反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式教案
第1講反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式
Ⅰ.知識(shí)回顧
一．反應(yīng)熱焓變
1．反應(yīng)熱通常情況下的反應(yīng)熱即焓變，用ΔH表示，單位＿＿＿。
舊鍵的斷裂＿＿＿能量；新鍵的形成＿＿＿能量，總能量的變化取決于上述兩個(gè)過程能量變化的相對(duì)大小。吸熱反應(yīng)：＿＿者>＿＿者；放熱反應(yīng)：＿＿者<＿＿者。
2．化學(xué)反應(yīng)中能量變化與反應(yīng)物和生成物總能量的關(guān)系
放出熱量吸收熱量
前者為反應(yīng)
3．放熱反應(yīng)ΔH為“或ΔH吸熱反應(yīng)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(yīng)和吸熱反應(yīng)
⑴常見放熱反應(yīng)①②⑵常見吸熱反應(yīng)①②
5．反應(yīng)熱的測(cè)量儀器叫量熱計(jì)
二．熱化學(xué)方程式及其書寫
1．熱化學(xué)方程式是指。
既表明了化學(xué)反應(yīng)中的變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的。
2．書寫注意事項(xiàng)：
⑴應(yīng)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)；固體（），液體（），氣體（）；不用↑和↓（因已注明狀態(tài)）。（若為同素異形體、要注明名稱），因?yàn)槲镔|(zhì)呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關(guān)，即反應(yīng)物的物質(zhì)相同，狀態(tài)不同，△H也不同。
⑵要注明反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)。因?yàn)椤鱄的大小和反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)有關(guān)，如不注明，即表示在101kPa和25°C。⑶熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，而是表示，故化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。相同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其△H也同等倍數(shù)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(xué)方程式中△H的“＋”“－”一定要注明，“＋”代表，“－”
代表。△H的單位是：或。
⑸熱化學(xué)方程式具有加和性，化學(xué)式前面的計(jì)量數(shù)必須與△H相對(duì)應(yīng)；反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，△H值不變，符號(hào)相反。
三．燃燒熱和中和熱
1．燃燒熱是指kJ/mol。
幾個(gè)注意點(diǎn)：
①研究條件：25℃,101kPa
②反應(yīng)程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。
③燃燒物的物質(zhì)的量：1mol
④在沒有特別說明的情況下，外界壓強(qiáng)一般指25℃,101kPa.所謂完全燃燒也是完全氧化，它是指物質(zhì)中的下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的穩(wěn)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(qiáng)酸與強(qiáng)堿）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=－57.3kJ／mol。
弱酸、弱堿電離時(shí)要吸熱，△H>—57.3KJ/mol
3．中和熱的測(cè)定
實(shí)驗(yàn)原理：△H＝－4.18m(t2?t1)
n(H2O)?10KJ/mol-3
實(shí)驗(yàn)用品：
實(shí)驗(yàn)步驟：⑴準(zhǔn)備（保溫）；⑵量取鹽酸（定量、測(cè)溫）；⑶量取燒堿（定量、測(cè)溫）；⑷混合（測(cè)溫）；⑸
計(jì)算，分析誤差。
四．蓋斯定律：
對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)焓變是______________的。這就是蓋斯定律。也就是說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)反應(yīng)物和生成物有關(guān)，而與具體的反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān)。
五．能源
百年時(shí)間，但化石燃料是一種的資源。所以必需重視開發(fā)新能源。
新能源有等，這些新能源的特點(diǎn)是。
思考：把下列14種能源按要求填入下表，并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(fēng)力、電
II．突破重難點(diǎn)
重難點(diǎn)1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、焓變
【例題1】已知反應(yīng)X+Y==M+N為放熱反應(yīng)，該反應(yīng)的.下列說法中正確的是（）
A．X能量一定高于M；
B．Y的能量一定高于N；
C．X和Y的總能量一定高于M和N的總能量；
D．因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以一定不必加熱就可以發(fā)生。
重難點(diǎn)2.熱化學(xué)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(tài)水時(shí)，放出48.40kJ熱量。表示辛烷燃燒熱的熱化學(xué)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(xùn)練】25℃、101KPa時(shí)，1g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，同時(shí)放出22.68kJ熱量，寫出該物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式
重難點(diǎn)3反應(yīng)熱計(jì)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(yīng)熱為591UP有效學(xué)習(xí)平臺(tái)()，1molH2生成NH3的反應(yīng)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(qǐng)回答：C(s)和O2(g)反應(yīng)生成CO(g)
【變式訓(xùn)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(gè)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(xué)研究中有很重要的意義，有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測(cè)得，但可以利用蓋斯定律間接計(jì)算求得。
⑴由于C燃燒時(shí)不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，反應(yīng)C(s)+1O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱無法直接2
測(cè)得，但該反應(yīng)的反應(yīng)熱可由以下兩個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱計(jì)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(zhuǎn)化為CO的熱化學(xué)方程式：。
