第一章化學反應的熱效應第一節反應熱第1課時反應熱焓變新課程標準素養目標1.能辨識化學反應中的能量轉化形式，能解釋化學反應中能量變化的本質。2.結合真實情境中的應用實例，能從多角度認識放熱反應和吸熱反應。認識化學反應中能量變化在生活、生產中的應用。3.能運用反應焓變合理選擇和利用化學反應。1.宏觀辨識與微觀探析：能從宏觀和微觀相結合的視角分析化學反應中的能量變化。2.變化觀念與平衡思想：知道化學變化需要一定的條件，并遵循一定規律；認識化學變化的本質是有新物質生成，并伴有能量的轉化。3.科學態度與社會責任：具有節約資源、保護環境的可持續發展意識。從自身做起，形成簡約適度、綠色低碳的生活方式。研·互動課堂知識點1反應熱及其測定基礎通道在等溫條件下，化學反應eq\x(1)體系向eq\x(2)環境釋放或從環境吸收的熱量，稱為化學反應的eq\x(3)熱效應，簡稱反應熱。許多反應熱可以通過eq\x(4)量熱計直接測定。例如，鹽酸與NaOH溶液反應的過程中會放出熱量，導致體系與環境之間的溫度產生差異。在反應前后，如果環境的溫度沒有變化，則反應放出的熱量就會使體系的溫度升高，這時可以根據測得體系的溫度變化和有關物質的比熱容等來計算反應熱。通過一定量的酸、堿溶液在反應前后溫度的變化，計算反應放出的熱量，由此求得中和熱。熱量計算公式為Q＝cmΔt(c為比熱容，m為溶液質量，Δt為前后溫度差)。(1)實驗儀器裝置①簡易量熱計②實驗過程中，還需要的其他儀器有50mL量筒(2個)。(2)實驗步驟與數據測量①反應前體系的溫度(t1)測量方法是用一個eq\x(5)量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸，倒入eq\x(6)量熱計的內筒中并測量其eq\x(7)溫度；用另一個eq\x(8)量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液并用已用蒸餾水洗凈的溫度計測量其eq\x(9)溫度，取兩溫度平均值為t1。②反應后體系的溫度(t2)打開杯蓋，將量筒中的NaOH溶液迅速倒入量熱計的內筒，立即蓋上杯蓋，插入溫度計，用攪拌器勻速攪拌。密切關注溫度變化，將最高溫度記為t2。③重復上述步驟①至步驟②兩次。④實驗數據處理鹽酸、氫氧化鈉溶液為稀溶液，其密度近似地認為都是1g·cm－3，反應后溶液的比熱容c＝4.18J/(g·℃)。該實驗中鹽酸和NaOH溶液反應放出的熱量是eq\x(10)0.418(t2－t1)kJ，中和反應生成1mol水時放出的熱量為eq\t2－t1,0.025)kJ。提升通道項目內容實驗關鍵①迅速反應，防止熱量散失。②在測量反應混合液的溫度時要隨時讀取溫度值，記錄下最高溫度值注意事項①溫度計不要靠在容器壁上或插入容器底部；②不可將溫度計當攪拌器使用；玻璃攪拌器應上下移動；③為保證鹽酸被完全中和，堿的濃度稍大①裝置方面：裝置的隔熱保溫效果不好，造成實驗過程中熱量損失而引起誤差。②操作方面eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.實驗過程中液體灑落到桌面上,b.混合酸、堿溶液時，動作緩慢,c.用溫度計測量酸的溫度后，未清洗而直,接去測量堿的溫度))③讀數方面eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.溫度計的讀數有誤差,b.量取溶液體積時，讀數有誤差俯視、仰,視等問題))H計算ΔH＝－eq\f(m酸＋m堿c·Δt,nH2O)[c＝4.18J·(g·℃)－1]試手強化1.下列有關中和熱的說法正確的是(C)A.中和熱的熱化學方程式：H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B.準確測量中和熱的實驗過程中，至少需測定溫度4次C.玻璃攪拌器材料若用銅代替，則測量出的中和熱數值偏小＋與稀堿溶液中OH－的物質的量相等，則所測中和熱數值更準確解析A項，H＋和OH－不能用l符號，應該用aq，錯誤；B項，每次實驗中需要測量NaOH溶液的溫度，鹽酸的溫度，和反應后的溫度，一般實驗要重復操作，所以至少6次，錯誤；C項，銅容易導熱，使熱量損失，所以測量的中和熱數值偏小，正確；D項，當酸和堿中的H＋和OH－物質的量相等時，實驗過程中稍有誤差就不能確定產生水的量，一般都是有一種物質稍微過量，錯誤。2.用50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。回答下列問題：(1)從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是玻璃攪拌器。(2)大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數值偏小(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(3)如果用60mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液進行反應，與上述實驗相比，所放出的熱量不相等(填“相等”或“不相等”)，所求中和熱相等(填“相等”或“不相等”)。(4)用相同濃度和體積的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數值會偏小(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。解析(1)用玻璃攪拌器攪拌使反應物充分反應。(2)不用硬紙板，一部分反應放出的熱量會損失。(3)中和熱是指在稀溶液中，強酸與強堿發生中和反應生成1mol水時放出的熱量，與酸堿的用量無關，因而所求中和熱數值相等。(4)由于NH3·H2O電離時吸熱，所以測得的中和熱的數值偏小。中和熱測定時的注意事項(1)實驗中要用強酸、強堿的稀溶液(0.1～0.5mol·L－1)。(2)操作時動作要快，盡量減少熱量的損失，使用絕熱裝置，避免熱量散發到反應體系外。(3)測量鹽酸的溫度后，要將溫度計上的酸沖洗干凈后，再測量NaOH溶液的溫度，避免酸、堿在溫度計的表面反應放熱而影響測量結果。(4)測定中和熱不能用弱酸或弱堿，因弱酸、弱堿電離時吸收熱量而使測量數值偏低。(5)中和熱的數值是57.3kJ·mol－1，測定時與強酸、強堿的用量無關。情境體驗“入夜漸微涼，繁花落地成霜，你在遠方眺望，耗盡所有暮光，不思量自難相忘，夭夭桃花涼，前世你怎舍下，這一海心茫茫，還故作不痛不癢不牽強，都是假象……”被廣為傳唱，心情也隨著節奏些許微涼。然而，一份份用自熱飯盒自制的美味卻讓我們心情峰回路轉，溫暖怡然，時刻享受夏日般溫馨。知識點2反應熱與焓變基礎通道反應熱焓變含義化學反應中eq\x(5)放出或eq\x(6)吸收的熱量化學反應中生成物所具有的eq\x(7)焓與反應物所具有的eq\x(8)焓之差二者的相互聯系ΔH是化學反應在恒定壓強下(即敞口容器中進行的化學反應)且不與外界進行電能、光能等其他能量的轉化時的反應熱，即恒定條件下進行的反應的反應熱eq\x(9)等于焓變ΔH吸熱：化學鍵的斷裂放熱：化學鍵的形成放熱反應：(放熱>吸熱)，ΔH為“—”或ΔH<0吸熱反應：(吸熱>放熱)，ΔH為“＋”或ΔH>0提升通道化學反應能量變化的原因與ΔH的計算以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反應的能量變化為例說明：化學鍵反應中能量變化1mol化學鍵的斷裂或形成反應中能量變化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ結論H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反應熱ΔH＝－183kJ·mol－1化學反應能量變化的原因：(1)微觀角度認識ΔH＝Q1－Q2eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Q1>Q2，ΔH>0，吸熱反應,Q1<Q2，ΔH<0，放熱反應))(2)宏觀角度認識試手強化1.由圖分析，下列說法正確的是(D)―→B＋C和B＋C―→A兩個反應吸收或放出的能量不等―→B＋CΔH<0―→B＋CΔH>0，則B＋C―→AΔH<0解析由圖可看出，B和C的焓之和高于A的焓，則反應B＋C―→A一定是放熱反應，ΔH<0；反之，A―→B＋C的反應一定是吸熱反應，ΔH>0。根據能量守恒定律，兩反應吸收和放出的能量一定相等。2.鍵能是兩原子間形成1mol新鍵(或其逆過程)時釋放(或吸收)的能量。