【學(xué)海導(dǎo)航】山西省高中化學(xué)總復(fù)習(xí) 第6章第20課時(shí) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化課件 新人教

第20課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化一、化學(xué)反應(yīng)中能量的變化1．反應(yīng)熱與焓變化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量的變化，都可以用熱量(或換算成相應(yīng)的熱量)來(lái)表述，稱(chēng)為反應(yīng)熱，又稱(chēng)為焓變，符號(hào)用ΔH表示，單位kJ·mol－1。根據(jù)熱量的變化可將化學(xué)反應(yīng)分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。焓是用來(lái)描述物質(zhì)所具有的能量的物理量，用符號(hào)H表示。反應(yīng)焓變表示生成物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差，用符號(hào)ΔH表示。在等壓條件下(即敞口容器中)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，而沒(méi)有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焓的改變，即QP＝ΔH(QP表示在壓強(qiáng)不變條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱)。2．化學(xué)反應(yīng)中能量變化與化學(xué)鍵的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成的過(guò)程，化學(xué)鍵斷裂吸收能量，化學(xué)鍵形成放出能量，因而化學(xué)反應(yīng)過(guò)程必定有能量的變化，化學(xué)鍵的斷裂與形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。E1>E2吸熱反應(yīng)ΔH>0E1<E2放熱反應(yīng)ΔH<03．化學(xué)反應(yīng)中能量變化與反應(yīng)物和生成物能量的關(guān)系4．常見(jiàn)的放熱、吸熱反應(yīng)(1)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)：所有可燃物的燃燒、所有活潑金屬與酸的反應(yīng)、所有中和反應(yīng)、絕大多數(shù)化合反應(yīng)、多數(shù)置換反應(yīng)、某些復(fù)分解反應(yīng)、少數(shù)分解反應(yīng)。(2)常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)：鹽類(lèi)的水解、弱電解質(zhì)的電離、絕大多數(shù)的分解反應(yīng)、某些復(fù)分解反應(yīng)(銨鹽與強(qiáng)堿的反應(yīng))、少數(shù)置換反應(yīng)[C＋H2O(g)、Fe＋H2O(g)]、極個(gè)別的化合反應(yīng)(CO2和C的反應(yīng))?！净A(chǔ)題一】下列說(shuō)法不正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化B．放熱反應(yīng)都不需要加熱就能發(fā)生C．吸熱反應(yīng)在一定條件(如常溫、加熱等)也能發(fā)生D．化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱，取決于生成物具有的總能量和反應(yīng)物具有的總能量B二．熱化學(xué)方程式1．概念：表明反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式，叫做熱化學(xué)方程式。2．特點(diǎn)：(1)熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，固體用符號(hào)“s”表示、液體用符號(hào)“l(fā)”表示，氣體用符號(hào)“g”表示，溶液用“aq”。因?yàn)榉磻?yīng)熱除跟物質(zhì)的量有關(guān)外，還與反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)有關(guān)。(2)熱反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示分子個(gè)數(shù)，因此可以用分?jǐn)?shù)，但要注意反應(yīng)熱也發(fā)生相應(yīng)變化。(3)熱化學(xué)方程式標(biāo)出了能量變化。反應(yīng)熱用焓變?chǔ)表示，其數(shù)值與物質(zhì)的狀態(tài)和方程式中計(jì)量數(shù)有關(guān)，單位都用kJ/mol。(4)熱反應(yīng)方程式因?yàn)槭潜硎痉磻?yīng)物和生成物的能量變化，所以不寫(xiě)反應(yīng)條件?！净A(chǔ)題二】熱化學(xué)方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋131.3kJ/mol表示()A．碳和水反應(yīng)吸收131.3kJ能量B．1mol碳和1mol水反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣并吸收131.3kJ熱量C．1mol固態(tài)碳和1mol水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w和氫氣，并吸熱131.3kJD．1個(gè)固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，吸熱131.1kJC【思考題】根據(jù)熱化學(xué)方程式S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－297.23kJ/mol(反應(yīng)在25℃，101kPa下發(fā)生)分析下列說(shuō)法不正確的是()A．25℃，101kPa時(shí)，燃燒1mol硫放出的熱量為

