高中化学：导学案：化学反应中的热效应

高中化学选修化学反应原理

1.1化学反应中的热效应导学案

课标要求学习目标

知道键的断裂和形成是化学反应中1.化学反应中物质变化和能量变

能量变化的主要原因。化的实质学会从微观角度认识化学反

通过生产、生活中的实例了解化学能应的反应热及熔变。

与热能的相互转化。2.热化学方程式及其书写、燃烧热

能举例说明化学能与热能的相互转及中和热的定义。

化，了解反应热和焰变的含义，能用盖斯3.掌握盖斯定律及熔变的简单计

定律进行有关反应热的简单计算。算。

知识再现

知识点L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：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：

吸外反应:反应物总键能生成物总键能

破坏旧化学键形成新化学键

所吸收的能宣所放出的能含

放府反应:反应物总键能＜生成物总键能

反应物总能量生成o物总能量

放热吸热

反应反应

____△_____

生成物总能量反应物总能量

也可以从物质能量的角度来理解：

概念：

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.

放热反应：化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应.

吸热反应：化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应.

燃烧热：25℃、lOlkPa时，Imol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25℃,lOlkPa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Imol.

（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--CO2,H—-H2O,

S--SO2,等.

中和热：在稀溶液中，酸和碱发生反应时生成ImolfhO,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

执八\、.，

(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57.3kJ/mol；

(3)以Imol水为基准，所以在写化学方程式的时候应该以生成Imol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CaCO3分解等大多数

分解反应，死和b、S、P等不活泼的非金属化合，Ba(OH)2•8H2O和NH4C1

固体反应，CO2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如：Ba(OH)2•8H2O和NH4C1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.化学反应的燃变

概念：

熠：用于表示物质所具有的能量的这一固有性质的物理量，叫做熠。

化学反应的熠变: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

应的熔变。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焰的变化。

表达为：Qp=AH

其中：Qp表示在压强不变的条件下化学反应的反应热。

△H=H(反应产物)一H(反应物)

△H为反应产物的总焰与反应物的总焰之差，称为化学反应的焰变。

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：

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，AH也不同。

要注明反应温度和压强。因为AH的大小和反应的温度、压强有关，如不注明，

即表示在lOlkPa和25°Co

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。

△H的表示：在热化学方程式中AH的“十”“一”一定要注明，“十”代表

吸热，“一”代表放热。Z^H的单位是：kJ/mol或J/mol。

知识点4.熔变的计算一一盖斯定律及其应用

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

反应热和该反应一步完成的反应热相同，这就是盖斯定律。

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）+0.502（g）=CO（g）

上述反应在02供应充分时，可燃烧生成C02、02供应不充分时，虽可生成

C0,但同时还部分生成C02。因此该反应的AH无法直接测得。但是下述两个反

应的AH却可以直接测得：C(S)+02(g)=C02(g)；AHi=-393.5kJ/mol

CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)；AH2=-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

△H1=AH2+AH3

△H3=AHi—AH2=-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。

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。

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

比。

b热化学方程式之间可以进行加减运算。

典题解悟

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：①x>y,化学反应为放热反应；②x<y,化学反应为吸热反应；③xWy。

答案：AC

已知化学反应2c（s）+02（g）=2C0（g）、2C0（g）+O2=2CO2（g）都

是放热反应据此判断，下列说法不正确的是（其他条件相同）

A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量

B.56gCO和32go2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量

C.12gC和32go2所具有的总能量大于44gC02所具有的总能量

D.将一定量的C燃烧、生成C02比生成C0时放出的热量多

（解析）放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C

和C0的燃烧反应都是放热反应因此，B、C两项的说法正确。12g并不是全部的

反应物，所以A项的说法不正确。由于C-------►C0放热、C0—►C02放热，

根据盖斯定律得C——>C02比C—►C0放热多，即D项说法正确。

本题考察的主要是化学反应中的能量变化及其原理的理解和应用。

答案：A

1g炭与适量的水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，吸收10.94kJ的热量，相应的

热化学方程式为

A.C+H2O=CO+H2；AH=+10.94kJ/mol

B.C(s)+H20(g)=C0(g)+H2(g)；AH=+10.94kJ/mol

C.C(s)+H20(g)=C0(g)+H2(g)；△H=+131.3kJ/mol

D.0.5C(s)+0.5H2O(g)=0.5CO(g)+0.5H2(g)；AH=-65.65kJ/mol

(解析〕热化学方程式的书写应注意：需表明反应物、生成物的状态；放热与

吸热，热量数值与反应物的量有关。

答案：C

变形题：沼气是一种能源，它主要是CH”0.5molCH4完全燃烧生成CO2和

H2O时，放出445kJ的热量，则下列热化学方程式中正确的是()

