2022届高考化学二轮复习（湖南专版）第04课时·化学反应及其能量变化

1第4课时化学反应及其能量变化21．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2．了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3．了解化学方程式的含义，能完整写出热化学方程式，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4．学会在实验室进行中和热的测定。5．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础工业，了解化学在解决能源危机中的重要作用。31．吸热反应、放热反应吸热反应放热反应定义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应实质总能量关系：∑E(反应物)<∑E(生成物)总能量关系：∑E(反应物)>∑E(生成物)总键能关系反应物的总键能>生成物的总键能反应物的总键能<生成物的总键能4吸热反应放热反应实例①所有的水解反应①中和反应②所有的电离反应②所有的燃烧反应③大多数的分解反应③大多数的化合反应④Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应；C与高温水蒸气的反应④绝大多数的置换反应5注意：燃烧热的热化学方程式要求可燃物的系数为1，反应的热化学方程式则无此要求。2.燃烧热和中和热(1)燃烧热：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物(物质不能再在此条件下燃烧，状态最稳定态，如水为液态)时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。如H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)

H=-285.8kJ/mol与H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)

H=-241.8kJ/mol比较，前者才体现H2的燃烧热。6(2)中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热(即所放出的热量)叫做中和热。H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)

DH=-57.3kJ/mol,57.3的数值只适应于强酸强碱的反应，若是弱酸或弱碱参与反应，生成1molH2O时，数值要小于57.3，若有沉淀生成，如稀硫酸与稀的Ba(OH)2反应，生成1molH2O时，反应热的数值要大于57.3。7(1)

注明参加反应各物质的聚集状态；(2)

标出反应热数值，放热反应的DH为“-”，吸热反应的DH为“+”；(3)

由于热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，不表示分子或原子的个数，故化学计量数可用分数表示。

3．热化学方程式84．盖斯定律定义：一个化学反应不管是一步完成的，还是多步完成的，其热效应总是相同的。计算方法：9找出能量守恒的等量的关系图1图2(1)找起点AC(2)找终点CB(3)过程A→B→C

A→CC→A→B

C→B(4)列式DH1+DH2=DH3DH3+DH1=DH2注意配平在具体实例中要注意—(5)求解——10一、用图形理解反应热的本质【例1】(2009·宁夏)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)氧化为1molSO3的DH=-99kJ·mol-1。请回答下列问题：

11(1)图中A、C分别表示____________、____________，E的大小对该反应的反应热有无影响？________。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？________，理由是______________________________________________________________________；(2)图中DH=________kJ·mol-1；12(3)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_____________________________________；(4)如果反应速率v(SO2)为0.05mol·L-1·min-1，则v(O2)=________mol·L-1·min-1、v(SO3)=__________mol·L-1·min-1；(5)已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol-1，计算由S(s)生成3molSO3(g)的DH________________________________________________(要求计算过程)。13【解析】(1)本小题考查反应物总能量高于生成物总能量为放热反应，可得到A和C所表示的意义，E为活化能与反应热无关，但是用催化剂可以降低活化能；(2)图中表示的是2molSO2的反应，因此DH=-992kJ·mol-1；(3)依题意即可写出：SO2+V2O5SO3+2VO2,4VO2+O22V2O5；(4)依据速率之比等于化学计量数之比。14答案：(1)反应物能量生成物能量无降低因为催化剂改变了反应的历程，使活化能E降低(2)-198(3)SO2+V2O5SO3+2VO2,4VO2+O22V2O5(4)0.025

0.05

(5)S(s)+O2(g)SO2(g)

DH1=-296kJ·mol-1SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)

DH2=-99kJ·mol-1

3S(s)+9/2O2(g)3SO3(g)