297.23kJB．形成1molSO2中的化學(xué)鍵所釋放的總能量大于

斷裂1molS(s)和1molO2(g)的化學(xué)鍵所吸收的

總能量C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－QkJ/mol，則

Q>297.23D．S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－QkJ/mol，則

Q<297.23D重要考點(diǎn)1反應(yīng)過(guò)程中的的能量變化示示意圖類(lèi)型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(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)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂化學(xué)鍵時(shí)吸收的總能量生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂化學(xué)鍵時(shí)吸收的總能量表示方法ΔH＜0ΔH＞0類(lèi)型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)圖示實(shí)例H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ/molC(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ/mol常見(jiàn)反應(yīng)①大多化合反應(yīng)；②酸堿中和；③金屬與酸；④燃燒；⑤大多常溫下能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)①水解；②大多分解反應(yīng)；③以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)；④需持續(xù)加熱、不加熱會(huì)停的化學(xué)反應(yīng)【考點(diǎn)釋例1】2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過(guò)程的能能量變化如圖圖所示，已知知1molSO2(g)氧化為1molSO3(g)的ΔH＝－99kJ··mol－1。請(qǐng)回答下列問(wèn)問(wèn)題：(1)圖中A、C分別表示__________、__________，E的大小對(duì)該反反應(yīng)的反應(yīng)熱熱有無(wú)影響？？__________。該反應(yīng)通常常用V2O5作催化劑，加加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是是降低？__________，理由是__________；(2)圖中ΔH＝__________kJ··mol－1；(3)V2O5的催化循環(huán)環(huán)機(jī)理可能能為：V2O5氧化SO2時(shí)，自身被被還原為四四價(jià)釩化合合物；四價(jià)價(jià)釩化合物物再被氧氣氣氧化。(4)如果反應(yīng)速速率v(SO2)為0.05mol·L－1·min－1，則v(O2)＝__________mol·L－1·min－1、v(SO3)＝________________mol·L－1·min－1；(5)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ·mol－1，計(jì)算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH________________________________(要求計(jì)算過(guò)程)?！窘馕觥?1)本小題考(2)圖中表示的是2molSO2的反應(yīng)，因此ΔH＝－99×2kJ·mol－1；(3)依題意即可寫(xiě)出：SO2＋V2O5===SO3＋2VO2

