值得拥有高考一轮复习精品教案课题12化学反应的能量.docx
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值得拥有高考一轮复习精品教案课题12化学反应的能量
精品教案——课题12化学反应与能量
知识回顾：
一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有
思考：
（1）放热反应：
活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应
反应物具有的总能量>生成物具有的总能量
（2）吸热反应：
多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧碳生成一氧化碳w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
反应物具有的总能量<生成物具有的总能量
1：
当能量变化以热能的形式表现时：
我们知道：
一个化学反应同时遵守质量守恒定律和能量守恒，那么一个反应中的质量与能量有没有关系呢？
有能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础，二者密不可分，但以物质为主。
能量的多少则以反应物和产物的质量为基础。
那么化学反应中能量到底怎样变化
2:
反应热,焓变
思考：
化学反应过程中为什么会有能量的变化？
化学反应的实质就是反应物分子中化学键断裂，形成新的化学键，从新组合成生成物的分子的过程。
旧键断裂需要吸收能量，新键形成需要放出能量。
而一般化学反应中，旧键的断裂所吸收的总能量与新键形成所放出的总能量是不相等的，而这个差值就是反应中能量的变化。
所以化学反应过程中会有能量的变化。
反应热焓变
化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。
符号：
ΔH，单位：
kJ/mol或kJ•mol-1
∆H为“－”为放热反应,∆H为“＋”为吸热反应
思考:
能量如何转换的？
能量从哪里转移到哪里？
体系的能量如何变化？
升高是降低？
环境的能量如何变化？
升高还是降低？
规定放热反应的ΔH为“－”，是站在谁的角度？
体系还是环境?
放热反应ΔH为“—”或ΔH〈0
吸热反应ΔH为“+”或ΔH〉0
∆H＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）
∆H＝E（反应物的键能）－E（生成物的键能）
练习
1）1molC与1molH2O（g）反应失成lmolCO（g）和1molH2（g），需要吸收131.5kJ的热量，
该反应的反应热为△H=kJ/mol。
2）拆开lmolH—H键、lmolN－H键、lmolN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1molN2生成NH3的反应热为，1molH2生成NH3的反应热为。
3）H2+F2=2HFH2+Cl2=2HCl预测当生成2molHF和2molHCl时，哪个反应放出的热量多？
若干化学键的键能（kJ/mol，25℃）
1、下列说法正确的是
A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B、放热的反应在常温下一定很易发生
C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D、吸热反应在一定的条件下也能发生
2、反应C（石墨）→C（金刚石）是吸热反应,由此可知
A、石墨比金刚石更稳定B、金刚石和石墨可以相互转化
C、金刚石比石墨稳定D、金刚石和石墨不能相互转化
3、热化学方程式的书写
1）热化学方程式定义：
表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2）正确书写热化学方程式应注意：
（1）书写热化学方程式要注明反应的温度和压强，（为什么？
）而常温、常压可以不注明，即不注明则是常温、常压。
（2）标出了反应物与生成物的状态，（为什么要标出？
）
（3）写出了反应热，还注明了“＋”，“－”
（4）方程式中的计量系数可以是整数也可以是分数。
注意点：
反应物和生成物前的系数它代表了什么？
在方程式中∆H它表示了什么意义？
∆H的值与什么有关系？
热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，表示对应物质的物质的量。
∆H（KJ/mol）它表示每摩尔反应所放出的热量，∆H的值与方程式中的计量系数有关，即对于相同的反应，当化学计量数不同时，其∆H不同。
例题
1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。
2．写出下列反应的热化学方程式
1）1molN2（g）与适量O2（g）反应生成NO（g），需吸收68kJ的热量；
2）2molCu（s）与适量O2（g）反应生成CuO（s），放出314kJ热量；
3）1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。
4）4gCO在氧气中燃烧生成CO2，放出9.6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。
5）在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;H=–572kJ/mol
CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）;
H=–890kJ/mol由1mol氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。
6）在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;∆H=–572kJ/mol
C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）;∆H=–2220kJ/mol
5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和丙烷的体积比为
（A）1:
3（B）3:
1（C）1:
4（D）1:
1
7）已知
（1）H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（g）ΔH1=akJ/mol
