高中化學(xué)：導(dǎo)學(xué)案：化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)

高中化學(xué)選修化學(xué)反應(yīng)原理

1.1化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)導(dǎo)學(xué)案

課標(biāo)要求學(xué)習(xí)目標(biāo)

知道鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中1.化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變

能量變化的主要原因?；膶嵸|(zhì)學(xué)會從微觀角度認(rèn)識化學(xué)反

通過生產(chǎn)、生活中的實例了解化學(xué)能應(yīng)的反應(yīng)熱及熔變。

與熱能的相互轉(zhuǎn)化。2.熱化學(xué)方程式及其書寫、燃燒熱

能舉例說明化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)及中和熱的定義。

化，了解反應(yīng)熱和焰變的含義，能用蓋斯3.掌握蓋斯定律及熔變的簡單計

定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。算。

知識再現(xiàn)

知識點L化學(xué)變化中的物質(zhì)變化與能量變化

物質(zhì)變化的實質(zhì)：舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成.

能量變化的實質(zhì)：破壞舊化學(xué)鍵需要吸收能量，形成新化學(xué)鍵需要放出能量,

化學(xué)反應(yīng)過成中，在發(fā)生物質(zhì)變化的同時必然伴隨著能量變化.如下圖：

吸外反應(yīng):反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能

破壞舊化學(xué)鍵形成新化學(xué)鍵

所吸收的能宣所放出的能含

放府反應(yīng):反應(yīng)物總鍵能＜生成物總鍵能

反應(yīng)物總能量生成o物總能量

放熱吸熱

反應(yīng)反應(yīng)

____△_____

生成物總能量反應(yīng)物總能量

也可以從物質(zhì)能量的角度來理解：

概念：

反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量，都可以用熱量（或換算成相

應(yīng)的熱量）來表示，叫反應(yīng)熱.

放熱反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)過程中釋放能量的反應(yīng)叫放熱反應(yīng).

吸熱反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)過程中吸收能量的反應(yīng)叫吸熱反應(yīng).

燃燒熱：25℃、lOlkPa時，Imol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出

的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱.單位：kJ/mol或J/mol.

提示：（1）規(guī)定要在25℃,lOlkPa下測出熱量，因為溫度、壓強(qiáng)不定反應(yīng)熱

的數(shù)值也不相同.

（2）規(guī)定可燃物的物質(zhì)的量為Imol.

（3）規(guī)定可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物所放出的熱量為標(biāo)準(zhǔn).所謂

完全燃燒，是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的物質(zhì)：C--CO2,H—-H2O,

S--SO2,等.

中和熱：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生反應(yīng)時生成ImolfhO,這時的反應(yīng)熱叫做

中和熱。

提示：（1）必須是酸和堿的稀溶液，因為濃酸和濃堿在相互稀釋的時候會放

執(zhí)八\、.，

(2)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)才能保證中和熱是57.3kJ/mol,而弱酸或弱堿

在中和反應(yīng)中電離吸收熱量，其中和熱小于57.3kJ/mol；

(3)以Imol水為基準(zhǔn)，所以在寫化學(xué)方程式的時候應(yīng)該以生成Imol水為標(biāo)

準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù).即H2O的系數(shù)為1.

常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)：

吸熱反應(yīng)：其特征是大多數(shù)反應(yīng)過程需要持續(xù)加熱，如CaCO3分解等大多數(shù)

分解反應(yīng)，死和b、S、P等不活潑的非金屬化合，Ba(OH)2?8H2O和NH4C1

固體反應(yīng)，CO2和C的反應(yīng)。

放熱反應(yīng)：燃燒、中和、金屬和酸的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等。

說明：吸熱反應(yīng)有的不需要加熱如：Ba(OH)2?8H2O和NH4C1固體反應(yīng)，

多數(shù)需要加熱，放熱反應(yīng)有的開始時需要加熱以使反應(yīng)啟動。即反應(yīng)的吸、放熱與

反應(yīng)條件無關(guān)。

知識點2.化學(xué)反應(yīng)的燃變

概念：

熠：用于表示物質(zhì)所具有的能量的這一固有性質(zhì)的物理量，叫做熠。

化學(xué)反應(yīng)的熠變:化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物總能量與生成物總能量的變化叫做反