已知下列物質的鍵能：化學鍵H—HN≡NN—H鍵能/(kJ·mol－1)436946391則反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH＝－92kJ·mol－1。解析ΔH＝反應物斷鍵吸收的總能量－生成物成鍵釋放的總能量＝946kJ·mol－1＋3×436kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1＝(2254kJ·mol－1－2346kJ·mol－1)＝－92kJ·mol－1。(1)物質發生化學反應一定伴隨著能量變化，但伴隨能量變化的物質變化不一定都是化學變化。如水蒸氣變成液態水的過程放熱，但該變化為物理變化。(2)化學反應的能量變化主要表現為熱量變化，但并不完全是熱量變化，還有光能、電能等。(3)一個反應是吸熱反應還是放熱反應與反應條件無必然關系。有些放熱反應需加熱才能進行。(4)破壞反應物中的化學鍵吸收的能量越小，說明反應物越不穩定，本身的能量越高。(5)形成生成物的化學鍵放出的能量越多，說明生成物越穩定，本身的能量越低。情境體驗鋁熱反應是以鋁粉和氧化鐵為主要反應物的放熱反應。當溫度超過1250℃時，鋁粉劇烈氧化，燃燒而放出大量熱。這種放熱反應的溫度可達3000℃以上。鋁熱反應非常迅速，作用時間短。加入硅鐵粉時，可使作用緩和，利于延長作用的時間。為用于澆注溫度為1000～1100℃左右的銅合金鑄件，可再加少量氧化劑，如硝酸鈉、硝酸鉀等；還可加入鎂作為點火劑，使其在較低溫度下發生化學反應。該反應經常用于焊接鋼軌，冶煉金屬。(1)閱讀材料思考，該反應是吸熱反應還是放熱反應？放熱反應是否不需要加熱就能發生呢？提示鋁熱反應為放熱反應，但是該反應需要在高溫下引發，因此放熱反應有時也需要加熱才能發生。(2)寫出鋁與氧化鐵反應的方程式，并用圖示表示反應物與生成物能量的相對大小。提示2Al＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up15(高溫))Al2O3＋2Fe。圖示：練·關鍵能力1.下列反應中，生成物所儲存的化學能比反應物所儲存的化學能多的是(D)2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑B.NaOH＋HCl===NaCl＋H2O4＋2O2eq\o(――→,\s\up15(點燃))CO2＋2H2OD.Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O解析2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑為放熱反應，故A錯誤；NaOH＋HCl===NaCl＋H2O為酸堿中和反應為放熱反應，故B錯誤；CH4＋2O2eq\o(――→,\s\up15(點燃))CO2＋2H2O為燃燒反應，屬于放熱反應，故C錯誤；Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O為吸熱反應，生成物所儲的化學能比反應物所儲化學能要多，故D正確。2.(日常生活情境)如圖是一個一次性加熱杯的示意圖。當水袋破裂時，水與固體碎塊混合，杯內食物溫度逐漸上升。制造此加熱杯可選用的固體碎塊是(B) B.生石灰 D.食鹽解析NH4NO3溶于水時，由于擴散過程中吸收的熱量大于水合過程中放出的熱量，表現為溶液溫度降低。CaO溶于水時，與水反應放出大量的熱，而導致杯內食物溫度上升。MgCl2、NaCl溶于水時，由于擴散過程中吸收的熱量約等于水合過程中放出的熱量，表現為溶液溫度基本不變。3.工業合成氨反應在催化劑表面的反應歷程及能量變化如圖所示，下列說法正確的是(B)A.合成氨的正、逆反應的焓變相同B.若使用催化劑，生成等量的NH3需要的時間更短C.在該過程中，N原子和H原子形成了含有非極性鍵的氨氣分子D.合成氨反應中，反應物斷鍵吸收能量大于生成物形成新鍵釋放的能量解析在可逆反應中，正反應和逆反應的焓變數值相同，但符號相反，故A錯誤；使用催化劑，化學反應速率加快，生成等量的NH3需要的時間更短，故B正確；N原子和H原子吸引電子的能力不同，形成的是極性鍵，故C錯誤；根據圖示，合成氨反應是放熱反應，因此反應物斷鍵吸收的能量小于生成物形成鍵釋放的能量，故D錯誤。4.(2020·大連高二檢測)某反應的反應機理、能量與反應進程的關系如圖所示，已知S2Oeq\o\al(2－,8)中硫的化合價為＋6價，下列說法正確的是(A)2＋是該反應的催化劑2Oeq\o\al(2－,8)在第一步反應中作還原劑解析由圖可知，亞鐵離子參加反應，最后又生成亞鐵離子，且Fe2＋的物質的量不變，則Fe2＋是該反應的催化劑，故A正確；圖中第一步反應的反應物斷裂化學鍵吸收的能量比第二步反應的大，故B錯誤；第一步中鐵元素的化合價升高，則S2Oeq\o\al(2－,8)中氧元素的化合價降低，則S2Oeq\o\al(2－,8)在第一步反應中作氧化劑，故C錯誤；第一步為吸熱反應，第二步與總反應為放熱反應，故D錯誤。5.H2與O2、F2均能發生反應，下圖為H2與F2發生反應生成HF過程中的能量變化示意圖。請回答下列問題：(1)完成轉化Ⅰ、Ⅱ吸收(填“吸收”或“放出”，下同)能量，完成轉化Ⅲ放出能量。(2)H2和F2反應的能量變化圖可用A(填“A”或“B”)表示。(3)H2在O2中燃燒的過程主要是化學能轉化為熱能的過程。解析(1)斷鍵吸收能量，形成化學鍵釋放能量，Ⅰ、Ⅱ是斷鍵，因此是吸收能量，Ⅲ是形成化學鍵，是放出能量。(2)H2和F2反應是放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，故選項A正確。(3)氫氣在氧氣中燃燒是放熱反應，是化學能轉化成熱能的過程。課時作業1反應熱焓變一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1.下列化學反應屬于吸熱反應的是(D) B.生石灰溶于水 D.氨氣分解解析碘的升華是物理變化，不是化學反應，故A錯誤；生石灰變成熟石灰的反應是放熱反應，故B錯誤；鎂和稀鹽酸反應是放熱反應，故C錯誤；氨氣分解是吸熱反應，故D正確。2.下列有關能量變化的說法中錯誤的是(A)A.若反應物的總能量高于生成物的總能量，則該反應是吸熱反應B.1mol石墨轉化為金剛石，要吸收1.895kJ的熱能，則石墨比金剛石穩定解析反應物的總能量高于生成物的總能量，則該反應必為放熱反應，選項A錯誤；1mol石墨轉化為金剛石，要吸收1.895kJ的能量，說明金剛石的能量比石墨高，而能量越高越不穩定，選項B正確；化學反應中的能量變化，主要是舊鍵斷裂需要吸熱和形成新鍵放出熱量引起的，選項C正確；任何化學反應都是斷裂舊鍵形成新鍵的過程，化學鍵的斷裂和生成會吸收能量和釋放能量，選項D正確。3.下列各圖中，表示正反應是吸熱反應的圖是(A)解析反應物的總能量>生成物的總能量，反應為放熱反應；反應物的總能量<生成物的總能量，反應為吸熱反應，故選A。4.4P(紅磷，s)P4(白磷，s)ΔH＝＋17kJ·mol－1，根據以上信息，下列推論正確的是(A)A.當1mol白磷完全轉變成紅磷時放出17kJ熱量C.當4g紅磷轉變成白磷時吸收17kJ熱量解析正反應與逆反應的能量變化的絕對值相等，符號相反，故A正確；ΔH>0，正反應是一個吸熱反應，故B錯誤；當4mol即124g紅磷轉變成白磷時吸收17kJ熱量，故C錯誤；能量越低越穩定，白磷不如紅磷穩定，故D錯誤。5.(2021·湖北孝感期末)常溫下，1mol化學鍵分解成氣態原子所需要的能量用E表示。根據表中信息判斷下列說法不正確的是(D)共價鍵H—HF—FH—FH—ClH—IE(kJ·mol－1)436157568432298A.432kJ·mol－1>E(H—Br)>298kJ·mol－1價鍵是H—F鍵2(g)―→2H(g)ΔH＝＋436kJ·mol－12(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝－25kJ·mol－1解析依據溴原子半徑大于氯原子小于碘原子，半徑越大鍵能越小分析，所以結合表中數據可知432kJ·mol－1>E(H—Br)>298kJ·mol－1，故A正確；鍵能越大形成的化學鍵越穩定，表中鍵能最大的是H—F，最穩定的共價鍵是H—F鍵，故B正確；氫氣轉變為氣態氫原子吸收的能量等于氫氣中斷裂化學鍵需要的能量，H2(g)―→2H(g)ΔH＝＋436kJ·mol－1，故C正確；依據鍵能計算反應焓變＝反應物鍵能總和－生成物鍵能總和，ΔH＝436kJ·mol－1＋157kJ·mol－1－2×568kJ·mol－1＝－543kJ·mol－1，H2(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝－543kJ·mol－1，故D錯誤。