第一单元 化学反应中的热效应教学实录

选修化学：化学反应原理

专题1:化学反应与能量变化

第一单元

化学反应中的热效应第三课时

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1、了解化学能与热能的相互转化及其应用。

2、了解吸热反应、放热反应、反应热（焓变）等概念。

3、能正确书写热化学方程式，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

【重难点解读】

1.热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式； 2.化学反应过程中的能量守恒； 3.化学反应在发生过程中是吸热还是放热，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。

【例题精析】

一、通过生产生活中的实例，了解化学能和热能的相互转化

例1、下列说法错误的是

A. CO燃烧是放热反应 B. H2SO4和NaOH反应是吸热反应

C. CaO与H2O反应是吸热反应 D. CaCO3受热分解是吸热反应

一些常见化学反应，我们应该知道它们的吸、放热关系。

变式1、关于吸热反应和放热反应，下列说法中错误的是 A．需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应

B．化学反应中能量变化，除了热量外，还可以是光能、电能等

C．化学反应过程中的能量变化，也服从能量守恒定律

D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应

解析：A错误，C和O2的反应是放热的，但是必须C加热后才能发生；B正确，C在O2里面的燃烧，会有光发出，因此变成光能；C正确，化学能+机械能+热能+光能等守恒。

二、热化学方程式的含义和热化学方程式的书写

例2、沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是

A. 2CH4(g)＋4O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l) △H＝＋890kJ/mol B. CH4＋2O2＝CO2＋2H2O △H＝－890kJ/mol C. CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H＝－890kJ/mol D. 1/2CH4(g)＋O2(g)＝1/2CO2(g)＋H2O(l) △H＝－890kJ/mol 解析：在判断热化学方程式的正误时：一、要注意是否标明反应中各物质的状态；二、是要注意在热化学方程式右端是否注明焓变，焓变△H的“+”、“－”号是否正确，吸收热量，△H为“+”；放出热量，△H为“－”。△H的单位一般采用kJ·mol。三、是热化学方程式中各物质前面的系数只要同后面的热量值相对应，则无论系数为整数、分数还是小数，都应当是正确的。

-1变式2、认识可逆反应的正反应和逆反应在能量变化上的区别

已知一定温度和压强下，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；△H＝－92.4kJ/mol。在同温同压下向密闭容器中通入1molN2和3molH2，达平衡时放出热量为Q1KJ；向另一体积相同的容器中通入0.5molN2和1.5molH2，相同温度下达到平衡时放出热量为Q2KJ。则下列叙述正确的是

A.2Q2＞Q1=92.4KJ B.2Q2=Q1=92.4KJ C.2Q2＜Q1＜92.4KJ D.2Q2=Q1＜92.4KJ 解析：92.4KJ为1molN2(g)与3molH2(g)恰好完全反应生成2molNH3(g)时所放出的热量。而在实际反应中由于存在平衡态，反应物不可能百分之百的转化，因此Q1＜92.4KJ。所以C、D符合题意，但如果两种状态一样，则有2Q2=Q1，但现在两种状态不一样，所以2Q2≠Q1，因而D不正确。或平由衡移动原理可知，当温度不变，相同的密闭容器中，起始反应物物质的量减半（相当于减压或稀释）时，平衡向逆反应方向移动，有2Q2＜Q1。故答案为C项。

三、燃烧热

中和热概念的理解及中和热的测定

例3、已知反应：

①2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)

ΔH＝－221 kJ／mol ②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)

ΔH＝－57.3 kJ／mol 下列结论正确的是

A．碳的燃烧热大于110.5 kJ／mol

B．①的反应热为221 kJ／mol C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ／mol D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ 热量

解析：A项的燃烧热是指101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量。完全燃烧也是完全氧化；如碳完全燃烧生成CO2，故碳的燃烧热大于221/2 kJ/mol，A正确。B项的反应热，放热用负值表示，故B错误。中和热是指在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时的反应热，都是正值表示，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。因此D都是错误的。故选A、C 例4、50 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题（1）大小烧杯间填满碎纸条的作用是什么？

（2）大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热的数值有何影响? （3）改用60 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放热量是否相等?所求中和热数值是否相等？简述理由。

（4）用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行上述实验，为什么测得中和热的数值偏低？

四、认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因

例5、通常人们把拆开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。

请回答下列问题：工业上高纯硅可通过下列反应制取：

SiC l4（g）+2H2（g）Si（s）+4HCl（g）该反应的反应热ΔH=____kJ/mol。

解析：物质的结构特点1molSi 中含有2molSi-Si键，故

-1 -1-1-1-1△H＝(4×360 kJ·mol+ 2×436kJ·mol)－(2×176 kJ·mol

+ 4×431kJ·mol)＝+236kJ·mol 五、盖斯定律进行有关反应热的简单计算和判断

例6、在烃分子中去掉2个氢原子变成碳碳双键是吸热反应，大约需要117 kJ/mol～125 kJ/mol的热量。而1,3-环己二烯失去了2个氢原子，变成苯是放热反应，反应热为23.4 kJ/mol。根据以上信息判断下列问题正确的是 A．1,3-环己二烯比苯稳定 B．苯比1,3-环己二烯稳定

C．1,3-环己二烯加氢是吸热反应 D．苯加氢生成环己烷是吸热反应

解析：①由稳定物质转变成不稳定物质是吸热反应，由不稳定物质生成稳定物质为放热反应；②如果一个反应为吸热反应，那么其逆反应一定为放热反应。1，3－环己二烯变成苯是放热反应，则苯变成1，3－环己二烯是吸热反应，烃分子中去掉氢原子是放热反应。

例7、1mo1气态钠离子和1mol气态氯离于结合生成1mol氯化钠晶体所释放出的热量为氯化钠晶体的晶格能. ①下列热化学方程式中，能直接表示出氯化钠晶体的晶格能的是 A、Na+(g)+C1-(g)＝NaCl(s)；△H B、Na(s)+1/2C12(g)＝NaCl(s);△H1 C、Na(s) = Na(g);△H2 D、Na(g)-e- = Na+(g)；△H3 E、1/2Cl2(g)＝C1(g)；△H4 F．Cl(g)+e=Cl(g)；△H5 ②写出△H1与△H、△H2、△H3、△H4、△H5之间的关系式 解析：根据目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质）然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”。

综合：例8、磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1g的单质磷(P)，在3.2g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出XkJ热量。

(1)通过计算确定反应产物的组成(用化学式表示)是 ，其相应的质量(g)为 。

(2)已知单质磷的燃烧热为YkJ／mol，则1mo1P与O2反应生成固态P2O3的反应热△H 。

(3)写出lmo1P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式：