第一单元 化学反应中的热效应名师教学实录

2017届宜兴市第二高级中学高三化学第一轮复习讲学稿

课 题

学习目标

1-3-1化学反应中的热效应

1、了解吸热反应、放热反应的概念及反应热和焓变的涵义；

2、掌握热化学方程式的涵义和书写方法； 3、了解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的计算。

热化学方程式的书写，盖斯定律及反应热计算

学习重点

热化学方程式的书写，盖斯定律及反应热计算

学习难点

【自主学习】

【知识梳理】 考点一 反应热 焓变

1．反应热：化学反应 或 的能量，符号：___，单位：____。

2．吸热反应和放热反应

（1）从化学键的角度分析

（2）从能量守恒的角度分析

【回眸诊断1】下列过程属于吸热过程的是__________、属于放热过程的是__________。

①反应物的总能量大于生成物的总能量

②ΔH＞0 ③发生反应时，断开反应物的化学键吸收的总能量大于生成生成物时形成新化学键放出的总能量

④氢气燃烧

⑤NaOH＋HCl===NaCl＋H2O ⑥NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl ⑦NaOH固体溶于水

⑧化学能转变为电能

【归纳】常见的放热反应有：① ，② ，③ ，④ ；常见的吸热反应有：① ，② ，③ ，④ 。

3.反应热与键能的关系

化学反应的本质是______ _ __；

反应热：△H= 键能总和

— 键能总和

【回眸诊断2】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(△H)。

高纯硅可通过下列反应制取：，该反应的反应热__kJ/mol。

考点二 热化学方程式的书写

方程式不仅表示了化学反应中的 变化，也表明了化学反应中的 变化。

2.书写热化学方程式时的注意点

（1）要注明 ，但中学化学中所用ΔH的数据一般都是在101kPa和25℃时的数据，因此可不特别注明；

（2）需注明ΔH的“+”与“-”，单位（kJ·mol－1）。

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执笔：孙张珂

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_____ 1.热化学方程式的概念： 的化学方程式，叫做热化学方程式。热化学

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（3）要注明反应物和生成物的状态。g表示 ，l表示 ，s表示 ，aq表示 ；

（4）化学计量数仅表示 ，可以是整数也可以是分数。

【回眸诊断3】书写已知热化学方程式

（1）在1×10Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量：

（2）在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ：

考点三 盖斯定律及反应热的相关计算

盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的，这就是盖斯定律。

【回眸诊断4】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-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：

－1 Al2O3(s)+AlC13(g)+3C(s) =3AlCl(g)+3CO(g) △H=a kJ·mol

－1 3AlCl(g)=2Al(l)+AlC13(g) △H=b kJ·mol

－1①反应Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H= kJ·mol(用a、b 的代数式表示)。

教学设计或学习过程

学习笔记

【合作探究】：

【典例精析1】下列热化学方程式中，ΔH前者大于后者的是(

) ①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1 C(s)+1/2 O2(g)CO(g) ΔH2

②S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3 S(g)+O2(g)SO2(g)

ΔH4 ③H2(g)+1/2 O2(g)H2O(l)ΔH5 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)ΔH6 ④CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)ΔH7 CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)ΔH8

A. ①

B. ④

C. ②③④

D. ①②③【典例精析2】通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是（ ）

–1 ①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l) ===2H2（g）＋O2（g）

ΔH1=571.6 kJ·mol

–1 ②焦炭与水反应制氢：C（s）＋H2O(g) kJ·mol===CO（g）＋ H2（g）ΔH2=131.3 –1 ③甲烷与水反应制氢：CH（＋H2O(g) CO（g）＋3 H（ΔH3=206.1 kJ·mol4g）2g）===

A.反应①中电能转化为化学能 B.反应②为放热反应

–1C.反应③使用催化剂，ΔH3减小 D.反应CH（（s）C+2H（kJ·mol

4g）2g）

ΔH3=74.8 ===

【典例精析3】下列热化学方程式或表述正确的是（

）

－1A．甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·mol，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：－1CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－890.3 kJ·mol

B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的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）－152NH3（g）ΔH＝－38.6 kJ· mol

－1C．HCl和NaOH反应的中和热

ΔH＝－57.3 kJ·mol，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中－1 和热ΔH＝2×（－57. 3）kJ·mol

D．在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热－1化学方程式表示为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）

