第三节 化学反应热的计算 （学案）
第 一课 时
【学习目标】: 1. 理解盖斯定律的涵义，
2．能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
【重、难点】: 盖斯定律的应用
【复习】 ：1、什么叫热化学方程式？
2、H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1= －241.8kJ/mol 那么，H2的燃烧热△H应该是多少？（已知： H2O(g)==H2O(l) △H2= －44kJ/mol）
【学习过程】
在化学研究和生产应用中，往往要通过实验测定一些物质反应的反应热，但
并不是所有反应都能准确的测定出反应热。因为有些反应进行的很慢，有些反应不易直接发生，有些反应的产品不纯，这只能通过化学计算的方式间接获得。
例如能否直接测出这个反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH =
因很难控制使其只生成CO而无CO2，因此不能直接测出ΔH 。这就必须学习新的知识来解决。
一、盖斯定律
1、概念：
。
或者说化学反应的反应热只与
有关，而与 无关，这就是盖斯定律。
2、对盖斯定律的图示理解
如由A到B可以设计如下两个途径：，
途径一：A-→B(△H) 途径二：A--→C—→B(△Hl+△H2)
则焓变△H 、△H1 、△H2的关系可以表示为
即两个热化学方程式相加减时，△H也可同时相加减。
3、盖斯定律是哪些自然规律的必然结果？
是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现，反应是一步完成还是分步完成，最初的反应物和最终的生成物都是一样的，只要物质没有区别，能量也不会有区别。
4、盖斯定律的应用
如：图1和图2中，△H1、△H1、△H3三者之间的关系分别如何？
找出能量守恒的等量的关系（填写表中空白）
步 骤 图1 图2
找起点 A
找终点 C
过程 A→B→C A→C
列式 △H1+△H2=△H3
5、盖斯定律的应用实例
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，但可通过间接的方法测定。
例题1、试利用298K时下列反应焓变的实验数据，
C(s)+ O2 (g)=CO2(g) △H1= －393.5 KJ·mol-1 反应1
CO(g)+ 1/2O2 (g)=CO2(g) △H2= －283.0 KJ·mol-1 反应2
计算在此温度下C(s)+1/2 O2 (g)=CO(g)的反应焓变△H3. 反应3
方法1：以盖斯定律原理求解， 以要求的反应为基准
（1）找起点C(s),
（2）终点是CO2(g),
（3）总共经历了两个反应 C→CO2；C→CO→CO2。
（4）也就说C→CO2的焓变为C→CO；CO→CO2之和。
则△H1=△H3+△H2
（5）求解：C→CO △H3=△H1— △H2= －110.5 KJ·mol-1
方法2：利用方程组求解, 即两个热化学方程式相加减时，△H可同时相加减。
找出头、尾 ，同上。
找出中间产物 CO2 ，
利用方程组消去中间产物， 反应1－反应2＝反应3
列式： △H1—△H2=△H3
(5) 求解可得△H3=△H1— △H2= － 110.5 KJ·mol-1
利用方程组求解 , 是常用的解题方法。
归纳：利用方程组求解的解题步骤
①.确定待求的反应方程式；
②.找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；
③.根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向（此时△H要改变符号）；
④.实施叠加并检验上述分析的正确与否。
例2、科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。” 利用盖斯定律可测某些特殊反应的热效应。
（1）P4 (s,白磷) +5O2(g)=P4O10(s) △H1= － 2983.2 KJ·mol-1
（2）P (s,红磷) +5/4O2(g)=1/4P4O10(s) △H2= －738.5KJ·mol-1
则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。相同的状况下，能量较低的是_________；白磷的稳定性比红磷___________（填“高”或“低”）。
解析：依题意求：P4 (s,白磷) =4P (s,红磷) △H = （3） O2 和P4O10是中间产物
已知方程：（3）=（1）— 4×（2）
据盖斯定律有：
△H =△H1—4△H2 =（2983.2+4×738.5）kJ/mol= －29.2kJ/mol，
即P4 (s,白磷) =4P (s,红磷) △H = －29.2kJ/mol
白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）
例3、试验中不能直接测出由石墨和氢气合成甲烷反应的△H4 ，但可测出C（石墨）、H2、和CH4的燃烧热，请根据盖斯定律求△H4
CH4(g)＋2O2(g) = CO2(g)＋ 2H2O(l) ΔH1= －890.3 kJ／mol ①
C(石墨，s)+O2(g) = CO2(g) △H2= 一393.5 kJ·mol-1 ②
H2(g)+1/2O2(g)= H2O(l) △H3= －285.8 kJ/ mol ③
C(石墨，s)+ 2H2(g) = CH4(g) △H4 ④
解析：已知方程： ④ = ② + 2×③ -- ①
据盖斯定律有：△H4 = △H2 + 2×△H3 -- ΔH1
= 一393.5 kJ·mol-1 + 2×（－285.8 kJ/ mol）--（－890.3 kJ／mol ）
= 一74.8 kJ·mol-1
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
【基础达标】
1.下列关于反应热的说法正确的是( )。
A.当ΔH为“-”时,表示该反应为吸热反应
B.已知C(s)+O2(g)CO(g)的反应热为-110.5 kJ·mol-1,说明碳的燃烧热为110.5 kJ·mol-1
C.反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关
D.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
2.已知25 ℃、101 kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:
①C(石墨,s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.51 kJ·mol-1
②C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-395.41 kJ·mol-1
据此判断,下列说法中正确的是( )。
A.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的低
B.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的高
C.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的低
D.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的高
3.已知下列反应的反应热:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ·mol-1
(2)C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1
则下列反应的反应热为( )。
2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)
A.ΔH=+488.3 kJ·mol-1
B.ΔH=-244.15 kJ·mol-1
C.ΔH=-977.6 kJ·mol-1
D.ΔH=-488.3 kJ·mol-1
4.根据碘与氢气反应的热化学方程式
(1)I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48 kJ
(2)I2(s)+H2(g)2HI(g) ΔH=26.48 kJ
下列判断正确的是( )。
A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ
B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C.反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定
D.反应(2)的反应物总能量比反应(1)的反应物总能量低
5.已知热化学方程式:SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.32 kJ·mol-1,在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应,最终放出的热量( )。
A.=196.64 kJ B.=98.32 kJ
C.<196.64 kJ D.>196.64 kJ
6.在36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占体积,CO2占体积。且有:
C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是( )。
A.172.5 kJ B.1 149 kJ
C.283 kJ D.517.5 kJ
7.写出下列反应的热化学方程式:
(1)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出1 366.8 kJ热量: 。
(2)1 mol C(石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ热量: 。
(3)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67 kJ的热量: 。
8.把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径Ⅰ C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1<0①
途径Ⅱ 先制成水煤气:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH2>0②
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3<0③
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH4<0④
请回答下列问题:
(1)途径Ⅰ放出的热量理论上 (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是 。
(3)已知:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
③TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(s)+O2(g) ΔH3=+141 kJ·mol-1
则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH= 。
(4)已知下列各组热化学方程式
①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-25 kJ·mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-47 kJ·mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) ΔH3=+640 kJ·mol-1
请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe和CO2(g)的热化学方程式 。
【拓展提升】
9.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652 kJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)已知H2O(l)H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
(4)发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ·mol-1
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为 。
【参考答案】
1.解析:A中ΔH为“+”时,反应为吸热反应,错误。B中生成物为CO,不是碳的燃烧热,错误。C中反应热的大小与反应物和生成物的能量有关,错误。D为盖斯定律,正确。
答案:D
2.解析:由①-②得:C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH=+1.9 kJ·mol-1,该反应为吸热反应,石墨的能量比金刚石的能量低,石墨更稳定,故正确答案为A。
答案:A
3.解析:所求反应由(2)×2+(3)×2-(1)所得,则ΔH=ΔH2×2+ΔH3×2-ΔH1=-488.3 kJ·mol-1。
答案:D
4.解析:反应是可逆反应,反应物不能完全转化,A项错误;利用盖斯定律可得出1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ,B项错误,D项正确;同一种物质在相同条件下,能量一样多,C项错误。
答案:D
5.解析:热化学方程式中的反应热是指反应物按所给形式完全进行时的反应热。2 mol SO2和1 mol O2如果彻底反应则应放出196.64 kJ的热量,而该反应为可逆反应,所以放出的热量小于196.64 kJ。
答案:C
6.解析:损失的热量为占体积的CO完全燃烧放出的热量:n(C)=3 mol,n(CO)=1 mol,根据CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1得1 mol CO完全燃烧放出的热量为283 kJ,即损失的热量是283 kJ。
答案:C
7.解析:已知反应物的物质的量及放出或吸收的热量,要写出热化学方程式,关键是要确定与方程式中的化学计量数相对应的ΔH。
(1)C2H5OH燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O,那么,相应的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1。
