第八章學(xué)案36化學(xué)反應(yīng)與能量變化

1、 第八章化學(xué)反應(yīng)中的能量變化電化學(xué)學(xué)案36化學(xué)反應(yīng)與能量變化考綱要求1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。知識(shí)點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)的焓變1化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：_變化和_變化。(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：_守恒和_守恒。(3)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式：_、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為_的變化。2焓變反應(yīng)熱(1)定義：在_條件下進(jìn)行的反應(yīng)的_。(2)符號(hào)：_。(3)單位：_或_。(4)化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，斷開反應(yīng)物的化學(xué)鍵要_能量，形成生成物的化學(xué)鍵要_能量，

2、這兩個(gè)過程中的能量_，因此化學(xué)反應(yīng)中必然伴隨著能量的變化。即迷津指點(diǎn)吸熱反應(yīng)完成后體系能量增加，故H0，為正值。放熱反應(yīng)完成后體系能量減少，故H0，為負(fù)值。比較反應(yīng)熱(H)的大小時(shí)，不要忽視“”、“”號(hào)。放熱越多，H就越小。問題思考1同質(zhì)量的硫粉在空氣中燃燒和在純氧中燃燒，哪一個(gè)放出的熱量多，為什么？3放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義_熱量的化學(xué)反應(yīng)_熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量_生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量_生成物具有的總能量與化學(xué)鍵的關(guān)系生成物成鍵時(shí)釋放的總能量_反應(yīng)物斷鍵時(shí)吸收的總能量生成物成鍵時(shí)釋放的總能量_反應(yīng)物斷鍵時(shí)吸收的總能量表示方法H_0H_0圖示常見

3、反應(yīng)類型可燃物的燃燒；酸堿中和反應(yīng)；大多數(shù)化合反應(yīng)；金屬跟酸的置換反應(yīng)；物質(zhì)的緩慢氧化大多數(shù)分解反應(yīng)；鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離；Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)；碳和水蒸氣、C和CO2的反應(yīng)問題思考2放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不反應(yīng)，對(duì)嗎？3做實(shí)驗(yàn)時(shí)，不管吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都用到酒精燈，怎樣判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？放熱反應(yīng)加熱的目的是什么？知識(shí)點(diǎn)二中和熱與燃燒熱完成下列表格比較項(xiàng)目燃燒熱中和熱中和熱相同點(diǎn)能量變化_反應(yīng)HH_0，單位：_不同點(diǎn)反應(yīng)物的量_ mol (O2的數(shù)量不限)可能是1 mol，也可能是0.5 mol生成物的量不限量H2O是 _

4、 mol反應(yīng)熱的含義_時(shí)，_ mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量；不同反應(yīng)物，燃燒熱不同_中強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成 _ mol H2O時(shí)所釋放的熱量；不同反應(yīng)物的中和熱大致相同，均約為_ kJ·mol1問題思考4在中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，使用弱酸或弱堿為什么會(huì)使測(cè)得的中和熱的數(shù)值偏低？5在表示燃燒熱時(shí)，C、H、S等元素完全燃燒時(shí)對(duì)應(yīng)的生成物及其狀態(tài)分別是什么？知識(shí)點(diǎn)三熱化學(xué)方程式1概念表示參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的_和_的關(guān)系的化學(xué)方程式。2意義表明了化學(xué)反應(yīng)中的_變化和_變化。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1表示：2 mol

5、氫氣和1 mol氧氣反應(yīng)生成2 mol液態(tài)水時(shí)放出571.6 kJ的熱量。3書寫(1)注明反應(yīng)條件：反應(yīng)熱與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)。絕大多數(shù)反應(yīng)是在25 、101 kPa下進(jìn)行的，可不注明。(2)注明物質(zhì)狀態(tài)：常用_、_、_、_分別表示固體、液體、氣體、溶液。(3)注意符號(hào)單位：H應(yīng)包括“”或“”、數(shù)字和單位(kJ·mol1)。(4)注意守恒關(guān)系：原子守恒和得失電子守恒；能量守恒。(H與化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng))(5)注意特殊反應(yīng)：表示中和熱的熱化學(xué)方程式中，產(chǎn)物H2O的系數(shù)必為_。表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式中，可燃物的系數(shù)必為_，且燃燒產(chǎn)物應(yīng)為_。(6)區(qū)別普通方程式：一般不注“”、“

