1、单元六 化学反应与能量,第一讲 化学能与热能,一、化学反应的反应热 1反应热的概念 当化学反应在一定 下进行时， 反应 或 的热量。,温度,放出,吸收,2产生的原因 反应物中旧化学键的断裂 能量(E1)，生成物中新化学键的形成 能量(E2)，而吸收的能量与放出的能量不相等。,放出,吸收,10分钟速记课前回顾主干知识 随身记、勤阅览夯实基础,3表示方法 用Q表示， 当Q 0时，即E1E2，反应 ； 当Q 0时，即E1E2，反应 。,吸热,放热,4反应热的测定 (1)仪器： (如图)； (2)原理：Q= ， 式中C、m分别代表仪器和反应混合物的总比热容和总质量，m代表单位是kJK1，T1、T2分别
2、代表反应前、后溶液的温度，单位是K。,量热计,cm(T2T1),二、化学反应的焓变 1焓与焓变 (1)焓(H)：描述物质所具有的 的物理量。 (2)焓变(H)：H 。 2焓变与反应热的关系 HQp(等压条件下，反应中物质的能量变化全部转化为热能。),H(生成物) H(反应物),能量,3表示方法 用H表示，若 ，表示反应吸热，若 ，表示反应放热。,H0,H0,4热化学方程式 (1)定义：表明反应所 或 热量多少的化学方程式。 (2)意义：不仅表示化学反应中的 变化，也表明化学反应中的 变化。,物质,能量,放出,吸收,例如：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H(298 K)393.5 kJmo
3、l1， 表示298 K时，1 mol石墨(s)与1 mol O2(g)完全反应生成1 mol CO2(g)时放出393.5 kJ的热量。,5盖斯定律 (1)内容： 对于一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成，其反应焓变 。即反应的焓变只与反应的始态和 有关，而与 无关。 如由A到B可以设计如下两个途径： 途径一：AB(H) 途径二：A C B(H1H2),相等,终态,反应途径,即： 则H、H1、H2的关系可以表示为 。 (2)应用：可用于计算无法直接测量的反应的反应热。,HH1H2,【深度思考】 1反应是吸热还是放热与反应条件有直接关系吗？ 提示 反应是吸热还是放热与反应条件无直接关系。
4、有些吸热反应在常温下即可发生，而有些放热反应在反应开始时也需要加热。反应的热效应主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。,三、能源 1化石燃料 (1)种类： 、 、 。 (2)特点：蕴藏量有限，属于 能源。 (3)解决化石燃料枯竭的办法：开源节流，即开发新的能源和节约现有的能源。,煤,石油,天然气,不可再生,2新能源 (1)种类： 、氢能、风能、 、海洋能和生物质能等。 (2)特点：资源丰富，可以 ，没有污染或污染很小。,太阳能,地热能,再生,3化学与能源 化学反应都伴随着能量变化，利用化学反应将化学能转化为热能、电能等，为人类生产、生活提供能源。,1判断下列说法的正误。 (1)物质
5、发生化学变化都伴随着能量变化。( ) (2)化学反应中一定会有化学键的变化。( ) (3)化学反应必然会引起物质状态的变化。( ) (4)伴有能量变化的物质变化都是化学反应。( ) (5)需要加热才能进行的反应一定是吸热反应。( ),【小试牛刀】看还有多少能力留着！,2(2011福建高考)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是 ( ) ACO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体 B使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一 C节能减排符合低碳经济的要求 D合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺,A,3下列说法错误的是 ( ) A热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数
6、只代表物质的量 B热化学方程式未注明温度和压强，H表示标准状况下的数据 C同一化学反应，化学计量数不同，H值不同，化学计量数相同而状态不同，H值也不相同 D化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比,B,4下列反应中反应物总能量小于生成物总能量的是( ) AFe粉与硫粉混合加热 B常温下将氢氧化钡晶体与氯化铵粉末混合反应 C将铁片投入到稀硝酸溶液中 DAl粉与NaOH溶液反应,B,5已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 ( ) A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(
7、l)H4b kJmol1 BC2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H2b kJmol1 C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H2b kJmol1 D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) Hb kJmol1,A,6(2012合肥质检)(1)二甲醚是一种重要的清洁燃料，可 替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题： 利用水煤气合成二甲醚的总反应为： 3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)H246.4 kJmol1， 它可以分为两步，反应分别如下： 4H2(g)
8、2CO(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H1205.1 kJmol1， CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2_； (2)能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。在25、101 kPa时，16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ，则CH4燃烧的热化学方程式是_ _ 。,41.3 kJmol1,CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.31 kJmol1,【考点突破】突破认知障碍 析考题明考向直击高考,例1 (2011南安模拟)已知化学 反应N2O2=2NO的能量变化 如图所示，判断下列叙述正确的 是 ( )
9、 A该反应为放热反应 B该反应每生成2 mol NO, 吸收b kJ热量 C该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量 D该反应吸收(ab)/2 kJ热量时，参加反应的O2为0.5 mol,D,【探规寻律】,判断化学反应是吸热还是放热的常用方法 (1)比较反应物与生成物总能量的相对大小； (2)比较反应物和生成物总键能的相对大小。,【提升练习1-1】例1所示反应中，加入催化剂反应热 （“变大”、“变小”、“不变”）；若该反应为可逆反应，当充入1 mol N2、1 mol O2充分反应后，反应吸收的热量 （“”、“”、“=”）(ab) kJ,【提升练习1-2】下列关于反应能量的说法正确的是 (
10、) AZn(s)CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)Cu(s) H216 kJmol1，反应物总能量小于生成物总能量 B相同条件下，如果1 mol氢原子所具有的能量为E1，1 mol氢分子的能量为E2，则2E1E2 CH2O(g)=H2O(l) H44.0 kJmol1，该过程为放热反应 D由C(石墨)=C(金刚石) H1.9 kJmol1可知，金刚石比石墨稳定,与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外，还应注意以下四点： 1注意H的符号和单位 若为放热反应，H0。H的单位一般为kJmol1。 2注意反应条件 反应热H与测定条件(温度、压强等)有关，因此书写热化