(2)1 mol C(石墨)完全反应吸收131.3 kJ热量,则相应的热化学方程式为C(石墨,s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1。
(3)1.7 g NH3的物质的量为0.1 mol,则4 mol NH3发生反应放出的热量为22.67 kJ×40=906.8 kJ,1 mol NH3完全反应放出的热量为226.7 kJ。那么相应的热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-906.8 kJ·mol-1或NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·mol-1。
答案:(1)C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 366.8 kJ·mol-1
(2)C(石墨,s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1
(3)NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g) ΔH=-226.7 kJ·mol-1
8.解析:(1)根据盖斯定律的含义知,途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量。
(2)由盖斯定律:①=得ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4。
(3)由③+2×①-②得所求方程式,即ΔH=ΔH3+2ΔH1-ΔH2=+141 kJ·mol-1+2×(-393.5 kJ·mol-1)-(-566 kJ·mol-1)=-80 kJ·mol-1。
(4)由题意:④FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH
则④=得
ΔH==
=-218 kJ·mol-1
则FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH=-218 kJ·mol-1
答案:(1)等于 (2)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)/2
(3)-80 kJ·mol-1
(4)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH=-218 kJ·mol-1
9.解析:(1)0.4 mol N2H4反应放热256.652 kJ,则1 mol N2H4反应应放热kJ=641.63 kJ。
(2)16 g N2H4的n(N2H4)==0.5 mol。由方程式知生成n(H2O)=0.5 mol×4=2 mol,则16 g N2H4与H2O2生成H2O(l)放热为641.63 kJ×0.5 mol+2 mol×44 kJ·mol-1=408.815 kJ。
(3)产物为N2(g)和H2O,无污染。
(4)由所提供方程式,利用盖斯定律求解。
答案:(1)N2H4(l)+2H2O2(l)N2(g)+4H2O(g) ΔH=-641.63 kJ·mol-1
(2)408.815
(3)产物不会造成环境污染
(4)N2H4(g)+NO2(g)3/2N2(g)+2H2O(g) ΔH=-567.9 kJ·mol-1
图１
图２
Ａ
Ｂ
Ｃ
Ｂ
Ａ
Ｃ
△H1
△H1
△H2
△H2
△H3
△H3第二节 燃烧热 能源（学案）
第 二 课 时
【学习目标】: 了解资源、能源、环保是当今社会的重要热点问题。
知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
【复习】: 已知下列两个热化学方程式；
H2(g)+1/2 O2(g)===H2O(1) △H= －285.kJ/mol
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(1) △H= －2220.0kJ/mol
（1）实验测得H2和C 3H8的混合气体共5mol ，完全燃烧生成液态水时放热6262 .5kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比是 。
（2）已知：H2O(1)=H2O(g)；△H= +44 .0kJ/mol，写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式。
【学习过程】
我们已经知道利用物质燃烧放出的热量，那么怎样合理的利用这些物质的燃烧，这是世界各国普遍关注的能源问题。
二、能源
1．能源就是能提供 的自然资源，包括
等。
2. 能源是国民经济和社会发展的重要 基础，它的开发和利用情况，可用来衡量一个国家或地区的 发展和 水平。
3.能源的分类：
分类依据 种 类 举 例
来 源 来自太阳辐射的能量 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能
来自地球内部的能量 地热能、核能、水能
来自天体引力的能量 潮汐能
转换过程 一 次 能 源 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能等
二 次 能 源 石油制品、煤气、电能、酒精等
利用历史 常 规 能 源 煤、石油、天然气、水能等
新 能 源 太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能
性 质 可再生能源 太阳能、风能、水能、生物质能等
不可再生能源 煤、石油、天然气、核能
4、分析教材中资料卡片并阅读教材讨论我国能源的现状 ：
（1）目前使用的主要能源是何种能源？
（2）我国的能源储量：
（3）我国的人均能源拥有量:
（4）近年来我国能源的总消费量与人均消费量情况:
5、 如何解决我国的能源危机问题？
（1）调整和优化能源结构。
（2）加强科技投入，提高管理水平，科学的控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的使用效率。
（3）节约利用现有能源。
【小资料】：●我国生产一次性筷子年消耗林木资源500万立方米，约占年林木消耗总量的18%。
●日本的森林覆盖率为65%，是我国的5倍，却明令禁止用本国的林木生产一次性筷子。其用量的97%依靠进口，每年从中国进口200多亿双，占其进口总量的99%。
● 我国仅为向日本出口一次性筷子每年需砍掉250万棵大树。
● 2006年两会代表提出要限制生产、使用和出口一次性筷子。
（4）研究开发新能源。
【思考】 ：城市家用燃料使用气体燃料比使用煤、煤球等固体燃料有什么好处？
6.解决能源的办法是 ，即开发 和节约 ，提高能源的 。
7.现在探索开发的新能源有 等，新能源的主要优势是 。
阅读“科学视野”,了解——太阳能，氢能，地热能，风能等新能源的利用和发展前景。
太阳能：理论计算表明，太阳每秒钟辐射到地球上的能量相当于500多万吨煤燃烧时放出的热量；一年就有相当于170万亿吨煤的热量，现在全世界一年消耗的能量还不及它的万分之一。但是，到达地球表面的太阳能只有千分之一二被植物吸收，并转变成化学能贮存起来，其余绝大部分都转换成热，散发到宇宙空间去了。
核能：原子核反应主要有裂变反应和聚变反应。目前在世界各地运行的440多座核电站就是使用铀原子核裂变时放出的热量。
地热：地球是一个大热库，从地面向下，随着深度的增加，温度也不断增高。从地下喷出地面的温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。
潮汐能：地球、月亮、太阳之间有规律的运动，造成相对位置周期性的变化，它们之间产生的引力使海水涨落而形成潮汐能。潮汐能的数量很小，全世界的潮汐能折合成煤约为每年30亿吨，而实际可用的只是浅海区那一部分，每年约为6000万吨煤。
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
【基础达标】
1.温家宝总理在全国人大会议上所作的“政府工作报告”中指出:“抓好资源节约,建设环境友好型社会”,这是我国社会及经济长期发展的重要保证。你认为下列行为有悖于这一理念的是( )。
A.开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源,减少使用煤、石油等化石燃料
B.将煤进行气化处理,提高煤的综合利用效率
C.研究采煤、采油新技术,尽量提高产量以满足工业生产的快速发展
D.实现资源的“3R”利用观,即:减少资源消耗(Reduce)、增加资源的重复使用(Reuse)、资源的循环再生(Recycle)
2.关于能源,以下说法中不正确的是( )。
A.煤、石油、天然气等燃料属不可再生能源
B.煤、石油、水煤气可从自然界直接获取,属一级能源
C.太阳能是一级能源、新能源、可再生能源
D.潮汐能来源于月球引力做功
3.下列各组物质的燃烧热相等的是( )。
A.碳和二氧化碳
B.1 mol碳和3 mol碳
C.3 mol乙炔和1 mol苯
D.淀粉和纤维素
4.下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是( )。
A.NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g) ΔH=-a kJ·mol-1
B.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-b kJ·mol-1
C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1
D.CH3CH2OH(l)+O2(g)CH3CHO(l)+H2O(l) ΔH=-d kJ·mol-1
5.甲烷是一种高效清洁的新能源,0.25 mol CH4完全燃烧生成液态水时放出222.5 kJ热量,则下列热化学方程式中正确的是( )。
A.2CH4(g)+4O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=+890 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
D.2CH4(g)+4O2(g)2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1
6.下列热化学方程式正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )。
A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ·mol-1(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ·mol-1(中和热)
C.S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH=-269.8 kJ·mol-1(反应热)
D.2NO2O2+2NO ΔH=+116.2 kJ·mol-1(反应热)
7.已知:
①25 ℃、101 kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
又已知弱电解质电离吸热。下列结论正确的是( )。
A.C的燃烧热大于110.5 kJ·mol-1
B.①的反应热为221 kJ·mol-1
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3 kJ·mol-1
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol 水,放出57.3 kJ热量
8.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
下列说法正确的是( )。
A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol-1
B.反应①中的能量变化如上图所示
C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D.根据②推知反应CH3OH(l)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1
9.已知:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-Q1
②H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH2=-Q2
③H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH3=-Q3,常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已折合成标准状况),经完全燃烧恢复到常温,放出的热量是( )。
A.0.4Q1+0.05Q2
B.0.4Q1+0.1Q2
C.0.4Q1+0.05Q3
D.0.4Q1+0.1Q3
10.实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 kJ·mol-1、3 747 kJ·mol-1和3 265 kJ·mol-1,写出这三种物质燃烧时燃烧热的热化学方程式。
(1)环己烷: 。
(2)环己烯: 。
(3)苯: 。
11.有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的广泛重视。
(1)天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便,将成为我国西部开发的重点之一。天然气常和石油伴生,其主要成分是 。
(2)1980年我国首次制成一辆燃氢汽车,可乘坐12人,以50 km·h-1的速度行驶了40 km。为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发又较经济的制氢方法是 (填编号)。
①电解水 ②锌和稀硫酸反应 ③光解海水
其次,制得纯氢气后还需要解决的问题是 。
12.“氢能”将是未来最理想的新能源。
(1)实验测得,1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为( )。
A.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-142.9 kJ·mol-1
B.H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
(2)根据“绿色化学”的思想,为了制备H2,某化学家设计了下列反应步骤:
①CaBr2+H2OCaO+2HBr
②2HBr+HgHgBr2+H2
③HgBr2+CaOHgO+CaBr2
④2HgO2Hg+O2↑
你认为该方法的主要缺点是 。
