资源简介 模块三 化学反应原理主题6 化学反应与能量变化第19讲 反应热与热化学方程式学习目标 1. 知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因;知道常见的能量转化形式。2. 了解化学能与热能的相互转化及其应用。了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)、燃烧热、中和热等概念,了解中和热实验的测定。3. 能正确书写热化学方程式,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4. 了解能垒、催化剂等有关图像。活动方案 焓变、放热反应和吸热反应1. 能正确认识放热反应和吸热反应。(1) 焓变就是恒压条件下的反应热。①焓变的物理量符号是什么?单位是什么?②放热反应和吸热反应的焓变值分别为正还是为负?(2) 根据下图所示的反应回答下列问题。①该反应是放热反应,还是吸热反应?反应的活化能是多少?②试在上图中用虚线表示在反应中使用催化剂后活化能的变化情况。2. (1) 下面是部分共价键的键能数据。共价键 H—S S—S O===O H—O键能/(kJ/mol) 364 266 496 464 已知:硫分子的结构模型如下图所示。试计算反应2H2S(g)+O2(g)===2S(g)+2H2O(g)的ΔH。(2) 下面是部分共价键的键能数据。共价键 Si—Si O===O Si—O键能/(kJ/mol) a b c试计算反应Si(s)+O2(g)===SiO2(g)的ΔH。3. 结合你所做的实验,联系生产、生活实际等,列举中学化学中常见的放热反应和吸热反应的类型或实例。 化学反应的能量变化的定量描述1. 关于热化学方程式的书写。已知:在25 ℃、101 kPa下,1 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ热量。下面列出了某班同学书写该反应的热化学方程式时的常见错误。①C8H18(l)+12.5O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-48.40 kJ/mol②C8H18(l)+12.5O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=+5 517.60 kJ/mol③C8H18(g)+12.5O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 517.60 kJ/mol④2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5 517.60 kJ/mol⑤2C8H18+25O2===16CO2+18H2O ΔH=-5 517.60 kJ/mol(1) 说说正确书写热化学方程式的注意事项。(2) 正确写出上述反应的热化学方程式。2. 认识两种重要的反应热。(1) 关于燃烧热。家用液化气的主要成分之一是丁烷。当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时(101 kPa),放出热量5×105 kJ。①在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物[碳元素变成CO2(g),氢元素变成H2O(l),硫元素变成SO2(g),氮元素变成N2(g)等]时所放出的热量,叫作该物质的燃烧热。说说燃烧热的定义中有哪些注意点?②丁烷的燃烧热是多少?(2) 关于中和热。已知:强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式如下:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol①在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)所放出的热量,叫作中和热。说说中和热的定义中有哪些注意点?②强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热是多少?③用含1 mol NaOH的稀溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸反应,反应放出的热量是57.3 kJ吗?为什么?3. 中和热的测定。实验室用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液在下图所示装置中反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。(1) 上述装置中哪些措施可以减少实验过程中的热量散失?(2) 为保证酸完全中和,可采取什么措施? 应用热化学方程式计算反应热 1. 混合燃料燃烧的反应热计算。在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别如下:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ/mol由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为____________。 2. 用盖斯定律进行反应热的计算。盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义:有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。(1) 由于C燃烧时不可能完全生成CO,总有少量CO2生成,反应C(s)+O2(g)===CO(g)的反应热无法直接测得,但该反应的反应热可由以下两个反应的反应热计算求得。