化学反应中的能量变化Word文件下载.docx
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目前世界上能源非常紧张，各国都在大力探索新能源，而氢能是其中重要的一种，具有资源丰富、对环境无污染、燃烧热值高等特点。
由于能源问题已成为社会热点，新能源的开发与利用也将成为今后高考命题的重点。
把握要点
考点1
放热反应与吸热反应
类型
比较
放热反应
吸热反应
定义
有热量放出的化学反应
吸收热量的化学反应
形成原因
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键强弱的关系
生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量
生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量
表示方法
ΔH<
ΔH>
实例
2H2（g）+O2（g）====2H2O（g）；
ΔH=-483.6kJ·
mol-1
C（s）+H2O（g）====CO（g）+H2（g）;
ΔH=+131.3kJ·
常见类型
燃烧反应、中和反应等大多数反应
电离、水解过程要吸热，大多数分解反应
考查的重点在于能否准确理解放热反应、吸热反应等概念，并对其原因加以分析和应用。
考点2
热化学方程式
热化学方程式书写正误判断方法是：
（1）检查是否标明聚集状态；
（2）检查ΔH的“+”“-”是否与吸热、放热一致；
（3）检查ΔH的数值是否与反应物或生成物的物质的量相对应（成比例）。
本考点考查较多的是热化学方程式的书写与正误判断，以及由热化学方程式判断物质的稳定性或比较反应热的大小。
考点3
使用化石燃料的利弊及新能源的开发
（1）重要的化石燃料：
煤、石油、天然气。
（2）煤作燃料的利弊问题：
①煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该加以综合利用。
②煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。
③煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。
④可以通过清洁煤技术，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，提高燃烧的热利用率。
（3）燃料充分燃烧的条件：
①要有足够的空气。
②跟空气有足够大的接触面。
（4）新能源的开发：
①调整和优化能源结构，降低化石燃料在能源结构中的比率。
②最有希望的新能源是核能、太阳能、燃料电池、风能和氢能、潮汐能、地热能等。
这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。
本考点的考查题目是在理解概念原理的基础上，会分析处理相关问题以达到所学知识活学活用，举一反三的目的。
难点1
根据热化学方程式的计算
（1）一般计算的方法是：
将ΔH看作热化学方程式中的一项，再按有关化学方程式的计算步骤、格式进行计算，得出有关数据。
（2）盖斯定律及其应用：
化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与反应的途径无关。
即如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
即：
难点2
反应热的大小比较
（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，所以ΔH2＞ΔH1。
若按以下思路分析：
ΔH1+ΔH3=ΔH2
所以ΔH2＞ΔH1
（2）同一反应物状态不同时
S（g）+O2（g）====SO2（g）;
S（s）+O2（g）====SO2（g）;
ΔH2+ΔH3=ΔH1
所以ΔH1＞ΔH2
（3）两个有联系的不同反应相比较
C（s）+O2（g）====CO2（g）;
ΔH＜0
C（s）+
O2（g）====CO（g）;
C（s）
CO2（g）
CO（g）
ΔH+ΔH3=ΔH1
所以ΔH＞ΔH2
关且据此可写出反应的热化学方程式：
CO（g）+
O2（g）====CO2（g）;
ΔH=ΔH1-ΔH2
训练思维
【例1】化学反应中通常伴随着能量变化，下列说法中错误的是（
）
A.煤燃烧时将部分化学能转化为热能
B.电解熔融Al2O3时将部分化学能转化为电能
C.TNT爆炸时将部分化学能转化为动能
D.镁条燃烧时将部分化学能转化为光能
解析：
煤是重要的能源，燃烧时放出大量的热能，但这不是煤中的全部化学能，因为其主要燃烧产物CO2中仍有化学能，A项正确。
电解物质时，是将电能转化为化学能，而不是化学能转化为电能，B项错误。
TNT（三硝基甲苯）爆炸时，部分化学能转化成了动能，C项正确。
镁条燃烧时放出大量热，产生耀眼的白光，故镁条的部分化学能转化成了光能，D项正确。
答案：
B
讲评：
化学反应中化学能与其他能量间的相互转化是一个常识性问题，根据历年的有关这方面高考题的分析可知，这类题目并不复杂，但作为单独的选择题以前未出现过，故今年高考出现的可能性比较大。
能量间的转化关系：
