1、第一单元 化学反应中的热效应 知识点讲解 课标解读 课标要求 学习目标 1. 知道键的断裂和形成是化学反应中能量变化 的主要原因。 2. 通过生产、生活中的实例了解化学能 与热能的相互转化。 3. 能举例说明化学能与热能的相互转化， 了解反应热和焓变的含义，能用盖斯定律进 行有关反应热的简单计算。 1.化学反应中物质变化和能量变化的实 质学会从 微观角度认识化学反应的反应热及焓变。 2.热化学方程式及其书写、燃烧热及中 和热的定义。 3.掌握盖斯定律及焓变的简单计算。 知识再现 知识点 1. 化学变化中的物质变化与能量变化. 物质变化的实质:旧化学键的断裂和新化学键的生成 . 能量变化的实质:
2、破坏旧化学键需要吸收能量 ,形成新化学键需要放出能量,化学反应过 成中,在发生物质变化的同时必然伴随着能量变化.如下图: 也可以从物质能量的角度来理解: 概念: 1. 反应热: 化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成相应的 热量)来表示,叫反应热. 2. 放热反应: 化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应. 反应物总能量 反应物总能量 反应物总能量生成物总能量 生成物总能量 生成物总能量 放热 反应 吸热 反应 反应过程 放热 反应物总能量 生成物总能量 反应过程 吸热 能 量 能 量 3. 吸热反应: 化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应. 4. 燃烧热:25C、101k
3、Pa 时,1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热 量叫做该物质的燃烧热.单位:kJ/mol 或 J/mol. 提示: (1)规定要在 25C,101kPa 下测出热量,因为温度、压强不定反应热的数值也不相 同. (2)规定可燃物的物质的量为 1mol. (3)规定可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量为标准.所谓完全燃烧,是 指物质中下列元素完全转化成对应的物质:C-CO 2 ,H-H2O ,S-SO2 ,等. 5. 中和热:在稀溶液中,酸和碱发生反应时生成 1molH2O,这时的反应热叫做中和热. 提示: (1)必须是酸和碱的稀溶液,因为浓酸和浓碱在相互稀释的时候会放热;
4、(2)强酸和强碱的稀溶液反应才能保证中和热是 57.3kJ/mol,而弱酸或弱碱在中和 反应中电离吸收热量,其中和热小于 5 7.3kJ/mol; (3)以 1mol 水为基准,所以在写化学方程式的时候应该以生成 1mol 水为标准来配 平其余物质的化学计量数.即 H2O 的系数为 1. 常见的吸热反应和放热反应： 吸热反应：其特征是大多数反应过程需要持续加热，如aCO 3 分解等大多数分解反应， H2 和 I2、等不活泼的非金属化合，a（OH） 28H2O 和 NH4Cl 固体反应，CO 2 和 C 的反应。 放热反应：燃烧、中和、金属和酸的反 应、铝热反应等。 说明：吸热反应有的不需要加热
5、如：a（OH） 28H2O 和 NH4Cl 固体反应，多数需要加热， 放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。 知识点 2. 化学反应的焓变 概念： 1 焓：用于表示物质所具有的能量的这一固有性质的物理量，叫做焓。 2 化学反应的焓变：化学反应过程中反应物总能量与生成物总能量的变化叫做反应的焓 变。热化学研究表明， 对于在等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变 化全部转化为热能（同时可能伴随着反应体系体积的改变） ，而没有转化为电能、光能 等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化。表达为： QpH 其中：Q p 表示在压强不变的条件
6、下化学反应的反应热。 HH（反应产物）H（反应物） H 为反应产物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变。 知识点 3. 热化学方程式及其书写 概念：热化学方程式：能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。 意义：既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。 书写注意事项： （1） 要注明反应物和生成物的聚集状态（若为同素异形体、要注明名称） ，因为物 质呈现哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关，即反应物的物质相同，状 态不同，H 也不同。 （2） 要注明反应温度和压强。因为H 的大小和反应的温度、压强有关，如不注明， 即表示在 101kPa 和 25C。