C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/molCO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ/mol①写出C与O2反应生成CO的热化学方程式。②写出C与CO2反应生成CO的热化学方程式。(2) 已知下列反应的热化学方程式如下:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/molCH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-870.3 kJ/molH2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ/mol试计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热。与催化剂相关的图像分析1. 臭氧层中O3在Cl原子催化下的分解过程如图所示,回答下列问题。(1) 写出反应②的方程式。(2) 决定O3分解反应速率的是分步反应②还是分步反应①?并说明理由。2. 铁催化下的合成氨能量变化及反应过程如图所示(*表示物质吸附在催化剂表面),回答下列问题。(1) N2与H2转变成NH3的总过程是放热反应还是吸热反应?(2) 由N2与H2变成 N与H的过程是吸热还是放热?由NH变成NH3的过程是吸热还是放热?名卷优选1 下列热化学方程式的书写正确的是( )A. [2023江苏卷]H2O(g)与足量C(s)反应生成1 mol H2(g)和1 mol CO(g)吸收131.3 kJ的热量:C(s)+H2O(g)===H2(g)+CO(g) ΔH=-131.3 kJ/molB. [2022江苏卷]甲烷具有较大的燃烧热(890.3 kJ/mol),是常见燃料:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)ΔH=+890.3 kJ/molC. [2024南京、盐城期末]25 ℃和 101 kPa下,H2的燃烧热为285.8 kJ/mol:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-285.8 kJ/molD. [2024南通、泰州等六市一调]SO2与O2在400~500 ℃、V2O5催化作用下反应生成SO3,每生成1 mol SO3释放出98.3 kJ的热量:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ/mol2 [2025南通期中]某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:X(g) Y(g)(ΔH1<0),Y(g) Z(g)(ΔH2<0),测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是( )A B C D3 [2024南通期中考前模拟]已知断裂1 mol H2(g)中的H—H需要吸收436 kJ能量,断裂1 mol I2(g)中的I—I需要吸收151 kJ能量,生成HI(g)中的1 mol H—I能放出299 kJ能量。下列说法正确的是( )A. 1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量为587 kJB. H2(g)+I2(s) 2HI(g) ΔH=-11 kJ/molC. HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH=+5.5 kJ/molD. H—H比I—I更容易断裂4 丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,如图是某催化剂催化该过程的能量变化,“*”表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法不正确的是( )A. 1 mol丙烷中的总键能小于1 mol丙烯及1 mol氢气的总键能之和B. 在该条件下,所得丙烯中还含有其他有机物C. 该过程中未发生碳碳键的断裂D. 相同条件下在该催化剂表面,*CH3CH2CH3比*CH3CH===CH2更容易脱氢5 (1) [2024南通如皋适应性考试]已知CH4、H2、CO的燃烧热分别为890.3 kJ/mol、285.8 kJ/mol、283 kJ/mol,则反应CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)的ΔH=________________。(2) [2024南京学情调研]“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一。CH4与CO2经催化重整可制得CO和H2,相关反应如下:主反应:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH副反应:Ⅰ. H2(g)+CO2(g)===H2O(g)+CO(g) ΔH1Ⅱ. 2CO(g)===CO2(g)+C(s) ΔH2Ⅲ. CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH3Ⅳ. CO(g)+H2(g)===C(s)+H2O(g) ΔH4其中,副反应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ形成的积碳易导致催化剂活性降低。主反应的ΔH=________________。