4VO2＋O2===2V2O5；(4)依據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。答案：(1)反應(yīng)物能量量生成物物能量無(wú)無(wú)降低因因?yàn)榇呋瘎└淖兞肆朔磻?yīng)的歷歷程，使活活化能E降低(2)－198(3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO24VO2＋O2===2V2O5(4)0.0250.05(5)S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－－296kJ··mol－1SO2(g)＋1/2O2(g)===SO3(g)ΔH2＝－－99kJ··mol－13S(s)＋9/2O2(g)===3SO3(g)ΔH＝3(ΔΔH1＋ΔH2)＝－－1185kJ··mol－1【溫馨馨提提示示】1、看看清清橫橫坐坐標(biāo)標(biāo)和和縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)的的含含義義；；2．一一般般曲曲線線最最左左邊邊代代表表的的是是反反應(yīng)應(yīng)物物的的能能量量，，最最右右邊邊代代表表的的是是生生成成物物的的能能量量；；3．根根據(jù)據(jù)物物質(zhì)質(zhì)的的總總能能量量來(lái)來(lái)計(jì)計(jì)1.化學(xué)反應(yīng)應(yīng)N2＋3H2===2NH3的能量變變化如下下圖所示示，該反反應(yīng)的熱熱化學(xué)方方程式是是()AA．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1C.N2(g)＋H2(g)===NH3(l)ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1D.N2(g)＋H2(g)===NH3(g)ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1【解析】molN2(g)與molH2(g)完全反應(yīng)應(yīng)生成1molNH3(g)時(shí)放熱：：(b－a)kJ。生成1molNH3(l)時(shí)放熱：：(b＋c－a)kJ。2.紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應(yīng)過(guò)過(guò)程和能能量關(guān)系系如圖所所示(圖中的ΔH表示生成成1mol產(chǎn)物的數(shù)數(shù)據(jù))。根據(jù)上圖圖回答下下列問(wèn)題題：(1)P和Cl2反應(yīng)生成成PCl3的熱化學(xué)學(xué)方程式式是。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學(xué)學(xué)方程式式是。(3)P和Cl2分兩步反反應(yīng)生成成1molPCl5的ΔH3＝kJ·mol－1，一步反反應(yīng)生成成1molPCl5的ΔH4ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。2P(s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g)ΔH＝－612kJ··mol－1PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93kJ·mol－1－399等于重要考考點(diǎn)2鍵能與與反應(yīng)應(yīng)熱通常人人們把把拆開(kāi)開(kāi)1mol某化學(xué)學(xué)鍵所所吸收收的能能量看看成該該化學(xué)學(xué)鍵的的鍵能能。鍵鍵能常常用E表示，，單位位是kJ/mol。方法：：ΔH＝∑E(反應(yīng)物物)－∑E(生成物物)，即反反應(yīng)熱熱等于于反應(yīng)應(yīng)物的的鍵能能總和和跟生生成物物的鍵鍵能總總和之之差。。上述述計(jì)算算中，，鍵能能都用用正值值?！究键c(diǎn)釋釋例2】白磷與與氧氣氣可發(fā)發(fā)生如如下反反應(yīng)：：P4＋5O2===P4O10。已知知斷裂裂下列列化學(xué)學(xué)鍵需需要吸吸收的的能量量分別別為：：P—P：akJ··mol－1、P—O：bkJ··mol－1、PO：ckJ··mol－1、OO：dkJ··mol－1。根據(jù)圖圖示的的分子子結(jié)構(gòu)構(gòu)和有有關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)估估算該該反應(yīng)應(yīng)的ΔH，其中正確確的是()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－1【解析】由圖可以看看出：P4中有6mol的P－P,5mol的O2中含有5molO===O,1mol的P4O10中含有4mol的P＝O,12mol的P－O，所以ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1?！緶剀疤崾尽?.鍵能指的是是拆開(kāi)1mol化學(xué)鍵所需需要借助的的外部能量量，與物質(zhì)質(zhì)本身儲(chǔ)存存的能量不不是同一概概念；2．物質(zhì)的總總鍵能越大大，則它的的總能量越越小，物質(zhì)質(zhì)越穩(wěn)定。。答案：A書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)學(xué)方程式時(shí)時(shí)應(yīng)注意的的問(wèn)題1．熱化學(xué)方程程式中，沉沉淀和氣體體不用標(biāo)↓和↑。2．反應(yīng)應(yīng)熱熱符符號(hào)號(hào)用用ΔH表示示，，寫(xiě)寫(xiě)在在方方程程式式的的右右邊邊，，放放熱熱用用“－”，吸吸熱熱用用“＋”。(ΔΔH與方方程程式式間間用用空空格格)3．反應(yīng)應(yīng)式式中中各各物物質(zhì)質(zhì)化化學(xué)學(xué)式式前前的的化化4．可逆反應(yīng)中的ΔH指的是正向完全進(jìn)行時(shí)的焓變。有機(jī)物參加的化學(xué)反應(yīng)通常用等號(hào)而不用箭頭符號(hào)。5．對(duì)于可逆反應(yīng)，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反?！究键c(diǎn)點(diǎn)釋釋例例3】】已知知充充分分燃燃燒燒ag乙炔炔氣氣體體時(shí)時(shí)生生成成1mol二氧氧化化碳碳?xì)鈿怏w體和和液液態(tài)態(tài)水水，，并并放放出出熱熱量量bkJ，則則乙乙炔炔燃燃燒燒的的熱熱化化學(xué)學(xué)方方程程式式正正確確的的是是()A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－－4bkJ/molB．C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝2bkJ/molC．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－－2bkJ/molD．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔA【溫馨馨提提示示】1.判斷斷熱熱化化學(xué)學(xué)方方程程式式正正誤誤的的方方法法：：(1)檢查查是是否否標(biāo)標(biāo)明(2)檢查ΔH的符號(hào)、數(shù)值是否正確；(3)檢查反應(yīng)前后原子種類(lèi)、數(shù)目是否相等(質(zhì)量守恒)。2．反應(yīng)焓變(ΔH)大小比較：帶符號(hào)進(jìn)行比較。1.在25℃℃、101kPa下，，1g甲醇醇燃燃燒燒生生成成CO2和液液態(tài)態(tài)水水時(shí)時(shí)放放熱熱22.68kJ，下下列列熱熱化化學(xué)學(xué)方方程程式式正正確確的的是是()A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋＋725.8kJ/molB．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2