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四第十章

第38講反應熱熱化學方程式

I復習目標］1.知道常見的吸熱反應和放熱反應，理解反應熱、焰變及相關概念。2,了解中和

反應反應熱的測定方法。3.能正確書寫熱化學方程式。4.會分析化學反應過程中能量變化圖像。

5.了解燃燒熱的含義和能源及其利用的意義。

考點一反應熱焰變

■整合必備知識

1.反應熱和焰變及相關概念

(1)反應熱

/環(huán)境：與體系相互影響的其他部分

》反應熱:等溫條件下，二者之間傳遞的熱量

)、：試管中的物質(zhì)及發(fā)生的反應

(系統(tǒng))

(2)焰和焰變

內(nèi)能(U)?體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和

燃(，口一信內(nèi)能有老的物理量

變.定義：生成物與反應物的焰值差

(AH)常用單位：khmoL(或kJ/mol)

中學階段認為，等壓條件下，化

反-----

E決學反應的反應熱反應的婚變

2.識記常見的吸熱反應和放熱反應

有下列常見的化學反應：

①Ba(OH)2?8H2O與NH4CI的反應②大多數(shù)的分解反應③大多數(shù)的化合反應④大多數(shù)

的鹽類水解⑤C和H2O(g)、C和CO2的反應⑥中和反應⑦可燃物的燃燒

⑧金屬與酸的置換反應⑨鋁熱反應

其中屬于放熱反應的是（填序號，下同），屬于吸熱反應的是

3.反應過程中能量變化的原因

（I）從化學鍵變化分析

（2）從反應過程能最圖理解

放熱反應（A”v0）吸熱反應（AH>0）

能皿原.一能量t

色反叫一）\EE生成物卜

2旱：

圖示1

嚷的1-E反應空-

°反應過癌O反應過速

①巴代表反應物斷鍵吸收的能量，即反應物的鍵能之和。過渡態(tài)理論認為

E1為正反應的活化能

②民代表形成化學鍵時群放的能量，即生成物的鍵能之和。過渡態(tài)理論認

為E2為逆反應的活化能

解釋與說明

③為該反應過程的反應熱

△〃=EK（生成物）一E反反應物）

△"=反應物的總鍵能一生成物的總鍵能

△“=￡（正反應活化能）一七（逆反應活化能）

五易錯辨析

1.放熱反應不需要加熱就能反應，吸熱反應不加熱就不能反應（）

2.弱電解質(zhì)的電離是吸熱反應，濃硫酸溶于水是放熱反應（）

3.反應體系的熔就是體系的內(nèi)能（）

4.活化能越大，表明化學反應吸收的能量越多（）

■提升關鍵能力

一、中和反應反應熱測定

1.某化學實驗小組用簡易量熱計（裝置如圖）,采用50mL0.50mobL-,鹽酸與50mL0.55mol.

L1NaOH'溶液反應,測量中和反應的反應熱。

玻璃

溫度計.

/攪拌器

內(nèi)筒、'杯找

、隔熱層

、外殼

測定操作

I.用量筒量取50mL0.50molL''鹽酸倒入量熱計內(nèi)筒中，測出鹽酸的溫度：

H.用另一量筒量取50mL0.55mol-L-'NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；

IIL將NaOH溶液倒入量熱計內(nèi)筒中，使之混合均勻，測得混合液最高溫度。

重復上述步驟，記錄數(shù)據(jù)c

回答下列問題：

(l)NaOH溶液與鹽酸混合均勻的正確操作是(填字母)。

a.把NaOH溶液分多次倒入量熱計內(nèi)筒小燒杯中與鹽酸反應

b.用溫度計小心攪拌

c.揭開杯蓋用玻璃棒攪拌

d.用套在溫度計上的玻璃攪拌器上下輕輕地攪動

e.實驗時可用銅質(zhì)攪拌器代替玻璃攪拌器

(2)Na0H溶液梢過量的原因：o

(3)稀鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都視為1g-cm3,溶液的比熱容c=4.18Xl(T3kj.g叱7

某學生實驗記錄數(shù)據(jù)如下：

起始溫度川℃最高溫度R℃

實驗序號

鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液

120.020.123.2

220.220.423.4

320.520.623.6

計算生成1mol水的反應熱。

\H=.(保留小數(shù)點后一位)。

〃(―0)