（2）2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）ΔH2=bkJ/mol
（3）H2（g）＋1/2O2（g）＝H2O（l）ΔH3=ckJ/mol
（4）2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）ΔH4=dkJ/mol
则a、b、c、d的关系正确的是。
A、ad>0C、2a=b<0D、2c=d>0
8）若2.6g乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130kJ。
则乙炔燃烧的热化学方程式为
C2H2（g）＋5/2O2（g）＝2CO2（g）＋H2O（l）ΔH=－1300kJ/mol
2C2H2（g）＋5O2（g）==4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH=－2600kJ/mol
4.燃烧热
什么是燃烧热？
是不是物质燃烧放出的热量就叫燃烧热呢？
1）定义：
在25℃,101kPa时，1mol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。
燃烧热通常可由实验测得。
2）在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：
①研究条件：
25℃,101kPa
②反应程度：
完全燃烧，产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量：
1mol
④研究内容：
放出的热量。
（ΔH<0，单位kJ/mol）
⑤在未有特别说明的情况下，外界压强一般指25℃,101kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。
如:
C→CO2（g）、H→H2O（l）S→SO2（g）
［练习1］分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？
为什么？
A.C（s）＋O2（g）===CO（g）;ΔH=110.5kJ/mol
B.C（s）＋O2（g）===CO2（g）;ΔH=－393.5kJ/mol
C.2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）;ΔH=－571.6kJ/mol
D.H2（g）＋1/2O2（g）===H2O（g）;ΔH=－241.8kJ/mol
5.燃烧热的计算及应用
［例题］
1.在101kPa时，1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？
1000LCH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？
CH4的燃烧热为890.3kJ/mol，1000LCH4（标准状况）完全燃烧产生的热量为3.97×104kJ
2.葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。
葡萄糖燃烧的热化学方程式为：
C6H12O6（s）＋6O2（g）===6CO2（g）＋6H2O（l）ΔH=－2800kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。
计算100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。
6.中和热
1）定义：
在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。
2）中和热的表示：
H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）；△H=-57.3kJ／mol。
3）要点
①条件：
稀溶液。
稀溶液是指溶于大量水的离子。
②反应物：
（强）酸与（强）碱。
中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
③生成1mol水，中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。
④放出的热量：
57.3kJ/mol
例：
已知H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）；△H=-57.3kJ/mol，求下列中和反应中放出的热量。
（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出____________kJ的热量。
（2）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应，放出____________kJ的热量。
（3）燃烧热和中和热的区别与联系
7.能源
1）什么是能源？
能源的作用？
就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
•能源的开发和利用可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平。
2）当今世界上重要的能源是什么？
怎样解决能源枯竭问题？
节约能源的重要措施是什么？
什么是新能源？
化石燃料：
煤、石油、天然气解决的办法：
开源节流；即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。
措施：
科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。
新能源：
太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。
3）相关思考题∶燃料充分燃烧的条件是什么?
.燃料燃烧时,若空气过量或不足,会造成什么后果?
为什么固体燃料要粉碎后使用?
煤在直接燃烧时会产生SO2、氮氧化物及烟尘等，严重影响空气质量且易导致酸雨、温室效应等，从而使环境受到严重污染，故通过清洁煤技术（如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等），大大减少燃煤对环境造成的污染，势在必行。
提高煤燃烧的热利用率、开发新的能源也是大势所趋。
8.盖斯定律：
1．引入：
如何测出这个反应的反应热：
C（s）+1/2O2（g）==CO（g）
①C（s）+1/2O2（g）==CO（g）ΔH1=?
