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1、突破化学反应中的能量变化一、考点归纳典例剖析考点1、化学反应中的能量变化1化学反应分为放热反应、吸热反应(1)化学反应中的能量变化，主要表现为热量变化，还有以光能、电能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来。(2)常见的放热反应：燃烧反应、物质的缓慢氧化、中和反应、部分化合反应、金属与酸或碱的反应。(3)常见的吸热反应：多数分解反应、水解反应：CCO22CO；CH2OCOH2；H2I22HI；H2CuOCuH2O；Ba(OH)28H2O2NH4ClBaCl2 2NH310H2O2焓变与键能、物质内能等之间的关系化学反应的热效应取决于旧键断裂吸收的能
2、量和新键形成放出的能量相对大小。图示如下：反应物具有的总能量（E3）新化学键形成吸收能量（E1）生成物具有的总能量（E4）旧化学键断裂放出能量（E2）反应热：DH = E1 E2 ，或DH = E4 E3 。即DH =反应物的键能总和生成物的键能总和，或DH = 生成物的内能反应物的内能。可利用化学键的键能估算化学反应的热效应。【例1】已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(DH1、DH2均为正值)：H2(g)Cl2(g)2HCl(g) DH1 H2(g)Br2(g) 2HBr(g) DH2有关上述反应的叙述正确的是( )ADH1DH2 B生成物总能量均高于反应物总能量C生成1 mo
3、l HCl气体时放出DH1/2热量D1 mol HBr(g)具有的能量大于1 mol HBr(l)具有的能量解析：氯比溴活泼，生成的HCl比HBr稳定，则DH1DH2，A项错误。两者均为放热反应，即反应物总能量大于生成物总能量，B不正确。生成1 mol HCl时放出DH1/2的热量，C不正确。物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时，故D项正确。答案：D考点2、热化学方程式的正确书写和理解应注意的问题1正确的热化学方程式书写步骤为：先写出反应的化学方程式，并注明各物质的聚集状态；然后写出该反应的焓变DH，注意DH的“”“”符号、数值、单位(kJ/mol)。2若为同素异形体，除了注明聚集状态，
4、还要注明名称。因为同素异形体虽然构成元素相同，但是是不同物质，其本身具有的能量不同，所以反应中的DH也不同。3 物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关。聚集状态不同，反应热DH的数值以及符号都可能不同。等量的同一物质，气态时能量最大，其次为液态，最小的是固态，也就是说，物质由气态转化为液态放出能量，由液态转化为固态放出能量。(见下图)。4热化学方程式中的化学计量数，只表示物质的物质的量，可以是整数、分数，但是不用小数。对相同化学反应，化学计量数不同，反应热DH也不同。如：H2(g)1/2O2(g)H2O(g) DH=2418 kJ/mol；2H2(g)O2(g) 2H2O(g) DH=4836
5、 kJ/mol 。普通化学方程式中各物质化学式前的化学计量数只能是整数。5热化学方程式中，一般不写反应条件、生成物的沉淀符号和气体符号。6相同条件(温度、压强)，相同物质的化学反应(互逆反应，不一定是可逆反应)，正向进行的反应和逆向进行的反应，其反应热DH数值相等，符号相反。如：2H2(g)O2(g)2H2O(l) DH=5716 kJ/mol ；2H2O(l)=2H2(g)O2(g) DH=5716 kJ/mol 。7反应热DH的单位kJ/mol 中的“/mol”是指该化学反应整个体系(即指“每摩化学反应”)，而不是指该反应中的某种物质。如2H2(g)O2(g) 2H2O(l) DH=571
6、6 kJ/mol ，指“每摩2H2(g)O2(g)2H2O(l)反应”，放出5716 kJ的能量，而不是指反应中的“H2(g) 、O2(g) 、或H2O(l) ”的物质的量。8不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热DH 表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g) DH=197 kJ/mol 是指 2 mol SO2(g) 和 1 mol O2(g) 完全转化为 2 mol SO3(g) 时放出的能量。若在相同的温度和压强时，向某容器中加入 2 mol SO2(g)和 1 mol O2(g) 反应达到平衡时，放出的能量为Q ，因反应不能完全转化生成
7、 2 mol SO3(g) ，故Q197 kJ。同时看出热化学方程式中的反应热DH与可逆符号及等号无关。【例2】(2010理综全国II，7)下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25，101 kPa)：C4H10(g)O2(g)4CO2(g)5H2O(l) DH = 2878 kJmol1 C4H10(g)O2(g)4CO2(g)5H2O(g) DH = 2658 kJmol1C4H10(g)O2(g)4CO(g)5H2O(l) DH = 1746 kJmol1C4H10(g)O2(g)4CO(g)5H2O(g) DH = 1526 kJmol1由此判断，正丁烷的燃烧热是A2878 kJmo
