1、化學鍵與化學反應 化學反應的熱效應實驗中學 王樹山課標解讀課標要求學習目標1. 知道鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。2. 通過生產、生活中的實例了解化學能與熱能的相互轉化。3. 能舉例說明化學能與熱能的相互轉化，了解反應熱和焓變的含義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。1.化學反應中物質變化和能量變化的實質學會從微觀角度認識化學反應的反應熱及焓變。2.熱化學方程式及其書寫、燃燒熱及中和熱的定義。3.掌握蓋斯定律及焓變的簡單計算。知識再現知識點1、化學變化中的物質變化與能量變化.物質變化的實質:舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的生成.能量變化的實質:破壞舊化學鍵需要吸收能量,形成新化學

2、鍵需要放出能量,化學反應過成中,在發生物質變化的同時必然伴隨著能量變化.如下圖:反應物總能量反應物總能量反應物總能量生成物總能量生成物總能量生成物總能量放熱反應吸熱反應反應過程放熱反應物總能量生成物總能量反應過程吸熱能量能量也可以從物質能量的角度來理解:概念:1. 反應熱: 化學反應過程中所釋放或吸收的能量,都可以用熱量(或換算成相應的熱量)來表示,叫反應熱.2. 放熱反應: 化學反應過程中釋放能量的反應叫放熱反應.3. 吸熱反應: 化學反應過程中吸收能量的反應叫吸熱反應.4. 燃燒熱:25°C、101kPa時,1mol純物質完全燃燒生成穩定的化合物時所放出的熱量叫做該物質的燃燒熱.

3、單位:kJ/mol或J/mol.提示: (1)規定要在25°C,101kPa下測出熱量,因為溫度、壓強不定反應熱的數值也不相同. (2)規定可燃物的物質的量為1mol. (3)規定可燃物完全燃燒生成穩定的化合物所放出的熱量為標準.所謂完全燃燒,是指物質中下列元素完全轉化成對應的物質:C-CO2 ,H-H2O ,S-SO2 ,等.5. 中和熱:在稀溶液中,酸和堿發生反應時生成1molH2O,這時的反應熱叫做中和熱.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熱; (2)強酸和強堿的稀溶液反應才能保證中和熱是57.3kJ/mol,而弱酸或弱堿在中和反應中電離吸收

4、熱量,其中和熱小于57.3kJ/mol; (3)以1mol水為基準,所以在寫化學方程式的時候應該以生成1mol水為標準來配平其余物質的化學計量數.即H2O的系數為1.常見的吸熱反應和放熱反應：吸熱反應：其特征是大多數反應過程需要持續加熱，如aCO3分解等大多數分解反應，H2和I2、等不活潑的非金屬化合，a（OH）2·8H2O和NH4Cl固體反應，CO2和C的反應。放熱反應：燃燒、中和、金屬和酸的反應、鋁熱反應等。說明：吸熱反應有的不需要加熱如：a（OH）2·8H2O和NH4Cl固體反應，多數需要加熱，放熱反應有的開始時需要加熱以使反應啟動。即反應的吸、放熱與反應條件無關。知

5、識點2、化學反應的焓變概念：1 焓：用于表示物質所具有的能量的這一固有性質的物理量，叫做焓。2 化學反應的焓變：化學反應過程中反應物總能量與生成物總能量的變化叫做反應的焓變。熱化學研究表明，對于在等壓條件下進行的化學反應，如果反應中物質的能量變化全部轉化為熱能（同時可能伴隨著反應體系體積的改變），而沒有轉化為電能、光能等其他形式的能，則該反應的反應熱就等于反應前后物質的焓的變化。表達為： QpH其中：Qp表示在壓強不變的條件下化學反應的反應熱。HH（反應產物）H（反應物）H為反應產物的總焓與反應物的總焓之差，稱為化學反應的焓變。知識點3、熱化學方程式及其書寫概念：熱化學方程式：能表示參加反應物

