第二章第一节 化学能与热能

1、 第二章 化学反应与能量第一节 化学能与热能日期： 姓名： 【学习目标】1. 了解化学反应的本质，及与能量变化的关系；2. 了解反应热的概念，知道化学反应、热效应与反应的焓变之间的关系。3. 知道反应热与化学键的关系。 4. 知道反应热与反应物、生成物之间的关系。5. 掌握放热反应和吸热反应，及其微观和宏观的解释；【学习新知】知识点一 化学反应的本质1. 化学反应的本质： 。注：仅有旧键断裂，不能称为化学反应。Eg:NaCl溶于水。知识点二 焓变 反应热1、焓：焓是与 有关的物理量。符号为 。2、焓变：焓变是 与 的焓值差。符号为 。单位为 。3、焓变与反应热的关系： 在 条件下，反应的热效应

2、（即反应热） （填大于、小于、等于）焓变。知识点三 化学反应伴随能量变化的解释1. 微观解释-从化学键角度当E1 > E2时，反应 能量，H 0当E1 < E2时，反应 能量，H 0例： E1=(436+243)KJ/mol E2=431×2 KJ/mol ,则H= KJ/mol反应物旧件断裂吸收的能量E1 生成物新键形成放出的热量E2，此反应为 反应，H 0 。结论：H=反应物分子的 - 生成物分子的 。2. 宏观解释-从物质总能量角度看（化学反应中能量变化的因素决定于： ）反应 物总能量 生成物总能量反应 物总能量 生成物总能量 能量体系自身能量 ，为 反应。规定吸热

3、反应H为“ ”或H 0。 能量体系自身能量 ，为 反应。规定放热反应H为“ ”或H 0。【思考】化学反应都伴随能量变化，伴随能量变化的一定是化学反应吗？例1 在H2和Cl2反应生成HCl的反应中，已知断裂1molHH键吸收的能量为aKJ,断裂1molClCl键吸收的能量为bKJ，形成1molHCl键释放的能量为cKJ,则生成1molHCl放出的能量为（ ） A.（c-a-b）KJ B. （a+b-c）KJ C.（2c-a-b）KJ D. （2c-a-b）/2KJ例2.在25、101kPa的条件下，断裂1mol H-H键吸收436kJ 能量，断裂1mol Cl-Cl

4、键吸收243kJ能量，形成1mol H-Cl键放出431kJ能量H2+Cl22HCl的化学反应可用如图表示：请回答下列有关问题：（1）反应物断键吸收的总能量为    （2）生成物成键放出的总能量为    （3）判断H2+Cl22HCl是    （填“吸收”或“放出”）能量（4）反应物的总能量    （填“”或“”）生成物的总能量例3.下列说法正确的是 （ ）A. 物质发生化学反应时都伴随着能量的变化B. 伴有能量变化的物质变化都是化学变化C. 在一个确定的化学反应体

5、系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同D. 在一个确定的化学反应体系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量例4 白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP akJ·mol1、PO bkJ·mol1、P=O ckJ·mol1、O=O dkJ·mol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是（ ）A（6a+5d4c12b）kJ·mol1 B（4c+12b6a5d）kJ·mol1C（4c+12b4a5d）kJ·mol1 D（4a+5d4c12b）kJ&#

6、183;mol1知识点四 吸热反应与放热反应的比较放热反应吸热反应定 义焓变解释宏观解释图像：图像：计算公式：微观解释图像：图像：计算公式：常见的反应举例注意：需要加热才能发生的反应，不一定是吸热反应，如镁燃烧；常温下不需要加热就能发生的反应不一定是放热反应，如Ba(OH)2·8H2O +NH4Cl(s)例1 下列说法正确的是:( )A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应;B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应;C.反应物和生成物所具有的总能量决定了是放热还是吸热;D.吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生反应.例2下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是（ ）A.

7、 铝片与稀盐酸的反应 B. Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应C. 灼热的炭与CO2的反应 D. 甲烷在氧气中的燃烧反应例3 已知25、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C(石墨)  + O2(g) = CO2(g) H = -393.51kJ·mol-1 C(金刚石) + O2(g) = CO2(g)   H = -395.41kJ·mol-1    据此判断，下列说法中正确的是（

8、0; ）   A、由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的低   B、由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的高   C、由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的低   D、由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的高知识点五 热化学方程式书写1. 概念： 表示 。2. 意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中热量的变化。3. 书写注意事项： 标H ；. 标物质聚集状态：固体用 ；液体用 ；气体用 ；溶液用 ； 计量系数的意义、形式： 热化学方程式表示反应已完