(4)問題討論

①在中和反應反應熱的測定實驗中，使用弱酸或弱堿會使測得的中和反應反應熱數(shù)值一(填

“偏高”"不變”或“偏低”)，其原因是_______________________________________________

②有兩組實驗：i.50mL0.50mol-L-*1鹽酸和50mL0.55mol-L-1NaOH溶液，ii.60mL0.59mol-

L1鹽酸和50mL0.55molL1NaOH溶液。實驗i>ii反應放出的熱量______(填“相等”或

“不相等”，下同)，測得的中和反應反應熱,原因是

二、反應過程中物質(zhì)能量變化圖像

2.臭氧層中03分解過程如圖所示，【可答下列問題。

⑴A"(填或“<")0o

⑵催化反應①是(填“吸熱”或“放熱"，下同)反應，催化反應②是反應。

(3)總反應的活化能是,催化反應①的活化能是,催化反應②對應的逆反應

的活化能是，總反應對應的逆反應活化能為o

3.鈿基催化劑對CO2電化學還原制取HCOOH具有高效的選擇性。其反應歷程與相對能量

變化如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。

CO-^CO7"^C0，>HCOO-HCOOH

2十e

9

T

-2-Bi催化劑

-3T催化劑

0gg,H

0oOO反應歷程

**OO5

U

HUO

*H

+*

,

O

U

*

⑴使用Bi、Bi2O3兩種催化劑，哪種更有利于CO2的吸附？。簡述判斷依據(jù)：

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________0

(2)CO2電化學還原制取HCOOH反應的A”(填或“V”)0。

(3)使用Bi催化劑時，最大能壘是,使用Bi2O3催化劑時，最大能壘是

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________0

(4)由*COz'生成'HCOCT的反應為_____________________________________________________

三、化學反應的熔變與鍵能的相互計算

4.CH3CH3(g)=CH2=CH2(g)+H2(g)kH,有關化學鍵的鍵能如下表:

化學鍵C—HC=CC—CH—H

鍵能/(kJ-mo「)414615347436

則該反應的反應熱為O

5.有關鍵能數(shù)據(jù)如表，SiCh晶體部分微觀結構如圖，晶體硅在02中燃燒的熱化學方程式:

1

Si(s)+O2(g)=SiO2(s)-989.2kJ-moP,則表中的x值為。

化學鍵Si—O0=0Si—Si

鍵能X498.8176

考點二熱化學方程式

■整合必備知識

1.概念

表明反應所釋放或吸收的熱量的化學方程式。

2.意義

既表明了化學反應中的變化，也表明了化學反應中的變化。

如2H2(g)+Ch(g)=2H2O⑴A/7=-571.6kJmol-1表示在25℃、101kPa條件下,

■提升關鍵能力

一、熱化學方程式的書寫及注意事項

1.判斷卜?列熱化學方程式的正誤，錯誤的指明原因。

(1)2NO2=O24-2NO△”=+116.2kJmoF'C)

(2)3.2gCH』完全燃燒生成CCHg)和⑴時放出178kJ的熱量，其熱化學方程式為CH4(g)

+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)AA7=-890kJ()

13

1

⑶已知N?(g)+3H2(g)2NH3(g)A//=-92kJ-moF,則N4(g)]N2(g)+尹2(g)AH

=+46kJrno「()

(4)在一定溫度和壓強下，[molSO2、0.5molO2混合反應后，放出熱量akJ,則氣態(tài)SO2轉(zhuǎn)

化為氣態(tài)SO3的熱化學方程式為2SO2(g)+O2(g)2sCh(g)AH=-2akJniol''()

⑸若31g白磷的能量比31g紅磷多0kJ,則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式為P4(S)=4P(S)

AH=-4bkJmol-,()

(6)1mol液態(tài)陰在足量弱氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642kJ的熱量：N2H4(1)+

C>2(g)^=N2(g)+2H2O(g)A/7=+642kJmol'()

2.計算反應熱書寫熱化學方程式。

(1)已知2.0g燃料期(N2H4)氣體完全燃燒生成N2和水蒸氣時，放出33.4kJ的熱審，則表示明

燃燒的熱化學方程式為___________________________________________________________________

(2)CuCl(s)與Q反應生成CuC12(s)和一種黑色固體。在25'C、101kPa下，已知該反應每消

耗ImolCuCl(s)^^44.4kJ,該反應的熱化學方程式是

(3)斷開1molH—H,1molN—H,1molN=N分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,寫出

2molNH3分解的熱化學方程式：________________________________________________________

二、提取反應過程圖像信息書寫熱化學方程式

3.分析下列圖像，按要求書寫熱化學方程式。

[能量相對能量/eV

柒一身峪….…TS2(0.49)

TSI(026),C

/\E,=134kJ-mol-1

a[-^---\九忒’.)\

CO(g)+\&=368

NO(g)\kJ.mol-1

2CO2(0.(X))

ICQ2(g)4-NO(gK1N(-0.51)

反應過程反應過瘤

甲乙

『

上l(M

、

名?(

檔6(

4(

斐

2l(

遷

4A(-1,O)

