高三理化学热化学方程式

1、 高三 年级 化学 科辅导讲义（第 讲）学生姓名： 授课教师： 授课时间： 专 题基本理论目 标掌握基础知识点，并能熟悉应用其解答重 难 点1、化学能与热能的相互转化。吸热反应、放热反应、反应热等概念；2.热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算常 考 点热化学方程式的书写；能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算；知识点1介绍：化学能与热能考点一典型例题：热化学反应方程式的含义及书写【典例1】下列说法或表示方法正确的是( )A.等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多B.由H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3 kJ·mol-1可知，若将

2、含1 mol CH3COOH的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热量小于57.3 kJC.由C(石墨)=C(金刚石)H=+1.90 kJ·mol-1可知，金刚石比石墨稳定D.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) H=-221 kJ/mol,则可知1 mol C充分燃烧时放出的热量为110.5 kJ 【解题关键】解答该题的关键有：(1)正确理解热化学方程式的意义；(2)明确反应热与物质稳定性的关系。【精讲精析】选B。硫蒸气的能量比硫固体的高，完全燃烧放出的热量多,A项错；CH3COOH是弱电解质，电离消耗能量，故其放热小于57.3 kJ,B项正确；C(石墨)转化为C

3、(金刚石)为吸热反应，金刚石的能量高，不稳定，C项错；碳充分燃烧时应生成CO2，放出的热量应多于生成CO放出的热量，D项错。【典例2】)下列热化学方程式或离子方程式中正确的是( )A.甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJ·mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=-890.3 kJ·mol-1B.500 、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为：H=-38.6 kJ·mol-1C.氯化镁溶液与氨水反应

4、：Mg2+2OH-=Mg(OH)2D.氧化铝溶于NaOH溶液：Al2O3+2OH-+3H2O=2Al(OH)4-【解题关键】本题考查热化学方程式与离子方程式的书写，解答该题的关键有三点：(1)燃烧热的生成物必须是稳定的氧化物，水的稳定状态应该是液态。(2)可逆反应热化学方程式中的反应热是反应进行到底时的反应热。(3)离子方程式要看拆写是否正确，电荷是否守恒。【精讲精析】选D。标准燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，H2O应为液态，故A项错；因合成氨反应为可逆反应，即0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应不会生成1 mol NH3(g)，故B项错；因氨水是

5、弱电解质，在写离子方程式时不能拆成离子形式，故C项错。书写热化学方程式时的注意事项1注意H的符号和单位若为放热反应，H为“-”；若为吸热反应，H为“”。H的单位为kJ/mol。2注意反应热的测定条件书写热化学方程式时应注明H的测定条件(温度、压强)，但绝大多数H是在25 、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。3注意热化学方程式中的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。4注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热

6、化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用和。5.注意H的数值与符号热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应完成的物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。逆反应的反应热与正反应的数值相等，但符号相反。6注意燃烧热和中和热总结分析：在高考中该部分的考查题型既有选择题又有主观题，其中选择题的考查重点为：(1)热化学方程式的正误判断，(2)比较反应热的大小；主观题的考查重点为：(1)反应热的计算，(2)热化学反应方程式的书写。 影响反应热的因素及简单求算【典例3】已知298K、101

7、 kPa时，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6 kJ·mol-1C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)H=-1 411.0 kJ·mol-1C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H=-1 366.8 kJ·mol-1则C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)的H为( )A.-44.2 kJ·mol-1 B.+44.2 kJ·mol-1 C.-330 kJ·mol-1 D.+330 kJ·mol-1 【解题关键】灵活运用盖斯定律对方程式进行适当的变

8、换。【精讲精析】选A。第二个反应减去第三个反应即得目标方程式，所以：H=-1 411.0 kJ·mol-1-(-1 366.8 kJ·mol-1)=-44.2 kJ·mol-1。【典例4】SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)+3F2(g)=SF6(g)的反应热H为( )A.-1 780 kJ/mol B.-1 220 kJ/molC.-450 kJ/mol D.+430 kJ/mol【解题关键】根据H=