V1mL1.0mol·L－1HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結果如圖所示(實驗中始終保持V1＋V2＝50mL)。下列敘述正確的是(B)A.做該實驗時環境溫度為22℃B.NaOH溶液的濃度約為1.5mol·L－1解析V1為5mL時混合液溫度是22℃，故A錯誤；恰好反應時參加反應的鹽酸的體積是30mL，由V1＋V2＝50mL可知，消耗的氫氧化鈉溶液的體積為20mL，設恰好反應時氫氧化鈉溶液中溶質的物質的量是n，HCl＋NaOH===NaCl＋H2O111.0mol·L－1×0.03Ln則n＝1.0mol·L－1×0.03L＝0.03mol，所以濃度是eq\f(0.03mol,0.02L)＝1.5mol·L－1，故B正確；該實驗中需要使用玻璃攪拌器在上下方向輕輕轉動攪拌，故C錯誤；該實驗不可用相同物質的量的氫氧化鈉固體投入鹽酸中測定中和熱，否則因NaOH溶解放熱，使得測定數值偏高，故D錯誤。7.一定條件下，某容器中各微粒在反應前后變化的示意圖如下，其中●和○代表不同元素的原子。關于此反應說法錯誤的是(A)解析觀察示意圖知該反應的反應物是一種，生成物是兩種，該物質發生分解反應，一般的分解反應是吸熱反應，但也有的分解反應是放熱反應，A項錯誤，D項正確；根據圖示可知有一部分反應物未參加反應，所以該反應是可逆反應，B項正確；該反應中反應物為化合物，生成物中有單質，元素化合價有變化，屬于氧化還原反應，C項正確。8.(2020·山東臨沂月考)如圖是化學反應中物質變化和能量變化的示意圖。若E1>E2，則下列反應符合該示意圖的是(C)解析斷鍵吸收的能量大于形成化學鍵放出的能量，說明是吸熱反應。NaOH溶液與稀鹽酸的反應是放熱反應，A錯誤；鋅與稀鹽酸的反應是放熱反應，B錯誤；氫氧化鋇與氯化銨固體的反應是吸熱反應，C正確；一氧化碳在空氣中的燃燒反應是放熱反應，D錯誤。二、選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題意)4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可見(BC)A.反應的化學方程式：NH4HCO3＋CH3COOH===CH3COONH4＋CO2↑＋H2OB.該反應中，熱能轉化為產物內部的能量4HCO3和鹽酸的反應是放熱反應解析反應的化學方程式為NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O，故A錯誤；醋酸逐漸凝固說明反應吸收熱量導致醋酸溶液溫度降低，即NH4HCO3與HCl的反應為吸熱反應，即吸收的熱量轉化為產物內部的能量，故B正確，D錯誤；因反應為吸熱反應，則反應后生成物的總能量高于反應物的總能量，故C正確。10.在測定中和反應的反應熱的實驗中，下列說法正確的是(A)A.使用玻璃攪拌器是為了加快反應速率，減小實驗誤差B.為了準確測定反應混合溶液的溫度，實驗中溫度計水銀球應與小燒杯底部接觸C.用0.5mol·L－1NaOH溶液分別與0.5mol·L－1的鹽酸、醋酸溶液反應，如所取的溶液體積相等，則測得的中和熱數值相同D.在測定中和熱實驗中可以使用的儀器有量筒、燒杯、滴定管、溫度計等解析實驗中溫度計水銀球不能接觸燒杯底部，B不正確；醋酸是弱酸，電離時吸收熱量，C不正確；測定中和熱實驗中不需要滴定管，D不正確。11.用50mL0.50mol·L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1NaOH溶液反應，實驗中測得起始溫度為20.1℃，終止溫度為23.4℃，反應后溶液的比熱容為4.18J·g－1·℃－1，鹽酸和NaOH溶液的密度都近似認為是1g·cm－3，則中和反應生成1mol水時放熱(A)A.55.2kJ B.391kJC.336kJ D.1.38kJ解析代入公式ΔH＝－eq\t2－t2,0.025)kJ·mol－1≈－55.2kJ·mol－1。12.(2020·安徽高二檢測)一種“MgCl2熱化學循環”工藝如圖所示，下列說法正確的是(C)C.加熱至400～500℃時發生的反應為2MgO＋2Cl2eq\o(=====,\s\up15(400～500℃))2MgCl2＋O22＋H2O===MgO＋2HCl↑解析該工藝中有熱能轉化為化學能的過程，也有電能轉化為化學能的過程，A錯誤；圖示中看出在生產轉化中MgCl2是循環物，氧氣為最后產物，沒有鎂單質的生成，B錯誤；根據工藝圖可知，C正確；從圖中看出初始反應物為H2O，最終生成物有O2和H2，實際是電解水的過程，總反應為2H2Oeq\o(=====,\s\up15(通電))O2↑＋2H2↑，D錯誤。三、非選擇題13.在一個小燒杯里，加入20gBa(OH)2·8H2O晶體，將小燒杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上。然后加入10gNH4Cl晶體，并立即用玻璃棒迅速攪拌。(1)實驗中玻璃棒的作用是攪拌使混合物充分接觸并反應。(2)實驗中觀察到的現象有玻璃片與小燒杯之間粘在一起、燒杯中產生刺激性氣味的氣體、反應混合物成糊狀，出現糊狀的原因是反應中有水生成。(3)寫出有關反應的化學方程式：Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。(4)通過結冰現象，說明該反應為吸熱(填“吸熱”或“放熱”)反應，這是由于反應物的總能量小于(填“小于”或“大于”)生成物的總能量。解析(1)玻璃棒在化學實驗中的作用：攪拌和引流，本實驗中，根據題意：將20gBa(OH)2·8H2O晶體與10gNH4Cl晶體分別放入小燒杯中，用玻璃棒迅速攪拌，可以知道玻璃棒的作用是攪拌使混合物充分接觸并反應。(2)氯化銨和氫氧化鋇的反應是吸熱反應，溫度降低能讓水結冰，導致燒杯和玻璃片粘在一起，同時生成的氨氣具有刺激性氣味，反應混合物成糊狀是生成水的緣故。(3)氯化銨屬于銨鹽，能和強堿氫氧化鋇反應生成氨氣、水以及氯化鋇，化學方程式為Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O。(4)玻璃片上結冰而與小燒杯粘在一起，說明氫氧化鋇和氯化銨的反應是吸熱反應，即反應物的總能量小于生成物的總能量。14.在量熱計中(如圖所示)將100mL0.50mol·L－1的CH3COOH溶液與100mL0.55mol·L－1NaOH溶液混合，溫度從298.0K升高到300.7K，已知量熱計的熱容常數(量熱計各部件溫度每升高1K所需要的熱量)是150.5J/K，溶液密度均為1g/mL，充分混合后溶液的比熱容c＝4.184J/(g·K)。(1)CH3COOH的中和熱ΔH＝kJ·mol－1。(2)CH3COOH的中和熱的文獻值為56.1kJ·mol－1，你認為(1)中測得的實驗值出現偏差可能的原因是①量熱計的保溫瓶絕熱效果不好，②酸、堿溶液混合不迅速，③溫度計不夠精確等。解析(1)根據題中所給信息推算出酸和堿的物質的量，酸為0.050mol，堿為0.055mol，可知堿是過量的，應以酸的量計算，算出生成0.050mol水時放出的熱量，進而算出生成1mol水時放出的熱量，即可得出CH3COOH的中和熱：ΔH＝－eq\g·K×100g＋100g]×300.7K－298.0Kmol)≈×104J/mol＝－53.3kJ·mol－1。(2)本實驗方法測得的CH3COOH的中和熱數值小于文獻值，原因可能有以下幾個方面：①量熱計的保溫瓶絕熱效果不好；②酸、堿溶液混合不迅速；③溫度計不夠精確等。15.(1)從能量的變化和反應的快慢等角度研究反應：2H2＋O2===2H2O。已知該反應為放熱反應，下圖能正確表示該反應中能量變化的是A(填“A”或“B”)。從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應中能量的變化。化學鍵的鍵能如下表：化學鍵H—HO===OH—O鍵能kJ·mol－1436496463則生成1mol水可以放出熱量242kJ。(2)以下反應：①木炭與水制備水煤氣②氯酸鉀分解③炸藥爆炸④酸與堿的中和反應⑤生石灰與水作用制熟石灰⑥Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl⑦氣態水液化，屬于放熱反應的有③④⑤(填序號)。解析(1)2H2＋O2===2H2O是放熱反應，反應物的總能量大于生成物的總能量，能正確表示該反應中能量變化的是A；根據2H2＋O2===2H2O，反應ΔH＝(2×436＋496－4×463)kJ·mol－1＝－484kJ·mol－1，生成1mol水可以放出熱量242kJ。