7、（3） 热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示物质的量，故化学计 量数可以是整数，也可以是分数。相同物质的化学反应，当化学计量数改变时， 其H 也同等倍数的改变。 （4） H 的表示：在热化学方程式中 H 的“”“”一定要注明， “”代表吸热， “”代表放热。H 的单位是：kJ/mol 或 J/mol。 知识点 4. 焓变的计算盖斯定律及其应用 1. 盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是几步完成，其反应热是相同的，也就是 说，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， 而与具体的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 的反应热和该反应一
8、步完成的反应热相同，这就是盖斯定律。 2. 盖斯定律的应用 盖斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行的很慢，有些反应不容 易直接发生，有些反应的产品不纯（有副反应发生） ，这给测定反应热造成了困难。 此时如果应用盖斯定律，就可以间接的把它们的反应热计算出来。例如 ： C（S ）0.5O 2（）=CO(g) 上述反应在 O2 供应充分时，可燃烧生成 CO2、O 2 供应不充分时，虽可生成 CO， 但同时还部分生成 CO2。因此该反应的H 无法直接测得。但是下述两个反应的 H 却可以直接测得： C（S）O 2（ g）=CO 2(g) ； H 1=- 393.5kJ/mol CO（g） 0
9、.5 O 2（g）CO 2(g) ；H 2-283.0kJ/mol 根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的H 。 分析上述反应的关系，即知 H 1H 2H 3 H 3H 1H 2-393.5kJ/mol (-283.0kJ/mol) -110.5kJ/mol 由以上可知，盖斯定律的实用性很强。 3反应热计算 根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。 (1) 反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的，只要掌握了它们的 定义的内涵，注意单位的转化即可。 (2) 关于热化学方程式的简单计算的依据 a 热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比；还等于反应热之
10、 比。 热化学方程式之间可以进行加减运算。 典题解悟 例 1. 下列说法正确的是 A. 物质发生化学变化都伴随着能量变化 B. 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 C. 在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同 D. 在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量 解析该题主要考察化学反应中能量变化的理解与应用。 物质发生化学反应都伴随着能量变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物 质发生物理变化、核变化（如原子弹的爆炸）也都伴随者能量变化。在一个确定的化学反 应中反应物的总能量（设为 x）与生成物的总能量（设为 y）之间的关系为：xy，化学
11、 反应为放热反应；xQ1 的是 A. 2H2（g）O 2（g）2H 2O（g）; H Q 1 2H2（g）O 2（g）2H 2O（l ）; HQ 2 B. S()+ O2（ g）SO 2(g)； H Q 1 S()+ O2（g） SO2(g)； H Q 2 C. C（s ）0.5O 2(g)CO(g)；HQ 1 C（s）O 2(g)CO 2(g); HQ 2 D. H2（g）Cl 2(g)2HCl（g）H Q 1 0.5H2（g）0.5Cl 2(g)HCl（g）H Q 2 解析应根据热化学方程式特性来分析此问题。首先分析同一物质不同状态转化的能 量变化。例如：中因 H2O（g） H 2O（l
12、）放热、故 2Q1；中 S() S() 吸热，而且在燃烧时必须由固态变为气态才能燃烧。故 2Q 1；其次分析化 学计量数的影响，例如：中 Q1Q 2；再分析不同物质在反应中相互关系及反应热的 影响。例如：中碳不完全燃烧生成，而还可以燃烧放出热量，故 2Q1。 答案：C 例 4、 已知：Zn（s）S（斜方）ZnS（s） ；H 1206.0kJ/mol ZnS（s）2 O2ZnS O 4(s)；H 2776.8kJ/mol 试求由单质反应生成 ZnS O4(s)的反应热，即 Zn（s）S（斜方）2 O 2ZnS O 4(s)的H 解析虽然这个反应不能直接发生，但是将已知的两个反应式相加：即得： Z
