化学反应与能量知识点总结及测试题.docx
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化学反应与能量知识点总结及测试题
化学反应与能量变化
一、化学反应及能量变化
1、化学反应的实质、特征和规律
实质：
反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成
特征：
既有新物质生成又有能量的变化
遵循的规律：
质量守恒和能量守恒
2、化学反应过程中的能量形式：
常以热能、电能、光能等形式表现出来
二、反应热与焓变
1、反应热定义：
在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量成为化学反应的反应热。
2、焓变定义：
在恒温、恒压条件下的反应热叫反应的焓变，符号是△H，单位常用KJ/mol。
3、产生原因：
化学键断裂—吸热 化学键形成—放热
4、计算方法：
△H=生成物的总能量-反应物的总能量
=反应物的键能总和-生成物的键能总和
5、放热反应和吸热反应
化学反应都伴随着能量的变化，通常表现为热量变化。
据此，可将化学反应分为放热反应和吸热反应。
放热反应
吸热反应
定义
放出热量的化学反应
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的总能量
反应物具有的总能量小于生成物的总能量
与化学键
的关系
生成物分子成键时释放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
△H＜0
△H＞0
常见反应类型
可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟酸的置换反应；物质的缓慢氧化
大多数分解反应；盐的水解；
Ba（OH）2与NH4Cl的反应；
碳和水蒸气、C和CO2的反应
【注意】
（1）反应放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
（2）反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。
许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。
三、热化学方程式
（1）定义：
表明反应放出或吸收的热量的化学方程式叫做热化学方程式。
（2）意义：
热化学方程式不仅表示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。
（3）热化学方程式的书写
①要注明温度、压强，但中学化学中所用的△H数据一般都是25℃、101Kpa下的数据，因此可不特别注明。
②必须注明△H的“＋”与“－”。
“＋”表示吸收热量，“－”表示放出热量。
③要注明反应物和生成物的聚集状态。
g表示气体，l表示液体，s表示固体，热化学方程式中不用气体符号或沉淀符号。
④热化学方程式各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。
因此热化学方程式中化学计量数可以是整数也可以是分数。
⑤注意热化学方程式表示反应已完成的数量，由于△H与反应完成的物质的量有关，所以化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应。
即对于相同的物质反应，当化学计量数不同，其△H也不同。
当化学计量数加倍时，△H也加倍。
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。
⑥对于化学式形式相同的同素异形体，还必须在化学是后面标明其名称。
如C（s，石墨）
四、燃烧热
（1）概念：
25℃、101Kpa时，1mol纯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，单位为KJ/mo。
【注意】①对物质的量限制：
必须是1mol：
②1mol纯物质是指1mol纯净物（单质或化合物）；
③完全燃烧生成稳定的氧化物。
如C→CO2（g）；H→H2O（l）；N→N2（g）；P→P2O5（s）;
S→SO2（g）等；
④物质的燃烧热都是放热反应，所以表示物质燃烧热的△H均为负值，
即△H＜0
（2）表示燃烧热热化学方程式的写法
以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，所以热化学方程式中常出现分数。
（3）有关燃烧热计算：
Q（放）＝n（可燃物）×△Hc。
Q（放）为可燃物燃烧放出的热量，n（可燃物）为可燃物的物质的量，△Hc为可燃物的燃烧热。
四、中和热
（1）定义：
稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热
【注意】：
稀溶液是指物质溶于大量水，即大量水中物质的溶解热效应忽略不计；一般是指酸、碱的物质量浓度均小于或等于1mol·L-1；
中和热不包含离子在水中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应；
中和反应的实质是H+和OH-化合生成水；若反应过程中有其他物质生成（生成沉淀的反应一般为放热反应），这部分反应热也不包含在中和热内。
H+（aq）＋OH-（aq）＝H2O（l）；△H＝－mol表示强酸强碱稀溶液反应的中和热
弱酸弱碱因为电离时要吸热或电离出的H+和OH物质的量小于对应酸碱的物质的量，所以弱酸弱碱参加的中和反应，其中和热△H＞－mol，表示中和热偏小。
测定中和热实验关键因素：
酸与碱充分反应；防止热量散失，酸碱溶液浓度等。
如浓硫酸与碱反应测得中和热偏高。
（2）书写中和热的热化学方程式时，以生成1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数
五、盖斯定律
（1）内容：
化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的；
即化学反应热只与其反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关
（2）、应用：
a、利用总反应和一个反应确定另一个反应的热效应
b、热化学方程式之间可以进行代数变换等数学处理
（3）反应热与键能关系
①键能：
气态的基态原子形成1mol化学键释放的最低能量。
