版高考化学总复习第5章第1讲化学反应的热效应教案鲁科版.docx

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版高考化学总复习第5章第1讲化学反应的热效应教案鲁科版

第1讲　化学反应的热效应

2017级教学指导意见

核心素养

1.了解常见的能量转化形式，能解释化学变化中能量转化的本质。

2.了解吸热反应、放热反应、反应热与焓变（ΔH）的含义。

能正确书写热化学方程式并能进行简单计算。

3.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。

4.了解能源及化学在解决能源危机中的重要作用。

1.变化观念与平衡思想：

认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析热化学反应方程式，运用热化学反应原理解决实际问题。

2.证据推理与模型认知：

通过分析、推理等方法认识研究反应热的本质，建立盖斯定律模型。

3.科学态度与社会责任：

赞赏化学对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念。

考点一　焓变　热化学方程式

[学在课内]

1.化学反应的实质与特征

2.焓变、反应热

（1）焓（H）：

用于描述物质所具有能量的物理量。

（2）焓变（ΔH）：

ΔH＝H（生成物）－H（反应物）。

单位kJ·mol－1。

（3）反应热：

指当化学反应在一定温度下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。

（4）焓变与反应热的关系：

对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：

ΔH＝Qp。

3.吸热反应和放热反应

（1）从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析。

（2）从反应热的量化参数——键能的角度分析

（3）从常见反应的角度分析

[名师点拨]

正确理解活化能与反应热的关系

（1）催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。

（2）在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。

4.中和热的测定

①测定装置。

（请在横线上填写仪器名称）

②计算公式：

ΔH＝－

kJ·mol－1

t1—起始温度，t2—终止温度。

③注意事项。

a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料（或纸条）的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。

b.为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。

5.能源

（1）概念：

能提供能量的资源

（2）分类

[考在课外]

教材延伸

判断正误

（1）放热反应中，生成物的总能量高于反应物的总能量（×）

（2）放热反应在任何条件下都可以发生，吸热反应不加热就不能发生（×）

（3）C（石墨，s）===C（金刚石，s）　ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定（√）

（4）碳在空气燃烧生成CO2，该反应中化学能全部转化为热能（×）

（5）活化能越大，表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越大（√）

（6）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（×）

（7）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（√）

（8）反应2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＝－QkJ·mol－1（Q>0），则将2molSO2（g）和1molO2（g）置于一密闭容器中充分反应后放出QkJ的热量（×）

（9）吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量（√）

（10）释放能量的过程一定是放热反应（×）

（11）化石燃料属于可再生能源，对其过度开采不影响可持续发展（×）

（12）化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能（√）

（13）低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气体的排放（√）

（14）已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba（OH）2反应的反应热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1。

（×）

（15）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（×）

拓展应用

如图表示某反应的能量变化，按要求回答下列问题：

（1）该反应是________（填“放热”或“吸热”）反应。

（2）该反应的ΔH＝________。

（3）使用催化剂________（填“能”或“不能”）影响该反应的反应热。

（4）过程Ⅰ逆反应的活化能可表示为________。

答案　

（1）放热　

（2）E2－E1　（3）不能　（4）E3－E2

思维探究

（1）化学反应吸热、放热与反应条件的关系是什么？

答案　化学反应吸热、放热与反应条件无必然联系。

如吸热反应NH4Cl与Ba（OH）2·8H2O在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行。

参照2题图反应吸热、放热取决于ΔH＝E2－E1，而反应是否需要加热取决于E3－E1的大小与环境提供能量的关系，满足则不需要加热，否则需加热。

（2）如何理解可逆反应的ΔH?

答案　①可逆反应的ΔH与“

无关”，与反应条件无关。

②可逆反应中正反应与逆反应的ΔH数值相等，符号相反。

③可逆反应由于反应的可逆性，故不能进行到底，充分反应后对应热量的数值比理论值小。

[基础点巩固]

1.下列变化过程，属于放热反应的是（　　）

A.水蒸气变为液态水

B.酸碱中和反应

C.弱酸弱碱电离

D.用FeCl3饱和溶液制Fe（OH）3胶体

答案　B

2.（2018·滕州月考）下列说法正确的是（　　）

A.任何化学反应都伴随着能量的变化

B.升高温度或加入催化剂，可以改变化学反应的反应热

C.化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现

D.2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH<0，则56gCO和32gO2所具有的总能量小于88gCO2所具有的总能量

解析　化学反应的实质为旧键的断裂和新键的形成，任何化学反应都伴随着能量的变化，故A项正确；反应热与催化剂无关，故B项错误；化学反应中的能量变化可以热能、电能、光能等形式体现，故C项错误；2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，故D项错误。

答案　A

3.BeCl2是有机反应的催化剂。

铍和氯气反应的能量变化如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A.E2是正反应的活化能B.该反应的ΔH<0

