届一轮复习鲁科版 化学反应的热效应 学案.docx

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届一轮复习鲁科版化学反应的热效应学案

第六章化学反应与能量转化

第一节　化学反应的热效应

[教材基础——自热身]

1．反应热、焓变

（1）反应热

化学反应在一定温度下进行时，反应所释放或吸收的能量叫做反应热。

（2）焓变

反应产物的总焓与反应物的总焓之差，ΔH＝H（反应产物）－H（反应物），单位：

kJ·mol－1。

（3）反应热与焓变的关系

恒压条件下，反应中物质的能量变化全部转化为热能时，化学反应的反应热等于焓变。

2．吸热反应和放热反应

（1）两角度理解

①从能量高低角度理解

　ΔH

0，放热反应　　ΔH

0，吸热反应

②从化学键角度理解

（2）常见的放热反应和吸热反应

①放热反应：

大多数化合反应、中和反应、金属与

的反应、所有的燃烧反应。

②吸热反应：

大多数分解反应、盐类的水解反应、Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl反应、C与H2O（g）反应、C与CO2反应。

3．焓变、活化能图示

（1）在无催化剂的情况，

为正反应的活化能，

为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。

（2）催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。

[题点全练——过高考]

题点一　基本概念辨析

1．下列说法正确的是（　　）

A．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

B．水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热

C．同温同压下，反应H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH不同

D．可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关

解析：

选D　A项，反应Fe＋S

FeS为放热反应但需要加热，反应2NH4Cl＋Ba（OH）2===BaCl2＋2NH3＋2H2O为吸热反应，在常温下就可以进行，错误；B项，水蒸气变为液态水不属于化学反应，错误；C项，ΔH与反应条件无关，错误。

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，ΔH>0

D．ΔH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项错误；B项中，由ΔH＝断开旧化学键吸收的能量－形成新化学键放出的能量，得ΔH<0，故为放热反应；吸热反应的ΔH>0，C正确；ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数成正比关系，D错误。

题点二　焓变、活化能的图像分析

3．（2018·四川德阳模拟）一定温度下，向10mL0.40mol·L－1H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液，不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表所示：

t/min

0

2

4

6

V（O2）/mL

0

9.9

17.2

22.4

资料显示，反应分两步进行：

①2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋

②H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋

反应过程中能量变化如图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．Fe3＋的作用是增大过氧化氢的分解速率

B．反应①是吸热反应，反应②是放热反应

C．反应2H2O2（aq）===2H2O（l）＋O2（g）的ΔH＝E1－E2＜0

D．0～6min的平均反应速率：

v（H2O2）＝3.33×10－2mol·L－1·min－1

解析：

选C　A项，根据题意可知，Fe3＋在反应中作催化剂，增大过氧化氢的分解速率，正确；B项，由图像可知，反应①反应物能量小于生成物能量，是吸热反应，反应②反应物能量大于生成物能量，是放热反应，正确；C项，反应2H2O2（aq）===2H2O（l）＋O2（g）的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＜0，错误；D项，6min时，生成1×10－3molO2，消耗2×10－3molH2O2,0～6min的平均反应速率：

v（H2O2）≈3.33×10－2mol·L－1·min－1，正确。

4.已知某反应A（g）＋B（g）C（g）＋D（g），反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。

（1）该反应是________反应（填“吸热”或“放热”），该反应的ΔH＝________kJ·mol－1（用含E1、E2的代数式表示），1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量________（填“一定高”“一定低”或“高低不一定”）。

（2）若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1和E2的变化是：

E1________，E2________，ΔH________（填“增大”“减小”或“不变”）。

答案：

（1）吸热　E1－E2　一定低　

（2）减小　减小　不变

[教材基础——自热身]

1．概念

表示参加反应的物质的物质的量和反应焓变的关系的化学方程式。

2．意义

不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

例如：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1，表示在25℃和1.01×105Pa下，1mol氢气和0.5mol氧气完全反应生成1mol液态水时放出285.8kJ的热量。

3．书写步骤

4．注意事项

（1）热化学方程式不注明反应条件。

（2）热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。

（3）热化学方程式的各物质的系数只表示物质的量，其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。

[题点全练——过高考]

题点一　热化学方程式的正误判断

1．航天燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破。

铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的能量，已知1kg金属铍完全燃烧放出的热量为62700kJ。