應(yīng)的熔變。熱化學(xué)研究表明，對于在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)

的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能(同時可能伴隨著反應(yīng)體系體積的改變)，而沒有轉(zhuǎn)化

為電能、光能等其他形式的能,則該反應(yīng)的反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焰的變化。

表達(dá)為：Qp=AH

其中：Qp表示在壓強(qiáng)不變的條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。

△H=H(反應(yīng)產(chǎn)物)一H(反應(yīng)物)

△H為反應(yīng)產(chǎn)物的總焰與反應(yīng)物的總焰之差，稱為化學(xué)反應(yīng)的焰變。

知識點3.熱化學(xué)方程式及其書寫

概念：熱化學(xué)方程式：能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱之間的關(guān)系的化學(xué)方

程式。

意義：既表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。

書寫注意事項：

要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)（若為同素異形體、要注明名稱），因為物

質(zhì)呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關(guān)，即反應(yīng)物的物質(zhì)相同，狀態(tài)不

同，AH也不同。

要注明反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)。因為AH的大小和反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)有關(guān)，如不注明，

即表示在lOlkPa和25°Co

熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù)，而是表示物質(zhì)的量，故化學(xué)計

量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。相同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計量數(shù)改變時，其

△H也同等倍數(shù)的改變。

△H的表示：在熱化學(xué)方程式中AH的“十”“一”一定要注明，“十”代表

吸熱，“一”代表放熱。Z^H的單位是：kJ/mol或J/mol。

知識點4.熔變的計算一一蓋斯定律及其應(yīng)用

蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的，也就

是說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān),

而與具體的反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān)。如果一個反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的

反應(yīng)熱和該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱相同，這就是蓋斯定律。

蓋斯定律的應(yīng)用

蓋斯定律在科學(xué)研究中具有重要意義。因為有些反應(yīng)進(jìn)行的很慢，有些反應(yīng)不

容易直接發(fā)生，有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生），這給測定反應(yīng)熱造成了困

難。此時如果應(yīng)用蓋斯定律，就可以間接的把它們的反應(yīng)熱計算出來。例如：

C（S）+0.502（g）=CO（g）

上述反應(yīng)在02供應(yīng)充分時，可燃燒生成C02、02供應(yīng)不充分時，雖可生成

C0,但同時還部分生成C02。因此該反應(yīng)的AH無法直接測得。但是下述兩個反

應(yīng)的AH卻可以直接測得：C(S)+02(g)=C02(g)；AHi=-393.5kJ/mol

CO(g)+0.5O2(g)=CO2(g)；AH2=-283.0kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律，就可以計算出欲求反應(yīng)的△H。

分析上述反應(yīng)的關(guān)系，即知

△H1=AH2+AH3

△H3=AHi—AH2=-393.5kJ/mol—(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol

由以上可知，蓋斯定律的實用性很強(qiáng)。

3.反應(yīng)熱計算

根據(jù)熱化學(xué)方程式、蓋斯定律和燃燒熱的數(shù)據(jù)，可以計算一些反應(yīng)的反應(yīng)熱。

反應(yīng)熱、燃燒熱的簡單計算都是以它們的定義為基礎(chǔ)的，只要掌握了它們的定

義的內(nèi)涵，注意單位的轉(zhuǎn)化即可。

關(guān)于熱化學(xué)方程式的簡單計算的依據(jù)

a熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比等于各物質(zhì)物質(zhì)的量之比；還等于反應(yīng)熱之

比。

b熱化學(xué)方程式之間可以進(jìn)行加減運(yùn)算。

典題解悟

下列說法正確的是

A.物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴隨著能量變化

B.伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化

C.在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不同

D.在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量

（解析〕該題主要考察化學(xué)反應(yīng)中能量變化的理解與應(yīng)用。

物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，伴有能量變化的物質(zhì)變化不一定是化學(xué)