【例2】
（2006湖北黄冈高三模拟）在汽油中添加适量酒精作为汽车燃料的技术正在逐步向全国推广。
已知C8H18和C2H5OH燃烧的热化学方程式分别为：
2C8H18（l）+25O2（g）====16CO2（g）+18H2O（l）;
ΔH=-10900kJ·
mol-1，C2H5OH（l）+3O2（g）====2CO2（g）+3H2O（l）;
ΔH=-1367kJ·
假定汽油的成分为C8H18，则用添加酒精的汽油作汽车燃料时，不能达到的目的是（
A.节省化石燃料
B.减少有害气体的排放
C.有利于转化过剩的粮食
D.提高每千克燃料燃烧放出的热量
由于汽车利用了乙醇燃烧放出的热量，所以减少了汽油的消耗，而汽油是化石燃料，A项正确。
由于乙醇属清洁能源，比汽油燃烧得完全，故汽车用乙醇作燃料可减少有害气体的排放，B项正确。
乙醇可通过粮食的发酵来制取：
（C6H10O5）n+nH2O
nC6H12O6
C6H12O6
2CH3CH2OH+2CO2↑，这样可利用过剩的粮食，同时弥补能源的不足，C项正确。
由热化学方程式知，燃烧1gC8H18放出的热量为：
=48kJ，燃烧1g乙醇放出的热量为
=30kJ，故汽油中添加酒精，每千克燃料燃烧放出的热量有所下降，D项错误，选D。
D
能源问题是高考考查的一个热点，开发利用新能源、清洁能源是绝大多数同学都熟知的内容，进一步考查这方面的知识是高考的一个明显趋势。
本题把添加酒精的汽车燃料作为一个特例，考查学生比较这两种能源优劣的能力，符合高考的命题趋向。
【例3】
（2005江苏高考，4）氢气（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的热化学方程式分别为：
H2（g）+
O2（g）====H2O（l）;
ΔH=-285.8kJ·
ΔH=-283.0kJ·
C8H18（l）+
O2（g）====8CO2（g）+9H2O（l）;
ΔH=-5518kJ·
CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（l）;
相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是（
A.H2（g）
B.CO（g）
C.C8H18（l）
D.CH4（g）
由热化学方程式可知，相同质量的H2、CO、C8H18、CH4放出的热量分别为：
H2为
×
255.8kJ=127.9mkJ，CO为
283.0kJ=10.1mkJ，C8H18为
5518kJ=48.4mkJ,CH4为
890.3kJ=55.6mkJ，其中m为各物质的质量，比较可知选B。
本题主要考查对燃烧热的理解及有关热量的计算，侧重考查计算能力。
将反应与物质的质量、物质的量等知识结合起来，利用计算技巧来考查学生思维的全面性、综合性，是这部分知识学科内综合的一个方向。
状元训练
1.有专家提出，如果对燃料燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，使之变成CH4、CH3OH、NH3等的构思（如图1-1）能够实现，那么不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机，在此过程中太阳能最终转化为（
A.化学能
B.生物能
C.热能
D.电能
图1-1
CO2、H2O、N2转化为燃料时将太阳能转化为化学能,燃料燃烧时又将化学能转化为热能。
C
2.2003年10月15日，我国“神舟”五号载人飞船成功发射。
航天飞船是用铝粉与高氯酸铵的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应：
2NH4ClO4
N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑;
0。
下列对该反应的叙述不正确的是（
A.高氯酸铵的水溶液呈酸性
B.该反应属于分解反应、氧化还原反应、放热反应
C.该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量
D.反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能
高氯酸为强酸，故高氯酸铵为强酸弱碱盐，
水解呈酸性；
该反应为放热反应，故反应物的总能量比生成物的总能量大。
3.（2005全国理综Ⅰ，13）已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（
A.2C2H2（g）+5O2（g）====4CO2（g）+2H2O（l）；
ΔH=-4bkJ·
B.C2H2（g）+
O2（g）====2CO2（g）+H2O（l）;
ΔH=2bkJ·
C.2C2H2（g）+5O2（g）====4CO2（g）+2H2O（l）;
ΔH=-2bkJ·
D.2C2H2（g）+5O2（g）===4CO2（g）+2H2O（l）;
ΔH=bkJ·
放热反应中ΔH＜0，所以B、D错误。
生成1molCO2时放出bkJ的热量，所以，生成4molCO2时放出热量为4bkJ,所以A正确。
A
4.（2006北京东城检测）氢气是人类最理想的能源。
