高三化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量

第11課時(shí)1.化學(xué)反應(yīng)中通常伴隨著能量變化，下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)換的說法正確的是

A.硫在氧氣中燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能和光能a

B.氫氧燃料電池工作時(shí)將熱能轉(zhuǎn)化為電能

C.動(dòng)物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2時(shí)將熱能化成化學(xué)能

D.植物通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖時(shí)將太陽能轉(zhuǎn)變成熱能【解析】考查化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的幾種形式。硫在氧氣中燃燒時(shí)反應(yīng)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能和熱能；燃料電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能；葡萄糖氧化放出熱量，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；植物光合作用生成葡萄糖是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。2．以NA代表阿伏加德羅常數(shù)，則關(guān)于熱化學(xué)方程式

C2H2(g)+5/2O2(g)＝2CO2(g)+H2O(l)

ΔH＝-1300kJ/mol

的說法中，正確的是

A．有10NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí)，該反應(yīng)吸收1300kJ的能量

B．有NA個(gè)水分子生成且為液體時(shí)，吸收1300kJ的能量

C．有2NA個(gè)碳氧共用電子對生成時(shí)，放出1300kJ的能量

D．有8NA個(gè)碳氧共用電子對生成時(shí)，放出1300kJ的能量【解析】考查對熱化學(xué)方程式的理解。根據(jù)電子守恒原理：1molC2H2失去的電子數(shù)等于2.5molO2得到的電子數(shù)。2.5mol×4=10mol電子；每個(gè)CO2分子中含有4對碳氧共用電子對。3．1996年亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)火炬所用的燃料是丙烯，2008年北京奧運(yùn)會(huì)的“祥云”火炬所用的燃料的主要成分是丙烷。下表中是一些化學(xué)鍵鍵能的數(shù)據(jù)。

（1）丙烷脫氫可得丙烯。

已知：C3H8(g)CH3CH＝CH2(g)+H2(g)ΔH=126kJ·mol-1。

試求C＝C雙鍵的鍵能x為；

（2）下列敘述正確的是

A．氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式為

H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g)

B．氫氣與氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體，反應(yīng)的ΔH＝183kJ/mol

C．氫氣與氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體，反應(yīng)的ΔH＝－183kJ/mol

D．氫氣與氯氣反應(yīng)生成1mol氯化氫氣體，反應(yīng)的ΔH＝－183kJ/mol化學(xué)鍵C—HC＝CC—CH—ClCl—ClH—H鍵能E(kJ/mol)414x347431243436613kJ/mol【解析】考查反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系：

ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。

（1）根據(jù)ΔH=∑E(反應(yīng)物)－∑E(生成物)：

ΔH=[2E(C—C)+8E(C—H)]－[E(C＝C)+E(C—C)+6E(C—H)+E(H—H)]=126

kJ/mol所以E(C＝C)=613kJ/mol

（2）反應(yīng)可表示為：H—H+Cl—Cl2H—Cl，可知斷裂了1molH—H鍵和1molCl—Cl鍵，同時(shí)生成了2molH—Cl鍵。根據(jù)反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系：ΔH=∑E（反應(yīng)物）－∑E（生成物）

=(436kJ/mol+243kJ/mol)－2×431kJ/mol＝－183kJ/mol。4．反應(yīng)A(g)+B(g)＝C(g)+D(g)過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。(1)該反應(yīng)是反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(2)當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，升高溫度，A的轉(zhuǎn)化率(填“增大”、“減小”或“不變”)，原因是(3)反應(yīng)體系中加入催化劑對反應(yīng)熱是否有影響?

