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1、专题八 化学反应中的能量变化【2013考纲解读】 1.能够根据反应物、生成物能量的变化判断放热反应和吸热反应。2掌握正确书写热化学方程式的方法并进行简单计算。3能够判断热化学方程式的正误及反应热的大小比较。4了解新能源的开发及综合应用。 反应热是近几年高考的重点考查内容之一，考查的内容主要有：热化学方程式的书写及正误判断；比较反应热的大小；有关反应热的简单计算；化学键键能与反应热、反应热与能源的综合考查。由于能源问题已成为社会热点，从能源问题切入，从不同的角度设问，结合新能源的开发，把反应热与能源结合起来进行考查，将是今后命题的方向。【知识网络构建】 【重点知识整合】一、反应中能量的变化1.基
2、本概念：反应热：在化学反应过程中放出或吸收的热量。反应热用符号“H”表示。单位“kJ/mol”。吸热反应和放热反应：在化学反应过程中，通常用E反表示反应物所具有的总能量，E生表示生成物所具有的总能量。若E反 E生，为放热反应；当H 为“-”或H 0。若E反 0。2吸热反应和放热反应的判断方法 根据反应类型判断：通常情况下燃烧反应、中和反应、金属和酸反应制氢气的反应为放热反应；电解质的电离、盐类水解、大多数的分解反应等为吸热反应。若正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应。根据实验现象判断：使反应体系温度升高的反应，为放热反应。反之为吸热反应。如：钠与水反应的现象：钠“熔”成一个小球，可以说明这一反
3、应为放热反应；Fe粉与硫的混合物稍微受热后反应继续剧烈进行，且保持红热状态，说明这一反应为放热反应。在燃烧很旺的炉火中加入煤，炉火马上“暗”下来，说明CO2与C反应为吸热反应；Ba(OH)2与NH4Cl反应，烧杯与玻璃片粘在一起，说明该反应为吸热反应。由物质的聚集状态判断：同种物质的聚集状态不同，其本身具有的能量也不相同。一般情况下：气态物质所具有的能量大于液态，液态具有的能量大于固态；物质处与稳定状态的能量小于不稳定状态的能量。如：硫蒸气在氧气中完全燃烧放出的能量大于固态硫完全燃烧放出的能量。石墨比金刚石稳定，所以由石墨转化为金刚石的反应为吸热反应。由盖斯定律判断：如一个反应可分步进行，则各
4、分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同，通过化学反应的能量变化值来进行计算，若H 0，则反应为吸热反应，反之则为放热反应。用仪器来测量：量热计【特别提醒】我们不能通过看一个反应是否需要加热来判断是吸热反应和放热反应，因为需加热的反应不一定都是吸热反应，如物质的燃烧一般需要加热来引发反应的进行，但属于放热反应，只有哪些需持续加热的反应才是吸热反应，而那些只是通过加热来引起反应，反应开始后则无须加热的反应，则属放热反应。所以注意两点，若一个反应需持续加热才能进行，一旦停止加热，反应则停止，这样的反应肯定是吸热反应，若一个反应虽然需进行加热来引起反应，但只要反应开始后，不需加热继续反应，
5、则这样的反应属放热反应。常见的放热反应有：酸碱中和反应、活泼金属和酸反应、燃烧反应；常见的吸热反应有：大多数分解反应；氯化铵与八水合氢氧化钡的反应。【自主探究】已知某反应是放热反应，下列说法正确的是（ ）A. 该反应发生时，一定不需要加热B. 该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量C. 该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量D. 如果该反应开始后停止加热，反应一定不能继续进行解析：放热反应中反应物总能量大于生成物总能量，放热反应不一定不需要加热，有些放热反应需要加热来引发反应，但不需要持续加热，因为放出的热量可以维持反应的进行。答案：C。二、热化学方程式的书写1定义：表示参加反应物质的量和
6、反应热的关系的化学方程式。2书写热化学方程式： 先书写化学方程式。有g（气体）、l（液体）、s（固体）标明反应物和生成物的聚集状态。反应热用“H”表示，标在化学方程式后面，中间用“；”隔开，吸收热量用“”，放出热量用“”。H与测定的条件有关，书写时应著名条件。若条件为25，103kPa，则可不注明。热化学方程式中的计量数只表示物质的量，不表示分子个数，因此热化学方程式中的计量数可以是小数或分数，表示热量的单位“kJ/mol”表示的是对应方程式中的物质的量，所以热量的数值必须与热化学方程式中的计量数相对应。热化学方程式中不注明反应发生的条件。生成物中不能用“”或“”符号。【自主探究】沼气是一种能
7、源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是（ ）A.2CH4(g)4O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H=890 kJmol1B.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H=890 kJmol1C.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H=890 kJmol1D.1/2CH4(g)O2(g)=1/2CO2(g)H2O(l) H=890 kJmol1解析：0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ热量，即1 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O
8、时，放出890 kJ热量。根据热化学方程式的有关规定，要注明聚集状态，要标出热效应。答案：C。三、 燃烧热1燃烧热 定义：在101 kPa时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。注意事项燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的化学方程式时，一般以燃烧物前系数为1的标准来配平其余物质的化学计量数。燃烧产物必须是稳定的氧化物，例如CCO2，HH2O(l)等。燃料的充分燃烧化石燃料主要包括：煤、石油、天然气以及它们的产品等。可燃物的燃烧条件是：温度达到着火点、与氧气充分接触。充分燃烧的必要条件是：氧气要充足、可燃物与氧气接触面要大
