1、 第六章 化学反应与能量考点一 焓变、反应热一、了解化学反应中的“两变化” 、 “两守恒”1 “两变化”：物质变化和能量变化。2 “两守恒”：质量守恒和能量守恒。常见的能量转化形式有热能、光能、电能等，通常主要表现为热量的变化。二、理清五个概念1反应热：化学反应过程中吸收或放出的热量，通常叫做反应热2焓变(1)定义：生成物与反应物的焓值差。(2)焓变与反应热的关系：恒压条件下，化学反应的焓变等于 反应热。(3)符号：H。(4)单位：kJmol 1 或 kJ/mol。3燃烧热4中和反应反应热(简称中和热 )(1)中和反应反应热的概念及表示方法(2)中和反应反应热的测定装置(请在横线上填写仪器名称
2、 )：计算公式：H kJmol 1。0.418t2 t10.025t1起始温度，t 2终止温度。注意事项：a泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条) 的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。b为保证酸完全中和采取的措施是使碱稍过量。5能源基点小练1判断正误(正确的打“” ，错误的打“”) 。(1)同温同压下，反应 H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下反应的 H 不同()(2)可逆反应的 H 表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关 ()(3)甲烷的标准燃烧热 H890 kJmol1 ，则甲烷燃烧的热化学方程式为 CH4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(g) H
3、890 kJmol1 ()(4)在稀溶液中：H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJmol1 ，若将含 0.5 mol H2SO4 的浓硫酸与含 1 mol NaOH 的溶液混合，放出的热量为 57.3 kJ()(5)煤、石油、天然气均为化石能源，是非再生能源( )三、两角度明辨吸热反应和放热反应角度一：反应物和生成物总能量的相对高低H0，吸热反应角度二：断键吸收能量和成键放出能量的相对大小基点小练2判断正误(正确的打“” ，错误的打“”) 。(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)反应 HCHOO 2 CO2H 2O 为吸热反应() 催 化 剂
4、 (3)一个化学反应，当反应物能量大于生成物能量时，反应放热， H 为“”( )(4)当反应物的键能之和大于生成物的键能之和时，反应放热( )题点(一) 基本概念辨析1(2017济南模拟)下列说法中正确的是( )A在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化B破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应C生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热， H0DH 的大小与热化学方程式的化学计量数无关解析：选 C 化学反应中一定有能量变化， A 项错误；B 项中，由 H断开旧化学键吸收的能量形成新化学键放出的能量，得 H0，C正确；H 的大小与热化
5、学方程式的化学计量数成正比关系，D 错误。2下列说法正确的是( )A葡萄糖的燃烧热是 2 800 kJmol1 ，则 C6H12O6(s)3O 2(g)=3CO2(g)3H 2O(l)12H1 400 kJmol 1B已知 101 kPa 时，2C(s) O2(g)=2CO(g) H221 kJmol1 ，则该反应的反应热为 221 kJmol1C已知稀溶液中，H (aq) OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJmol1 ，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成 1 mol 水时放出 57.3 kJ 的热量D已知 HCl 和 NaOH 反应的中和热 H57.3 kJmol1 ，则 98%的浓
6、硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成 1 mol 水的中和热为57.3 kJmol 1解析：选 A 燃烧热是指 1 mol 纯物质完全燃烧放出的热量，故 mol 葡萄糖燃烧放出12热量 1 400 kJ，A 正确；B 项中反应的反应热应为221 kJmol1 ；醋酸为弱电解质，不完全电离，电离时吸热，故稀醋酸与稀 NaOH 反应生成 1 mol 水放出的热量小于 57.3 kJ；浓硫酸稀释时放热，其与 NaOH 反应生成 1 mol 水放出的热量大于 57.3 kJ，B 、C 、D 错误。反应热答题规范(1)描述反应热时，不论是用“反应热” 、 “焓变”表示还是用 H 表示，其后所跟数值都需要带“”
7、、 “”符号。如某反应的反应热(或焓变)为 HQ kJmol1 或HQ kJmol 1 。(2)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“”号，但用H 表示时，必须带“”号，如某物质的燃烧热为 HQ kJmol 1 或 Q kJmol1 。题点(二) 焓变、活化能的图像分析3(2016海南高考)由反应物 X 转化为 Y 和 Z 的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )A由 XY 反应的 HE 5E2B由 XZ 反应的 HH3 BH 1H3解析 方法一：1 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