已知在25℃、101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量142.9kJ，则下列热化学方程式书写正确的是（
A.2H2+O2====2H2O；
ΔH=142.9kJ·
B.2H2（g）+O2（g）====2H2O（l）;
ΔH=-142.9·
C.2H2（g）+O2（g）====2H2O（l）;
ΔH=-571.6·
D.2H2（g）+O2（g）====2H2O（l）;
ΔH=+571.6·
热化学方程式应包含物质的状态，ΔH的值与物质的物质的量一致，故A错，B错。
D错，应为“-”。
5.（2004全国理综Ⅰ，13）已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式别为C（石墨，s）+O2（g）====CO2（g）；
ΔH=-393.51kJ·
C（金刚石,s）+O2（g）====CO2（g）；
ΔH=-395.41kJ·
据此判断，下列说法正确的是（
A.由石墨制备金刚石是吸热反应；
等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B.由石墨制备金刚石是吸热反应；
等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C.由石墨制备金刚石是放热反应；
D.由石墨制备金刚石是放热反应；
根据盖斯定律，将方程式①减去方程式②，得到下列热化学方程式：
C（石墨，s）====C（金刚石，s）；
ΔH＝1.91kJ·
说明由石墨制备金刚石是吸热反应，吸收的热量以化学能的形式贮存在金刚石中，也就是同质量金刚石具有的能量比石墨高。
A选项正确。
6.强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：
H+（aq）+OH-（aq）====H2O（l）；
ΔH=-57.3kJ·
mol-1，向1L0.5mol·
L-1的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓H2SO4、稀HNO3，则恰好完全反应时的热效应ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系正确的是（
A.ΔH1＞ΔH2＞ΔH3
B.ΔH1＜ΔH3＜ΔH2
C.ΔH2＞ΔH1＞ΔH3
D.ΔH1＞ΔH3＞ΔH2
强酸的H+与强碱的OH-在稀溶液中发生中和反应的热效应：
由于稀醋酸中主要是醋酸分子，当醋酸和NaOH发生中和反应时，醋酸的电离平衡向电离的方向移动，电离过程要吸热，因此中和反应放出的热量小于57.3kJ·
mol-1，ΔH1>
-57.3kJ·
mol-1；
而H2SO4稀释时要放出热量，所以ΔH2<
mol-1,故D符合题意。
7.（2006江苏镇江高三模拟）分析图1-2的能量变化示意图，确定下列选项中正确的是（
图1-2
A.2A（g）+B（g）====2C（g）；
ΔH＜0
B.2A（g）+B（g）====2C（g）；
ΔH＞0
C.2A+B====2C；
D.2C====2A+B；
本题考查化学反应吸热、放热的原因及表示。
若反应物所具有的总能量＞生成物的总能量，该反应为放热反应，ΔH为“-”或“ΔH＜0”；
反之为吸热反应。
由图知E（2A+B）＞E（C），该反应2A（g）+B（g）====2C（g）为放热反应（ΔH＜0），A正确、B错误。
又因热化学方程式必须注明物质状态，故C、D错误。
8.分析某种煤气的体积组成如下：
H250%、CH430%、CO10%、N26%、CO24%。
已知：
ΔH=－285.8kJ·
ΔH=－282.6kJ·
CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（l）;
ΔH=－890.3kJ·
则在标准状况下，224L该种煤气燃烧时放出的热量为（
A.1461.7Kj
B.4382.5kJ
C.4665.1kJ
D.5811.5kJ
本题考查热化学方程式的计算。
由题意知224L该种煤气中含H2：
（224L×
50%）÷
22.4L·
mol-1=5mol，完全燃烧放出热量为5mol×
285.8kJ·
mol-1=1429kJ；
同理CO放热（224L×
10%）÷
mol-1×
282.6kJ·
mol-1=282.6kJ；
CH4放热（224L×
30%）÷
890.36kJ·
mol-1=2670.9kJ；
三者之和为4382.5kJ，B正确。
9.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0.4mol液态肼与足量液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652kJ的热量。
（1）反应的热化学方程式为______________。
（2）又已知H2O（l）====H2O（g）；
ΔH=+44kJ·
mol-1，由16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是_________kJ。