9、反应物的键能之和-生成物的键能之和，进行计算。【精讲精析】选B。H=280 kJ/mol3×160 kJ/mol6×330 kJ/mol = 1 220 kJ/mol，由此可知B项正确。反应热的简单求算1.明确反应热与焓和键能的关系H=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)H=E(反应物的键能之和)-E(生成物的键能之和) 巩固练习题：1.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列措施有利于节能减排、保护环境的是( )加快化石燃料的开采与使用；研发易降解的生物农药；应用高效洁净的能源转化技术；田间焚烧秸秆；推广使用节能环保材料。A. B. C. D.2.已知：2CO(

10、g)+O2(g)=2CO2(g)H=-566 kJ/mol2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g)H=-452 kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是( )A.CO的燃烧热为283 Kj B.上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) H>-452 kJ/molD.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×10233.向足量稀硫酸中加入110 mL 0.4 mol/L Ba(OH)2溶液，放出的热量是5.12 kJ。如果向足

11、量Ba(OH)2溶液中加入110 mL 0.4 mol/L HCl溶液时，放出的热量是2.2 kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )ABa2+(aq)+SO42-(aq)=BaSO4(s) H=-0.72 kJ/molBBa2+(aq)+SO42-(aq)=BaSO4(s) H=-2.92 kJ/molCBa2+(aq)+SO42- (aq)=BaSO4(s) H=-16.4 kJ/molDBa2+(aq)+SO42- (aq)=BaSO4(s) H=-73.0 kJ/mol4.已知：H2(g)+O2(g)=H2O(l) H=-285.8 kJ·mol-1

12、CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3 kJ·mol-1现有H2和CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，共放出热量3 242.5 kJ，则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是( )A.11 B.13 C.14 D.235. 乙醇属于可再生资源,通过乙醇制取氢气具有良好的应用前景。已知通过乙醇制取氢气有如下两条路线:.水蒸气催化重整:CH3CH2OH(g)+H2O(g)4H2(g)+2CO(g) H=+255.58 kJ·mol-1.部分催化氧化:CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)3H

13、2(g)+2CO(g) H=+13.76 kJ·mol-1则下列说法中错误的是( )A.氢气作为能源,具有燃烧热值高、无污染等优点 B.制取等量的H2,路线消耗的能量大于路线C.由上述两路线可求算H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)的焓变D.等质量的乙醇和氢气完全燃烧,氢气耗氧量更少6. 已知合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-Q kJ/mol(Q>0)。在同温同压下向甲密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，达平衡时，放出的热量为Q1 kJ，向另一容积相同的密闭容器乙中通入0.5 mol N2和1.5 mol H2，反应达平衡时，放

14、出的热量为Q2 kJ。则下列关系式正确的是( )A.2Q2=Q1=Q B.2Q2=Q1<Q C.2Q2<Q1<Q D.Q1<Q2<Q7. (双项)已知热化学方程式：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-Q kJ·mol-1(Q0)。下列说法正确的是( )A.相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的总能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量B.将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，放出的热量为Q kJC.增大压强或升高温度，该平衡都向逆反应方向移动D.如将一定量的SO2(g

15、)和O2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热Q kJ，则此过程中有2 mol SO2(g)被氧化8. （双项）化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:下列关于合成氨反应的叙述中不正确的是( )A.该过程表明,在化学反应中存在化学键的断裂与形成B.在催化剂的作用下,反应物的化学键变得容易断裂C.过程需放出能量,过程则吸收能量D.常温下该反应难以进行,是因为常温下生成物的化学键难以形成拓展练习题：1. (1)在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分

16、子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察下图，然后回答问题：图中所示反应是_(填“吸热”或“放热”)反应，该反应_ (填“需要”或“不需要”)加热，该反应的H=_ (用含E1、E2的代数式表示)。已知热化学方程式：H2(g)+O2(g)=H2O(g) H=-241.8 kJ/mol。该反应的活化能为167.2 kJ/mol，则其逆反应的活化能为_。对于同一反应，图中虚线()与实线()相比，活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是：_。(2)随着科学技术的进步，人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池，以满足不同的需求。有一类甲醇质