11、学方程式时应注明H的测定条件，绝大多数H是在298 K、101 kPa下测定的，可不注明温度和压强。,3注意物质的聚集状态 反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同，因此，必须注明物质的聚集状态。热化学方程式中不用“”和“”。不用“”而用“=”表示。 4注意热化学方程式的化学计量数 热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化。方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。,【特别提醒】 在可逆反应中的反应热数值是指按化学方程式中反应物的计量数完全反应时放出或吸收的能量，如
12、3H2(g)N2(g) = 2NH3(g) H92.4 kJmol-1，是指3 mol H2与1 mol N2完全反应生成2 mol NH3时放出92.4 kJ热量。,例2 在101 325 Pa和298 K条件下，2 mol H2生成水蒸气放出484 kJ热量。下列热化学方程式正确的是( ) A2H2O2=2H2O H484 kJmol1 BH2O(g)=H2(g)1/2O2(g) H242 kJmol1 C2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H484 kJmol1 DH2(g)1/2O2(g)=H2O(g) H242 kJmol1,B,【探规寻律】,“五看”法判断热化学方程式的正误 (
13、1)看化学反应原理即化学方程式是否正确； (2)看各物质的聚集状态是否正确； (3)看H变化的“”、“”是否正确； (4)看反应热的单位是否为kJmol-1； (5)看反应热数值与计量数是否相对应。,【提升练习2-1】在25、101 kPa下，1 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态的水时放出热量22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是 ( ) ACH3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.8 kJmol1 B2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1452 kJmol1 C2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H725
14、.8 kJmol1 D2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H1452 kJmol1,B,【提升练习2-2】火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化 剂液态双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知：0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652 kJ的热量。该反应的热化学方程式为_ _。,N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.63 kJmol1,1化学反应焓变的计算 (1)根据热化学方程式计算：H与反应物各物质的物质的量成正比。 (2)根据反应物和生成物的能量和计算： H
15、生成物的能量和反应物的能量和。 (3)根据反应物和生成物的键能和计算： H反应物的键能和生成物的键能和。,(4)利用盖斯定律求反应热： 设计合理的反应途径。 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。 在进行反应热的计算时，要注意反应热的符号以及反应热与热化学方程式中化学计量数间的比例关系。,2化学反应焓变的比较 (1)同一反应生成物状态不同时， A(g)B(g)=C(g) H10，所以H1H2。,(3)两个有联系的不同反应相比， C(s)O2(g) = CO2(g) H1H1。,特别提醒 比较H大小时，必须带正、负号比
16、较，对放热反应，H越小，放热越多；对吸热反应，H越大，吸热越多。,例3 (2011海南高考)已 知： 2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s) H701.0 kJmol1，2Hg(l)O2(g)=2HgO(s) H181.6 kJmol1， 则反应Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H为( ) A519.4 kJmol1 B259.7 kJmol1 C259.7 kJmol1 D519.4 kJmol1,C,【提升练习3-1】(2012郑州质检) 已知白磷转变成红磷时放出热量和下列两个热化学方程式： 4P(白，s) 5O2(g)=2P2O5(s) H1， 4P(红，s)5O2(g)=
17、2P2O5(s) H2， 则H1和H2的关系正确的是 ( ) AH1H2 BH1H2 CH1H2 D无法确定,C,【提升练习32】(2011重庆高考)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为( ) A1780 kJmol1 B1220 kJmol1 C450 kJmol1 D430 kJmol1,B,病例1：在相同条件下，将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多(2011临沂模拟),诊断：
18、不明确物质状态与能量的关系,病例2： I2(g)H2(g) 2HI(g) H9.48 kJmol1 I2(s)H2(g) 2HI(g) H26.48 kJmol1 1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ(2011上海高考),诊断：运用盖斯定律对热化学方程式进行加减、乘、除运算时，忘记H也进行相应运算,【命题常设错误角度诊断】,【病例3】同温同压下， H2(g)Cl2(g) = 2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同(2010山东高考),诊断：不能把握盖斯定律的含义,病例4：500、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成
19、NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为： N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H38.6 kJmol1(2010浙江高考),诊断：可逆反应的热化学方程式中的H是指反应物完全反应时的反应热,病例5：在101 kPa时，2 g H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H285.8 kJmol1(2011福州模拟),诊断：书写热化学方程式时，反应热易计算错误，“”、“”易颠倒或漏写,【本节关键点数字记忆】 1牢记化学反应中从2个角度分析能量变化的原因： 宏观，反应物具有的总焓与生成物具有的总焓不同； 微观，反应物中旧化学键断裂吸收的能量和生成物中新化学键形成所放出的能量不同。 2熟记书写热化学方程式的3项注意： 写出配平的化学方程式； 注明物质的状态； 注明反应热H的正、负号数值及单位。,3掌握1个应用： 应用盖斯定律计算反应热时，热化学方程式进行适当的“加”、“减”、“乘”、“除”，则反应热H也作相应的变化。,