C.加入催化剂，ΔH减小D.ΔH＝E2－E1

解析　E1是正反应活化能，E2是逆反应活化能，A项错误；该反应是放热反应，B项正确；加入催化剂，减小E2和E1，不改变ΔH，C项错误；ΔH＝E1－E2，D项错误。

答案　B

4.（2018·北京东城区模拟）由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A.反应生成1molN2时转移4mole－

B.反应物能量之和大于生成物能量之和

C.N2O（g）＋NO（g）===N2（g）＋NO2（g）

　ΔH＝－139kJ·mol－1

D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和

解析　N2O和NO反应生成N2和NO2的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2，反应生成1molN2时转移2mole－，A不正确；根据图示，反应物能量之和大于生成物能量之和，B正确；该反应的反应热为（209－348）kJ·mol－1＝－139kJ·mol－1，C正确；由于该反应放热，所以断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确。

答案　A

[能力点提升]

5.下列有关能量的判断和表示方法正确的是（　　）

A.由C（s，石墨）===C（s，金刚石）　ΔH＝＋1.9kJ·mol－1可知：

石墨比金刚石更稳定

B.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多

C.由H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，可知：

含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量等于57.3kJ

D.2gH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1

解析　石墨转化为金刚石的过程是吸热反应，金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，A正确；等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，固体硫变为蒸气需要吸收热量，前者放出热量更多，B错误；含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，醋酸为弱酸，溶于水电离需要吸热，放出热量小于57.3kJ，C错误；2gH2的物质的量为1mol，此反应为放热反应，ΔH<0，故氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝2×（－285.8kJ·mol－1）＝－571.6kJ·mol－1，D错误。

答案　A

6.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________（填字母）。

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________（填字母）。

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）测定中和热的实验中________（填“能”或“不能”）用Ba（OH）2溶液和H2SO4溶液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）为了减少热量损失，应将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中。

（3）使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动混合溶液。

（4）稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中的溶质均完全电离，故它们与稀盐酸反应的反应热相等，即ΔH1＝ΔH2，稀氨水中的NH3·H2O是弱电解质，在反应过程中NH3·H2O的电离要吸收热量，故稀氨水与盐酸反应放出的热量要少一些，故ΔH3>ΔH1＝ΔH2。

（5）因为H2SO4与Ba（OH）2反应生成BaSO4沉淀的过程也会放出热量，所以不能用Ba（OH）2溶液和H2SO4溶液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）不能　H2SO4与Ba（OH）2反应生成BaSO4沉淀也会放出热量

[高考真题体验]

7.（2018·北京理综，7）我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。

该历程示意图如图。

下列说法不正确的是（　　）

A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%

B.CH4―→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂

C.①→②放出能量并形成了C—C键

D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

解析　由CO2和CH4制备CH3COOH的化学方程式为CO2＋CH4

CH3COOH，反应中没有副产物生成，所以总反应的原子利用率为100%，A项正确；CH4分子中含有4个C—H键，而CH3COOH分子中含有3个C—H键，显然CH4―→CH3COOH过程中必有C—H键发生断裂，B项正确；观察反应的示意图可知，①→②过程中放出能量，且在此过程中形成了新化学键，即乙酸分子中的C—C键，C项正确；催化剂只能改变化学反应速率，而不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误。

答案　D

8.（2018·浙江4月选考，21）氢卤酸的能量关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A.已知HF气体溶于水放热，ΔH1<0

B.相同条件下，HCl的ΔH2比HBr的小

C.相同条件下，HCl的（ΔH3＋ΔH4）比HI的大

D.一定条件下，气态原子生成1molH—X键放出akJ能量，则该条件下ΔH2＝akJ·mol－1

解析　A选项ΔH1为溶液到气体为吸热反应ΔH1＞0，A错误；Cl的非金属性更强，HCl更稳定，对应ΔH2更大，B错误；C项，ΔH3＋ΔH4表示H（g）―→H＋（aq）的焓变，C项错误；ΔH2即为键能，D正确。

答案　D

考点二　热化学方程式

[学在课内]

1.概念

表示参加反应物质的量和反应热关系的化学方程式。

2.意义

表明了化学反应中的物质变化和能量变化。

如：

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

表示：

25__℃、101__kPa条件下，2__mol氢气和1__mol氧气反应生成2__mol液态水时放出571.6__kJ的热量。

3.热化学方程的书写

[名师点拨]

（1）热化学方程式中可不注明“↓、↑、点燃、加热”等。

（2）热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。

（3）ΔH必须与计量数对应。

计量数加倍，ΔH也应相应加倍。

[考在课外]

教材延伸

判断正误

（1）热化学方程式前面的计量数不仅表示分子数也表示物质的量。

（×）

（2）150℃时，CH4燃烧的热化学方程式为CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH（√）

（3）对于SO2（g）＋

O2（g）

SO3（g）　ΔH＝－QkJ·mol－1，增大压强平衡右移，放出的热量增大，ΔH减小。

（×）

（4）H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH1和2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH2，则ΔH1＝ΔH2。