6、”以及“點(diǎn)燃”、“加熱”等。一、熱化學(xué)方程式的書寫1書寫熱化學(xué)方程式時(shí)，一定要注明反應(yīng)條件嗎？2物質(zhì)的聚集狀態(tài)與H有什么聯(lián)系？3熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示的意義是什么？使用時(shí)需注意什么問題？典例導(dǎo)悟1(2009·四川理綜，9)25 、101 kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ·mol1，辛烷的燃燒熱為5 518 kJ·mol1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJ·mol1BKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq

7、)H2O(l)H57.3 kJ·mol1CC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)H5 518 kJ·mol1D2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H5 518 kJ·mol1聽課記錄：二、反應(yīng)熱大小的比較1比較H的大小時(shí)需帶正負(fù)號(hào)嗎？2怎樣比較兩個(gè)反應(yīng)的H大小？(1)同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時(shí)A(g)B(g)=C(g)H1<0A(g)B(g)=C(l)H2<0因?yàn)镃(g)=C(l)H3_，則H3_，H2_H1。(2)同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)S(g)O2(g)=SO2(g)H1<0S(s)O2(g)

8、=SO2(g)H2<0H2H3_，則H3_，又H3_，所以H1_H2。(3)兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比C(s)O2(g)=CO2(g)H1<0C(s)O2(g)=CO(g)H2<0根據(jù)常識(shí)可知CO(g)O2(g)=CO2(g)H3<0又因?yàn)镠2H3_，所以H2_H1。典例導(dǎo)悟2下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的H前者大于后者的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)O2(g)=H2O(l)H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=Ca

9、O(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8A B C D聽課記錄：1判斷正誤(1)A.甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為890.3 kJ·mol1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·mol1()B500 、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJ·mol1()(2010·浙江理綜12A、B)(2)化學(xué)反應(yīng)必然伴隨著能量的變化

10、()(2009·上海5D)(3)1 mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱()(2008·四川理綜7D)2(2011·北京理綜，10)25 、101 kPa下：2Na(s)O2(g)=Na2O(s)H1414 kJ·mol12Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H2511 kJ·mol1下列說法正確的是()A和產(chǎn)物的陰、陽離子個(gè)數(shù)比不相等B和生成等物質(zhì)的量的產(chǎn)物，轉(zhuǎn)移電子數(shù)不同C常溫下Na與足量O2反應(yīng)生成Na2O，隨溫度升高生成Na2O的速率逐漸加快D25 、101 kPa下，Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(

11、s)H317 kJ·mol13(2011·上海，3)據(jù)報(bào)道，科學(xué)家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑。下列有關(guān)水分解過程的能量變化示意圖正確的是()題組一化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1(2011·西寧質(zhì)檢)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJ·mol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJ·mol1下列說法正確的是()ACH3OH的燃燒熱為192.9 kJ·mol1B反應(yīng)中的能量變化如右圖所示CCH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程

12、一定要吸收能量D根據(jù)推知反應(yīng)CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2(g)的H>192.9 kJ·mol12(2011·貴陽月考)下列說法中正確的是()A在化學(xué)反應(yīng)過程中，發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)不一定發(fā)生能量變化B破壞生成物全部化學(xué)鍵所需要的能量大于破壞反應(yīng)物全部化學(xué)鍵所需要的能量時(shí)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C生成物的總焓大于反應(yīng)物的總焓時(shí)，反應(yīng)吸熱，H>0DH的大小與熱化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)無關(guān)3已知某反應(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”)，該反應(yīng)的H_kJ·mol1(用含E1

13、、E2的代數(shù)式表示)，1 mol氣體A和1 mol氣體B具有的總能量比1 mol氣體C和1 mol氣體D具有的總能量_(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反應(yīng)體系中加入催化劑使逆反應(yīng)速率增大，則E1和E2的變化是：E1_，E2_，H_(填“增大”、“減小”或“不變”)。題組二反應(yīng)熱大小的比較4已知一定溫度下合成氨反應(yīng)：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJ·mol1在相同溫度，相同體積的密閉容器中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：通入1 mol N2和3 mol H2達(dá)到平衡時(shí)放熱為Q1；通入2 mol N2和6 mol H2達(dá)到平衡時(shí)放熱為Q2。則下列關(guān)系正確的是()

14、AQ22Q1 BQ1Q2/2CQ1Q2184.8 kJ DQ1Q292.4 kJ5下列說法或表示正確的是()A等物質(zhì)的量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量少B由單質(zhì)A轉(zhuǎn)化為單質(zhì)B時(shí)H119 kJ·mol1可知單質(zhì)B比單質(zhì)A穩(wěn)定C稀溶液中：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1，若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量小于57.3 kJD在101 kPa時(shí)，H2燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1，則H2在101 kPa時(shí)的燃燒熱為571

