1、1第一单元 化学反应中的热效应1了解化学反应中能量转化的原因及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，能正确书写热化学方程式。 4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。 5.了解焓变( H)与反应热的含义。 6.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。反应热与焓变知识梳理一、反应热和焓变1反应热是化学反应中放出或吸收的热量。2焓变是化学反应在恒温、恒压条件下放出或吸收的热量。3化学反应的反应热用一定条件下的焓变表示，符号为 H，单位为 kJmol 1 。干冰、
2、冰、液氨等的汽化过程为物理变化，它们的热效应不是反应热。二、吸热反应与放热反应1从能量高低角度理解2从化学键角度理解3常见放热反应(1)可燃物的燃烧；(2)酸碱中和反应；(3)大多数化合反应；(4)金属跟酸的置换反应；(5)物质的缓慢氧化。4常见吸热反应2(1)大多数分解反应；(2)盐的水解；(3)Ba(OH) 28H2O 与 NH4Cl 反应；(4)碳和水蒸气、C 和 CO2的反应。自我检测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。( )(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化。( )(3)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热
3、。( )(4)同温同压下，反应 H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H 不同。( )(5)可逆反应的 H 表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。( )解析：(1)反应的吸、放热与是否加热无关，如燃烧反应是放热反应，一般需要点燃，而 NH4Cl 和 Ba(OH)28H2O 晶体反应是吸热反应，不需要加热，错误；(3)水由气态变液态，是物理变化，其能量变化不能称为反应热，错误；(4) H 与反应的条件和途径无关，只与反应物和生成物的能量有关，错误。答案：(1) (2) (3) (4) (5)2下列说法中正确的是( )A在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生
4、能量变化B破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应C生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热， H0D H 的大小与热化学方程式的化学计量数无关解析：选 C。化学反应中一定有能量变化，A 错误；B 项中，由 H断开旧化学键吸收的能量形成新化学键放出的能量，得 H0，生成物的能量高于反应物的能量，反应的 H57.3 kJmol 1 。3能源危机是当前全球性的问题，“开源节流”是应对能源危机的重要举措。下列做法不利于能源“开源节流”的是( )A大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源B大力开采煤、石油和天然气，以满足人们日益增长的能源需求C
5、开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少煤、石油等化石燃料的使用D减少资源消耗，增加资源的重复使用，注重资源的循环再生答案：B(1)中和热不包括浓溶液稀释、电解质溶解、电离、生成沉淀所产生的热效应。(2)强酸和强碱反应的中和热 H 为57.3 kJmol1 。强酸和弱碱或弱酸和强碱反应的中和热 H 一般大于57.3 kJmol 1 ，因为它们在中和反应过程中进一步电离需吸热，使中和反应中所放出热量被消耗一部分。(2018福州高三质检)25 、101 kPa 时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热 H 为57.3 kJ/mol，辛烷的标准燃烧热 H 为5 518 kJ/mol。下列热化学
6、方程式书写正确的是( )A2H (aq)SO (aq)2Na (aq)2OH (aq)=Na2SO4(aq)2H 2O(l) 24 H57.3 kJ/mol12BKOH(aq) H2SO4(aq)= K2SO4(aq)H 2O(l) H57.3 kJ/mol12 12CC 8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H 2O(g)252 H5 518 kJ/molD2C 8H18(l)25O 2(g)=16CO2(g)18H 2O(l) H5 518 kJ/mol解析 中和热是指在 25 、101 kPa 时，在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成 1 mol H2O 时所放出的热量。A 项中
7、生成的是 2 mol H2O，错误。B 项符合中和热的定义且符合热化学方程式的书写要求，正确。C 项中 H2O(g)不符合标准燃烧热生成“稳定的氧化物”的定义，错误。D 项中 H 应为(25 518) kJ/mol，错误。答案 B将上述例题中 A 项改为 2H (aq)SO (aq)Ba 2 (aq)2OH (aq)=BaSO4(s)242H 2O(l) H114.6 kJ/mol，是否正确？答案：不正确。114.6 kJ/mol 仅是发生中和反应放出的热量，该反应除中和反应放出热量外，Ba 2 与 SO 生成 BaSO4沉淀也有热效应。24书写表示标准燃烧热、中和热的热化学方程式时的注意事项