。放熱減小該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)不影響，原因是催化劑不改變平衡的移動(dòng)(4)在反應(yīng)體系中加入催化劑，反應(yīng)速率增大，E1和E2的變化是E1，E2(填“增大”、“減小”或“不變”)?！窘馕觥?/p>

（1）反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；（2）升高溫度，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，平衡向吸熱方向（逆反應(yīng)）移動(dòng)，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減??；（3）反應(yīng)熱只與反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)和物質(zhì)的量有關(guān)，與反應(yīng)過程無關(guān)，加入催化劑，平衡不移動(dòng)，反應(yīng)放出熱量不變；（4）加入催化劑可以降低活化能，故E1、E2均減?。ㄘ?fù)催化劑除外，一般不考慮）。減小減小【例1】下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的ΔH前者大于后者的是（）

①C(s)＋O2(g)＝CO2(g)ΔH1

C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)ΔH2

②S(s)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH3

S(g)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH4

③2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH5

2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH6

④CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)ΔH7

CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)ΔH8

A．①B．④

C．②③④D．①②③典例精析典例精析D【解析】①由于氧氣與CO反應(yīng)生成CO2放出熱量，所以：

ΔH1＜ΔH2；

②由于固態(tài)硫變?yōu)闅鈶B(tài)硫要吸收熱量，所以氣態(tài)硫燃燒放出的熱量比固態(tài)硫燃燒放出的熱量多，即ΔH3＞ΔH4；

③氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水要放出熱量，所以生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水放出的熱量要多，即ΔH5＞ΔH6；

④碳酸鈣分解是吸熱反應(yīng)，氧化鈣與水化合是放熱反應(yīng)，所以ΔH7＞ΔH8。

答案：C典例精析【評注】反應(yīng)放出或吸收熱量的多少，跟反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)和物質(zhì)的量有密切關(guān)系。比較ΔH大小時(shí)要包含正負(fù)號進(jìn)行對照。

有關(guān)物質(zhì)的能量關(guān)系如圖所示，下列熱化學(xué)方程式正確的是（）

A．A(g)+2B(g)＝3C(g)ΔH=a

a>0

B．3C(g)＝A(g)+2B(g)ΔH=a

a<0

C．A(g)+2B(g)＝3C(l)ΔH=a

a<0

D．3C(l)＝A(g)+2B(g)ΔH=a

a<0【解析】從圖中物質(zhì)與能量關(guān)系可知：1molA（g）和2mol

B（g）總能量高于3molC（g）的總能量，所以由1mol

A（g）和2molB（g）反應(yīng)生成3molC（g）是放熱反應(yīng)，ΔH＜0；則其逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；由于C（g）能量高于C（l）能量，所以1molA（g）和2molB（g）反應(yīng)生成3molC（l）是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，C正確。典例精析變式1C81.5kJ·mol-1/58g·mol-1=1.41kJ·g-1、87.7kJ·mol-1/78g·mol-1=1.12kJ·g-1；單位質(zhì)量的Mg(OH)2吸熱更多

【例2】往有機(jī)聚合物中添加阻燃劑，可增加聚合物的使用安全性，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。例如，在某聚乙烯樹脂中加入等質(zhì)量由特殊工藝制備的阻燃型Mg(OH)2，樹脂可燃性大大降低。已知熱化學(xué)方程式：

Mg(OH)2(s)＝MgO(s)+H2O(g)ΔH1=+81.5kJ·mol-1

Al(OH)3(s)＝1/2Al2O3(s)+3/2H2O(g)ΔH2=+87.7kJ·mol-1

①M(fèi)g(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是

。

②等質(zhì)量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果較好的是

原因是

典例精析典例精析吸熱（或“吸熱分解”，或“分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)”）Mg(OH)2

單位質(zhì)量Mg(OH)2和Al(OH)3的熱效應(yīng)分別是：③常用阻燃劑主要有三類：A.鹵系，如四溴乙烷；B.磷系，如磷酸三苯酯；C.無機(jī)類，主要是Mg(OH)2和Al(OH)3。從環(huán)保的角度考慮，應(yīng)用時(shí)較理想的阻燃劑是(填代號)

理由是。典例精析典例精析分解物（氧化物）不燃燒、無毒害C【例2】往有機(jī)聚合物中添加阻燃劑，可增加聚合物的使用安全性，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。例如，在某聚乙烯樹脂中加入等質(zhì)量由特殊工藝制備的阻燃型Mg(OH)2，樹脂可燃性大大降低。已知熱化學(xué)方程式：