9、成的数量，所以计量系数翻倍，焓变也翻倍；当反应逆向进行时，焓变数值相等，符号相反。例如：H2(g)O2(g) = H2O(l) H= - 285.8 kJ·mol1 H2O(l) = H2(g)O2(g) H= 2H2O(l) =2 H2(g)O2(g) H= 练一练：写出下列热化学反应方程式 1mol液态乙醇完全燃烧生成CO2（g）和H2O(l)，放出1366.8KJ热量： 1 1molC(石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3KJ热量： 1.7gNH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67KJ的热量： 例1分析图中的能量变化情况，下列热

10、化学反应方程式正确的是()A2AB=2CH<0 B2C=2ABH<0C2A(g)B(g)=2C(g)H<0 D2A(g)B(g)=2C(g)H>0例2 .已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g) H242 kJ·mol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H484 kJ·mol1CH2(g)O2(g)=H2O(g) H242 kJ·mol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H484 kJ·mo

11、l1例3 H在比较大小时要附带上其正负号 S(s)O2(g)=SO2(g)H1S(g)O2(g)=SO2(g)H2 H1_H2 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H2 H1_H2 2 K(s)+ 2H2O(l)=2KOH(aq) + H2(g) H1 2 Na(s)+ 2H2O(l)=2NaOH(aq) + H2(g) H2 H1_H2 H2(g) + Cl2(g) =2HCl(g) H1 H2(g) + Br2(g) =2HBr(g) H2 H1_H2例4 红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5

12、(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1mol产物的数据)。根据上图回答下列问题：(1) P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_。(2) PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_，上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.80molPCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率1等于_；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为2，2_1(填“大于”、“小于”或“等于”)。(3) 工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是_。(4) P和Cl2分两步反应

13、生成1molPCl5的H3_，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的H4_H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5) PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是_。知识点六 中和热的测定1.定义：在 溶液中，酸和碱发生中和反应生成 时放出的热量叫中和热。思考：为什么用稀溶液？ 一般为什么都选择强酸和强碱？ 实验测定 H+(aq) + OH-(aq) = H2O (l) H 放出的热量必须是 。判断： 1mol H2SO4和足量NaOH 反应的中和热反应方程式是：2H+(aq)+2OH-(aq)=2H2O(l) H-114.6 kJ/mol （ ） 1mol H2SO4和足量

14、NaOH 反应的热化学方程式是：2H+(aq)+2OH-(aq)=2H2O(l) H-114.6 kJ/mol （ ）2.中和热的测定思考： 大烧杯中的塑料泡沫作用是什么？ 环形玻璃棒能换成铜丝吗？ 为什么酸或者碱其中一个要稍过量？ 中和热的计算方法：例1.50 mL 0.50 mol·L1盐酸与50 mL 0.55 mol·L1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题： (1)大小烧杯间填满碎纸条的作用是_ (2)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值将_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。结合日常生活的实际

15、该实验在_中进行效果更好。(3)实验中改用60 m L 0.50 mol·L1盐酸与 50 m L 0.55 mol·L1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_(填“相等”或“不相等”)，所求中和热_(填“相等”或“不相等”)，简述理_。(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_；用50 m L 0.5 mol·L1 NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_。(均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)例2 已知H+(aq) + OH-(aq) = H2O(1)；H = - 57. 3 kJ·mol

16、-1，其中aq代表稀溶液，以下四个反应方程式中，反应热H = - 57.3 kJ·mol-1的是（ ）A H2SO4(aq) +2NaOH(aq) = Na2SO4(aq)+ 2H2O(1)B H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) = BaSO4(s)+ H2O(1)C HCl(aq) +NaOH(aq) = NaCl(aq)+ H2O(1)D HCl(aq) + NH3 H2O (aq) = (NH4Cl (aq) + H2O(1)知识点七 燃烧热1. 定义：101KPa时， 纯物质完全燃烧生成 的氧化物时所放出的热量。2. 对燃烧热的理解（1）条件： （2）规定的量：（

17、3）生成物： 如：C H S （4）单位： (5) 有无“+”“-”号：（6）表示燃烧热的热化学方程式的书写要求： 可燃物的物质的量为 mol 生成物为 的氧化物【练习1】 已知：2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) H= 566.0kJ/mol，则表示CO燃烧热的热化学方程式为 。【练习2】已知则氢气的燃烧热为 （7）区分燃烧热、反应热、反应放出的热量已知：CH4(g)+2O2(g)= CO2(g) +2H2O(l) H= 890.31kJ/mol则该反应的反应热（H）为： CH4的燃烧热为： 燃烧1mol CH4放出的热量为： 。3.反应热、中和热、燃烧热的比较名称反应热燃烧热中和热