②CO（g）+1/2O2（g）==CO2（g）ΔH2=-283.0kJ/mol
③C（s）+O2（g）==CO2（g）ΔH3=-393.5kJ/mol
①+②=③，则ΔH1+ΔH2=ΔH3所以，ΔH1=ΔH3-ΔH2ΔH1=-393.5kJ/mol+283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol
2．盖斯定律：
不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
3．如何理解盖斯定律？
1）请用自己的话描述一下盖斯定律。
2）盖斯定律有哪些用途？
4．例题
1）同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。
现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。
已知P4（s、白磷）+5O2（g）=P4O10（s）；ΔH=-2983.2kJ/mol
P（s、红磷）+5/4O2（g）=1/4P4O10（s）；ΔH=-738.5kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式
_________________________________。
2）在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q2>Q1的是（B）
A．H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）;△H=-Q1
1/2H2（g）+1/2Cl2（g）=HCl（g）;△H=-Q2
B.C（s）+1/2O2（g）=CO（g）;△H=-Q1
C（s）+O2（g）=CO2（g）;△H=-Q2
C.2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）;△H=-Q1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）;△H=-Q2
D.S（g）+O2（g）=SO2（g）;△H=-Q1
S（s）+O2（g）=SO2（g）;△H=-Q2
3、298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）;△H=-92.38kJ/mol。
在该温度下，取1molN2（g）和3molH2（g）放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38kJ，其原因是什么。
盖斯定律的应用：
不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应焓变是相同的。
换句话说，化学反应的反应焓变只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
这就是盖斯定律。
图示：
反应焓变和反应路径的关系
ΔH=ΔH1+ΔH2
考点分析：
考点一：
化学反应的焓变
吸热反应和放热反应
（1）从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。
（2）从反应热的量化参数——键能的角度分析
（3）反应热ΔH的基本计算公式
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
ΔH=反应物的总键能之和-生成物的总键能之和
（4）常见放热反应
①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化。
（5）常见吸热反应
①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；
③Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应。
4．盖斯定律
对于一个化学反应，无论是________完成，还是__________完成，其反应的焓变是________的。
如由A到B可以设计如下两个途径：
途径一：
A→B（ΔH）
途径二：
A→C→B（ΔH1+ΔH2）
则焓变ΔH、ΔH1、ΔH2的关系可以表示为ΔH= 。
1．同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？
2．放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不反应，对吗？
3．做实验时，不管吸热反应和放热反应都用到酒精灯，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？
放热反应加热的目的是什么？
4．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。
已知：
1molS（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ，则S（s）＋3F2（g）===SF6（g）的反应热ΔH为________。
考点二：
热化学方程式
1．已知在1×105Pa、298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气，放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是（ ）
A．H2O（g）===H2（g）＋
O2（g） ΔH＝－242kJ·mol－1
B．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－484kJ·mol－1
C．H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH＝－242kJ
D．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH＝－484kJ·mol－1
2．实验室用4molSO2与2molO2在一定条件下进行下列反应：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－196.64kJ·mol－1，当放出314.624kJ热量时，SO2的转化率为（ ）
A．40%B．50%C．80%D．90%
反思归纳：
（1）热化学方程式表示已完成的数量，计算可逆反应的反应热时要注意其不能进行到底。
（2）反应逆向进行时，其反应热数值不变，符号相反。
（3）“五看”法判断热化学方程式的正误：
①看方程式是否配平；
②看各物质的聚集状态是否正确；
③看ΔH的“＋”、“－”符号是否正确；
④看反应热的单位是否为kJ·mol－1；
⑤看反应热的数值与化学计量数是否对应。
考点三：
中和热和燃烧热
比较项目
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
____反应
ΔH
ΔH__0，单位：
________
不同点
反应物的量
____mol（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____mol
反应热的含义
__________时，____mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；不同反应物，燃烧热不同
________中强酸跟强碱发生中和反应生成____molH2O时所释放的热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为______kJ·mol－1
1．下列关于热化学反应的描述中正确的是（ ）
