第二单元 化学反应中的能量主要内容及教案内容

郑集高级中学高一化学教学案（必修2）

2018、4 第二单元

化学反应中的热量

【教学目标】

１．了解化学反应热效应的实质，知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量转化的主要原因

２．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化，了解常见的吸、放热反应

３．学会热化学方程式的书写方法及有关计算 【教、学重点】放热反应和吸热反应；化学反应中能量变化与反应物、生成物总能量的关系及与化学键键能的关系；热化学方程式的书写及其简单计算

【课前预习】

一、化学反应中的能量变化

1、化学反应的基本特征

。

①能量的变化通常表现为

的变化；②化学反应前后能量是

的。

练习：下列变化过程中化学能的转化形式：

①植物的光合作用：

转化为化学能；

②煤气燃烧：化学能转化为

；

③干电池放电：化学能转化为

；④“雷雨发庄稼” ：

转化为化学能。

2、反应热

在化学反应过程中

或

的热量通常叫做反应热，符号

，单位是

。

表示在该条件下反应放热，

表示在该条件下反应吸热。

下列过程的能量变化是反应热吗？

①浓硫酸稀释放热

②烧碱溶于水放热

③硝酸铵溶于水吸热

可见物理变化中的能量变化

反应热（填“是”或“不是”）

二、放热反应和吸热反应

1、放热反应和吸热反应的形成原因。（填“﹥”“﹤”下同）

．．．．．放热反应：反应物具有的总能量

生成物具有的总能量，即∑E（反应物） ∑E（生成物）

吸热反应：反应物具有的总能量

生成物具有的总能量，即∑E（反应物） ∑E（生成物)

（放热反应） （吸热反应）

练习：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，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

2、请根据你的生活经验，举出一些放热反应和吸热反应的例子并对下列反应判断。

⑴高温下煅烧石灰石

（

）

⑵镁条和稀盐酸反应 （

）

⑶氧化钙与水反应

（

）

⑷盐酸和氢氧化钠溶液反应

（

）

总结：常见的放热、吸热反应

⑴放热反应：①所有燃烧反应；②酸碱中和反应；③金属与酸生成气体的反应；④大多数化合反应。

⑵吸热反应：①大多数分解反应②铵盐与强碱的反应③特殊的反应：

三、热化学方程式

1、定义：

。

2、书写要点：强调两点

1

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2018、4 ①不需注明反应条件，但一定要注明反应物和生成物的

。

．．．②热化学方程式中的系数表示该物质的

，可以取分数或小数，数值与ΔH数值要对应。

．．练习：1molCaCO3分解吸收热量175.6kJ，试写出热化学方程式。

_______________________________________________________________ 10g CaCO3分解吸收热量17.56kJ，试写出热化学方程式。

_______________________________________________________________

思考：同温、同压下，比较△H1与△2大小：

S（气）+O2（气）=SO2（气）

△H1

；

S（固）+O2（气）=SO2（气）

△H 2

若反应物状态不同，而生成物状态相同，那么热量值相同吗？

3、热化学方程式意义

。

练习：已知1/2C(s) + 1/2H2O(g) = 1/2CO(g) + 1/2H2(g)

△H = + 65.64 kJ· mol-1

它表示

。

四、反应热与化学键键能

1、化学反应的本质

。

断开化学键：

能量，

形成化学键：

能量。（填“吸收”或“放出”）

2、键能

3、两者的关系：化学键键能的大小可用来粗略计算化学反应的热效应。

△H=

。

五、燃料燃烧释放的热量

例1、

下列说法正确的是

A．在化学反应中发生物质变化的同时，不一定发生能量变化

B．ΔH >0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应

C．ΔH的大小与热化学方程式中化学计量数无关

D．生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时，ΔH<0

例2、1gC与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，需吸收10.94kJ的热量，下列正确的是

-

A．C + H2O = CO + H2

△H = + 10.9 kJ·mol1

-

B．C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)

△H = －

10.9 kJ·mol1 -

C．C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)