17、子交换膜燃料电池，需将甲醇蒸气转化为氢气，两种反应原理是A.CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) H=+49.0 kJ/molB.CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=-192.9 kJ/mol另外C.H2O(l)H2O(g) H=+44 kJ/mol，请写出32 g 的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式_。下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子和电子，电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应，电池总反应为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。则c电极是_(填“正极”或“

18、负极”)，c电极上发生的电极反应式是_。2. (2011·茂名模拟)CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3 kJ·mol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-571.6 kJ·mol-1C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJ·mol-1(1)在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用而产生的能量存活,甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量_(填“>”、“<”或“=”)890.3 kJ

19、。(2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4+CO2=2CO+2H2,1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量,则:如图能表示该反应过程中能量变化的是_(填字母)。若将物质的量均为1 mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中,体系放出的热量随时间的变化如图所示,则CH4的转化率为_。(3)C(s)与H2(g)不反应,所以C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热H=_。(4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是_(填字母)。A.

20、寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)D.将固态碳合成为C60,以C60作为燃料1.【解析】选B。化石燃料的开采使用是导致酸雨和温室效应的主要原因，加快化石燃料的开采和使用不利于保护环境；研发易降解的生物农药，降低农药残留，有利于保护环境；应用高效洁净的能源转化技术，减小污染，有利于保护环境；田间焚烧秸秆，浪费能源并导致空气污染；推广使用节能环保材料，有利于节约能源、保护环境。2.【解析】选C。A项，燃烧热的单位出错，应为kJ

21、/mol；B图中的化学计量数标明错误，应标为2 mol CO和2 mol CO2，故错；CO2气体的能量大于固体的能量，故C项中放出的能量应小于452 kJ/mol，而H用负值表示时，则大于 -452 kJ/mol，正确；将下式与上式相加，再除以2，即得CO与Na2O2的反应热，所得热量为509 kJ，此时转移的电子数为1.204×1024，故D项错。3.【解析】选C。Ba(OH)2溶液与0.044 mol HCl溶液反应放出热量为2.2 kJ，则稀硫酸与0.044 mol Ba(OH)2溶液中和反应放出热量为4.4 kJ，同时生成 0.044 mol BaSO4放热0.72 kJ，

22、故Ba2+(aq)+SO42- (aq)=BaSO4(s)的H值为=16.4 kJ/mol。4.【解析】选D。设原混合气体中H2为a mol，CH4为b mol。根据热化学方程式得，a mol H2放出285.8a kJ的热量，b mol CH4放出890.3b kJ的热量，则存在： 5.【解析】选D。氢气燃烧产物是水，热值高、无污染，故A项正确；生成1 mol氢气，路线消耗的能量约为64 kJ， 路线消耗的能量约为4.6 kJ，故B项正确；式-式得：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H=-241.82 kJ·mol-1,故C项正确；根据化学方程式H2(g)+1/2O2(g

23、)=H2O(g)和CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O可知等质量的乙醇和氢气完全燃烧,氢气耗氧量更多，故D项不正确。6.【解析】选C。实际情况下，1 mol N2和3 mol H2不会完全转化为2 mol NH3，故Q1<Q；相同温度同体积容器里若加入0.5 mol N2和1.5 mol H2，因压强减小，反应物转化率减小，放出的热量也减小，故Q2<Q1。7.【解析】选A、D。由于SO2和O2反应放热，所以相同条件下，2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)所具有的总能量大于2 mol SO3(g)所具有的能量，A正确。SO2和O2的反应是可逆反应，将2 mol SO

24、2(g)和1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后，参加反应的SO2小于2 mol，放出的热量小于Q kJ，B错误。增大压强，该平衡向正反应方向移动，C错误。8.【解析】选C、D。化学反应过程一定存在旧键断裂、新键形成，故A项正确；催化剂的作用原理就是降低活化能，即使反应物的化学键容易断裂，故B项正确；过程是旧键断裂需吸收能量,过程是新键形成放出能量，故C项不正确；化学键形成过程放出能量，温度较低时有利于键的形成，故D项不正确。1.【解析】(1)由图示可知反应物的总能量E1生成物的总能量E2，所以该反应为放热反应，需要吸收能量使反应物变成活化分子，该反应的反应热 H=-(E1-E2)kJ/mol。逆反应的活化能为241.8 k