6、質的量和反應熱之間的關系的化學方程式。意義：既表明了化學反應中的物質變化，也表明了化學反應中的能量變化。書寫注意事項：（1） 要注明反應物和生成物的聚集狀態（若為同素異形體、要注明名稱），因為物質呈現哪一種聚集狀態，與它們所具有的能量有關，即反應物的物質相同，狀態不同，H也不同。（2） 要注明反應溫度和壓強。因為H的大小和反應的溫度、壓強有關，如不注明，即表示在101kPa和25°C。（3） 熱化學方程式中的化學計量數不表示分子個數，而是表示物質的量，故化學計量數可以是整數，也可以是分數。相同物質的化學反應，當化學計量數改變時，其H也同等倍數的改變。（4） H的表示：在熱化學方程式中

7、H的“”“”一定要注明，“”代表吸熱，“”代表放熱。H的單位是：kJ/mol或J/mol。知識點4、焓變的計算蓋斯定律及其應用1. 蓋斯定律：化學反應不管是一步完成還是幾步完成，其反應熱是相同的，也就是說，化學反應的反應熱只與反應的始態（各反應物）和終態（各生成物）有關，而與具體的反應進行的途徑無關。如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱和該反應一步完成的反應熱相同，這就是蓋斯定律。2. 蓋斯定律的應用蓋斯定律在科學研究中具有重要意義。因為有些反應進行的很慢，有些反應不容易直接發生，有些反應的產品不純（有副反應發生），這給測定反應熱造成了困難。此時如果應用蓋斯定律，就可以間接的把它們

8、的反應熱計算出來。例如： C（S）0.5O2（）=CO(g) 上述反應在O2供應充分時，可燃燒生成CO2、O2供應不充分時，雖可生成CO，但同時還部分生成CO2。因此該反應的H無法直接測得。但是下述兩個反應的H卻可以直接測得： C（S）O2（g）=CO2(g) ； H1=-393.5kJ/mol CO（g） 0.5 O2（g）CO2(g) ；H2-283.0kJ/mol根據蓋斯定律，就可以計算出欲求反應的H。分析上述反應的關系，即知H1H2H3 H3H1H2-393.5kJ/mol(-283.0kJ/mol) -110.5kJ/mol由以上可知，蓋斯定律的實用性很強。3反應熱計算 根據熱化學方

9、程式、蓋斯定律和燃燒熱的數據，可以計算一些反應的反應熱。(1) 反應熱、燃燒熱的簡單計算都是以它們的定義為基礎的，只要掌握了它們的定義的內涵，注意單位的轉化即可。(2) 關于熱化學方程式的簡單計算的依據a熱化學方程式中化學計量數之比等于各物質物質的量之比；還等于反應熱之比。熱化學方程式之間可以進行加減運算。典題解悟例1、 下列說法正確的是A. 物質發生化學變化都伴隨著能量變化B. 伴有能量變化的物質變化都是化學變化C. 在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量與生成物的總能量一定不同D. 在一個確定的化學反應關系中，反應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反應中能量變化的理解

10、與應用。 物質發生化學反應都伴隨著能量變化，伴有能量變化的物質變化不一定是化學變化，物質發生物理變化、核變化（如原子彈的爆炸）也都伴隨者能量變化。在一個確定的化學反應中反應物的總能量（設為x）與生成物的總能量（設為y）之間的關系為：x>y，化學反應為放熱反應；x<y，化學反應為吸熱反應；xy。答案：AC例2、 已知化學反應2C（s）O2（g）=2CO（g）、2CO（g）O22 CO2（g）都是放熱反應據此判斷，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. 12g

11、C和32gO2所具有的總能量大于44g CO2所具有的總能量D. 將一定量的C燃燒、生成CO2比生成CO時放出的熱量多解析放出熱量的化學反應，反應物的總能量一定高于生成物的總能量。C和CO的燃燒反應都是放熱反應因此，B、C兩項的說法正確。12g并不是全部的反應物，所以A項的說法不正確。由于C CO放熱、CO CO2放熱，根據蓋斯定律得C CO2比C CO放熱多，即D項說法正確。本題考察的主要是化學反應中的能量變化及其原理的理解和應用。答案：A例3、1g炭與適量的水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣，吸收10.94kJ的熱量，相應的熱化學方程式為A CH2OCOH2; H10.94kJ/molB C（s