9、。实施方案：故体燃料粉碎，或液化、汽化。不充分燃烧的危害是产热少、浪费资源、污染环境。化石燃料提供能量的弊端以及预防措施：弊端：化石燃料为不可再生能源、燃烧产物中含有SO2造成环境污染、CO2引起温室效应。预防措施：开发新能源、对燃料进行脱硫或固硫处理。【自主探究】25、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2 800 kJ/mol,则下列热化学方程式正确的是（ ）AC(s)+O2(g)=CO(g)；H=-393.5 kJ/molB2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H=+571.6 kJ/mo
10、lCCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)；H=-890.3 kJ/molDC6H12O6（s）+3O2(g) = 3CO2(g)+3H2O(l)；H=-1400 kJ/mol解析：A.C项生成物不是稳定的氧化物（C项中H2O为气态）；B项中燃烧物不为1mol。答案：D四、中和热1.中和热 定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫做中和热。注意事项中和反应的实质是H+和OH反应生成H2O。若反应过程中有其他物质生成（如生成沉淀或弱电解质），则其反应热不等于中和热。对于强酸强碱的稀溶液反应，其中和热基本上是相等的。都约为57.3 kJ/mol对
11、于强酸与弱碱或弱酸与强碱的反应,中和热一般低于57.3 kJ/mol。因为弱电解质的电离属于吸热反应。2.中和热的测定（1）实验步骤：保温装置的准备：大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)使放入的小烧杯口与大烧杯口相平。在大小烧杯之间也同时填满碎泡沫塑料或纸条，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过。 用量筒量取50ml，0.50moL/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量其温度。(tHCl) 另取一量筒量取50ml，055mol/L NaOH溶液，用温度计测量NaOH溶液的温度:(tNaOH)将量筒内的NaOH溶液全部倒入盛有HCI的小烧杯中，用
12、玻璃搅棒轻轻搅动溶液，准确记录混合溶液的最高温度(t2)。计算：起始温度t10C=(tHCl+tNaOH)/2 ， 终止温度t20C ，温度差=(t2-t1)0C（2）注意的几个问题：作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。因此可以用保温杯来做，也可按课本中方法做，一定要使小烧杯口与大烧杯口相平，这样可以减少热量的损失。盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，因此HC1和NaOH溶液的浓度宜小不宜大，如果浓度偏大，则溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，表观电离度就会减小这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补未电离分子的
13、离解热，造成较大误差。宜用有O1分刻度的温度计，且测量应尽可能读准，并估读到小数点后第二位。温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。不宜用弱酸、弱碱代替强酸、强碱，来测中和热，否则会因中和过程中电离吸热，使测得的中和热数值不准确。实验操作时动作要快。以尽量减少热量的散失。实验过程要至少重复两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据，可以使中和热测定尽量准确。【特别提醒】燃烧热中和热相同点能量变化放热反应HH0，单位：KJ/mol不同点反应物的量1mol（O2的量不限）可能是1mol，也可能是0.5mol生成物的量不限量H2O是1mol反应热的含义1
14、mol反应物完全燃烧时放出的热量；不同反应物，燃烧热不同生成1mol H2O时放出的热量，不同反应物的中和热大致相同，均为57.3KJ/mol【自主探究】下列说法正确的是（ ）A. 中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量B. 1 mol酸与1 mol碱完全反应放出的热量是中和热C. 在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热叫做中和热D. 表示中和热的离子方程式为：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)；H=57.3 kJmol-1解析：强酸与强碱的反应热不一定是中和热（若生成的水的物质的量不为1mol，或酸为浓酸等），A项错误。B项如果为弱酸或弱碱则不成立，D中反应属于
15、放热反应，应该是负值。答案：C【高频考点突破】考点一 反应热和焓变的分析与判断 【例1】下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()。A生成物总能量一定低于反应物总能量B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同【解析】本题考查化学反应中的能量变化，意在考查考生的分析推理能力和实际运用知识的能力。放热反应的特点是生成物总能量低于反应物总能量，吸热反应的特点是生成物总能量高于反应物总能量，A选项错误；反应速率受反应物本身的性质、压强、温度、浓度、催化剂等因素影响，与反应放热或吸热无直接关系，B选项错误；盖斯定律表明：焓变与反应过程无关，只与反应始态和终态有关，C选项正确；同一反应