△H = + 131.28 kJ·mol1 -

D．1/2C(s) + 1/2H2O(g) = 1/2CO(g) + 1/2H2(g)

△H = + 65.64 kJ·m ol1

-变式1、已知H2(g) ＋

C12(g) = 2HCl(g)

△H＝－184.6kJ·mol1，则反应HCl(g)= 1/2H2(g) ＋1/2 Cl2(g)的△H为

－－－－A．＋92.3 kJ·mol1 B．－92.3 kJ·mol1

C．－369.2 kJ·mol1

D．＋184.6 kJ·mol1

变式2、一定温度下28g CO与1 mol水蒸气在催化剂存在下完全反应生成CO2和H2，放出41 kJ的热量，写出热化学方程式

。

例3、已知

（1）H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)

ΔH1 =akJ·mol-1

（2）2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH

2=bkJ·mol-1

（3）H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)

ΔH3=c kJ·mol-1

（4）2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH

4=dkJ·mol-1

下列关系正确的是

A、

a﹤c﹤0 B、b﹥d﹥0 C、2a=b﹤0 D、2c=d﹥0

变式1、已知在发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料和NO2作氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气.又已知:

①N2(气)+2O2(气)==2NO2(气); △H=+67.7kJ/mol ②N2H4(气)+O2(气)=N2(气)+2H2O(气); △H =－534kJ/mol 试写出肼与NO2反应的热化学方程式_______________________________ 小结解题方法：盖斯定律的理解和应用（一个反应不论分几步还是一步完成，反应的热效应相等）

变式2、0.3mol气态高能燃料乙硼烷（分子式B2H6），在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ的热量，则其热化学方程式为______

.又已知H2O(l)===H2O(g)；△H = ＋44kJ•mol-1，则11.2L标准状况下的乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是__________kJ 变式3、已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为

2

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2018、4 C(石墨) + O2(g)＝CO2(g)

△H=－393.51kJ •mol-1 ；

C(金刚石) + O2(g)＝

CO2(g) △H=－395.41kJ •mol-1 据此判断，下列说法中正确的是

A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

思考：石墨和金刚石谁更稳定呢？（物质本身具有的能量越低，物质越

）

例4．（2011上海）根据碘与氢气反应的热化学方程式(i)

I2(g)+ H2(g) 2HI(g) △H=－9.48 kJ •mol-1

(ii) I2(S)+ H2(g)2HI(g) △H=－26.48 kJ •mol-1，下列判断正确的是

A．254g I2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48 kJ B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ C．反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定

D．反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低

例5．在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)；ΔH=－197 kJ·mol-1，当达到化学平衡时，下列说法中正确的是

A．生成SO3 2 mol

B．SO2和SO3共2 mol

C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol

【巩固练习】

1、下列反应中一定释放热量的是

A．中和反应

B．化合反应

C．分解反应

D．置换反应

2、以下反应属于吸热反应的是

A．生石灰加水制熟石灰

B．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合

C．氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸

D．化石燃料的燃烧

3、下列说法正确的是

A．需加热才能发生的反应一定是吸热反应

B．放热的反应在常温下一定易进行

C．反应是放热还是吸热由反应物和生成物所具有的能量的相对大小决定

D．吸热反应在一定条件下也进行

4、对1/2H2(g)+ 1/2I2(g)====HI(g)△H = +26kJ·mol-1的叙述中，正确的是

A．1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收26kJ的热量

B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52kJ的热量

C．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应生成2mol的HI气体需吸收52kJ的热量

D．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应放出26kJ的热量

5、燃烧1g乙炔(C2H2)气体，生成H2O(l)和CO2(g)，放出50kJ热量，则燃烧3mol乙炔所放出的热量为

A．50kJ

B．150kJ

C．450kJ

D．3 900kJ

－6、4P(红磷s)

