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1、化学反应与能量化学反应与能量 第六章第六章第第16讲化学反应与能量讲化学反应与能量考纲展示考纲展示1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。形式。 2了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。反应热等概念。 3了解热化学方程式的含义。了解热化学方程式的含义。 4理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。单计算。5了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在了解能源是人类生存和社会发
2、展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。解决能源危机中的重要作用。知识导图知识导图1化学反应的实质与特征化学反应的实质与特征(1)实质：实质：_断裂和断裂和_形成。形成。(2)特征：既有特征：既有_变化，又有变化，又有_变化。变化。2焓变焓变(1)定义：在定义：在_条件下进行的反应的条件下进行的反应的_。(2)符号：符号：_。(3)常用单位：常用单位：_或或_。焓变焓变旧化学键旧化学键新化学键新化学键 物质物质能量能量恒压恒压热效应热效应H kJ/molkJmol1 3反应热反应热指指当当化化学学反反应应在在一一定定_下下进进行行时时，反反应应所所_或或_的热量，通常用符号的热量，通
3、常用符号Q表示，单位表示，单位Jmol1或或kJmol1。易易错错提提醒醒：对对于于等等压压条条件件下下进进行行的的化化学学反反应应，如如果果反反应应中中物物质质的的能能量量变变化化全全部部转转化化为为热热能能，则则反反应应前前后后物物质质的的焓焓变变就就等等于该反应的反应热。于该反应的反应热。温度温度释放释放吸收吸收 4吸热反应与放热反应吸热反应与放热反应(1)从从反反应应物物和和生生成成物物的的总总能能量量相相对对大大小小的的角角度度分分析析，如如图图所示。所示。_热反应热反应_热反应热反应吸吸放放 (2)从反应热的量化参数从反应热的量化参数键能角度分析：键能角度分析：吸收吸收释放释放正正
4、负负(2)越小越小【答案】【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2做做实实验验时时，不不管管吸吸热热反反应应和和放放热热反反应应都都有有可可能能用用到到酒酒精精灯灯，怎怎样样判判断断该该反反应应是是吸吸热热反反应应还还是是放放热热反反应应？放放热热反反应应加加热的目的是什么？热的目的是什么？【答答案案】持持续续用用酒酒精精灯灯加加热热，撤撤掉掉酒酒精精灯灯反反应应就就停停止止的的反反应应是是吸吸热热反反应应；开开始始用用酒酒精精灯灯加加热热，反反应应开开始始后后，撤撤去去酒酒精精灯灯仍仍能能继继续续反反应应的的是是放放热热反反应应。放放热热反反应应加加热热的的目目的的一一般般是是引
5、引发发反应或加快反应速率。反应或加快反应速率。1概念概念表表示示参参与与化化学学反反应应的的物物质质的的_和和_的的关关系系的化学方程式。的化学方程式。2意义意义表明了化学反应中的表明了化学反应中的 _变化和变化和_变化。变化。2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，表表示示在在 298 K、 101 kPa时时 _ _。热化学方程式热化学方程式物质的量物质的量反应热反应热物质物质能量能量 2 mol H2(g)和和1 mol O2(g)生成生成2 mol H2O(l)时放出时放出571.6 kJ的热量的热量3书写热化学方程式的书写热化学方程式的“五个五个”注意注意(
