第一章第一節(jié) 化學反應(yīng)及能量變化

1、第一節(jié) 化學反應(yīng)與能量的變化考綱考綱考情考情三年三年3131考高考指數(shù)考高考指數(shù): :1.1.了解化學反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因了解化學反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因, ,能說出常見的能量能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。轉(zhuǎn)化形式。2.2.了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.3.了解熱化學方程式的含義。了解熱化學方程式的含義。4.4.了解焓變與反應(yīng)熱的含義。了解了解焓變與反應(yīng)熱的含義。了解H= =H( (生成物生成物)- )- H( (反應(yīng)物反應(yīng)物) )表達式的含義。表達式的含義。5.5.理解蓋斯定律理解蓋斯定律, ,

2、并能運用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的并能運用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。簡單計算。6.6.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學在解決能源危機中的重要作用。學在解決能源危機中的重要作用。一、反應(yīng)熱一、反應(yīng)熱 焓變焓變下表中的數(shù)據(jù)是破壞下表中的數(shù)據(jù)是破壞1 mol1 mol物質(zhì)中的化學鍵所消耗的能量物質(zhì)中的化學鍵所消耗的能量: :由此判斷由此判斷2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)O(g)反應(yīng)是反應(yīng)是_(_(填填“吸熱吸熱”或或“放熱放熱”) )反應(yīng)。這說明反應(yīng)。這說明2 mol H2 mol H

3、2 2(g)(g)和和1 mol O1 mol O2 2(g)(g)具有的能具有的能量比量比2 mol H2 mol H2 2O(g)O(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)物中化學鍵吸收的能量反應(yīng)物中化學鍵吸收的能量_(_(填填“大于大于”或或“小于小于”) )形形成生成物中化學鍵放出的能量。成生成物中化學鍵放出的能量。物質(zhì)物質(zhì)H H2 2(g)(g)O O2 2(g)(g)H H2 2O(g)O(g)能量能量/kJ/kJ436436496496926926放熱放熱高高小于小于1.1.化學反應(yīng)的實質(zhì)與特征化學反應(yīng)的實質(zhì)與特征: :(1)(1)實質(zhì)實質(zhì)

4、:_:_斷裂和斷裂和_形成。形成。(2)(2)特征特征: :既有既有_變化變化, ,又伴有又伴有_變化變化;_;_轉(zhuǎn)化主要表轉(zhuǎn)化主要表現(xiàn)為熱量的變化?，F(xiàn)為熱量的變化。2.2.反應(yīng)熱、焓變反應(yīng)熱、焓變: :(1)(1)反應(yīng)熱反應(yīng)熱: :化學反應(yīng)過程中化學反應(yīng)過程中_的熱量。的熱量。(2)(2)焓變焓變: :在在_條件下進行的反應(yīng)的熱效應(yīng)條件下進行的反應(yīng)的熱效應(yīng), ,符號符號:_,:_,單單位位:_:_或或_。反應(yīng)物中化學鍵反應(yīng)物中化學鍵生成物中化學鍵生成物中化學鍵物質(zhì)物質(zhì)能量能量能量能量吸收或放出吸收或放出恒壓恒壓HkJ/molkJ/molkJmolkJmol-1-13.3.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)吸

5、熱反應(yīng)和放熱反應(yīng): :(1)(1)從反應(yīng)物和生成物的總能量相對大小的角度分析從反應(yīng)物和生成物的總能量相對大小的角度分析, ,如圖所示。如圖所示。吸吸放放(2)(2)從化學鍵變化的角度分析。從化學鍵變化的角度分析。放熱放熱吸熱吸熱(3)(3)常見放熱反應(yīng)。常見放熱反應(yīng)。大多數(shù)化合反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng); ;金屬跟酸的置換反應(yīng)金屬跟酸的置換反應(yīng); ;_反應(yīng)反應(yīng); ;可燃物的燃燒反應(yīng)可燃物的燃燒反應(yīng); ;物質(zhì)的緩慢氧化。物質(zhì)的緩慢氧化。(4)(4)常見吸熱反應(yīng)。常見吸熱反應(yīng)。大多數(shù)分解反應(yīng)大多數(shù)分解反應(yīng); ;鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離; ;Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2