(3)利用核能把水分解制氢气,是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程,其中用了过量的碘。
请写出反应①的化学方程式: 。
此法制取氢气最大的优点是 。
(4)有人认为目前利用氢气作为能源不太现实。请问你认为是否现实 (填“不现实”或“现实”),说明能够支持你的观点的两点理由: ;
。
【参考答案】
1.解析:煤、石油等化石燃料是不可再生的资源,应该减少使用,故C项错误。
答案:C
2.解析:煤、石油、天然气等化石燃料蕴藏量有限,不可再生,最终将会枯竭,A正确;煤、石油等可从自然界直接获取,属一级能源,但水煤气是由焦炭与H2O(g)在高温下反应制取,属二级能源,B错误;太阳能既是一级能源、新能源,还是可再生能源,C正确;潮汐能来自于月球引力,D正确。
答案:B
3.解析:燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,故B正确。D中淀粉和纤维素都可以表示为(C6H10O5)n,但n不同,燃烧热不同。
答案:B
4.解析:根据燃烧热的定义:在25 ℃、101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,叫该物质的燃烧热。A中水为气态,C中CO为2 mol,D中C元素完全燃烧生成CO2,故B正确。
答案:B
5.解析:甲烷燃烧为放热反应,所以A、B错。注意ΔH与方程式中甲烷的物质的量相对应。
答案:C
6.解析:A项燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1 mol,得到的氧化物必须是稳定的氧化物,H2O的状态必须为液态,A项错误;中和反应是放热反应,ΔH应小于0,B项错误;热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态,D项错误;C项正确。
答案:C
7.解析:①的反应热为-221 kJ·mol-1;稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol-1;稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ。
答案:A
8.解析:反应②中H2(g)不是稳定的氧化物,A项不正确;反应①为吸热反应,而图示反应为放热反应,B项不正确;据题给反应①、②可知,CH3OH转变成H2的过程可以吸收能量,也可以放出能量,C项不正确;由于CH3OH在气态时比在液态时能量高,可知等量CH3OH(l)比CH3OH(g)反应时放出热量少,即D项正确。
答案:D
9.解析:标准状况下,11.2 L混合气体中,n(CH4)=×0.5 mol=0.4 mol,则n(H2)=0.1 mol,由于完全燃烧恢复到室温时,水为液体,因此H2燃烧放出的热量应按③进行计算,结果为0.4Q1+0.1Q3。
答案:D
10.解析:本题主要考查燃烧热的概念及燃烧热的热化学方程式书写注意的事项,如水的状态为液态,CCO2(g)等。
答案:(1)C6H12(l)+9O2(g)6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-3 916 kJ·mol-1
(2)C6H10(l)+O2(g)6CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-3 747 kJ·mol-1
(3)C6H6(l)+O2(g)6CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-3 265 kJ·mol-1
11.解析:(1)天然气的主要成分是CH4。
(2)制取廉价的氢气时,使用的能源一定要廉价,则应是太阳能。选项①要耗去大量的电能,不可取。选项②要耗去大量的酸和锌,不能达到廉价的目的。在实际使用时,由于氢气难于液化,所以要考虑贮存的问题;又因为氢气易燃、易爆,必须考虑输送时的安全问题。
答案:(1)甲烷
(2)③ 氢气的贮存和运输
12.解析:(1)由水的状态不正确排除D选项,1 mol氢气燃烧生成液态水时放出285.8 kJ热量,2 mol氢气燃烧生成液态水时放出571.6 kJ热量,A错误,B、C正确。
(2)该过程中所涉及的四个反应均需要在加热条件下进行,消耗燃料;另外金属汞易挥发,而汞蒸气有毒。
(3)依据图示可知反应①的反应物是SO2、H2O、I2,生成物中含H2SO4,可见由SO2H2SO4过程中,硫的化合价升高,则可推知碘的化合价降低,生成HI,据此写出化学方程式:SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4。
该制取方法除生成氢气和氧气外,没有其他物质排出,且SO2和I2可循环使用。
(4)本问属于开放性问题,无论选择现实还是不现实, 要充分考虑支持此观点的理由。
答案:(1)BC
(2)循环过程需要很高的能量,且使用重金属汞,会产生污染
(3)SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4 SO2和I2可循环使用,无污染
(4)不现实 现有的制取氢气方法耗能大,成本太高 氢气的熔沸点太低,给储存和运输带来困难(或:现实 制取氢气用水为原料,来源丰富 氢气燃烧的产物是水,不会给环境带来任何污染)第一章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量的变化（学案）
第 一 课时
【学习目标】:
1、使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；
2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收是以发生的物质为基础的，能量的多少决定于反应物和生成物的质量；
3、了解反应热和焓变的含义。
【重、难点】:
1、化学反应中的能量变化， 2、对△H的“+”与“-”的理解。
【学习过程】：
一、反应热 焓变
（一）： 反应能量变化与反应热
能量就是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一（一般以热和功的形 式与外界环境进行能量交换）。所以，研究化学反应中的能量变化，就显得极为重要。
1.化学反应与能量变化的关系
任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是 等的，在产生新物质的同时总是伴随着 的变化。
即在一个化学反应中，同时遵守 守恒和 守恒两个基本定律。
2、化学反应中能量变化形式
化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一，一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换，通常表现为热量的变化。
3、类型
（1）放热反应：即_____________ 的化学反应，其反应物的总能量____ 生成物的总能量。如：燃料的燃烧、中和反应、生石灰与水化合、金属和酸的反应、铝热反应等都是放热反应。
（2）吸热反应：即_________ 的化学反应，其反应物的总能量____生成物的总能量。
如：H2还原CuO的反应，灼热的碳与二氧化碳反应，CaCO3分解等大多数分解反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应都是吸热反应。
说明：吸热反应特征是大多数反应过程需要持续加热，但有的不需要加热如：
Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl固体反应，
放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。
形成原因（图示）
从微观上分析：
从宏观上分析：
从宏观上分析:
预测生成
（二）：反应热 焓变
两个概念：环境
体系
1、定义： 叫反应热， 又叫焓变。
2、表示符号：
3、单位： (或 )。
4、计算方法：△H = 反应物的总键能--生成物的总键能（或△H = 生成物的总能量--反应物的总能量）
因此，△H<0时, 为 热反应; △H>0时，为 热反应。
5、注意：在应用焓变时，应注意△H的符号。当△H>0时，其“+”号不能省略。
6、“反应热”与“热量”的区别：反应热有“+”、“-”之分；而热量是标量，但要注明是“吸收”、还是”放出”.
知识拓展：焓是与物质的内能有关的一个物理量，但它又不同于物质的内能。单位为kJ/mol，不可以测量。化学研究表明，对于在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（同时可能伴随着反应体系体积的改变），而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化，即焓变。
即在此，可用焓变代替反应热。但焓变与反应热是不同含义两个的概念。
【思考】:看看两幅图分别表示什么反应，这一段差值表示什么？
A B
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
【基础达标】
1．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( )
A．铝片和稀盐酸反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的碳与二氧化碳的反应
D．甲烷在氧气中的燃烧
2．已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ，下列关系式正确的是( )
A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2>2Q3
C．Q1＋Q2
2.答案 D
解析 燃烧为放热反应，即生成物的键能之和大于反应物的键能之和。
3．下列反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量的是( )
A．氢气在氧气中燃烧
B．铁丝在氧气中燃烧
C．硫在氧气中燃烧
D．焦炭在高温下与水蒸气反应
4．下列变化一定为放热的化学反应的是( )
A．H2O(g)===H2O(l)放出44 kJ热量
B．ΔH>0的化学反应
C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应
D．能量变化如图所示的化学反应
5．关于化学反应的本质的说法正确的是( )
A．化学反应都有新物质生成
B．化学反应都有能量变化
C．化学反应是旧键断裂新键形成的过程
D．化学反应的发生都需要在一定条件下
6．下列说法正确的是( )
A．反应热就是反应中放出的能量
B．在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
C．由C(石墨)―→C(金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定
D．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多
7．下列反应中，生成物的总焓大于反应物总焓的是( )
A．锌与稀硫酸反应制氢气 B．铁丝在氯气中燃烧
C．氧化钙与水反应 D．碳酸氢铵分解
8．下列说法中正确的是( )
A．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
B．反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓
9．科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol N—N键吸收193 kJ热量，断裂1 mol N≡N键吸收941 kJ热量，则( )
A．N4的熔点比P4高
B．1 mol N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量
C．N4是N2的同系物
D．1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量
10．某学习小组设计以下实验，探究化学反应
中的热效应，把试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管往其中滴加5 mL盐酸。试回答下列问题：
实验中观察到的现象是
____________________________________________________________________________________________________________________________________________
产生上述现象的原因是
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式
________________________________________________________________________。
(4)由实验推知，MgCl2和H2的总能量______(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
(5)如果将本题中“25℃的饱和石灰水”换成“20℃碳酸饮料”进行实验探究，实验中观察到的另一现象是
________________________________________________________________________，
其原因是
________________________________________________________________________。
11．在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：
(反应前) (反应后)
(1)下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是________。
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行
D．反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒
(2)若E1”、“<”或“＝”)反应物的总能量，为______(填“吸热”或“放热”)反应。
12．已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量是多少？
答案 436 kJ
13．在研究化学反应中的能量变化时我们通常做如图所示的实验：
在一个小烧杯里，加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片(或三合板)上，然后再加入约10 g NH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。
试回答下列问题：
