化學(xué)反應(yīng)與能量變化

1、化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)與能量變化1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因及能量變化的規(guī)了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因及能量變化的規(guī) 律，能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。律，能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。2了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。3了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念?；瘜W(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)與能量變化4了解熱化學(xué)方程式的含義，能用蓋斯定律了解熱化學(xué)方程式的含義，能用蓋斯定律 進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。5了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。 了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要

2、作用。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)有下列變化：有下列變化：H2在在Cl2中燃燒碳酸鈣分解鋁熱中燃燒碳酸鈣分解鋁熱反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)緩慢氧化反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)緩慢氧化Na2CO3水解水解NaOH固體溶于水鐵和稀固體溶于水鐵和稀H2SO4反應(yīng)反應(yīng)Ba(OH)28H2O和和NH4Cl反應(yīng)工業(yè)合成氨反應(yīng)工業(yè)合成氨1屬于放熱反應(yīng)的有：屬于放熱反應(yīng)的有： ，這些反應(yīng)的進(jìn)，這些反應(yīng)的進(jìn) 行，實(shí)現(xiàn)了行，實(shí)現(xiàn)了 能向能向 能的轉(zhuǎn)變。能的轉(zhuǎn)變。2屬于吸熱反應(yīng)的有：屬于吸熱反應(yīng)的有： ，這些反應(yīng)的進(jìn)行，實(shí)，這些反應(yīng)的進(jìn)行，實(shí) 現(xiàn)了現(xiàn)了 能向能向 能的轉(zhuǎn)變。能的轉(zhuǎn)變?；?/p>

3、學(xué)化學(xué)熱熱熱熱化學(xué)化學(xué)二、反應(yīng)熱二、反應(yīng)熱 下表中的數(shù)據(jù)是破壞下表中的數(shù)據(jù)是破壞1 mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量能量(kJ)：物質(zhì)物質(zhì)H2(g)O2(g)H2O(g)能量能量43649692612H2(g)O2(g)=2H2O(g)反應(yīng)是反應(yīng)是 (填填“吸熱吸熱”或或“放熱放熱”)反應(yīng)，這說(shuō)明反應(yīng)，這說(shuō)明2 mol H2(g)和和1 mol O2(g)具有的能具有的能量比量比2 mol H2O(g)具有的能量具有的能量 (填填“高高”或或“低低”)。斷裂。斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量 填填(“大于大于”或或“小于小于”)形成生成物中化學(xué)鍵放出的

4、能量。形成生成物中化學(xué)鍵放出的能量。放熱放熱小于小于高高2請(qǐng)用圖示表示出請(qǐng)用圖示表示出2 mol H2(g)與與1 mol O2(g)生成生成2 mol H2O(g)的反應(yīng)過(guò)程。的反應(yīng)過(guò)程。3根據(jù)表中數(shù)據(jù)，寫(xiě)出根據(jù)表中數(shù)據(jù)，寫(xiě)出H2(g)與與O2(g)完全反應(yīng)生成完全反應(yīng)生成H2O(g)的熱化學(xué)方程式：的熱化學(xué)方程式： 。4若已知：若已知：H2O(g)=H2O(l)H44 kJ/mol，則表，則表示示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為燃燒熱的熱化學(xué)方程式為 。2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJ/mol三、蓋斯定律三、蓋斯定律把煤作為燃料可通過(guò)下列兩種途徑：把煤作為燃料可通過(guò)下列兩種途

5、徑：途徑途徑：C(s)O2(g)= = CO2(g) Ha kJ/mol途徑途徑：先制水煤氣：先制水煤氣：C(s)H2O(g)= CO(g)H2(g) Hb kJ/mol再燃燒水煤氣：再燃燒水煤氣：2CO(g)O2(g)= 2CO2(g) Hc kJ/mol2H2(g)O2(g)= 2H2O(g) Hd kJ/mol1兩種途徑放熱：途徑兩種途徑放熱：途徑放出的熱量放出的熱量 (填填“大于大于”、 “小于小于”或或“等于等于”)途徑途徑放出的熱量。放出的熱量。2制水煤氣的反應(yīng)中，反應(yīng)物具有的總能量制水煤氣的反應(yīng)中，反應(yīng)物具有的總能量 生成生成 物所具有的總能量，反應(yīng)條件應(yīng)為物所具有的總能量，反應(yīng)