(2)放熱反應主要有化合反應、中和反應、燃燒反應；吸熱反應主要有分解反應、大多數以C為還原劑的氧化還原反應、銨鹽與堿的反應；屬于放熱反應的有③炸藥爆炸；④酸與堿的中和反應；⑤生石灰與水作用制熟石灰。16.斷裂1mol化學鍵時需要吸收的能量叫做鍵能。已知下列化學鍵的鍵能：化學鍵鍵能(kJ/mol)H—H436N—H391N≡N946(1)合成氨的反應為放熱反應(填“放熱”或“吸熱”)。(2)計算：1molN2完全反應生成NH3的反應熱為ΔH＝－92kJ/mol，1molH2完全反應生成NH3的反應熱為ΔHkJ/mol。解析(1)反應N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)過程中，共斷裂1molN≡N和3molH—H，形成6molN—H，則斷鍵共吸熱為946kJ/mol×1mol＋436kJ/mol×3mol＝2254kJ，形成N—H共放熱＝391kJ/mol×6mol＝2346kJ，由于放出熱量>吸收熱量，故反應放熱。(2)1molN2完全反應生成NH3的反應熱為ΔH＝－(2346－2254)kJ/mol＝－92kJ/mol，而1molH2只與eq\f(1,3)molN2反應，所以1molH2完全反應生成NH3的反應熱為：ΔH＝－92kJ/mol×eq\f(1,3)≈－30.6kJ/mol。第2課時熱化學方程式燃燒熱新課程標準素養目標1.認識熱化學方程式，了解熱化學方程式表示的意義。2.理解熱化學方程式書寫規則，能用熱化學方程式表示反應中的能量變化。3.認識燃燒熱，結合不同物質的燃燒熱數值，討論選擇燃料的依據。1.宏觀辨識與微觀探析：能從宏觀角度認識熱化學方程式表示的意義；能把握書寫熱化學方程式的規則。2.變化觀念與平衡思想：能運用化學計量單位定量分析化學變化及其伴隨發生的能量轉化，能正確書寫熱化學方程式。研·互動課堂知識點1熱化學方程式基礎通道能表示參加反應eq\x(1)物質的量和eq\x(2)反應熱的關系的化學方程式。(1)指明了反應時的eq\x(3)溫度和eq\x(4)壓強，若在25℃、101kPa時進行的反應，可不注明。(2)在化學方程式右邊注明ΔH的數值、符號和eq\x(5)單位。(3)所有反應物和生成物都用括號注明了它們在反應時的eq\x(6)聚集狀態。常用eq\x(7)s、l、g分別表示固體、液體和氣體，溶液中用eq\x(8)aq表示。(4)化學計量數只表示eq\x(9)物質的量，因此可以為分數。熱化學方程式不僅表明了化學反應中的eq\x(10)物質變化，也表明了化學反應中的eq\x(11)能量變化。如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1，表示在25℃、101kPa，eq\x(12)1molH2與eq\x(13)eq\f(1,2)molO2完全反應生成1moleq\x(14)液態水時放出的熱量是285.8kJ。提升通道1.注意標明物質的聚集狀態：方程式中每種物質的化學式后面用括號注明該物質的聚集狀態(g、l、s)，不用標“↑”或“↓”，水溶液用aq表示。2.注意注明必要的反應條件：焓變與溫度和壓強等測定條件有關，所以書寫時必須在ΔH后指明反應的溫度和壓強(25℃、101kPa時，可不注明)。3.注意明確化學計量數的含義：化學計量數只表示該物質的物質的量，不表示分子個數或原子個數，因此熱化學方程式中化學計量數也可以是分數。H的單位及符號：ΔH的單位是kJ/mol或kJ·mol－1，ΔH只能寫在化學方程式的右邊，表示正向反應的焓變。ΔH<0表示為放熱反應；ΔH>0則表示為吸熱反應。應中化學計量數與ΔH數值的對應關系：化學方程式中各物質的化學計量數加倍，則ΔH的數值也加倍；若反應逆向進行，則ΔH改變符號，但絕對值不變。試手強化1.在常溫常壓下，1gH2在足量Cl2中燃燒生成HCl氣體，放出92.3kJ的熱量。下列熱化學方程式中正確的是(D)2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－92.3kJ·mol－12(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝＋92.3kJ·mol－12(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝＋184.6kJ·mol－1D.2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋184.6kJ·mol－1解析A項，化學計量數與ΔH不一致；B項，ΔH<0且數值不對；C項，ΔH<0。2.含11.2gKOH的稀溶液與1L0.1mol·L－1的H2SO4溶液反應放出11.46kJ熱量，下列有關該反應的熱化學方程式書寫正確的是(D)A.KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)===eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－11.46kJ·mol－1B.2KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6kJC.2KOH＋H2SO4===K2SO4＋2H2OΔH＝－114.6kJ·mol－1D.KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)===eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1解析A項，化學計量數與ΔH絕對值不對應；B項，ΔH的單位應為kJ·mol－1；C項，書寫熱化學方程式時應注明各物質的聚集狀態。“五看”法判熱化學方程式正誤一看“配平”→二看“狀態”→三看“正負”→四看“單位”→五看“數值”。情境體驗我們知道在每屆奧林匹克運動會上，都有一個莊嚴儀式——傳遞圣火，在這里火成為精神、文明的象征，并以此傳遞奧林匹克的偉大精神。事實上火在古代就是一種神圣的象征，火代表著創世、再生和光明，人們對火是又畏懼又崇拜。畏懼是因為她的威力，她能給人類帶來巨大的災難；崇拜她是因為她能給人類帶來溫暖和光明，是她把人類從“茹毛飲血”帶向文明。這里的“火”實際上就是化學反應中產生的能量。盡管隨著科學發展，社會已逐步進入多能源時代，但是化學反應中的能量仍是目前主要的能量來源。知識點2燃燒熱能源基礎通道一、燃燒熱在eq\x(1)101kPa時，eq\x(2)1mol純物質eq\x(3)完全燃燒生成指定產物時所eq\x(4)放出的熱量。單位：eq\x(5)kJ·mol－1，ΔH<0。25℃、101kPa時甲烷的燃燒熱ΔH＝－890.31kJ·mol－1，熱化學方程式為eq\x(6)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.31kJ·mol－1。說明：1mol甲烷完全燃燒生成CO2(g)和eq\x(7)H2O(l)時放出eq\x(8)kJ的熱量。微點撥C、H、S、N的指定產物分別為CO2(g)、H2O(l)、SO2(g)、N2(g)。二、能源能提供eq\x(9)能量的資源，它包括化石燃料、陽光、風力、流水、潮汐以及柴草等。(1)化石燃料①包括：eq\x(10)煤、eq\x(11)石油、eq\x(12)天然氣。②缺點eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(蘊藏量有限、不能再生、利用率低,污染問題，特別是造成\x(13)溫室效應和,\x(14)酸雨))(2)新能源①類別：新能源主要包括eq\x(15)太陽能、eq\x(16)氫能、地熱能、風能、海洋能和生物質能。②特點：資源豐富，可以再生，沒有污染或很少污染。提升通道“兩關鍵”(1)一是“完全燃燒”：指可燃物在O2中充分燃燒。(2)二是“指定產物”：碳的指定產物是CO2而不是CO；氫的指定產物是液態水而不是氣態水；硫的指定產物是SO2而不是SO3。“四點”要求(1)可燃物的化學計量數是否為1。(2)碳元素完全燃燒生成的氧化物是否為CO2(g)。(3)氫元素完全燃燒生成的氧化物是否為H2O(l)。(4)ΔH是否為“－”及單位是否正確。3．燃燒熱與中和熱比較燃燒熱中和熱相同點能量變化放熱反應ΔH及其單位ΔH<0，單位均為kJ·mol－1不同點反應物的量1mol不一定為1mol生成物的量不確定生成水的量為1mol表示方法燃燒熱為akJ·mol－1或ΔH＝－akJ·mol－1中和熱為57.3kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1試手強化1.