6、2O O與與NHNH4 4ClCl的反應(yīng)的反應(yīng); ;碳和水蒸氣、碳和水蒸氣、COCO2 2的反應(yīng)。的反應(yīng)。酸堿中和酸堿中和(1)(1)物質(zhì)的物質(zhì)的物理變化物理變化過程中過程中, ,也會有能量的變化也會有能量的變化, ,不屬于吸熱反不屬于吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)。但在進行反應(yīng)熱的有關(guān)計算時應(yīng)或放熱反應(yīng)。但在進行反應(yīng)熱的有關(guān)計算時, ,必須要考慮到必須要考慮到物理變化時的熱效應(yīng)物理變化時的熱效應(yīng), ,如物質(zhì)的如物質(zhì)的三態(tài)變化三態(tài)變化。(2)(2)化學反應(yīng)是放熱還是吸熱與化學反應(yīng)是放熱還是吸熱與反應(yīng)發(fā)生的條件反應(yīng)發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系。沒有必然聯(lián)系。如吸熱反應(yīng)如吸熱反應(yīng)NHNH4 4ClCl與與Ba(OH

7、)Ba(OH)2 2在常溫常壓下即可進行在常溫常壓下即可進行, ,而很多放熱而很多放熱反應(yīng)需要在加熱的條件下才能進行。反應(yīng)需要在加熱的條件下才能進行。(3)(3)催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，但不能影響焓變的大小。催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，但不能影響焓變的大小。(4)“(4)“H”與反應(yīng)的與反應(yīng)的“可逆性可逆性”可逆反應(yīng)的可逆反應(yīng)的H表示反應(yīng)完全反應(yīng)的熱量變化表示反應(yīng)完全反應(yīng)的熱量變化, ,與反應(yīng)是否可與反應(yīng)是否可逆無關(guān)。如逆無關(guān)。如N N2 2(g)+3H(g)+3H2 2(g) 2NH(g) 2NH3 3(g)(g) H=-92.4 kJ=-92.4 kJmolmol-1-1。表示在表示在

8、298 K298 K時時,1 mol N,1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)完全反應(yīng)生成完全反應(yīng)生成2 mol NH2 mol NH3 3(g)(g)時放出時放出92.4 kJ92.4 kJ的熱量。但實際上的熱量。但實際上1 mol N1 mol N2 2(g)(g)和和3 mol H3 mol H2 2(g)(g)充分反應(yīng)充分反應(yīng), ,不可能生成不可能生成2 mol NH2 mol NH3 3(g),(g),故實際反應(yīng)故實際反應(yīng)放出的熱量小于放出的熱量小于92.4 kJ92.4 kJ。 A AC C【考點研析考點研析】反應(yīng)熱大小的比較反應(yīng)熱大小

9、的比較對于放熱反應(yīng)來說對于放熱反應(yīng)來說,H=-=-QkJmolkJmol-1-1, ,雖然雖然“-”-”僅表示放熱的僅表示放熱的意思意思, ,但在比較大小時要將其看成真正意義上的但在比較大小時要將其看成真正意義上的“負號負號”, ,即放即放熱越多熱越多,H反而越小。另外反而越小。另外, ,要注意同種物質(zhì)在不同狀態(tài)時所要注意同種物質(zhì)在不同狀態(tài)時所具有的能量關(guān)系具有的能量關(guān)系( (相同物質(zhì)的量時相同物質(zhì)的量時):):固體固體 液體液體 氣體氣體1.1.同一反應(yīng)同一反應(yīng), ,生成物狀態(tài)不同時生成物狀態(tài)不同時: :A(g)+B(g)=C(g)A(g)+B(g)=C(g)H1 10,0,A(g)+B(g

10、)=C(l)A(g)+B(g)=C(l)H2 20,0,因為因為C(g)=C(l)C(g)=C(l)H3 30,0,則則H3 3=H2 2-H1 1, ,所以所以H2 2H1 1。2.2.同一反應(yīng)同一反應(yīng), ,反應(yīng)物狀態(tài)不同時反應(yīng)物狀態(tài)不同時: :S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)H1 100S(s)+OS(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)H2 200H2 2+H3 3=H1 1, ,則則H3 3=H1 1-H2 2, ,又又H3 30,0,所以所以H1 1H2 2。也可以用圖示法比較也可以用圖示法比較: :如如圖中很直觀得出數(shù)值大

11、小關(guān)系圖中很直觀得出數(shù)值大小關(guān)系, ,因放熱反應(yīng)因放熱反應(yīng), ,數(shù)值越大數(shù)值越大,H越越小小, ,則有則有H1 1H2 2。3.3.兩個有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比兩個有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比: :C(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H1 100C(s)+C(s)+ O O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)H2 200根據(jù)常識可知根據(jù)常識可知CO(g)+CO(g)+ O O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H3 30H1 1。1212【典例典例】下列各組熱化學方程式中下列各組熱化學方程式中, ,化學反應(yīng)的化學反應(yīng)的H前者大于前者大于后者的是后者的是