Mg(OH)2(s)＝MgO(s)+H2O(g)ΔH1=+81.5kJ·mol-1

Al(OH)3(s)＝1/2Al2O3(s)+3/2H2O(g)ΔH2=+87.7kJ·mol-1典例精析【評注】阻燃效果要從物質(zhì)燃燒的條件（降低溫度和隔絕空氣等方面）進(jìn)行分析化學(xué)反應(yīng)原理的復(fù)習(xí)要注重與生產(chǎn)、生活等有關(guān)知識緊密結(jié)合，在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)一步深化理解?！窘馕觥竣費(fèi)g(OH)2和Al(OH)3受熱分解時(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時(shí)生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al2O3覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳。②Mg(OH)2的吸熱效率為：81.5kJ·mol-1/58g·mol-1=1.41kJ·g-1；Al(OH)3的吸熱效率為：87.7kJ·mol-1/78g·mol-1=1.12kJ·g-1。即等質(zhì)量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸熱多。③因?yàn)樗匿逡彝?、磷酸三苯酯沸點(diǎn)低，高溫時(shí)有煙生成，且高溫時(shí)受熱分解易產(chǎn)生有毒、有害的污染物。無機(jī)類阻燃劑Mg(OH)2和Al(OH)3無煙、無毒、腐蝕性小。

一些鹽的結(jié)晶水合物，在溫度不太高時(shí)就有熔化現(xiàn)象，既熔溶于自身的結(jié)晶水中，又同時(shí)吸收熱量，它們在塑料袋中經(jīng)日曬能熔化，在日落后又可緩慢凝結(jié)而釋放熱量，用以調(diào)節(jié)室溫，稱為潛熱材料?，F(xiàn)有幾種鹽的水合晶體有關(guān)數(shù)據(jù)如下：典例精析變式2水合晶體熔點(diǎn)OＣ熔化熱（kJ/mol）Na2S2O3·5H2O40~5049.7CaCl2·6H2O29.9237.3Na2SO4·10H2O32.3877.0Na2HPO4·12H2O35.1100.1（1）上述潛熱材料中最適宜應(yīng)用的兩種鹽是。Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O

典例精析（2）實(shí)際應(yīng)用時(shí)最常用的（根據(jù)來源和成本考慮）應(yīng)該是Na2SO4·10H2O

一些鹽的結(jié)晶水合物，在溫度不太高時(shí)就有熔化現(xiàn)象，既熔溶于自身的結(jié)晶水中，又同時(shí)吸收熱量，它們在塑料袋中經(jīng)日曬能熔化，在日落后又可緩慢凝結(jié)而釋放熱量，用以調(diào)節(jié)室溫，稱為潛熱材料?，F(xiàn)有幾種鹽的水合晶體有關(guān)數(shù)據(jù)如下：變式2水合晶體熔點(diǎn)OＣ熔化熱（kJ/mol）Na2S2O3·5H2O40~5049.7CaCl2·6H2O29.9237.3Na2SO4·10H2O32.3877.0Na2HPO4·12H2O35.1100.1典例精析【解析】熔點(diǎn)越低，越有利于鹽吸收太陽能而熔化，故排除Na2S2O3·5H2O。進(jìn)一步比較單位質(zhì)量吸熱效率：CaCl2·6H2ONa2SO4·10H2ONa2HPO4·12H2O

0.17kJ/g0.24kJ/g0.28kJ/g

很明顯，Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O吸收率較高。又因前者比后者價(jià)廉而易獲得。實(shí)際應(yīng)選用Na2SO4·10H2O【備選題】工業(yè)上制備BaCl2的工藝流程圖如下：

某研究小組在實(shí)驗(yàn)室用重晶石（主要成分BaSO4）對工業(yè)過程進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。查表得

BaSO4(s)+4C(s)