(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是什么？
(2)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是什么？(回答出三个以上的原因)
(3)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(回答出两种方案)
(4)实验中即使不“结冰”，将烧杯提起的时候，发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”，原因是什么？
试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因“结冰”而黏在一起的。
【拓展提升】
14．下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：
物质 Cl2 Br2 I2 H2 HCl HI HBr
键能/kJ·mol－1 243 193 151 436 431 298 366
根据上述数据回答(1)～(4)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是( )
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物本身具有的能量最低的是( )
A．HCl B．HBr C．HI D．HF
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是________反应。(填“吸热”或“放热”)
(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出的热量最多的是__________。
【参考答案】
1.答案 C
解析 注意知识的积累，记住常见的吸热反应。B、C属于吸热反应，再从化合价变化角度来分析，知答案为C。
3.答案 D
解析 A、B、C三项均为放热反应，说明它们的反应物的总能量大于生成物的总能量，多余的能量以热能的形式放出；而D项为吸热反应，正好相反，故D项正确。
4.答案 D
解析 化学反应放热还是吸热，取决于H(生成物)与H(反应物)的相对大小。若H(生成物)>H(反应物)，则反应吸热，反之放热。A项H2O(g)===H2O(l)为物理变化；B项ΔH>0，即H(生成物)>H(反应物)，反应吸收热量；C项无法确定反应放热还是吸热；D项，由图可知H(生成物)5.答案 C
解析 化学反应的本质是旧键断裂，新键形成。在这个过程中，原子重新组合生成新物质，同时伴随着能量的变化。
6.答案 D
解析 反应过程中所放出或吸收的热量都是反应热，因此A错；在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热，B选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳，是错误的；由C(石墨)―→C(金刚石) ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1可知，金刚石能量高，不稳定；因为硫固体变为硫蒸气要吸热，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多是正确的(相同条件下，同一物质在气态时具有的能量最多，液态时次之，固态时最少，反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量，因为生成物是一样的，所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量比硫固体放出的多)。
7.答案 D
解析 A、B、C均为放热反应，说明它们的反应物的总焓大于生成物的总焓，多余的能量以热量的形式放出。而D为吸热反应，正好相反，故D正确。
8.答案 C
9.答案 D
解析 N4与白磷(P4)结构相似，均为分子晶体，由于N4相对分子质量小于P4，故其分子间作用力弱于P4，其熔点低于P4，A错；N4与N2互为同素异形体，而不是同系物，则C错；从结构图中可看出，一个N4分子中含有6个N—N键，根据N4(g)===2N2(g) ΔH，有ΔH＝6×193 kJ·mol－1－2×941 kJ·mol－1＝－724 kJ·mol－1，故B项错误，D项正确。
10.答案 (1)试管中镁片逐渐溶解，并有气体产生，烧杯中石灰水变浑浊
(2)镁与稀盐酸的反应是放热反应，该反应放出的热量使石灰水温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，故变浑浊
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(4)小于
(5)烧杯中液体放出气泡且速率逐渐加快 气体的溶解度随着温度的升高而减小。
解析 镁与盐酸的反应是放热反应，镁与盐酸反应放出的热量使石灰水的温度升高，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而减小。气体的溶解度也随温度的升高而减小。
11.答案 (1)A、D (2)> 吸热
12.解析 因为1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，所以1 mol H2与 mol O2完全燃烧生成1 mol水蒸气时放出热量242 kJ。而化学反应中之所以存在能量的变化是因为在化学反应过程中存在旧键的断裂与新键的形成，其中旧键的断裂需要吸收能量而新键的形成需要放出能量。发生上述反应H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1 时所发生键的变化为断裂1 mol H—H键和 mol O===O键、形成2 mol O—H键，因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为×496 kJ＋EH—H，形成新键释放的能量为2×463 kJ＝926 kJ，此反应为放热反应，所以有926 kJ－×496 kJ－EH—H＝242 kJ，解得EH—H＝436 kJ。
13.答案 (1)使反应物混合而迅速充分地反应，并使温度迅速下降。
(2)①药品用量太少；②Ba(OH)2·8H2O未研成粉末，反应太慢；③没有立即迅速搅拌；④环境温度太高；⑤玻璃片上滴加的水太多。
(3)①用皮肤感觉很凉；②用温度计来检测，发现温度下降。
(4)由于水排开了烧杯底部和玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯与玻璃片“黏在一起了”。将“黏在一起”的烧杯和玻璃片提起，从侧面轻推玻璃片，若烧杯和玻璃片能发生相对滑动，则说明烧杯和玻璃片是“被水黏在一起的”，若不能发生相对滑动则是被冰所黏。
解析 Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，二者充分反应后，温度会明显降低。为证明这一反应是吸热反应，可在烧杯和玻璃片之间滴入少量水，通过二者反应使周围的温度降低，烧杯与玻璃片之间的水结成冰，从而烧杯与玻璃片黏在一起。但实验时要注意以下几点：①药品用量不能太少；②反应要用玻璃棒充分迅速搅拌，使反应快速进行；③玻璃片上的水不能太多，否则不易结冰。
14.答案 (1)A (2)A (3)放热 (4)Cl2
解析 (1)破坏物质中的化学键消耗能量越多，说明原物质越稳定，本身能量越少，由表知H2应具有最低能量。(2)物质越不活泼，与H2形成氢化物越不稳定，本身能量越高，故选A。(3)由表可知，反应物X2＋H2的能量都小于氢化物2倍的能量，故均为放热反应。(4)由表可知，反应物Cl2＋H2所具有的能量，与2倍HCl的能量相差最大，故放热最多，因化学反应的本质是旧键断裂吸热，新键形成放热。第一节 化学反应与能量的变化（学案）
第 二 课 时
【学习目标】: 认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
【重、难点】: 热化学方程式的书写
【复习】: 放热反应与吸热反应比较
类型比较 放 热 反 应 吸 热 反 应
定 义
形成原因
与化学键的成、断关系
【学习过程】 ：
二、热化学方程式
1、概念：表示 和 的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。
2、表示的意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的 变化，也表明了化学反应中的 变化。
如：H2(g)+ 1/2O2(g)===H2O(l) ΔH= －285 . 8 kJ·mol－1, 表示在 ℃,_ Pa,
mol H2与 mol O2完全反应生成 态水时 的热量是285．8 kJ。(表示完全反应时的能量变化)
3、 热化学方程式各物质前的化学计量数只表示 ，不表示 ，
因此，它可以是 _数。对于相同物质的反应，化学计量数和ΔH可以同时扩大
或 缩小 __的倍数 。
4、书写热化学方程式的注意事项：
①、所有反应物和产物都用括号注明它们在反应时的状态（aq________s_________、l_________、g__________）；热化学方程式中不用“↑” 和 ”↓” 。
②、反应热△H的位置只能在热化学方程式的右边，且中间要留一小段空位表示隔开；
△H：吸热用“ ”，放热用 “ ” 单位：__________________。
③、△H单位KJ/mol中“每摩尔 ”指的不是每摩尔某物质，而是指化学方程式的计量数以“摩尔”为单位时的反应热；大小与反应物的物质的量成正比
④、化学计量数表示是“ ”.化学计量数可用分数，但ΔH要相应变化。如：2H2 (g)+O2 (g) = 2H2 O(l) △H= －571.6kJ/mol
H2 (g)+ 1/2O2 (g) = H2O(l) △H= kJ/mol
⑤、指明反应时的温度和压强（对于25 ℃、101KPa时进行的反应，可以不注明）
⑥、对于可逆反应中的△H指的是正反应方向完全进行到底时的焓变。
⑦、可逆反应中，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热的数值大小相等，符号相反
5、应用—— 反应热大小的比较：
(1) 同一反应生成物状态不同时
如：2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1) H1 ； 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H2
因为气体变液体会放热，故:H1 H2
(2) 同一反应反应物状态不同时点
如：S(g)+O2(g) = SO2(g) H1 ； S(s)+O2(g) = SO2(g) H2
因为固体变气体会吸热，故: H1 H2
(3) 两个相联系的不同反应比较
如: C(s)+O2(g) = CO2(g) H1 ； C(s)+1/2O2(g) = CO(g) H2
可以设计成：C(s) —— CO(g)———CO2(g) ，故： H1 H2
【基础达标】
1．下列说法正确的是( )
A．书写热化学方程式时，只要在化学方程式的右端写上热量的符号和数值即可
B．凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应
C．表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式
D．氢气在氧气中燃烧的热化学方程式是：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－483.6 kJ
2．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ·mol－1，下列说法正确的是( )
A．2 L氟化氢气体分解成1 L氢气与1 L氟气吸收270 kJ热量
B．1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ
C．在相同条件下，1 mol氢气与1 mol氟气的能量总和大于2 mol氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ热量
3．强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1已知：CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1 HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＝－Q2 kJ·mol－1上述均是在溶液中进行的反应，Q1、Q2的关系正确的是( )
A．Q1＝Q2＝57.3 B．Q1>Q2>57.3
C．Q14．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，ΔH1>ΔH2的是( )
A．2H2(g)＋O2(l)===2H2O(l) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2
C．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1
H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g) ΔH2
5．在进行中和热的测定中，下列操作错误的是( )
A．反应前酸、碱溶液的温度要相同
B．测量溶液的温度计要一直插在溶液中
C．为了使反应均匀进行，可以向酸(碱)中分次加入碱(酸)
D．为了使反应更完全，可以使酸或碱适当过量
6．根据热化学方程式：S(l)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－293.23 kJ·mol－1，分析下列说法正确的是( )
A．S(s)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量大于293.23 kJ·mol－1
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)，反应放出的热量小于293.23 kJ·mol－1
C．1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和大于1 mol 硫和1 mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和
D．1 mol SO2的化学键断裂吸收的能量总和小于1 mol硫和1 mol氧气的化学键断裂吸收的能量之和
7．如图所示是101 kPa时氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的能量变化，则A说法中不正确的是( )
A．1 mol H2中的化学键断裂时需要吸收436 kJ能量
B．2 mol HCl分子中的化学键形成时要释放862 kJ能量
