化学反应与热量的变化教学案

01 化学反应与能量的变化

【知识梳理】

１、常见的吸热反应和放热反应

2、吸热反应和放热反应的定义

⑴从化学键角度

⑵从能量的角度

⑶从反应热的角度

３、反应热

⑴定义：

⑵符号：⑶单位；

⑷可直接测量，测量仪器叫量热计

⑸反应热产生的原因（微观讨论）

以H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)为例：

①化学键断裂时需要吸收热量

②化学键形成时要释放热量

吸热和放热的差值即为反应热

4、反应热的计算

（1）根据键能数据计算；ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。

（2）根据热化学方程式计算；将ΔH看作热化学方程式中的一项，再按有关方程式的计算步骤、格式进行计算，得出有关数据。

5、热化学方程式

（1）定义

（2）热化学方程式的含义

热化学方程式不仅表示了化学反应中的变化，也表明了化学反应中的变化。

（3）书写热化学方程式时的注意点

四、盖斯定律及其应用

盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的，这就是盖斯定律。【典例精析】

例1.对下列化学反应热现象，不正确的说法是()

A．放热的反应发生时不必加热

B．化学反应一定有能量变化

C．吸热反应需要加热后才能发生

D．化学反应热效应数值与参加反应物质多少有关

例2.下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者大于后者的是()

①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；△H1C(s)＋

1

2O2(g)===CO(g)；

△H2

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

③H2(g)＋

1

2O2(g)===H2O(l)；

△H52H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；△H6

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

A．①B．④C．②③④D．①②③

例3.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)；

△H= + 49．0 kJ·mol－1

②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)；△H=－192．9 kJ·mol－1

下列说法正确的是()

A．CH3OH的燃烧热为192．9 kJ·mol－1

B．反应①中的能量变化如右图所示

C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

D．根据②推知反应：CH3OH(l)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的△H>－192．9kJ·mol－1

例4. ()已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是A．H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)；△H= +242kJ·mol-1

B．2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)；△H= -484kJ·mol-1

C．H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g)；△H= +242kJ·mol-1

D．2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)；△H= +484kJ·mol-1

例5.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)；△H= —571.68kJ·mol-1 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)；△H= —282.9kJ·mol-1某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为()

A．2：1B．1：2C．1：1D．2：3

例6.在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是() A．CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H= +725.8 kJ/mol

B．2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）；△H= -1452 kJ/mol

C．2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）；△H= -725.8 kJ/mol

D．2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）；△H= +1452 kJ/mol

例7. 科学家盖斯曾提出：―不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。‖利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。

①P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；△H1=-2983.2kJ/mol

②P (s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；△H2

=-738.5kJ/mol

则白磷转化为红磷的热化学方程式 。相同的状况下，能量较低的是 ；白磷的稳定性比红磷 （添―高‖或―低‖）。

例8.CH

，有关化学键的键能如下：

试计算该反应的反应热。

【反馈练习】

1.化学反应中常常伴有能量变化，下列说法错误的是 ( ) A 原电池是将部分化学能转化为电能 B TNT 爆炸是将部分化学能转化为动能 C 铝热反应是将部分化学能转化为热能 D 甲烷燃烧是将全部的化学能转化为热能

2.分析右面的能量变化示意图，确定下列选项中正确的是( )

A.2 A （g ）+ B(g)

2 C （g ）；△H ＜0

B.2 A （g ）+ B(g) 2 C

（g ）； △H ＞0 2 C ；△H ＜0

C.2A + B 2 A +B ；△H ＜0

D.2C 3.已知在25、101Kpa 下，1g C 8H 18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40KJ 热量。则表示上述反应的热化学方程式正确的是 ( )

A. 2C 8H 18(l)+25O 2(g)=16CO 2(g)+18H 2O(g)；△H =-96.80KJ/mol

B. 2C 8H 18(l)+25O 2(g)=16CO 2(g)+18H 2O(l)；△H =-11035.20KJ/mol

C. 2C 8H 18(g)+25O 2(g)=16CO 2(g)+18H 2O(l)；△H =+11035.20KJ/mol

D. 2C 8H 18(l)+25O 2(g)=16CO 2(g)+18H 2O(g)；△H =-96.80KJ/mol

4.使18g 焦炭发生不完全燃烧，所得气体中CO 占1/3体积，CO 2占2/3体积，已知： C(s)+1/2O 2(g)＝CO(g) △H ＝－Q 1kJ/mol ，CO(g)＋1/2O 2(g)＝CO 2(g) △H ＝－Q 2kJ/mol 与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是 ( ) A ．1/2Q 2 kJ B ．1/3Q 2 kJ C ．1/3（Q 1+Q 2）kJ D ．1/3Q 1 kJ

5.现有 CO ，H 2，CO 2组成的混合气体11

6.6升(标况),经完全燃烧后放出的总热量为86

7.9KJ,并生成18克H 2O(L),已知2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2O(L)；△H=-571.6KJ/mol ,CO(g)+1/2O 2=CO 2 (g); △H=-282.8KJ/mol,则燃烧前混合气体中CO 的体积分数最接近于 （ ）

