■2011化学高考6-1第一节___化学反应与能量的变化

1、化学反应与能量、原电池和电解池是从反应能量变化和氧化还原角度深入研究化学反应，是中学化学反应原理理论部分的核心内容，在高考中占有重要地位。化学反应与能量考查角度具有多样性，可从热化学方程式的正误判断、热化学方程式的计算等来考查吸放热量的变化，反应热、燃烧热、中和热的概念和盖斯定律的应用，如2009全国理综11、2009天津理综6、2009四川理综9、2009上海化学5、19、2009海南化学12、2009广东化学23等。,第六章 化学反应与能量,原电池原理、电解池原理，即电化学知识考查同样具有多样性，可考查电极反应式书写、转移电子数目的计算、金属防护、电镀、电解饱和食盐水及工业生产应用等，如2

2、009浙江理综12、2009安徽理综12、2009福建理综11、2009江苏化学12、2009广东化学14、2009北京理综6、2009上海化学13、2009山东理综、2009全国理综28、2009天津10、2009四川理综29、2009海南化学15等。,由各地高考试题可以看出，考查反应热的内容将不断拓宽，难度有所提高，形式也会更加灵活。盖斯定律的应用将是考查的一个重要内容，请考生对此热点予以关注。电化学试题仍会以选择题居多，联系新化学电源，着重在工作原理、 产物判断、电极反应式书写、离子移动方向、pH变化等命题热点，还应特别注意原电池、电解池装置的绘图和金属的腐蚀及绿色能源的开发。,1. 了

3、解化学反应中的能量变化，吸热反应和放热反应。 2了解反应热的概念，化学反应过程中能量变化与放热、吸热的关系。 3了解热化学方程式的概念，正确书写热化学方程式。 4理解燃烧热、中和热的概念及简单计算。 5掌握盖斯定律的运用。 6了解化石燃料、新能源的开发，燃料的充分燃烧。,第一节 化学反应与能量的变化,1化学变化中能量变化的原因 (1)化学反应必有新物质生成，新物质的总能量与反应物的总能量 。 (2)化学反应中必然遵循 守恒。 2从化学键角度分析 分子或化合物里的原子之间是通过 结合的。化学变化的过程就是反应物中的 断开，同时形成 的过程。,不相等,能量,化学键,化学键,新的化学键,断开化学键要

4、 能量，形成化学键要 能量。当反应中反应物化学键的断裂吸收的能量大于生成物中化学键形成释放的能量时，化学反应 能量，反之，化学反应 能量。如下图所示： E1E2反应吸收能量 E1E2反应释放能量,吸收,放出,吸收,放出,3从能量储存的角度分析 化学反应必有新物质生成，新物质的总能量与反应物总能量不同。化学反应不仅要遵循 守恒定律，还要遵循 守恒。 如果反应物具有的总能量(总焓) 生成物具有的总能量(总焓)，反应物转化为生成物时放出能量，这就是 反应。反之，为吸热反应。如下图所示：,质量,能量,大于,放热,举例说明常见的吸热反应和放热反应有哪些？ 提示：(1)常见的放热反应 一切燃烧反应。 活泼

5、金属与酸或水的反应。 酸碱中和反应。 大多数化合反应(但有些化合反应是吸热反应，如： N2O2=2NO，CO2C=2CO等均为吸热反应)。,(2)常见的吸热反应 Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应 大多数分解反应是吸热反应 H2CuO CuH2O， CH2O(g) COH2等也是吸热反应。,1反应热(焓变) (1)概念：化学反应过程中所释放或吸收的 。 (2)表示符号： 。 (3)单位： (或 ) 。 (4)类型：燃烧热、中和热等。,热量,H,kJmol1,kJ/mol,2热化学方程式 (1)概念：表示参加反应的物质的物质的量和 的关系的化学方程式。 (2)表示意义： 2H2(g)O2(g

