高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热第二课时学案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热第二课时学案，共9页。

1．认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。
2．理解燃烧热的概念，掌握有关燃烧热的计算。
图说考点
必备基础——自学·尝试
[新知预习]
1．热化学方程式
(1)定义：表明反应所________________的热量的化学方程式。
(2)意义：热化学方程式既表明了化学反应中的________变化，也表明了化学反应中的________变化。例如H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝，表示在25 ℃、101 kPa时，________H2与________O2完全反应生成________水时________的热量是285.8 kJ。
(3)热化学方程式书写三步骤：
——写出配平的化学方程式
⇓
——注明物质的________状态
⇓
——计算出ΔH的数值，并写出________
(4)书写原则：
①热化学方程式的化学计量数只表示__________，不表示____________，可以用整数也可以用________。
②必须注明物质的________、ΔH的“________”和________。
③对于相同反应，ΔH的数值必须与________对应。
2．燃烧热
(1)定义
101 kPa时，________纯物质完全燃烧生成________时所放出的热量。
(2)表达形式
①符号：ΔH为“________”或ΔH________0。
②单位：________。
(3)意义
例如：CH4的燃烧热为890.3 kJ·ml－1，表示在25℃、101 kPa时，__________ CH4(g)完全燃烧生成____________和____________时放出890.3 kJ的热量。反应的热化学方程式为________________________。
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)热化学方程式中，化学计量数只代表物质的量，不代表分子数。( )
(2)反应条件(点燃或加热)对反应热有影响，所以热化学方程式必须注明反应条件。( )
(3)比较ΔH大小，只需比较数值，不用考虑正负号。( )
(4)CH4的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·ml－1，因此1 ml CH4完全燃烧一定放出890.3 kJ热量。( )
(5)热化学反应方程式中ΔH的单位中“ml－1”是指“每摩尔反应”。( )
(6)3H2(g)＋N2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·ml－1表示3 ml H2和1 ml N2混合后，在一定条件下充分反应可放出92.4 kJ的热量。( )
2．N2H4是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 ml N2H4(g)完全燃烧生成N2(g)和H2O(g)时，放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程式正确的是( )
A.N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋H2O(g) ΔH＝＋267 kJ·ml－1
B．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·ml－1
C．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋534 kJ·ml－1
D．N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－133.5 kJ·ml－1
3．2020年，中国长征火箭家族迎来了一位新成员——长征八号运载火箭。该型火箭的研制将进一步完善我国运载火箭型谱，满足未来中高轨商业发射市场的需求。
偏二甲基肼()是长征系列火箭的燃料，已知：25 ℃、101 kPa时，1.5 g偏二甲基肼完全燃烧生成CO2(g)、N2(g)、H2O(l)时，放出50 kJ热量，则偏二甲基肼的燃烧热为( )
A．1 000 kJ·ml－1 B．1 500 kJ·ml－1
C．2 000 kJ·ml－1 D．3 000 kJ·ml－1
4．25 ℃、101 kPa时，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热(ΔH)依次是－393.5 kJ·ml－1、－285.8 kJ·ml－1、－890.31 kJ·ml－1和－2 800 kJ·ml－1，则下列热化学方程式正确的是( )
A．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋571.6 kJ·ml－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.31 kJ·ml－1
D．C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1 400 kJ·ml－1
5．依据实验数据，写出下列反应的热化学方程式：
(1)1 ml C2H4(g)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和液态水，放出1 411 kJ热量：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)1 ml CaCO3(s)在高温下完全反应，生成CaO(s)和CO2(g)，吸收178.2 kJ热量：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)2 ml Al(s)与适量O2(g)反应，生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ热量：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)18 g葡萄糖与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出280.4 kJ热量：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
核心素养——探究·分享
提升点一 热化学方程式的书写
例1 在常温常压下，1 g H2在足量Cl2中燃烧生成HCl气体，放出92.3 kJ的热量。下列热化学方程式中正确的是( )
A.H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－92.3 kJ·ml－1
B．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝＋92.3 kJ·ml－1
C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝＋184.6 kJ·ml－1
D.2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋184.6 kJ·ml－1
状元随笔 “五看”法判断热化学方程式的正误
一看方程式是否配平
二看各物质的聚集状态是否正确
三看ΔH的“＋”“－”符号是否正确
四看反应热的单位是否为“kJ·ml－1”
五看反应热的数值与化学计量数是否对应