以下幾個熱化學方程式中能表示燃燒熱的熱化學方程式的是(B)A.C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－18H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－12(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－12(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1解析A項，C(s)燃燒未生成指定產物CO2(g)，故不能表示燃燒熱的熱化學方程式；B項，符合燃燒熱的定義；C項，H2雖然轉變成了指定產物H2O(l)，但由于其反應熱表示的是2molH2完全燃燒時的熱量變化，故不能表示燃燒熱的熱化學方程式；D項，參加燃燒的H2雖然是1mol，但其生成H2O(g)，而不是H2O(l)，故不能表示燃燒熱的熱化學方程式。①稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，下列結論正確的是(B)A.碳的燃燒熱為110.5kJ·mol－1B.2molC(s)＋1molO2(g)的總能量比2molCO(g)的總能量高221kJC.0.5molH2SO4(濃)與1molNaOH溶液混合，放出57.3kJ熱量D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水，放出57.3kJ熱量解析A項，1mol碳燃燒生成CO時放出的熱量不是碳的燃燒熱，錯誤；B項，根據2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1可知，反應物的總能量高于生成物的總能量，即2molC(s)＋1molO2(g)的總能量比2molCO(g)的總能量高221kJ，正確；C項，濃硫酸溶于水放熱，所以0.5molH2SO4(濃)與1molNaOH溶液混合，放出熱量大于57.3kJ，錯誤；D項，醋酸是弱酸，電離吸收能量，所以醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1mol水放出的熱量小于57.3kJ，錯誤。燃燒熱與中和熱的判斷誤區(1)燃燒熱的熱化學方程式以可燃物1mol為標準。(2)中和熱的熱化學方程式以生成1mol水為標準。(3)用文字描述燃燒熱、中和熱時，反應熱不帶“＋、－”符號，而用焓變表示時需帶“＋、－”符號。如甲烷的燃燒熱為890.3kJ·mol－1或ΔH＝－890.3kJ·mol－1。情境體驗氫氣作為能源，越來越受到人們的關注。氫氣本身無毒，完全燃燒放出的熱量約為同質量甲烷的兩倍多(液氫完全燃燒約為同質量汽油的3倍)，且燃燒后的產物是水，不污染空氣。所以，它被認為是理想的清潔、高能燃料。目前，作為高能燃料，液氫已應用于航天等領域；作為化學電源，氫氧燃料電池已經被應用，如用作汽車的驅動電源等。(1)氫氣燃燒放出的熱量從何而來？與化學反應的本質有什么關系？提示氫氣燃燒放出的熱量來自物質的內能，與化學反應中化學鍵的斷裂和形成有關。(2)已知在101kPa下，1g氫氣在氧氣中完全燃燒生成液態水時，放出熱量142.9kJ，寫出表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式。提示H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1。練·關鍵能力1.(日常生活情境)下列分別是利用不同能源發電的實例圖，其中不屬于新能源開發利用的是(C)解析火力發電是化石能源的利用，不屬于新能源的開發利用。2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH，下列有關ΔH的說法正確的是(B)B.與H—H鍵、O===O鍵、H—O鍵的鍵能有關解析化學計量數不同時，反應的焓變不同，A項錯誤；化學反應的焓變與鍵能的相對大小有關，與反應條件無關，B項正確，C項錯誤；同一物質的狀態不同時，其自身具有的能量也不同，從而導致反應的焓變不同，D項錯誤。3.偏二甲基肼()是長征系列火箭的燃料。已知：1.5g偏二甲基肼完全燃燒放出50kJ熱量，則偏二甲基肼的燃燒熱為(C)A.1000kJ·mol－1 B.1500kJ·mol－1C.2000kJ·mol－1 D.3000kJ·mol－1解析由偏二甲基肼的摩爾質量為60g·mol－1得：n＝eq\f(1.5g,60g·mol－1)＝eq\f(1,40)mol，所以1mol偏二甲基肼燃燒時放出的熱量為eq\f(50kJ,\f(1,40)mol)＝2000kJ·mol－1，即燃燒熱為2000kJ·mol－1。4.下列說法正確的是(D)A.CO是不穩定的氧化物，它能繼續和氧氣反應生成穩定的CO2，故CO燃燒一定是吸熱反應B.在101kPa時，1mol碳燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱解析A中CO是強還原劑(高溫時)，點燃時易和氧氣反應，生成穩定的二氧化碳，故CO燃燒是放熱反應；B中碳燃燒有完全燃燒與不完全燃燒，1mol碳完全燃燒生成CO2時所放出的熱量叫燃燒熱；C中任何發光放熱的劇烈的化學反應都叫燃燒，如H2在Cl2中燃燒。5.(2021·山東德州質檢)已知下列熱化學方程式：eq\f(1,2)CH4(g)＋O2(g)===eq\f(1,2)CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－445.15kJ/molCH4(g)＋eq\f(3,2)O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－607.3kJ/molCH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ/molCH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ/mol則CH4的燃燒熱為(C)A.445.15kJ/mol B.607.3kJ/molC.890.3kJ/mol D.802.3kJ/mol解析1mol甲烷完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時的ΔH＝－890.3kJ/mol，故甲烷的燃燒熱為890.3kJ/mol。課時作業2熱化學方程式燃燒熱一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1.(2021·安徽合肥檢測)航天燃料從液態變為固態，是一項技術突破。鈹是高效率的火箭燃料，燃燒時放出巨大的能量，每千克的鈹完全燃燒放出的熱量為62700kJ。則鈹燃燒的熱化學方程式正確的是(C)A.Be＋eq\f(1,2)O2===BeOΔH＝－564.3kJ·mol－1B.Be(s)＋eq\f(1,2)O2(g)===BeO(s)ΔH＝＋564.3kJ·mol－1C.Be(s)＋eq\f(1,2)O2(g)===BeO(s)ΔH＝－564.3kJ·mol－1D.Be(s)＋eq\f(1,2)O2(g)===BeO(g)ΔH＝－564.3kJ解析每千克的鈹完全燃燒放出的熱量為62700kJ，則1mol鈹即9g鈹完全燃燒放出的熱量是eq\f(9,1000)×62700kJ＝564.3kJ，C正確。A中沒有注明物質的狀態，B中反應熱的符號錯誤，D中反應熱的單位錯誤。2.關于熱化學方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，下列有關敘述不正確的是(C)A.2molH2完全燃燒生成液態水放出571.6kJ的熱B.1molH2完全燃燒生成液態水時放出285.8kJ的熱C.2個氫分子完全燃燒生成液態水時放出571.6kJ的熱2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1解析根據氫氣燃燒的熱化學方程式可知，2molH2完全燃燒生成液態水放出571.6kJ的熱量，A正確；同樣1molH2完全燃燒生成液態水時放出的熱量是571.6kJ÷2＝285.8kJ，B正確；因為化學計量數表示的是參加反應的物質的物質的量，不是分子數，C不正確；反應熱與化學計量數成正比，D正確。3.下列說法正確的是(C)A.在101kPa時，1mol物質完全燃燒時所放出的熱量，叫該物質的燃燒熱B.