键能既是形成1mol化学键所释放的能量，也是断裂1mol化学键所需要吸收的能量。
②由键能求反应热：
反应热等于断裂反应物中的化学键所吸收的能量（为“＋”）和形成生成物中的化学键所放出的能量（为“－”）的代数和。
即△H＝反应物键能总和－生成物键能总和＝∑E反－∑E生
③常见物质结构中所含化学键类别和数目：
1molP4中含有6molP—P键；28g晶体硅中含有2molSi—Si键；12g金刚石中含有2molC—C键；60g二氧化硅晶体中含有4molSi—O键
六、反应热与物质稳定性的关系
不同物质的能量（即焓）是不同的，对于物质的稳定性而言，存在着“能量越低越稳定”的规律，因此，对于同素异形体或同分异构体之间的相互转化，若为放热反应，则生成物能量低，生成物稳定；若为吸热反应，则反应物的能量低，反应物稳定。
【例1】下列说法正确的是（）
A．物质发生化学变化都伴随着能量变化B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化
C．伴有能量变化的物质变化都是化学变化D．没有物质的变化，也就没有能量的变化
答案：
A
【例2】下列说法不正确的是（）
A.化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B.放热反应都不需要加热就能发生
C.焓变就是反应热，二者没有区别
D.化学反应是放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量
答案：
BC
【例3】1、下列变化属于吸热反应的是
①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A、①④⑤B、①②④C、②③D、②④
答案：
D
【例4】25℃、101kPa下，2g氢气燃烧生成液态水，放出热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（）
A．2H2（g）+O2（g）==2H2O
（1）△H＝―／mol
B．2H2（g）+O2（g）==2H2O
（1）△H＝+kJ／mol
C．2H2（g）+O2（g）==2H2O（g）△H＝―kJ／mol
D．H2（g）+1/2O2（g）==H2O
（1）△H＝―／mol
答案：
D
【例5】已知反应X+Y==M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的（ ）
A．X的能量一定高于M
B.Y的能量一定高于N
C.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
答案：
C
【例6】根据以下3个热化学方程式：
（）
2H2S（g）+3O2（g）＝2SO2（g）+2H2O（l）△H＝―Q1kJ/mol
2H2S（g）+O2（g）＝2S（s）+2H2O（l）△H＝―Q2kJ/mol
2H2S（g）+O2（g）＝2S（s）+2H2O（g）△H＝―Q3kJ/mol
判断Q1、Q2、Q3三者关系正确的是
A．Q1>Q2>Q3B．Q1>Q3>Q2C．Q3>Q2>Q1D．Q2>Q1>Q3
答案：
A
【例7】下列热化学方程式中的反应热下划线处表示燃烧热的是（）
（g）+
O2（g）NO（g）+
H2O（g）；ΔH=-akJ·mol-1
（s）+6O2（g）6CO2（g）+6H2O（l）；ΔH=-bkJ·mol-1
（g）+O2（g）2CO2（g）；
ΔH=-ckJ·mol-1
（l）+
O2（g）CH3CHO（l）+H2O（l）；ΔH=-dkJ·mol-1
答案B
【例8】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·mol-1
（g）+
O2（g）2CO2（g）+H2O（l）;
ΔH=2bkJ·mol-1
C.2C2H2（g）+5O2（g）4CO2（g）+2H2O（l）;ΔH=-2bkJ·mol-1
D.2C2H2（g）+5O2（g）4CO2（g）+2H2O（l）;
ΔH=bkJ·mol-1
答案A
【例9】已知下列热化学方程式：
CH4（g）＋2O2（g）→CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－mol
2C2H6（g）＋7O2（g）→4CO2（g）＋6H2O（l）ΔH＝－mol
C2H4（g）＋3O2（g）→2CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－mol
2C2H2（g）＋5O2（g）→4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－mol
C3H8（g）＋5O2（g）→3CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝－mol
现有由2mol上述五种烃中的两种组成的气体混合物，经充分燃烧后放出热量，则下列哪些组合是不可能的（ ）
A．CH4和C2H2B．C2H4和C3H8C．C2H6和C3H8D．C2H6和CH4
答案：
AC
【例10】下列热化学方程式正确的是（注：
的绝对值均正确）（）
A．C2H5OH（l）+3O2（g）==2CO2（g）+3H2O（g）；△H=—kJ/mol（燃烧热）
B．NaOH（aq）+HCl（aq）==NaCl（aq）+H2O（l）；△H=—mol（中和热）
C．S（s）+O2（g）==SO2（g）；△H=—mol（反应热）
D．2NO2==O2+2NO；△H=+mol（反应热）
答案：
BC
【例11】已知反应：
①2C（s）＋O2（g）＝2CO（g）ΔH＝－221kJ／mol
②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l）ΔH＝－kJ／mol
下列结论正确的是（）
A．碳的燃烧热是kJ／molB．①的反应热为221kJ／mol
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为kJ／mol
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出kJ热量
答案：
C
【例12】下列酸与碱中和反应热化学方程式可用：
H+（aq）+OH-（aq）H2O（l）;ΔH=kJ·mol-1来表示的是（）
（aq）+NaOH（aq）CH3COONa（aq）+H2O（l）;ΔH=-Q1kJ·mol-1