P4(白磷s)；△H＝

+ 17kJ·mol1，下列推论正确的

A．正反应是一个放热反应

B．当4g红磷转变成白磷时吸收17kJ热量

C．白磷热稳定性比红磷大

D．当124 g白磷转变成红磷时放出17kJ热量

7、根据右图提供的信息，下列所得结论不正确的是

．．．A．该反应是吸热反应

B．该反应一定有能量转化为化学能

C．反应物比生成物稳定

D．因为生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应不需要加热

8、N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4（g）完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程中正确的是

3 能量

郑集高级中学高一化学教学案（必修2）

2018、4

A．1/2 N2H4(g)+ 1/2 O2(g)＝

1/2 N2(g)+ H2O(l)

△H=+257kJ·mol－1

B．N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(l)

△H＝－133.5kJ·mol－1

C．N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)

△H＝+534kJ·mol－1

D．N2H4(g)+O2(g)＝N2(g)+2H2O(g)

△H＝－534kJ·mo

９、在同温同压下，下列各组热化学方程式中，Q2>Q1的是

A．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)

△H= -Q1

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(1)

△H= -Q2

B．S(g)+O2(g)＝SO2(g)

△H= -Q1

S(s)＋O2 (g)＝SO2(g)

△H= -Q2

C．C(s)＋1/2O2 (g)＝CO(g)

△H= -Q1

C(s)+O2 (g)＝CO2(g)

△H= -Q2

D．H2 (g)＋Cl2(g)＝2HC1 (g)

△H= -Q1

1/2H2(g)＋1/2C12(g)＝HC1 (g)

△H= -Q2

10、一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q，它所生成的CO2用过量的石灰水完全吸收可得100 g CaCO3沉淀，则完全燃烧1 mol无水乙醇放出的热量是

A、0.5Q B、Q C、2Q D、5Q

11、己知热化学方程式，不仅能表示反应和生成物，而且能反映化学反应过程中的的能量变化。试根据条件，回答下列问题：

⑴己知氢气在氧气在燃烧生成水的热化学方程式，完成下列热化学方程式：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH1 =-571.6 kJ·mol-1；

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)

ΔH2 =-241.8 kJ·mol-1

①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)

ΔH3 =

kJ·mol-1

②

H2(g)+

O2(g)=

H2O(g)

ΔH4=-483.6 kJ·mol-1 ③2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)

ΔH5 =

kJ·mol-1 ⑵

ΔH1与ΔH4存在差异的原因是：

⑶由⑵可知书写热化学方程式时一定要注意：

12、298K时，合成氨反应的反应热△H＝－92.4 kJ·mol-1。在该温度下，取1mol N2和3mol H2放在一个密闭的容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ

⑴写出该反应的热化学方程式：

⑵在上述条件下反应放出的热量总是小于92.4kJ的原因是：

。

13、人体内葡萄糖氧化作用可以用以下热化学方程式表示：

－

C6H12O6(s) ＋

6O2(g)6CO2(g) ＋

6H2O(l) △H＝－2 804.6 kJ·mol1。若每人每天需消耗热量12558kJ，则每人每天至少需要葡萄糖多少

g。（写出过程）

14、（1）右图是298K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。则该反应的热化学方程式为：______ ________________________。

（2）化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量。

－1如：H(g)＋I(g)→H－I(g)＋297kJ，即H－I键的键能为297kJ·mol，也可以理解为破坏1mol H－I键需要吸收297kJ的热量。化学反应的发生可以看成旧化－1学键的破坏和新化学键的形成。下表是一些键能数据。(单位：kJ·mol)

H－H S＝S C－Cl C－O 键能

436 255 330 347

Cl－Cl H－S C－I H－O 键能

243 339 218 464

H－Cl C－F H－F

键能

432 427 565

阅读上述信息，回答下列问题：

①你认为键能与物质的热稳定性的关系是：________________________________________。

－1②结合表中数据和热化学方程式H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g) △H＝－Q kJ· mol；通过计算确定热化学方程式中Q的值为 ___ 。

