比生成H2O(g)多放出44 kJ 的热量。

产生的热量为什么不同？写热化学方程式应注意什么？H2O(g)转换为
H2O(l)要放出热量，所以相同物质聚集状态不同，能量不同，书写热化学方程式时应注明物质的聚集状态。

(2)要注明反应物和生成物的状态。

【讲解】物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。

通常气体用“g”、液体用“l”、固体用“s”、溶液用“aq”，且热化学方程式通常不用“↑”、“↓”。

【思考】H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ/mol
1/2 H2(g)+1/2Cl2(g) =HCl(g) ΔH＝－92.3 kJ/mol
上述两个方程式的区别？
【讲解】很明显，第一个反应的ΔH是第二个反应的2倍，原因是第一个反应的计量系数是第二个的2倍，因此，书写热化学方程式时，ΔH必须与方程式一一对应。

(3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。

对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。

(4)注意ΔH的单位是kJ/mol
【讲解】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，而是指每摩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，也就是“每摩尔反应”放出或吸收的热量。

【思考】已知2SO2(g) + O2(g) ℃2SO3(g) ΔH= -198 kJ/mol ，向密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生上述反应达平衡时，反应放热198 kJ。

上述叙述是否正确？
【讲解】
上述反应为可逆反应，充入2 mol SO2和1 mol O2不能生成2 mol SO2，所以放出的热量小于198 kJ。

(5)注意可逆反应的ΔH和实际放出热量的区别：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。

【课堂练习】
1.写出下列反应的热化学方程式：
(1)1 mol C2H5O H(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8 kJ热量：C2H5OH(l)＋
3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1366.8 kJ/mol 。

(2)1 mol C(石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ能量：C(石墨，s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ/mol
2.已知H2(g)＋F2(g)=2HF(g)ΔH＝－270 kJ/mol，下列说法正确的是()
A.2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量
B.1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
C.在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量
D.1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量
【答案】C
【解析】在热化学方程式中，ΔH的值与具体化学反应相对应，各物质前的计量数不再表示粒子数目，只表示物质的“物质的量”，故A、D错误；HF(g)→HF(l)会放出热量，故B 项中放出热量应大于270 kJ，故B错误；因该反应放热，故C正确。

【过渡】根据反应情况不同，反应热有多种，例如中和反应的反应热简称中和热，燃烧也是一类特殊反应，生活中我们利用燃烧物燃烧放出的热量，下面我们来研究燃烧热。

【阅读理解】阅读课本P 9、10，理解燃烧热。

【讲解】
二、燃烧热
1.定义：在101 kPa时，l mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

【交流讨论】学生讨论，归纳要点：
(1)在101 kPa时，生成指定产物是指，燃烧物中的C元素完全燃烧应生成CO2(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧；H元素燃烧生成液态水，而不是气态水蒸气；S元素生成气态
SO2；N元素生成N2(g)。

(2)燃烧热通常是由实验测得的，可以利用量热计测定。

(3)可燃物以l mol作为标准进行测量。

例：氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+1/2 O2 (g)＝H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol
【问题探究】燃烧热的理解与计算
1.表示燃烧热的ΔH一定为负值吗？
答案：是的。

因为燃烧属于放热反应，所以ΔH<0，但也可以描述成如CO的燃烧热为283 kJ·mol-1等形式。

2.表示燃烧热的热化学方程式与普通的热化学方程式有何不同?
答案：表示燃烧热的热化学方程式应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，而普通的热化学方程式对化学计量数没有特别要求。

3.表示氢气、碳、硫的燃烧热的热化学方程式中对应的指定产物分别是什么?
答案：氢气生成液态水，C生成CO2(g)，S生成SO2(g)。

4.可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热改变吗?如何配平表示可燃物燃烧热的热化学方程式?
答案：不改变。

燃烧热指101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，与参加反应的可燃物的物质的量多少无关。

配平表示可燃物燃烧热的热化学方程式时，先把可燃物的化学计量数定为1，再配平其他物质。

5.相同条件下，1 mol H2(g)与2 mol H2(g)完全燃烧生成液态水所放出的热量有何关系?分别用1 mol H2(g)与2 mol H2(g)完全燃烧放出的热量所计算出的氢气的燃烧热是否相同?
答案：相同条件下，2 mol H2(g)完全燃烧生成液态水所放出的热量是1 mol H2(g)完全燃烧生成液态水所放出热量的2倍。