6、1)注注意意H的的符符号号和和单单位位：若若为为放放热热反反应应H应应为为_；若为吸热反应；若为吸热反应H应为应为“_”。H的单位是的单位是kJmol1。(2)注注意意反反应应热热的的测测定定条条件件：反反应应热热与与测测定定条条件件(温温度度、压压强强等等)有有关关，绝绝大大多多数数反反应应是是在在25 、101 kPa下下测测定定的的，此此时时可不注明温度和压强。可不注明温度和压强。负值负值正值正值 (3)注注意意物物质质的的聚聚集集状状态态：反反应应物物和和生生成成物物的的聚聚集集状状态态不不同同，反反应应热热H不不同同，因因此此必必须须注注明明物物质质的的聚聚集集状状态态才才能能完完整
7、整地地表表示示热热化化学学方方程程式式的的意意义义。常常用用_、_、_、_分分别别表表示示固固体体、液液体体、气气体体、溶溶液液。一一般般不不注注“”“”以以及及“点点燃燃”“加加热热”等。等。(4)注意热化学方程式的化学计量数注意热化学方程式的化学计量数热热化化学学方方程程式式中中各各物物质质化化学学式式前前面面的的化化学学计计量量数数仅仅表表示示该该物物质质的的物物质质的的量量，并并不不表表示示物物质质的的分分子子数数或或原原子子数数，因因此此化化学学计量数可以是整数，也可以是分数。计量数可以是整数，也可以是分数。slgaq(5)注意注意H的数值与符号的数值与符号热热化化学学方方程程式式中
8、中的的H的的值值应应是是表表示示反反应应已已经经完完成成的的热热量量变变化化。由由于于H与与反反应应完完成成的的物物质质的的量量有有关关，所所以以热热化化学学方方程程式式中中化化学学式式前前面面的的化化学学计计算算数数必必须须与与H相相对对应应，如如果果化化学学计量数加倍，则计量数加倍，则H也要加倍。也要加倍。逆逆反反应应的的反反应应热热与与正正反反应应的的反反应应热热数数值值相相等等，但但符符号号相相反。反。3(2013安安徽徽卷卷改改编编)在在25 、101 kPa下下，已已知知13.5 g的的铝铝固固体体单单质质在在氧氧气气中中完完全全燃燃烧烧后后恢恢复复至至原原状状态态，放放热热419
9、 kJ，该该反反应应的的热热化化学学方方程程式式是是_ _。【答案】【答案】4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H3 352 kJmol14(1)肼肼(N2H4)和和NO2是是一一种种双双组组分分火火箭箭推推进进剂剂。两两种种物物质质混混合合发发生生反反应应生生成成N2和和H2O(g)，已已知知8 g气气体体肼肼在在上上述述反反应应中中放放出出142 kJ热热量量，其其热热化化学学方方程程式式为为_ _。(2)0.3 mol的的气气态态高高能能燃燃料料乙乙硼硼烷烷(B2H6)在在氧氧气气中中燃燃烧烧，生生成成固固态态三三氧氧化化二二硼硼和和液液态态水水，放放出出649.5 kJ热热量量
10、，其其热热化化学学反反应应方方程程式式为为_。又又知知H2O(l)=H2O(g)H44 kJ/mol，则则11.2 L(标标准准状状况况)乙乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是_kJ。【答案】【答案】(1)2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 136 kJ/mol(2)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJ/mol1 016.5燃烧热与中和热燃烧热与中和热1 mol完全完全稳定稳定 1 mol H2完全燃烧生成完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量时放出的热量 为为285.8 kJ2中和热中和
11、热在在稀稀溶溶液液中中，_时时放出的热叫中和热。放出的热叫中和热。 酸跟碱发生中和反应生成酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O【答案】【答案】D6在在热热化化学学中中，“中中和和热热”是是一一个个重重要要概概念念。“中中和和热热”的的定定义义：在在稀稀溶溶液液中中，酸酸和和碱碱发发生生中中和和反反应应生生成成1 mol水水，这这时时的反应热叫做中和热。以下叙述正确的是的反应热叫做中和热。以下叙述正确的是()酸和碱反应生成酸和碱反应生成1 mol水放出的热量即为中和热水放出的热量即为中和热在稀溶液中任何强酸与强碱反应的中和热都相等在稀溶液中任何强酸与强碱反应的中和热都相等在稀溶液中在稀溶液中