2H2SO4（浓）+NaOH（aq）1/2Na2SO4（aq）+H2O（l）;ΔH=-Q2kJ·mol-1
（aq）+NaOH（aq）NaNO3（aq）+H2O（l）;ΔH=-Q3kJ·mol-1
3H3PO4（aq）+1/2Ba（OH）2（aq）1/6Ba3（PO4）2（s）+H2O（l）;ΔH=-Q4kJ·mol-1
答案C
【例13】已知：
（1）Zn（s）+
O2（g）===ZnO（s），ΔH=kJ·mol-1，
（2）2Ag（s）+
O2（g）===Ag2O（s），ΔH=kJ·mol-1，
则Zn（s）+Ag2O（s）===ZnO（s）+2Ag（s）的ΔH等于（）
A．kJ·mol-1 B．kJ·mol-1
C．kJ·mol-1 D．kJ·mol-1
答案：
B
【例14】灰锡（常温下以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：
①Sn（s，白）+2HCl（aq）==SnCl2（aq）+H2（g）ΔH1
②Sn（s，灰）+2HCl（aq）==SnCl2（aq）+H2（g）ΔH2
③Sn（s，灰）Sn（s，白）ΔH3=+kJ·mol-1
下列说法正确的是（）
A．ΔH1>ΔH2
B．锡在常温下以白锡状态存在
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处在低于13.2℃的环境中，会自行毁坏
答案：
BD
【例15】S（单斜）和S（正交）是硫的两种同素异形体。
已知：
①S（单斜，s）＋O2（g）===SO2（g）△H1＝－kJ·mol-1
②S（正交，s）＋O2（g）===SO2（g）△H2＝－kJ·mol-1
③S（单斜，s）===S（正交，s）△H3
下列说法正确的是（）
A．△H3＝—kJ·mol-1
B．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应
C．S（单斜，s）===S（正交，s）△H3＜0，正交硫比单斜硫稳定
D．S（单斜，s）===S（正交，s）△H3＞0，单斜硫比正交硫稳定
答案：
AC
随堂练习
1.已知H2（g）、C2H4（g）和C2H5OH
（1）的燃烧热分别是kJ·mol-1、kJ·mol-1和kJmol-1，则由C2H4（g）和H2O（l）反应生成C2H5OH（l）的△H为A
A．kJ·mol-1B．+kJ·mol-1
C．-330kJ·mol-1D．+330kJ·mol-1
2．下列关于热化学反应的描述中正确的是B
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－kJ·mol－1，则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－kJ·mol－1
B．CO（g）的燃烧热是kJ·mol－1，则2CO2（g）＝2CO（g）＋O2（g）反应的
ΔH＝2×kJ·mol－1
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热
3.化学反应N2＋3H2＝2NH3的能量变化如题13图所示，该反应的热化学方程式是A
A．N2（g）＋3H2（g）＝2NH3（l）；⊿H＝2（a—b—c）kJ·mol－1
B．N2（g）＋3H2（g）＝2NH3（g）；⊿H＝2（b—a）kJ·mol－1
C．
N2（g）＋
H2（g）＝NH3（l）；⊿H＝（b＋c—a）kJ·mol－1
D．
N2（g）＋
H2（g）＝NH3（g）；⊿H＝（a＋b）kJ·mol－1
4.白磷与氧可发生如下反应：
P4+5O2=P4O10。
已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：
P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。
wws5om
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是
A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1
B（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1
C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1
D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1
5.已知：
H2（g）+F2（g）→2HF（g）+270kJ，下列说法正确的是C
A．2L氟化氢气体分解成1L氢气与1L氟气吸收270kJ热量
B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出热量小于270kJ
C．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kJ热量
6．已知：
（1）Zn（s）＋1/2O2（g）=ZnO（s）；H=－kJ/mol
（2）2Ag（s）＋1/2O2（g）=Ag2O（s）；H=－kJ/mol
则Zn（s）＋Ag2O（s）=ZnO（s）＋2Ag（s）的H等于A
A．－kJ/molB．－kJ/mol
C．－kJ/molD．kJ/mol
7．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋3H2（g）；H=+kJ·mol－1
②CH3OH（g）＋1/2O2（g）=CO2（g）＋2H2（g）；H=－kJ·mol－1
下列说法正确的是（）m
A．CH3OH的燃烧热为kJ·mol－1
B．反应①中的能量变化如图所示
C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D．根据②推知反应：
CH3OH（l）+1/2O2（g）=CO2（g）+2H2（g）的H＞－kJ·mol－1
8．已知：
CH3CH2CH2CH3（g）＋（g）
4CO2（g）＋5H2O（l）；H=－2878kJ
（CH3）2CHCH3（g）＋（g）
4CO2（g）＋5H2O（l）；H=－2869kJ
下列说法正确的是A
A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子
B．正丁烷的稳定性大于异丁烷
