高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热导学案及答案

第一节 反应热

【学法指导】

1．了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。

2．了解燃烧热的定义、热化学方程式的书写。

【基础梳理】

一、热化学反应方程式

1、概念：表明反应所                    的热量的化学方程式。

2、特点

 ①指明了反应时的        和       ，若在25 ℃、101 kPa时进行的反应，可不注明。   

 ②在化学方程式右边注明ΔH的数值、符号和         。

 ③注明反应物和生成物的聚集状态

     因为物质发生状态的变化也伴随着能量的变化，所以书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态。通常用                             分别表示气态、液态、固态、在水溶液中。

   ④热化学方程式中各物质前的化学计量数只表示                ，不表示分子个数。

3、意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。

如表示为                        ；

表示为                        。

课堂•练习

(1)1mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成氮气和水蒸气，放出642kJ的热量。

(2)101kPa时，2mol H2完全燃烧生成液态水，放出571.6kJ的热量。

(3)101kPa时，1mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3kJ的热量。

(4)硅粉和HCl在300℃时反应生成1mol SiHCl3气体和H2，放出225kJ热量。

☂名师点拨

热化学反应方程式书写时需要注意的问题

1、热化学反应方程式一般不用注明反应条件，(如加热、高温、催化剂等），但具体温度下的反应需注明温度。

2、热化学反应方程式中不用标记气体和沉淀符号。

3、热化学方程式中一般用“===”，可逆反应用“”。

4、热化学反应方程式的化学计量数与ΔH相对应，若化学计量数加倍，则ΔH的数值也要加倍。

5、热化学反应方程式符合质量守恒定律，即化学方程式必须配平。

【典型例题1】已知：，下列说法正确的是(   )

A.2L氟化氢气体分解生成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量

B.1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ

C.在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的总能量大于2mol氟化氢气体的总能量

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270kJ热量

答案：C

解析：热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，A、D项错误；B项中由HF（g）到HF（l）会放热，所以生成液态氟化氢放出的热量应大于270kJ，B项错误。

【典型例题2】写出下列反应的热化学方程式。

（1）1mol葡萄糖晶体在氧气中完全氧化生成二氧化碳气体和液态水时放出2804.0kJ热量：                 。

（2）32g铜粉在足量氧气中反应生成氧化铜固体时放出78.5kJ热量：                 。

（3）标准状况下，2.8L CO气体在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体时放出35.35kJ热量：                  。

（4）一氧化碳气体还原磁铁矿得到1mol单质铁时放出14.7kJ热量：              。

答案：（1）

（2）

（3）

（4）

解析：（1）根据题中信息可以写出热化学方程式

，要注意标明反应物和生成物的状态。

（2）32g铜的物质的量为0.5mol，故1mol铜反应放出的热量为157.0kJ，热化学方程式为，要注意热化学方程式中的化学计量数与的对应关系。

（3）标准状况下，2.8LCO的物质的量为，故1 mol CO气体参与反应放出282.8kJ热量，热化学方程式为，注意气体体积与物质的量的转化。

（4）生成1 mol Fe，则参与反应的的物质的量为，故热化学方程式为。

【典型例题3】根据如图所示能量关系判断下列说法正确的是(   )

A.与的能量之和为393.5kJ

B.反应中，生成物的总能量大于反应物的总能量

C. C（s）与反应生成CO（g）的热化学方程式为

D.CO（g）与反应生成的热化学方程式为

答案：C

解析： 与的总能量比的总能量高393.5kJ，故A项错误；由图可知，生成物的总能量小于反应物的总能量，故B、D项错误；由图可知与反应生成1 mol CO（g）放出的热量为393.5kJ-282.9kJ=10.6kJ，则C（s）与反应生成CO（g）的热化学方程式为，故C项正确。

【典型例题4】化学反应的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是(   )

A.

B.

C.

D.

答案：A

解析：由题图可以看出，和的化学键断裂吸收的能量为，形成需放出能量，所以，而的转化为的放出的能量为，所以有，即

深化•理解

1、ΔH的单位中的mol-1，它并不是指每摩尔具体物质，而是指每摩尔反应。

2、不论反应是否可逆，热化学方程式中的ΔH都表示反应按照化学计量数所表示的物质的量完全反应所放出或吸收的热量。但因可逆反应不能进行到底，故反应达到平衡时放出的热量小于ΔH。

3、热化学反应方程式与化学方程式的区别

二、燃烧热

1、定义

            时,          纯物质         燃烧生成               时所放出的热量。

2、单位及符号

单位为          ，ΔH          0。

3、表示的意义

CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol含义：                            。

☂名师点拨

①反应条件：25℃、101kPa

②可燃物的用量：1mol

③完全燃烧生成指定的产物：C→CO2(g)、S→SO2(g)、H→H2O(l)、N→N2(g)。

5、书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“四看”

