1、第2课时热化学方程式热化学方程式1概念能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2特点(与化学方程式比较)(1)指明了反应时的温度和压强，若在25_和101_kPa时进行的反应，可不注明。(2)在化学方程式右边注明H的“”、“”数值和单位。(3)所有反应物和生成物都用括号注明它们在反应时的聚集状态。常用s、l、g分别表示固体、液体和气体。(4)化学计量数只表示物质的量，不表示微粒个数。(5)化学计量数和反应热数值可以同时增大或减小相同倍数。3意义热化学方程式不仅表示化学反应中的物质变化，也表明了能量变化。H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol，表示在25_和101
2、_kPa条件下，1_mol H2(g)与 mol O2(g)完全反应生成1_mol H2O(l)时放出热量285.8 kJ。探究点一热化学方程式的书写1书写热化学方程式的方法(1)写出符合质量守恒定律的化学方程式热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量。因此，它可以用整数或简单分数表示。(2)标明物质的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标明物质的状态。通常用g、l、s分别代表气态、液态、固态。(3)用H表示化学反应放出或吸收的热量放热反应H取负值，吸热反应H取正值；H的单位常用kJ/mol。2书写热化学方程式的注意事项(1)H
3、只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“空格”隔开。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位是J/mol或kJ/mol。(2)由于H与测定条件有关(压强对反应的焓变影响很小)，因此应在H后注明反应温度(若不注明，则表示在25 下测定)，因为在不同温度下进行同一反应时，反应的焓变是不同的。(3)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，并不表示该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)要在物质的化学式后面用括号注明参加反应的物质的聚集状态，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，溶液则用aq表示。
4、(5)根据焓的性质，若热化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则H的数值也加倍；若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不变。(6)对于aAbB=cCdD这一反应，H单位中的“每摩尔”既不是指每摩尔A也不是指每摩尔B、C或D，而是指每摩尔反应，即每摩尔“aAbB=cCdD”。因此，对于同一个反应，两个热化学方程式的化学计量数不同时，H的值不同。当反应物、生成物的状态不同时，H的值也不同。例如：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/molH2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/mol(7)对于可逆反应，H的
5、值为其反应物完全转化为生成物时的量，例如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJ/mol，H表示的意义是2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为Q kJ。但是2 mol SO2气体和1 mol O2气体在实际反应时放出的热量要小于Q kJ，因为2 mol SO2气体和1 mol O2气体不可能完全转化为SO3。 1为什么热化学方程式中要标明各物质的状态？提示：先看两个热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/mol2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJ/mol同样是2 mol H2与1
6、mol O2反应生成2 mol H2O，但生成H2O的状态不同，反应放出的热量不同，由此可知，反应放出(或吸收)热量的多少与物质的状态密切相关，因此，必须标明物质的状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。2热化学方程式与化学方程式之间有什么不同？提示：【例1】已知0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在O2中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，其热化学方程式为_。又已知：H2O(l)=H2O(g)H44 kJ/mol，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。【思路分析】书写热化学方程式时要牢记三点：注明状态，此点容易遗漏；H的
7、符号；H的数值，此点容易出现计算错误，切记H的数值要与方程式中的化学计量数相对应。【解析】1 mol B2H6燃烧生成液态水时放出的热量为：649.5 kJ2 165 kJ。因此1 mol B2H6燃烧，反应的热化学方程式为B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol1。若上述反应生成的3 mol液态水全部变成气态水，将吸收热量：44 kJ/mol3 mol132 kJ，则1 mol B2H6完全燃烧生成气态水放出的热量为2 165 kJ132 kJ2 033 kJ，则0.5 mol B2H6完全燃烧生成气态水放出的热量为：2 033 kJ/mol0.5 m
8、ol1 016.5 kJ。【答案】B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJ/mol1 016.5化学反应N23H22NH3的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是(A)AN2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(abc) kJ/molBN2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(ba) kJ/molC.N2(g)H2(g)NH3(l)H2(bca) kJ/molD.N2(g)H2(g)NH3(g)H2(ab) kJ/mol解析：由图像可知：由 mol N2(g)和 mol H2(g)生成1 mol N和3 mol H，吸收a kJ的能量，由1 mol N和3
9、 mol H生成1 mol NH3(g)放出b kJ的能量，再由1 mol NH3(g)生成1 mol NH3(l)放出c kJ的能量，故该反应的热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(ab) kJ/mol或N2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(abc) kJ/mol，故A项正确。探究点二热化学方程式正误判断热化学方程式是表示参加反应的物质的量与反应热的关系的化学方程式。热化学方程式的正误判断除了遵循书写化学方程式的要求外，应侧重从以下几个方面予以考虑。1检查H的符号和单位是否正确放热反应的H为“”，吸热反应的H为“”，单位是kJ/mol，逆反应的H与正反应的H数值相同，符
10、号相反。2检查是否标明物质的状态必须标明每种反应物与生成物的状态，同一化学反应，物质的化学状态不同，H数值不同。3检查H的数值与化学计量数是否对应H的大小与反应物的物质的量的多少有关，相同的反应，化学计量数不同时，H不同。如H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJ/molH2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJ/mol原因是反应热的单位是kJ/mol，为每摩尔反应的热效应。但反应不同含义不同，对于反应来说，每摩尔反应指1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)，对于反应来说，每摩尔反应指 mol H2(g)与 mol Cl2(g)反