12、1 mol酸和酸和1 mol碱反应放出的热量都相等碱反应放出的热量都相等将将稀稀硫硫酸酸滴滴入入氢氢氧氧化化钠钠稀稀溶溶液液中中刚刚好好生生成成1 mol水水时时，产生的热量即为中和热产生的热量即为中和热A B C D【答案】【答案】C1概念概念能提供能提供_的自然资源。的自然资源。2发展阶段发展阶段_时期时期_时期时期_时期。时期。能源能源 能量能量 柴草柴草化石能源化石能源多能源结构多能源结构 3分类分类(1)化石燃料化石燃料种类：种类：_、_、_。特点：蕴藏量有限且特点：蕴藏量有限且_再生。再生。(2)新能源新能源种种类类：_、_、_、_和和_、_等。等。特点：资源丰富，特点：资源丰富，
13、_再生，没有污染或污染很小。再生，没有污染或污染很小。煤煤石油石油天然气天然气不可不可 太阳能太阳能氢能氢能风能风能地热能地热能 海洋能海洋能生物质能生物质能 可以可以 4能源问题能源问题(1)我我国国目目前前使使用用的的主主要要能能源源是是_，它它们们的的蕴蕴藏藏量量有限，而且不可再生，最终将会枯竭。有限，而且不可再生，最终将会枯竭。 (2)化石燃料的大量使用带来严重的化石燃料的大量使用带来严重的_问题。问题。化石燃料化石燃料环境污染环境污染5解决能源问题的措施解决能源问题的措施(1)提高能源的使用效率提高能源的使用效率改善开采、运输、加工等各个环节。改善开采、运输、加工等各个环节。科学控制
14、燃烧反应，使燃料充分燃烧。科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。一是保证燃烧时有一是保证燃烧时有_，如鼓入空，如鼓入空气、增大气、增大O2浓度等。浓度等。二二是是保保证证燃燃料料与与空空气气有有_，如如将将固固体体_，将液体，将液体_等。等。(2)开发新的能源开发新的能源开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。足量的氧气足量的氧气 足够大的接触面积足够大的接触面积粉碎成粉末粉碎成粉末喷成雾状喷成雾状 7下列属于新能源的是下列属于新能源的是()天天然然气气煤煤海海洋洋能能石石油油太太阳阳能能生生物物质能质能风能风能氢能氢能A BC D【
15、答案】【答案】B8能能源源分分类类相相关关图图如如右右图图所所示示，下下列列四四组组选选项项中中，全全部部符合图中阴影部分的能源是符合图中阴影部分的能源是()A煤炭、石油、沼气煤炭、石油、沼气B水能、生物质能、天然气水能、生物质能、天然气C太阳能、风能、生物质能太阳能、风能、生物质能D地热能、海洋能、核能地热能、海洋能、核能【答案】【答案】C一、化学反应热效应的理解一、化学反应热效应的理解反应热反应热燃烧热燃烧热中和热中和热含义含义化学反应过化学反应过程中放出或程中放出或吸收的热量吸收的热量在在101 kPa时，时，1 mol纯物质完全燃纯物质完全燃烧生成稳定氧化烧生成稳定氧化物时所放出的热物
16、时所放出的热量量在稀溶液中，强酸在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反跟强碱发生中和反应生成应生成1 mol H2O(l)时所释放的时所释放的热量热量物质物质状态状态物质的状态物质的状态要确定要确定生成物在常温下生成物在常温下为稳定态为稳定态稀溶液稀溶液(aq)、H2O(l)反应热反应热燃烧热燃烧热中和热中和热方程式配方程式配平标准平标准任意物质的量任意物质的量以燃烧以燃烧1 mol纯可纯可燃物为标准燃物为标准以生成以生成1 mol H2O(l)为标准为标准热效应热效应放热或吸热都放热或吸热都可能可能放出热量放出热量H放热：放热：H0H0，即即反反应应物物总总能能量量小小于于生生成成物物总总能能量量
17、，只只有有A、D两两项项符符合合题题意意，再再结结合合活活化化能能Ea90.4 kJmol1的的数数值值，只只有有D符符合合题题给给反反应应的的能能量量关关系。系。二、盖斯定律和反应热的有关计算二、盖斯定律和反应热的有关计算1盖斯定律盖斯定律(1)内内容容：对对于于一一个个化化学学反反应应，无无论论是是一一步步完完成成还还是是分分几几步步完完成成，其其反反应应焓焓变变都都是是一一样样的的。即即化化学学反反应应的的反反应应热热只只与与反反应应的始态的始态(各反应物各反应物)和终态和终态(各生成物各生成物)有关，而与反应的途径无关。有关，而与反应的途径无关。(2)意义：间接计算某些反应的反应热。意