弱酸和堿發生中和反應生成1mol水，這時的反應熱叫中和熱D.101kPa時，純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量，叫該物質的燃燒熱解析本題旨在考查學生對燃燒熱、中和熱定義的理解，特別是兩個概念中應注意的問題。A項中沒有確定“物質完全燃燒生成指定產物”這一條件，A項錯誤。B項在稀溶液中酸與堿發生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱，B項錯誤。D項中未限定物質的量是1mol，D項錯誤。4.下列各組物質的燃燒熱相等的是(B)B.1mol碳和3mol碳C.3mol乙炔和1mol苯解析燃燒熱是指1mol純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量，故B正確。D中淀粉和纖維素都可以表示為(C6H10O5)n，但n不同，燃燒熱不同。5.25℃、101kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、890.3kJ/mol、2800kJ/mol，則下列熱化學方程式正確的是(D)A.C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)===CO(g)ΔH＝－393.5kJ/mol2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝＋571.6kJ/mol4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ/mol6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2800kJ/mol解析A中碳未完全燃燒；B中應為放熱反應ΔH＝－571.6kJ/mol；C中H2O應為液態。6.(學術探索情境)“抓好資源節約，建設環境友好型社會”，這是我國社會及經濟長期發展的重要保證。你認為下列行為有悖于這一理念的是(C)A.開發太陽能、水能、風能、可燃冰等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料B.將煤進行氣化處理，提高煤的綜合利用效率C.研究采煤、采油新技術，盡量提高產量以滿足工業生產的快速發展“3R”利用觀，即：減少資源消耗(Reduce)、增加資源的重復使用(Reuse)、資源的循環再生(Recycle)解析煤、石油等化石燃料是不可再生的資源，應該減少使用，故C項錯誤。7.下列措施不符合節能減排的是(A)A.大力發展火力發電，解決電力緊張問題C.用石灰對煤燃燒后形成的煙氣脫硫，并回收石膏D.用雜草、生活垃圾等有機廢棄物在沼氣池中發酵產生沼氣，作家庭燃氣解析火力發電必須使用煤等燃料，不節能減排，A項不符；太陽能熱水器使用太陽能，是節能的，B項符合；回收石膏，實現資源合理利用，C項符合；沼氣作為燃氣，是節能的，D項符合。8.(2020·黑龍江雞西質檢)在25℃、101kPa下，1g甲醇(CH3OH)完全燃燒生成CO2和液態水時放熱22.68kJ。下列熱化學方程式正確的是(B)3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋725.76kJ·mol－13OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1451.52kJ·mol－13OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－725.76kJ·mol－13OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋1451.52kJ·mol－1解析1g甲醇(CH3OH)完全燃燒生成CO2和液態水時放熱22.68kJ，則1mol甲醇完全燃燒生成CO2和液態水時放熱725.76kJ，放熱是負值，A、C、D項錯誤。二、選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題意)2和H2合成氣態甲醇的熱化學方程式為CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－50kJ·mol－1。下面表示合成甲醇的反應的能量變化示意圖，其中正確的是(A)解析由熱化學方程式可知，反應物、生成物均為氣態，焓變為負，為放熱反應，且生成物為液態時放出熱量更多，選項A中圖符合。10.根據下圖所給信息，得出的結論正確的是(AB)A.48g碳完全燃燒放出熱量為1574kJB.2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.0kJ·mol－12(g)===2CO(g)＋O2(g)ΔH＝＋283.0kJ·mol－1D.C(s)＋O2(g)===CO2(s)ΔH＝－393.5kJ·mol－1解析A項，根據圖示可知，1mol的C完全燃燒放出熱量是393.5kJ，則48g即4mol的碳完全燃燒放出熱量為393.5kJ·mol－1×4mol＝1574kJ，正確；B項，1mol的C燃燒變為CO，放熱為393.5kJ－283kJ＝110.5kJ，則2mol的C燃燒變為CO放出熱量是110.5kJ×2＝221.0kJ，所以有熱化學方程式2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.0kJ·mol－1，正確；C項，根據圖示可知1mol的CO2比1mol的CO和eq\f(1,2)mol的O2的能量低283.0kJ，則相應的熱化學方程式是2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)ΔH＝＋566.0kJ·mol－1，錯誤；D項，1mol的固體C完全燃燒產生1mol的CO2氣體，放出熱量是393.5kJ，由于物質在固態含有的能量比氣態低，所以產生1mol固態CO2放出的熱量要比393.5kJ多，因此該熱化學方程式書寫有誤，錯誤。11.一些烷烴的燃燒熱如表：化合物燃燒熱/kJ·mol－1化合物燃燒熱/kJ·mol－1甲烷正丁烷乙烷異丁烷丙烷2-甲基丁烷下列表達正確的是(BC)2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1560.8kJ·mol－1B.穩定性：正丁烷<異丁烷C.正戊烷的燃燒熱大于3531.3kJ·mol－1D.相同質量的烷烴，碳的質量分數越大，燃燒放出的熱量越多解析燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成指定產物時放出的熱量，H2O應是液態，即C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1560.8kJ·mol－1，故A錯誤；根據正丁烷和異丁烷的燃燒熱，正丁烷具有的能量高于異丁烷，物質具有的能量越高，物質越不穩定，即穩定性：正丁烷<異丁烷，故B正確；2-甲基丁烷為異戊烷，因此根據正丁烷和異丁烷的燃燒熱，推出正戊烷的燃燒熱大于3531.3kJ·mol－1，故C正確；相同質量時，1g甲烷燃燒放出的熱量是eq\f(890.3,16)kJ≈55.6kJ,1g乙烷燃燒放出的熱量為eq\f(1560.8,30)kJ≈52kJ，因此等質量時，碳原子質量分數越大的烷烴燃燒放出的熱量越少，故D錯誤。12.(2021·陜西西安檢測)通常人們把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可用于計算化學反應的反應熱(ΔH)。化學鍵H—HCl—ClH—Cl鍵能436kJ·mol－1243kJ·mol－1431kJ·mol－1則下列熱化學方程式不正確的是(C)A.eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)===HCl(g)ΔH＝－91.5kJ·mol－12(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－183kJ·mol－1C.eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)Cl2(g)===HCl(g)ΔH＝＋91.5kJ·mol－1D.2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋183kJ·mol－1解析反應H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH＝反應物的化學鍵斷裂所吸收的總能量－生成物的化學鍵形成所釋放的總能量＝(436kJ·mol－1＋243kJ·mol－1)－431kJ·mol－1×2＝－183kJ·mol－1，故A、B、D正確，C錯誤。