C．此反应的热化学方程式为：
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝＋183 kJ·mol－1
D．此反应的热化学方程式为：
H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g) ΔH＝－91.5 kJ·mol－1
8．实验室利用如图装置进行中和热的测定。回答下列问题：
(1)该图中有两处未画出，它们是________、__________。
(2)在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是
____________________________________________________。
(3)如果用0.50 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠固体进行实验，则实验中所测出的“中和热”的热值将____________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)；原因是
______________________________________________________。
【拓展提升】
9. 0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为
________________________________________________________________________。
又已知：H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1。则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是__________kJ。
【参考答案】
1.答案 C
解析 A项，热化学方程式还应注明各物质的聚集状态；B项，放热反应有时在点燃或加热时才能发生；D项，ΔH单位错误。
2.答案 C
解析 A项中用L做单位是错误的，因为热化学方程式的化学计量数表示物质的量；B项中放出的热量小于270 kJ是错误的，应大于270 kJ；D项中说几个分子间反应是错误的；C项正确。
3.答案 C
4.答案 C
解析 A选项，H2O(g)―→H2O(l)还要放热，故ΔH1<ΔH2；B选项，反应物S(s)―→S(g)需吸热，故ΔH1<ΔH2；C选项，CO＋O2―→CO2的反应放热，故ΔH1>ΔH2；D选项，后一反应的化学计量数为前一反应对应物质的一半，故ΔH1<ΔH2。
5.答案 C
解析 分次加入混合时，容易造成热量损失，使测试结果不准确。
6.答案 C
7.答案 C
解析 图示表示每摩尔H－H键断开需要吸收436 kJ的能量，每摩尔Cl－Cl键断开需要吸收243 kJ能量，每摩尔H－Cl键形成会放出431 kJ的能量，由此可知A、B说法正确；同时根据热化学方程式的书写要求，每摩尔反应的热效应为436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－431 kJ·mol－1×2＝－183 kJ·mol－1，则每摩尔反应的热效应为＝－91.5 kJ·mol－1，该反应为放热反应，ΔH为负，故C项的说法错误，D项的说法正确。
8.答案 (1)环形玻璃搅拌棒 烧杯上方的泡沫 塑料板或硬纸板
(2)提高装置的保温效果 (3)偏大 固体NaOH溶于水放热
解析 (1)由装置图可知，该装置中缺少搅拌使用的环形玻璃搅拌棒和保温使用的泡沫塑料板或硬纸板。(2)该实验的关键是温度的测定，在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是提高装置的保温效果。(3)因为固体NaOH溶于水放热，所以如果用0.50 mol·L－1的盐酸和氢氧化钠固体进行实验，则实验中所测出的“中和热”热值将偏大。
9.答案 B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ·mol－1 1 016.5
解析 1 mol B2H6燃烧放出热量＝2 165 kJ，0.5 mol B2H6燃烧生成液态水(1.5 mol)放出热量为×2 165 kJ，1.5 mol H2O(l)变为1.5 mol H2O(g)需吸收热量为66 kJ，所以0.5 mol B2H6燃烧生成气态水时放出热量为×2 165 kJ－1.5×44 kJ＝1 016.5 kJ第一节 化学反应与能量的变化（学案）
第 三课 时
【学习目标】: 认识中和热的概念，掌握中和热的测定原理及方法。
【重、难点】: 中和热的测定实验
【学习过程】
三、中和热
1．定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成 mol H2O，这时的反应热叫中和热。
2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+ 和OH- 反应，其热化学方程式为：
H+(aq) +OH-(aq) = H2O(l) ΔH = －57.3kJ/mol
3. 注意：①. 中和热是以生成1molH2O为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数．必须以生成1mol水为标准；强酸与强碱中和时生成1mol H2O均放热57.3kJ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。浓的强酸与强碱中和时，稀释过程放热，所以它们参加中和反应时的中和热大于57.3kJ/mol。弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。
②. 中和反应对象为稀溶液。这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c（H ＋）≤1mol/L，碱溶液中的c（OH －）≤1mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液稀释时会放出热量。
四、中和热的测定实验
1．实验用品
大烧杯 个(500mL)、小烧杯 个(100mL)、温度计、量筒 个(50mL)、泡沫塑料或硬纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有 个小孔)、 搅拌棒。
0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。
2．实验原理
实验原理：
用50 mL（大约50g） 0. 50 mol/L的盐酸与50mL （大约50g） 0. 55 mol/L 氢氧化钠
设t1: 反应前两溶液的平均温度。
t2: 反应后溶液温度 c = 4 .18 J/（g·℃）
试求Q 的表达式和中和热表达式 ：Q = mc (t2－t1) = 0.418（t2－t1）kJ
0.418（t2－t1）
△H = — ————————— kJ/mol
0.025
H+(aq)十OH-(aq) ＝ H2O(1)；△H ≈ — 57.3kJ/mol
3．实验步骤
(1)在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口 。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，该实验也可在保温杯中进行。
(2)用一个量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
(3)用另一个量筒量取50mL 0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
(4)把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌捧轻轻搅动溶液，并准确读出混合溶液的最高温度，作为终止温度，记入下表。
(5)重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。
实验次数 起始温度t1/ ℃ 终止温度t2/ ℃ 温度差（t2-t1）/ ℃
HCl NaOH 平均值
1
2
3
(6)根据买验数据计算中和热。
4．数据处理
为了使计算简便一些，我们近似地认为：
(1) 0. 50mol/L盐酸和0. 55mol/LNaOH溶液的密度都是1g/cm3，所以50mL、0.50mol/L盐酸的质量m1＝50g，50mL 、0.55mol/LNaOH溶液的质量m2＝50g。
(2) 中和后生成的溶液的比热容c ＝4 . 18J/(g·℃)，由此可以计算出，50mL 、0.50mol/L盐酸与50mL 、0.55mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为：
(m1十m2)·c·(t2-t1) ＝ 0.4 18 (t2-t1) kJ。
又因50mL、0. 50mol/L盐酸中含有0. 025mol的HCl，0.025mol的HCl与0.025molNaOH发生中和反应，生成0.025molH2O，放出的热量是 0. 4 18(t2-t1)k J，所以生成1molH2O时放出的热量即中和热为：
0.418（t2－t1）
△H = — ————————— kJ/mol ≈ — 57. 3 k J/mol
0.025
5．注意事项
(1) 为了保证0. 50mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0. 55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量。
(2) 实验中若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中还有弱酸（碱）电离吸热，会使测得中和热的数值偏低。
【思考一】 ： 大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？
答案 ：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。
【思考二】 ： 温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？
答案：因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。
【思考三】 ：酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
答案：因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。
【思考四】 ：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1，而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？
答案：为了保证0 . 50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0. 55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。
例1.已知H(aq)+OH(aq) = H2O(1) △H = — 57. 3kJ\mol,计算下列中和反应中放出的热量。
(1).用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____kJ的热量.
(2).用28gKOH配稀溶液跟足量稀硝酸反应，放出______kJ的热量.
解:n(NaOH) = 20g/40g.mol= 0. 5mol
n(KOH) =2 8g/56g.mol= 0.5mol
则 放热均为：57．3kI／mol0．5mol = 28 .7kJ。
例 2．50mL0.50 mol·L-1盐酸和50mL 0.55 mol·L-1烧碱溶液在如下图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程所放出的热量可计算中和热，回答下列问题：
（1）从实验装置上看，图中尚缺少一种玻璃仪器是 ____________ 。
（2）烧杯间填满碎纸屑的作用是________________________。
（3）大烧杯若不盖硬纸板，求得的中和热数值将_____________（填"偏大"、"偏小"或"无影响"）。
（4）实验中改用60mL 0. 50 mol·L-1的盐酸跟40mL 0. 50 mol·L-1的烧碱溶液进行上述反应，与上述实验相比，所放出的热量_________（填"相等"或"不等"），所示的中和热____________，（填"相等"或"不等"），简述理由：__________________________________________________________。
（5）若三次平行操作测得数据中起始时盐酸与烧碱溶液平均温度相同，而终止温度与起始温度差(t2-t1)分别为①2 . 3 ℃ ②2 .4 ℃ ③2 . 9 ℃，则最终代入计算式的 温差均值为__________ ℃。
答案：（1） 环形玻璃搅拌棒。
（2）减少实验过程中放出热量的损失。
（3）偏小。
（4）不等；相等；因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关。
（5）2. 35
【基础达标】
1.下列说法正确的是( )。
A.中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量
B.1 mol酸与1 mol 碱完全反应放出的热量是中和热
C.在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热叫做中和热
D.测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液
2.测定稀盐酸和氢氧化钠稀溶液中和热的实验中没有使用的仪器有:①大、小烧杯;②容量瓶;③量筒;④环形玻璃搅拌棒;⑤试管;⑥温度计;⑦蒸发皿;⑧托盘天平中的( )。
A.①②⑥⑦ B.②⑤⑦⑧
C.②③⑦⑧ D.③④⑤⑦
3.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,又知电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质:①稀醋酸;②浓硫酸;③稀硝酸,恰好完全反应。其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是( )。
A.ΔH1>ΔH2>ΔH3
B.ΔH1<ΔH3<ΔH2
C.ΔH1=ΔH3>ΔH2
D.ΔH1>ΔH3>ΔH2