8、温度升高，为放热反应，故 H20，根据盖斯定律得到关系式 H1H 2H 3，分析得到答案： H1H4；发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故 H5H6；碳酸钙分解吸收热量， H70，CaO 与 H2O 反应放出热量，H8H8。课堂巩固练1WWW(2017镇江模拟)2SO 2(g)O 2(g)2SO3(g)反应过程中能量变化如图所示(图中E1 表示正反应的活化能，E 2 表示逆反应的活化能) 。下列有关叙述正确的是( )A该反应为吸热反应B升高温度，不影响活化分子百分数C使用催化剂使该反应的反应热发生改变DE 1E 2H解析：选 D 由图像知反应物的能量高于生成物的能量，为放热反应
9、，A 错误；升高温度，活化分子百分数增大，B 错误；催化剂对反应的始态和终态无影响，只改变活化能，则对反应的焓变无影响，C 错误。2下列有关能量的判断和表示方法正确的是( )A由 C(s，石墨)= =C(s，金刚石) H1.9 kJ ，可知：石墨比金刚石更稳定B等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多C由 H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJ，可知：含 1 mol CH3COOH 的溶液与含 1 mol NaOH 的溶液混合，放出热量等于 57.3 kJD2 g H2 完全燃烧生成液态水放出 285.8 kJ 热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)O
10、2(g)=2H2O(l) H285.8 kJ解析：选 A 石墨转化为金刚石的过程是吸热反应，金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，A 正确；等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，固体硫变为蒸气需要吸收热量，前者放出热量更多，B 错误；含 1 mol CH3COOH 的溶液与含 1 mol NaOH 的溶液混合，醋酸为弱酸，溶于水电离需要吸热，放出热量小于 57.3 kJ，C 错误；2 g H2 的物质的量为 1 mol，此反应为放热反应， HcB甲烷的燃烧热为 b kJmol1C2CH 3OH(g)=2CH4(g) O2(g)H2( ba)kJmol 1D当甲醇和甲烷物质的量之比为 12，完全燃烧生成
11、 CO2 和 H2O(l)时，放出的热量为 Q kJ，则该混合物中甲醇的物质的量为 Q/(a2b)mol解析：选 C 等物质的量时， CH4 燃烧生成液态水放出的热量更多，故 cb，A 项错误；甲烷的燃烧热是指 1 mol CH4 完全燃烧生成 CO2 气体和液态 H2O 时放出的热量，反应中生成的是气态 H2O，故 b kJmol1 不是甲烷的燃烧热，B 项错误；22 可得2CH3OH(g)=2CH4(g)O 2(g) H 2(ba)kJmol 1 ， C 项正确；得CH3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H( ac b)kJmol 1 ，若设甲醇的物质32的量为 x，则
12、 CH4 的物质的量为 2x，根据和有(ac b)kJmol 1 x2x kJmol 1cQ kJ，x mol，即混合物中甲醇的物质的量为 mol，DQa b 3c Qa 3c b项错误。6参考下列图表和有关要求回答问题：(1)图是 1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2 和 NO 过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E 1 的变化是 _(填“增大” “减小”或“不变” ，下同)，H 的变化是 _。请写出 NO2 和 CO 反应的热化学方程式：_。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：CH 3OH(g)H 2O
13、(g)=CO2(g)3H 2(g)H49.0 kJmol 1CH 3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2(g)H192.9 kJmol 112又知H 2O(g)=H2O(l) H 44 kJmol 1则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式：_。(3)下表是部分化学键的键能数据：化学键 PP PO O=O P=O键能/(kJmol 1 ) a b c x已知 1 mol 白磷 (P4)完全燃烧放热为 d kJ，白磷及其完全燃烧的产物结构如图所示，则表中 x_ kJmol 1(用含有 a、b、c、d 的代数式表示)。解析：(1)观察图像，E 1 应为反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但
14、是 H不变；1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2 和 NO 的反应热即 E1 和 E2 之差，因此该反应的热化学方程式为 NO2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g) H234 kJmol 1 。(2)根据盖斯定律，由 322 得：CH 3OH(g) O2(g)=CO2(g)322H 2O(l) H 3( 192.9 kJmol1 )249.0 kJmol1 (44 kJmol1 )2764 kJmol 1。(3)反应热反应物键能总和生成物键能总和，即 6a 5c(4 x12b)d，可得x 。d 6a 5c 12b4答案：(1)减小 不变 NO 2(g)CO
