1、1第六章 化学反应与能量第 1 节 化学能与热能高考导航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形式。2了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。1焓变和反应热(1)反应热：化学反应中放出或吸收的热量。(2)焓变：生成物与反应物的内能差， H H(生成物) H(反应物)。在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为 H，单位是 kJmol 1 。2吸热反应和放热反应(1)反应特点从能量高低角度理解从化学键角度理解(2)常见的吸热反应和放热反应2放热反应：大多数化合反应、中和反应、金属与酸的反应、所有的燃烧反应。吸热反应：大多数分
2、解反应、盐的水解反应、Ba(OH) 28H2O 和 NH4Cl 反应、C 与H2O(g)反应、C 与 CO2反应。角度一 焓变与反应热的概念1判断下列说法的正误(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。( )(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化。( )(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。( )(4)吸热反应在任何条件都不能发生。( )(5)Na 转化为 Na 时，吸收的能量就是该过程的反应热。( )(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热。( )(7)同温同压下，反应 H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H 不同。( )(8)可逆
3、反应的 H 表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。( )答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)2已知反应 XY= =MN 为吸热反应，下列说法中正确的是( )AX 的能量一定低于 M 的能量，Y 的能量一定低于 N 的能量B因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行C破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量DX 和 Y 的总能量一定低于 M 和 N 的总能量解析：选 D 已知 XY= =MN H0，说明 X 与 Y 的总能量低于 M 与 N 的总能量，A 错误，D 正确；破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所
4、放出的能量，C 错误；吸热反应有的不需要加热也可反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵混合搅拌即可发生反应，B 错误。NaOH 固体、浓 H2SO4溶于水时都放出热量， NH4NO3固体溶于水时吸热，这些过程都不属于放热反应、吸热反应，因为这两个过程中都没有生成新物质，即没有发生化学反应。角度二 能量变化图像分析3. 已知某化学反应 A2 (g) 2B2 (g)=2AB 2(g)(AB2的分子结构为 BAB)的能量变3化如图所示，下列有关叙述中正确的是( )A该反应的进行一定需要加热B该反应的 H( E1 E2)kJmol1C该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和D断裂 1 mol AA 键和 2
5、 mol BB 键放出 E1 kJ 能量解析：选 C 由图可知这是一个吸热反应，但发生吸热反应不一定需要加热，A 错误；吸热反应 H0，B 错误，C 正确；断键需要吸收能量，D 错误。4.反应 AB C( H0)，X C( H0，后者 H3 B H1 H320解析：选 B 1 mol CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故 H10,1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故 H20，根据盖斯定律得到关系式 H1 H2 H3，分析得到答案： H10，CO 与 O2生成 CO2的反应是放热反应， H3d0C2 a b0解析：选 C 氢气燃烧是放热反应
6、， H 小于 0，放出的热量越多， H 越小。由于液态水的能量低于气态水的能量，所以氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量多，因此，282c d2 a b0。9已知：CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H1890.3 kJmol1 ；H 2(g) O2(g)=H2O(l) H2 285.8 kJmol1 。CO 2气体与 H2气体反应生成甲烷气体与液12态水的热化学方程式为 CO2(g)4H 2(g)=CH4(g)2H 2O(l) H3，其中 H3的数值为( )A252.9 kJmol 1 B252.9 kJmol 1C604.5 kJmol 1 D604.5 kJmol
7、1解析：选 A H34 H2 H1252.9 kJmol 1 。10白磷与氧可发生如下反应：P 45O 2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP a kJmol1 、PO b kJmol1 、根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的 H，其中正确的是( )A(6 a5 d4 c12 b)kJmol1B(4 c12 b6 a5 d)kJmol1C(4 c12 b4 a5 d)kJmol1D(4 a5 d4 c12 b)kJmol1解析：选 A 由图可以看出：P 4中有 6 mol 的 PP，5 mol 的 O2中含有 5 mol ,12 mol 的 ，所以 H(6 a5 d4
8、 c12 b)kJmol1 。二、非选择题11到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。(1)化学反应中放出的热能(焓变， H)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。已知：H 2(g)Cl 2(g)=2HCl(g) H185 kJmol1 ，断裂 1 mol HH 键吸收的能量为 436 kJ，断裂 1 mol ClCl 键吸收的能量为 247 kJ，则形成 1 mol HCl 键放出的能量为_。29(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：CH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H890.3 kJ
9、mol 1C(s，石墨)O 2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol 12H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol 1标准状况下 22.4 L H2和甲烷的混合气体在足量的 O2中充分燃烧反应放出 588.05 kJ 的热量，原混合气体中氢气的质量是_。根据以上三个热化学方程式，计算 C(s，石墨)2H 2(g)=CH4(g)的反应热 H 为_。解析：(1)H 2(g)Cl 2(g)=2HCl(g) H185 kJmol1 ，该反应的 H旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量，设形成 1 mol HCl 键放出的能量为 x，则每发生这样的反应 1 mol， H4
10、36 kJmol1 247 kJmol1 2 x185 kJmol1 ，解得x434 kJmol1 ，所以每形成 1 mol HCl 键放出 434 kJ 的能量。(2)设混合气体中 CH4的物质的量为 a，H 2的物质的量为 b， a b1 mol,890.3 kJmol1 a571.6 kJmol1 588.05 kJ，解得 a0.5 mol， b0.5 mol，所以 H2的质量为 0.5 mol2 b2gmol1 1.0 g。根据反应 C(s，石墨)2H 2(g)=CH4(g)可知， 即得，该反应的反应热为 H571.6 kJmol1 393.5 kJmol1 890.3 kJmol1
11、74.8 kJmol1 。答案：(1)434 kJ (2)1.0 g 74.8 kJmol 1 12按要求回答下列问题：(1)已知在常温常压下：2CH 3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(g) H1 275.6 kJmol 1H 2O(l)=H2O(g) H44.0 kJmol 1写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_。(2)已知：CH 3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2(g)12 H1192.9 kJmol 1H2(g) O2(g)=H2O(g)12 H2120.9 kJmol 130则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变 H3_。(3)苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中
12、用乙苯(C 6H5CH2CH3)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C 6H5CH=CH2)的反应方程式为 C6H5CH2CH3(g)=C6H5CH=CH2(g)H 2(g) H1已知：3C 2H2(g)=C6H6(g) H2C6H6(g)C 2H4(g)=C6H5CH2CH3(g) H3则反应 3C2H2(g)C 2H4(g)=C6H5CH=CH2(g)H 2(g)的 H_。(4)氨的合成是最重要的化工生产之一。工业上合成氨用的 H2有多种制取的方法：用焦炭跟水反应：C(s)H 2O(g) CO(g)H 2(g)；= = = = =高 温 用天然气跟水蒸气反应：CH 4(g)H 2O(g)
13、 CO(g)3H 2(g)= = = = =高 温 催 化 剂已知有关反应的能量变化如图所示，则方法中反应的 H_。(5)甲醇是一种用途广泛的化工原料。工业上常用下列两种反应制备甲醇：CO(g)2H 2(g)=CH3OH(g) H190.1 kJmol 1CO 2(g)3H 2(g)=CH3OH(g)H 2O(l) H2已知：CO(g)H 2O(g)=CO2(g)H 2(g) H341.1 kJmol 1H2O(l)=H2O(g) H444.0 kJmol 1则 H2_。答案：(1)CH 3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H 2O(l)32 H725.8 kJmol 1(2)72.0 kJmol 1 (3) H1 H2 H3(4)(a3 b c) kJmol1 (5)93.0 kJmol 1