A.2CH4(g)+402(g)=2CO2(g)+4H2O(1)；AH=+890kJ/mol

B.CH4(g)+202(g)=C02(g)+2H2O(1)；AH=+890kJ/mol

C.CH4(g)+202(g)=C02(g)+2H2O(1)；AH=-890kJ/mol

D.0.5CH4(g)+O2(g)=0.582(g)+H2O(1)；AH=-890kJ/mol

(解析〕0.5molCH4完全燃烧生成C02和H20时放出445kJ热量，即ImolCH4

完全燃烧生成C02和H20时，放出890kJ的热量。根据热化学方程式的有关规定，

要标明聚集状态，要标出热效应，故符合题意的是C项。

答案：C

夯实双基

1.已知下列三个热化学方程式

①C(s)+H20(g)=C0(g)+H2(g)；AH=+131.5kJ/mol

②I/2H2(g)+1/2C12(g)=HC1(g)；AH=-92.3kJ/mol

③H2(g)+1/202(g)=H20(g)；AH=-241.8kJ/mol

则以上三个反应的反应热大小关系正确的是()

A.①，②〉③B.③①C.③②D.①，③〉②

2.下列过程中AH小于零的是()

A.NO2转化为N2O4B.醋酸的电离

C.硝酸镂的水解D.氯酸钾分解制氧气

3.有如下三个反应方程式：()

Ho(g)+I/2O2(g)=H2。(g)；AH=akJ/mol

H2(g)+1/202(g)=H2O(1)；AH=bkJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)；AH=ckJ/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.a=bD.b=c

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)+1/202(g)=CO(g)；△11]=—110.35kJ/mol

CO(g)+1/2O2=CO2(g)；AH2=-282.57kJ/mol

则与100g炭完全燃烧相比，损失的热量是()

A.392.93kJB.2489.42kJC.784.92kJD.3274.3kJ

7.已知CH4(g)+2O2(g)=C02(g)+2H2O(1)；AH=-890kJ/molo

当一定量的CH4(g)完全燃烧生成CO2(g)和H20(1)所放出的热量为74kJ时,

所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.37.24LB.18.62LC.9.3LD.20.50L

8.含NaOH20.0g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)+HC1(叫)=NaCl(aq)+H2O(1)；AH=+28.7kJ/mol

B.NaOH(aq)+HC1(叫)=NaCl(叫)+H2O(1)；AH=-28.7kJ/mol

C.NaOH(aq)+HC1(叫)=NaCl(叫)+H2O(1)；AH=+57.4kJ/mol

D.NaOH(aq)+HC1(叫)=NaCl(叫)+H2O(1)；AH=-57.4kJ/mol

9.已知方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)AHi=-571.6kJ/mol,则关于

方程式2H2。(1)=2H2(g)+O2(g)；△印=?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△比大于零

C.该反应△H2=—571.6kJ/mol

D.该反应与上述反应属于可逆反应

10.在一定条件下CO、CH4燃烧热化学方程式分别为

CO(g)+1/202(g)=CO2(g)；AH=-283kJ/mol

CH4(g)+202(g)——►CO2(g)+H2O(1)；AH=-890kJ/mol

现有标况下的89.6LCO、CH4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、CH4的体积比为()

A.1：3B.3：1C.1：2D.2：1

11.下列说法中，正确的是()

A.lmolH2s04与ImolBa(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lOlkPa时，Imol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2H2。(1)=2H2(g)+O2(g)；AHi=+571.6kJ/mol

CH4(g)+202(g)—►CO2(g)+2H2O(1)；AH2=-890.3kJ/mol

Igffc和lgCH4分别燃烧后放出的热量之比约是()

A.1：3.4B,1：1.7C,2.3：1D.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(P4)均为磷的同素异形体。已知：

①两者在氯气中燃烧，均有白烟雾产生；

②P4(s)+502=P4OIO(s)；AHi=-2983.2kJ/mol

P(s)+5/4O2=1/4P4OI