12、）H2O（g）CO（g）H2（g）; H10.94kJ/molC C（s）H2O（g）CO（g）H2（g）; H131.3kJ/molD 0.5C（s）0.5H2O（g）0.5CO（g）0.5H2（g）; H65.65kJ/mol解析熱化學方程式的書寫應注意：需表明反應物、生成物的狀態；放熱與吸熱，熱量數值與反應物的量有關。答案：C變形題：沼氣是一種能源，它主要是CH4。0.5mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445kJ的熱量，則下列熱化學方程式中正確的是（ ）A. 2 CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l); H=+890kJ/molB. CH4(g)+2O

13、2(g)=CO2(g)+2H2O(l); H=+890kJ/molC. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); H=890kJ/molD. 0.5CH4(g)+O2(g)=0.5CO2(g)+H2O(l); H=890kJ/mol解析0.5mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時放出445kJ熱量，即1mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出890kJ的熱量。根據熱化學方程式的有關規定，要標明聚集狀態，要標出熱效應，故符合題意的是C項。答案：C例4、 在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式2>Q1的是A. 2H2（g）O2（g）2H2O（g）; HQ12H2（g

14、）O2（g）2H2O（l）; HQ2B. S()+ O2（g）SO2(g)； HQ1S()+ O2（g）SO2(g)； HQ2C. C（s）0.5O2(g)CO(g)；HQ1C（s）O2(g)CO2(g); HQ2D. H2（g）Cl2(g)2HCl（g）HQ10.5H2（g）0.5Cl2(g)HCl（g）HQ2解析應根據熱化學方程式特性來分析此問題。首先分析同一物質不同狀態轉化的能量變化。例如：中因H2O（g）H2O（l）放熱、故2>Q1；中S() S()吸熱，而且在燃燒時必須由固態變為氣態才能燃燒。故2Q1；其次分析化學計量數的影響，例如：中Q1Q2；再分析不同物質在反應中相互關系及

15、反應熱的影響。例如：中碳不完全燃燒生成，而還可以燃燒放出熱量，故2>Q1。答案：C例5、 已知：Zn（s）S（斜方）ZnS（s）；H1206.0kJ/mol ZnS（s）2 O2ZnS O4(s)；H2776.8kJ/mol試求由單質反應生成ZnS O4(s)的反應熱，即Zn（s）S（斜方）2 O2ZnS O4(s)的H解析雖然這個反應不能直接發生，但是將已知的兩個反應式相加：即得：Zn（s）S（斜方）2 O2（g）ZnS O4(s)根據蓋斯定律：HH1H2206.0kJ/mol（776.8kJ/mol）982.8kJ/mol答案：由單質生成ZnS O4(s)的反應熱H982.8kJ/m

16、ol變形題 已知熱化學方程式：（1） Fe2O3(s)3CO（s）2Fe（s）3CO2（g）；H25kJ/mol（2） 3Fe2O3(s)CO（s）2 Fe3O4(s)CO2（g）；H47kJ/mol（3） Fe3O4(s)CO（s）4 FeO(s)CO2（g）；H+19kJ/mol寫出FeO(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學方程式 。解析依據蓋斯定律：不管反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。我們可以從題目中的有關方程式分析：從方程式（3）與方程式（1）可看出有我們需要的物質。但是方程式（3）必須通過方程式（2）有關物質才能和方程式（1）結合起來。答案：將方程式（1）×

17、;1/2方程式（2）×1/6方程式（3）×1/3；可表示為（1）×1/2（2）×1/6（3）×1/3得：FeO(s)CO（s） Fe(s)CO2；H(25kJ/mol)×1/2（47kJ/mol）×1/6（+19kJ/mol）×1/311kJ/mol夯實雙基1. 已知下列三個熱化學方程式C(s)H2O（g）CO（g）H2(g)；H131.5kJ/mol1/2H2（g）1/2Cl2（g）HCl（g）；H92.3kJ/mol H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；H241.8kJ/mol則以上三個反應的反應熱大小關系