變化，物質(zhì)發(fā)生物理變化、核變化（如原子彈的爆炸）也都伴隨者能量變化。在一

個確定的化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量（設(shè)為x）與生成物的總能量（設(shè)為y）之間

的關(guān)系為：①x>y,化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)；②x<y,化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；③xWy。

答案：AC

已知化學(xué)反應(yīng)2c（s）+02（g）=2C0（g）、2C0（g）+O2=2CO2（g）都

是放熱反應(yīng)據(jù)此判斷，下列說法不正確的是（其他條件相同）

A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量

B.56gCO和32go2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量

C.12gC和32go2所具有的總能量大于44gC02所具有的總能量

D.將一定量的C燃燒、生成C02比生成C0時放出的熱量多

（解析）放出熱量的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量一定高于生成物的總能量。C

和C0的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)因此，B、C兩項的說法正確。12g并不是全部的

反應(yīng)物，所以A項的說法不正確。由于C-------?C0放熱、C0—?C02放熱，

根據(jù)蓋斯定律得C——>C02比C—?C0放熱多，即D項說法正確。

本題考察的主要是化學(xué)反應(yīng)中的能量變化及其原理的理解和應(yīng)用。

答案：A

1g炭與適量的水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，吸收10.94kJ的熱量，相應(yīng)的

熱化學(xué)方程式為

A.C+H2O=CO+H2；AH=+10.94kJ/mol

B.C(s)+H20(g)=C0(g)+H2(g)；AH=+10.94kJ/mol

C.C(s)+H20(g)=C0(g)+H2(g)；△H=+131.3kJ/mol

D.0.5C(s)+0.5H2O(g)=0.5CO(g)+0.5H2(g)；AH=-65.65kJ/mol

(解析〕熱化學(xué)方程式的書寫應(yīng)注意：需表明反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)；放熱與

吸熱，熱量數(shù)值與反應(yīng)物的量有關(guān)。

答案：C

變形題：沼氣是一種能源，它主要是CH”0.5molCH4完全燃燒生成CO2和

H2O時，放出445kJ的熱量，則下列熱化學(xué)方程式中正確的是()

A.2CH4(g)+402(g)=2CO2(g)+4H2O(1)；AH=+890kJ/mol

B.CH4(g)+202(g)=C02(g)+2H2O(1)；AH=+890kJ/mol

C.CH4(g)+202(g)=C02(g)+2H2O(1)；AH=-890kJ/mol

D.0.5CH4(g)+O2(g)=0.582(g)+H2O(1)；AH=-890kJ/mol

(解析〕0.5molCH4完全燃燒生成C02和H20時放出445kJ熱量，即ImolCH4

完全燃燒生成C02和H20時，放出890kJ的熱量。根據(jù)熱化學(xué)方程式的有關(guān)規(guī)定，

要標(biāo)明聚集狀態(tài)，要標(biāo)出熱效應(yīng)，故符合題意的是C項。

答案：C

夯實雙基

1.已知下列三個熱化學(xué)方程式

①C(s)+H20(g)=C0(g)+H2(g)；AH=+131.5kJ/mol

②I/2H2(g)+1/2C12(g)=HC1(g)；AH=-92.3kJ/mol

③H2(g)+1/202(g)=H20(g)；AH=-241.8kJ/mol

則以上三個反應(yīng)的反應(yīng)熱大小關(guān)系正確的是()

A.①，②〉③B.③①C.③②D.①，③〉②

2.下列過程中AH小于零的是()

A.NO2轉(zhuǎn)化為N2O4B.醋酸的電離

C.硝酸鏤的水解D.氯酸鉀分解制氧氣

3.有如下三個反應(yīng)方程式：()

Ho(g)+I/2O2(g)=H2。(g)；AH=akJ/mol

H2(g)+1/202(g)=H2O(1)；AH=bkJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)；AH=ckJ/mol

關(guān)于它們的下列敘述正確的是

A.它們都是吸熱反應(yīng)B.a、b、c均為正值

C.a=bD.b=c

4.下列說法正確的是()

A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)