18、义：间接计算某些反应的反应热。(3)计算模式计算模式HH1H2H3H4H5。2反应热的有关计算反应热的有关计算(1)主主要要依依据据：热热化化学学方方程程式式、键键能能、盖盖斯斯定定律律及及燃燃烧烧热热等等数据。数据。(2)主要方法：主要方法：根根据据热热化化学学方方程程式式计计算算：反反应应热热与与反反应应物物各各物物质质的的物物质质的量成正比。的量成正比。根据根据“两个两个”公式计算：公式计算：HE(生成物的总能量生成物的总能量)E(反应物的总能量反应物的总能量)。HE(反应物的键能之和反应物的键能之和)E(生成物的键能之和生成物的键能之和)。3利利用用盖盖斯斯定定律律书书写写热热化化学学
19、方方程程式式和和计计算算反反应应热热时时应应注注意的问题意的问题(1)当当热热化化学学方方程程式式进进行行加加减减乘乘除除运运算算时时，H也也要要相相应应的的进行加减乘除运算。进行加减乘除运算。(2)在在书书写写热热化化学学方方程程式式或或计计算算反反应应热热时时，要要注注意意物物质质聚聚集集状态的改变。状态的改变。(3)将将一一个个热热化化学学方方程程式式逆逆向向进进行行时时，其其反反应应热热与与原原反反应应的的反应热互为相反数，即绝对值相等，反应热互为相反数，即绝对值相等，“”“”号相反。号相反。(2013新新课课标标卷卷)在在1 200 时时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：天然气脱硫工
20、艺中会发生下列反应： 【答案】【答案】A SF6是是一一种种优优良良的的绝绝缘缘气气体体，分分子子结结构构中中只只存存在在SF键键。已已知知：1 mol S(s)转转化化为为气气态态硫硫原原子子吸吸收收能能量量280 kJ，断断裂裂1 mol FF 、SF键键需需吸吸收收的的能能量量分分别别为为160 kJ、330 kJ。则则S(s)3F2(g)=SF6(g)的的反反应应热热H为为()A1 780 kJ/mol B1 220 kJ/molC450 kJ/mol D430 kJ/mol【答案】【答案】B 【解解析析】由由题题意意知知1 mol S(s)和和3 mol F2(g)形形成成硫硫原原子
21、子和和氟氟原原子子共共需需要要吸吸收收能能量量是是280 kJ3160 kJ760 kJ。而而生生成成1 mol SF6(g)时时需需形形成成6 mol SF键键，共共放放出出6330 kJ1 980 kJ，因因此此该该反反应应共共放放出出的的热热量量为为1 980 kJ760 kJ1 220 kJ，所所以该反应的反应热以该反应的反应热H1 220 kJ/mol，选项，选项B正确。正确。(2013天天津津卷卷节节选选)为为减减少少SO2的的排放，可将煤转化为清洁气体燃料。已知：排放，可将煤转化为清洁气体燃料。已知：【答答案案】C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ/mol
22、中和热的测定中和热的测定2实验装置实验装置(如下图所示如下图所示)在横线上填出仪器的名称：在横线上填出仪器的名称：3注意事项注意事项(1)碎碎泡泡沫沫塑塑料料(或或纸纸条条)及及泡泡沫沫塑塑料料板板的的作作用用是是_ _。(2)为保证酸、碱完全中和，常采用为保证酸、碱完全中和，常采用_稍稍过量。稍稍过量。(3)实实 验验 时时 用用 环环 形形 玻玻 璃璃 搅搅 拌拌 棒棒 搅搅 拌拌 溶溶 液液 的的 方方 法法 是是_，不不能能用用铜铜丝丝搅搅拌拌棒棒代代替替环环形形玻玻璃璃搅搅拌拌棒棒的的理理由由是是_。4问题设计问题设计(1)本本实实验验中中用用稍稍过过量量的的NaOH的的原原因因教教
