第六章化学反应与能量.docx

第六章化学反应与能量.docx

《第六章化学反应与能量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第六章化学反应与能量.docx（117页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第六章化学反应与能量

第一节

化学能与热能

　教材复习——打牢基础，基稳才能楼高

1．反应热、焓变

（1）反应热

在化学反应过程中所释放或吸收能量叫做反应热。

（2）焓变

生成物与反应物的焓值差，ΔH＝H（生成物）－H（反应物），单位：

kJ·mol－1。

（3）反应热与焓变的关系

恒压条件下，化学反应的反应热等于焓变。

2．吸热反应和放热反应

（1）两角度理解

①从能量高低角度理解

　　　ΔH<0，放热反应　　ΔH>0，吸热反应

②从化学键角度理解

（2）常见的放热反应和吸热反应

①放热反应：

大多数化合反应、中和反应、金属与酸的反应、所有的燃烧反应。

②吸热反应：

大多数分解反应、盐类的水解反应、Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl反应、C与H2O（g）反应、C与CO2反应。

3．反应热、活化能图示

（1）在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。

（2）催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。

[点拨]

（1）化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，任何化学反应都有热效应。

（2）需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。

[对点练习]

1．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（　　）

A．碳酸钙受热分解　　　　B．乙醇燃烧

C．铝粉与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水

解析：

选A　生成物总能量高于反应物总能量，为吸热反应。

乙醇燃烧、铝热反应、氧化钙溶于水的反应都是放热的，而碳酸钙分解是吸热反应。

2．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是（　　）

A．反应过程可表示为

A＋BC―→[A…B…C]―→AB＋C

反应物　　　过渡态　　　生成物

B．E1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能

C．正反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以正反应为放热反应

D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以逆反应为放热反应

解析：

选D　由图可知，正反应放热，ΔH为负值；逆反应吸热，ΔH为正值，D错误。

3．（2015·海南高考节选）由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1molN2，其ΔH＝________kJ·mol－1。

解析：

根据图像可知，N2O与NO反应生成N2和NO2的反应热为（209－348）kJ·mol－1＝－139kJ·mol－1。

答案：

－139

1．热化学方程式及其意义

（1）概念：

表示参加反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。

（2）意义：

不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

例如：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1，表示在25℃和1.01×105Pa下，1molH2和0.5molO2完全反应生成1mol液态水时放出285.8kJ的热量。

2．热化学方程式的书写方法

[点拨]

（1）热化学方程式中化学计量数仅表示该物质的物质的量，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。

（2）热化学方程式的化学计量数改变n倍，反应热的数值也改变n倍。

（3）可逆反应的ΔH表示完全反应的热量变化，与反应是否可逆无关。

如N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·mol－1，表示在298K时，1molN2（g）和3molH2（g）完全反应生成2molNH3（g）时放出92.4kJ的热量。

（4）反应逆向进行时，其焓变与正反应的数值相等，符号相反。

[对点练习]

1．已知一定温度和压强下，

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－akJ·mol－1，下列叙述不正确的是（　　）

A．2molH2（g）和1molO2（g）完全反应生成2molH2O（g）时放出akJ的热量

B．2molH2O（g）完全分解为2molH2（g）和1molO2（g）时吸收akJ的热量

C．2molH2（g）和1molO2（g）完全反应生成2molH2O（l）时放出的热量小于akJ

D．1molH2（g）和0.5molO2（g）完全反应生成1molH2O（g）时放出0.5akJ的热量

解析：

选C　由热化学方程式知，A正确；等量的反应物生成液态水比生成气态水放出的热量多，C错误；反应逆向发生时热量的数值不变，B正确；反应物的物质的量减半，反应热也减半，D正确。

2．根据下列图像的叙述不正确的是（　　）

A．图

（1）表示的热化学方程式为CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41kJ·mol－1

B．图

（2）表示的热化学方程式为CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝＋41kJ·mol－1

C．由图可知正逆反应的热效应的数值相同

D．两个图像表示的含义不同

解析：

选B　图

（1）表示CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41kJ·mol－1，A正确；图

（2）表示的热化学方程式为CO2（g）＋H2（g）===CO（g）＋H2O（g）　ΔH＝＋41kJ·mol－1，B错误；由图知C正确；两个图像的反应物、生成物正好相反，D正确。

