第一节化学反应的热效应教案

2.

热化学方程式意义：

表明了物质变化情况

表明化学反应中的焓变

书写注意事项

注明各物质的聚集状态

标出的数值和符号

化学计量系数可以是分数也可以是整数

反应焓变的数值必须与化学计量系数相对应

在后必须要注明温度

【例2】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.

B.

C.

D.

解析：由放热反应为“－”；吸热反应为“＋”可知，B、C项是放热反应，属于选择范围。1gCH3OH完全燃烧放热22.68KJ热量，则2molCH3OH完全燃烧放热为22.68KJ ×32×2＝1452KJ，故B项正确。

答案：B

点金之笔：放热时ΔH<0而吸热时ΔH>0，且ΔH要与化学计量系数相对应。

3.反应焓变的计算

由于焓(H)是状态函数，所以ΔH只与体系的始、末状态有关而与“历程”无关。可见，只要反应物和产物的状态确定了，反应的热效应也就确定了，反应是否有中间步骤或有无催化剂介入等均对反应热数值没有影响。1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实的基础上提出：“一个化学反应不管是一步完成的，还是多步完成的，其热效应总是相同的。”这叫做盖斯定律。可以看出，盖斯定律实际上是“内能和焓是状态函数”这一结论的进一步体现。利用这一定律可以从已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应。

【例3】实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH，根据盖斯定律求ΔH4

CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH１＝－890.3kJ·mol－1(1)

C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH２＝－393·5kJ·mol－1 (2)

H2(g)＋

2

1

O2(g)＝H2O(l) ΔH3＝－285.8kJ·mol－1 (3) C(石墨)＋2H2(g)＝CH4(g)ΔH4＝？(4)

解析：利用盖斯定律可以设计如下过程：

可见ΔH 4＝ΔH 2＋2ΔH 3－ΔH 1＝－393.5＋2(－285.8)－(－890.3)＝－74.8kJ ·mol －1

答案：ΔH 4＝－74.8kJ ·mol －1

点金之笔：用设计途径来计算时，一目了然。

易错警示

易错点:不能正确把握吸热反应和放热反应的ΔH 的正负，从而无法正确对ΔH 的大小进行比较。

【例4】已知（1）

（2）

（3） （4）

下列关系式正确的是（ ）

A. a

B. b>d>0

C. 2a ＝b<0

D. 2c ＝d>0

易错误区：ΔH 比较时只注重了数值的大小。

错解：由前两个反应可看出第二个反应的系数是第一个的2倍，同样第四个的系数是第三的2倍，则有2a ＝b>0 2c ＝d>0；生成液态水要比生成气态水放热多，故d>b 、 c>a 。 正确剖析：四个热化学方程式均为放热反应，所以其均小于0，所以B 、D 项不正确；比较（1）和（3）两个热化学方程式，各物质化学计量数相同，（1）生成气态水，（3）生成液态水，所以，A 项不正确；由盖斯定律比较（1）和（3）知的数值与热化学方程式中物质的化学计量数成正比，故有。综上所述，C 项正确。

答案：C

【例5】由氢气和氧气反应生成1mol 水蒸气放热241.8kJ ，写出该反应的热化学方程式： 。若1g 水蒸气转化为液态水放热2.444kJ ，则反应 H 2(g)＋2

1O 2(g)＝H 2O(l)的△H ＝ kJ ·mol －1。 错解：对于第二个反应的△H=241.8 kJ ·mol －1－2.444kJ ·mol －1＝239.356kJ ·mol －1

正确剖析： 因为反应生成的是1mol 水，而1g 水蒸气转化为液态水放热2.444kJ ，故第二

个反应的△H ＝241.8 kJ ·mol －1＋18×2.444kJ ·mol －1＝－285.8kJ ·mol －1

答案：H 2(g)＋2

1O 2(g)＝H 2O(g)；△H ＝－241.8kJ ·mol －1 －285.8 。

重点讲述

1.有关反应热的计算方法

（1）根据实验测出的数据求算：反应热是指化学反应过程中放出或吸收的热量，它可以直接通过实验测得。具体做法是：先测得一定质量的反应物质反应前后的温度，然后应用公式直接计算求得。

（2）根据键能求得：化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，其中旧键断裂需要吸收能量，而新键的生成放出热量，则反应的热效应与化学键的关系为：ΔH ＝E 1(反应物键能总和)－E 2(生成物键能总和)。在不做其他功的情况下，当前者大于后者时，就是吸热反应；当前者小于后者时，为放热反应。

（3）根据能量的变化求算：放热反应的反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，导致反应物转化为生成物时放出热量；吸热反应是由于反应物具有的总能量小于生成物所具有的总能量，反应物需通过加热、光照等条件吸收能量，而使反应物本身的能量升高才

能转化为生成物。化学变化过程中的能量变化如下图：

（4）根据盖斯定律求算

【例5】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1mol 化学键时释放（或吸收）的能量。已知白磷和P 4O 6的分子结构如下图所示，现提供以

下化学键的键能（kJ •mol －1）： P —P ：198， P —O ：360； O ＝＝O ：498。

反应P 4（白磷）＋ 3O 2（g ）＝P 4O 6（s ）的反应热△H 为（ ）

A ．－126 kJ •mol －1

B ．＋1638 kJ •mol

－1 C ．－1638 kJ •mol －1 D ．＋126 kJ •mol －1

方法点击：化学反应过程是旧的化学键断裂、新的化学键形成的过程，所以可以用反应物、生成物的键能来计算反应热：反应热＝新键的键能总数—旧键的键能总数，观察后可得，P 4中共有6个P —P 键，P 4O 6中有12个P —O 键，P 4燃烧的化学方程式为：P 4＋3O 2＝P 4O 6＋Q ，所以，旧键断裂时共吸收能量：6×198＋3×498＝2682（kJ ），新键形成时共放出能量：12×360＝4320（kJ ）。因此，1mol 白磷转化为P 4O 6放出：4320－2682＝1638（kJ ）。

答案：C

规律总结：化学键生成时放热，断裂时吸热，化学反应的反应热主要取决于两者的相对大小。

2.中和热的探讨： 在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH 2O ，这时的反应热就是

中和热。中和反应的实质是：H ＋ ＋ OH － ＝H 2O ，当强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应时，

都有：H ＋(aq) ＋ OH － (aq) ＝ H 2O(l)；△H ＝－57.3kJ ·mol －1 发生中和反应时，由

于所用的酸或碱都有强弱不同，又有一元、二元或多元之分，因而中和热各不相同。一元强酸跟一元强碱的中和热：一元强酸跟一元强碱中和时，中和热为－57.3 kJ/mol 。而一元强酸跟一元弱碱或一元弱酸跟一元强碱的中和热因弱酸或弱碱电离时往往吸热而导致放出热量一般都低于57.3 kJ/mol ，。

【例6】已知H ＋(aq)＋OH －

(aq)＝H 2O(l) △ H ＝－57.3kJ/mol ，回答下列问题。

（1）用20gNaOH 配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________ kJ 的热量。

（2）用28gKOH 配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出_____kJ 的热量。 白磷 P 4O 6