必修二U2化学反应与能量U21 化学能与热能 复习Word文档下载推荐.docx
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反应XY放热，则Y所处状态比X稳定，体系能量越低，越稳定
Na单质与Cl气反应后，体系能量降低，稳定性增强。
二，化学能与热能的相互转化
质量守恒定律：
在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成物的质量总和。
能量守恒定律：
一种形式的能量可转化为另一种形式的能量，转化的途径和能量的形式可以不同，但是体系包含的总能量不变，即总能量守恒。
（N：
在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等）
这两大定律是两条基本的自然定律
化学反应中的能量变化通常主要表现为热量的变化
以下为吸热反应与放热反应的比较：
比
较
较
类
型
放热反应
吸热反应
定义
释放热量的化学反应
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键时吸收的总能量
生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
表示方法
△H<
0
△H>
反应过程图示
常见反应
（1）大多数化合反应；
（2）所的的燃烧反应；
（3）酸碱中和反应；
（4）金属与酸反应；
（5）铝热反应；
H2O2分解；
生石灰跟水反应生成熟石灰；
（1）大多数分解反应（如KClO3分解、CaCO3分解、）；
（2）盐的水解和弱电解质电离；
（3）Ba（OH）2·
8H2O与NH4Cl反应
（4）C和CO2、C和H2O（g）（生成水煤气：
炭和水蒸气在高温下反应）反应
I2+H2
HI；
CuSO4·
5H2O受热分解为CuSO4和H2O；
N：
一个化学反应是放热还是吸热是由反应物和生成物所具有的能量所决定的，而与反应条件（如点燃、加热、高温、光照……）和反应类型无直接的因果关系。
（1）有的放热反应不需要加热，如氢气与氟气在黑暗、常温下混合时能发生爆炸，白磷能在空气中自燃；
有的放热反应需要加热或点燃，如铁粉与硫粉在加热的条件下反应生成硫化亚铁，氢气在点燃的条件下与O2反应生成水。
放热反应在常温下不一定发生，如N2和H2的反应。
（2）吸热反应也不一定需要加热，如Ba（OH）2·
8H2O晶体与氯化铵晶体的反应为吸热反应，但不需要加热反应就能进行；
碳酸钙分解为氧化钙和二氧化碳也是吸热反应，需要持续高温煅烧才能维持反应不断地进行。
（3）放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生，反应开始时需要加热的反应，两者都可能。
（4）NH4NO3固体溶于水吸热；
Ca（OH）2的溶解度随温度的升高而减小；
KNO3的溶解度随温度的升高而升高；
NaCl的溶解度随温度的升高不变。
△
（5）加热条件下进行的反应，可能是吸热反应，如C+CO2===2CO；
也可能是放热反应，
点燃
如C+O2======CO2（移去热源后仍能进行）。
吸热反应必须持续加热才能继续进行。
所以，反应吸热还是放热是由反应物总能量与生成物总能量的相对高低决定的。
（6）浓硫酸加入水中，虽过程中要放热，但其不是化学反应，所以其不是放热反应。
例：
下列各图中，表示正反应是吸热反应的是 （ ）
A
三，中和热的测定
*实验原理
本实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化，计算反应过程中所放出的热量，并由此求得中和热。
1，实验用品
大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）、温度计、量筒（50mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔），环形玻璃搅拌棒（作用：
A酸和碱及时反应掉；
B溶液各部分温度均匀）。
0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。
2，实验步骤
（1）在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。
该实验也可在保温杯中进行。
（2）用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。
然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
（3）用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
（4）把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面），盖上盖板。
用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记下表中。
（5）重复实验步骤
（2）－（4）三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。
温
度
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度
t2/℃
温度差
（t2-t1）/℃
HCl
NaOH
平均值
1
2
3
（6）根据实验数据计算中和热。
3，计算公式Q吸＝cm△t
0.418（t2-t1）
生成1molH2O时放出的热量即中和热为：
kJ/mol。
0.025
稀溶液的体积可相加，反应后的溶液为稀溶液，其密度近似处理为水的密度。