13、n（s）S（斜方）2 O 2（g）ZnS O4(s) 根据盖斯定律：HH 1H 2206.0kJ/mol （776.8kJ/mol ）982.8kJ/mol 答案：由单质生成 ZnS O4(s)的反应热H 982.8kJ/mol 变形题 已知热化学方程式： （1） Fe2O3(s)3CO（s）2Fe（s）3CO 2（g） ；H25kJ/mol （2） 3Fe2O3(s)CO（s）2 Fe 3O4(s)CO 2（g） ；H47kJ/mol （3） Fe3O4(s)CO（s）4 FeO(s)CO 2（g） ；H +19kJ/mol 写出 FeO(s)被 CO 还原成 Fe 和 CO2 的热化学方程
14、式 。 解析依据盖斯定律：不管反应是一步完成还是分几步 完成，其反应热是相同的。我们 可以从题目中的有关方程式分析：从方程式（3）与方程式（1）可看出有我们需要的物质。 但是方程式（3）必须通过方程式（2）有关物质才能和方程式（1）结合起来。 答案：将方程式（1）1/2 方程式（ 2）1/6 方程式（ 3）1/3； 可表示为（1）1/2 （2）1/6（3）1/3 得： FeO(s) CO（s） Fe(s)CO 2；H (25kJ/mol)1/2（47kJ/mol ） 1/6（+19kJ/mol）1/311kJ/mol 夯实双基 1. 已知下列三个热化学方程式 C(s)H 2O（g）CO（g）
15、H2(g)；H 131.5kJ/ mol 1/2H 2（g）1/2Cl 2（g）HCl（g） ；H 92.3kJ/mol H 2（g）1/2O 2（g）H 2O（g） ；H241.8kJ/mol 则以上三个反应的反应热大小关系正确的是 （ ） A. B. C. D. 2.下列过程中H 小于零的是 （ ） A. NO2 转化为 N2O4 B. 醋酸的电离 C. 硝酸铵的水解 D.氯酸钾分解制氧气 3.有如下三个反应方程式： （ ） H2（g）1/2O 2（g）H 2O（g） ；HakJ/mol H2（g）1/2O 2（g）H 2O（l） ；HbkJ/mol 2H2（g）O 2（g）2H 2O（l
16、 ） ； HckJ/mol 关于它们的下列叙述正确的是 A. 它们都是吸热反应 B. a、b、c 均为正值 C. ab D. 2bc 4. 下列说法正确的是 （ ） A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B. 放热反应在常温下一定很容易发生 C. 反应是放热还是吸热由反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定 D. 吸热反应在一定条件下也能发生 5. 固体碘在受热时发生升华现象，有关叙述正确的是 （ ） A. 破坏的是分子间作用力，未破坏 I-I 共价键，因此未发生吸热反应 B. 碘受热升华，吸收热量，发生了吸热反应 C. 碘受热升华，未破坏共价键不供应热量也能发生 D. 碘受热升华，热
17、能转化为化学能 6. 在 100g 炭不完全燃烧所得气体中 CO 和 CO2 的体积比为 1:2.已知： C（s）1/2O 2（g）=CO（g） ；H 1110.35kJ/mol CO（g）1/2O 2 CO2（g） ；H 2282.57kJ/mol 则与 100g 炭完全燃烧相比，损失的热量是。 （ ） A. 392.93kJ B. 2489.42kJ C. 784.92kJ D. 3274.3kJ 7. 已知 CH4(g)2O 2（g）CO 2(g)2H 2O（l） ；H890kJ/mol。当一定量的 CH4(g)完 全燃烧生成 CO2(g)和 H2O（l）所放出的热量为 74kJ 时，所
18、需要空气在标况下的体积约为 （空气中 N2:O2 体积比为 4:1 计算 （ ） A. 37.24L B. 18.62L C. 9.3L D. 20.50L 8. 含 NaOH 20.0g 的稀溶液与足量的稀盐酸反应，放出 28.7kJ 的热量，表示该反应的热化 学方程式是（ ） A. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（aq）H 2O（l） ；H28.7kJ/mol B. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（aq）H 2O（l ） ；H28.7kJ/mol C. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（aq）H 2O（l ） ；H57.4kJ/mol D. NaOH（aq）HCl（a