18、正確的是 （ ）A. B. C. D.2.下列過程中H小于零的是 （ ）A. NO2轉化為N2O4 B. 醋酸的電離C. 硝酸銨的水解 D.氯酸鉀分解制氧氣3.有如下三個反應方程式： （ ）H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；HakJ/molH2（g）1/2O2（g）H2O（l）；HbkJ/mol2H2（g）O2（g）2H2O（l）； HckJ/mol關于它們的下列敘述正確的是A. 它們都是吸熱反應 B. a、b、c均為正值C. ab D. 2bc4.下列說法正確的是 （ ）A. 需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應B. 放熱反應在常溫下一定很容易發生C. 反應是放熱還是吸熱由反應物和生成

19、物所具有的總能量的相對大小決定D. 吸熱反應在一定條件下也能發生5.固體碘在受熱時發生升華現象，有關敘述正確的是 （ ）A. 破壞的是分子間作用力，未破壞I-I共價鍵，因此未發生吸熱反應B. 碘受熱升華，吸收熱量，發生了吸熱反應C. 碘受熱升華，未破壞共價鍵不供應熱量也能發生D. 碘受熱升華，熱能轉化為化學能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）1/2O2（g）=CO（g）；H1110.35kJ/molCO（g）1/2O2 CO2（g）；H2282.57kJ/mol則與100g炭完全燃燒相比，損失的熱量是。 （ ）A. 392.93kJ B. 2489

20、.42kJ C. 784.92kJ D. 3274.3kJ7.已知CH4(g)2O2（g）CO2(g)2H2O（l）；H890kJ/mol。當一定量的CH4(g)完全燃燒生成CO2(g)和H2O（l）所放出的熱量為74kJ時，所需要空氣在標況下的體積約為（空氣中N2:O2體積比為4:1計算） （ ）A. 37.24L B. 18.62L C. 9.3L D. 20.50L A. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（aq）H2O（l）；H28.7kJ/molB. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（aq）H2O（l）；H28.7kJ/molC. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（a

21、q）H2O（l）；H57.4kJ/molD. NaOH（aq）HCl（aq）NaCl（aq）H2O（l）；H57.4kJ/mol9.已知方程式2H2（g）O2（g）2H2O（l）H1571.6kJ/mol，則關于方程式2H2O（l）2H2（g）O2（g）; H2?的說法正確的是 （ ） A. 方程式中化學計量數表示分子數B. 該反應的H2大于零C. 該反應H2571.6kJ/mol D. 該反應與上述反應屬于可逆反應10.在一定條件下CO、CH4燃燒熱化學方程式分別為CO（g）1/2O2(g)CO2(g)；H283kJ/molCH4（g）2O2（g） CO2(g)H2O（l）；H890kJ/m

22、ol現有標況下的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. 1：3 B. 3：1 C. 1：2 D. 2：111.下列說法中，正確的是 （ ）A. 1molH2SO4與1molBa(OH)2完全中和所放出的熱量為中和熱B. 中和反應都是放熱反應，鹽類的水解都是吸熱反應C.在101kPa時，1mol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12.已知2H2O（l）2H2（g）O2（g）；H1571.6kJ/molCH4（g）2O2（g） CO2(g)2H2O（l）；H2890.3kJ/mol1gH2和1g

23、CH4分別燃燒后放出的熱量之比約是 （ ）A. 1：3.4 B. 1：1.7 C. 2.3：1 D. 4.6：113.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：兩者在氯氣中燃燒，均有白煙霧產生；P4(s)5O2P4O10(s)；H12983.2kJ/mol P(s)5/4O21/4P4O10(s)；H1738.5kJ/mol(1) 寫出紅磷在氯氣中燃燒的化學方程式： ，（2）寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式： ，由此可知，紅磷比白磷 （填“穩定”或

24、“不穩定”）。15寫出下列熱化學方程式（1）SiH4是一種無色的氣體，遇到空氣能發生爆炸性自燃，生成SiO2(s)和H2O（l），已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量89.2kJ，其熱化學方程式為： 。（2）沼氣是一種能源，它主要成分是CH4。0.5mol CH4完全燃燒生成CO2和液態水時，放出445kJ熱量，則其燃燒的熱化學方程式為： 。16.已知2H2（g）O2（g）2H2O（g）；H484kJ/mol2H2（g）O2（g）2H2O（l）；H572kJ/mol若在標況下，將H2和O2的混合氣體點燃爆炸后在恢復到標況下，氣體體積減少33.6L，求反應放出的熱量。17.把溫度為13°