23、材材中中说说是是为为保保证证盐盐酸酸完完全全被被中中和和。试试问问：在在反反应应中中若若因因为为有有放放热热现现象象，而而造造成成少少量量HCl在在反反应应中中挥挥发发，则则测测得得的的中中和和热热_(填填“偏偏大大”、“偏小偏小”或或“不变不变”)。(2)该该实实验验小小组组做做了了3次次实实验验，每每次次取取溶溶液液各各 50 mL，并并记记录如下原始数据。录如下原始数据。已已知知c(HCl)1.0 mol/L，c(NaOH)1.1 mol/L。盐盐酸酸、NaOH溶溶液液密密度度近近似似为为1.00 g/cm3，中中和和后后混混合合液液的的比比热热容容c4.18103kJ/(g)，则该反应
24、的中和热为，则该反应的中和热为H_。实验实验序号序号起始温度起始温度T1/终止温终止温度度T2/温差温差 (T2T1)/盐酸盐酸NaOH溶液溶液平均值平均值125.124.925.031.66.6225.125.125.131.86.7325.125.125.131.96.8(3)若若用用等等浓浓度度的的醋醋酸酸与与NaOH溶溶液液反反应应，则则测测得得的的中中和和热热会会 _(填填 “偏偏 大大 ”、 “偏偏 小小 ”或或 “不不 变变 ”)， 其其 原原 因因 是是_。(4)在在中中和和热热测测定定实实验验中中存存在在用用水水洗洗涤涤温温度度计计上上的的盐盐酸酸溶溶液液的的步步骤骤，若若无
25、无此此操操作作步步骤骤，则则测测得得的的中中和和热热_(填填“偏偏大大”、“偏小偏小”或或“不变不变”)。【解解析析】中中和和热热测测定定的的各各项项操操作作或或措措施施均均围围绕绕实实验验的的准准确确性性。重重点点是是防防止止热热的的散散失失。凡凡定定量量实实验验均均需需做做平平行行实实验验23次次，取取其其平平均均值值。H100 g4.18103kJ/(g)6.7 0.05 mol。【答案】【答案】2.环形玻璃搅拌棒温度计环形玻璃搅拌棒温度计3(1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失保温、隔热，减少实验过程中热量的损失(2)碱碱(3)上下搅动铜传热快，热量损失大上下搅动铜传热快，热量损失
26、大4(1)偏小偏小(2)56.01 kJmol1(3)偏偏小小用用醋醋酸酸代代替替盐盐酸酸，醋醋酸酸电电离离要要吸吸收收热热量量，造造成成测测得中和热偏小得中和热偏小(4)偏小偏小盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用过过去去以以考考查查热热化化学学方方程程式式的的书书写写，燃燃烧烧热热、中中和和热热等等概概念念及及热热量量计计算算为为主主。分分析析近近几几年年高高考考试试题题，本本讲讲内内容容仍仍以以传传统统考考查查为为主主，2016年年备备考考仍仍要要关关注注以以下下几几个个方方面面：热热化化学学方方程程式式的的书书写写及及正正误误判判断断；反反应应热热的的大大小小比比较较；有有关关反反应应热热
27、的的简简单计算；单计算；化学键与反应热，反应热与能源的综合等。化学键与反应热，反应热与能源的综合等。本本讲讲知知识识点点在在高高考考中中较较易易得得分分，也也易易出出错错，常常见见易易错错点点如如下：下：(1)概概念念理理解解出出错错。例例如如：对对燃燃烧烧热热和和中中和和热热等等概概念念的的理理解解、对对化化学学反反应应能能量量变变化化与与反反应应条条件件之之间间关关系系的的理理解解等等，解解答答此此类类问题关键是抓住概念的关键词，深入分析。问题关键是抓住概念的关键词，深入分析。(2)综综合合应应用用出出错错。例例如如：反反应应热热的的大大小小比比较较、物物质质稳稳定定性性的的比比较较等等，
28、解解答答此此类类问问题题，要要注注意意考考虑虑状状态态变变化化中中能能量量的的变变化化，要注意物质稳定性与内能和键能的关系。要注意物质稳定性与内能和键能的关系。(3)化学方程式的书写与运用盖斯定律出错。如忽视化学方程式的书写与运用盖斯定律出错。如忽视物物质质的的状状态态，化化学学计计量量数数与与H不不一一致致等等，解解答答此此类类问问题题，注意热化学方程式的书写原则和灵活运用盖斯定律。注意热化学方程式的书写原则和灵活运用盖斯定律。【解解析析】由由盖盖斯斯定定律律将将已已知知3个个化化学学方方程程式式连连加加，可可得得O32I2H=I2O2H2O，HH1H2H3。【答案】【答案】O32I2H=I2O2H2OH1H2H3