[提升1] (1)氢气和氧气反应生成1 ml水蒸气，放出241.8 kJ热量(25 ℃、101 kPa下测得)，写出该反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)0.3 ml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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知：H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ·ml－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。
状元随笔 书写的“三步骤”
(1)写出配平的化学方程式
(2)注明物质的聚集状态
(3)写出ΔH的数值、单位、及正负
关键能力
书写热化学方程式时应注意的问题
(1)热化学方程式的基础是化学方程式，因此必须遵循化学方程式的要求，如原子守恒、元素守恒等。
(2)要在物质的化学式后用括号注明反应物和生成物的聚集状态。一般用英文字母g、l和s分别表示物质的气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。热化学方程式一般不写反应条件。
(3)要在化学方程式的右边标出焓变(ΔH)。放热反应，ΔH为“－”；吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位是kJ·ml－1(或kJ/ml)。方程式与ΔH应用空格隔开。
(4)由于ΔH与测定条件有关，因此应在ΔH后注明反应温度和压强。在25 ℃、101 kPa下进行的反应，可不注明。
(5)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，一般不用小数。
提升点二 燃烧热的理解
例2 下列有关燃烧热的说法中正确的是( )
A．1 ml可燃物燃烧放出的热量是燃烧热
B．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184 kJ·ml－1，则H2的燃烧热ΔH＝－184 kJ·ml－1
C．在25 ℃、101 kPa时，1 ml S(s)转化成SO3(g)的反应热即为S(s)的燃烧热
D．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－11 036 kJ·ml－1，则C8H18(l)的燃烧热ΔH＝－5 518 kJ·ml－1
状元随笔 燃烧热定义中的稳定氧化物具体指：C―→CO2(g) S―→SO2(g)
H―→H2O(l)
[提升2] 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·ml－1(燃烧热)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ·ml－1(中和热)
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－269.8 kJ·ml－1(反应热)
D．2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ·ml－1(反应热)
状元随笔 注意区别
燃烧热和燃烧的热化学方程式是不一样的
关键能力
反应热、燃烧热和中和热的比较
状元随笔 “燃烧热”和“中和热”都是反应热，只是对反应物和产物有特定的要求。
素养形成——自测·自评
1.下列有关燃烧热的说法正确的是( )
A．1 ml纯物质完全燃烧时所放出的热量叫做该物质的燃烧热
B．放热反应的热化学方程式中，ΔH就是该可燃物的燃烧热
C．物质的燃烧热不能由实验测得
D．1 ml硫蒸气与2 ml硫蒸气完全燃烧时，燃烧热相同
2．根据下图所给信息，得出的结论正确的是( )
A．48 g C完全燃烧放出的热量为1 574 kJ·ml－1
B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·ml－1
C.2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋283.0 kJ·ml－1
D．C(s)＋O2(g)===CO2(s) ΔH＝－393.5 kJ·ml－1
3．下列关于2C4H10(g)＋13O2(g)===8CO2(g)＋10H2O(l) ΔH＝－5 800 kJ·ml－1的叙述错误的是( )
A．该反应的反应热ΔH＝－5 800 kJ·ml－1，是放热反应
B．该反应的ΔH与各物质的状态有关，与化学计量数也有关
C．该热化学方程式表示在25 ℃、101 kPa下，2 ml C4H10气体完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出热量5 800 kJ
D．该反应表明2 ml丁烷燃烧时一定会放出5 800 kJ的热量
4．化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是( )
A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·ml－1
B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝2(b－a) kJ·ml－1
C．N2(g)＋H2(g)===NH3(l) ΔH＝(b＋c－a) kJ·ml－1
D．N2(g)＋H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a＋b) kJ·ml－1
5．写出下列反应的热化学方程式：
(1)1 ml C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 366.8 kJ热量：
________________________________________________________________________。
(2)1 ml 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：
________________________________________________________________________。
6．(1)已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝，若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，则反应H2(g)＋O2(g)===H2O(l)的ΔH＝________kJ·ml－1。氢气的燃烧热为________kJ·ml－1。
(2)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料，它可以由绿色植物的秸秆制取，1.0 g乙醇完全燃烧生成液态水放出1.367 kJ热量，表示乙醇燃烧热的热化学方程式为________________________________________________________________________。
练后感悟
1．准确理解燃烧热的概念和中和热概念的区别。
2．注意书写的热化学方程式中的焓变与可燃物的量的对应关系保持一致。
第2课时 热化学方程式 燃烧热
必备基础
新知预习
1．(1)释放或吸收 (2)物质 能量 1 ml ml 液态 放出 (3)聚集 单位及符号 (4)①物质的量 分子个数 分数 ②聚集状态 ＋、－ 单位 ③化学计量数
2．(1)1 ml 指定产物 (2)①－ < ②kJ·ml－1
(3)1 ml CO2(g) H2O(l) CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·ml－1
即学即练
1．答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