11、应生成1 mol HCl(g)。4特殊反应热书写表示中和热的热化学方程式时，H2O(l)的化学计量数为1，并以此配平其余物质的化学计量数。(后面会学到)已知H2I2=2HI为放热反应，请分析热化学方程式“H2I2=2HIH14.9 kJ”中的错误之处。提示：(1)漏写了各物质的聚集状态；(2)放热反应H0，漏写了“”；(3)H的单位应为kJmol1。【例2】在25 、101 kPa下，10 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热226.8 kJ，下列热化学方程式正确的是()ACH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.8 kJ/molB2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(
12、g)4H2O(l)H1 452 kJ/molC2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H725.8 kJ/molD2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 452 kJ/mol【解析】10 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热226.8 kJ，1 mol CH3OH燃烧生成CO2和液态水时放热725.76 kJ，2 mol CH3OH燃烧生成CO2和液态水时放热1 451.52 kJ。【答案】B下列热化学方程式书写正确的是(C)AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 367.0 kJmol1BNaOH(aq)HCl(aq)=
13、NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1CS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol1D2NO2=O22NOH116.2 kJmol1解析：可燃物燃烧为放热反应，H0，A项错误；中和反应是放热反应，H0，B项错误；热化学方程式要注明物质在反应时的聚集状态，D项错误。1热化学方程式：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1的叙述正确的是(C)A一分子H2和Cl2反应，放出热量184.6 kJB1 mol H2和Cl2完全反应生成2 mol HCl放出的热量为184.6 kJC在25 、101 kPa时，1 mol气态H2和1 mol气态Cl2完全
14、反应生成2 mol HCl气体，放出的热量为184.6 kJD在25 、101 kPa时，1 mol气态H2和1 mol气态Cl2完全反应生成2 mol HCl气体，吸收的热量为184.6 kJ解析：正确理解热化学方程式所表示的意义。2以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJmol1的说法中，正确的是(D)A当有10 NA个电子转移时，该反应放出1 300 kJ/mol的能量B当有NA个水分子生成且为液体时，该反应吸收1 300 kJ的能量C当有2NA个碳氧共用电子对生成时，该反应放出1 300 kJ的能量D当有8NA个
15、碳氧共用电子对生成时，该反应放出1 300 kJ的能量解析：本题综合考查了阿伏加德罗常数与反应热的知识。H1 300 kJmol1当有10 mol e转移时，生成1 mol液态水，生成2 mol CO2(O=C=O)，其中含8 mol碳氧共用电子对，放出1 300 kJ的能量。3下列热化学方程式书写正确的是(B)A2SO2O22SO3H196.6 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1CC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJDC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1解析：未注明各物质的聚集状态，且热化学方程式中不需要标注反应
16、条件，A项错误；H的单位应为kJmol1，且C(s)O2(g)=CO2(g)为放热反应，放热反应的H0，C、D项错误。4沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出445 kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是(C)A2CH4(g)4O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H890 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1D.CH4(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H890 kJmol1解析：0.5 m
17、ol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时，放出445 kJ热量，则1 mol甲烷完全燃烧放出890 kJ的热量，放热反应的H0，故C正确。5符合下图的热化学方程式是(C)ACO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJ/molBCO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJ/molCCO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H41 kJ/molDCO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H41 kJ/mol解析：从题图分析得，由反应物CO2和H2生成CO和H2O是吸热反应，其反应热为41 kJ/mol，由于题中已明确了反应物和生成物，因此只能选C而不
18、能选B。6已知：2NO2(g)N2O4(g)H1a kJmol1，N2O4(l)2NO2(g)H2b kJmol1，又知“2NO2(g)”的总能量高于“N2O4(g)”，下列有关这两个反应的说法错误的是(B)AH10BH1H2C能量关系如图所示D消耗2 mol NO2(g)生成1 mol N2O4(g)时，放出的热量为|a| kJ解析：反应物的总能量比生成物的高，故H10，A项正确；由于两个反应中N2O4的状态不同，故H1H2，B项错误；“2NO2(g)”的总能量高于“N2O4(g)”，气态N2O4的能量高于液态N2O4的能量，C项正确；由2NO2(g)N2O4(g)H1a kJmol1及A项
19、中的分析可知，D项正确。7已知几种化学键的键能数据如表所示：化学键HOHHO=O键能/(kJmol1)463436496(1)请根据表中的数据，在图中标注的序号处，填写能量变化的数值或根据箭头的指向填写能量变化是“放出”能量还是“吸收”能量。(2)请写出1 mol H2(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1。解析：(1)吸收的能量为436 kJmol12496 kJmol11 368 kJmol1。是形成化学键的过程，要放出能量。中放出的能量为1 852 kJmol11 368 kJmol1484 kJmol1。中由液态水变成水蒸气要吸
20、收能量。(2)H2(g)O2(g)=H2O(l)H(48488) kJmol1286 kJmol1。8依据事实，写出下列反应的热化学方程式：(1)28 g CO还原Fe2O3生成单质铁，放出8.3 kJ热量。Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.9 kJmol1。(2)1 mol氨气和1 mol氯化氢气体化合生成氯化铵固体，放出176 kJ热量。NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)H176 kJmol1。(3)N2和O2化合生成184 g NO2气体，吸收135.4 kJ热量。N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H67.7 kJmol1。(4)1 g H2燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量。2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1。(5)5.2 g气态乙炔(C2H2)完全燃烧生成液态水和气态CO2，放出260 kJ热量。2C2H2(g)5O2(g)=2H2O(l)4CO2(g)H2 600 kJmol1。