化学反应中的热效应学案

1、化学反应中的热效应考点一化学反应中的热量热化学方程式考试标准知识条目必考要求加试要求1.化学反应中能量转化的主要形式ab2.吸热反应和放热反应aa3.从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应bb4.化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系bc5.利用热化学方程式进行简单计算bc6.合理利用化石燃料，提高燃料燃烧效率的方法aa7.太阳能开发利用的途径和方式aa8.生物质能的利用途径aa9.氢能的优点、开发与利用aa10.了解化石燃料的不可再生性及给环境带来的问题aa(一)化学反应中的热量从两个角度理解放热反应和吸热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如

2、图所示。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟酸的置换反应；物质的缓慢氧化等。吸热反应：大多数分解反应；盐类的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应等。(二)热化学方程式的书写1注明反应条件反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。2注明物质状态常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。3注意符号单位H应包括“”或“”(“”可省略)、数字和单位(kJmol1)。4注意守恒关系(1)原子守

3、恒和得失电子守恒；(2)能量守恒。5区别于普通方程式一般不标注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。6注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。正误辨析正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化()(2)放热反应不需要加热就能发生，吸热反应不加热不能发生()(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()(4)化学反应中的能量变化不是单一的()(5)化学键断裂要吸收热量，也必定发生化学变化()(6)书写热化学方程式时，任何情况下都

4、没必要注明反应条件()(7)C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0说明石墨比金刚石稳定()(8)已知：500 、30 MPa下，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2 kJ()题组一全面认识化学反应中的能量变化1(2016浙江乐清市芙蓉中学高一5月月考)下列反应属于吸热反应的是()A稀硫酸与氢氧化钾溶液反应B碳与二氧化碳的反应C锌与稀硫酸的反应D生石灰变成熟石灰的反应答案B2(2016宁波市北仑中学高一期中)图为反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是()A拆开2 m

5、ol H2(g)和1 mol O2 (g)中的化学键成为H、O原子，共放出1 368 kJ能量B由H、O原子形成2 mol H2O(g)，共吸收1 852 kJ能量C2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(l)，共吸收484 kJ能量D2 mol H2(g)和1 mol O2 (g)反应生成2 moI H2O(g)，共放出484 kJ能量答案D解析A项，拆化学键吸收能量，错误；B项，形成化学键放出能量，错误；依据图像数据分析计算，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，共放出484 kJ能量，C错误，D正确。题组二多角度

6、书写热化学方程式角度一依据反应事实书写热化学方程式3依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_。(2)在25 、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_。答案(1)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 427.2 kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)

7、H2Q kJmol1解析(1)2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ,1 mol SiH4自燃放出热量1 427.2 kJ，故热化学方程式为SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 427.2 kJmol1。(2)根据C原子守恒有：C2H5OH2CO22CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀，则乙醇为0.5 mol，据此可写出反应的热化学方程式。角度二依据能量图像书写热化学方程式4已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式：_。答案A2(g)B2(g)=2AB(g)H(ab) kJmol1解析由图可知，生成物的总能量

8、高于反应物的总能量，故该反应为吸热反应，H(ab) kJmol1。题组三“四”审，快速判断热化学方程式的正误解题指导5(2016浙江10月选考，19)根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是()AN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(ba) kJmol1BN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(ab) kJmol1C2NH3(l)=N2(g)3H2(g)H2(abc) kJmol1D2NH3(l)=N2(g)3H2(g)H2(bca) kJmol1答案D解析根据图示，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(ba) kJmol1，所以，A、B两项错误，根据图示：2NH3(l)=N2(

9、g)3H2(g)H2(bca) kJmol1，所以C项错误，D项正确。题组四能源的开发和利用6(2016宁波市北仑中学高一期中)人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态)，届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是()A煤、石油和天然气都属于碳素燃料B发展太阳能经济有助于减缓温室效应C太阳能电池可将太阳能转化为电能D目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明答案D解析碳素燃料是指含碳的燃料，所以碳素燃料就是化石燃料，煤、石油、天然气都属于化石燃料，故A正确；二氧化碳是导致温室效应的主要气体，开发太阳能新能源，

10、可减少煤、石油、天然气等矿物燃料的使用，太阳能是清洁可循环利用的能源，没有二氧化碳排放，故B正确；太阳能电池的光伏板是由非晶态硅制成的，它能把太阳能直接转化为电能，故C正确；菠菜蛋白质中的生物质能本质上来源于太阳能，应属于“太阳能文明”，故D错误；故选D。7为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()AH2O的分解反应是放热反应B氢能源已被普遍使用C2 mol 液态H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的总能量D氢气不易贮存和运输，无开发利用价值答案C解析2H2O(l)=2H2(g)O2(g)是吸热反应，说

