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泰州市第三高级中学化学选修4教学案 第一章 化学反应与能量

第一章

化学反应与能量（复习）

一、化学反应和能量变化

1．化学反应过程中同时存在着_______和_______的变化，当能量变化以_______的形式表现时，反应分为吸热反应和放热反应。

常见的放热反应：____

；

常见的吸热反应：_____

。

2．

反应热：化学反应过程中放出或吸收的热量，它等于反应前后体系的焓变，用符号△H表示，单位_______，放热反应△H_______0

，吸热反应△H________0 反应热包括有：燃烧热，中和热，溶解热等等

例1：下列说法不正确的是（

）

A．

放热反应不需要加热即可发生

B．

化学反应过程中的能量变化除了热能外，也可以是光能、电能等

C．

需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应

例2：化学反应热效应数值与参加反应的物质多少有关已知反应X+Y==M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的(

) A．X的能量一定高于M

B.

Y的能量一定高于N C.

X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

D．

因该反应为放热反应,故不必加热就可发生

例题3：CH3—CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。

化学键

C－H

C＝C

C－C

H－H

键能（kJ/mol）

414.4

615.3

347.4

435.3 试计算该反应的ΔH

二、热化学方程式：____________________________ 热化学方程式不仅表明了化学反应中的_______变化，也表明了化学反应中的_______变化。

注意事项：1）△H写在方程式的右边，并用空格隔开。

2）要注明_______，在____

___下可不注明。

3）因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。所以要注明反应物和生成物的聚集状态。固体_______，液体_______，气体_______，溶液_______

热化学方程式中_______（用或不用）“↑”“↓”

4）热化学方程式中化学计量数表示__

_____，不表示_____

__，所以可以用_______表示。但要注意计量数变化，△H也发生相应变化

5) △H比较大小时，需带入符号进行比较

1

泰州市第三高级中学化学选修4教学案 第一章 化学反应与能量

例4：1克氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热，表示该反应的热化学方程式正确的是(

)。

A．2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)；

△H =-142.9 kJ B．H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)；

△H =-285.8 kJ C．2H2

+ O2

= 2H2O；

△H =-571.6 kJ D．H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)；△H = -285.8kJ 例5：已知在1×105 Pa，298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，请书写热化学反应方程式。

三、了解化学反应中的中和热、燃烧热概念。

1．中和热

（1）概念：_________________________________________________________________＋－（2）中和热的表示：H（aq）+OH（aq）=H2O（l）；△H=－57.3kJ/mol。

（3）注意：

＋－①

这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c（H）≤1mol/L，碱溶液中的c（OH）≤1mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。

＋－②强酸与强碱的中和反应其实质是H和OH反应（即与酸、碱的种类无关），通过许＋－多次实验测定，1molH和1molOH反应生成1molH2O时，放出热量57.3kJ。其热化学方＋－程式为

：H（aq）+OH（aq）=H2O（l）；△H=－57.3kJ/mol 因此，中和反应的△H相同，都为－57.3kJ/mol。

③

中和热是以生成1molH2O为基准，

例6：已知：

H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)；

△H＝-57.3 kJ·mol-1。现将一定量的稀盐酸、浓硫酸、稀醋酸分别和1L 1mol·L-1的NaOH溶液恰好完全反应，其反应热分别为△H1、△H2、△H3，,则△H1、△H2和△H3的大小关系为

(

) A.

△H1==△H2＞△H3

B.

△H3＞△H2＞△H1 C.

△H3＞△H1＞△H2

D.

△H2＞△H1＞△H3 例7：

“中和热”是一个在热化学中的重要概念，“中和热”的定义为：在稀溶液里，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫做中和热。以下关于中和热的叙述正确的是:（

）

A. 在稀溶液中所有酸和碱反应的中和热都相等

B. 在稀溶液中强酸和强碱反应的中和热都相等

C. 在稀溶液中1mol酸和1mol碱反应放出的热量都相等

D. 将浓硫酸滴入氢氧化钠浓液中刚好生成1mol水时，产生的热量即为中和热

2．燃烧热

（1）概念：_______________________________________________________________。

（2）注意：燃烧热是反应热的一种形式。使用燃烧热的概念时要理解下列要点。

①

规定是在101 kPa压强下测出热量。书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。因为压强不同，反应热有所不同。

②

规定可燃物的物质的量为1mol（这样才有可比性）。因此，表示可燃物的燃烧热的热

2

泰州市第三高级中学化学选修4教学案 第一章 化学反应与能量

化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。例如，C8H18的燃烧热为5518kJ/mol，用热化学方程式表示则为

25C8H18（l）+O（g）= 8CO2（g）+9H2O（l）；△H=－5518kJ/mol 22③

规定生成物为稳定的氧化物．例如C→

、H →

、S →

等。

1如：C（s）+O2（g）=CO（g）；△H=－110.5kJ/mol 2C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=－393.5kJ/mol C的燃烧热为