高溫4CO(g)+BaS(s)ΔH1=571.2kJ·mol-1①BaSO4(s)+2C(s)高溫2CO2(g)+BaS(s)ΔH2=226.2kJ·mol-1②

典例精析（1）氣體用過量NaOH溶液吸收,得到硫化鈉。Na2S水解的離子方程式為S2-+H2O＝HS-+OH-(HS-+H2O＝H2S+OH-)（2）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，當(dāng)兩種沉淀共存時(shí)，c(Br-)/c(Cl-)=。

[Ksp(AgBr)=5.4×10-13，Ksp(AgCl)=2.0×10-10]

（3）反應(yīng)C(s)+CO2(g)高溫

2CO(g)的ΔH=kJ·mol-1。

（4）實(shí)際生產(chǎn)中必須加入過量的炭，同時(shí)還要通入空氣，其目的是，典例精析2.7×10-3

172.5使BaSO4得到充分的還原（或提高BaS的產(chǎn)量）①②為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱維持反應(yīng)所需高溫【解析】（1）注意水解是可逆的、分步的，也不會(huì)生成氣體。（2）根據(jù)沉淀溶解平衡原理可知：當(dāng)AgBr和AgCl兩種沉淀共存時(shí)，滿足的關(guān)系：

c(Ag+)c(Br-)=5.4×10-13，c(Ag+)c(Cl-)=2.0×10-10，則c(Br-)/c(Cl-)=[5.4×10-13/c(Ag+)]÷[2.0×10-10/c(Ag+)]=2.7×10-3。（3）由①－②得：C(s)+CO2(g)＝2CO(g)ΔH=172.5kJ/mol（4）加入過量的炭，使BaSO4得到充分的還原（或提高BaS的產(chǎn)量）；由于反應(yīng)①②均為吸熱反應(yīng)，炭和氧氣反應(yīng)放熱可以維持反應(yīng)所需的高溫狀態(tài)。

典例精析方法指導(dǎo)

1.化學(xué)反應(yīng)中能量變化和物質(zhì)的穩(wěn)定性①宏觀能量變化分析：

ΔH=生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量=H(生成物)-H(反應(yīng)物)

物質(zhì)本身所具有的能量（焓）越低，該物質(zhì)越穩(wěn)定。因此，可用物質(zhì)本身的能量大小來判斷反應(yīng)物或生成物的相對穩(wěn)定性。②微觀鍵能變化分析：

ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和

=∑E(反應(yīng)物)－∑E(生成物)。

拆開化學(xué)鍵需要吸收能量，而形成化學(xué)鍵則放出能量?；瘜W(xué)鍵的鍵能越大，拆開化學(xué)鍵越困難，物質(zhì)越穩(wěn)定。因此，可以用化學(xué)鍵的鍵能判斷物質(zhì)的相對穩(wěn)定性。一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)方法指導(dǎo)

比較反應(yīng)熱的大小，一般是在不同條件（溫度、壓強(qiáng)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)等）下的同一化學(xué)反應(yīng)，或同一條件（溫度、壓強(qiáng)）下的同類化學(xué)反應(yīng)之間進(jìn)行。比較時(shí)要善于從同中求異，抓住其實(shí)質(zhì)，從而順利解決問題。一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)

2.

反應(yīng)熱大小的比較方法指導(dǎo)

①物質(zhì)的聚集狀態(tài)：同一物質(zhì)的能量：氣態(tài)＞液態(tài)＞固態(tài)；物質(zhì)的狀態(tài)變化與焓變：

一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)

2.

反應(yīng)熱大小的比較

影響反應(yīng)熱大小因素主要有以下幾個(gè)方面。方法指導(dǎo)一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)

2.