B.放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生

C.反應(yīng)是放熱還是吸熱由反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小決定

D.吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生

5.固體碘在受熱時發(fā)生升華現(xiàn)象，有關(guān)敘述正確的是()

A.破壞的是分子間作用力，未破壞I-I共價鍵，因此未發(fā)生吸熱反應(yīng)

B.碘受熱升華，吸收熱量，發(fā)生了吸熱反應(yīng)

C.碘受熱升華，未破壞共價鍵不供應(yīng)熱量也能發(fā)生

D.碘受熱升華，熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

6.在100g炭不完全燃燒所得氣體中CO和CO2的體積比為1：2.已知：

C(s)+1/202(g)=CO(g)；△11]=—110.35kJ/mol

CO(g)+1/2O2=CO2(g)；AH2=-282.57kJ/mol

則與100g炭完全燃燒相比，損失的熱量是()

A.392.93kJB.2489.42kJC.784.92kJD.3274.3kJ

7.已知CH4(g)+2O2(g)=C02(g)+2H2O(1)；AH=-890kJ/molo

當(dāng)一定量的CH4(g)完全燃燒生成CO2(g)和H20(1)所放出的熱量為74kJ時,

所需要空氣在標(biāo)況下的體積約為(空氣中N2：O2體積比為4：1計算)()

A.37.24LB.18.62LC.9.3LD.20.50L

8.含NaOH20.0g的稀溶液與足量的稀鹽酸反應(yīng)，放出28.7kJ的熱量，表示該

反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是()

A.NaOH(aq)+HC1(叫)=NaCl(aq)+H2O(1)；AH=+28.7kJ/mol

B.NaOH(aq)+HC1(叫)=NaCl(叫)+H2O(1)；AH=-28.7kJ/mol

C.NaOH(aq)+HC1(叫)=NaCl(叫)+H2O(1)；AH=+57.4kJ/mol

D.NaOH(aq)+HC1(叫)=NaCl(叫)+H2O(1)；AH=-57.4kJ/mol

9.已知方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)AHi=-571.6kJ/mol,則關(guān)于

方程式2H2。(1)=2H2(g)+O2(g)；△印=?的說法正確的是()

A.方程式中化學(xué)計量數(shù)表示分子數(shù)

B.該反應(yīng)的△比大于零

C.該反應(yīng)△H2=—571.6kJ/mol

D.該反應(yīng)與上述反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)

10.在一定條件下CO、CH4燃燒熱化學(xué)方程式分別為

CO(g)+1/202(g)=CO2(g)；AH=-283kJ/mol

CH4(g)+202(g)——?CO2(g)+H2O(1)；AH=-890kJ/mol

現(xiàn)有標(biāo)況下的89.6LCO、CH4組成的混合氣體在上述條件下完全燃燒時釋放的

熱量為2953kJ,則CO、CH4的體積比為()

A.1：3B.3：1C.1：2D.2：1

11.下列說法中，正確的是()

A.lmolH2s04與ImolBa(OH)2完全中和所放出的熱量為中和熱

B.中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，鹽類的水解都是吸熱反應(yīng)

C.在lOlkPa時，Imol碳燃燒所放出的熱量一定叫碳的燃燒熱

D.CO燃燒是吸熱反應(yīng)

12.已知2H2。(1)=2H2(g)+O2(g)；AHi=+571.6kJ/mol

CH4(g)+202(g)—?CO2(g)+2H2O(1)；AH2=-890.3kJ/mol

Igffc和lgCH4分別燃燒后放出的熱量之比約是()

A.1：3.4B,1：1.7C,2.3：1D.4.6：1

13.在做中和熱的測定實驗時，使用下列用品不是為了減少實驗誤差的是

()

A.碎塑料泡沫B.環(huán)形玻璃棒C.底部墊紙條D.兩個量筒

14.紅磷(P)和白磷(P4)均為磷的同素異形體。已知：

①兩者在氯氣中燃燒，均有白煙霧產(chǎn)生；

②P4(s)+502=P4OIO(s)；AHi=-2983.2kJ/mol

P(s)+5/4O2=1/4P4OI