（1）这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c（H+）≦1mol/L，碱溶液中的c（OH-）≦1mol/L，这里因为浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释会放出热量。
（2）根据中和热的定义，在测定中和热的数值时，生成H2O的物质的量应该是1mol。
（3）测定中和热时，一般要求用强酸和强碱且为稀溶液，，此时测得中和热为57.3kJ/mol。
有弱酸或弱碱参加的中和反应，测得中和热都小于57.3kJ/mol，这是因为浓酸或浓碱溶于水时一般要放热，弱酸或弱碱在水溶液中不能全部电离，电离时要吸收一部分热量。
量取体积时应准确。
（4）为了保证0.50mol/L盐酸完全被NaOH中和，常采用0.55mol/LNaOH溶液，使碱稍稍过量，确保生成的H2O为0.025mol。
（5）温度计的读数要准确。
水银球部分要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数；
测量盐酸的温度后，要将温度计上的酸冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度。
（6）实验操作要快，尽量减少热量散失。
（7）环形玻璃搅拌棒不能用铁丝代替，若用铁丝代替，会因铁丝与酸反应放出热量，且铁丝传热快使测定结果不准确。
（8）实验时也可选用浓度、体积都不相同的酸、碱溶液进行反应热的测定，但应以量小的为基准进行计算，因为过量的酸、碱并不参与中和反应。
四，反应热
1，定义：
在化学反应中放出或吸收的热量△，符号△H
2，单位：
一般用kJ/mol，可用量热计直接测量。
3，研究对象：
一定压强下在密闭容器中发生的反应所放出或吸收的热量。
4，表示方法：
放热反应，△H<
0，吸热反应，△H>
5，燃烧热：
在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的能量。
6，中和热：
￥定义：
在稀溶液中，酸和碱反应生成1molH2O时的反应热。
强酸与强碱反应的中和热为：
H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）,△H=-57.3kJ/mol；
弱酸与弱碱电离要消耗能量，中和热△H>
-57.3kJ/mol（即参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol）
7，N：
中和反应放出的热量跟生成H2O的物质的量有关，中和热是指强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1molH2O的反应热，跟酸碱的用量无关。
五，H2作为燃料，其优点是：
单位质量燃烧放出热量多，燃料产物只有水，无污染，来源（水）较为丰富。
煤在能源利用中存在问题（我国）：
人均能源占有量少，能源利用率低，单位产值能耗高。
乙醇作为燃料的优点：
充分燃烧生成的H2O和CO2均不是污染物质；
为可再生能源；
燃烧时放出大量的热。
燃烧均是氧还反应，与优点无关。
）
“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。
作为人类解决能源危机重要途径一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。
生物质能是间接利用太阳能；
是可再生能源；
是解决农村能源的主要途径。
沼气是有机废弃物（树叶、秸秆、草类及垃圾、粪便等）在隔绝空气的条件下发酵分解而成的气体，主要成分是甲烷。
农村沼气池中发酵后的池底剩余物是很好的沤肥。
沼气是一种清洁能源；
使用沼气作能源可以保护森林；
使用沼气是对化学能的充分利用。
六，人类对能源的利用
凡是能提供某种形式能量的物质通称为能源。
1，分类
一次能源：
直接从自然界取得的能源。
如流水、风力、原煤、石油、天然气、天然轴矿……
二次能源：
一次能源以加工，转换得到的能源。
如电力、蒸汽……
电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的二次能源，又称电力。
常规能源可再生能源
新能源不可再生能源
目前人类所需的大部分能量来自于化石燃料
2，提高可燃物的燃烧效率，合理利用有限的资源。
燃烧时要有充足的空气
条件
燃料与空气要有足够大的接触面
固体燃料粉碎
燃料的充分燃烧增大燃料与空气接触面积
液体汽化
提高燃烧效率的方法
提供足量的空气
3，燃煤发电是从煤中的化学能开如的一系列能量转化过程：
燃烧蒸汽发电机
化学能热能机械能电能
其优点有：
A我国煤资源相对丰富
B设备相对简单，造价低，选址方便
其缺点有：
A煤的简单燃烧太可惜
B排出大量的温室气体
C燃烧产生的气体严重污染环境
D煤作为固体燃料燃烧反应速率小，热利用率低
E用量有限
A燃烧（氧还反应）是使化学能转化为电能的关键。
B沸腾炉只是促使燃料燃烧充分、提高燃料的利用率、并减少CO的排放，但不能增大煤炭燃烧时的燃烧热，也无法减少SO2气体的形成。
4，人类利用能源的三个阶段
1，柴草时期：
该时期从火的发现至18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。
2，化石能源时期：
从18世纪中期至现代，以煤、石油、天然气为主要能源。
3，多能源结构时期：
以可再生能源和清洁能源（绿色能源）为主要能源，主要包括太阳能、氢能、核能、生物质能、地壳地表能（地热等地下能，潮汐等海洋能，风能等地面能）等。
氢能、生物质能等的核心仍然是化学反应，核能、太阳能等的利用取决于新型材料的合成与开发。
六，生物体中的能量转化
能量转化在生物界也是普遍存大的。
