归纳与整理优秀教案案例

热化学方程式

1．概念

表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

2．书写热化学方程式的“五步”

一写

方程式—写出配平的化学方程式

3．判断热化学方程式正误的“五审”

深度思考

1．怎样理解可逆反应中的反应热？

答案

无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH＝－196.64 kJ·mol1，ΔH是指2 mol －SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡时放出的能量为Q，因反应不能完全转化为SO3(g)，故Q<196.64 kJ。

2．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH＝－196.64 kJ·mol1，在一定温度下，向一固定容－积的密闭容器中通入2 mol SO2、1 mol O2，达到平衡时放出热量为Q1 kJ，在同样条件下，向该容器中通入2 mol SO3，达到平衡时，吸收热量为Q2

kJ，则Q1和Q2的关系为________________________________________________________________________。

答案

Q1＋Q2＝196.64 3．实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝－196.64 kJ·mol1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为________。

－2SO3(g)

答案

80% 314.624 kJ解析

当放出热量为314.624 kJ时，参加反应的SO2的物质的量为－×2＝3.2 196.64 kJ·mol13.2 molmol，故SO2的转化率为×100%＝80%。

4 mol

题组一

“五”看，快速判断热化学方程式的正误

1．判断下列热化学方程式书写是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(注：焓变数据均正确) (1)CaCO3(s)===CaO＋CO2(g)

ΔH＝＋177.7 kJ(

) (2)C(s)＋H2O(s)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝－131.3 kJ·mol1(

) －1(3)C(s)＋O2(g)===CO(g) 2

ΔH＝－110.5 kJ·mol1(

) －1(4)CO(g)＋O2(g)===CO2(g) 2ΔH＝－283 kJ·mol1(

) －(5)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol1(

) －(6)500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)500 ℃、30 MPa2NH3(g)

ΔH＝－38.6 kJ·mol1催化剂－(

) 答案

(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)√

(6)×

2．实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是(

) ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋890.3 kJ·mol1

－②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol1

－③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol1

－④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol1

－A．仅有②

B．仅有②④

D．全部符合要求

C．仅有②③④

答案

B 解析

书写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点：(1)单位是kJ·mol－1，不是kJ；(2)数值，ΔH的数值要与方程式中计量化学计量数保持一致；(3)符号，吸热用“＋”，放热用“－”。仅②④符合要求。

3．下列热化学方程式正确的是(

) 3－A．表示硫的燃烧热的热化学方程式S(s)＋O2(g)===SO3(g)

ΔH＝－315 kJ·mol1

2B．表示中和热的热化学方程式NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－57.3 kJ·mol1

－1－C．表示H2燃烧热的热化学方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(g)

ΔH＝－241.8 kJ·mol1

2D．表示CO燃烧热的热化学方程式2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH＝－566 kJ·mol1

－答案

B

题组二

多角度书写热化学方程式

角度一

依据反应事实书写热化学方程式

4．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) ΔH＝－1 427.2 kJ·mol1

－(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2Q kJ·mol1

－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)

ΔH＝－1 427.2 kJ·mol1。

－(2)根据碳原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀，则消耗的C2H5OH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

5．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) ΔH＝＋(a－b) kJ·mol1

－解析

由图可知，生成物总能量高于反应物总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＝＋(a－b) kJ·mol1。

－6．化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)。

试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式。

答案

N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝－2(c＋b－a)kJ·mol1

－角度三

依据共价键数，利用键能计算反应热

7．(2015·北京四中模拟)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：

1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 则表中x为(

) A．920

B．557 C．463

D．188 答案

C 解析

根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－572 kJ·mol1；而－O===O 496 H—H 436 H—O(g) x

18 g水蒸气变成液态水时放出44 kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－484 kJ·mol－1，即－484 kJ＝2×436 kJ＋496 kJ－4x kJ，解得x＝463。

8．通常把拆开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，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的ΔH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

键能/kJ·mol1

－Si—O 460 Si—Cl 360 H—H 436 H—Cl 431 Si—Si 176 Si—C 347 工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH为______。

答案

＋236 kJ·mol1

－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Si—Si键为2 mol，即制取高纯硅反应的反应热ΔH＝4×360 kJ·mol1＋2×436 kJ·mol1－(2×176 kJ·mol1＋4×－－－431 kJ·mol1)＝＋236 kJ·mol1。

－－

1．熟记反应热ΔH的基本计算公式

ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量

ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和

2．规避两个易失分点

(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

键数

CO2 (C===O) 2 CH4

(C－H) 4 P4

(P－P) 6 SiO2

(Si－O) 4 石墨

1.5 金刚石

2 S8

(S－S) 8 Si 2