⑵同素異形體相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)熱小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時(shí)還很不完全，測(cè)定反應(yīng)熱很困難。通過下列兩個(gè)
反應(yīng)可以間接求得石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)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(wěn)定性更大，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學(xué)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(diǎn)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(tài)水放出286kJ熱量；1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)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(tài)水時(shí)，則放出熱量Q的取值范圍是。
⑷若將amolCH4、CO和H2的混合氣體完全燃燒，生成CO2氣體和液態(tài)水，且CO2和水的物質(zhì)的量相等時(shí)，則放出熱量Q的的取值范圍是：。
重難點(diǎn)4中和熱
【例題7】含1molBa(OH)2的稀溶液與足量稀鹽酸反應(yīng)，放出熱量114.6kJ．下列熱化學(xué)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(jìn)行中和反應(yīng)。通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。回答下列問題：
（1）從實(shí)驗(yàn)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(shù)值（填“偏大”、“偏
小”、“無影響”）。
（4）實(shí)驗(yàn)中60mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液進(jìn)行反應(yīng)，與上
述實(shí)驗(yàn)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(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)（均填“偏大”、“偏小”、“無影響”）；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)（均填“偏大”、“偏小”、“無影響”）。
【例題9】燃燒0.10g酒精（C2H5OH）生成液態(tài)水和CO2，放出的熱量能使100g水升高溫度7.12℃，計(jì)算酒
-1精的燃燒熱。（水的比熱容為4.184J·g-1·℃）
III．鞏固練習(xí)
1．()下列說法不正確的是
A．物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱僅指反應(yīng)放出的熱量
B．熱反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示分子個(gè)數(shù)
C．所有的燃燒都是放熱反應(yīng)
D．熱化學(xué)方程式中分子式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是分?jǐn)?shù)
2．()下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的△H前者大于后者的是
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(xué)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(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時(shí)，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(shí)生成1mol二氧化碳和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)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(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。共價(jià)鍵的鍵能是兩種原子間形成1mol共價(jià)鍵（或其逆過程）時(shí)釋放（或吸收）的能量。現(xiàn)已知H—H鍵鍵能為436kJ/mol，H—N鍵鍵能為391kJ/mol。根據(jù)熱化學(xué)方程式N2(g)+3H2(g)
A．431kJ·mol—12NH3(g)；ΔH=－92.4kJ·mol—1，計(jì)算N≡N鍵的鍵能是—1—1—1B．946kJ·molC．649kJ·molD．896kJ·mol
6．()25℃，101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol，辛烷的燃燒熱為5518kJ/mol。下列熱化學(xué)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(xué)方程式正確的是（ΔH的絕對(duì)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(yīng)熱）
D．2NO2=O2+2NOΔH=+116.2kJ/mol（反應(yīng)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(jù)以上熱化學(xué)方程式判斷，下列說法正確的是
A．CO的燃燒熱為283kJ
B．右圖可表示為CO生成CO2的反應(yīng)過程和能量關(guān)系
C．2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)ΔH＞－452kJ/mol
D．CO(g)與Na2O2(s)反應(yīng)放出509kJ熱量時(shí)，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6.02×10
9．()已知熱化學(xué)方程式：
H2O(g)＝H2(g)+
H2(g)+1
21223O2(g)△H=+241.8kJ／molO2(g)＝H2O(1)△H=－285.8kJ／mol
當(dāng)1g液態(tài)水變?yōu)樗魵鈺r(shí)，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(xiàn)有甲烷和一氧化碳混合氣體0.75mol,完全燃燒后,生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水18g,并放出515kJ熱量,則CO燃燒的熱化學(xué)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(zhì)為10%的焦炭多少千克？
12．已知下列反應(yīng)的反應(yīng)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(jì)算下列反應(yīng)的反應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)移的電子數(shù)之比是。
(2)已知在101kPa時(shí)，CO的燃燒熱為283kJ/mol。相同條件下，若2molCH4完全燃燒生成液態(tài)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(xué)方程式是：。
(3)120℃、101kPa下，amL由CO、CH4組成的混合氣體在bmLO2中完全燃燒后，恢復(fù)到原溫度和壓強(qiáng)。①若混合氣體與O2恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生bmLCO2，則混合氣體中CH4的體積分?jǐn)?shù)為（保留
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