(3) [2024南通期中考前模拟]直接将CO2转化为有机物并非植物的“专利”,科学家通过多种途径实现了CO2合成甲醛,总反应为CO2(g)+2H2(g) HCHO(g)+H2O(g) ΔH。转化步骤如图所示。已知2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH4,则总反应的ΔH=__________________________________(用图中焓变以及ΔH4表示)。模块三 化学反应原理主题6 化学反应与能量变化第19讲 反应热与热化学方程式【活动方案】活动一:1 (1) ①符号为ΔH,单位常用kJ/mol或kJ·mol-1。 ②放热反应的焓变值为负,吸热反应的焓变值为正。 (2) ①放热反应 a kJ/mol ②2 (1) -436 kJ/mol (2) (2a+b-4c)kJ/mol3 放热反应:物质的燃烧、缓慢氧化、中和反应、金属与酸的反应、铝热反应、氧化钙与水反应等;吸热反应:Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应、盐类水解、C与水蒸气的反应、碳酸钙的分解等。活动二:1 (1) 要正确注明反应物和生成物的状态;ΔH的正、负号要正确,不要忘记写单位;热化学方程式中的计量数表示物质的量,ΔH应随化学计量数的变化呈比例的变化。(2) C8H18(l)+12.5O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 517.60 kJ/mol(答案合理即可)2 (1) ①规定可燃物的物质的量为1 mol;生成稳定的氧化物。②2 900 kJ/mol (2) ①强酸和强碱的稀溶液,生成1 mol H2O(l)所放出的热量。 ②57.3 kJ/mol ③不是,浓硫酸溶于水会放出热量。3 (1) 泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)夹在两烧杯之间,玻璃搅拌器代替金属搅拌器。 (2) 使碱稍过量。活动三:1 2 953 kJ2 (1) ①C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ/mol②C(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=+172.5 kJ/mol(2) ΔH=2ΔH1-ΔH2+2ΔH3=-488.3 kJ/mol活动四:1 (1) ClO+O===Cl+O2 (2) 反应①。E1大于E2,反应①的化学反应速率小于反应②的,总化学反应速率是由慢反应决定的。2 (1) 放热反应 (2) 放热 吸热【名卷优选】1 D 吸热反应的ΔH>0,A错误;燃烧是放热反应,ΔH<0,且应生成液态水,B错误;产物水应该是液态,ΔH为-571.6 kJ/mol,C错误。2 B 放热反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,故能量X>Y>Z,排除A、D;中间产物Y的浓度先增大后减小,说明X(g) Y(g)的反应速率比Y(g) Z(g)大,反应速率大,说明活化能小,则X(g) Y(g)的活化能较小。故选B。3 C 1 mol H—H的键能为436 kJ,1 mol I—I的键能为 151 kJ,故587 kJ为1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总键能,不是反应物的总能量,A错误;选项中的I2呈固态,无法计算反应热,B错误;H2(g)+I2(g) 2HI(g) ΔH=587 kJ/mol-299 kJ/mol×2=-11 kJ/mol,故HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH=+5.5 kJ/mol,C正确;键能越大,分子越稳定,H—H的键能较大,故H2分子较稳定,D错误。4 A5 (1) +247.3 kJ/mol (2) ΔH3-ΔH2或ΔH1+ΔH3-ΔH4 (3) ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4解析:(1) 根据盖斯定律,反应的ΔH=CH4的燃烧热-2×CO的燃烧热-2×H2的燃烧热=-890.3-(-285.8)×2-(-283)×2=+247.3(kJ/mol)。(2) 根据盖斯定律,反应Ⅲ中的生成物C(s)可与反应Ⅱ相减约去,即可得主反应。也可用反应Ⅲ与反应Ⅳ相减约去,多出的H2O(g)可再与反应Ⅰ相加约掉。(共34张PPT)模块三化学反应原理主题6 化学反应与能量变化第19讲 反应热与热化学方程式内容索引学习目标活动方案名卷优选学 习 目 标1. 知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因;知道常见的能量转化形式。2. 了解化学能与热能的相互转化及其应用。了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)、燃烧热、中和热等概念,了解中和热实验的测定。3. 能正确书写热化学方程式,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4. 了解能垒、催化剂等有关图像。活 动 方 案1. 能正确认识放热反应和吸热反应。(1) 焓变就是恒压条件下的反应热。①焓变的物理量符号是什么?单位是什么?【答案】 符号为ΔH,单位常用kJ/mol或kJ·mol-1。②放热反应和吸热反应的焓变值分别为正还是为负?【答案】 放热反应的焓变值为负,吸热反应的焓变值为正。活动一 焓变、放热反应和吸热反应(2) 根据下图所示的反应回答下列问题。①该反应是放热反应,还是吸热反应?反应的活化能是多少?【答案】 放热反应 a kJ/mol②试在上图中用虚线表示在反应中使用催化剂后活化能的变化情况。