例如，植物通过光合作用使光能转化为化学能储存在所形成的淀粉等糖类中，人通过膳食将淀粉等糖类物质摄入体内，并通过体内的一系列化学反应（生化反应）释放出能量，以维持人的生理活动。
糖类在人体内发生的氧还反应与体外的燃烧相比，本质相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水），所放出的能量也相等。
但是，二者的反应条件和进行方式并不相同。
生物氧化是在体温条件和酶的催化下，经一系列连续的化学反应逐步进行的，能量的转化率和利用率都很高。
而糖类在体外的燃烧通常需要在高温下才能发生，当反应进行剧烈时，常伴随着发光和放热，能量很难得到理想的转化和充分利用。
人体内发生的氧还反应和体外的燃烧本质上相同，都为放热反应（前者在体温条件和酶的催化作用）且前者更合理有效。
板块二：
专题练习
（一）燃烧热和中和热必做题
一、选择题（每小题4分，共72分。
每小题有1个正确答案）
1．下列说法中，正确的是
A．1molH2SO4与1molBa（OH）2完全中和所放出的热量为中和热
B．中和反应都是放热反应，盐类水解反应都是吸热反应
C．在101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量一定叫碳的燃烧热
D．CO燃烧是吸热反应
2．下列说法正确的是
A．在101kPa时，1mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热
B．酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热
C．燃烧热或中和热是反应热的种类之一
D．在稀溶液中，1molCH3COOH和1molNaOH完全中和时放出的热量为57．3kJ
3．已知下列热化学方程式：
2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）；
ΔH=－483．6kJ/mol
H2（g）＋
O2（g）===H2O（g）；
ΔH=－241．8kJ/mol
O2（g）===H2O（l）；
ΔH=－285．8kJ/mol
则氢气的燃烧热为
A．438．6kJ/molB．241．8kJ/molC．285．8kJ/molD．无法确定
4．已知Zn（s）＋
O2（g）===ZnO（s）；
ΔH=－350kJ/mol，则1gZn在氧气中燃烧放出的热量约为
A．5．4kJB．350kJC．3．5kJD．8．5kJ
5．已知：
C（s）＋O2（g）===CO2（g）；
ΔH=－393．5kJ/mol，2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）；
ΔH=－483．6kJ/mol，现有0．2mol的炭粉和氢气组成的悬浮气，因混合物在氧气中完全燃烧，共放出63．53kJ热量，则混合物中C与H2的物质的量之比为
A．1∶1B．1∶2C．2∶3D．3∶2
6.已知：
CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）；
ΔH1=－Q1，
ΔH2=－Q2，
ΔH3=－Q3，常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11．2L（已折合成标准状况）经完全燃烧恢复到常温，放出的热量为
A．0．4Q1＋0．05Q2B．0．4Q1＋0．1Q2
C．0．4Q1＋0．05Q3D．0．4Q1＋0．1Q3
7．根据热化学方程式（在101kPa时）：
S（s）＋O2（g）===SO2（g）；
ΔH=－297．23kJ/mol，分析下列说法中不正确的是
A．S的燃烧热为297．23kJ/mol
B．S（g）＋O2（g）===SO2（g）放出的热量大于297．23kJ
C．S（g）＋O2（g）===SO2（g）放出的热量小于297．23kJ
D．形成1molSO2的化学键所释放的总能量大于断裂1molS（s）和1molO2（g）的化学键所吸收的总能量
8．天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的，则下列说法正确的是
①可砍伐树木、野草作能源 ②可用酒精作能源 ③可利用电解水的方法制得氢气作能源 ④应开发太阳能、核能等新能源 ⑤大量应用风能、水能等可再生能源
A．①B．①⑤C．②③D．④⑤
9．已知2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）；
ΔH=－569．6kJ·
mol－1，2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g）；
ΔH=＋482．1kJ·
mol－1。
现有1g液态H2O，蒸发时吸收的热量是
A．2．43kJB．4．86kJC．43．8kJD．87．5kJ
10、在烃分子中去掉2个氢原子形成一个双键是吸热反应，大约需117kJ/mol～125KJ/mol的热量，但1，3—环己二烯失去2个氢原子变成苯是放热反应，△H＝－23.4kJ/mol，以上事实表明（ ）
A．1，3—环己二烯加氢是吸热反应 B．苯加氢生成环己烷是吸热反应
C．1，3—环己二烯比苯稳定 D．苯比1，3—环己二烯稳定
11、X、Y二元素的原子，当它们分别获得两个电子形成稀有气体元素原子层结构时，X放出的热量大于Y放出的热量；
Z、W两元素的原子，当它们分别失去一个电子形成稀有气体元素原子的电子层结构时，吸收能量W大于Z。
则X、Y和Z、W分别形成的化合物中，离子化合物可能性最大的是（ ）
A．Z2X B．Z2Y C．W2X D．W2Y
12、100gC不完全燃烧所得产物中，CO所占体积为1/3，CO2为2/3，且：
与这些碳完全燃烧相比，损失的热量为（ ）
A．39.292kJ B．3274.3kJ C．784.92kJ D．2489.44kJ