15、.6 kJ·mol1題組三熱化學(xué)方程式6(2011·沈陽質(zhì)檢)下列熱化學(xué)方程式中H的絕對(duì)值能表示可燃物的燃燒熱的是()AH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJ·mol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJ·mol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1DCO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H283 kJ·mol17(2009·重慶理綜，12)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(H的絕對(duì)值均正確)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g

16、)3H2O(g)H1 367.0 kJ·mol1(燃燒熱)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ·mol1(中和熱)CS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJ·mol1(反應(yīng)熱)D2NO2=O22NOH116.2 kJ·mol1(反應(yīng)熱)題號(hào)124567答案題組四綜合探究8化學(xué)鍵的鍵能是指氣態(tài)原子間形成1 mol化學(xué)鍵時(shí)釋放的能量。如H(g)I(g)HI(g)H297 kJ·mol1，即HI鍵的鍵能為297 kJ·mol1，也可以理解為破壞1 mol HI鍵需要吸收297 kJ的熱量。

17、一個(gè)化學(xué)反應(yīng)一般都有舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。下表是一些鍵的鍵能的數(shù)據(jù)(kJ·mol1)：鍵能(kJ·mol1)鍵能(kJ·mol1)HH436S=S255CCl330ClCl243HS339CI218HCl432CF427HF565HO464CO347回答下列問題：(1)由表中數(shù)據(jù)能否得出這樣的結(jié)論：半徑越小的原子形成的共價(jià)鍵越牢固(即鍵能越大)，_(填“能”或“不能”)。非金屬性越強(qiáng)的原子形成的共價(jià)鍵越牢固，_(填“能”或“不能”)。能否從數(shù)據(jù)中找出一些規(guī)律，請(qǐng)寫出一條：_；試預(yù)測(cè)CBr鍵的鍵能范圍_。(2)由熱化學(xué)方程式H2(g)Cl2(g)=2HCl

18、(g)H185 kJ·mol1，并結(jié)合表中數(shù)據(jù)可推知一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(設(shè)反應(yīng)物、生成物均為氣態(tài))與反應(yīng)物和生成物的鍵能之間的關(guān)系是_，由熱化學(xué)方程式2H2(g)S2(s)=2H2S(g)H224.5 kJ·mol1和表中數(shù)據(jù)可計(jì)算出1 mol S2(s)氣化時(shí)將_(填“吸收”或“放出”)_kJ的熱量。學(xué)案36化學(xué)反應(yīng)與能量變化【課前準(zhǔn)備區(qū)】知識(shí)點(diǎn)一1(1)物質(zhì)能量(2)質(zhì)量能量(3)熱能熱量2(1)恒壓熱效應(yīng)(2)H(3)kJ/molkJ·mol1(4)吸收放出不相等吸熱E1E2>放熱E1E2<3.放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義放出熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化

19、學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵的關(guān)系生成物成鍵時(shí)釋放的總能量大于反應(yīng)物斷鍵時(shí)吸收的總能量生成物成鍵時(shí)釋放的總能量小于反應(yīng)物斷鍵時(shí)吸收的總能量表示方法H<0H>0圖示知識(shí)點(diǎn)二比較項(xiàng)目燃燒熱中和熱相同點(diǎn)能量變化放熱反應(yīng)HH<0，單位：kJ·mol1不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1 mol (O2的數(shù)量不限)可能是1 mol，也可能是0.5 mol生成物的量不限量H2O是 1 mol反應(yīng)熱的含義25_、101_kPa時(shí)，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量；不同反應(yīng)物，燃燒熱不同稀溶液中強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿

20、發(fā)生中和反應(yīng)生成 1 mol H2O時(shí)所釋放的熱量；不同反應(yīng)物的中和熱大致相同，均約為57.3 kJ·mol1知識(shí)點(diǎn)三1物質(zhì)的量反應(yīng)熱2物質(zhì)能量3(2)slgaq(5)11穩(wěn)定的氧化物問題思考1在空氣中燃燒放出的熱量多，因在純氧中燃燒火焰明亮，光能多，故熱量少。2不正確。反應(yīng)放熱還是吸熱，與反應(yīng)物和生成物具有的能量有關(guān)，與加熱與否無必然關(guān)系。例如紅磷和O2生成P2O5需要加熱，銨鹽和堿不加熱就能進(jìn)行。3持續(xù)用酒精燈加熱，撤掉酒精燈反應(yīng)就停止的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；開始用酒精燈加熱，反應(yīng)開始后，撤去酒精燈仍能繼續(xù)反應(yīng)的是放熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)加熱目的一般是加快反應(yīng)速率。4因?yàn)槿跛峄蛉鯄A的電離過程