③有人认为：H－O键的键能大于H－S键的键能，所以H2O的熔沸点高于H2S的熔沸点。你是否赞同这种观点？如不赞同，请说出你的解释：

4

郑集高级中学高一化学教学案（必修2）

2018、4

14、在一支试管中放入几小块镁片，把试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中，用胶头滴管滴5ml盐酸于试管中。试回答下列问题：（提示：Ca(OH)2的溶解度受温度的影响。）

⑴试验中观察到的现象是

⑵产生上述现象的原因是

⑶写出有关反应的离子方程式

⑷在上述试验结束后，将试管取出。在烧杯中放入小烧杯，小烧杯中放入氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的混合物，用玻璃棒搅拌，则试验现象是

，产生上述现象的原因是

。

17 （1）将20g Ba(OH)2·8H2O晶体与10 g NH4Cl晶体一起放入小烧杯中，将烧杯放在滴有3～4滴水的玻片上。用玻璃棒迅速搅拌，一会儿可发现水结冰并将玻片粘在烧杯上。

①实验中玻璃棒的作用是

。

②写出有关反应的化学方程式

。

③通过

现象，说明该反应为

（填“吸热”或“放热”）反应；这是由于反应物的总能量

（填“小于”或“大于”）生成物的总能量。

18、已知2SO2＋O22SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是

A．O2的能量一定高于SO2的能量

B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量

C．SO2的能量一定高于SO3的能量

D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生

19．（16分）原高中教材中有这样一个实验：在两支试管中分别加入3mL稀盐酸，将两个各装有0.3g NaHCO3或

Na2CO3粉末的小气球分别套在两支试管口，将气球内的NaHCO3或Na2CO3同时倒入试管中，观察到现象如下：

⑴两支试管均产生大量气体，投入____________的试管中气体产生较快，投入____________的试管中气球变得更大（以上均填化学式）。

⑵甲同学用手触摸试管，发现盛NaHCO3粉末的试管变冷，而盛Na2CO3的试管温度有升高。由此他得出：不管其状态如何，NaHCO3和HCl反应为吸热反应，而Na2CO3和HCl反应为放热反应。甲同学写出了下列热化学方程式（其中“aq” 的含义是表示水溶液）：

CO32-(aq)+ 2H+(aq) = H2O(l) + CO2(g)

△H<0

甲下结论的方法是否正确___________(填“正确”或“不正确”)；为研究是吸热还是放热反应，乙同学继续进行了下列实验(每次实验各做3次平行实验，取平均值）：

HCO3-(aq)+ H+(aq) = H2O（l）+ CO2(g)

△H>0

序号

试剂1 试剂2 5 混合前温度

混合后最高

郑集高级中学高一化学教学案（必修2）

2018、4 或最低温度

①

②

③

④

⑤

⑥

35mL水

35mL水

35mL稀盐酸

35mL稀盐酸

35mL稀盐酸

35mL稀盐酸

2.5g NaHCO3固体

3.2 Na2CO3固体

含2.5g NaHCO3的饱和溶液32.5mL 含3.2g Na2CO3的饱和溶液23.1mL+10ml水

2.5gNaHCO3固体

3.2g Na2CO3固体

20℃

20℃

20℃

20℃

20℃

20℃

18.5℃

24.3℃

19℃

24.2℃

16.2℃

25.1℃

请你帮助填写相关内容：

该研究报告的题目可拟为《______________________________________________》

通过上述实验可得出四条结论：

①NaHCO3的溶解是

(填“吸热”或“放热”)过程；

②Na2CO3的溶解是

(填“吸热”或“放热”)过程；

③NaHCO3的饱和溶液和盐酸的反应是____________(填“吸热”或“放热”)反应；

④Na2CO3的饱和溶液和盐酸的反应是____________(填“吸热”或“放热”)反应。

5、已知反应A+B

C+D为放热反应，对于该反应，下列说法中正确的是

A、A和B的总能量一定高于C和D的总能量

B、B的能量一定高于D C、因为该反应为放热反应，故不加热反应就可以发生

D、A的能量一定高于C

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