2．解析：该反应为放热反应，A、C项错误；0.25 ml N2H4(g)完全燃烧生成N2(g)和H2O(g)时放出133.5 kJ热量，则1 ml N2H4(g)完全燃烧生成N2(g)和H2O(g)时放出的热量为534 kJ，B项正确，D项错误。
答案：B
3．答案：C
4．答案：D
5．答案：(1)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－1 411 kJ·ml－1
(2)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋178.2 kJ·ml－1
(3)2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)
ΔH＝－1 669.8 kJ·ml－1
(4)C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)
ΔH＝－2 804 kJ·ml－1
核心素养
例1 解析：H2在Cl2中燃烧生成HCl气体，1 g H2燃烧放出92.3 kJ的热量，则1 ml(2 g)H2燃烧放出184.6 kJ的热量，化学反应放出热量，ΔH为“－”。则H2在Cl2中燃烧生成HCl气体的热化学方程式为H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·ml－1。一个放热反应的逆反应是吸热反应，并且在其他条件相同时，ΔH是原ΔH的相反数。则该题的四个选项中只有D是正确的。
答案：D
提升1 解析：由氢气和氧气反应生成1 ml水蒸气放出241.8 kJ热量(25 ℃、101 kPa下测得)，推知氢气和氧气反应生成1 ml水蒸气，反应的热化学方程式为：
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·ml－1。
答案：(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝
(或2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ·ml－1)
(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2 165 kJ·ml－1
(3)1 016.5
例2 解析：根据燃烧热的定义“25 ℃、101 kPa时，1 ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量”知，A项说法与定义不符；H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应产物HCl不是氧化物，所以其反应热不是燃烧热，故B项错误；S(s)完全燃烧生成的稳定氧化物是SO2(g)，不是SO3(g)，故C项错误；由热化学方程式知，C8H18(l)的燃烧热ΔH＝(－11 036 kJ·ml－1)÷2＝－5 518 kJ·ml－1，故D项正确。
答案：D
提升2 解析：A项，燃烧热要求反应生成的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O必须为液态，错误；B项，中和反应是放热反应，ΔH应小于0，错误；D项，热化学方程式应标明物质的聚集状态，错误。
答案：C
素养形成
1．解析：燃烧热的概念有三个要点：①必须是在101 kPa下；②可燃物的物质的量必须为1 ml；③可燃物必须完全燃烧，生成稳定的氧化物如液态水、二氧化碳气体等。A项，未强调“101 kPa”；B项，放热反应不一定是燃烧反应；C项，物质的燃烧热可由实验测得；D项，根据燃烧的概念可知，燃烧热是定值，与参加反应的纯物质的物质的量无关。
答案：D
2．解析：A项，根据图示可知，1 ml的C完全燃烧放出的热量是393.5 kJ，则48 g C也就是4 ml的C完全燃烧放出的热量为393.5 kJ·ml－1×4 ml＝1 574 kJ，错误；B项，1 ml C燃烧变为CO，放热为393.5 kJ－283.0 kJ ＝110.5 kJ，则2 ml C燃烧变为CO放出热量是110.5 kJ×2＝221.0 kJ，所以有热化学方程式2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ·ml－1，正确；C项，根据图示可知1 ml的CO2比1 ml的CO和1/2 ml的O2的能量总和低283.0 kJ，则相应的热化学方程式是2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝＋566.0 kJ·ml－1，错误；D项，1 ml固体C完全燃烧产生1 ml的气体CO2，放出的热量是393.5 kJ，由于物质在固态时含有的能量比气态时低，所以产生1 ml固态CO2放出的热量要比393.5 kJ多，因此该热化学方程式书写有误，错误。
答案：B
3．解析：由热化学方程式表示的意义可知，A、B正确；在热化学方程式没有标明温度、压强的情况下，对应的温度、压强为常温、常压，C正确；2 ml丁烷在常温常压下完全燃烧生成液态水时放出的热量才是5 800 kJ，D错误。
答案：D
4．解析：由题图可以看出，ml N2(g)＋ ml H2(g)断裂化学键生成1 ml N和3 ml H吸收的能量为a kJ，1 ml N＋3 ml H形成1 ml NH3(g)释放的能量为b kJ，所以有N2(g)＋H2(g)===NH3(g) ΔH＝(a－b) kJ·ml－1，而1 ml NH3(g)转化为1 ml NH3(l)放出c kJ的热量，所以有N2(g)＋H2(g)===NH3(l) ΔH＝(a－b－c) kJ·ml－1即N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l) ΔH＝2(a－b－c) kJ·ml－1。
答案：A
5．解析：(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＝。
(2)1 ml C(石墨)与H2O(g)完全反应吸收131.3 kJ热量，则相应的热化学方程式C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝。
(3)1.7 g NH3的物质的量为0.1 ml，则1 ml 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NH3(g)＋O2(g)===NO(g)＋H2O(g) ΔH＝。
答案：(1)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1 366.8 kJ·ml－1
(2)C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.3 kJ·ml－1
(3)NH3(g)＋O2(g)===NO(g)＋H2O(g)
ΔH＝－226.7 kJ·ml－1
6．解析：H2和O2反应生成1 ml H2O(g)放出241.8 kJ的热量，而1 ml H2O(g)变为液态水需继续放出2.444 kJ×18≈44 kJ的热量，则反应H2(g)＋O2(g)===H2O(l)的ΔH＝－(241.8＋44) kJ·ml－1＝－285.8 kJ·ml－1，即氢气的燃烧热为285.8 kJ·ml－1。
答案：(1)－285.8 285.8
(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－62.882 kJ·ml－1
反应热
燃烧热
中和热
概念
化学反应过程中放出或吸收的热量
101 kPa时，1 ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 ml液态水时所放出的热量
能量的
变化
放热或吸热
放热
放热
ΔH的大小
放热时，ΔH＜0；
吸热时，ΔH＞0
ΔH＜0
ΔH＜0
反应条件
一定压强下
101 kPa
稀溶液
反应物的量
不限
1 ml纯物质
不一定是1 ml
生成物的量
不限
不限
1 ml液态水