则铍燃烧的热化学方程式正确的是（　　）

A．Be＋

O2===BeO　ΔH＝－564.3kJ·mol－1

B．Be（s）＋

O2（g）===BeO（s）　ΔH＝＋564.3kJ·mol－1

C．Be（s）＋

O2（g）===BeO（s）　ΔH＝－564.3kJ·mol－1

D．Be（s）＋

O2（g）===BeO（g）　ΔH＝－564.3kJ·mol－1

解析：

选C　1kgBe的物质的量为

＝

mol，又因为1kg铍完全燃烧放出的热量为62700kJ，则1mol铍完全燃烧放出的热量为

kJ＝564.3kJ，Be与氧气反应生成BeO，则其热化学方程式为Be（s）＋

O2（g）===BeO（s）　ΔH＝－564.3kJ·mol－1。

2．实验测得：

101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量；1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3kJ的热量。

下列热化学方程式的书写正确的是（　　）

①CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝＋890.3kJ·mol－1

②CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890.3kJ·mol－1

③CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－890.3kJ·mol－1

④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1

A．仅有②　　　　　　　B．仅有②④

C．仅有②③④D．全部符合要求

解析：

选B　书写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点：

（1）生成物的稳定状态，H2O为液态，C的稳定化合物为CO2。

（2）单位是kJ·mol－1，不是kJ。

（3）数值，ΔH的数值要与方程式中计量系数保持一致。

（4）符号，吸热用“＋”，放热用“－”。

仅②④符合要求。

[规律方法]　判断热化学方程式的“5审法”

题点二　热化学方程式的书写

3．依据事实写出下列反应的热化学方程式。

（1）SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。

已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。

SiH4自燃的热化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为

________________________________________________________________________。

（3）Si与Cl两元素的单质反应生成1molSi的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－69℃和58℃。

写出该反应的热化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）CuCl（s）与O2反应生成CuCl2（s）和一种黑色固体。

在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗1molCuCl（s），放热44.4kJ，该反应的热化学方程式是_____________________

________________________________________________________________________。

（5）化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。

回答下列问题：

已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃。

室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ。

该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案：

（1）SiH4（g）＋2O2（g）===SiO2（s）＋2H2O（l）ΔH＝－1427.2kJ·mol－1

（2）C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）ΔH＝－2QkJ·mol－1

（3）Si（s）＋2Cl2（g）===SiCl4（l）　ΔH＝－687kJ·mol－1

（4）4CuCl（s）＋O2（g）===2CuCl2（s）＋2CuO（s）ΔH＝－177.6kJ·mol－1

（5）AX3（l）＋X2（g）===AX5（s）　ΔH＝－123.8kJ·mol－1

4．依据图像写出下列反应的热化学方程式。

（1）已知化学反应A2（g）＋B2（g）===2AB（g）的能量变化如图1所示，请写出该反应的热化学方程式：

__________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）如图2是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：

______________________________________________。

解析：

（1）由图1可知，生成物总能量高于反应物总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1。

（2）由图2可知，产物总能量低于反应物总能量，该反应是放热反应，ΔH＝E1－E2＝134kJ·mol－1－368kJ·mol－1＝－234kJ·mol－1。

答案：

（1）A2（g）＋B2（g）===2AB（g）ΔH＝＋（a－b）kJ·mol－1

（2）NO2（g）＋CO（g）===CO2（g）＋NO（g）ΔH＝－234kJ·mol－1

[教材基础——自热身]

1．燃烧热

2．中和热

（1）中和热的概念及表示方法

（2）中和热的测定

①量热计：

②计算公式：

Q＝－C（T2－T1）。

其中C表示溶液及量热计的热容，T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。

3．能源

[知能深化——扫盲点]

表示燃烧热、中和热的热化学方程式

（1）当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1mol。

（2）描述反应热时，不论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示，其后所跟数值都需要带“＋”“－”符号，如某反应的反应热（或焓变）为ΔH＝－QkJ·mol－1或ΔH＝＋QkJ·mol－1，ΔH>0表示吸热，ΔH<0表示放热。

（3）由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“－”号，但用ΔH表示时，必须带“－”号，如某物质的燃烧热为ΔH＝－QkJ·mol－1或QkJ·mol－1。

[对点练]

1．判断下列说法的正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）已知CH3OH（l）的燃烧热ΔH＝－238.6kJ·mol－1，则CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－238.6kJ·mol－1（　　）

（2）CO（g）的燃烧热ΔH＝－283.0kJ·mol－1，则表示CO（g）燃烧热的热化学方程式为2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566.0kJ·mol－1（　　）