A 80%

B 60%

C 40%

D 20%

6.肼（N 2H 4）是火箭发动机的一种燃料，反应时N 2O 4为氧化剂，反应生成N 2和水蒸气。已知：N 2(g) + 2O 2(g)＝N 2O 4(g)； △H ＝+ 8.7kJ/mol N 2H 4(g) + O 2(g)＝N 2(g) + 2H 2O(g)； △H ＝–534 kJ/mol

下列表示肼和N 2O 4反应的热化学方程式，正确的是 ( )

A. 2N 2H 4(g) + N 2O 4(g) ＝ 3N 2(g) + 4H 2O(g)； △H ＝–1076.7 kJ/mol

B. N 2H 4(g) + 1/2N 2O 4(g) ＝3/2N 2(g) + 2H 2O(g)； △H ＝–1076.7 kJ/mol

C. 2N 2H 4(g) + N 2O 4(g) ＝ 3N 2(g) + 4H 2O(g)； △H ＝–542.7 kJ/mol

D. 2N 2H 4(g) + N 2O 4(g) ＝ 3N 2(g) + 4H 2O(g)； △H ＝–1059.3 kJ/mol

7.根据热化学方程式(101 KPa) S(s) +O 2 (g)=SO 2 (g); △H=-297.23KJ/mol 分析下列说法不正确的是 （ ） A S 的燃烧热为297.23KJ/mol B S(g) +O 2 (g)=SO 2 (g) 放出的热量大于297.23KJ

C S(g) +O 2 (g)=SO 2 (g) 放出的热量小于297.23KJ

D 形成1mol SO 2化学键所释放总能量大于断裂1molS(s)和1molO 2 (g)的化学键所吸收的总能量

8.已知某温度下的热化学方程式：2SO 2（气）+O 2（气）2SO 3；△H= -197KJ/mol ，在同温同压下，向密闭容器中通

入2molSO 2和1molO 2，达平衡时放出热量Q 1KJ ；向另一相同的密闭容器中通入1.5molSO 2，0.75molO 2和0.5molSO 3，达平衡时放出热量Q 2KJ 。下列关系正确的是 ( ) A ．Q 1=Q 2=197 B ．Q 1=Q 2<197 C ．Q 1

9.已知1mol CO 气体完全燃烧生成CO 2气体，放出283KJ 热量，1mol 氢气完全燃烧生成液态水放出286KJ 热量，1mol CH 4

气体完全燃烧生成CO 2气体和液态水放出890KJ 热

⑴ 写出H 2完全燃烧热化学方程式

⑵ 若1mol CH 4气体完全燃烧生成CO 2气体和水蒸汽，放出热量 890KJ （填― =‖、―>‖‖<‖）

⑶ 若将a mol CH 4，CO ，H 2混合气体完全燃烧，生成CO 2气体和水蒸汽，则放出热量（Q ）的取值范围是 ⑷若将a mol CH 4，CO ，H 2混合气体完全燃烧，生成CO 2气体和水蒸汽，且CO 2和H 2O 物质的量相等，则放出热量（Q ）

的取值范围是 10.已知下列两个热化学方程式；

H 2(g)+

2

1

O 2(g)===H 2O(1)； △H=－285.0kJ/mol C 3H 8(g)+5O 2(g)===3CO 2(g)+4H 2O(1)； △H=－2220.0kJ/mol

（1）实验测得H 2和C 3H 8的混合气体共5mol ，完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H 2和C 3H 8的体积

比是 。 （2）已知：H 2O(1)=H 2O(g)；△H=+44.0kJ/mol

写出丙烷燃烧生成CO 2和气态水的热化学方程式。

11.化学键的键能是指气态原子间形成1mol 化学键时释放的能量。如：

H(g)＋I(g)→H －I(g)＋297KJ 即H －I 键的键能为297KJ·mol －

1，也可以理解为破坏1mol H －I 键需要吸收297KJ 的热量。

（单位：KJ·mol －

1）

阅读上述信息，回答下列问题：

(1)根据表中数据判断CCl 4的稳定性 （填―大于‖或―小于‖）CF 4的稳定性。试预测C －Br 键的键能范围_________

(2)结合表中数据和热化学方程式H 2(g)＋Cl 2(g)=2HCl(g) ΔH= —QKJ/ mol ；通过计算确定热化学方程式中Q 的值

为 。 (3)卤代烃RX 在同样条件下发生碱性水解反应时，RF 、RCl 、RBr 、RI （R 相同）的反应活性由大到小的顺序是

_________________________________。

(4)有人认为：H －O 键的键能大于H －S 键的键能，所以H 2O 的熔沸点高于H 2S 的熔沸点。你是否赞同这种观点？如不

赞同，请说出你的解释。 。

12..已知下列反应的热化学方程式为： (1) C(s)+O 2(g)=CO 2(g) △H 1= -393.5kJ/mol (2) CH 3COOH(l)+2O 2(g)=2CO 2(g)+2H 2O(l) △H 2= -870.3kJ/mol (3) H 2(g)+1/2O 2(g)=H 2O(l) △H 3= -285.8kJ/mol

试计算下列反应的反应热：2C(s)+2H 2(g)+O 2(g)=CH 3COOH(l)