11、明2 mol 液态H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的总能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。 1能源分类2解决能源问题的措施(1)提高能源的利用效率：改善开采、运输、加工等各个环节；科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。(2)开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。考点二焓变与反应热(加试)考试标准知识条目必考要求加试要求1.反应热a2.焓变的含义a3.焓变与键能的关系c4.中和热的测定b5.标准燃烧热的概念、热值的概念a(一)焓变与反应热1焓变、反应热(1)定义：在恒温、恒压条件下进行的反应的热效应。(2

12、)符号：H。(3)单位：kJmol1。2焓变与键能的关系(1)键能键能是指气态基态原子形成1_mol_化学键释放的最低能量。(2)H反应物总键能之和生成物总键能之和。(二)两类重要的反应热标准燃烧热、中和热1标准燃烧热(1)概念：在101 kPa 下，1 mol 物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热，其单位一般用kJmol1。(2)标准燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。(3)表示的意义：例如C的标准燃烧热为393.

13、5 kJmol1，表示在101 kPa时，1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ 的热量。(4)书写热化学方程式：标准燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写热化学方程式时，应以燃烧 1 mol 纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1，即C8H18的标准燃烧热为5 518 kJmol1。(5)标准燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放n(可燃物)H式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；H为可燃物的标准燃烧热。2热值1 g 物质完全燃烧所放出

14、的热量叫做该物质的热值。3中和热(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol液态H2O时的反应热叫中和热。(2)注意几个限定词：稀溶液；生成物是1 mol液态H2O；用离子方程式可表示为OH(aq)H(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。(3)中和热的测定测定原理Hc4.18 Jg114.18103 kJg11；n为生成H2O的物质的量。装置如图(在横线上填写仪器的名称)正误辨析正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同()(2)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关()

15、(3)1 mol C燃烧生成CO放出的热量为碳的标准燃烧热()(4)甲烷的标准燃烧热H890 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890 kJmol1()(5)在稀溶液中：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量为57.3 kJ()(6)某物质的标准燃烧热越大，其热值也越高()题组一正确理解概念1下列说法正确的是()ANa转化为Na时，吸收的能量就是该过程的反应热B水蒸气变为液态水时，放出的能量就是该变化的反应热C同温同压下，反应

16、H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同D可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关答案D2下列说法正确的是()AS(s)O2(g)=SO3(g)H315 kJmol1(标准燃烧热)(H的数值正确)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)(H的数值正确)C已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热H2(57.3) kJmol1D已知101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则该反应的反应热为221 kJm

17、ol1答案B3下列说法正确的是()A葡萄糖的标准燃烧热是2 800 kJmol1，则C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1B已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量C已知HCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则98 %的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水的中和热为57.3 kJmol1D氢气的标准燃烧热为285.5 kJmol1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1答

18、案A4(2016绍兴市第一中学高一下学期期末)25 、101 kPa下，煤炭、氢气、天然气和甲醇(CH3OH)等几种燃料的热值(指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量)依次是33 kJg1、143 kJg1、56 kJg1、23 kJg1，则下列热化学方程式正确的是()AC(s)O2(g)=CO(g)H 396 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H896 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H286 kJmol1DCH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H736 kJmol1答案B解析煤炭的热值是33 kJg1，则12 g煤

19、炭放出的热量为396 kJ，所以热化学方程式为C(s)O2(g)=CO2(g)H396 kJmol1，A错误；天然气的热值是56 kJg1，则16 g CH4放出的热量为896 kJ，所以热化学方程式：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H896 kJmol1，B正确；氢气的热值是143 kJg1，则4 g H2放出的热量为572 kJ，所以热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol1，C错误；甲醇(CH3OH)的热值是23 kJg1，则32 g CH3OH放出的热量为736 kJ，所以热化学方程式：CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O

20、(l)H736 kJmol1，D错误。题组二能量、键能与焓变5(2016金华十校9月高三模拟)用Cl2生产某些含氯有机物时，会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HClO22Cl22H2O已知：.反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。.判断下列说法正确的是()A反应A的H115.6 kJmol1BH2O中HO键比HCl中HCl键弱C由中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强D断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差31.9 kJ答案D解析由已知，可知反应A为放热反应，H115.6 kJmol1，A错；设E(HO)、E(HCl)