⑶

表示的意义：例如C的燃烧热为393.5kJ/mol，表示在101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

例8：在101kPa时，H2与1.00mol O2完全燃烧，生成2.00mol液态水，放出571.6kJ的热量，表示氢气燃烧热的热化学反应方程式为___________

_

。

例9：(2005全国理综Ⅰ·13)．已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是

A. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；

ΔH＝－2b kJ / mol B. C2H2(g)＋5/2O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l)；

ΔH＝2b kJ / mol C. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；

ΔH＝－4b kJ / mol D. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l)；

ΔH＝b kJ / mol 例10：已知⑴ H2(g)＋1/2 O2(g)====H2O(g) ；

△H1＝a kJ·mol-1 ⑵ 2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(g) ；

△H2＝b kJ·mol-1 ⑶ H2(g)＋1/2 O2(g)====H2O(l) ；

△H1＝c kJ·mol-1 ⑷ 2 H2(g)+ O2(g)===2 H2O(l) ；

△H2＝d kJ·mol-1 下列关系式中正确的是（

）

A．

a＜b＜0

B．b＞d＞0

C．2a=b＜0

D．2c=d＞0 四、能源问题：

1、能源的分类及常见能源

2、化学变化与能量变化的关系

例11：根据以下叙述，回答问题

能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需依靠其它能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：

2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g)；△H =+571.6kJ （1）．下列叙述正确的是(

)。

A．电能是二级能源

B．水力是二级能源

C．天然气是一级能源

D．焦炉气是一级能源

（2）．关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是(

)。

A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二级能源

3

泰州市第三高级中学化学选修4教学案 第一章 化学反应与能量

B．设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气

C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量

D．寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气

五、盖斯定律：___________________________________

1）热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项，同时改变正负号，各项的计量数包括△H的数值，可以同时扩大或缩小相同的倍数。

2），可以将两个或两个以上的热化学方程式包括△H相加或相减，得到一个新的热化学方程式。

3）正逆反应的反应热数值相等，符号相反。

例12：红磷（P）和白磷（P4）均为磷的同素异形体。已知：

P4 ( s ) ＋

5O2 ( g ) ＝

P4O10 ( s )

△H = -2983.2 kJ/mol P

( s ) ＋

5/4O2 ( g ) ＝

1/4P4O10 ( s )

△H = -738.5 kJ/mol 写出白磷转化为红磷的热化学方程式

,由此可知，红磷比白磷

。（填“稳定”或“不稳定”）

例13：已知下列热化学方程式：① Zn（S）+ 1/2O2（g）==ZnO（S）

⊿H1

② Hg（l）+ 1/2 O2

（g）==HgO（s）

⊿H2

则反应

Zn（s）+ HgO（s）==Hg（l）+ ZnO（s）

⊿H3

⊿H3为（

）

A、⊿

H1-⊿

H2

B、⊿

H2-⊿

H1

C、⊿

H1+⊿

H2

D、—(⊿

H1+⊿

H2）

六、有关反应热的计算

例14：已知：CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)

ΔH＝- Q1 ；

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

2H2O(g)

ΔH＝- Q2；

H2O(g)

==

H2O(l)

ΔH＝- Q3

常温下，取体积比为4：1的甲烷和H2的混合气体112L（标准状况下），经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为（

）

A. 4Q1+0.5Q2

B. 4Q1+Q2+10Q3

C. 4Q1+2Q2

D. 4Q1+0.5Q2+9Q3

【巩固练习】

1．下列各组热化学方程式中，△H1>△H2的是（

）

1①C(s)＋O2(g)===CO(g)

△H1

C(s)＋O2(g)===CO2(g)

△H2

2②S(s)＋O2(g)===SO2(g)

△H1

S(g)＋O2(g)===SO2(g)

△H2

1③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)

△H1

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

△H2

2④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)

△H1

CaO(s)＋CO2(g)=== CaCO3(s)

△H2

A．①③④

B．②③④

C．①②③④

D．①②③

2．下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是（

）

A．密闭容器中，9.6 g硫粉与11. 2 g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6 g时，放出19.12 kJ热量。则Fe(s)+S(s)=FeS(s)

△H=－95.6kJ/mol

4

泰州市第三高级中学化学选修4教学案 第一章 化学反应与能量

B．稀醋酸与0.1 mol/L NaOH溶液反应：H+(aq)+OH(aq) = H2O(l) △H =－57.3kJ/mol

C．已知1 mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5 kJ，则水分解的热化学方程式：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H = +285.5kJ/mol D．已知2C(s)+O2(g)=2CO(g)

△H=－221 kJ/mol，则可知C的燃烧热△H =－110.5 kJ/mol －3．甲烷是一种高效清洁的新能源，4g甲烷完全燃烧生成液态水时放出222.5KJ热量，则下列热化学方程式中正确的是（