（×）

拓展应用

写出下列反应的热化学方程式

（1）14gN2（g）与适量的O2（g）在一定条件下反应生成NO（g），吸收34kJ热量。

________________________________________________________________

（2）在25℃、101kPa下，CO燃烧的热化学方程式：

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566kJ·mol－1，则表示CO燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________。

答案　

（1）N2（g）＋O2（g）===2NO（g）　ΔH＝＋68kJ·mol－1　

（2）CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝－283kJ·mol－1

[基础点巩固]

1.下列热化学方程式书写正确的是（ΔH的绝对值均正确）（　　）

A.C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（g）　ΔH＝－1367.0kJ·mol－1（燃烧热）

B.NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝＋57.3kJ·mol－1（中和热）

C.S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－296.8kJ·mol－1（反应热）

D.2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2kJ·mol－1（反应热）

答案　C

2.下列热化学方程式正确的是（　　）

选项

已知条件

热化学方程式

A

H2的燃烧热为akJ·mol－1

H2＋Cl2

2HCl　ΔH＝－akJ·mol－1

B

1molSO2、0.5molO2完全反应后，放出热量98.3kJ

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＝－98.3kJ·mol－1

C

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1

H2SO4（aq）＋Ba（OH）2（aq）===BaSO4（s）＋2H2O（l）　ΔH＝－114.6kJ·mol－1

D

31g白磷比31g红磷能量多bkJ

P4（白磷，s）===4P（红磷，s）　ΔH＝－4bkJ·mol－1

解析　选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应，A错；ΔH应为－196.6kJ·mol－1，B错；选项C中由于生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6kJ，C错。

答案　D

3.

（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）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________________________________________________________________

________________________________________________________________。

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

[名师点拨]

判断热化学方程式正误的“五审”

[能力点提升]

4.下列各组热化学方程式的ΔH前者大于后者的是（　　）

①C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1

C（s）＋

O2（g）===CO（g）　ΔH2

②S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH3

S（g）＋O2（g）===SO2（aq）　ΔH4

③H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH5

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH6

④CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）　ΔH7

CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（aq）　ΔH8

A.①B.④

C.②③④D.①②③

解析　ΔH有正、负之分，比较时要连同“＋”“－”在内一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较。

①中第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得：

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH＝ΔH1－ΔH2，该反应为放热反应，即ΔH1－ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2。

答案　C

5.

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

________________________________________________________________。

（2）一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClO

（x＝1，2，3，4）的能量（kJ）相对大小如图所示。

①D是________（填离子符号）。

②B―→A＋C反应的热化学方程式为_____________________________

________________________________________________________________（用离子符号表示）。

解析　

（1）由图可知，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）D中氯元素的化合价为＋7价，应为高氯酸根离子ClO

；写出B―→A＋C的化学方程式，利用生成物的总能量减去反应物的总能量求得ΔH＝（63－60×3）kJ·mol－1＝－117kJ·mol－1，写出热化学方程式。

答案　

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

（2）①ClO

②3ClO－（aq）===ClO

（aq）＋2Cl－（aq）　ΔH＝－117kJ·mol－1

6.煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。

采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。

但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。

相关反应的热化学方程式如下：

CaSO4（s）＋CO（g）

CaO（s）＋SO2（g）＋CO2（g）　ΔH1＝＋218.4kJ·mol－1（反应Ⅰ）

CaSO4（s）＋4CO（g）

CaS（s）＋4CO2（g）　ΔH2＝－175.6kJ·mol－1（反应Ⅱ）

请回答下列问题：

（1）反应Ⅰ是放热反应还是吸热反应？

________，能否通过反应Ⅰ判断等物质的量的CO、CO2具有能量的高低？

______________________________________。

（2）已知CO转化成CO2的能量关系如图所示。

写出该反应的热化学方程式________________________________________________________________，

则CO的燃烧热ΔH为________kJ·mol－1。

（3）依据反应Ⅰ、Ⅱ确定反应CaO（s）＋3CO（g）＋SO2（g）===CaS（s）＋3CO2（g）　ΔH＝________kJ·mol－1。

解析　

（1）反应Ⅰ的ΔH1>0，故为吸热反应；通过反应Ⅰ只能判断反应物总能量低于生成物总能量，不能判断某一反应物与某一生成物之间的能量的相对大小。

（2）由图可知2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566kJ·mol－1，CO的燃烧热为

×566kJ·mol－1。

（3）利用盖斯定律将反应Ⅱ减去反应I可得目标方程式，ΔH＝（－175.6－218.4）kJ·mol－1＝－394kJ·mol－1。

答案　

（1）吸热反应　否

（2）2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH＝－566kJ·mol－1　－283

（3）－394

[名师点拨]

反应热大小比较

若反应为放热反应

（1）在比较反应热（ΔH）的大小时，应带符号比较。

对于