6、)=2H2O(l)；H571.6 kJmol1， 表示在 条件下， H2和 O2完全反应生成2 mol 时 。,能量,液态水,放出的热量为571.6kJ,25、101kPa,2mol,1mol,3燃烧热 (1)在25、101 kPa时， 物质完全燃烧生成 时所放出的热量， 叫做该物质的燃烧热。 (2)说明： 稳定的氧化物：一般C ；H (l)。 热化学方程式特点：可燃物的物质的量为 。 4中和热 在 中，酸跟碱发生中和反应生成 H2O，这时的反应热叫做中和热。,1mol,稳定氧化物,CO2,H2O,1mol,稀溶液,1mol,1盖斯定律：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓

7、变都是一样的。 2如由A到B可以设计如下两个途径： 途径一：AB(H) 途径二：ACB(H1H2) 则焓变H、H1、H2的关系可表示为 。,HH1H2,1化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量(或换算成相应的热量)来表述，叫做反应热，又称为“焓变”，符号用H表示，单位常用kJmol1。许多化学反应的反应热都可以通过实验直接测量。 2化学上把放出热量的化学反应称为放热反应，把吸收热量的化学反应称为吸热反应。它们的区别如下：,【例1】 下列说法错误的是() A物质发生化学反应都伴随着能量变化 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关系中，反应物的总能量与生成物的总能量

8、一定 不同 D在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量不一定总是高于生成物 的总能量,解析：物质发生化学反应都伴随着能量的变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化、核变化(如原子弹的爆炸)也都伴有能量变化。在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量(设为x)与生成物的总能量(设为y)之间的关系为：xy，化学反应为放热反应；xy，化学反应为吸热反应；xy。 答案：B,反应条件与吸热、放热的关系 不同的化学反应发生的条件不同，放热反应和吸热反应均能在一定条件下发生。反应开始需要加热的反应可能是吸热反应也可能是放热反应。反应是吸热还是放热与反应的条件没有必然的联系，而决定于反

9、应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。,1(2010改编)分析右面的能量变化示意图，确定下列选项中正确的是() A2A(g)B(g)=2C(g)H0 C2AB=2CH0 D2C=2ABH0 解析：由于A、B的总能量高于C的能量， 故A、B生成C的反应为放热反应，H0。 答案：A,与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下五点： H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应， H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJ/mol。 2注意反应热H与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大

10、多数H是在25、101 325 Pa下测定的，可不注明温度和压强。,3注意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或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。 4注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热H不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“”和“”。,5注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应向逆向进行时，其反应热与正

11、反应的反应热数值相等，符号相反。,热化方程要点多，漏掉一点分不得。 标清状态配好平，焓变正负千焦摩。 系数反热成正比，方程变向焓变舵。,记忆口诀,【例2】 (2010试题调研，山东潍坊4月)在298 K、1.01105 Pa条件下，将22 g CO2通入750 mL 1 molL1 NaOH溶液中充分反应，测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下，1 mol CO2通入1 L 2 molL1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是(),ACO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(2yx)kJmol1 BCO2(g

12、)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(2xy)kJmol1 CCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(4xy)kJmol1 D2CO2(g)2NaOH(l)=2NaHCO3(l)H(8x2y)kJmol1,解析：0.5mol CO2与0.75mol NaOH反应生成0.25mol Na2CO3和0.25mol NaHCO3，反应所放出的热量为x kJ，则生成1 mol Na2CO3和1mol NaHCO3放出4x kJ的热量。1mol CO2通入含2 mol NaOH溶液中生成1 mol Na2CO3，放出y kJ的热量，则1mol CO2与含1 mol NaOH的溶液反应

13、生成1 mol NaHCO3所放出的热量为(4xy)kJ。D项中NaOH和NaHCO3的状态标错。 答案：C,书写热化学方程式防错诀窍 热化学方程式往往是接受容易，书写难。这种“难”主要体现在写不完整，且常有如下漏写之处： 漏写反应物或生成物的聚集状态，其根本点是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。 将H的正、负混淆，其关键是没有体会到“”“”分别表达吸收或放出热量后使反应后物质本身的能量升高或降低了。,未注意到：化学计量数不同，其反应热的数值也不相同。 看清题目要求。写热化学方程式，答案不是唯一的；写表示燃烧热的热化学方程式，可燃物的化学计量数必须为1，答案是唯一的。写表示中和热的热化学方