21、分别表示HO键、HCl键的键能，反应A中有下式成立：4E(HCl)498 kJmol12243 kJmol14E(HO)115.6 kJmol1，整理得E(HO)E(HCl)31.9 kJmol1，所以HO键比HCl键强，B错；断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差31.9 kJ，D正确；由反应A可知，O2能发生置换反应得到Cl2，故可推断氧元素非金属性比氯元素强，C错。6(2016台州9月选考质量评估)已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ,18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其他相关数据如下表：O=OHHHO(g)键能/kJmol149643

22、6x则表中x为()A920 B557C463 D188答案C解析根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol1；而18 g水蒸气变成液态水时放出44 kJ热量，则2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJmol1，即484 kJ2436 kJ496 kJ4x kJ，解得x463。7化学反应的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。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol1460360436431176347工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4

23、(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(g)，该反应的反应热H为_。答案236 kJmol1解析SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算，而产物硅属于原子晶体，可根据原子晶体的结构计算晶体硅中的共价键的数目。1 mol晶体硅中所含的SiSi键为 2 mol，即制取高纯硅反应的反应热H4360 kJmol12436 kJmol1(2176 kJmol14431 kJmol1)236 kJmol1。规避焓变计算的两个失分点(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程都不是化学变化。(2)常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(S

24、iO)石墨金刚石S8(SS)Si键数24641.5282题组三中和热测定误差分析和数据处理8利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：用量筒量取50 mL 0.50 molL1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；用另一量筒量取50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？_。(2)倒入NaOH溶液的正确操作是_(填字母)。A沿玻璃棒缓慢倒入B分三次少量倒入C一次迅速倒入(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_(填字母)。A用温度计小心搅拌B揭开硬

25、纸片用玻璃棒搅拌C轻轻地振荡烧杯D用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 molL1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为H1、H2、H3，则H1、H2、H3的大小关系为_。(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 gcm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c4.18 Jg11。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：实验序号起始温度t1/ 终止温度t2/ 盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热H_(结果保留一位小数)

26、。(6)_(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是_。答案(1)确保盐酸被完全中和(2)C(3)D(4)H1H2H3(5)51.8 kJmol1(6)不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热解析(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(2)为了减小热量损失，倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入。(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动。(4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质

27、是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要小一些(注意中和热与H的关系)。(5)取三次实验的平均值代入公式计算即可。(6)硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。1反应热答题规范指导(1)描述反应热时，无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用H表示，其后所跟数值都需要带“”、“”符号(“”可省略)。如：某反应的反应热(或焓变)为HQ kJmol1或HQ kJmol1。(2)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和标准燃烧热时可不带“”号。如：某物质的标准燃烧热为HQ kJmo

28、l1或Q kJmol1。2正确理解中和热，注意操作与计算细节(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.10.5 molL1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。(4)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。考点三有关反应热的计

29、算与比较(加试)考试标准加试要求b级。1H的比较比较H的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，H越小；对吸热反应，吸热越多，H越大。2反应热的有关计算(1)根据热化学方程式计算根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。(2)根据物质标准燃烧热的数值计算：Q(放)n(可燃物)|H|。如：已知H2的标准燃烧热为H285.8 kJmol1，则 1 g H2完全燃烧生成液态水放出的热量为142.9 kJ。(3)根据盖斯定律计算、比较。根据下列反应过程，试判断H的关系：aAH1,BAH2,B则H1aH2。AH1,

30、BaBH2,aA则H2aH1。则HH1H2。注意在反应过程设计中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互变化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。题组一利用热化学方程式计算116 g固态硫完全燃烧放出148.4 kJ的热量，则1 mol固态硫完全燃烧放出的热量为_ kJ。答案296.82已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1若要得到857.4 kJ的热量，至少需H2的质量为_。答案6 g解析6 g。题组二盖斯定律的应用应用一利用盖斯定律比较H的大小3试比较下列各组H的大小。(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C

31、(l)H2”、“解析因为C(g)=C(l)H30则H3H2H1，H2H1。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20则H1_H2。答案解析H2H3H1，则H3H1H2，又H30，所以H1H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10C(s)O2(g)=CO(g)H20则H1_H2。答案解析根据常识可知，CO(g)O2(g)=CO2(g)H3H1。应用二利用盖斯定律书写热化学方程式4LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：2Li(s)H2(g)=2LiH(s)H182 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol14Li(s)O2(g)=2