高中化學：導學案：化學反應中的熱效應

高中化學選修化學反應原理

1.1化學反應中的熱效應導學案

課標要求學習目標

知道鍵的斷裂和形成是化學反應中1.化學反應中物質變化和能量變

能量變化的主要原因?；膶嵸|學會從微觀角度認識化學反

通過生產(chǎn)、生活中的實例了解化學能應的反應熱及熔變。

與熱能的相互轉化。2.熱化學方程式及其書寫、燃燒熱

能舉例說明化學能與熱能的相互轉及中和熱的定義。

化，了解反應熱和焰變的含義，能用蓋斯3.掌握蓋斯定律及熔變的簡單計

定律進行有關反應熱的簡單計算。算。

知識再現(xiàn)

知識點L化學變化中的物質變化與能量變化

物質變化的實質：舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的生成.

能量變化的實質：破壞舊化學鍵需要吸收能量，形成新化學鍵需要放出能量,

化學反應過成中，在發(fā)生物質變化的同時必然伴隨著能量變化.如下圖：

吸外反應:反應物總鍵能生成物總鍵能

破壞舊化學鍵形成新化學鍵

所吸收的能宣所放出的能含

放府反應:反應物總鍵能＜生成物總鍵能

反應物總能量生成o物總能量

放熱吸熱

反應反應

____△_____

生成物總能量反應物總能量

也可以從物質能量的角度來理解：

概念：

反應熱：化學反應過程中所釋放或吸收的能量，都可以用熱量（或換算成相

應的熱量）來表示，叫反應熱.

放熱反應：化學反應過程中釋放能量的反應叫放熱反應.

吸熱反應：化學反應過程中吸收能量的反應叫吸熱反應.

燃燒熱：25℃、lOlkPa時，Imol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出

的熱量叫做該物質的燃燒熱.單位：kJ/mol或J/mol.

提示：（1）規(guī)定要在25℃,lOlkPa下測出熱量，因為溫度、壓強不定反應熱

的數(shù)值也不相同.

（2）規(guī)定可燃物的物質的量為Imol.

（3）規(guī)定可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物所放出的熱量為標準.所謂

完全燃燒，是指物質中下列元素完全轉化成對應的物質：C--CO2,H—-H2O,

S--SO2,等.

中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生反應時生成ImolfhO,這時的反應熱叫做

中和熱。

提示：（1）必須是酸和堿的稀溶液，因為濃酸和濃堿在相互稀釋的時候會放

執(zhí)八\、.，

(2)強酸和強堿的稀溶液反應才能保證中和熱是57.3kJ/mol,而弱酸或弱堿

在中和反應中電離吸收熱量，其中和熱小于57.3kJ/mol；

(3)以Imol水為基準，所以在寫化學方程式的時候應該以生成Imol水為標

準來配平其余物質的化學計量數(shù).即H2O的系數(shù)為1.

常見的吸熱反應和放熱反應：

吸熱反應：其特征是大多數(shù)反應過程需要持續(xù)加熱，如CaCO3分解等大多數(shù)

分解反應，死和b、S、P等不活潑的非金屬化合，Ba(OH)2?8H2O和NH4C1

固體反應，CO2和C的反應。

放熱反應：燃燒、中和、金屬和酸的反應、鋁熱反應等。

說明：吸熱反應有的不需要加熱如：Ba(OH)2?8H2O和NH4C1固體反應，

多數(shù)需要加熱，放熱反應有的開始時需要加熱以使反應啟動。即反應的吸、放熱與

反應條件無關。

知識點2.化學反應的燃變

概念：

熠：用于表示物質所具有的能量的這一固有性質的物理量，叫做熠。

化學反應的熠變:化學反應過程中反應物總能量與生成物總能量的變化叫做反

應的熔變。熱化學研究表明，對于在等壓條件下進行的化學反應，如果反應中物質

的能量變化全部轉化為熱能(同時可能伴隨著反應體系體積的改變)，而沒有轉化

為電能、光能等其他形式的能,則該反應的反應熱就等于反應前后物質的焰的變化。

表達為：Qp=AH

其中：Qp表示在壓強不變的條件下化學反應的反應熱。

△H=H(反應產(chǎn)物)一H(反應物)