三、非選擇題13.根據如圖所示圖像，寫出反應的熱化學方程式并回答下列問題：(1)反應過程①的熱化學方程式為A2(g)＋B2(g)===C(g)ΔH＝－QkJ·mol－1。(2)反應過程②的熱化學方程式為C(g)===A2(g)＋B2(g)ΔH＝＋Q1kJ·mol－1。(3)Q與Q1的關系：Q＝Q1(填“<”“>”或“＝”)。解析圖中已清楚地表明兩個反應的反應物、生成物和反應熱，按照書寫熱化學方程式的規則，不難寫出相應的熱化學方程式。因為兩個反應互為逆反應，因此其反應熱的數值相等，符號相反。14.能源是人類賴以生存和發展的重要物質基礎，常規能源的合理利用和新能源的合理開發是當今社會面臨的嚴峻課題，回答下列問題：(1)我國是世界上少數以煤為主要燃料的國家，下列關于煤作燃料的論點正確的是ACD(填字母)。A.煤是重要的化工原料，把煤作燃料簡單燃燒掉太可惜，應該綜合利用B.煤是發熱量很高的固體燃料，我國煤炭資源相對集中，開采成本低，用煤作燃料實惠C.煤燃燒時產生大量二氧化硫和煙塵，對環境污染嚴重D.通過潔凈煤技術，如煤的氣化和液化，以及煙氣脫硫，不僅減輕了燃煤污染，還能提高煤燃燒的熱利用率(2)某國科學家將銅和鐵混合熔化制成多孔金屬，用于制作太空火箭上使用的煤油燃料霧化器，該霧化器的作用是使煤油霧化，增大與助燃劑的接觸面積，提高燃燒效率。(3)乙醇是未來內燃機的首選環保型液體燃料。2.0g乙醇完全燃燒生成液態水放出59.43kJ的熱量，則乙醇完全燃燒的熱化學方程式為C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.89kJ·mol－1。解析(1)煤是一種化石燃料，也是重要的化工原料，屬于非可再生能源，把煤作燃料簡單燃燒掉是一種浪費，并且煤中所含的硫在燃燒時生成SO2，會對環境造成污染，通過潔凈煤技術，如煤的氣化和液化，以及煙氣脫硫，不僅減輕了燃煤污染，還能提高煤燃燒的熱利用率。(2)煤油霧化后可使煤油與助燃劑充分接觸，提高燃燒效率。(3)根據已知條件，1mol乙醇完全燃燒放出的熱量為59.43kJ×eq\f(46g,2.0g)＝1366.89kJ。15.(1)同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，在光照和點燃條件下的ΔH(化學計量數相同)分別為ΔH1、ΔH2，ΔH1＝ΔH2(填“>”“<”或“＝”，下同)。(2)相同條件下，2mol氫原子所具有的能量>1mol氫分子所具有的能量。(3)已知常溫時紅磷比白磷穩定，比較下列反應中ΔH的大小：ΔH1<ΔH2。①P4(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)ΔH1，②4P(紅磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)ΔH2。(4)已知：稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1mol水，放出的熱量>57.3kJ。(5)已知：0.5molCH4(g)與0.5mol水蒸氣在一定條件下，完全反應生成CO和H2的混合氣體，吸收了akJ熱量，該反應的熱化學方程式是CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋2akJ·mol－1。解析(1)反應熱等于生成物的總能量與反應物總能量的差，與反應條件無關，故ΔH1＝ΔH2。(2)2mol氫原子形成新化學鍵生成1mol氫分子時放熱，故2mol氫原子所具有的能量大于1mol氫分子所具有的能量。(3)常溫時紅磷比白磷穩定，則白磷的能量比紅磷高，燃燒時放出的熱量多，則ΔH1<ΔH2。(4)濃硫酸與其他水溶液混合時放熱，故濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1mol水，放出的熱量大于57.3kJ。(5)根據題意配平化學方程式，注明物質的狀態和反應熱。第二節反應熱的計算新課程標準素養目標1.通過蓋斯定律的學習，理解蓋斯定律，并能利用蓋斯定律解決簡單問題。2.通過熱化學方程式、中和熱、燃燒熱和蓋斯定律的學習，能進行反應焓變的簡單計算。1.宏觀辨識與微觀探析：能從宏觀的視角認識和掌握蓋斯定律。2.變化觀念與平衡思想：能認識化學變化的本質是有新物質生成，并伴有能量的轉化，并遵循蓋斯定律。3.證據推理與模型認知：知道可以通過分析、推理等方法總結反應熱與始態和終態的相互關系，建立認知模型，并能運用模型解決有關反應熱的計算問題。研·互動課堂知識點1蓋斯定律基礎通道不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是eq\x(1)相同的。(1)反應的熱效應只與始態、終態有關，與eq\x(2)反應的途徑無關。(2)反應熱總值一定，如下圖表示始態到終態的反應熱。則ΔH＝eq\x(3)ΔH1＋ΔH2＝eq\x(4)ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。應用蓋斯定律可以間接計算以下情況(不能直接測定)的反應熱：(1)有些進行得很慢的反應。(2)有些不容易直接發生的反應。(3)有些產品不純的反應(有副反應發生)。微點撥指定狀態下，各種物質的焓值都是唯一確定的，即化學反應的焓變不因反應歷程和反應條件的改變而改變。提升通道(1)虛擬路徑法：如C(s)＋O2(g)===CO2(g)，可設置如下：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。(2)加合法：即運用所給化學方程式就可通過加減的方法得到新化學方程式。如：求P4(白磷)―→P(紅磷)的熱化學方程式。已知：P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)ΔH1①P(紅磷，s)＋eq\f(5,4)O2(g)===eq\f(1,4)P4O10(s)ΔH2②即可用①－②×4得出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為P4(白磷，s)===4P(紅磷，s)ΔH＝ΔH1－4ΔH2。(1)熱化學方程式同乘以某一個數時，反應熱數值也必須乘上該數。(2)熱化學方程式相加減時，同種物質之間可相加減，反應熱也隨之相加減，所求之和為其代數和。(3)將一個熱化學方程式顛倒時，ΔH的“＋”“－”號必須隨之改變。試手強化1.已知：As(s)＋eq\f(3,2)H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)ΔH1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH22As(s)＋eq\f(5,2)O2(g)===As2O5(s)ΔH3則反應As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。解析將題中熱化學方程式依次編號：①As(s)＋eq\f(3,2)H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)ΔH1②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH2③2As(s)＋eq\f(5,2)O2(g)===As2O5(s)ΔH3根據蓋斯定律，將反應①×2－②×3－③可得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。2.下圖是通過熱化學循環在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統原理。通過計算，可知系統(Ⅰ)和系統(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為H2O(l)===H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝286kJ·mol－1、H2S(g)===H2(g)＋S(s)ΔH＝20kJ·mol－1，制得等量H2所需能量較少的是系統(Ⅱ)。