I

-1+1+3+5+7

何元素的化合價

丙

⑴圖甲表示的是NCh(g)和CO(g)反應生成CCh(g)和NO(g)的過程中能量變化示意圖，請寫出

NOMg)和CO(g)反應的熱化學方程式：_______________________________________________

(2)我國科學家研究化合物M(s)催化CO2氧化生成甲酸的機理，其中由化合物M(s)生成化合

物N(s)的反應過程和相對能量曲線如圖乙所示，TS1>TS2均為過渡態(tài)(已知：leV=96kJ-mo「)。

寫出該反應的熱化學方程式：，

(3)圖丙表示一定條件下，在水溶液中C10；(x=1,2、3、4)的能量相對大小，

①D是(填離子符號)。

②B―A+C反應的熱化學方程式為__________________________________________________

____________________________________________________________________________(用離子

符號表示)。

考點三燃燒熱能源

■整合必備知識

1.燃燒熱

(1)概念：在101kPa時，mol純物質(zhì)生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量。

(2)意義：衡量燃料燃燒時放出熱量的多少。

(3)熟記常見元素完全燃燒生成的指定物質(zhì)

元素CHSN

指定產(chǎn)物及狀態(tài)

CO2(g)H2O(1)SO2(g)Nz(g)

2.燃料的選擇、能源

⑴燃料選擇的原則要綜合考慮

①環(huán)境保護；②熱值大??；③其他因素，如來源、價格、運輸、穩(wěn)定性等。

(2)能源分類及利用

衛(wèi)易錯辨析

1.開發(fā)利用各種新能源，減少對化石燃料的依賴，可以降低空氣中PM2.5的含量（）

2.使用氫氣作燃料有助于控制溫室效應（）

3.101kPa時，1mol碳燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱（）

4.煤、石油、天然氣等燃料的最初來源都可追溯到太陽能（）

5.燃料燃燒階段，可通過改進鍋爐的爐型、燃料空氣比等提高燃料的燃燒效率（）

6.空氣燃料比越大，燃料燃燒越充分，則燃燒效率一定越高（）

7.氫氣的燃燒熱△〃=一285.8kJ?mo「，則電解水的熱化學方程式為2Hg（l）=2H2（g）+O2（g）

A”=+285.8kJmo「（）

■提升

1.在一定條件下，SKs）和0邈）發(fā)生反應依次轉(zhuǎn)化為SCh（g）和SOMg）。反應過程和能量關系

可用如圖簡單表示（圖中的AH表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）。

（1）寫出表示S8燃燒熱的熱化學方程式：______________________________________________

（2）寫出SO3分解生成SCh和02的熱化學方程式：。

2.長征系列部分火箭采用了的（N2HQ作燃料，N2H4與N后有相似的化學性質(zhì)，回答下列問

題：

⑴已知腫分子中所有原子最外層都滿足稀有氣體原子結構，則腓的結構式為

（2）下表是常見的鍵能數(shù)據(jù):

化學鍵N—HN—N0=0N^N0—HH—H

鍵能/(kJnol1)386167498946460a

已知合成氨反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

A/7=-92kJmoF1,則。為,腓蒸氣在0?(g)中燃燒生成N?(g)與H?O(g)時的熱化學

方程式為____________________________________________________________________________

(3)火箭推進劑通常選擇液態(tài)的H2O2作氧化劑，混合后會產(chǎn)生大量的氣體從而推動火箭升空,

試寫出該反應的化學方程式：_______________________________________________________

?

(4)已知每12.8g的液態(tài)臟與足量的液態(tài)過氧化氫反應生成氣態(tài)產(chǎn)物時放出熱量256kJ,已知

1mol液態(tài)水轉(zhuǎn)化為水蒸氣需要吸收44kJ的熱量，則1mol的液態(tài)腓發(fā)生反應生成液態(tài)水放

出的熱量為Q=。

(5)常見的助燃劑有02、氏02、N02,若消耗等物質(zhì)的量的朧，消耗物質(zhì)的量最多的助燃劑為

,實際中火箭選擇的助燃劑是NCh，主要考慮的因素可能是

練真題明考向

1.(2023?湖北，1)2023年5月10日，天舟六號貨運飛船成功發(fā)射，標志著我國航天事業(yè)進

入到高質(zhì)量發(fā)展新階段。下列不能作為火箭推進劑的是()

A.液氮一液氫B.液氧一液氫

C.液態(tài)NCh一朧D.液氧一煤油

2.[2023?北京，16(2)]二十世紀初，工業(yè)上以CO2和NH?為原料在一定溫度和壓強下合成尿

素。反應分兩步：

i8和NH3生成NH2COONH4：

ii.NH2coONE