专题二专题二化学反应及其能量变化化学反应及其能量变化课前导引课前导引1. 下列说法或表示法正确的是下列说法或表示法正确的是:C A. 若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多。者放出热量多。 B. 由由“C(石墨石墨)C(金刚石金刚石)； H=+ 119kJ/mol”可知，金刚石比石墨稳定可知，金刚石比石墨稳定 。 C. 在稀溶液中：在稀溶液中：H+OH=H2O; H=-57.3kJ/mol，若将含，若将含0.5mol的浓硫酸与含的浓硫酸与含1mol NaOH 的溶液混合，放出的热量大于的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ D. 在在101kPa时，时，2g H2完全燃烧生成液态水，放完全燃烧生成液态水，放出出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=+285.8kJ/mol 答案：答案：C，A中是反应热与物质状中是反应热与物质状态的问题，因为固体硫变为硫蒸气要态的问题，因为固体硫变为硫蒸气要吸热，所以吸热，所以A错；错；B中中 H 0为吸热反为吸热反应，说明金刚石能量高，不稳定；应，说明金刚石能量高，不稳定；D中反应放热，中反应放热， H应小于应小于0。 2. 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：热效应： H+(aq)+OH(aq)=H2O(1)； H=-57.3kJ/mol，向，向1L0.5mol/L的的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓溶液中加入稀醋酸、浓H2SO4、稀、稀HNO3，则，则恰好完全反应时的热效应恰好完全反应时的热效应 H1， H2， H3的的关系正确的是关系正确的是: A. H1 H2 H3 B. H1 H3 H2 C. H2 H1 H3 H2D 答案：答案：D 强酸的强酸的H与强碱的与强碱的OH在稀在稀溶液中发生中和反应的热效应：溶液中发生中和反应的热效应： H+(aq)+OH(aq)=H2O(1)； H=-57.3kJ/mol， 由于稀醋酸中主要是醋酸分子，当醋酸由于稀醋酸中主要是醋酸分子，当醋酸和和NaOH发生中和反应时，醋酸的电离平衡发生中和反应时，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中和反应放出的热量小于57.3kJ/mol; H1 57.3kJ/mol；而浓；而浓H2SO4稀释时稀释时要放出热量，所以要放出热量，所以 H257.3kJ/mol，故，故D符合题意。符合题意。 考点搜索考点搜索 1. 了解化学反应中的能量变化，吸热反应、了解化学反应中的能量变化，吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热及新能源放热反应、反应热、燃烧热、中和热及新能源的开发等概念及相关知识。的开发等概念及相关知识。 2. 掌握有关燃烧热、中和热的简单计算。掌握有关燃烧热、中和热的简单计算。 3. 准确书写热化学方程式，并能进行正误准确书写热化学方程式，并能进行正误判断。判断。在线探究在线探究 1. 已知已知CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(1); H=Q1 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g); H=Q2 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1); H=Q3 常温下，取体积比为常温下，取体积比为4:1的甲烷和的甲烷和H2的的混合气体混合气体112L(标况标况)，经完全燃烧后恢复到，经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为常温，则放出的热量为: A. 4Q1+0.5Q3 B. 4Q1+0.5Q2 C. 4Q1+Q3 D. 4Q1+2Q2A 解析：本题是对反应热计算的考查，关解析：本题是对反应热计算的考查，关键是反应热的选择，常温时水呈液态，故利键是反应热的选择，常温时水呈液态，故利用用两个反应进行计算。两个反应进行计算。112L混合气体中混合气体中n(CH4)=4mol，n(H2)=1mol，故，故112L混合气混合气体所放出的热量为体所放出的热量为4Q10.5Q3，答案为，答案为A。 2、已知：、已知：101 kPa时辛烷的燃烧热为时辛烷的燃烧热为5518kJmol1，强酸与强碱在稀溶液中发，强酸与强碱在稀溶液中发生反应时的中和热为生反应时的中和热为57.3kJmol1，则下，则下列热化学方程式书写正确的是列热化学方程式书写正确的是: C8H18(1)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1); H=+5518kJmol1 C8H18(1)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1); H= 5518kJmol1解析解析: 本题是对燃烧热、中和热概念的考查。