（3）甲烷的燃烧热ΔH＝－890kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－890kJ·mol－1（　　）

（4）用稀硫酸和NaOH溶液反应表示中和热的热化学方程式为H2SO4（aq）＋2NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）　ΔH＝－2×57.3kJ·mol－1（　　）

（5）已知稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量（　　）

（6）已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热为－57.3kJ·mol－1（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）×　（6）×

2．填空。

（1）2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的ΔH＝＋2×283.0kJ·mol－1,则CO（g）的燃烧热是________________________________________________________________________。

（2）葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol－1，则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）氢气的燃烧热为285.5kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为________________________________________________________________________。

（4）已知中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1。

则Ba（OH）2和盐酸反应表示中和热的热化学方程式为___________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（5）C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）　ΔH＝－5518kJ·mol－1，即C8H18的燃烧热为________________________________________________________________________。

答案：

（1）283.0kJ·mol－1

（2）C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）ΔH＝－2800kJ·mol－1

（3）2H2O（l）

2H2（g）＋O2（g）

ΔH＝＋571kJ·mol－1

（4）OH－（aq）＋H＋（aq）===H2O（l）

ΔH＝－57.3kJ·mol－1

（5）5518kJ·mol－1

[题点全练——过高考]

题点一　燃烧热、中和热的含义

1．已知反应：

①101kPa时，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221kJ·mol－1；②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1。

下列结论正确的是（　　）

A．碳的燃烧热ΔH＜－110.5kJ·mol－1

B．①的反应热为221kJ·mol－1

C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热ΔH＝－2×57.3kJ·mol－1

D．稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1molH2O，放出57.3kJ的热量

解析：

选A　由于2C（s）＋O2（g）===2CO（g）生成的CO不是稳定的氧化物，因此

＝110.5kJ·mol－1不是碳的燃烧热，由于CO转化为CO2放出热量，故碳的燃烧热ΔH＜－110.5kJ·mol－1，A正确；反应热的表示包含三部分：

“符号”、“数值”和“单位”，而B项中没有表示出符号，B错误；强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，C错误；由于醋酸是弱电解质，电离时吸收热量，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1molH2O时放出的热量小于57.3kJ，D错误。

2．下列说法正确的是（　　）

A．葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol－1，则

C6H12O6（s）＋3O2（g）===3CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH＝－1400kJ·mol－1

B．在一定条件下将1molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2kJ，则反应的热化学方程式为2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH＝－158.4kJ·mol－1

C．已知稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀氨水与稀盐酸溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量

D．已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1mol水的中和热为－57.3kJ·mol－1

解析：

选A　燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧放出的热量，故

mol葡萄糖燃烧放出热量1400kJ，A正确；B项中反应为可逆反应，1molSO2和0.5molO2反应生成的SO3小于1mol，故2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）　ΔH<－158.4kJ·mol－1；一水合氨为弱电解质，不完全电离，电离时吸热，故稀氨水与稀盐酸反应生成1mol水放出的热量小于57.3kJ；氢氧化钠固体溶于水时放热，其与稀硫酸反应生成1mol水放出的热量大于57.3kJ，B、C、D错误。

题点二　中和热的测定

3.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：

①用量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③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）为什么所用NaOH溶液要稍过量？

_______________________________________。

（2）倒入NaOH溶液的正确操作是________。

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NaOH溶液混合均匀的正确操作是________。

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）现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________。

（5）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1。

为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：

序号实验

起始温度t1/℃

终止温度t2/℃

盐酸

氢氧化钠溶液

混合溶液

1

20.0

20.1

23.2

2

20.2

20.4

23.4

3

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ΔH＝__________（结果保留一位小数）。

（6）________（填“能”或“不能”）用Ba（OH）2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

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，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。

（2）为了减小热量损失，倒入NaOH溶液时应该一次迅速倒入。

（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上下轻轻地搅动。

（4）稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故放出热量的数值要小一些，ΔH大一些。

（5）取三次实验的平均值代入公式计算即可。

（6）硫酸与Ba（OH）2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba（OH）2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。

答案：

（1）确保盐酸被完全中和　

（2）C　（3）D　（4）ΔH1＝ΔH2<ΔH3　（5）－51.8kJ·mol－1　（6）不能　H2SO4与Ba（OH）2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热

[知能深化——扫盲点]

方法1　根据化学方程式计算焓变

（1）反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依据热化学方程式中的ΔH计算，如

aA　＋　bB===　cC　＋　dD　　ΔH

ab