4.已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-12.1 kJ·mol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH=-57.3 kJ·mol-1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于( )。
A.-69.4 kJ·mol-1
B.-45.2 kJ·mol-1
C.+45.2 kJ·mol-1
D.+69.4 kJ·mol-1
5.用50 mL 0.50 mol·L-1盐酸和50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应,实验中测得起始温度为20.1 ℃,终止温度为23.4 ℃,反应后溶液的比热容为4.18 J·g-1·℃-1,盐酸和NaOH溶液的密度都近似认为是1 g·cm-3,则中和反应生成1 mol 水时放热( )。
A.55.2 kJ B.391 kJ
C.336 kJ D.1.38 kJ
6.将V1 mL 1.00 mol·L-1 HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是( )。
A.做该实验时环境温度为22 ℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约为1.00 mol·L-1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
7.已知盐酸与硫酸跟烧碱的稀溶液反应的热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=Q1 kJ·mol-1,又知:H2SO4(aq)+2KOH(aq)K2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=Q2 kJ·mol-1。则Q1和Q2的关系是( )。
A.Q1=Q2 B.2Q1=Q2
C.Q18.中和热测定实验中,下列操作一定会降低实验准确性的是( )。
A.用滴定管取所用药品
B.NaOH溶液在倒入小烧杯时,有少量溅出
C.大、小烧杯体积相差较大,夹层间放的碎泡沫塑料较多
D.测量HCl溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度
9.已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,回答下列问题。
(1)用含20 g NaOH的稀溶液跟足量稀盐酸反应放出 kJ的热量。
(2)用含2 mol H2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反应,此反应的中和热为 。
(3)如果将(1)反应中的稀盐酸换成稀醋酸,反应放出的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)原来(1)放出的热量。
解析:(1)=0.5 mol,所以0.5 mol NaOH与足量稀盐酸反应放出的热量为0.5 mol×57.3 kJ·mol-1=28.65 kJ。
(2)据中和热的定义可知,中和热与强酸、强碱的物质的量的多少无关,中和热为57.3 kJ·mol-1。
(3)因醋酸为弱酸,用NaOH中和时,需不断地电离出H+,而电离过程要吸收热量,故反应放出的热量会减小。
答案:(1)28.65 (2)57.3 kJ·mol-1 (3)小于
10.11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液反应放出11.46 kJ的热量,该反应的热化学方程式为 ,则KOH与H2SO4的中和热为 。
【拓展提升】
11.某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L-1 NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g。
名称 托盘天平(带砝码) 小烧杯 坩埚钳 玻璃棒 药匙 量筒
仪器
序号 a b c d e f
(2)从上图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母): 。
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如下图所示。
(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3 kJ·mol-1): 。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①请填写下表中的空白:
温度实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 温度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4 NaOH 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1
2 27.0 27.4 27.2 31.2
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J·(g·℃)-1。则中和热ΔH= (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母) 。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
【参考答案】
1.解析:本题考查的是中和热的概念,关键是记清楚有关中和热的问题。中和热是指稀酸、稀碱中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热,故C项正确。H2SO4和Ba(OH)2反应时,除生成水外,还有BaSO4生成,所以其反应热不是中和热,D项错误。
答案:C
2.解析:本题主要考查中和热测定实验中仪器的使用问题,该实验中用到大、小烧杯、温度计、量筒、环形玻璃搅拌棒,没有用到容量瓶、试管、蒸发皿和托盘天平,故B项正确。
答案:B
3.解析:因为醋酸是弱电解质,电离时吸热,浓硫酸溶于水时放热,故中和反应时放出的热量Q(浓硫酸)>Q(稀硝酸)>Q(稀醋酸),又因放热反应中,ΔH为负值,即ΔH=-Q,故ΔH2<ΔH3<ΔH1,因而选D。
答案:D
4.解析:由题意可知①HCN(aq)+OH-(aq)H2O(l)+CN-(aq) ΔH=-12.1 kJ·mol-1;②H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。对比①②两个热化学方程式可知,反应①比反应②放热少的原因是HCN是弱酸,电离过程吸热。1 mol HCN与NaOH反应比1 mol HCl与NaOH反应时少放出45.2 kJ的热量,故HCN在水溶液中电离的ΔH等于+45.2 kJ·mol-1,所以选C。
答案:C
5.解析:代入公式ΔH=-kJ·mol-1=-55.2 kJ·mol-1。
答案:A
6.解析:从图中曲线可以看出,温度为22 ℃时,V1为5 mL,则V2为45 mL,此时已经开始发生反应,所以22 ℃一定不是做该实验时环境的温度,A错;从曲线随V1增多而升高,随反应的进行,溶液温度升高说明反应放热,化学能转化为热能,B正确;当V1=30 mL时温度最高,说明此时两者恰好完全反应,则c(NaOH)==1.50 mol·L-1,C错。该实验不能证明有水生成的其他反应也是放热的,D错。
答案:B
7.解析:两个反应都是强酸、强碱稀溶液的反应,第二个反应生成2 mol H2O,是第一个反应生成水的2倍,故Q2=2Q1。
答案:B
8.解析:NaOH溶液在倒入小烧杯时,有少量溅出,实验中生成水的量减少,放出的热量减小,测得中和热的数值不准。
答案:B
9.解析:n(KOH)==0.2 mol,n(H2SO4)=0.1 mol,两者恰好完全反应生成0.2 mol水,放出11.46 kJ的热量,由中和热的定义可知,生成1 mol水,放出的热量为11.46 kJ×5=57.3 kJ。
答案:KOH(aq)+H2SO4(aq)K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 57.3 kJ·mol-1
10.答案:Ⅰ.(1)4.9 (2)a、b、e
Ⅱ.(1)H2SO4(aq)+2NaOH(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114. 6 kJ·mol-1
(2)①4.0 ②-53.5 kJ·mol-1 ③a、c、d第二节 燃烧热 能源 （学案）
第 一课 时
【学习目标】了解燃烧热的概念，并能进行简单的计算。
【重、难点】燃烧热的概念及相关计算。
【复习】:1、回忆，什么叫中和热？
2、 沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ的热量。则下列热化学方程式中正确的是 （ ）
A、2CH4( g )＋4O2( g )＝2CO2( g )＋4H2O ( l ) ΔH = +890 kJ/mol
B、CH4＋2O2＝CO2＋H2O ΔH = －890 kJ/mol
C、 CH4 ( g )＋2 O2 ( g ) ＝ CO2 ( g ) ＋ 2 H2O ( l ) ΔH = －890 kJ/mol
D、 1/2CH4 ( g )＋O2 ( g ) ＝ 1/2CO2 ( g ) ＋ H2O ( l ) ΔH = －890 kJ/mol
【学习过程】
一 燃 烧 热
（一）.反应热的分类
反应热可根据反应的情况不同，可分为燃烧热、中和热、溶解热等
我们知道物质的燃烧可以放出大量的热，那么不同的物质燃烧放出的热量是否相等呢？（二）. 燃烧热
1、定义：
2 、注意：如何理解燃烧热的定义 ？
①.条件：
②.可燃物的用量：
③.生成稳定的氧化物：如 C 完全燃烧应生成 (g)， H2 燃烧生成 ，S 燃烧生成
④.单位：
⑤. 燃烧热指每摩尔可燃物燃烧放出的热量，只有数值，无正 、负；但用ΔH表示时，因是放热，必须带“--”号
3、 表示的意义：
如: CH4 的燃烧热为890.3KJ/mol含义:
4. 表示燃烧热的热化学方程式与一般的热化学方程式的区别：
书写表示燃烧热的热化学方程式时，可燃物系数必须为 ，其余可出现分数，且ΔH 一定 0 ；书写一般的热化学方程式时，各物质的系数不做要求，ΔH也可能为正数， 也可能为负数。
5．研究物质燃烧热的意义：
了解化学反应完成时产生热量的多少，以便更好地控制反应条件，充分利用能源。
6.燃烧热与反应热的区别与联系
①. 反应热包括燃烧热，燃烧热是反应热的一种形式 ；
②. 由于物质的燃烧是放热反应，故其ΔH <0 , 而反应热也可大于0 ，也可小于0 ；
③. 物质的燃烧热是定值 ，而物质的反应热随化学方程式的写法不同而数值不同；
④.测量物质的燃烧热时只在25℃、101kPa的条件下进行，而测量物质的反应热时条件不规定，但除“25℃、101kPa”的条件外，其他条件时要注明。
7. 燃烧热和中和热的区别与联系
燃烧热 中和热
相同点 能量变化 放热反应
△H △H < 0，单位：kJ／mol
不同点 反应物的量 1mol(O2的量不限) 可能是1mol ，也可能是0 ．5mol等
生成物的量 不限量 H2O是1mol
反应热的含义 1mol反应物完全燃烧时放出的热量；不同反应物，燃烧热不同。 生成1 mol H2O时放出的热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为57．3kJ／mol。
（三）. 有关燃烧热的计算
一定量可燃物完全燃烧时放出的热量：Q 放=n(可燃物)×△H (只取数值，无正负)
例1．已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2b kJ / mol
B. C2H2(g)＋5/2O2(g)＝2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝+2b kJ / mol
C. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b kJ / mol
D. 2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝+b kJ / mol
[解析]：以上各式中化学计量数及物质状态标注都正确；该反应放热，△H应为负值；生成1mol二氧化碳气体，放出热量 bkJ，则生成4mol二氧化碳气体，放出热量4bkJ 。 答案：C。
例2．10 g硫磺在 O2中完全燃烧生成气态SO2，放出的热量能使 500 g H2O温度由18℃升至62.4℃，则硫磺的燃烧热为 ，表示硫磺燃烧热的热化学方程式为 。
[解析]：10 g硫磺燃烧共放出热量为：Q = m·C(t2－t2)＝500 g × 4.18 × 10－3kJ/(g·℃) ×(62.4－18) ℃ = 92.8 kJ，则l mol(32g)硫磺燃烧放热为 92.8 kJ×32g/mol = 297 kJ/mol ，
10g
故硫磺的燃烧热为 297 kJ/mol，
表示硫磺燃烧热的热化学方程式为 S(s)+ O2 (g) ＝SO2 (g) ΔH= －297 kJ / mol
例3．下列热化学方程式中，△H能正确表示物质的燃烧热的是
A．CO(g) +1/2O2(g) ==CO2(g) △H＝－283.0 kJ/mol
B． C(s) +1/2O2(g) ==CO(g) △H＝－110.5 kJ/mol
C． H2(g) +1/2O2(g)==H2O(g) △H＝－241.8 kJ/mol
D．2C8H18(l) +25O2(g)==16CO2(g)+18H2O(l) △H＝－ 11036 kJ/mol
[解析]： 本题旨在考查燃烧热的定义，选项B不是物质完全燃烧生成稳定的氧化物，选项C生成物H2O(g)不是稳定的氧化物，其稳定的氧化物为H2O(l)，选项D不是1mol可燃物完全燃烧，不符合燃烧热的概念。答案：A
【基础达标】
1．下列关于燃烧热的说法中正确的是( )
A．1 mol物质燃烧所放出的热量
B．常温下，可燃物燃烧放出的热量
C . 在25℃、1.01×105 Pa时，1 mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
D．燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
2．形成节约能源和保护生态环境的产业结构是人类与自然和谐发展的重要保证，你认为下列行为中有悖于这一保证的是( )
A．开发太阳能、水能、风能等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料
B．研究采煤、采油新技术，提高产量以满足工业生产的快速发展
C . 在农村推广使用沼气
D．减少资源消耗、增加资源的重复使用和资源的循环再生
3．下列叙述中正确的是( )
A．在稀溶液中，1 mol酸和1 mol碱完全反应所放出的热量，叫做中和热