25、C，濃度為1.0mol/L的酸溶液和1.1mol/L的堿溶液各50mL混合溶液密度均為1g/mL,生成的溶液的比熱容為c4.184J/(g·°C)輕輕攪動。測得酸堿混合液的溫度變化數據如下：反應物起始溫度t1/°C 終了溫度t1/°C中和熱 HClNaOH1319.8H1HClNH3·H2O1319.3H2（1）試計算上述兩組實驗測出的中和熱：H1 ；H1 。（2）實驗中堿過量的目的是 。（3）兩組實驗結果差異的原因是 。能力提高1.“搖搖冰”是一種即用即冷的飲料。吸食時將飲料罐隔離層中的化學物質和水混合后搖動即會制冷。該化學物質是 （ ）A.

26、 氯化鈉 B. 固體硝酸銨 C. 固體氫氧化鈉 D. 生石灰2.下列屬于放熱反應的是 （ ）A. Al稀鹽酸 B. Ba(OH)2·8H2ONH4Cl（s） C. KClO3受熱分解 D. CaOH2O3.天然氣（CH4），液化石油氣（C3H8）燃燒的化學方程式為CH42O2 CO22H2OC3H85O23 CO24H2O,現在有一套以天然氣為燃料的灶具，欲改為燃燒液化石油氣，應采取的正確措施是 （ ）A. 減少空氣進入量，增大石油氣進入量B. 增大空氣進入量，減少石油氣進入量C. 增大空氣進入量，也增大石油氣進入量D. 增大空氣進入量，或減少石油氣進入量4.已知葡萄糖的燃燒熱是28

27、04kJ/mol,當它氧化生成1g水時放出的熱量是 （ ）A. 26.0kJ B. 51.9kJ C. 155.8kJ D. 567.3kJ5.在25°C、101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態水放熱22.68kJ，下列熱化學方程式正確的（ ）A. CH3OH(l)3/2O2CO2（g）2H2O（l）；H 725.8kJ/molB. 2CH3OH(l)3O22CO2（g）4H2O（l）；H 1452kJ/molC. 2CH3OH(l)3O22CO2（g）4H2O（l）；H 725.8kJ/molD. 2CH3OH(l)3O22CO2（g）4H2O（l）；H 1452kJ/mol

28、6.已知H2（g）Cl2(g)2HCl（g）H184.6kJ/mol,則反應：HCl（g）1/2H2（g）1/2Cl2(g)的H？ （ ）A. 184.6 kJ/mol B. 92.3 kJ/mol C. 369.2 kJ/mol D.92.3 kJ/mol 。若1g水蒸氣轉化為液態水放熱2.44kJ，則反應H2（g）1/2O2（g）H2O（l）的H kJ/mol,氫氣的燃燒熱為 kJ/mol。8.已知酒精燃燒的熱化學方程式是C2H5OH(l)3O22CO2（g）3H2O（l）；H 1370.3kJ/mol現燃燒0.1g酒精，生成CO2（g）和H2O（l），放出的燃料能使100g水溫度升高多少

29、度？已知水的比熱容為c4.184J/(g·°C)高考聚焦1.（2005江蘇 4）氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的熱化學方程式分別為： H2 (g) + 1/2O2(g) = H2O (l)； H = 285.8 KJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； H = 283 KJ/molC8H18 (l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9H2O (l)； H = 5518 KJ/molCH4 (g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l)； H = 890.3 KJ/mol 相同質量的

30、H2、CO、C8H18、CH4完全燃燒時，放出熱量最少的是 AH2 (g) BCO(g) CC8H18 (l) DCH4 (g)答案：B2. （2005全國13）已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是A 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)；H2bkJ/molB C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g) H2O(l)；H2bkJ/molC 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)；H4bkJ/molD 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)；HbkJ/mol答案：A3.（2005天津 29）（14分）磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態氧化物。3.1 g的單質磷（P）在3.2 g氧氣中燃燒，至反應物耗盡，并放出X kJ熱量。（1）通過計算確定反應產物的組成（用