反應熱與熱化學方程式教案

反應熱與熱化學方程式教案

　　第1講反應熱與熱化學方程式

　　Ⅰ.知識回顧

　　一．反應熱焓變

　　1．反應熱通常情況下的反應熱即焓變，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過程能量變化的相對大小。吸熱反應：＿＿者>＿＿者；放熱反應：＿＿者<＿＿者。

　　2．化學反應中能量變化與反應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

　　3．放熱反應ΔH為“或ΔH吸熱反應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．常見放熱反應和吸熱反應

　　⑴常見放熱反應①②⑵常見吸熱反應①②

　　5．反應熱的測量儀器叫量熱計

　　二．熱化學方程式及其書寫

　　1．熱化學方程式是指。

　　既表明了化學反應中的變化，也表明了化學反應中的。

　　2．書寫注意事項：

　�、艖�注明反應物和生成物的狀態(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），因為物質(zhì)呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關(guān)，即反應物的物質(zhì)相同，狀態(tài)不同，△H也不同。

　�、埔�注明反應溫度和壓強。因為△H的大小和反應的溫度、壓強有關(guān)，如不注明，即表示在101kPa和25°C。⑶熱化學方程式中的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)，而是表示，故化學計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。相同物質(zhì)的化學反應，當化學計量數(shù)改變時，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

　�、取鱄的表示：在熱化學方程式中△H的“＋”“－”一定要注明，“＋”代表，“－”

　　代表�！鱄的單位是：或。

　�、蔁峄瘜W方程式具有加和性，化學式前面的計量數(shù)必須與△H相對應；反應逆向進行時，△H值不變，符號相反。

　　三．燃燒熱和中和熱

　　1．燃燒熱是指kJ/mol。

　　幾個注意點：

　�、傺芯織l件：25℃,101kPa

　�、诜磻�程度：完全燃燒，產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。

　�、廴紵�物的物質(zhì)的量：1mol

　�、茉跊]有特別說明的情況下，外界壓強一般指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)變成對應的穩(wěn)定物。如：C→CO2(g)、H→H2O（l）、S→SO2（g）

　　2．中和熱是。

　　中和熱的表示：（一般為強酸與強堿）H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=－57.3kJ／mol。

　　弱酸、弱堿電離時要吸熱，△H>—57.3KJ/mol

　　3．中和熱的測定

　　實驗原理：△H＝－4.18m(t2?t1)

　　n(H2O)?10KJ/mol-3

　　實驗用品：

　　實驗步驟：⑴準備（保溫）；⑵量取鹽酸（定量、測溫）；⑶量取燒堿（定量、測溫）；⑷混合（測溫）；⑸

　　計算，分析誤差。

　　四．蓋斯定律：

　　對于一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應焓變是______________的。這就是蓋斯定律。也就是說，化學反應的反應熱只與反應反應物和生成物有關(guān)，而與具體的反應進行的途徑無關(guān)。

　　五．能源

　　百年時間，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、風力、電

　　II．突破重難點

　　重難點1.化學反應中的能量變化、焓變

　　【例題1】已知反應X+Y==M+N為放熱反應，該反應的.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．因該反應為放熱反應，所以一定不必加熱就可以發(fā)生。

　　重難點2.熱化學方程式的書寫

　　【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，放出48.40kJ熱量。表示辛烷燃燒熱的熱化學方程式正確的是（）

　　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

　　【變式訓練】25℃、101KPa時，1g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，同時放出22.68kJ熱量，寫出該物質(zhì)燃燒熱的熱化學方程式

　　重難點3反應熱計算

　　【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的反應熱為591UP有效學習平臺()，1molH2生成NH3的反應熱為。

　　【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

　　請回答：C(s)和O2(g)反應生成CO(g)

　　【變式訓練】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研究中有很重要的意義，有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但可以利用蓋斯定律間接計算求得。

　�、庞捎贑燃燒時不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，反應C(s)+1O2(g)=CO(g)的反應熱無法直接2

　　測得，但該反應的反應熱可由以下兩個反應的反應熱計算求得：

　　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的熱化學方程式：。

　�、仆�素異形體相互轉(zhuǎn)化的反應熱小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難。通過下列兩個

　　反應可以間接求得石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應熱：

　　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。

　�、�

　�、迫�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，則放出熱量Q的取值范圍是。

　�、热魧�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，則放出熱量Q的的取值范圍是：。

　　重難點4中和熱

　　【例題7】含1molBa(OH)2的稀溶液與足量稀鹽酸反應，放出熱量114.6kJ．下列熱化學方程式中，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行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱�；卮鹣铝袉栴}：

　　（1）從實驗裝置上看，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）實驗中60mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應，與上

　　述實驗相比，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溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會（均填“偏大”、“偏小”、“無影響”）；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會（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℃，計算酒

　　-1精的燃燒熱。（水的比熱容為4.184J·g-1·℃）

　　III．鞏固練習

　　1．()下列說法不正確的是

　　A．物質(zhì)發(fā)生化學反應的反應熱僅指反應放出的熱量

　　B．熱反應方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示分子個數(shù)

　　C．所有的燃燒都是放熱反應

　　D．熱化學方程式中分子式前面的化學計量數(shù)可以是分數(shù)

　　2．()下列各組熱化學方程式中，化學反應的△H前者大于后者的是

　　1①C(s)＋O2(g)===CO2(g)△H1C(s)2(g)===CO(g)△H22

　�、赟(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，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．()化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。共價鍵的鍵能是兩種原子間形成1mol共價鍵（或其逆過程）時釋放（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)熱化學方程式N2(g)+3H2(g)

　　A．431kJ·mol—12NH3(g)；ΔH=－92.4kJ·mol—1，計算N≡N鍵的鍵能是—1—1—1B．946kJ·molC．649kJ·molD．896kJ·mol

　　6．()25℃，101kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3kJ/mol，辛烷的燃燒熱為5518kJ/mol。下列熱化學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．()下列熱化學方程式正確的是（ΔH的絕對值均正確）

　　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（反應熱）

　　D．2NO2=O2+2NOΔH=+116.2kJ/mol（反應熱）

　　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)反應放出509kJ熱量時，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為6.02×10

　　9．()已知熱化學方程式：

　　H2O(g)＝H2(g)+

　　H2(g)+1

　　21223O2(g)△H=+241.8kJ／molO2(g)＝H2O(1)△H=－285.8kJ／mol

　　當1g液態(tài)水變?yōu)樗�蒸氣時，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,生成二氧化碳氣體和液態(tài)水18g,并放出515kJ熱量,則CO燃燒的熱化學方程式為.

　　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．已知下列反應的反應熱為：

　　(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

　　試計算下列反應的反應熱：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，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，恢復到原溫度和壓強。①若混合氣體與O2恰好完全反應，產(chǎn)生bmLCO2，則混合氣體中CH4的體積分數(shù)為（保留

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