△H為反應產(chǎn)物的總焰與反應物的總焰之差，稱為化學反應的焰變。

知識點3.熱化學方程式及其書寫

概念：熱化學方程式：能表示參加反應物質的量和反應熱之間的關系的化學方

程式。

意義：既表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化。

書寫注意事項：

要注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)（若為同素異形體、要注明名稱），因為物

質呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關，即反應物的物質相同，狀態(tài)不

同，AH也不同。

要注明反應溫度和壓強。因為AH的大小和反應的溫度、壓強有關，如不注明，

即表示在lOlkPa和25°Co

熱化學方程式中的化學計量數(shù)不表示分子個數(shù)，而是表示物質的量，故化學計

量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。相同物質的化學反應，當化學計量數(shù)改變時，其

△H也同等倍數(shù)的改變。

△H的表示：在熱化學方程式中AH的“十”“一”一定要注明，“十”代表

吸熱，“一”代表放熱。Z^H的單位是：kJ/mol或J/mol。

知識點4.熔變的計算一一蓋斯定律及其應用

蓋斯定律：化學反應不管是一步完成還是幾步完成，其反應熱是相同的，也就

是說，化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)（各反應物）和終態(tài)（各生成物）有關,

而與具體的反應進行的途徑無關。如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的

反應熱和該反應一步完成的反應熱相同，這就是蓋斯定律。

蓋斯定律的應用

蓋斯定律在科學研究中具有重要意義。因為有些反應進行的很慢，有些反應不

容易直接發(fā)生，有些反應的產(chǎn)品不純（有副反應發(fā)生），這給測定反應熱造成了困

難。此時如果應用蓋斯定律，就可以間接的把它們的反應熱計算出來。例如：

C（S）+0.502（g）=CO（g）

上述反應在02供應充分時，可燃燒生成C02、02供應不充分時，雖可生成

C0,但同時還部分生成C02。因此該反應的AH無法直接測得。但是下述兩個反

應的AH卻可以直接測得：C(S)+02(g)=C02(g)；AHi=-393.5kJ/mol

CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)；AH2=-283.0kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律，就可以計算出欲求反應的△H。

分析上述反應的關系，即知

△H1=AH2+AH3

△H3=AHi—AH2=-393.5kJ/mol—(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol

由以上可知，蓋斯定律的實用性很強。

3.反應熱計算

根據(jù)熱化學方程式、蓋斯定律和燃燒熱的數(shù)據(jù)，可以計算一些反應的反應熱。

反應熱、燃燒熱的簡單計算都是以它們的定義為基礎的，只要掌握了它們的定

義的內涵，注意單位的轉化即可。

關于熱化學方程式的簡單計算的依據(jù)

a熱化學方程式中化學計量數(shù)之比等于各物質物質的量之比；還等于反應熱之

比。

b熱化學方程式之間可以進行加減運算。

典題解悟

下列說法正確的是

A.物質發(fā)生化學變化都伴隨著能量變化

B.伴有能量變化的物質變化都是化學變化

C.在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量與生成物的總能量一定不同

D.在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量總是高于生成物的總能量

（解析〕該題主要考察化學反應中能量變化的理解與應用。

物質發(fā)生化學反應都伴隨著能量變化，伴有能量變化的物質變化不一定是化學

變化，物質發(fā)生物理變化、核變化（如原子彈的爆炸）也都伴隨者能量變化。在一

個確定的化學反應中反應物的總能量（設為x）與生成物的總能量（設為y）之間

的關系為：①x>y,化學反應為放熱反應；②x<y,化學反應為吸熱反應；③xWy。

答案：AC

已知化學反應2c（s）+02（g）=2C0（g）、2C0（g）+O2=2CO2（g）都

是放熱反應據(jù)此判斷，下列說法不正確的是（其他條件相同）

A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量

B.56gCO和32go2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量

C.12gC和32go2所具有的總能量大于44gC02所具有的總能量

D.將一定量的C燃燒、生成C02比生成C0時放出的熱量多

（解析）放出熱量的化學反應，反應物的總能量一定高于生成物的總能量。C

和C0的燃燒反應都是放熱反應因此，B、C兩項的說法正確。12g并不是全部的

反應物，所以A項的說法不正確。由于C-------?C0放熱、C0—?C02放熱，

根據(jù)蓋斯定律得C——>C02比C—?C0放熱多，即D項說法正確。

本題考察的主要是化學反應中的能量變化及其原理的理解和應用。

答案：A

1g炭與適量的水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣，吸收10.94kJ的熱量，相應的

熱化學方程式為

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〕熱化學方程式的書寫應注意：需表明反應物、生成物的狀態(tài)；放熱與