13、以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式C2H2（g）+
O2=2CO2（g）+H2O（l）；
△H＝-1300kJ/mol的说法中，正确的是（ ）
A．有10NA个电子转移时，该反应放出1300kJ的能量
B．有NA个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ的能量
C．有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量
D．有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量
14、完全燃烧一定质量的无水乙醇，放出的热量为Q，已知为了完全吸收生成的二氧化碳，消耗掉8mol·
L－1的氢氧化钠溶液50mL，则无水乙醇的燃烧热放出的热量不可能是（ ）
A．10Q B．10Q～5Q C．大于10Q D．小于5Q
15、已知2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（l）△H=－571.6kJ/mol；
C3H8（g）＋5O2（g）＝3CO2（g）＋4H2O（l）△H=－2220kJ/mol。
设由H2和C3H8的混合气体5mol，完全燃烧时共放出热量3847kJ，则混合气体中H2和C3H8的物质的量之比是（）
A、1:
3B、3:
1C、1:
4D、1:
16、已知下列热化学方程式：
①CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）△H=－889.5kJ/mol
②2C2H6（g）＋7O2（g）＝4CO2（g）＋6H2O（l）△H=－3116.7kJ/mol
③C2H4（g）＋3O2（g）＝2CO2（g）＋2H2O（l）△H=－1409.6kJ/mol
④2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）△H=－2596.7kJ/mol
⑤C3H8（g）＋5O2（g）＝3CO2（g）＋4H2O（l）△H=－2217.8kJ/mol
现有由2mol上述五种烃中的两种组成的气体混合物，经充分燃烧后放出3037kJ热量，则下列组合中不可能的是（）
A、C2H4和C2H6B、C2H2和C3H8C、C2H6和C3H8D、C2H6和CH4
17、化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体。
这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨，对甲烷而言，有以下两个主要反应：
①CH4（g）＋
O2（g）＝CO（g）＋2H2（g）；
△H1＝－36kJ/mol
②CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g）；
△H2＝＋216kJ/mol
由反应①、②推出总反应热为零的总反应方程式③，并求进料气中空气（O2的体积分数为21%）与水蒸气的体积比。
18．（06江苏8）下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者大于后者的是
①C（s）＋O2（g）====CO2（g）；
△H1C（s）＋
O2（g）====CO（g）；
△H2
②S（s）＋O2（g）====SO2（g）；
△H3S（g）＋O2（g）====SO2（g）；
△H4
③H2（g）＋
△H52H2（g）＋O2（g）====2H2O（l）；
△H6
④CaCO3（s）====CaO（s）＋CO2（g）；
△H7CaO（s）＋H2O（l）====Ca（OH）2（s）；
△H8
A．①B．④C．②③④D．①②③
题号
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
答案
班级：
_________ 姓名：
_________分数__________________
二、填空题（40分）
19、1840年盖斯根据一系列实验事实得出规律，他指出：
“若是一个反应可以分步进行，则各步反应的反应热总和与这个反应一次发生时的反应热相同。
”这是在各反应于相同条件下完成时的有关反应热的重要规律，称为盖斯定律。
已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为：
C（金刚石、s）＋O2（g）＝CO2（g）；
△H＝－395.41kJ/mol，C（石墨、s）＋O2（g）＝CO2（g）；
△H＝－393.51kJ/mol，则金刚石转化石墨时的热化学方程式为：
_________________________________________________。
由此看来更稳定的碳的同素异形体为：
_________。
若取金刚石和石墨混合晶体共1mol在O2中完全燃烧，产生热量为QkJ，则金刚石和石墨的物质的量之比为
________________（用含Q的代数式表示）。
20、0.3mol气态高能燃料乙硼烷（分子式B2H6），在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ的热量，则其热化学方程式为
______________________________________________________________________。
又已知H2O（l）＝H2O（g）；
△H＝44kJ·
mol－1，则11.2L标准状况下的乙硼烷完全燃烧生成气态
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