8、题组一 标准燃烧热、中和热的理解1下列关于热化学反应的描述中正确的是( )A已知 H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJ/mol，则 HCl 和 NH3H2O 反应的反应热 H57.3 kJ/molB燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是 CH3OH(g) O2(g)=CO2(g)122H 2 (g) H192.9 kJ/mol，则 CH3OH(g)的标准燃烧热 H192.9 kJ/molCH 2(g)的标准燃烧热 H285.8 kJ/mol，则 2H2O(g)=2H2(g)O 2(g) H571.6 kJ/mol13D葡萄糖的标准燃烧热 H2 800 kJ/mol
9、，则C6H12O6(s)3O 2(g)=3CO2(g)3H 2O(l) H1 400 kJ/mol12解析：选 D。NH 3H2O 是弱电解质，电离时吸热，故反应热 H57.3 kJ/mol，A 错误；甲醇蒸气的标准燃烧热是 1 mol CH3OH(g)完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量，B 错误；标准燃烧热的定义是 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，反应中的 H2O 应该为液态，C 错误；葡萄糖的标准燃烧热 H2 800 kJ/mol，故C6H12O6(s)3O 2(g)=3CO2(g)3H 2O(l) H1 400 kJ/mol，D 正确。122将 V1 mL
10、1.0 mol/L HCl 溶液和 V2 mL 未知浓度的 NaOH 溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持 V1 V250 mL)。下列叙述正确的是( )A做该实验时环境温度为 22 B该实验表明化学能可以转化为热能CNaOH 溶液的浓度约是 1.0 mol/LD该实验表明有水生成的反应都是放热反应解析：选 B。从表中分析当加入 HCl 溶液 5 mL，NaOH 溶液 45 mL 时，反应后温度为 22 ，故实验时环境温度小于 22 ，A 错；中和反应为放热反应，B 正确；当加入 HCl 溶液30 mL 反应放热最多，应是酸碱恰好完全中和，故 c(NaOH) 1.
11、5 1.0 mol/L30 mL20 mLmol/L，C 错；中和反应有水生成，但有水生成的不一定是放热反应，如 H2CuOH2OCu 是吸热反应，D 错。= = = = = 题组二 能源 中和热的测定3(2018弥勒模拟)美国前总统奥巴马就环境问题公开表示，到 2020 年，美国将会把温室气体排放量削减到 1990 年水平的 80%，此外美国将把新能源比重提高到 30%。同时计划每年拿出 150 亿美元大举投资太阳能、风能和生物质能源等，并且举全国之力构建美国的低碳经济领袖地位。下列说法不正确的是( )ACO 2、甲烷都属于温室气体14B用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生
12、温室气体C太阳能、风能和生物质能属于新能源D太阳能电池可将太阳能直接转化为电能解析：选 B。乙醇作燃料产生 CO2气体，会引起温室效应。4. 利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：用量筒量取 50 mL 0.50 molL1 盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；用另一量筒量取 50 mL 0.55 molL1 NaOH 溶液，并用另一温度计测出其温度；将 NaOH 溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：(1)所用 NaOH 溶液要稍过量的原因：_。(2)倒入 NaOH 溶液的正确操作是_(填序号)。A沿玻璃棒缓慢倒入B分三次少量倒入C一次迅速倒入(3)使盐酸与
13、NaOH 溶液混合均匀的正确操作是_(填序号)。A用温度计小心搅拌B揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C轻轻地振荡烧杯D用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是 1 gcm3 ，又知中和反应后生成溶液的比热容 c4.18 Jg 1 1 。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：起始温度 t1/ 最高温度 t2/实验序号盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液1 20.0 20.1 23.22 20.2 20.4 23.43 20.5 20.6 23.6依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热 H_(结果保留一位小数)。解析：(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，
14、常常使加入的一种反应物稍微过量一些。15(2)为了减小热量损失，倒入 NaOH 溶液应该一次迅速倒入。(3)使盐酸与 NaOH 溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动。(4)取三次实验的平均值代入公式计算即可。答案：(1)确保盐酸被完全中和 (2)C (3)D(4)51.8 kJmol 1中和热测定的注意事项(1)碎泡沫塑料(或纸条)及硬纸板(或泡沫塑料板)的作用是保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。(2)为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量。(3)不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快，热量损失大。(4)计算时应注意单位的统一。 盖斯定律 反应热的计