6、條件應(yīng)為 。3a、b、c、d的數(shù)學(xué)關(guān)系式可表達(dá)為的數(shù)學(xué)關(guān)系式可表達(dá)為 。等于等于小于小于高溫高溫cd2(ab)3中和熱只強(qiáng)調(diào)中和熱只強(qiáng)調(diào)H和和OH結(jié)合生成結(jié)合生成1 mol水時(shí)對(duì)應(yīng)的熱效水時(shí)對(duì)應(yīng)的熱效應(yīng)。應(yīng)。Ba(OH)2與與H2SO4反應(yīng)既有水生成，又有沉淀生成，故反應(yīng)既有水生成，又有沉淀生成，故不屬于中和熱。燃燒熱強(qiáng)調(diào)不屬于中和熱。燃燒熱強(qiáng)調(diào)1 mol可燃物完全燃燒且生成穩(wěn)可燃物完全燃燒且生成穩(wěn)定的氧化物，故定的氧化物，故H2在在Cl2中燃燒生成中燃燒生成HCl不屬于燃燒熱。不屬于燃燒熱。4化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)用化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)用H表示，表示，H由符號(hào)和數(shù)字組成，由符號(hào)和數(shù)字組成，單位是單位是

7、kJmol1，計(jì)算和比較時(shí)要包括，計(jì)算和比較時(shí)要包括“”、“”號(hào)。而號(hào)。而化學(xué)反應(yīng)中放出和吸收的熱量沒(méi)有符號(hào)，只有數(shù)值，單位化學(xué)反應(yīng)中放出和吸收的熱量沒(méi)有符號(hào)，只有數(shù)值，單位是是kJ。5不論化學(xué)反應(yīng)是否可逆，熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱不論化學(xué)反應(yīng)是否可逆，熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱H表示反應(yīng)進(jìn)行到底表示反應(yīng)進(jìn)行到底(完全轉(zhuǎn)化完全轉(zhuǎn)化)時(shí)的能量變化。如：時(shí)的能量變化。如：2SO2(g)O2(g) = = 2SO3(g)H197 kJ/mol是指是指2 mol SO2(g)和和1 mol O2(g)完全轉(zhuǎn)化為完全轉(zhuǎn)化為2 mol SO3(g)時(shí)放出時(shí)放出的能量。若在相同的溫度和壓強(qiáng)時(shí)，向某容器中加入的能量

8、。若在相同的溫度和壓強(qiáng)時(shí)，向某容器中加入2 mol SO2(g)和和1 mol O2(g)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出的能量反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，放出的能量為為Q，因反應(yīng)不能完全轉(zhuǎn)化生成，因反應(yīng)不能完全轉(zhuǎn)化生成2 mol SO3(g)，故，故Q197 kJ。判斷正誤：判斷正誤：(正確的打正確的打“”號(hào)，錯(cuò)誤的打號(hào)，錯(cuò)誤的打“”號(hào)號(hào))(1)(2011福建高考福建高考)合理開(kāi)發(fā)利用可燃冰合理開(kāi)發(fā)利用可燃冰(固態(tài)甲烷水合物固態(tài)甲烷水合物) 有助于緩解能源緊缺。有助于緩解能源緊缺。 ()(2)(2011海南高考海南高考)某反應(yīng)的某反應(yīng)的H100 kJmol1，則正反，則正反 應(yīng)活化能小于應(yīng)活化能小于100 kJmo