DH=3(DH1+DH2)=-1185kJ·mol-1

15【变式练习1】(2010·海南五校)氯原子对O3分解有催化作用：Cl+O3ClO+O2

DH1；ClO+OCl+O2

DH2，大气臭氧层的分解反应是：O+O32O2

DH，该反应的能量变化示意图如下：16下列叙述中正确的是()A．反应O+O32O2的DH=E1-E3B．O+O32O2是放热反应C．DH=DH1+DH2D．大气层中的臭氧无法再生BC17二、有关反应热概念及热化学方程式的判断【例2】(2011·浙江)下列说法不正确的是(

)A．已知冰的熔化热为6.0kJ·mol-1，冰中氢键键能为20kJ·mol-1。假设每摩尔冰中有2mol氢键，且熔化热完全用于打破冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键B．已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为α，Ka＝

。若加入少量CH3COONa固体，则电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋向左移动，α减小，Ka变小18C．实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为－3916kJ·mol-1、－3747kJ·mol-1和－3265kJ·mol-1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键D．已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)2Fe(s)＋3CO(g)

ΔH＝489.0kJ·mol-1CO(g)＋O2(g)CO2(g)

ΔH＝－283.0kJ·mol-1C(石墨)＋O2(g)CO2(g)

ΔH＝－393.5kJ·mol-1则4Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH＝－1641.0kJ·mol-119【解析】

A项正确，熔化热只相当于0.3mol氢键的键能。B项错误，Ka只与温度有关，与浓度无关。C项正确，环己烯(l)与环己烷(l)相比，形成一个双键，能量降低169kJ·mol－1，苯(l)与环己烷(l)相比，能量降低651kJ·mol－1，远大于169×3kJ·mol－1，说明苯环有特殊稳定结构。D项正确，由盖斯定律即可计算得出。答案：B20三、反应热在可逆反应中的应用【例3】根据碘与氢气反应的热化学方程式①I2(g)＋H2(g)2HI(g)

ΔH＝－9.48kJ·mol－1②I2(s)＋H2(g)2HI(g)

ΔH＝＋26.48kJ·mol－1下列判断正确的是(

)A．254gI2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48kJB．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC．反应①的产物比反应②的产物稳定D．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低21【解析】该反应是可逆反应，反应物不能完全转化，A项错误；

利用盖斯定律可得出1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ，B项错误；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多，C项错误；利用盖斯定律计算，D项正确。答案：D22【变式练习2】工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)

DH=+QkJ·mol-1(Q>0)某温度、压强下，将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正确的是(

)A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率B．若反应开始时SiCl4为1mol，则达到平衡时，吸收热量为QkJC．反应至4min时，若HCl的浓度为0.12mol·L-1，则H2的反应速率为0.03mol/(L·min)D．当反应吸收热量为0.025QkJ时，生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH恰好反应D【例4】(2011·海南)已知：2Zn(s)＋O2(g)

2ZnO(s)

ΔH＝－701.0kJ·mol－12Hg(l)＋O2(g)2HgO(s)

ΔH＝－181.6kJ·mol－1则反应Zn(s)＋HgO(s)ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为(

)A．＋519.4kJ·mol-1B．＋259.7kJ·mol-1C．－259.7kJ·mol-1D．－519.4kJ·mol-123四、运用盖斯定律进行计算24【解析】反应的焓值由盖斯定律直接求出。由上述第一式减去第二式除以2，即(ΔH1－ΔH2)/2＝－259.7kJ·mol－1。答案：C25【变式练习3】(2010·全国卷Ⅱ)下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃，101kPa)：①C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)

DH=-2878kJ/mol②C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(g)

DH=-2658kJ/mol③C4H10(g)+O2(g)4CO(g)+5H2O(l)

DH=-1746kJ/mol④C4H10(g)+O2(g)4CO(g)+5H2O(g)

DH=-1526kJ/mol由此判断，正丁烷的燃烧热是()A．-2878kJ/molB．-2658kJ/molC．-1746kJ/molD．-1526kJ/molA【例5】(2011·重庆)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知1molS(