12、( () )C(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H1 1C(s)+C(s)+ O O2 2(g)=CO(g)(g)=CO(g)H2 2S(s)+OS(s)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)H3 3S(g)+OS(g)+O2 2(g)=SO(g)=SO2 2(g)(g)H4 4H H2 2(g)+(g)+ O O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l)O(l)H5 52H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)H6 6CaCOCaCO3 3(s)=CaO(s)+CO(s)=CaO(s)+CO2 2(g

13、)(g)H7 7CaO(s)+HCaO(s)+H2 2O(l)O(l)=Ca(OH)Ca(OH)2 2(s)(s)H8 8A.A. B.B. C.C. D.D.1212【解析解析】選選C C。中。中,H均為負值均為負值,H1 1H4 4; ;由于反應(yīng)式中的計量數(shù)不同由于反應(yīng)式中的計量數(shù)不同, ,由于反應(yīng)放由于反應(yīng)放熱熱,H0,H6 6; ;中前一反應(yīng)中前一反應(yīng)H0,0,后一反應(yīng)后一反應(yīng)H0,H8 8, ,故均符合題意。故均符合題意。二、熱化學方程式二、熱化學方程式已知已知2 g H2 g H2 2(g)(g)完全燃燒生成水蒸氣時放出完全燃燒生成水蒸氣時放出241.8 kJ241.8 kJ的熱量

14、的熱量, ,寫寫出氫氣與氧氣完全反應(yīng)生成水蒸氣的熱化學方程式出氫氣與氧氣完全反應(yīng)生成水蒸氣的熱化學方程式: :_;_;若已知若已知:H:H2 2O(g)=HO(g)=H2 2O(l)O(l)H=-44 kJ=-44 kJmolmol-1-1, ,則氫氣與氧則氫氣與氧氣完全反應(yīng)生成液態(tài)水的熱化學方程式為氣完全反應(yīng)生成液態(tài)水的熱化學方程式為_。2H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)O(g)H=-483.6 kJ=-483.6 kJmolmol-1-12H2H2 2(g)+O(g)+O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)H=-571.6 kJ=

15、-571.6 kJmolmol-1-11.1.概念概念: :表示參加化學反應(yīng)的表示參加化學反應(yīng)的_和和_的關(guān)系的化的關(guān)系的化學方程式。學方程式。2.2.意義意義: :表明了化學反應(yīng)中的表明了化學反應(yīng)中的_變化和變化和_變化。如變化。如C(s)+OC(s)+O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)H=-393.5 kJ=-393.5 kJmolmol-1-1表示在表示在25,101 kPa25,101 kPa時時,_,_生成生成_,_,同時放出同時放出_。物質(zhì)的量物質(zhì)的量反應(yīng)熱反應(yīng)熱物質(zhì)物質(zhì)能量能量1 mol1 mol固體碳和固體碳和1 mol1 mol氧氣反應(yīng)氧氣反應(yīng)1 mol1 m

16、ol二氧化碳二氧化碳393.5 kJ393.5 kJ的熱量的熱量3.3.熱化學方程式的熱化學方程式的書寫書寫（1 1）寫出配平的化學方程式，）寫出配平的化學方程式，注明反應(yīng)條件注明反應(yīng)條件反應(yīng)熱與測定條件反應(yīng)熱與測定條件( (溫度、壓強等溫度、壓強等) )有關(guān)。絕大多數(shù)反應(yīng)是在有關(guān)。絕大多數(shù)反應(yīng)是在25 25 、101 kPa101 kPa（常溫常壓）（常溫常壓）下進行的，可不注明下進行的，可不注明。（2 2）注明物質(zhì)狀態(tài)注明物質(zhì)狀態(tài)物質(zhì)所處的狀態(tài)不同，物質(zhì)所處的狀態(tài)不同，H H值不同。常用值不同。常用分分別表示固體、液體、氣體、別表示固體、液體、氣體、稀稀溶液溶液中的溶質(zhì)中的溶質(zhì)。（3 3）

17、注意注意H H的書寫的書寫H H應(yīng)包括符號應(yīng)包括符號( (放熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)為“”，吸熱反應(yīng)為，吸熱反應(yīng)為“”)”)、數(shù)、數(shù)字和單位字和單位(kJ/mol)(kJ/mol)。s、l、g、aq3.3.熱化學方程式的熱化學方程式的書寫書寫（4 4）注意化學計量數(shù)注意化學計量數(shù)熱化學方程式中各物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)熱化學方程式中各物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質(zhì)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量，可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)，且化學計量數(shù)必須，可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)，且化學計量數(shù)必須與與HH相對應(yīng)，如果化學計量數(shù)加倍，則相對應(yīng)，如果化學計量數(shù)加倍，則HH 。（5 5）與普通化學方程式的區(qū)別與普