ΔH＝－571.6 kJ·mol

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【典例精析4】（1）已知下列反应的热化学方程式为：

－1C（s）＋O2（g）===CO2（g）

ΔH1＝－393.5 kJ·mol

－1CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋ 2H2O（l）ΔH2＝－

870.3 kJ·mol

－1H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（l）

ΔH3＝－285.8 kJ·mol

则2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的反应热ΔH为___ ___。

（2）利用甲烷催化还原NO2：CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）

－1ΔH1＝－574 kJ·mol

－1CH4（g）＋4NO（g）===2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH2＝－1 160 kJ·mol

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为________ _。

【展示提升】：

[问题 1]：放热反应一定不需要加热吗?放热反应在任何条件下都能自发进行吗? 1、吸热反应、放热反应的实质：

微观： 与 的相对大小

宏观： 与 的相对大小

2、同一物质不同状态时所具有的能量： ＞ ＞ ；

比较ΔH的大小时，要考虑ΔH的正负。

3、使用催化剂只能 反应的活化能，而不能改变反应的热效应。

[问题2]：对于可逆反应中反应热ΔH的意义。如SO2（g）＋1/2O2（g）SO3（g）－1ΔH＝－Q

kJ·mol表示的意义是 ，反应热ΔH的数值与化学平衡的移动无关。实际实验中，1 mol SO（与1/2mol 2g）O2（g）混合反应后放出的热量 Q kJ（小于或大于）。

4、 叫做标准燃烧热，物质完全燃烧放出的热量 不完全燃烧放出的热量（小于或大于）。书本P9页

[问题3]：在中和反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱为什么会使测得的中和热的数值偏低? －15、燃烧热、中和热均有单位，单位均为kJ·mol。中和热是一定值ΔH＝－57.3 －1kJ·mol，燃烧热、中和热的数值与参加反应的量的多少无关，但在分析时要注意反应物及生成物的状态及类别（强酸、强碱、弱酸、弱碱）。

6、计算反应热时要注意：

（1）反应热与反应物、生成物的物质的量成正比；

（2）热化学方程式中物质相加减时，要注意物质状态及反应热的“＋”“－”；

（3）书写热化学方程式的逆反应时，ΔH的数值 ，符号 。

【知识小结】

自主反思：

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巩固训练

1、（12年江苏）某反应的反应过程中能量变化如图1 (图中E1

表示正反应的活化能，E2

表示逆反应的活化能)。下列叙述正确的是

（ ）

A. 该反应为放热反应 B. 催化剂能改变该反应的焓变 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、（14年江苏）已知：C(s)＋O2(g)＝CO2(g) △H1

CO2(g)＋C(s)＝2CO(g) △H2 2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H3

4Fe(s)＋3O3(g)＝2Fe2O3(s) △H4 3CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s) △H5

下列关于上述反应焓变的判断正确的是（ ）

A．△H1＞0，△H3＜0 B．△H2＞0，△H4＞0 C．△H1＝△H2＋△H3 D．△H3＝△H4＋△H5

3、（09年江苏）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：

+2+—1 Cu(s)+2H(aq)=Cu(aq)+H2(g) △H=64.39KJ·mol

—1 2H2O2(l)=2H2O(l) + O2(g) △H= —196. 46KJ·mol

—1 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) △H= —285. 84KJ·mol

2+ 在H2SO4溶液中Cu与H2O2

反应生成Cu

和H2O的热化学方程式为 。

4、(10年江苏)联氨（N2H4）及其衍生物是一类重要的火箭燃料，N2H4与N2O4反应能放出大量的热。

（1）25℃时，1.00g N2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l)，放出19.14KJ的热量。

—1则反应：2N2H4(l)+ N2O4(l)= 3N2(g+ 4H2O(l)的△H= KJ·mol；

（2）若已知1mol液态水汽化时需要吸收44KJ热量

—1则该反应生成气态水时的△H= KJ·mol。

5、(15年江苏)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：

－1NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H= -200.9kJ·mol

－1NO(g)+ 1/2O2(g)=NO2(g) △H= -58.2kJ·mol

－1SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g) △H= -241.6kJ·mol

－1（1）反应3NO(g)＋O3(g)=3NO2(g)的△H=_______ kJ·mol。

6、利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。

① P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10 (s)； △H1=-2983.2kJ/mol ② P (s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10 (s)；△H2=-738.5kJ/mol 则白磷转化为红磷的热化学方程式 。相同的状况下，能量较低的是 ；白磷的稳定性比红磷 （添“高”或“低”）

7、2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)-1氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol.请回答下列问题：

(1)图中A、C分别表示 、 ，E的大小对该反应的反应热有无影响？ 。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？ ，理由是 ；

-1(2)图中△H= KJ·mol；

(3)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式 ；

-1(4)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol，计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H 。

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