 一看 可燃物的化学计量数是否为1。

 二看 碳元素完全燃烧生成的氧化物是否为CO2(g)。

 三看 氢元素完全燃烧生成的氧化物是否为H2O(l)。

 四看 ΔH是否为“—”及单位是否正确。

深化•理解

反应热与燃烧热的比较

【典型例题5】下列关于反应热的描述正确的是(  )

A.CO（g）的燃烧热为，则反应的

B.已知与结合生成时放热。HCl和NaOH反应的中和反应反应热，则含和的稀溶液反应的反应热

C.反应热全部是正值

D.1mol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

答案：A

解析：表示CO（g）燃烧热的热化学方程式为，则反应的，A项正确；含和的稀溶液反应生成，与结合生成时会放出热量，则反应热小于，B项错误；反应热有正负之分，C项错误；燃烧热是101kPa时1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，水应为液态，D项错误。

【典型例题6】常温常压下火箭燃料1，2-甲基肼完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出50kJ热量，则该条件下1，2-二甲基肼的燃烧热为(   )

A. B. C. D.

答案：C

解析： 1.5g1，2-二甲基肼的物质的量，所以1mol 1，2-甲基肼完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为40×50kJ=2000kJ，即1，2-甲基肼的燃烧热为。

【课后练习】

1.是一种高效清洁的火箭燃料。0.25mol完全燃烧生成和时，放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式正确的是(   )

A.

B.

C.

D.

2.下列热化学方程式的有关描述或结论正确的是(   )

A.A B.B C.C D.D 

3. 反应过程中的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是(   )

A.

B.为该反应的反应热

C.

D.表示燃烧热的热化学方程式为

4.已知充分燃烧乙炔气体生成液态水和1mol二氧化碳气体时，放出热量，则下列关于乙炔气体燃烧热的热化学方程式正确的是(   )

A.

B.

C.

D.

5.热化学方程式表示(   )

A.碳和水反应吸收131.3kJ的热量

B.1mol碳和1mol水反应生成1mol一氧化碳和lmol氢气，并吸收131.3kJ热量

C.1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气，吸收热量131.3kJ

D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收热量131.3kJ

6.已知：，则的反应热是(   )

A. B. C. D.

7.1g碳与适量水蒸气反应生成CO和，需吸收10.94kJ热量，此反应的热化学方程式为(   )

A.

B.

C.

D.

8.航天燃料从液态变为固态，是一项重大的技术突破。铍是高效率的火箭燃料，燃烧时放出巨大的能量，已知1kg金属铍完全燃烧放出的热量为62700kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是(   )

A.

B.

C.

D.

9.下列关于燃烧热的说法中正确的是(   )

A.1mol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℃、时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量

D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变

10.以下几个热化学方程式中能表示燃烧热的是(   )

A.

B.

C.

D.

11.下列有关热化学方程式的叙述正确的是(   )

A.已知，则氢气的燃烧热为241.8kJ/mol

B. 已知4P（s，红磷）===（s，白磷），则白磷比红磷稳定

C. 含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出287kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程为

D.已知；。则

12.下列有关热化学方程式的叙述，正确的是(   )

A.若，则1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5kJ

B.若，则甲烷的燃烧热为

C..若，则置于密闭容器中充分反应吸收热量为569kJ

D.若，含的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量为57.3kJ

13.标准状况下，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H键、H—O键和O==O键的键焓分别为、和。下列热化学方程式正确的是(   )

A.

B.

C.

D.

14.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(   )

A.已知：正丁烷（g）===异丁烷（g）     <0则正丁烷比异丁烷稳定性差

B.已知：     ，则的燃烧热

C.已知：，则溶液和稀完全反应生成时，放出57.3k热量

D.已知：；，则。

15.白磷在氧气中燃烧的能量变化图如下所示：

下列说法正确的是(   )

A. 是白磷的燃烧热

B. 图示中

C. +3价磷的氧化物被氧化是吸热反应

D. 1 mol 白磷在氧气中完全燃烧放出的热量为

16.（1）汽车发动机工作时会引发和反应，生成等污染大气，其中生成NO的能量变化如图1所示，则图1中三种分子最稳定的是             ，图1中对应反应的热化学方程式为                  。

（2）图2是与CO反应转化为和NO过程中的能量变化示意图，根据图2分析，若0.5mol CO被氧化，该过程放出的热量=              kJ。

若该反应是可逆反应，在相同条件下将0.5mol CO与1mol 混合，则充分反应后放出的热量             （填“>”“<”或“=”）kJ。

（3）仿照图2的形式，在图3中绘制出与反应生成NO（g）的能量变化曲线。

答案及解析

1.答案：B

解析：该反应为放热反应，A、C项错误；0.25mol完全燃烧生成和时放出133.5kJ热量，则1mol 完全燃烧生成和时放出的热量为534kJ，B项正确，D项错误。