吸熱，熱量數(shù)值與反應物的量有關。

答案：C

變形題：沼氣是一種能源，它主要是CH”0.5molCH4完全燃燒生成CO2和

H2O時，放出445kJ的熱量，則下列熱化學方程式中正確的是()

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完全燃燒生成C02和H20時放出445kJ熱量，即ImolCH4

完全燃燒生成C02和H20時，放出890kJ的熱量。根據(jù)熱化學方程式的有關規(guī)定，

要標明聚集狀態(tài)，要標出熱效應，故符合題意的是C項。

答案：C

夯實雙基

1.已知下列三個熱化學方程式

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

則以上三個反應的反應熱大小關系正確的是()

A.①，②〉③B.③①C.③②D.①，③〉②

2.下列過程中AH小于零的是()

A.NO2轉化為N2O4B.醋酸的電離

C.硝酸鏤的水解D.氯酸鉀分解制氧氣

3.有如下三個反應方程式：()

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

關于它們的下列敘述正確的是

A.它們都是吸熱反應B.a、b、c均為正值

C.a=bD.b=c

4.下列說法正確的是()

A.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應

B.放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生

C.反應是放熱還是吸熱由反應物和生成物所具有的總能量的相對大小決定

D.吸熱反應在一定條件下也能發(fā)生

5.固體碘在受熱時發(fā)生升華現(xiàn)象，有關敘述正確的是()

A.破壞的是分子間作用力，未破壞I-I共價鍵，因此未發(fā)生吸熱反應

B.碘受熱升華，吸收熱量，發(fā)生了吸熱反應

C.碘受熱升華，未破壞共價鍵不供應熱量也能發(fā)生

D.碘受熱升華，熱能轉化為化學能

6.在100g炭不完全燃燒所得氣體中CO和CO2的體積比為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

則與100g炭完全燃燒相比，損失的熱量是()

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

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

當一定量的CH4(g)完全燃燒生成CO2(g)和H20(1)所放出的熱量為74kJ時,

所需要空氣在標況下的體積約為(空氣中N2：O2體積比為4：1計算)()

A.37.24LB.18.62LC.9.3LD.20.50L

8.含NaOH20.0g的稀溶液與足量的稀鹽酸反應，放出28.7kJ的熱量，表示該

反應的熱化學方程式是()

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,則關于

方程式2H2。(1)=2H2(g)+O2(g)；△印=?的說法正確的是()

A.方程式中化學計量數(shù)表示分子數(shù)

B.該反應的△比大于零

C.該反應△H2=—571.6kJ/mol

D.該反應與上述反應屬于可逆反應

10.在一定條件下CO、CH4燃燒熱化學方程式分別為

CO(g)+1/202(g)=CO2(g)；AH=-283kJ/mol

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

現(xiàn)有標況下的89.6LCO、CH4組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時釋放的

熱量為2953kJ,則CO、CH4的體積比為()

A.1：3B.3：1C.1：2D.2：1

11.下列說法中，正確的是()

A.lmolH2s04與ImolBa(OH)2完全中和所放出的熱量為中和熱

B.中和反應都是放熱反應，鹽類的水解都是吸熱反應

C.在lOlkPa時，Imol碳燃燒所放出的熱量一定叫碳的燃燒熱

D.CO燃燒是吸熱反應

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分別燃燒后放出的熱量之比約是()

A.1：3.4B,1：1.7C,2.3：1D.4.6：1

13.在做中和熱的測定實驗時，使用下列用品不是為了減少實驗誤差的是

()

A.碎塑料泡沫B.環(huán)形玻璃棒C.底部墊紙條D.兩個量筒

14.紅磷(P)和白磷(P4)均為磷的同素異形體。已知：

①兩者在氯氣中燃燒，均有白煙霧產(chǎn)生；

②P4(s)+502=P4OIO(s)；AHi=-2983.2kJ/mol

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