反應(yīng)熱大小的比較

影響反應(yīng)熱大小因素主要有以下幾個(gè)方面。

相同物質(zhì)之間的正反應(yīng)與逆反應(yīng)的反應(yīng)熱（ΔH）關(guān)系：放出或吸收的熱量相同，但ΔH的符號相反。如果一個(gè)反應(yīng)的焓ΔH1=QkJ/mol，則其逆反應(yīng)的ΔH2=－QkJ/mol；如：2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)ΔH=-571.7kJ·mol-1，則：2H2O(l)＝2H2(g)+O2(g)ΔH=＋571.7kJ·mol-1。③熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)：參加反應(yīng)的物質(zhì)的量與反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量成正比。如2mol氫氣燃燒放出的熱量是相同條件下1mol氫氣燃燒時(shí)放出的2倍。方法指導(dǎo)一、化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)

2.

反應(yīng)熱大小的比較

影響反應(yīng)熱大小因素主要有以下幾個(gè)方面。④晶體結(jié)構(gòu)：晶體結(jié)構(gòu)（原子排列方式）不同，物質(zhì)本身所具有的能量也不同。如等質(zhì)量的金剛石與石墨的能量不同，完全反應(yīng)生成等量的二氧化碳?xì)怏w時(shí)放出的熱量也不同。注意事項(xiàng)：比較ΔH的大小應(yīng)包括“+”與“－”；比較放出或吸收的熱量多少，只考慮數(shù)值的絕對值。方法指導(dǎo)

1.注明反應(yīng)的條件、溫度和壓強(qiáng)（若在25℃和101kPa可不注明），標(biāo)明ΔH的“+”與“－”。

2.注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)（氣態(tài)用“g”、液態(tài)用“l(fā)”、固態(tài)用“s”、水溶液用“aq”）。若為同素異形體還要注明名稱。

3.對于相同物質(zhì)間的反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，ΔH也不同；聚集狀態(tài)不同，ΔH也不同。因此，在書寫熱化學(xué)方程式時(shí)，首先要注明聚集狀態(tài)，然后再根據(jù)化學(xué)方程式中反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱的正比例關(guān)系確定出ΔH的值。

4.不論熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)為多少，ΔH的單位總是kJ·mol-1。復(fù)習(xí)過程中應(yīng)該注意基本概念的理解，并且比較熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式的區(qū)別。二、熱化學(xué)方程式的書寫應(yīng)注意的問題：高考回放1.（2008·海南）白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng)：P4+5O2＝P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：P—PakJ·mol–1、P—ObkJ·mol–1、P＝OckJ·mol—1、O＝O

dkJ·mol–1。根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的ΔH，其中正確的是()A.（6a+5d-4c-12b）kJ·mol–1B.（4c+12b－6a－5d）kJ·mol–1C.（4c+12b－4a－5d）kJ·mol–1D.（4a+5d－4c－12b）kJ·mol–1A高考回放【解析】

本題從化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)的角度，考查有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計(jì)算技巧。

1mol白磷（P4）中含有6molP－P鍵，1molP4O10中含有4molP＝O鍵和12molP－O鍵，根據(jù)：ΔH=∑E(反應(yīng)物)－∑E(生成物)

＝[6a+5d]─[4c+12b]kJ/mol，高考回放2.（2008·天津）化學(xué)反應(yīng)N2＋3H2＝2NH3的能量變化如圖所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是()A.N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(l)ΔH＝2(a–b–c)kJ/molB.N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)ΔH＝2(b–a)kJ/molC.1/2N2(g)＋3/2H2(g)＝NH3(l)ΔH＝(b＋c–a)kJ/molD.1/2N2(g)＋1/3H2(g)＝NH3(g)ΔH＝(a＋b)kJ/molA高考回放【解析】考查化學(xué)反應(yīng)中鍵能與能量變化的應(yīng)用，同時(shí)要注意反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)及物質(zhì)的量與反應(yīng)熱的關(guān)系?；瘜W(xué)鍵的鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系：ΔH=∑E(反應(yīng)物)－∑E(生成物)。若反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(l)

ΔH=2[a–b]kJ/mol；而1mol的NH3(g)轉(zhuǎn)化為1mol的NH3(l)放出的熱量為ckJ，則反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(l)ΔH=2[a－b－c]kJ