15、算与比较知识梳理1盖斯定律(1)内容对于一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。即一个化学反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。(2)应用间接计算某些反应的反应热(无法直接测得)。若某个化学反应可由另外几个化学方程式相加而得到，那么该化学反应的焓变即为这几个化学反应的焓变的代数和。例如： H H1 H2 H3 H4 H52反应热的计算(1)利用热化学方程式计算：反应热与化学方程式中反应物的化学计量数成正比。(2)利用旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算若反应物旧化学键断裂吸收能量 E1，生成物新化学键形成放出能量 E2，则反应的
16、H E1 E2。16(3)利用盖斯定律计算。3 H 的比较比较 H 的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多， H 越小；对吸热反应，吸热越多， H 越大。自我检测1(2018六安模拟)已知：2CO(g)O 2(g)=2CO2(g) H566 kJmol 12H 2(g)O 2(g)=2H2O(g) H484 kJmol 1CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(g) H802 kJmol 1则：CH 4(g)CO 2(g)2CO(g) 2H 2(g) H_。解析：根据盖斯定律，可得目标热化学方程式，则 H(802 kJmol1 )(566 kJmol 1 )(484 kJmo
17、l 1 )248 kJmol 1 。答案：248 kJmol 12试比较下列三组 H 的大小。(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)= =C(g) H1”“ H1。答案：(1) (2) H3 B H1 H3解析：选 B。1 mol CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故 H10，1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热过程，故 H20。根据盖斯定律得到关系式 H1 H2 H3，分析得到答案： H10；Fe(s)与 O2(g)反应生成 Fe2O3(s)为放热反应，则有 H40解析：选 B。A 项，由 CO(g)1/2O 2(g)=CO2(g)
18、H3 ，反应得：H 2(g)1/2O 2(g)=H2O(g)，标准燃烧热要求生成液态水，错误；B 项，目标反应可由反应获得，正确；C 项， H2 MgBr2MgCl2MgF2解析：选 D。A 项，Mg 与 F2反应生成固态 MgF2，气体分子数减小， S0， S0解析：选 B。A 项，等质量时硫蒸气的能量高，燃烧生成等量的 SO2放出热量多，错误；B 项，浓硫酸稀释时放出热量，正确；C 项，石墨能量低，更稳定，错误；D 项，该反应是熵减的反应，能自发进行，说明反应放热，错误。9(2017高考江苏卷)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH 3OCH3)。下列说法不正确的是( )C(s)H 2O(
19、g)=CO(g)H 2(g) H1 a kJmol1CO(g)H 2O(g)=CO2(g)H 2(g) H2 b kJmol1CO 2(g)3H 2(g)=CH3OH(g)H 2O(g) H3 c kJmol12CH 3OH(g)=CH3OCH3(g)H 2O(g) H4 d kJmol1A反应、为反应提供原料气B反应也是 CO2资源化利用的方法之一C反应 CH3OH(g)= CH3OCH3(g) H2O(l)的 H kJmol112 12 d2D反应 2CO(g)4H 2(g)=CH3OCH3(g)H 2O(g)的 H(2 b2 c d) kJmol1解析：选 C。反应的产物为 CO 和 H
20、2，反应的产物为 CO2和 H2，反应的原料为CO2和 H2，A 项正确；反应将温室气体 CO2转化为燃料 CH3OH，B 项正确；反应中生成物H2O 为气体，C 项中生成物 H2O 为液体，故 C 项中反应的焓变不等于 kJmol1 ，C 项错误；d2依据盖斯定律，由22，可得所求反应的焓变，D 项正确。二、非选择题10(1)化学反应中放出的热能与反应物和生成物在断键和成键过程中吸收和放出能量的大小有关。已知：H 2(g)Cl 2(g)=2HCl(g) H185 kJ/mol，断裂 1 mol HH 键吸收的能量为 436 kJ，断裂 1 mol ClCl 键吸收的能量为 247 kJ，则形
21、成 1 mol HCl 键放出的能量为_。(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.3 kJmol 1C(石墨，s)O 2(g)=CO2(g)26 H393.5 kJmol 12H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol 1标准状况下 22.4 L 氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧放出 588.05 kJ 的热量，原混合气体中氢气的质量是_。根据以上三个热化学方程式，计算 C(石墨，s)2H 2(g)=CH4(g)的反应热 H 为_。解析：(1)H 2(g)Cl 2(g)=
