第一单元 化学反应中的热效应教学设计(教案)

第18讲

化学反应与能量变化教学案

考纲说明

1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。

2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。

3．了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

高考真题：

1.某反应的反应过程中能量变化如右图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是

A.该反应为放热反应

B.催化剂能改变反应的焓变

C.催化剂能降低反应的活化能

D.逆反应的活化能大于正反应的活化能

2.铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

(1)真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：

Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g) △H=a kJ·mol

3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g) △H=b kJ·mol

①反应Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)的△H= kJ·mol知识回顾

一、化学反应中能量变化

1．化学反应的实质是：

2．放热反应和吸热反应

化学反应的能量变化也可以从反应物生成物的总能量的相对高低加以说明，是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低。

3．反应热：

在恒温恒压条件下，化学反应中释放的热量称为

(又称

)。反应热用符号

表示，单位一般采用

－1 －1－1

对放热反应△H

0；对吸热反应△H

0。

4．常见的放热反应和吸热反应

1

常见的放热反应有：

常见的吸热反应有：

典型例题：

1.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是

①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l) ②焦炭与水反应制氢：C(s)+ H2O(g) ③甲烷与水反应制氢：CH4(g)+ H2O(g) 2H2(g)+ O2(g) ΔH1=571.6kJ·mol–1

CO(g)+ H2(g)

ΔH2=131.3kJ·mol–1 CO(g)+3H2(g)

ΔH3=206.1kJ·mol–1 C(s)+2H2(g)的ΔH3=74.8kJ·mol–1

A.反应①中电能转化为化学能

B.反应②为放热反应

C.反应③使用催化剂，ΔH3减小

D.反应CH4(g)二、热化学方程式

1．概念：

化学方程式，叫做热化学方程式。

2．书写热化学方程式时注意事项：

3．反应热的有关计算

①根据键能计算：

反应热==反应物总键能一生成物总键能。

即生成物的总键能

反应物的总键能，反应放热，反之吸热。键能越大，物质能量越低，越稳定。

②根据盖斯定律计算：一个化学反应在一定条件下无论是一步完成还是分几步完成，反应的总热效应相同。

如下图则有：

则△H1与△H2、△H3、△H4的关系为：

典型例题：2．磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。

（1）白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2

在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=== 6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) △H1 =+3359.26 kJ·mol－1

CaO(s)+SiO2(s)=== CaSiO3(s)

△H2 =-89. 61 kJ·mol－1

2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)=== 6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g)

△H3

mol－1。

则△H3 =

kJ·三、能源的开发、燃料的充分燃烧

1．能源：2．新能源：

3．燃料充分燃烧的条件：

典型例题3.化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极的作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是

A.改进汽车性质尾气净化技术，减少大气污染物的排放

B.开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用

C.研发可降解高分子材料，减少“白色污染”

D.过度开发矿物资源，促进地方经济发展

2

第18讲

化学反应与能量变化练习

班级

姓名

学号

1．下列反应既是氧化还原反应又是吸热反应的是

(

) A．铝片和稀硫酸反应

B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应

C．灼热的碳与二氧化碳反应

D．甲烷在氧气中的燃烧反应

2．2 g氢气燃烧生成液态水，放出142．9 kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是

A．2Hz(g)+O2(g)====2H2O(1)；

△ H== -142．9 kJ／mol

B．2H2(g)+Oz(g)===2H2O(1)；

△ H==+285．8 kJ／mol

C．2H2+O2===2H2O；

△ H== -285．8 kJ／mol

D．H2(g)+ 1/2 O2(g)===H2O(1)；

△ H== -142．9 kJ／mol 3、下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是

(

) A．生成物能量一定低于反应物总能量

B．根据盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应的反应热

C．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率

D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)在光照和点燃条件的△H不同

4、下列说法或表示方法正确的是

(

) A．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多

B．由C(石墨)==C(金刚石)；△H= +1．90 kJ/mol可知，金刚石比石墨稳定

C．在101 kPa时，2 gH2完全燃烧生成液态水，放出285．8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)+O2(g)==2H2O(1)；

△H== 一285．8 kJ/mol

D．在稀溶液中，H + (aq)+OH - (aq)==H2O(1)；

△H== 一57．3 kJ/mol 若将含O．5 molH2SO4的浓硫酸与含1 mol Na0H的溶液混合，放出的热大于57．3 kJ。

5、在298 K、100 kPa时，已知：2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H1；

C12(g)+H2(g)==2HCl(g)△H2；2C12(g)+2H2O(g)==4HCl(g)+O2(g)△H3

则△H1、△H2、△H3间的关系正确的是（

）

A．△H1+2△H2==△H3

B．△H1+△H2==△H3

C．△H1—2△H2==△H3

D．△H1一△H2==△H3

6、据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。

2CO2(g)+6H2(g)==CH3CH2OH(g)+3H2O(g)

下列叙述错误的是

(

)

A．使用Cu—Zn—Fe催化剂可大大提高生产效率

B．反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应

3

C．充人大量CO2气体可提高H2的转化率

D．从平衡混合气体中分离出CH3CH20H和H20可提高C02和H2的利用率

7、已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1 mol H一O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中lmolH—H键断裂时吸收热量为

(

) A．920 kJ

B．557 kJ

C．436 kJ

D．188 kJ 8．已知下列反应的反应热为：

(

)

(1)CH3COOH(1)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(1)；△Hl= 一870．3 kJ／mool

(2)C(s)+O2(g)=CO2(g)；△H2= 一393．5 kJ／mol

(3)H2(g)+1／2O2(g)==H20(1)；△H3= 一285．8 kJ／mol

试计算下列反应的反应热：2C(s)+2H2(g)+O2(g)==CH3COOH(l)；△H4

A．-488．3 kJ／mol

B．+488．3kJ／mol

C．-245．7kJ／mol

D．+245．7kJ／mol 9.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是

．．．①C(s) + H2O(g)②CO(g) + H2O(g)③CO2 (g) + 3H2 (g)④2CH3OH(g)CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol-1

ΔH 2 = b kJ·mol-1

ΔH 3 = c kJ·mol-1

ΔH 4 = d kJ·mol-1

CO2 (g) + H2 (g)

CH3OCH3 (g) + H2O(g)

CH3OH(g) + H2O(g)

A. 反应①、②为反应③提供原料气

B. 反应③也是

CO2资源化利用的方法之一

C. 反应CH3OH(g)11dCH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol-1

222CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol-1

D. 反应

2CO(g) + 4H2 (g) 10、烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、Nox的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：

NO(g)＋O3(g)=NO2(g)＋O2(g)

△H=－200．9kJ·mol1

－NO(g)＋1/2O2(g)=NO2(g)

△H=－58．2kJ·mol11．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

－1、

－（1）

反应3NO(g)＋O3(g)=3NO2(g)的△H=_______mol·L1。

（1）甲硅烷(SiH4)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态水。已知室温下1 g甲硅烷自燃放出热量44.6 kJ，其热化学方程式是________________。

（2）13 g C2H2(g)完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出659 kJ的热量，该反应的热化学方程式为________。

（3）已知拆开1 mol H—H键，1 mol N—H键，1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________________。

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