（3）此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是
____________________________________________________________。
（1）①由反应时电子得失分析：
N2H4N2
N2失去4e-；
H2O2
2H2O得到2e-。
②书写热化学方程式时必须注明物质的聚集状态和反应总的热量变化情况。
③N2H4的反应热为256.652kJ×
=641.63kJ·
（2）16g肼的物质的量为0.50mol，与N2H4完全反应生成液态水时放出的总热量为：
Q=641.63kJ·
0.50mol+4×
0.50mol×
44kJ·
mol-1=408.815kJ。
（1）N2H4（l）+2H2O2（l）====N2（g）+4H2O（g）;
ΔH=-641.63kJ·
mol-1
（2）408.815（3）产物不会造成环境污染
10.城市使用的燃料，现大多为煤气、液化石油气。
煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水（蒸气）反应制得，故又称水煤气。
（1）试写出制取水煤气的主要化学反应式：
______________________________________。
（2）液化石油气主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8（g）+5O2（g）====3CO2（g）+
4H2O（l）；
ΔH=-2220.0kJ·
已知CO气体燃烧的热化学方程式为
O2（g）====CO2（g）；
ΔH=-282.57kJ·
试比较同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为_______。
（3）已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2（g）+O2（g）====2H2O（l）；
ΔH=-571.6kJ·
试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为___________。
（4）氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是___________________。
本题结合当前城市使用的燃料，来考查学生对热化学反应方程式的热量计算，考点新颖，知识难度系数较小。
学生若细心、认真领悟题意，应该能给出理想答案。
（1）C+H2O（g）
CO+H2
（2）39∶5（3）14∶5
（4）来源丰富，单位质量氢气产生热量大，无污染
11.资料：
管道煤气的主要成分是氢气、一氧化碳和甲烷，热值15.6MJ·
kg-1，每立方米是0.90元，液化气是C3—C4的烷烯烃，热值47.3MJ·
kg-1，每千克2.60元，水的比热容为4.18kJ·
（kg·
℃）-1。
（1）将一壶水（以4L计），从25℃加热至100℃，用液化气和管道煤气，哪一种更合算？
（热量利用率以70%计）
（2）你认为用液化气好还是用管道煤气好？
简述你的理由。
由Q=mcΔt可得4kg水从25℃至100℃需吸收热量Q=75℃×
4.18kJ·
℃）-1×
4kg=1254kJ，若用液化气需吸收热量70%×
m×
47MJ·
kg-1×
103=1254kJ
m=0.04kg，成本为0.04kg×
2.60元/kg=0.104元，若用管道煤气70%×
V×
15.6MJ·
m3×
V=0.114m3，成本为0.114m3×
0.90元/m3=0.103元，因此用液化气和管道煤气差不多合算。
（1）差不多合算（液化气：
0.104元，管道煤气：
0.103元）
（2）属开放型题目，只要叙述的理由合理均可以。
教学参考
一、本部分包括高中化学教材第一册中的第一章第二自然节及第三册中的第三单元第三、四自然节。
主要考点有：
①化学反应中能量变化（热效应）与键能关系，
②吸热反应与放热反应，
③热化学方程式书写方法及有关计算，
④中和热的测定原理与实验操作，
⑤燃料充分燃烧的条件与能源的开发利用。
二、本部分内容涉及的能源问题是当今社会的热点问题之一，是高考命题的内容载体。
在复习过程中要注意如下几点：
1.启发引导学生归纳总结化学反应中能量变化的有关内容，形成系统的知识网络。
如下图：
2.通过比较的方法，让学生理解热化学方程式与一般化学方程式的不同，掌握热化学方程式的书写要求，并能根据热化学方程式进行有关的计算。
3.通过下列图示让学生了解能源的利用从一个侧面表现了人类的进步。
并联系现在出现的世界性能源短缺实际，增强节约能源意识，关注节能新技术、新产品的推广应用和新能源的开发研究，丰富学生的知识内容，培养学生观察社会实际问题的能力。
4.本部分内容复习可安排一课时。
三、五年高考经典
1.（2005上海高考，5）以下命题，违背化学变化规律的是（
A.石墨制成金刚石
B.煤加氢变成人造石油
C.水变成汽油
D.干冰转化成原子晶体
本题考查学生对化学反应实质的理解程度，
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