18、定义能量变化H大小单位反应条件反应物的量生成物的量举例知识点八 化学反应热的计算1、盖斯定律内容（1840年，瑞士，盖斯）：不管化学反应是 还是 完成，其反应热是 。即，化学反应的反应热只与体系的 有关，而与 无关。2. 应用计算难以测量反应的反应热例1：C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=? 已知：(1) C(s)+O2(g)=CO2(g) H1= 393.5kJ/mol (2) CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) H2= 283.0kJ/mol例2某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知： N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) H1=+6

19、7.2kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H2=-534kJ/mol 假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。例3已知 CO(g) + 1/2 O2(g) =CO2(g) H1= 283.0 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) =H2O(l) H2= 285.8 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(l) H3=-1370 kJ/mol试计算2CO(g) 4 H2(g)= H2O(l) C2H5OH(l) 的H【练习巩固】1已知化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示，

20、(1)1mol N 和3mol H 生成1mol NH3（g）是-能量的过程（填“吸收”或“释放”）。(2)1mol N2(g)和3mol H2(g)反应生成2mol NH3(g)过程 （“吸收”或“放出”） KJ能量。2（2012 重庆）.肼（H2N-NH2）是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化学键所需的能量（kJ）：NN为942、O=O为500、N-N为154，则断裂1molN-H键所需的能量（kJ）是（ ）A194 B391 C516 D6583. 已知化学反应C(s)+O2(g)CO2(g) 是放热反应。据此推断下列说法正确的是 （ ） A反应物的总能量大

21、于生成物的总能量 B反应物的总能量小于生成物的总能量 C反应物的总能量等于生成物的总能量 D无法确定反应物总能量和生成物总能量的相对大小4.（2014 海南）标准状况下，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知HH，HO，和O=O键的键焓H分别为436KJ/mol，463KJ/mol，495KJ/mol，下列热化学方程式正确的是（ ）AH2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) H =485KJ/molBH2O(g)=H2(g)+1/2O2(g) H = + 485KJ/molC2 H2(g) + O2(g)=2 H2O(g) H = + 485KJ/molD2 H2(g) + O2(g

22、)=2 H2O(g) H =485KJ/mol 5.（2015 全国1）已知反应2HI（g）=H2(g) + I2(g)的H= +11kJ·mol-1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。6对放热反应：AB=CD，以下说法一定正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示物质A、B、C、D所具有的能量 ( )AEA>EB BEA>EBEC CEAEB>ECED DEAEB<ECED.6.由下图分析，有关叙述正确的是()A. ABC和BCA两个反应

23、吸收或放出的能量不等 BABC是放热反应CA具有的能量高于B和C具有的能量总和DABC是吸热反应，则BCA必然是放热反应7.已知：(1)H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJ·mol1 (2)2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJ·mol1 (3)H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJ·mol1 (4)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJ·mol1下列关系式中正确的是()Aa<c<0 Bb>d>0 C2ab<0 D2cd>08热化学方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g

24、)H131.3 kJ·mol1表示()A碳和水反应吸收131.3 kJ能量B1 mol碳和1 mol水反应生成1 mol一氧化碳和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量C1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成1 mol一氧化碳气体和1 mol氢气并吸收131.3 kJ热量D1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ9已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热为H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJ·mol1对下列反应：CH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)HQ1 kJ·mol1 H2SO4(浓)NaO

25、H(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)HQ2 kJ·mol1HNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l) HQ3 kJ·mol1上述反应均在溶液中进行，则下列Q1、Q2、Q3的关系正确的是()AQ2>Q3>Q1 BQ2>Q1>Q3 CQ1Q2Q3 DQ2Q3>Q110.（2015 重庆）黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S (s) + 2 KNO3 (s) + 3 C (s) = K2S (s) + N2 (g) + 3 CO2(g) H= x kJ·mol1已知碳的燃烧热H1= a k

26、J·mol1 S (s) + 2 K(s) = K2S (s) H2= b kJ·mol12 K (s) + N2 (g) + 3 O2 (g) = 2 KNO3 (s) H3= c kJ·mol1 ，则x为A3a+bc Bc +3ab Ca+bc Dc+ab11. 已知中和热的数值是57.3 kJ·mol1。下列物质反应时，产生57.3 kJ热量的是（ ）A.稀HCl和稀NaOH B.1.0 mol·L-1 HCl和1.0 mol·L 1 NaOHC.500 mL 2.0 mol·L-1 HCl和500 mL2.0 mol

27、·L 1 NaOH D.500 mL 2.0 mol·L-1 H2SO4和500 mL 2.0 mol·L-1 Ba(OH)212.易误诊断(正确的打“”，错误的打“×”)。(1)甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890. 3 kJ·mol1()(2)在稀溶液中：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ()(3) 燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3