19、q）NaCl（aq）H 2O（l） ；H57.4kJ/mol 9. 已知方程式 2H2（g）O 2（g）2H 2O（l ）H 1571.6kJ/mol，则关于方程式 2H2O（l）2H 2（g）O 2（g）; H 2?的说法正确的是 （ ） A. 方程式中化学计量数表示分子数 B. 该反应的H 2 大于零 C. 该反应H 2571.6kJ/mol D. 该反应与上述反应属于可逆反应 10. 在一定条件下 CO、CH 4 燃烧热化学方程式分别为 CO（g）1/2O 2(g)CO 2(g)；H283kJ/mol CH4（g）2O 2（g） CO2(g)H 2O（l ） ；H890kJ/mol 现有
20、标况下的 89.6LCO、CH 4 组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时释放的热量为 2953kJ，则 CO、CH 4 的体积比为 （ ） A. 1：3 B. 3：1 C. 1：2 D. 2：1 11.下列说法中，正确的是 （ ） A. 1molH2SO4 与 1molBa(OH)2 完全中和所放出的热量为中和热 B. 中和反应都是放热反应，盐类的水解都是吸热反应 C. 在 101kPa 时，1mol 碳燃烧所放出的热量一定叫碳的燃烧热 D. CO 燃烧是吸热反应 12. 已知 2H2O（l）2H 2（g）O 2（g） ；H 1571.6kJ/mol CH4（g）2O 2（g） CO2(g)2
21、H 2O（l ） ；H 2890.3kJ/mol 1gH2 和 1gCH4 分别燃烧后放出的热量之比约是 （ ） A. 1：3.4 B. 1：1.7 C. 2.3：1 D. 4.6：1 13. 在做中和热的测定实验时，使用下列用品不是为了减少实验误差的是 （ ） A. 碎塑料泡沫 B.环形玻璃棒 C. 底部垫纸条 D.两个量筒 14. 红磷（P）和白磷（P 4）均为磷的同素异形体。已知： 两者在氯气中燃烧，均有白烟雾产生； P 4(s)5O 2P 4O10(s)；H 12983.2kJ/mol P(s)5/4O 21/4P 4O10(s)；H 1738.5kJ/mol (1) 写出红磷在氯气中
22、燃烧的化学方程式： ， （2）写出白磷转化为红磷的热化学方程式： ， 由此可知，红磷比白磷 （填“稳定”或“不稳定”） 。 15写出下列热化学方程式 （1）SiH 4 是一种无色的气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成 SiO2(s)和 H2O（l ） ，已 知室温下 2gSiH4 自燃放出热量 89.2kJ，其热化学方程式为。 （2）沼气是一种能源，它主要成分是 CH4。0.5mol CH 4完全燃烧生成 CO2 和液态水时，放 出 445kJ 热量，则其燃烧的热化学方程为： 。 16. 已知 2H2（g）O 2（g）2H 2O（g） ；H 484kJ/mol 2H2（g）O 2（g）2H 2
23、O（l ） ；H572kJ/mol 若在标况下，将 H2 和 O2 的混合气体点燃爆炸后在恢复到标况下，气体体积减少 33.6L， 求反应放出的热量。 17. 把温度为 13C，浓度为 1.0mol/L 的酸溶液和 1.1mol/L 的碱溶液各 50mL 混合溶 液密 度均为 1g/mL,生成的溶液的比热容为 c4.184J/(gC)轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度 变化数据如下： 反应物 起始温度 t1/C 终了温度 t1/C 中和热 HClNaOH 13 19.8 H 1 HClNH 3H2 O 13 19.3 H 2 （1）试计算上述两组实验测出的中和热：H 1 ；H 1 。 （2）实验中
24、碱过量的目的是 。 （3）两组实验果差异的原因是 。 能力提高 1. “摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动 即会制冷。该化学物质是 （ ） A. 氯化钠 B. 固体硝酸铵 C. 固体氢氧化钠 D.生石灰 2. 下列属于放热反应的是 （ ） A. Al稀盐酸 B. Ba(OH)28H2ONH 4Cl（s） C. KClO3 受热分解 D. CaOH 2O 3. 天然气（CH 4） ，液化石油气（C 3H8）燃烧的化学方程式为 CH42O 2 CO22H 2O C3H85O 23 CO 24H 2O,现在有一套以天然气为燃料的灶具 ，欲改为燃烧液化石油气，
25、 应采取的正确措施是 （ ） A. 减少空气进入量，增大石油气进入量 B. 增大空气进入量，减少石油气进入量 C. 增大空气进入量，也增大石油气进入量 D. 增大空气进入量，或减少石油气进入量 4. 已知葡萄糖的燃烧热是 2804kJ/mol,当它氧化生成 1g 水时放出的热量是 （ ） A. 26.0kJ B. 51.9kJ C. 155.8kJ D. 567.3kJ 5. 在 25C、101kPa 下，1g 甲醇燃烧生成 CO2 和液态水放热 22.68kJ，下列热化学方程式 正确的（ ） A. CH3OH(l) 3/2O2CO 2（g）2H 2O（l） ；H 725.8kJ/mol B.