B．在101 kPa时，1 mol物质燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热
C . 热化学方程式中，各物质前的化学计量数不表示分子个数
D．如果反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，则发生的反应是放热反应
4．下列热化学方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是( )
A . CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1
B . CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3 kJ·mol－1
C . 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1
5．航天飞船可用肼(N2H4)和过氧化氢(H2O2)为动力源。已知1 g液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水蒸气时放出20.05 kJ的热量。下列说法中错误的是( )
A．该反应中肼作还原剂
B．液态肼的燃烧热为20.05 kJ·mol－1
C . 该动力源的突出优点之一是生成物对环境无污染
D．肼和过氧化氢反应的热化学方程式为：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.6 kJ·mol－1
6．一些烷烃的燃烧热如下表：
化合物 燃烧热/kJ·mol－1 化合物 燃烧热/kJ·mol－1
甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0
乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6
丙烷 2 221.5 2 甲基丁烷 3 531.3
下列说法正确的是( )
A．正戊烷的燃烧热大约是3 540 kJ·mol－1
B．热稳定性：正丁烷>异丁烷
C .乙烷燃烧的热化学方程式为：2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 560.8
kJ·mol－1
D．相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多
7．下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1
B.CO(g)的燃烧热是－283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝2×283.0 kJ·mol－1
C . 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
8．我国首条纤维乙醇生产线——河南天冠集团3 000吨级纤维乙醇项目，在镇平开发区开工奠基。这一项目打破了过去单纯以粮食类原料生产乙醇的历史，使利用秸秆类纤维质原料生产乙醇成为现实。下列有关说法中不正确的是( )
A．用这种纤维乙醇部分替代成品油，有助于缓解日益增长的成品油需求
B．这一项目不仅使秸秆类废物得到科学利用，而且能为国家节约大量粮食
C . 乙醇能部分替代汽油作车用燃料是因为乙醇与汽油组成元素相同，化学成分相似
D．掺入10%燃料乙醇的乙醇汽油可以使汽车尾气中一氧化碳排放量下降
9．已知25℃、101 kPa时，乙烯和乙炔(C2H2)燃烧的热化学方程式分别为C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1 411 kJ·mol－1 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2 600 kJ·mol－1又知燃烧时火焰的温度乙炔高于乙烯。据此，下列说法不正确的是( )
A．物质的燃烧热热值越大，火焰温度越高
B．相同条件下等体积乙烯和乙炔完全燃烧时，乙炔放热较少
C. 25℃、101 kPa时，1 mol乙烯完全燃烧生成气态产物时，放出的热量小于1 411 kJ
D．乙烷(C2H6)的燃烧热ΔH<－1 411kJ·mol－1
10．现有以下几种措施：①对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理；②少用原煤燃料；③燃煤时鼓入足量空气；④开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是( )
A．①②③ B．②③④ C.①②④ D．①③④
11．25℃，101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是－393.5 kJ·mol－1、－285.8 kJ·mol－1、－890.3 kJ·mol－1、－2 800 kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是( )
A . C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
C . CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
D．1/2C6H12O6(g)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
12．已知反应：①101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，下列结论正确的是( )
A．碳的燃烧热热值大于110.5 kJ·mol－1
B．①的反应热为－221 kJ·mol－1
C.稀H2SO4与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ·mol－1的热量
13．充分燃烧一定量丙烷气体放出的热量为xQ，完全吸收它生成的CO2恰好转化成酸式盐需6 mol·L－1的NaOH溶液100 mL，则丙烷的燃烧热为( )
A．－16xQ B．－5xQ
C.－4xQ D．－2xQ
14．5.7 g汽油[主要成分是辛烷(C8H18)，平均相对分子质量为114]完全燃料生成液态水和CO2放出275.9 kJ的热量，汽油的燃烧热ΔH＝________。由于石油资源有限，且汽油燃烧会产生严重的污染，未来用氢气作为燃料来取代汽油，生产21世纪环保汽车。已知：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，
H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·mol－1。
(1)写出氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式
________________________________________________________________________。
(2)若要得到857.4 kJ的热量，需氢气的质量为__________，这些氢气在标准状况下的体积为________________________________________________________________________。
15．城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气体，它由煤炭与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1，已知CO气体燃烧的热化学方程式为CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.57 kJ·mol－1，则相同物质的量的C3H8和CO燃烧产生的热量比值约为______________。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，则相同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量的比值约为______________。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是
________________________________________________________________________。
【参考答案】
1.答案 C
2.答案 B
3.答案 C
解析 A、B两项要注意对中和热、燃烧热概念的理解，前者是以稀的强酸、强碱反应生成1 mol H2O(l)为标准，后者以1 mol纯可燃物完全燃烧，生成稳定的氧化物为标准；D项中反应物能量低于生成物能量，反应过程中需吸收能量，即为吸热反应。
4.答案 A
解析 根据燃烧热的概念知应是1 mol燃料，生成常温常压下稳定的氧化物，H2O在上述情况下液态稳定。
5.答案 B
解析 从元素化合价变化看，H4―→2，被氧化，N2H4作还原剂，A项正确；由于1 g液态肼与足量液态过氧化氢反应放热20.05 kJ，则1 mol N2H4(l)参加反应放热20.05 kJ×32＝641.6 kJ，故D项正确；反应产物为N2和H2O故不会造成污染，C项正确；由于生成气态水，与燃烧热的概念不符，B项错误。
6.答案 A
解析 由正丁烷和异丁烷的燃烧热数据可推出正戊烷比2 甲基丁烷的燃烧热略大些，A正确；正丁烷和异丁烷燃烧生成等量的相同的物质，即生成新化学键时所放出的热量相等，1 mol正丁烷完全燃烧放出的热量比1 mol异丁烷完全燃烧放出的热量多，即1 mol正丁烷与O2反应时断键所吸收的能量比1 mol异丁烷与O2反应时断键所吸收的能量少，从而说明正丁烷的热稳定性小于异丁烷；C项中的ΔH＝－3 121.6 kJ·mol－1且H2O应为液态；D项1 g CH4燃烧放出55.69 kJ的热量，1 g C2H6燃烧放出52.03 kJ的热量，D项错误。
7.答案 B
解析 中和热是指生成1 mol H2O(l)时的反应热，与酸、碱的物质的量无关，A错；CO的燃烧热为－283.0 kJ·mol－1，则说明燃烧1 mol CO放出热量，其逆反应一定是吸热反应，B正确；加热是反应条件，吸热反应是反应类型，两者没有直接的关系，C错；燃烧热指生成稳定的化合物，而D项中的气态水不是最稳定的化合物，应为液态水，故D错。
8.答案 C
9.答案 A
解析 物质燃烧时火焰温度与该物质燃烧的量、燃烧速率及是否充分燃烧等因素有关，选项A错；由方程式化学计量数及ΔH的值可知，选项B正确；由于气态水冷凝为液态时会放热，选项C正确；根据乙烯、乙炔的燃烧热变化情况可知，乙烷的燃烧热ΔH应比乙烯小，选项D正确。
10.答案 C
解析 产生酸雨的主要原因是燃烧化石燃料产生SO2，故只要减少SO2排放的措施都可减少酸雨的产生，其中燃煤时鼓入足量空气，可使煤充分燃烧，并不能减少SO2的排放量。
11.答案 D
12.答案 A
13.答案 B
解析 由题意知：
CO2＋ NaOH===NaHCO3
1 1
0.6 mol 6 mol·L－1×0.1 L
而C3H8 ～ 3CO2
1 3
0.2 mol 0.6 mol
又知：0.2 mol C3H8燃烧放热为xQ。故1 mol C3H8燃烧放热为5xQ。故C3H8的燃烧热为－5xQ。
14.答案 －5 518 kJ·mol－1 (1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 (2)6 g
67.2 L
15.答案 (1)C＋H2O(g)CO＋H2
(2)7.9∶1 (3)2.8∶1
(4)①不产生CO2，从而不引起温室效应；②H2来源丰富；③产物不污染环境第三节 化学反应热的计算 （学案）
第 二课 时
【学习目标】: 能利用热化学方程式进行有关反应热的简单计算
【重、难点】: 根据热化学方程式进行反应热的计算（不同质量反应物与能量变化、生成物的量与能量变化的关系等）
【复习】 ： 盖斯定律的内涵：
燃烧热的定义：
【学习过程】
二、反应热的计算
在计算反应热时， 注意计算格式，书写规范性，计算过程带入单位 。
[例1] .在 101 kPa时，1 .6gCH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出 89.0 kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？写出CH4 的燃烧的热化学方程式，1000 L CH4（标准状况）完全燃烧后所产生的热量为多少？
解析：：CH4(g)＋2O2(g)= CO2(g)＋ 2H2O(l)；ΔH= －890 kJ／mol 即CH4 的燃烧热为 890 kJ／mol。 1000 L CH4 (标准状况)的物质的量为：n(CH4)=V (CH4) / V m=1000L / 22.4L·mol-1 = 44.6mol 44.6 molCH4 完全燃烧放出的热量为：44.6 mol×890 kJ／mol＝3.97×104kJ
答：CH4的燃烧热为 890 kJ／mol，1000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为 3.97×104kJ。
[例2] .葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6(s)＋6O2(g)＝ 6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH= －2 800 kJ／mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算 ： （1）、 100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量； （2）、 生成18g水时，放出的热量；
解析：
根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ／mol。 100 g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)= m(C6H12O6 )/M(C6H12O6 ) =100g/180g·mol-1 =0.556mol。1mol C6H12O6完全燃烧放出 2 800 kJ的热量， 0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：0.556 mol×2800 kJ／mol=1560 kJ。 （2）18g水为1mol，生成6mol水放热为2800kJ，生成1mol水放热为 ： 2800kJ×1/6=466.67kJ. 答：（1）100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560 kJ的热量。 （2） 466.67kJ.