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1
B．CO（g）的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的ΔH＝＋（2×283.0）kJ·mol－1
C．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量
2．25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5518kJ·mol－1。
下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A．2H＋（aq）＋SO
（aq）＋Ba2＋（aq）＋2OH－（aq）===BaSO4（s）＋2H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1
B．KOH（aq）＋
H2SO4（浓）===
K2SO4（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1
C．C8H18（l）＋
O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）ΔH＝－5518kJ·mol－1
D．2C8H18（g）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l） ΔH＝－5518kJ·mol－1
反思归纳：
（1）燃烧热是1mol可燃物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量；如C生成的为CO2，而不是CO，H2生成的应为H2O（l）而不是H2O（g）。
（2）中和热是强酸强碱的稀溶液生成1molH2O放出的热量，为57.3kJ·mol－1，弱酸弱碱电离时吸热，放出的热量小于57.3kJ，浓硫酸稀释时放热，放出的热量大于57.3kJ。
（3）对于中和热、燃烧热，由于它们的反应放热是确定的，所以描述中不带“－”，但其焓变还为负值。
考点四：
中和热的测定
1．测定原理
ΔH＝
c＝4.18J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。
2．装置如图（在横线上填出仪器的名称）
3．注意事项
（1）碎泡沫塑料（或纸条）及泡沫塑料板的作用是__________________________________。
（2）为保证酸、碱完全中和，常采用______稍稍过量。
（3）实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是________，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是___ ___________________。
4．问题设计
（1）本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。
试问：
在反应中若因为有放热现象，而造成少量HCl在反应中挥发，则测得的中和热________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（2）该实验小组做了三次实验，每次取溶液各50mL，并记录如下原始数据。
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度（t2）/℃
温差（t2－t1）/℃
盐酸
NaOH溶液
平均值
1
25.1
24.9
25.0
31.6
6.6
2
25.1
25.1
25.1
31.8
6.7
3
25.1
25.1
25.1
31.9
6.8
已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g·cm－3，中和后混合液的比热容c＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1，则该反应的中和热为ΔH＝__________。
（3）若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热会________（填“偏大”、“偏小”或“不变”），其原因是____________________________________________。
（4）在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
考点五：
反应热大小的比较
1．比较ΔH的大小时需带正负号吗？
2．怎样比较两个反应的ΔH大小？
（1）同一反应，生成物状态不同时
A（g）＋B（g）===C（g） ΔH1<0
A（g）＋B（g）===C（l） ΔH2<0
因为C（g）===C（l） ΔH3________0，
则ΔH3＝________________，ΔH2______ΔH1。
（2）同一反应，反应物状态不同时
S（g）＋O2（g）===SO2（g） ΔH1<0
S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH2<0
S（g）
S（s）
SΔH1O2（g）
ΔH2＋ΔH3＝__________，则ΔH3＝________________，又ΔH3______0，所以ΔH1______ΔH2。
（3）两个有联系的不同反应相比
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1<0
C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH2<0
根据常识可知CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH3<0
又因为ΔH2＋ΔH3＝__________，所以ΔH2____ΔH1。
【例1】 下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是（ ）
①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1
C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH2
②S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH3
S（g）＋O2（g）===SO2（g） ΔH4
③H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH5
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH6
④CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g） ΔH7
CaO（s）＋H2O（l）===Ca（OH）2（s） ΔH8
A．①B．④C．②③④D．①②③
考点六：
利用盖斯定律书写热化学方程式
【例1】已知：
（1）C（s）＋O2（g）===CO2（g）
ΔH1＝－393.5kJ·mol－1
（2）H2（g）＋
O2（g）===H2O（l）
ΔH2＝－285.8kJ·mol－1
（3）CH3COOH（l）＋2O2（g）===2CO2（g）＋2H2O（l）
ΔH3＝－8
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