26、 2CH3OH(l)3O 22CO 2（g）4H 2O（l） ；H 1452kJ/mol C. 2CH3OH(l)3O 22CO 2（g）4H 2O（l） ；H 725.8kJ/mol D. 2CH3OH(l) 3O22CO 2（g）4H 2O（l ） ；H 1452kJ/mol 6. 已知 H2（g）Cl 2(g)2HCl（g）H 184.6kJ/mol,则反应： HCl（g）1/2H 2（g）1/2Cl 2(g)的H ？ （ ） A. 184.6 kJ/mol B.92.3 kJ/mol C. 369. 2 kJ/mol D. 92.3 kJ/mol 7.由氢气和氧气反应生成 1mol 水
27、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 2.44kJ，则反应 H2（g）1/2O 2（g）H 2O（l）的H kJ/mol,氢气的燃烧热为 kJ/mol。 8.已知酒精燃烧的热化学方程式是 C2H5OH(l)3O 22CO 2（g）3H 2O（l） ；H 1370.3kJ/mol 现燃烧 0.1g 酒精，生成 CO2（g）和 H2O（l） ，放出的燃料能使 100g 水 温度升高多少度？已知水的比热容为 c4.184J/(gC) 高考聚焦 1. 氢气（H 2） 、一氧化碳（CO） 、辛烷（C 8H18） 、甲烷（CH 4）的热化学方程式分别为：
28、 H2 (g) + 1/2O2(g) = H2O (l)； H = 285.8 KJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； H = 283 KJ/mol C8H18 (l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9H2O (l)； H = 5518 KJ/mol CH4 (g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l)； H = 890.3 KJ/mol 相同质量的 H2、CO、C 8H18、CH 4 完全燃烧时，放出热量最少的是 AH 2 (g) BCO(g) CC 8H18 (l) DCH 4 (g) 答案：B 2. 已知充分燃烧 ag 乙
29、炔气体时生成 1mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量 bkJ，则乙 炔燃烧的热化学方程式正确的是 A 2C2H2(g)5O 2(g)4CO 2(g)2H 2O(l)；H2bkJ/mol B C2H2(g)5/2O 2(g)2CO 2(g) H2O(l)；H2bkJ/mol C 2C2H2(g)5O 2(g)4CO 2(g)2H 2O(l)；H 4bkJ/mol D 2C2H2(g)5O 2(g)4CO 2(g)2H 2O(l)；HbkJ/mol 答案：A 3. 磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1 g 的单质磷（P）在 3.2 g 氧气中燃烧， 至反应物耗尽，并放出 X kJ 热
30、量。 （1）通过计算确定反应产物的组成（用化学式表示）是 ，其相应 的质量（g）为 。 （2）已知单质磷的燃烧 热为 Y kJ/mol，则 1mol P 与 O2 反应生成固态 P2O3 的反应热 H 。 （3）写出 1mol P 与 O2 反应生成固态 P2O3 的热化学方程式： 。 答案：（1）P 2O3 P2O5 2.75 3.55 （2）(20XY)kJ/mol （3）P(s) O 2(g)P 2O2(s)； H(20XY)kJ/mol 4. 通常人们把拆开 1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡 量化学键的强弱，也可以估算化学反应的反应热（H ） ，化学
31、反应的H 等于反应中断裂 旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。 化学键 Si O SiCl HH H Cl SiSi SiC 键能 /kJmol1 460 360 436 431 176 347 请回答下列问题： （1）比较下列两组物质的熔点高低（填“”或“ ”） SiC_Si；SiCL 4_SiO2 （2）右图立方体中心的“”表示硅晶体中的一个原子，请在立方 体的顶点用“”表示出与之紧邻的硅原子。 （3）工业上用高纯硅可通过下列反应制取：SiCl 4(g)2H 2(g) Si(s)4HCl(g) 该反应的反应热H_kJ/mol 答案：（1） （2） （3）236 来 夯实双
32、基答案 1-5： C.A.D.CD.A 6-10： C.B.D.B.A 1113： B.C.D. 14.（1）2P3Cl 22PCl 3、2P5Cl 22PCl 5 （2） P 4(s)4P（s） ；H29.2kJ/mol; 稳定 15. SiH4（g）2O 2（g）SiO 2(s)2H 2O（l） ；H1427.2kJ/mol CH4（g）2O 2（g）CO 2(s)2H 2O（l） ；H890kJ/mol 16. 286kJ 17. (1) H 156.9kJ/mol H 252.7kJ/mol （2） 碱过量是为了提高实验准确度，因 NaOH 溶液易吸收 CO2而使 NaOH 浓度下降， NH3H2O 则易挥发也使 NH3H2O 浓度下降。 （3） NaOH 是强碱，在水溶液中完全电离，跟 HCl 反应时放热较多；NH 3H2O 是弱碱， 只有部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少。 能力提高答案 1-6:B AD D A B D 7. H2（g）1/2O 2（g）H 2O（g） ；H241.8kJ/mol；285.7； 285.7 8. 7.12C