18、通化學方程式的區(qū)別一般不一般不需要需要標注標注“”“”“”“”等符號等符號以及以及“點燃點燃”“”“加熱加熱”等等反應(yīng)反應(yīng)的的條件。條件。也要加倍也要加倍2 2膠狀液氫膠狀液氫( (主要成分是主要成分是H H2 2和和CHCH4 4) )有望用于未來的運載火箭和有望用于未來的運載火箭和空間運輸系統(tǒng)。實驗測得空間運輸系統(tǒng)。實驗測得101 kPa101 kPa時，時，1 mol H1 mol H2 2完全燃燒生成完全燃燒生成液態(tài)水，放出液態(tài)水，放出2852858 kJ8 kJ的熱量；的熱量；1 mol CH1 mol CH4 4完全燃燒生成液態(tài)完全燃燒生成液態(tài)水和水和COCO2 2氣體，放出氣體，

19、放出890.3 kJ890.3 kJ的熱量。的熱量。請寫出上述所涉及到的兩個反應(yīng)的熱化學方程式：請寫出上述所涉及到的兩個反應(yīng)的熱化學方程式：(1)_(1)_，(2)_(2)_。H H2 2(g)(g)1/2O1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(l) O(l) H H2852858 kJmol8 kJmol1 1CHCH4 4(g)(g)2O2O2 2(g)=CO(g)=CO2 2(g)(g)2H2H2 2O(l) O(l) H H890.3 890.3 kJkJmolmol1 13 3已知在已知在1 110105 5 Pa Pa、298 K298 K條件下，條件下，2 mol2 mol

20、氫氣燃燒生成水氫氣燃燒生成水蒸氣，放出蒸氣，放出484 kJ484 kJ熱量，下列熱化學方程式正確的是熱量，下列熱化學方程式正確的是( () ) A AH H2 2O(g)=HO(g)=H2 2(g)(g)1/2O1/2O2 2(g)(g)H H242 kJmol242 kJmol1 1 B B2H2H2 2(g)(g)O O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(l)O(l)H H484 kJmol484 kJmol1 1 C CH H2 2(g)(g)1/2O1/2O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g)O(g)H H242 kJmol242 kJmol1 1 D D2H2H2 2(g)

21、(g)O O2 2(g)=2H(g)=2H2 2O(g)O(g)H H484 kJmol484 kJmol1 1A A解析：解析：H H2 2燃燒是放熱反應(yīng)，燃燒是放熱反應(yīng)，H H000，則，則A A正確。正確。4 4(2015(2015高考安徽卷高考安徽卷)NaBH)NaBH4 4(s)(s)與水與水(l)(l)反應(yīng)生成反應(yīng)生成NaBONaBO2 2(s)(s)和氫氣和氫氣(g)(g)，在，在25 25 、101 kPa101 kPa下，已知每消耗下，已知每消耗3 38 g 8 g NaBHNaBH4 4(s)(s)放熱放熱21216 kJ6 kJ，該反應(yīng)的熱化學方程式是，該反應(yīng)的熱化學方程

22、式是_。NaBHNaBH4 4(s)(s)2H2H2 2O(l)=NaBOO(l)=NaBO2 2(s)(s)4H4H2 2(g)(g)H H216.0 216.0 kJmolkJmol1 15 5下圖是下圖是1 mol NO1 mol NO2 2(g)(g)和和1 mol CO(g)1 mol CO(g)反應(yīng)生成反應(yīng)生成COCO2 2(g)(g)和和NO(g)NO(g)過程中能量變化示意圖，請寫出過程中能量變化示意圖，請寫出NONO2 2和和COCO反應(yīng)的熱化學反應(yīng)的熱化學方程式：方程式：_。NONO2 2(g)(g)CO(g)=COCO(g)=CO2 2(g)(g)NO(g)NO(g)H H234 kJmol234 kJmol1 1解析：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，解析：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H HE E1 1E E2 2134 kJmol134 kJmol1 1368 kJmol368 kJmol1 1234 234 kJmolkJmol1 1?！咀兪接柧氉兪接柧殹?2013(2013丹東模擬丹東模擬) )膠狀液氫膠狀液氫( (主要成分是主要成分是H H2 2和和CHCH4