2.答案：C

解析： A项，由给出的热化学方程式可知，该反应为吸热反应，故反应物的总能量比生成物的总能量低，错误；B项，丙烷吸收能量分解为乙烯和甲烷两种物质，无法比较反应物与其中一种生成物的稳定性，错误；C项，由已知热化学方程式可知，含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol HCl的稀盐酸完全反应生成时放出57.3kJ热量，故含10.0 g NaOH的稀溶液与足量稀盐酸发生反应放出的热量约为14.3kJ，正确；D项，均小于0，燃烧越充分放出的热量越多，越小，故，错误。

3.答案：C

解析： A项，分子拆成原子的过程中需吸收能量，故，错误；B项，，是该反应的反应热，错误；C项，从反应过程分析，，即，正确；D项，燃烧热是指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，而D项中对应的是2mol氢气，错误。

4.答案：B

解析：生成1mol消耗0.5mol，故乙炔的燃烧热是，B项正确。

5.答案：C

解析：反应热表示反应物按照热化学方程式中化学计量数的物质的量反应时，吸收或放出的热量，单位是kJ/mol，该热化学方程式表示：1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气，并吸收131.3kJ的热量，特别要指明水的状态。

6.答案：A

解析：由可以得到，再将其乘以，可得。

7.答案：D

解析：碳和水蒸气反应是吸热反应，所以大于0。根据题意可知1mol碳即12g碳与水蒸气反应吸收的热量是10.9k×12≈131.3kJ，因此选项D正确。A没有注明物质的状态，B中反应热不正确，C中水的状态不是气态。

8.答案：C

解析：1 kg Be的物质的量为，又因为1 kg Be完全燃烧放出的热量为62700kJ，则1 mol Be完全燃烧放出的热量为，Be与反应生成BeO固体，则其热化学方程式为。

9.答案：C

解析：燃烧热是指在25℃、时，1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量。

10.答案：B

解析：A项，C（s）燃烧未生成稳定氧化物，故其反应热不能表示燃烧热；B项，符合燃烧热的定义；C项，虽然转变成了稳定的氧化物，但由于其反应热表示的是完全燃烧时的热量变化，故不能表示燃烧热；D项，参加燃烧的虽然是1mol，但其生成，而不是，故它的反应热不能表示的燃烧热。

11.答案：C

解析：生成的水为气态，不是稳定的氧化物，不能根据所给热化学方程式求氢气的燃烧热，A错误；红磷的能量低于白磷的能量，物质具有的能量越低越稳定，所以红磷比白磷稳定，B错误；含20.0 g NaoH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为，C正确；C（s）完全燃烧放出的能量多，放热反应的，放热越多越小。故，D错误。

12.答案：A

解析：燃烧热是指在25℃、101 kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时放出的热量，C（s）的指定产物为，所以1mol碳完全燃烧放出的热量大于，A正确；，气态水转化为液态水放热，所以甲烷的燃烧热大于，B错误；可逆反应有限度，不可能进行完全，，则充分反应吸收热量小于569kJ，C错误；醋酸为弱酸，电离吸热，氢氧化钠和醋酸反应生成放出的热量少于573kJ，D错误。

13.答案：D

解析：1mol的气态水分解产生1mol的氢气和mol的氧气的能量变化是2×463k-436J-2×495kJ=242.5k，因此热化学方程式为，A、B错误；2mol的气态水分解产生2mol的氢气和1mol的氧气的能量变化是485kJ，同种化学键断开所吸收的能量与形成所放出的能量相等，所以氢气燃烧的热化学方程式是，C错误，D正确。

14.答案：AD

解析：正丁烷转化为异丁烷的反应为放热反应，说明等质量异丁烷的能量比正丁烷的低，能量越低，物质越稳定，则异丁烷比正丁烷稳定A正确；表示燃烧热的热化学方程式中水应为液态，B错误；，所以稀溶液和稀完全反应生成时放热大于57.3kJ，C错误；①，②，③，S（g）具有的能量高于等质量的S（s），因此，D正确。

15.答案：B

解析：不是白磷的燃烧热，A项错误；在氧气中反应生成，由题图可知该反应是放热反应，C项错误；小于0，而该反应放出的热量为正值，D项错误。

16.答案：（1）；

（2）117；<

（3）如图所示

解析：（1）键能越小，化学键断裂越容易；键能越大，物质越稳定。由图1可求出的反应热。

（2）由图2知，消耗1 mol CO时放出的热量为368kJ-134kJ=234kJ，则0.5molC0被氧化时放出117kJ热量；可逆反应中反应物不可能消耗完，因此放出的热量小于kJ。

（3）作图时注意两点：生成物的总能量比反应物的高，过渡态的能量最高。