3．写出下列反应的热化学方程式。

（1）101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量，表示H2燃烧热的化学方程式为_____________________________________________________________。

（2）101kPa时，1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3kJ的热量，反应的热化学方程式为______________________________________________________。

（3）0.3mol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______________________________________________。

答案：

（1）H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1

（2）CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－890.3kJ·mol－1

（3）B2H6（g）＋3O2（g）===B2O3（s）＋3H2O（l）

ΔH＝－2165kJ·mol－1

1．中和热的测定

（1）装置（请在横线上填写仪器名称）

（2）计算公式：

ΔH＝－

kJ·mol－1

t1——起始温度，t2——终止温度。

（3）注意事项

①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。

②为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。

③因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸、弱碱则测得的反应热数值偏小。

2．燃烧热和中和热的比较

燃烧热

中和热

相同点

能量变化

放热

ΔH及其单位

ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1

不同点

反应物的量

1_mol

不一定为1mol

生成物的量

不确定

生成水为1_mol

反应热的含义

101kPa时，1_mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量

在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1_mol_水时所放出的热量

表示方法

燃烧热为ΔH＝　－akJ·mol－1（a＞0）　

强酸与强碱反应的中和热为57.3kJ·mol－1或ΔH＝－57.3_kJ·mol－1

[点拨]

（1）浓硫酸稀释时放热，浓H2SO4与强碱溶液反应生成1molH2O时放出的热量大于57.3kJ。

（2）当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1mol。

[对点练习]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）已知CH3OH（l）的燃烧热ΔH＝－238.6kJ·mol－1，则CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－238.6kJ·mol－1（×）

（2）CO（g）的燃烧热ΔH＝－283.0kJ·mol－1，则表示CO（g）燃烧热的热化学方程式为2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）ΔH＝－566.0kJ·mol－1（×）

（3）氢气的燃烧热为ΔH＝－285.5kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O（l）

2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋571.0kJ·mol－1（√）

（4）已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba（OH）2反应的反应热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1（×）

（5）已知稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量（×）

（6）已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热为－57.3kJ·mol－1（×）

2．已知反应：

①101kPa时，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221kJ·mol－1；②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1。

下列结论正确的是（　　）

A．碳的燃烧热ΔH＜－110.5kJ·mol－1

B．①的反应热为221kJ·mol－1

C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热ΔH＝－2×57.3kJ·mol－1

D．稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1molH2O，放出57.3kJ的热量

解析：

选A　由于2C（s）＋O2（g）===2CO（g）生成的CO不是稳定的氧化物，因此

＝110.5kJ·mol－1不是碳的燃烧热，由于CO转化为CO2放出热量，故碳的燃烧热ΔH＜－110.5kJ·mol－1，A正确；反应热的表示包含三部分：

“符号”、“数值”和“单位”，而B项中没有表示出符号，B错误；强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，C错误；由于醋酸是弱电解质，电离时吸收热量，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1molH2O时放出的热量小于57.3kJ，D错误。

[基础过关练]　

1．已知某化学反应A2（g）＋2B2（g）===2AB2（g）（AB2的分子结构为B—A—B）的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是（　　）

A．该反应的进行一定需要加热

B．该反应的ΔH＝－（E1－E2）kJ·mol－1

C．该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和

D．断裂1molA—A键和2molB—B键放出E1kJ能量

解析：

选C　由图可知，反应为吸热反应，但发生反应不一定需要加热，A错误；该反应的ΔH＝（E1－E2）kJ·mol－1，B错误；断键需要吸收能量，D错误。

2．化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。

如下图为N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程中的能量变化：

下列说法正确的是（　　）

A．1molN2（g）和1molO2（g）反应放出的能量为180kJ

B．1molN2（g）和1molO2（g）具