22、2HCl(g) H185 kJ/mol，该反应的 H旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量，设形成 1 mol HCl 键放出的能量为 x kJ，则 H436 kJmol1 247 kJmol1 2 x kJmol1 185 kJmol1 ，解得 x434，所以形成 1 mol HCl 键放出 434 kJ 的能量。(2)设混合气体中 CH4的物质的量为 a，H 2的物质的量为 b， a b1 mol，890.3 kJmol1 a571.6 kJmol1 b/2588.05 kJ，解得 a0.5 mol， b0.5 mol，所以 H2的质量为 0.5 mol2 gmol1 1.0 g。反应 C(
23、石墨，s)2H 2(g)=CH4(g)由反应得，即该反应的反应热 H393.5 kJmol 1 571.6 kJmol 1 890.3 kJmol 1 74.8 kJmol 1 。答案：(1)434 kJ (2)1.0 g 74.8 kJmol 111化学反应过程中一定伴随着能量变化，某同学通过如下实验进行探究。.探究化学反应中的能量变化。通过如图实验测出，烧杯中的温度降低。(1)Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 反应的化学方程式：_。(2)从反应热的角度分析，该反应属于_(填“吸热”或“放热”)反应；从氧化还原角度分析，该反应属于_(填“氧化还原”或“非氧化还原”)反应；从基本反应类型
24、角度分析，该反应属于_反应。.测定稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的中和热(实验装置如图所示)。(1)图中尚缺少的一种仪器是_。(2)实验时环形玻璃搅拌棒的运动方向是_。27a上下运动 b左右运动c顺时针运动 d逆时针运动(3)写出该反应的热化学方程式：_(中和热 H57.3 kJmol 1 )。(4)该同学每次分别取 0.50 molL1 50 mL NaOH 溶液和 0.50 molL1 30 mL 硫酸进行实验，通过多次实验测定中和热 H53.5 kJmol1 ，与57.3 kJmol1 有偏差，产生偏差的原因不可能是_(填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b用量筒量取 NaOH 溶液的体积时仰
25、视读数c分多次把 NaOH 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d用温度计测定 NaOH 溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度解析：.(4)实验测定中和热 H53.5 kJmol1 与57.3 kJmol1 有偏差，是因为实验过程中热量有散失。此实验中硫酸过量，用量筒量取 NaOH 溶液的体积时仰视读数使 NaOH 的量偏多，所测中和热数值应偏大。答案：.(1)Ba(OH) 28H2O2NH 4Cl=BaCl22NH 3H2O8H 2O(2)吸热 非氧化还原 复分解.(1)温度计 (2)a(3)NaOH(aq) H2SO4(aq)= Na2SO4(aq)H 2O(l) H57.3 kJmol1 或12
26、122NaOH(aq)H 2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H 2O(l) H114.6 kJmol 1 (4)b12白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成 P4O6，空气充足时生成 P4O10。(1)已知 298 K 时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为 P4(白磷，s)5O 2(g)=P4O10(s) H12 983.2 kJmol 1P(红磷，s) O2(g)= P4O10(s)54 14 H2738.5 kJmol 1则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为_。(2)已知 298 K 时白磷不完全燃烧的热化学方程式为 P4(白磷，s)3O
27、2(g)=P4O6(s) H1 638 kJmol1 。在某密闭容器中加入 62 g 白磷和 50.4 L 氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的 P4O10与 P4O6的物质的量之比为_，反应过程中放出的热量为_。28(3)已知白磷和 PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJmol 1 )：PP 198，Cl Cl 243，P Cl 331。则反应 P4(白磷， s)6Cl 2(g)=4PCl3(s)的反应热 H_。解析：(1)根据盖斯定律，由第一个反应第二个反应4，可得：P 4(白磷，s)=4P(红磷，s) H2 983.2 kJmol1 (738.5 kJ
28、mol1 )429.2 kJmol1 。(2) n(白磷) 0.5 mol， n(O2) 2.25 62 g124 gmol 1 50.4 L22.4 Lmol 1mol，设得到的 P4O10与 P4O6的物质的量分别为 x mol、 y mol。则x y0.5，5 x3 y2.25，解得 x0.375， y0.125。反应过程中放出的热量为 2 983.2 kJmol1 0.375 mol1 638 kJmol1 0.125 mol1 323.45 kJ。(3)根据图示，1分子 P4、PCl 3中分别含有 6 个 PP 键、3 个 PCl 键，反应热为断裂 6 mol PP 键、6 mol ClCl 键吸收的能量和形成12 mol PCl 键放出的能量之差，即 H(6198 kJmol1 6243 kJmol1 )12331 kJmol 1 1 326 kJmol 1 。答案：(1)P 4(白磷，s)= =4P(红磷，s) H29.2 kJmol 1(2)31 1 323.45 kJ(3)1 326 kJmol 1