分别用1 mol H2与2 mol H2完全燃烧放出的热量所计算出的氢气的燃烧热相同。

【课堂练习】
1、25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH＝－393.5 kJ·mol－1、ΔH＝－285.8 kJ·mol－1、ΔH＝－890.31 kJ·mol－1、ΔH＝－2 800 kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是()
A．C(s)＋1/2O2(g)=CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
B ．2H 2(g)＋O 2(g)=2H 2O(g) ΔH ＝－571.6 kJ·mol －
1
C ．CH 4(g)＋2O 2(g)=CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－890.31 kJ·mol －1
D.1/2C 6H 12O 6(s)＋3O 2(g)=3CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝－1 400 kJ·mol
－1 答案 D
解析：根据燃烧热的概念中生成指定产物的含义可知，CO 2(g)是C 的稳定氧化物，生成的H 2O 应该为液态，故只有D 正确。

2. 10 g 硫磺在O 2中完全燃烧生成气体，放出的热量能使 500 g H 2O 温度由18 ℃升至62.4 ℃，则硫磺的燃烧热为 ，热化学方程式为 。

解析：10 g 硫磺燃烧共放出热量为：Q ＝m·c(t 2－t 1)＝500 g × 4.18 × 10－3 kJ/(g·℃)(62.4－18)℃＝92.8 kJ ，则l mol(32 g)硫磺燃烧放热为g
mol g kJ 10328.921
-⋅⨯＝－297 kJ/mol ，硫磺的燃烧热为297 kJ/mol ，热化学方程式为：S(s)＋O 2(g)＝SO 2(g) ΔH ＝－297 kJ/mol
【课堂小结】
【课堂检测】
1．下列关于燃烧热的说法中正确的是( C )
A ．1 mol 物质燃烧所放出的热量
B ．常温下，可燃物燃烧放出的热量
C ．在1.01×105 Pa 时，1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量
D ．燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
解析：解答本题关键是：
注意条件→101 kPa →A 、B 项不明确；注意物质的量→可燃物1 mol →B 项不明确，表示燃烧热的化学方程式中可燃物化学式前的计量数为1，D 项不符合；注意产物→指定物质→
A 、
B 项没有交待。

2.甲醇属于可再生能源，可代替汽油作为汽车燃料。

下列表示甲醇燃烧热的化学方程式书
写正确的是(B)
A．CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋726.5 kJ/mol
B．CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－726.5 kJ/mol
C．CH3OH(l)＋3/2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－675.3 kJ/mol
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1 453 kJ/mol
解析：CH3OH燃烧的反应为放热反应，即ΔH<0；表示燃烧热时可燃物必须是1 mol，且要生成指定产物，即CH3OH燃烧时生成CO2气体和液态水。

3.下列热化学方程式中，正确的是(D)
A．甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为
CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
B．500℃、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成
NH3(g)放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－38.6 kJ·mol－1 C．HCl和NaO H反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1
D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
解析：燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，A项，产物气态水不属于稳定氧化物；B项，合成氨为可逆反应，在放出19.3 kJ热量时生成NH3的物质的量小于1 mol，因此N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH<－38.6 kJ·mol－1；C项，中和热是指强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量，而与生成水的物质的量的多少无关；D项，2 g H2的物质的量为1 mol，故2 mol H2燃烧生成液态水时放出热量应为571.6 kJ。

4．已知25 ℃、101 kPa下，如题图所示，石墨的燃烧热为393.51 kJ/mol，金刚石的燃烧热为395.41 kJ/mol。

下列说法或表达正确的是(B)
A．金刚石比石墨稳定
B．C(s、石墨)=C(s、金刚石)ΔH＝＋1.9 kJ/mol
C．ΔH1<ΔH2
D．如果石墨燃烧产物为CO(g)，则放出热量大于|ΔH1|
解析：据图可知1 mol金刚石比1 mol石墨能量高(据燃烧热知高1.9 kJ)，故石墨更稳定，1 mol石墨转化为金刚石需吸收1.9 kJ热量，故A错，B对；因ΔH1、ΔH2为负值，故
ΔH1>ΔH2，C错；若石墨燃烧产物为CO(g)，即不完全燃烧，则放出热量小于|ΔH1|，D 错。

5.依据实验数据，写出下列反应的热化学方程式。

(1)1 mol C2H4(g)与足量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1411 kJ的热量。

(2)2 mol Al(s)与足量O2(g)反应，生成Al2O3(s)，放出1669.8 kJ的热量。

(3)18 g葡萄糖与足量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出280.4 kJ的热量。

解析：书写热化学方程式时，要注意反应热的绝对值与化学计量数是否对应。

放热时ΔH<0，吸热时ΔH>0。

答案：(1)C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-1411 kJ·mol-1
(2)2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s)ΔH=-1669.8 kJ·mol-1
(3)C6H12O6(s)+6O2(g)=6H2O(l)+6CO2(g)ΔH=-2804 kJ·mol-1。