15、(g) =CO2(g)NO(g) H234 kJmol 1(2)CH3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2O(l)H764.7 kJmol 132(3)d 6a 5c 12b4课下提能练1(2016江苏高考)通过以下反应均可获取 H2。下列有关说法正确的是( )太阳光催化分解水制氢：2H 2O(l)=2H2(g)O 2(g)H1571.6 kJmol 1焦炭与水反应制氢：C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g)H2131.3 kJmol 1甲烷与水反应制氢：CH 4(g)H 2O(g)=CO(g)3H 2(g)H3206.1 kJmol 1A反应中电能转化为化学能B反应为放热反应
16、C反应使用催化剂，H 3 减小D反应 CH4(g)=C(s)2H 2(g)的 H74.8 kJmol 1解析：选 D 反应是太阳能转化为化学能， A 不正确；反应 中 H20，是吸热反应，B 不正确；反应使用催化剂不能改变反应的焓变，H 3 不变，C 不正确；D 项中，由盖斯定律，反应可得 CH4(g)=C(s)2H 2(g) H74.8 kJmol 1 ，正确。2(2017佛山高三质检)下列热化学方程式书写正确的是( H 的绝对值均正确)( )AC 2H5OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(g)H1 367.0 kJmol1 (燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)= =N
17、aCl(aq)H 2O(l)H57.3 kJmol 1 (中和热)CS(s)O 2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol 1 (反应热)D2NO 2=O22NOH116.2 kJmol 1 (反应热)解析：选 C 燃烧热要求可燃物的物质的量必须为 1 mol，得到的氧化物必须是稳定的氧化物，即 H2O 的状态必须为液态，A 项错误；中和反应是放热反应，H 应小于0，B 项错误；热化学方程式要注明物质的聚集状态，D 项错误。3(2017南京模拟)根据碘与氢气反应的热化学方程式：I 2(g) H2(g)2HI(g) H9.48 kJmol 1I 2(s)H 2(g)2HI(g) H26.48
18、 kJmol 1下列判断正确的是( )A254 g I 2(g)中通入 2 g H2(g)，反应放热 9.48 kJB1 mol 固态碘与 1 mol 气态碘所含的能量相差 17.00 kJC反应的产物比反应的产物稳定D反应的反应物总能量比反应 的反应物总能量低解析：选 D I 2(g)H 2(g)2HI(g)是可逆反应，I 2(g)不可能全部转化为 HI，反应放出的热量小于 9.48 kJ，A 错误；根据盖斯定律，由 得：I 2(s)I2(g) H35.96 kJmol 1，B 错误；反应 和反应的产物都是 HI(g)，稳定性相同，C 错误；对于同一物质，固态物质的能量比气态物质能量低，因此
19、反应的反应物总能量比反应的反应物总能量低，D 正确。4下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )A已知 NaOH(aq)HCl(aq) =NaCl(aq)H 2O(l) H57.3 kJmol1 ，则含40.0 g NaOH 的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于 57.3 kJ 的热量B已知 2H2(g)O 2(g)=2H2O(g) H483.6 kJmol1 ，则氢气的燃烧热为 241.8 kJmol 1C已知 2C(s)2O 2(g)=2CO2(g) Ha2C(s) O2(g)=2CO(g) Hb，则 abD已知 P(白磷，s)= =P(红磷，s) H574；D 项，根据盖斯定律( )/2
20、 可得 CH4(g)2NO 2(g)=CO2(g)2H 2O(g)N 2(g) H867 kJmol1 ，标准状况下 4.48 L CH4 的物质的量为 0.2 mol，则放出的热量为 0.2 mol867 kJ173.4 kJ，正确。9(2017盐城一模)已知：2H2(g)O 2(g)=2H2O(g) H1H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g) H 24HCl(g)O 2(g)=2Cl2(g)2H 2O(g) H3N2(g)3H 2(g)2NH3(g) H 42NH3(g)3Cl 2(g)=N2(g) 6HCl(g) H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )AH 10，H 20 BH
21、30，H 40CH 2H 4H 5 D H3 H12H 2解析：选 D 2H 2(g)O 2(g)=2H2O(g)属于放热反应，H 1”“”或“”)。(3)使 Cl2 和 H2O(g)通过灼热的炭层，生成 HCl 和 CO2，当有 1 mol Cl2 参与反应时释放出 145 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式：_。(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)3TiO 2(s)3C(s)= =2Al2O3(s)3TiC(s) H1 176 kJmol 1 ，则反应过程中，每转移 1 mol 电子放出的热量为_。
22、解析：(1)M 转化为 N 是吸热反应，所以 N 的能量高，不稳定。(2) 甲醇燃烧生成CO2(g)和 H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故 a726.5。(3)反应的化学方程式为2Cl2(g)2H 2O(g)C(s)= =4HCl(g)CO 2(g)，当有 2 mol Cl2 参与反应时释放出 290 kJ 热量，所以该反应的热化学方程式为 2Cl2(g)2H 2O(g)C(s) =4HCl(g)CO 2(g) H290 kJmol1 。(4)所给反应中转移 12 个电子，故每转移 1 mol 电子放出的热量为 1 176 kJ1298 kJ。答案：(1)M (2)(3)2Cl2(g)