14、程式，生成物水的化学计量数必须为1。,2(2010试题调研，山东临沂质检)25、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJmol1、285.8 kJmol1、890.3 kJmol1、2 800 kJmol1，则下列热化学方程式正确的是() AC(s) O2(g)=CO(g)H393.5 kJmol1 B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H571.6 kJmol1 CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1 D. C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1,解析：根据燃烧热的定义

15、，碳的燃烧产物应是二氧化碳；氢气燃烧是放热反应(H0)且水应为液态；25时甲烷的燃烧产物是气态二氧化碳和液态水。 答案：D,1根据热化学方程式计算 反应热与反应物各物质的物质的量成正比。 2根据反应物和生成物的总能量计算 HE生成物E反应物。 3根据键能计算 H反应物的键能总和生成物的键能总和。,4根据盖斯定律计算 化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。例如： 由图可得：HH1H2。 5根据物质燃烧放热数值计算：Q(放)n(可燃物)|H|。,【例3】 已知：C

16、(s) O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1 C(s)O2(g)=CO2(g)H393.51 kJmol1 计算反应C(s)CO2(g)=2CO(g)的反应热H的值为() A283.01 kJmol1 B172.51 kJmol1 C283.1 kJmol1 D504.00 kJmol1,解析：根据盖斯定律：将式反向则CO2(g)=C(s)O2(g) H393.51 kJmol1 式2得2C(s)O2(g)=2CO(g)H110.52 kJmol1，二式相加合并得C(s)CO2(g)=2CO(g)；H393.51 kJmol1221 kJmol1172.51 kJmol1。 答案：

17、B,盖斯定律的主要用途是用已知反应的反应热来推知相关反应的反应热。 热化学方程式之间的“”“”等数学运算，对应H也进行“”“”等数学计算。,3(2009海南化学，12)已知：Fe2O3(s) C(s)= CO2(g)2Fe(s) H234.1 kJmol1 C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1 则2Fe(s) O2(g)=Fe2O3(s)的H是() A824.4 kJmol1 B627.6 kJmol1 C744.7 kJmol1 D169.4 kJmol1,解析：把题给的两个方程式变换为： 2Fe(s) CO2(g)=Fe2O3(s) C(s) H234.1 kJmol

18、1 C(s) O2(g)= CO2(g)，H590.25 kJmol1， 相加即得结果。 答案：A,【例1】 (2009四川理综，9)25，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5 518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是() A2H(aq) (aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l) H57.3 kJ/mol BKOH(aq) H2SO4(aq)= K2SO4(aq)H2O(l)；H57.3 kJ/mol,CC8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)；H5 518 kJ/mol D2

19、C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)； H5 518 kJ/mol 解析：A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时产生的热效应，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应的热效应会有所变化，生成1 mol H2O(l)时产生的热量不再是57.3 kJ；B项正确；,C项，燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所产生的热量，这时产物中的水应为液态水，该项错误；D项，当2 mol辛烷完全燃烧时，产生的热量为11 036 kJ，且辛烷应为液态，错误。 答案：B,高分策略 本题考查有关反应热、中和热和燃烧热相关概念，热化学反应方

20、程式的书写等，重点考查考生的理解能力、分析推理能力和判断能力，有些选项有较大的迷惑性，考生易忽视热化学方程式书写规则和概念限制，而出现错选A、D、C。 理解热化学内容重点要抓住两点：准确理解基本概念，如燃烧热强调可燃物与氧气反应，产物必须是稳定的氧化物，燃烧热与参加反应的物质多少无关，它们对物质的量限定为1 mol。再如，反应热与催化剂无关等。书写热化学方程式要按步骤进行，对于同素异形体要注明物质名称，比较反应热时，要考虑其正、负号。,【例2】 (7分)高炉冶炼铁的工艺流程如图： (1)已知甲烷的燃烧热为889.5 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式为_。 (2)还原反应室中，1 mol合成气(CO、H2)与足量Fe2O3充分反应后，可生成_mol Fe。,(3)催化反应室中发生的反应为： CH4(g)H2O(g) CO(g)3