[例2] .已知：A(g)+D(g)==C(g) △H1 ；B(g)+D(g)==E(g) △H2；若A、B混合气体1mol完全与D反应，放出热△H3，则A、B的物质的量之比是（ ）
A、（△H2-△H3 ）:（△H1-△H3） B、（△H3-△H2 ）:（△H1-△H3）
C、（△H3-△H2 ）:（△H3-△H1） D、（△H1-△H2 ）:（△H3-△H2）
解析：：可用十字交叉法。因1 mol A与D完全反应放热△H1 ，1 mol B与D完全反应放热△H2 ，1 mol A与B的混合气体与D完全反应放热△H3 ，可得：
可得则A、B的物质的量之比为：（△H2---△H3）/ ( △H3---- △H1 )=
（△H3---△H2）/ ( △H1---- △H3 ) . 即B选项正确 。
【基础达标】
1．1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是( )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－142.9 kJ·mol－1
B．H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C . 2H2＋O2===2H2O ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
答案 B
解析 判断热化学方程式的正误一般用排除法，如根据基本书写要求可先排除C项；为方便判断，可将1 g氢气燃烧放热的情况转化为1 mol氢气燃烧放热的情况，即2×142.9 kJ＝285.8 kJ，则可排除A项；又根据“生成液态水”可排除D项。
2．已知1 mol白磷完全转化为红磷放出29.2 kJ热量，下列两个反应：P4(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH＝－Q1，4P(红，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH＝－Q2，Q1与Q2的关系是( )
A．Q1＝Q2 B．Q1＞Q2
C.Q1＜Q2 D．无法确定
答案 B
解析 P4(白，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH＝－Q1①
4P(红，s)＋5O2(g)===2P2O5(s) ΔH＝－Q2②
由①－②得：P4(白，s)===4P(红，s) ΔH＝Q2－Q1，依据题意“1 mol白磷完全转化为红磷放出29.2 kJ热量”，则Q2－Q1＜0，所以Q1＞Q2。
3．已知热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝－483.6 kJ·mol－1。则对于热化学方程式：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1的说法正确的是( )
A．热化学方程式中H2O前面的“2”表示“每2个气态水分子分解，就有b kJ·mol－1的热量变化”
B．b＝＋483.6
C. |ΔH2|>|ΔH1|
D．|ΔH2|<|ΔH1|
答案 B
解析 热化学方程式中系数表示参加反应的各物质的物质的量，而非物质的分子个数。另外，2个气态水分子分解的热量变化也不应是483.6 kJ·mol－1；反应2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1是反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1＝－483.6 kJ·mol－1的逆过程，所以ΔH2＝＋483.6 kJ·mol－1，即b＝＋483.6；同时可以判断，两个反应的反应焓变的绝对值是相等的。
4．已知：
(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2＝b kJ·mol－1
(3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝c kJ·mol－1
(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH4＝d kJ·mol－1
下列关系式中正确的是( )
A．ad>0
C.2a＝b<0 D．2c＝d>0
答案 C
解析 H2和O2反应，ΔH应为负值，故推知B、D错误；又H2O(g)―→H2O(l)要放出热量，(1)、(3)反应热比较应为c5．100 g炭粉燃烧所得气体中，CO占，CO2占，且C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.35 kJ·mol－1, CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282.57 kJ·mol－1，与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是( )
A．392.92 kJ B．2 489.44 kJ
C . 784.92 kJ D．3 274.3 kJ
答案 C
解析 100 g炭粉不完全燃烧时产生CO为× mol，因为炭完全燃烧可分两步，先生成CO同时放热，CO再生成CO2再放热，总热量即为完全燃烧时放出的热。因此与100 g炭完全燃烧相比，损失的热量即为× mol CO燃烧放出的热，设为x。
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ＋ 282.57 kJ
1 mol 282.57 kJ
× mol x
x＝××282.57 kJ＝784.92 kJ
6．在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量Q kJ(Q>0)，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5 mol·L－1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)的ΔH为( )
A．＋8Q kJ·mol－1 B．＋16Q kJ·mol－1
C . －8Q kJ·mol－1 D．－16Q kJ·mol－1
答案 D
解析 由题意知：
C4H10～4CO2～8KOH
1 mol 8 mol
n(C4H10) 5 mol·L－1×0.1 L
n(C4H10)＝0.062 5 mol
则1 mol C4H10完全燃烧放出的热量为：×Q kJ＝16Q kJ反应放热，故答案为D。
7．已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量a kJ。又已知12.0 g碳完全燃烧，放出的热量为b kJ。则热化学方程式C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝Q，Q等于( )
A．－(a－b) kJ·mol－1
B．－(a＋b) kJ·mol－1
C . －(5a－0.5b) kJ·mol－1
D．－(10a－b) kJ·mol－1
答案 C
解析 根据题意得两个方程式：①3C(s)＋2O2(g)===2CO(g)＋CO2(g) ΔH＝－10a kJ·mol－1；②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－b kJ·mol－1；(①－②)/2整理得：C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－(5a－0.5b) kJ·mol－1。
8．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890 kJ·mol－1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A．1∶1 B．1∶3
C . 1∶4 D．2∶3
答案 B
解析 设H2与CH4的物质的量分别是x和y，则x＋y＝112 L/22.4 L·mol，＋890 kJ·mol－1y＝3 695 kJ，解得x＝1.25 mol，y＝3.75 mol，故原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是1∶3。
9．由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤为：TiO2―→TiCl4Ti
已知：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566 kJ·mol－1
③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH3＝＋141 kJ·mol－1
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝______________。
答案 －80 kJ·mol－1
解析 由①×2－②＋③可得所求反应，则ΔH＝ΔH1×2－ΔH2＋ΔH3＝－393.5 kJ·mol－1×2－(－566 kJ·mol－1)＋141 kJ·mol－1＝－80 kJ·mol－1。
【拓展提升】
10．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1
请回答下列问题：
(1)该反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)图中A、C分别表示________、________。
(3)从化学键的角度分析，E、F、ΔH分别代表什么意义？E________；F________；ΔH________。
(4)改变反应条件可改变E值大小，如加入V2O5作催化剂，可使E值减小。E的大小对该反应的反应热有无影响？
(5)图中ΔH＝________kJ·mol－1。
(6)若已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(l)的ΔH′＝－Q kJ·mol－1，则ΔH______ΔH′，Q________99(填“>”、“<”或“＝”)。
答案 (1)放热
(2)反应物的总能量 生成物的总能量
(3)断裂旧键吸收的能量 形成新键释放的能量 2 mol SO2(g)完全氧化为2 mol SO3(g)时的焓变
(4)无影响 (5)－198 (6)> >
解析 本题综合考查化学反应的热效应、焓变、化学键以及物质能量之间的关系。解题时应分析清楚图象含义以及其与上述四者之间的关系。
(1)因ΔH＝－99 kJ·mol－1<0，故为放热反应。
(2)分析图象，纵坐标为能量变化，横坐标为反应过程，则A代表起始能量(即反应物的总能量), C代表终态能量(即生成物的总能量)。
(3)从化学键的角度分析化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，故E代表破坏旧键吸收的能量，F表示形成新键释放的能量，ΔH表示形成新键释放的能量与破坏旧键吸收的能量差即反应的热效应。
(4)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量，由于E值改变时A和C并不发生变化，故对反应热无影响。
(5)图中ΔH应表示2 mol SO2(g)在完全转化为2 mol SO3(g)时的焓变，即ΔH＝－99 kJ·mol－1×2＝－198 kJ·mol－1。
(6)比较ΔH大小时，要连同“＋”、“－”比较，类似于数学上的正负数比较，如果只比较反应放出或吸收的热量多少，则只比较数值大小，与“＋”、“－”无关。由题意可知SO3的状态不同，则反应的ΔH也不相同。因为SO3(g)在转化为SO3(l)时会放热，即1 mol SO2(g)生成1 mol SO3(l)释放的能量比生成1 mol SO3(g)释放的能量多，即Q>99，但ΔH>ΔH′。