C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程
D．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多
9．已知：
①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量
②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量
③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量
下列叙述正确的是Cs5om
A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）
B．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的H=183kJ/mol
C．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的H=－183kJ/mol
D．氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的H=－183kJ/mol
10．已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收热量为C
A．920kJB．557kJC．436kJD．188kJ
11.25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是kJ/mol、kJ/mol、kJ/mol、2800kJ/mol,则下列热化学方程式正确的是（ D ）
（s）+
O2（g）=CO（g）;△H=kJ/mol
（g）+O2（g）=2H2O（g）;△H=+kJ/mol
4g+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）;△H=kJ/mol
（s）+3O2（g）=3CO2（g）+3H2O（l）;△H=-1400kJ/mol
12.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）+1/2O2（g）==H2O（l）；△H=－KJ/mol
CO（g）+1/2O2（g）==CO2（g）；△H=－283KJ/mol
C8H18（l）+25/2O2（g）==8CO2（g）+9H2O（l）；△H=－5518KJ/mol
CH4（g）+2O2（g）==CO2（g）+2H2O（l）；△H=－KJ/mol
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）
13.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
作业
1．下列说法不正确的是
A．已知冰的熔化热为kJ/mol，冰中氢键键能为20kJ/mol，假设1mol冰中有2mol氢键，且熔化热完全用于破坏冰的氢键，则最多只能破坏冰中15％的氢键
B．已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为α，。
若加入少量醋酸钠固体，则CH3COOHCH3COO－＋H＋向左移动，α减小，Ka变小
C．实验测得环己烷（l）、环己烯（l）和苯（l）的标准燃烧热分别为－3916kJ/mol、－3747kJ/mol和－3265kJ/mol，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键
D．已知：
Fe2O3（s）＋3C（石墨）2Fe（s）＋3CO（g），△H＝＋kJ/mol。
CO（g）＋O2（g）CO2（g），△H＝－kJ/mol。
C（石墨）＋O2（g）CO2（g），△H＝－kJ/mol。
则4Fe（s）＋3O2（g）2Fe2O3（s），△H＝－kJ/mol
2.25℃、101kPa下：
①2Na（s）＋1/2O2（g）=Na2O（s）△H1=－414KJ/mol[来源:
学科网ZXXK]
②2Na（s）＋O2（g）=Na2O2（s）△H2=－511KJ/mol
下列说法正确的是
A.①和②产物的阴阳离子个数比不相等
B.①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同
C.常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快
D.25℃、101kPa下，Na2O2（s）+2Na（s）=2Na2O（s）△H=－317kJ/mol
3.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键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。
则S（s）＋3F2（g）=SF6（g）的反应热△H为
A.-1780kJ/molB.-1220kJ/mol
kJ/molD.+430kJ/mol
4.已知：
2Zn（s）+O2（g）=2ZnO（s）△H=·mol-1
2Hg（l）+O2（g）=2HgO（s）△H=·mol-1
则反应Zn（s）+HgO（s）=ZnO（s）+Hg（l）的△H为
A.+·mol-1B.+kJ·mol-1
C.kJ·mol-1D.·mol-1
5.某反应的△H=+100kJ·mol-1，下列有关该反应的叙述正确的是
A.正反应活化能小于100kJ·mol-1
B.逆反应活化能一定小于100kJ·mol-1
C.正反应活化能不小于100kJ·mol-1
D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol-1
6．据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。
下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是
7．根据碘与氢气反应的热化学方程式
（i）I2（g）+H2（g）2HI（g）+kJ（ii）I2（S）+H2（g）2HI（g）-kJ
下列判断正确的是
A．254gI2（g）中通入2gH2（g），反应
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