23、2H 2O(g)C(s) =4HCl(g)CO 2(g)H290 kJmol 1(4)98 kJ12(1)(2014广东高考节选)用 CaSO4 代替 O2 与燃料 CO 反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯 CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应为主反应，反应和为副反应。 CaSO4(s)CO(g) CaS(s)CO 2(g)14 14H147.3 kJmol 1CaSO 4(s)CO(g) CaO(s)CO 2(g)SO 2(g)H2210.5 kJmol 1CO(g) C(s) CO2(g) 12 12H386.2 kJmol 1 反应 2CaSO4(s)7CO(g) CaS
24、(s)CaO(s)6CO 2(g) C(s)SO 2(g)的H_(用 H1、H 2 和 H3 表示) 。(2)(2014四川高考节选) 已知：25 、101 kPa 时，Mn(s) O2(g)=MnO2(s) H520 kJmol 1S(s)O 2(g)=SO2(g) H 297 kJmol1Mn(s) S(s)2O 2(g)=MnSO4(s)H1 065 kJmol 1 SO2 与 MnO2 反应生成无水 MnSO4 的热化学方程式是_。(3)(2013浙江高考节选)捕碳技术(主要指捕获 CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前 NH3 和(NH 4)2CO3 已经被用作工业捕碳剂，
25、它们与 CO2 可发生如下可逆反应：反应：2NH 3(l)H 2O(l)CO 2(g)(NH4)2CO3(aq)H1反应：NH 3(l)H 2O(l)CO 2(g)NH4HCO3(aq)H2反应：(NH 4)2CO3(aq)H 2O(l)CO 2(g)2NH4HCO3(aq) H 3H3 与 H1、H 2 之间的关系是： H3_。(4)(2012天津高考节选)已知：温度过高时，WO 2(s)转变为 WO2(g)：WO 2(s)2H 2(g)W(s)2H 2O(g)H66.0 kJmol 1WO 2(g)2H 2(g)W(s)2H 2O(g)H137.9 kJmol 1则 WO2(s)WO2(g
26、)的 H _。解析：(1)根据盖斯定律，由42 得 2CaSO4(s)7CO(g) CaS(s)CaO(s)6CO 2(g)C(s) SO2(g) H4 H1 H2 2H3。(2)将已知 3 个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律由 得MnO2(s) SO2 (g)=MnSO4(s) H 1 065 kJmol1 520 kJmol1 297 kJmol 1248 kJmol1 。(3)根据题中三个反应，反应反应2反应，因此 H32 H2 H1。(4)根据题意由可得WO2(s)WO 2(g) H203.9 kJmol 1 。答案：(1)4H 1H 22H 3 (2)MnO 2(s) SO2 (
27、g)=MnSO4(s) H248 kJmol1(3)2H2H 1 (4) 203.9 kJmol 113为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。(1)实验测得 5 g 甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_。(2)由气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键被破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。化学
28、键 HH NH NN键能/(kJmol 1 ) 436 391 945已知反应：N2(g)3H 2(g)2NH3(g) Ha kJmol 1试根据表中所列键能数据估算 a 的值为_。(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知：C(s，石墨) O 2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol 12H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H2571.6 kJmol 12C2H2(g)5O 2(g)=4CO2(g)2H 2O(l)H32 599 kJmol 1根据盖斯定律，计算 298 K 时由 C(s，石墨)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应
29、的焓变：_。解析：(1)设 2 mol CH3OH(l)完全燃烧生成 CO2 气体和液态水放出热量为 Q。则有 ，解得 Q1 452.8 kJ，所以甲醇燃烧的热化学方程式为 2CH3OH(l)5 g32 gmol 1113.5 kJ 2 molQ3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l) H1 452.8 kJmol 1。(2)反应热 Ha反应物键能总和生成物键能总和3 436 kJmol1 945 kJmol 16 391 kJmol1 93 kJmol 1 。(3)H 4H1 H2 H324 393.5 kJmol 1 571.6 kJmol 1 2 599 kJmol 12226.7 kJmol 1 。答案：(1)2CH 3OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)4H 2O(l)H1 452.8 kJmol 1(2)93 (3)226.7 kJmol 1