【答案】2. (1) 下面是部分共价键的键能数据。共价键 H—S S—S O===O H—O键能/(kJ/mol) 364 266 496 464已知:硫分子的结构模型如下图所示。试计算反应2H2S(g)+O2(g)===2S(g)+2H2O(g)的ΔH。【答案】 -436 kJ/mol(2) 下面是部分共价键的键能数据。共价键 Si—Si O===O Si—O键能/(kJ/mol) a b c试计算反应Si(s)+O2(g)===SiO2(g)的ΔH。【答案】 (2a+b-4c)kJ/mol3. 结合你所做的实验,联系生产、生活实际等,列举中学化学中常见的放热反应和吸热反应的类型或实例。【答案】 放热反应:物质的燃烧、缓慢氧化、中和反应、金属与酸的反应、铝热反应、氧化钙与水反应等;吸热反应:Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应、盐类水解、C与水蒸气的反应、碳酸钙的分解等。1. 关于热化学方程式的书写。已知:在25 ℃、101 kPa下,1 g C8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40 kJ热量。下面列出了某班同学书写该反应的热化学方程式时的常见错误。①C8H18(l)+12.5O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g)ΔH=-48.40 kJ/mol②C8H18(l)+12.5O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=+5 517.60 kJ/mol③C8H18(g)+12.5O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)ΔH=-5 517.60 kJ/mol活动二 化学反应的能量变化的定量描述④2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l)ΔH=-5 517.60 kJ/mol⑤2C8H18+25O2===16CO2+18H2OΔH=-5 517.60 kJ/mol(1) 说说正确书写热化学方程式的注意事项。【答案】 要正确注明反应物和生成物的状态;ΔH的正、负号要正确,不要忘记写单位;热化学方程式中的计量数表示物质的量,ΔH应随化学计量数的变化呈比例的变化。(2) 正确写出上述反应的热化学方程式。【答案】 C8H18(l)+12.5O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 517.60 kJ/mol(答案合理即可)2. 认识两种重要的反应热。(1) 关于燃烧热。家用液化气的主要成分之一是丁烷。当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时(101 kPa),放出热量5×105 kJ。①在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物[碳元素变成CO2(g),氢元素变成H2O(l),硫元素变成SO2(g),氮元素变成N2(g)等]时所放出的热量,叫作该物质的燃烧热。说说燃烧热的定义中有哪些注意点?【答案】 规定可燃物的物质的量为1 mol;生成稳定的氧化物。②丁烷的燃烧热是多少?【答案】 2 900 kJ/mol(2) 关于中和热。已知:强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式如下:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol①在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O(l)所放出的热量,叫作中和热。说说中和热的定义中有哪些注意点?【答案】 强酸和强碱的稀溶液,生成1 mol H2O(l)所放出的热量。②强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热是多少?【答案】 57.3 kJ/mol③用含1 mol NaOH的稀溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸反应,反应放出的热量是57.3 kJ吗?为什么?【答案】 不是,浓硫酸溶于水会放出热量。3. 中和热的测定。实验室用50 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液在下图所示装置中反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。(1) 上述装置中哪些措施可以减少实验过程中的热量散失?【答案】 泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)夹在两烧杯之间,玻璃搅拌器代替金属搅拌器。(2) 为保证酸完全中和,可采取什么措施?【答案】 使碱稍过量。1. 混合燃料燃烧的反应热计算。在一定条件下,CO和CH4燃烧的热化学方程式分别如下:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)ΔH=-566 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890 kJ/mol由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气在上述条件下完全燃烧时,释放的热量为______________。活动三 应用热化学方程式计算反应热2 953 kJ2. 用盖斯定律进行反应热的计算。盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义:有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。①写出C与O2反应生成CO的热化学方程式。②写出C与CO2反应生成CO的热化学方程式。【答案】 C(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH=+172.5 kJ/mol(2) 已知下列反应的热化学方程式如下:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/molCH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l)ΔH2=-870.3 kJ/molΔH3=-285.8 kJ/mol试计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热。【答案】 ΔH=2ΔH1-ΔH2+2ΔH3=-488.3 kJ/mol1. 臭氧层中O3在Cl原子催化下的分解过程如图所示,回答下列问题。活动四 与催化剂相关的图像分析(1) 写出反应②的方程式。【答案】 ClO+O===Cl+O2(2) 决定O3分解反应速率的是分步反应②还是分步反应①?并说明理由。【答案】 反应①。E1大于E2,反应①的化学反应速率小于反应②的,总化学反应速率是由慢反应决定的。2. 铁催化下的合成氨能量变化及反应过程如图所示(*表示物质吸附在催化剂表面),回答下列问题。(1) N2与H2转变成NH3的总过程是放热反应还是吸热反应?【答案】 放热反应(2) 由N2与H2变成 N与H的过程是吸热还是放热?由NH变成NH3的过程是吸热还是放热?【答案】 放热 吸热名 卷 优 选245131 下列热化学方程式的书写正确的是( )A. [2023江苏卷]H2O(g)与足量C(s)反应生成1 mol H2(g)和1 mol CO(g)吸收131.3 kJ的热量:C(s)+H2O(g)===H2(g)+CO(g) ΔH= -131.3 kJ/molB. [2022江苏卷]甲烷具有较大的燃烧热(890.3 kJ/mol),是常见燃料:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+890.3 kJ/molC. [2024南京、盐城期末]25 ℃和 101 kPa下,H2的燃烧热为285.8 kJ/mol:2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-285.8 kJ/molD24513【解析】 吸热反应的ΔH>0,A错误;燃烧是放热反应,ΔH<0,且应生成液态水,B错误;产物水应该是液态,ΔH为-571.6 kJ/mol,C错误。24513ABCDB2451324533 [2024南通期中考前模拟]已知断裂1 mol H2(g)中的H—H需要吸收436 kJ能量,断裂1 mol I2(g)中的I—I需要吸收151 kJ能量,生成HI(g)中的1 mol H—I能放出299 kJ能量。下列说法正确的是( )A. 1 mol H2(g)和1 mol I2(g)的总能量为587 kJ1C2453124534 丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法,如图是某催化剂催化该过程的能量变化,“*”表示吸附在催化剂表面的物种。下列有关说法不正确的是( )A. 1 mol丙烷中的总键能小于1 mol丙烯及1 mol氢气的总键能之和B. 在该条件下,所得丙烯中还含有其他有机物C. 该过程中未发生碳碳键的断裂D. 相同条件下在该催化剂表面,*CH3CH2CH3比*CH3CH===CH2更容易脱氢1A24535 (1) [2024南通如皋适应性考试]已知CH4、H2、CO的燃烧热分别为890.3 kJ/mol、285.8 kJ/mol、283 kJ/mol,则反应CH4(g)+CO2(g)=== 2CO(g)+2H2(g)的ΔH=________________。(2) [2024南京学情调研]“碳达峰、碳中和”是我国社会发展重大战略之一。CH4与CO2经催化重整可制得CO和H2,相关反应如下:主反应:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH副反应:Ⅰ. H2(g)+CO2(g)===H2O(g)+CO(g) ΔH1Ⅱ. 2CO(g)===CO2(g)+C(s) ΔH2Ⅲ. CH4(g)===C(s)+2H2(g) ΔH3Ⅳ. CO(g)+H2(g)===C(s)+H2O(g) ΔH41+247.3 kJ/mol2453其中,副反应Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ形成的积碳易导致催化剂活性降低。主反应的ΔH=_________________________________。1ΔH3-ΔH2或ΔH1+ΔH3-ΔH4ΔH1+24531【解析】 (1) 根据盖斯定律,反应的ΔH=CH4的燃烧热-2×CO的燃烧热-2×H2的燃烧热=-890.3-(-285.8)×2-(-283)×2= +247.3(kJ/mol)。(2) 根据盖斯定律,反应Ⅲ中的生成物C(s)可与反应Ⅱ相减约去,即可得主反应。也可用反应Ⅲ与反应Ⅳ相减约去,多出的H2O(g)可再与反应Ⅰ相加约掉。谢谢观看Thank you for watching 展开更多...... 收起↑ 资源列表 2026年高考化学第一轮总复习导学案--第19讲 反应热与热化学方程式(含答案).doc 模块3 主题6 第19讲 反应热与热化学方程式.pptx