9、l1。 ()(3)(2010福建高考福建高考)對(duì)于同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無(wú)論是一步完成對(duì)于同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無(wú)論是一步完成 還是分幾步完成，其反應(yīng)的焓變相同。還是分幾步完成，其反應(yīng)的焓變相同。 ()(4)(2010浙江高考浙江高考)甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為890.3 kJ/mol， 則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：做考題查漏補(bǔ)缺做考題查漏補(bǔ)缺解析：解析：由蓋斯定律知由蓋斯定律知2即得到反應(yīng)即得到反應(yīng)Na2O2(s)2Na(s) = = 2Na2O(s)H317 kJmol1。答案：答案：Na2O2(s)2Na(s) = = 2Na2O(s)H317 kJ

10、mol12下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是 ()A已知已知2H2(g)O2(g) = = 2H2O(g)H483.6 kJ/mol，則氫氣的燃燒熱為則氫氣的燃燒熱為241.8 kJ/molB已知已知C(石墨，石墨，s) = = C(金剛石金剛石 ，s)H0， 則金剛石比石墨穩(wěn)定則金剛石比石墨穩(wěn)定C含含20.0 g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7 kJ的熱量，則表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式為：的熱量，則表示該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式為：NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJ/

11、molD已知已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1， 2C(s)O2(g)=2CO(g)H2，則，則H1H2解析：解析：氫氣充分燃燒生成穩(wěn)定的氧化物是液態(tài)水，氫氣充分燃燒生成穩(wěn)定的氧化物是液態(tài)水，A不正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石不正確；石墨轉(zhuǎn)化為金剛石H0，金剛石的能量高，金剛石的能量高，故石墨較穩(wěn)定，故石墨較穩(wěn)定，B不正確；碳完全燃燒放出的熱量多，不正確；碳完全燃燒放出的熱量多，H2應(yīng)大于應(yīng)大于H1，D不正確。不正確。答案：答案：C3(2011沈陽(yáng)模擬沈陽(yáng)模擬)下列熱化學(xué)方程式或說(shuō)法正確的是下列熱化學(xué)方程式或說(shuō)法正確的是()A甲烷的燃燒熱為甲烷的燃燒熱為H890 kJmol1，則甲烷燃，則

12、甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：燒的熱化學(xué)方程式可表示為：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890 kJmol1B500、30 MPa下，將下，將0.5 mol N2和和1.5 mol H2置置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為：其熱化學(xué)方程式為：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6 kJmol1C已知：已知：H2(g)F2(g)=2HF(g) H270 kJmol1，則則1 mol氫氣與氫氣與1 mol氟氣反應(yīng)生成氟氣反應(yīng)生成2 mol液態(tài)氟化氫放液態(tài)氟化氫放出的熱量小于出的熱量小于27

13、0 kJD在在C中相同條件下，中相同條件下，2 mol HF氣體的能量小于氣體的能量小于1 mol氫氫 氣與氣與1 mol氟氣的能量總和氟氣的能量總和解析：解析：根據(jù)燃燒熱的概念，根據(jù)燃燒熱的概念，A中生成的水應(yīng)呈液態(tài)，中生成的水應(yīng)呈液態(tài)，A錯(cuò)錯(cuò)誤；氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣是可逆反應(yīng)，其不能完全轉(zhuǎn)誤；氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣是可逆反應(yīng)，其不能完全轉(zhuǎn)化為氨氣，所放出的熱量也不是化為氨氣，所放出的熱量也不是38.6 kJ，B錯(cuò)誤；氣態(tài)物錯(cuò)誤；氣態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)物質(zhì)時(shí)放熱，故質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)物質(zhì)時(shí)放熱，故1 mol氫氣與氫氣與1 mol氟氣反應(yīng)氟氣反應(yīng)生成生成2 mol液態(tài)氟化氫時(shí)放出的熱量大于液態(tài)氟化氫時(shí)