）

A.CH4(g) + 2O2(g) ＝

CO2(g) + 2H2O(g)；ΔH ＝

+890KJ·mol—

B. CH4(g) + 2O2(g) ＝

CO2(g) +2H2O(l)；ΔH ＝

+890KJ·mol—

C. CH4(g) + 2O2(g) ＝

CO2(g) +2H2O(l)；ΔH ＝-890KJ·mol—

D. CH4(g) + 2O2(g) ＝

CO2(g) +2H2O(g)；ΔH ＝

-890KJ·mol—

4．0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（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，又知：H2O (l )

==

H2O（g）

△H = +44 kJ·mol-1，下列热化学方程式，正确的是（

）

A. 11B2H6 (g)+O2 (g) ==

B2O3 (g)+H2O (g)

△H = -677.7 kJ·mol-1

33B. B2H6 (g)+3O2 (g) ==

B2O3(s)+3H2O (g)

△H = -2165 kJ·mol-1

C. B2H6 (g)+3O2 (g) ==

B2O3(s)+3H2O (g)

△H = -2033 kJ·mol-1

D. B2H6 (g)+3O2 (g) ==

B2O3(s)+3H2O（l）

△H = -2033 kJ·mol-1

5．下列有关热化学方程式的叙述正确的是（

）

A．已知2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）；△H=－483.6kJ/mol，则氢气的燃烧热为241.8kJ B．已知C（石墨，s）＝C（金刚石，s）；△H>0，则金刚石比石墨稳定

C．含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为：NaOH（ag）+HCl（ag）＝NaCl（ag）+H2O（l）；

△H=－57.4kJ/mol D．己知两个热化学反应方程式：2C（s）+2O2（g）＝2CO2（g）；△H1与2C（s）+O2（g）＝2CO（g）；△H2，则△H1＞△H2 6．下列说法中正确的是

（

）

A．在相同条件下，将等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(s，石墨)=C(s，金刚石)△H=+1.9kJ·mol-1”可知，金刚石比石墨稳定

C．在稀溶液中：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=—57.3kJ·mol-1，若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ

D．在101kPa时，2g H2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(l) △H=+285.8kJ·mol-1，

7．下列有关热化学方程式及其叙述正确的是（

）

5

泰州市第三高级中学化学选修4教学案 第一章 化学反应与能量

A．氢气的燃烧热为-285.5 kJ·mol1，则水分解的热化学方程式为：

－

2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g)

△H＝+285.5 kJ·mol1

－B．已知2C(石墨，s)＋O2(g)＝2CO(g)

△H＝－221 kJ·mol1，则石墨的燃烧热为

－-110.5 kJ·mol1

－C．

已知N2(g)＋3H2(g)

2 NH3(g)

△H＝－92.4 kJ·mol1，则在一定条件下将－1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后，最多可放出92.4kJ的热量

D．已知乙醇和乙烯的燃烧热分别为-1366.8 kJ·mol1和-1411.0 kJ·mol1，则乙烯水化－制乙醇的热化学方程式为：C2H4(g)＋H2O(l)＝C2H5OH(l)

△H＝－44.2kJ·mol1 8．下列是298K时，氢气（H2）、碳（C）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）燃烧的热学化方程式：H2（g）+1/2O2（g）

H2O（l）

△H=－285.8kJ/mol

C（g）+O2（g）=CO2（g）

△H=－393.5kJ/mol

C8H18（l）+25/2O2（g）

8CO2（g）+9H2O（l）

△H=－5518kJ/mol

CH4（g）+2O2（g）

CO2（g）+2H2O（l）

△H=-890.3kJ/mol

相同质量的H2、C、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最多的是

。

．．

（3）已知：H2（g）=H2（l）；△H=－0.92kJ/mol

O2（g）

O2（l）；

△H=－6.84kJ/mol

H2O（l）=H2O（g）；△H=44.0kJ/mol

请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：

。

9．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：

Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)

△H=64.39KJ·mol—1

2H2O2(l)=2H2O(l) + O2(g)

△H= —196. 46KJ·mol—1

－－

H2(g) + 1O2(g) = H2O(l)

△H= —285. 84KJ·mol—1

2

在H2SO4溶液中Cu与H2O2

反应生成Cu2+

和H2O的热化学方程式为

。

10．在火箭推进器中装有强还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量的N2和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65kJ的热量。

（1）写出该反应的热化学方程式__________________________________________。

（2）已知H2O(l)====H2O(g)；△H=+44kJ·mol-1，则16 g液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是________kJ。

（3）上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是________________________。

（4）已知N2(g)+2O2(g)====2 NO2(g)；△H=+67.7 kJ·mol-1，

N2H4(g)+O2(g)=== N2(g)+2H2O (g)；△H=-534 kJ·mol-1，根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式___________________________

____________。

6