解析根據蓋斯定律，將①＋②＋③可得，系統(Ⅰ)中的熱化學方程式：H2O(l)===H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝327kJ·mol－1－151kJ·mol－1＋110kJ·mol－1＝286kJ·mol－1同理，將②＋③＋④可得，系統(Ⅱ)中的熱化學方程式：H2S(g)===H2(g)＋S(s)ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－151kJ·mol－1＋110kJ·mol－1＋61kJ·mol－1＝20kJ·mol－1由所得兩熱化學方程式可知，制得等量H2所需能量較少的是系統(Ⅱ)。蓋斯定律應用計算模型(1)確定待求反應的熱化學方程式。(2)找出待求熱化學方程式中各物質出現在已知方程式中的位置(是同側還是異側)。(3)利用同側相加、異側相減進行處理。(4)根據未知方程式中各物質的化學計量數通過乘除來調整已知反應的化學計量數，并消去中間產物。(5)加減確定待求熱化學方程式。情境體驗2020年1月7日23時20分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭，成功將通信技術試驗衛星五號發射升空。長征三號乙運載火箭的一子級、助推器和二子級使用液態四氧化二氮和液態偏二甲肼(C2H8N2)作為推進劑。N2O4與偏二甲肼燃燒產物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量熱，已知10.0g液態偏二甲肼與液態四氧化二氮完全燃燒可放出425kJ熱量，書寫該反應的熱化學方程式。提示N2O4與偏二甲肼反應的產物為CO2、N2和氣態水，1molC2H8N2(l)與N2O4(l)完全燃燒放出的熱量為eq\f(425kJ,10.0g)×60g＝2550.0kJ。該反應的熱化學方程式為C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)ΔH＝－2550.0kJ·mol－1。知識點2反應熱的計算提升通道反應熱常用的六種計算方法計算依據計算方法熱化學方程式熱化學方程式可以移項同時改變正負號，各項的化學計量數包括ΔH的數值可以同時擴大或縮小相同的倍數蓋斯定律根據蓋斯定律，可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個新的熱化學方程式續表計算依據計算方法燃燒熱可燃物完全燃燒產生的熱量＝可燃物的物質的量×其燃燒熱中和反應的反應熱中和反應放出的熱量＝n(H2O)×|ΔH|化學鍵的變化ΔH＝反應物的化學鍵斷裂所吸收的能量之和－生成物的化學鍵形成所放出的能量之和反應物和生成物的總能量ΔH＝E生成物－E反應物試手強化考查點一反應熱的計算1.已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1。現有由炭粉和氫氣組成的懸浮氣0.2mol，在氧氣中完全燃燒生成CO2(g)和H2O(g)，共放出63.53kJ熱量，則懸浮氣中C與H2的物質的量之比為(A)∶1 B.1∶2∶3 D.3∶2解析設懸浮氣中炭粉的物質的量為xmol，氫氣的物質的量為ymol，則eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(x＋yxy＝63.53))，解方程組得x＝0.1，y＝0.1，即兩者的物質的量之比為1∶1。2與CH4經催化重整，制得合成氣：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)已知上述反應中相關的化學鍵鍵能數據如下：化學鍵C—HC===OH—HCeq\o(\s\up15(←),\s\do15(===))O(CO)鍵能/(kJ·mol－1)4137454361075則該反應的ΔH＝＋120kJ·mol－1。解析根據ΔH＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能，該反應的ΔH＝(413×4＋745×2)kJ·mol－1－(1075×2＋436×2)kJ·mol－1＝＋120kJ·mol－1。考查點二反應熱的大小比較3.在298K、101kPa時，已知：①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1②Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)ΔH2③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)ΔH3則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關系正確的是(A)A.ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C.ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D.ΔH3＝ΔH1－ΔH2解析因為反應式①②③之間存在關系：①＋2×②＝③，故ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3。4.相同條件下，下列各反應均為放熱反應，其中ΔH最小的是(C)A.2A(l)＋B(l)===2C(g)ΔH1B.2A(g)＋B(g)===2C(g)ΔH2C.2A(g)＋B(g)===2C(l)ΔH3D.2A(l)＋B(l)===2C(l)ΔH4解析題中所給四個選項中各反應物和生成物物質的量相等，但聚集狀態各不相同。由于同種物質氣態時的能量高于液態時的能量，故B、C項反應物的能量最高，C、D項生成物的能量最低，故C項中反應物的總能量與生成物的總能量差值最大，由于反應放熱，ΔH為負值，故ΔH3最小。“符號”相關的反應熱比較對于放熱反應來說，ΔH＝－QkJ·mol－1，雖然“－”僅表示放熱的意思，但在比較大小時要將其看成真正意義上的“負號”，即放熱越多，ΔH反而越小。“化學計量數”相關的反應熱比較例如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)===H2O(l)ΔH1＝－akJ·mol－1，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2＝－bkJ·mol－1，a<b，ΔH1>ΔH2。“物質聚集狀態”相關的反應熱比較(1)同一反應，生成物狀態不同時A(g)＋B(g)===C(g)ΔH1<0，A(g)＋B(g)===C(l)ΔH2<0，因為C(g)===C(l)ΔH3<0，則ΔH3＝ΔH2－ΔH1，所以ΔH2<ΔH1。(2)同一反應，反應物狀態不同時S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1<0S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2<0ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，則ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。情境體驗油酸甘油酯是油酸(十八烯酸)和甘油(丙三醇)聚合的產物，屬于不飽和甘油酯。可在酸或堿性條件下水解，也可以和氫氣加成，與硝酸發生硝化反應。常用作表面活性劑、食品穩定劑、塑料橡膠助劑。油酸甘油酯(相對分子質量884)在體內代謝時可發生如下反應：C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2×104kJ，則油酸甘油酯的燃燒熱是多少呢？提示×104×104kJ，故油酸甘油酯的燃燒熱ΔH×104kJ·mol－1。練·關鍵能力1.下列關于蓋斯定律的說法不正確的是(D)A.不管反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱相同B.反應熱只與反應體系的始態和終態有關，而與反應的途徑無關C.有些反應的反應熱不能直接測得，可通過蓋斯定律間接計算得到D.根據蓋斯定律，熱化學方程式中ΔH直接相加即可得總反應熱解析利用蓋斯定律，需對熱化學方程式通過“加、減、乘、除”四則運算進行計算總反應熱。2.(日常生活情境)動畫片《黑貓警長》有一集《失蹤的紐扣》，最終黑貓警長破案，丟失的紐扣是由于錫紐扣在－33℃以下會變成粉末狀，而失蹤。灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體。已知：①Sn(白，s)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2