21、中會(huì)吸收一部分熱量，從而使測(cè)得的結(jié)果偏低。5CO2(g)、H2O(l)、SO2(g)【課堂活動(dòng)區(qū)】一、1.不一定。反應(yīng)熱H與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明H的測(cè)定條件。絕大多數(shù)H是在25 、101 kPa下測(cè)定的，可不注明溫度和壓強(qiáng)。2反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱H不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。這是因?yàn)椋?(1)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，并不表示物質(zhì)的分子數(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)。(2)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是表示反應(yīng)物完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)。方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量

22、數(shù)必須與H相對(duì)應(yīng)，即化學(xué)計(jì)量數(shù)與H成正比。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。如：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H1H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H22HCl(g)=H2(g)Cl2(g)H3則有：H12H2H3二、1.比較吸、放熱反應(yīng)過程中，吸收或放出熱量的多少時(shí)不考慮符號(hào)，但比較H大小時(shí)，必須帶正、負(fù)號(hào)比較，對(duì)放熱反應(yīng)，H越小，放熱越多；對(duì)吸熱反應(yīng)，H越大，吸熱越多。2(1)<0H2H1<(2)H1H1H2<0<(3)H1>典例導(dǎo)悟1BH2SO4與Ba(OH)2溶液反應(yīng)，不僅生成了H2O還有BaSO4生成，因此A項(xiàng)放出的

23、熱量比57.3 kJ×2還多，A項(xiàng)錯(cuò)誤；辛烷的燃燒熱是指1 mol辛烷完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水時(shí)放出的熱量是5 518 kJ，C、D項(xiàng)均錯(cuò)誤。2C本題主要考查對(duì)“H”的理解，明確“H”既有“”、“”，又有數(shù)值大小。碳與氧氣反應(yīng)放熱，即H1<0，H2<0，CO再與O2作用時(shí)又放熱，所以H1<H2；等量的固態(tài)硫變?yōu)闅鈶B(tài)硫蒸氣時(shí)吸收熱量，故在與O2作用產(chǎn)生同樣多的SO2時(shí)，氣態(tài)硫放出的熱量多，即H3>H4；發(fā)生同樣的燃燒反應(yīng)，物質(zhì)的量越多，放出的熱量越多，故H5>H6；碳酸鈣分解吸收熱量，H7>0，CaO與H2O反應(yīng)放出熱量，H8<0，顯然H

24、7>H8。故本題答案為C?！菊n后練習(xí)區(qū)】高考集訓(xùn)1(1)A.×解析H2O的狀態(tài)應(yīng)為液態(tài)。B×解析由等效平衡分析H>38.6 kJ·mol1。(2)(3)×2DA項(xiàng)Na2O2中的陰離子是O，所以Na2O2中陽離子與陰離子的個(gè)數(shù)比為21，與Na2O相同，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)兩種情況下生成等物質(zhì)的量的生成物時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)溫度升高后產(chǎn)物是Na2O2，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)正確。3B本題從水分解過程中的能量變化入手，主要考查催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響以及化學(xué)反應(yīng)吸(放)熱與能量變化的關(guān)系。水分解過程吸熱，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量；加入催化劑，可以降低反應(yīng)的活化能，B項(xiàng)正確?？键c(diǎn)集訓(xùn)1DA項(xiàng)中192.9 kJ·mol1是反應(yīng)的熱效應(yīng)，而不是CH3OH的燃燒熱，A錯(cuò)；B項(xiàng)中根據(jù)反應(yīng)的H49.0 kJ·mol1可知該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，生成物的總能量應(yīng)該大，B錯(cuò)；C項(xiàng)中從反應(yīng)和看，前者是吸熱的，后者是放熱的，C錯(cuò)；根據(jù)反應(yīng)CH3OH為氣態(tài)時(shí)H192.9 kJ·mol1，而當(dāng)CH3OH為液態(tài)時(shí)H應(yīng)大于192.9 kJ·mol1，D正確。2C化學(xué)反應(yīng)中一定有能量變化，A錯(cuò)誤