14、放出的熱量大于270 kJ，C錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；由于氫氣和氟氣反應(yīng)生成氟化氫時(shí)放熱，故由于氫氣和氟氣反應(yīng)生成氟化氫時(shí)放熱，故2 mol HF氣體氣體的能量小于的能量小于1 mol氫氣與氫氣與1 mol氟氣的能量總和，氟氣的能量總和，D正確。正確。答案：答案：D 鏈知識(shí)觸類旁通鏈知識(shí)觸類旁通 書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)(1)注意注意H的符號(hào)和單位：的符號(hào)和單位：若為放熱反應(yīng)，若為放熱反應(yīng)，H為為“”；若為吸熱反應(yīng)，；若為吸熱反應(yīng)，H為為“”。H的單位為的單位為kJ/mol。(2)注意反應(yīng)熱的測(cè)定條件：注意反應(yīng)熱的測(cè)定條件：書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明H的測(cè)

15、定條件的測(cè)定條件(溫度、壓溫度、壓強(qiáng)強(qiáng))，但絕大多數(shù)，但絕大多數(shù)H是在是在25、101 325 Pa下測(cè)定的，下測(cè)定的，此時(shí)可不注明溫度和壓強(qiáng)。此時(shí)可不注明溫度和壓強(qiáng)。(3)注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)：注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)：熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計(jì)物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。(4)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)：注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)：反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)

16、不同，反應(yīng)熱H不同。因此，不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。氣體用的意義。氣體用“g”，液體用，液體用“l(fā)”，固體用，固體用“s”，溶液用，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不標(biāo)注反應(yīng)條件以及熱化學(xué)方程式中不標(biāo)注反應(yīng)條件以及和和，也不用，也不用“”連連接反應(yīng)物與生成物。接反應(yīng)物與生成物。(5)注意注意H的數(shù)值與符號(hào)：的數(shù)值與符號(hào)：熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于H與反與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以熱化學(xué)方程式中化學(xué)式應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以熱化學(xué)方程式中化學(xué)式前面

17、的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與H相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則加倍，則H也要加倍。逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但也要加倍。逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號(hào)相反。符號(hào)相反。(6)注意燃燒熱和中和熱：注意燃燒熱和中和熱：做考題查漏補(bǔ)缺做考題查漏補(bǔ)缺4(2011海南高考海南高考)已知：已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol12Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 kJmol1則反應(yīng)則反應(yīng)Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的的H為為 ()A519.4 kJmol1B259.7 kJmol1C259.7 kJmol1 D51

18、9.4 kJmol1答案：答案：C5下面是四個(gè)化學(xué)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：下面是四個(gè)化學(xué)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：C(s)O2(g)=CO2(g)H12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H32C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l) H4下列焓變之間的關(guān)系正確的是下列焓變之間的關(guān)系正確的是 ()A2H1H2H3H4BH22H1H3H4CH32H1H2H4DH42H1H2H3解析：解析：根據(jù)蓋斯定律，將根據(jù)蓋斯定律，將三個(gè)熱化學(xué)方程式進(jìn)三個(gè)熱化學(xué)方程式進(jìn)行處理即可得到：行處理即可得到：2。答案：答案：D答案：答案：B(3)主要應(yīng)用：計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)的反應(yīng)熱。主要應(yīng)用：計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)的反應(yīng)熱。(4)注意事項(xiàng)：應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑。注意事項(xiàng)：應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑。當(dāng)反應(yīng)式乘以或除以某數(shù)時(shí)，當(dāng)反應(yīng)式乘以或除以某數(shù)時(shí)，H也應(yīng)乘以或除以相同的數(shù)也應(yīng)乘以或除以相同的數(shù)值。值。熱化學(xué)方程式加減運(yùn)算以及比較反應(yīng)熱的大小時(shí)，熱化學(xué)方程式加減運(yùn)算以及比較反應(yīng)熱的大小時(shí)，H都要都要帶帶“”、“”號(hào)進(jìn)行計(jì)算、比較，即把號(hào)進(jìn)行計(jì)算、比較，即把H看作一個(gè)整體進(jìn)行看作一個(gè)整體進(jìn)行分析判斷。分析判斷。在設(shè)計(jì)的反應(yīng)途徑中常會(huì)遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的