8、l1 B2658 kJmol1 C1746 kJmol1 D1526 kJmol1 解析：燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量；CO不是稳定氧化物，排除、；气态水不是稳定的氧化物，排除。只有符合，故选A。答案：A考点三、燃烧热与中和热的比较燃 烧 热中 和 热相同点能量变化放热反应HH0，单位常用kJ/mol不同点反应物类型可燃物、氧气(一般)强酸、强碱的稀溶液反应物的量1 mol 不限量生成物类型稳定物质，如CO2(g)、H2O(l)、HCl(g)、N2(g)盐和水生成物的量不限量1 mol H2OH反应物不同，燃烧热不同中和热都相同，均约为573 kJ/mol定义在
9、101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。 在稀溶液中，酸与碱发生中和反应，生成1 mol H2O时放出的热量。【例3】下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( ) A已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)；DH=4836 kJ mol1，则氢气的燃烧热为2418 kJ mol1B甲烷的标准燃烧热为8903 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g) DH =8903 kJmol1 C已知NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)；DH=574 kJ mol1，则含200 g NaOH的稀
10、溶液与稀盐酸完全中和，放出287 kJ的热量D500 、30 MPa下，将05 mol N2和15 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热193 kJ，则其热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g) DH = 386 kJmol1解析：A选项中H2的的燃烧热是1 mol H2燃烧生成液态水时所放出的热量，A错；B项中水应为液态，B错；C选项中1 mol NaOH完全中和放出热量为574 KJ，05 mol 应放出287 KJ热量，C对；可逆反应反应不彻底，放热193 kJ时实际反应的N2小于05 mol，即反应1 mol 的N2时放热应大于386 kJ，D项错。答案：
11、C考点四、反应热的计算1利用热化学方程式进行相关量的求解：先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热。2依据燃烧热数据，利用公式直接求算反应热Q=燃烧热n(可燃物的物质的量)。3依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算DH=反应物的化学键断裂吸收的能量生成物的化学键形成释放的能量4依据反应物与生成物的能量计算DH=E(生成物)一E(反应物)。5利用盖斯定律求反应热：适当加减已知的热化学方程式，得出待求的热化学方程式，反应热也要进行相应的加减运算，从而得出待求热化学方程式的反应热。特别提醒：计算时注意物质的状态、物质的
12、量等物理量与DH的对应性。【例4】(2010重庆理综，12)已知H2(g)Br2(l)2HBr(g)；DH =72 kJ/mol，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他的相关数据如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a369则表中a为( )A404 B260 C230 D200解析：由H2(g)Br2(l) = 2HBr(g) DH =72 kJ/mol，Br2(l) = Br2(g) DH =30 kJ/mol，得：H2(g)Br2(g)2HBr(g) DH = 102 kJ/mol。所以有：436a2369
13、= 102，得a = 200，D项正确。答案：D二、易错剖析误区警示【典例】2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H=一99 kJmol1。请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示 、 ，E的大小对该反应的反应热有无影响? ；(2)该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低? ，理由是 ：(3)图中DH= kJmol1；(4)已知单质硫的燃烧热DH=296 kJmol1，计算由S(s)生成1 mol SO3(g)的DH (写出计算过程)。【常见错误】问题常见错误(1)A和C所表示的意义
14、错答为“反应物”、“生成物”认为E的大小对反应热有影响(2)错误认为对活化能无影响(3)错答成“99”或“198”(4)热化学方程式忘记写各物质状态或写错状态，不配平反应热计算错误【错因分析】(1)出错原因主要是知识掌握不牢固。从图像中明显看出反应物总能量高于生成物总能量为放热反应，可得到A和C分别表示“反应物总能量”、“生成物总能量”；反应热只与“反应物总能量”和“生成物总能量”有关，与反应过程无关。(2)催化剂在反应前后无变化，从而错误认为对活化能无影响。E为活化能，与反应热无关，但使用催化剂可以降低活化能，加快反应速率。(3)对图像分析不清，容易造成错答。看错已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的DH=99 kJmol1，图中表示的是2 mol SO2(g)的反应，因此DH=992 kJmol1。(4)没有理解题干要求“计算由S(s)生成1 mol SO3(g)的DH (写出计算过程)”，容易造成错答。解答本小题必须突出生成1 mol三氧化硫，反