本题是对燃烧热、中和热概念的考查。 燃烧热、中和热均燃烧热、中和热均 H 0 故故错错, 应为应为H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)； H=57.3kJmol1 H+OH- = H2O; H=57.3kJmol1 NaOH(aq)+1/2H2SO4(aq) = 1/2Na2SO4(aq)+H2O(1); H=+57.3kJmol1A. B. C. D. 只有只有方法讨论方法讨论 1. 任何一个化学反应中，反应物所具有的任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是不相等的，总能量与生成物所具有的总能量是不相等的，在产生新物质的同时总是伴随着能量的变化。在产生新物质的同时总是伴随着能量的变化。2. 放热反应和吸热反应放热反应和吸热反应 化学反应中能量变化形式较多，通常表现化学反应中能量变化形式较多，通常表现为热量的变化为热量的变化 一、化学反应中的能量变化一、化学反应中的能量变化 (1) 放热反应：放热反应：即有热量放出的化学反即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量高于生成物的总能应，其反应物的总能量高于生成物的总能量。如：燃料的燃烧、中和反应、生石灰量。如：燃料的燃烧、中和反应、生石灰与水化合等都是放热反应。与水化合等都是放热反应。 (2) 吸热反应：吸热反应：即吸收热量的化学反应，即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。其反应物的总能量小于生成物的总能量。如：如：H2还原还原CuO的反应，灼热的碳与二氧的反应，灼热的碳与二氧化碳反应，化碳反应，Ba(OH)28H2O与与NH4Cl的反应的反应都是吸热反应。都是吸热反应。3. 燃烧的充分燃烧燃烧的充分燃烧 (1) 化石燃料：化石燃料：指煤、石油、天然气等指煤、石油、天然气等由古代动植物遗体在地壳中经过一系列复杂由古代动植物遗体在地壳中经过一系列复杂变化而形成的非再生能源。变化而形成的非再生能源。 (2) 燃料充分燃烧的条件：燃料充分燃烧的条件：一是有足够一是有足够多的空气，二是燃料与空气有足够大的接触多的空气，二是燃料与空气有足够大的接触面积。面积。 (3) 燃料不完全燃烧的危害：燃料不完全燃烧的危害：产生的热产生的热效率低，浪费资源；产生大量的效率低，浪费资源；产生大量的CO污染空污染空气、危害人类键康。气、危害人类键康。 4. 反应热：在化学反应过程中所放出或吸反应热：在化学反应过程中所放出或吸收的热量。通常用收的热量。通常用 H表示：表示： H0为吸热反应。为吸热反应。 (1) 燃烧热：燃烧热：101kPa时，时，1mol物质完全燃物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热，烧生成稳定氧化物时所放出的热， H0。 (2) 中和热：中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成和反应生成1mol H2O时所放出的热，时所放出的热， H0。 燃烧热与中和热比较燃烧热与中和热比较:燃烧热燃烧热中和热中和热相相同同点点能量能量变化变化放热反应放热反应放热反应放热反应 H00燃烧热燃烧热中和热中和热不不同同点点反应物反应物的量的量1mol/生成物生成物的量的量/1mol H2O注意点注意点一定是指一定是指101kPa时时1mol可燃物燃烧生可燃物燃烧生成稳定氧化物时的成稳定氧化物时的热效应。热效应。CCO2, HH2O(l), SSO2稀溶液中，强酸稀溶液中，强酸与强碱反应的中与强碱反应的中和热都相同，均和热都相同，均约为约为57.3kJ/mol3. 能量间转化关系能量间转化关系二、热化学方程式二、热化学方程式 1. 表明化学反应热效应的化学方程式称表明化学反应热效应的化学方程式称为热化学方程式。为热化学方程式。 2. 书写热化学方程式应注意的几点：书写热化学方程式应注意的几点： (1) 要注明反应的温度、压强要注明反应的温度、压强,在化学方在化学方程式的右端注明反应热，程式的右端注明反应热， H0时为吸热反应。时为吸热反应。 (2) 要注明反应物和生成物的状态，因为要注明反应物和生成物的状态，因为状态不同，物质所具有的能量不同，反应热状态不同，物质所具有的能量不同，反应热也不同。也不同。 (3) 热化学方程式各物质前的计量数不表热化学方程式各物质前的计量数不表示粒子个数，只表示物质的量，因此它可以示粒子个数，只表示物质的量，因此它可以是整数，也可以是分数，计量数不相同，反是整数，也可以是分数，计量数不相同，反应热数据也不同。应热数据也不同。三、盖斯定律三、盖斯定律 一个化学反应在一定条件下无论是一个化学反应在一定条件下无论是一步完成还是分几步完成，反应的总热一步完成还是分几步完成，反应的总热效应相同。效应相同。 根据盖斯定律，将化学方程式可以根据盖斯定律，将化学方程式可以像代数式那样相加或相减，相应的反应像代数式那样相加或相减，相应的反应热也相加或相减。对解决未知反应的热热也相加或相减。对解决未知反应的热效应非常有用。效应非常有用。四、反应热大小的比较：四、反应热大小的比较：(1) 同一反应生成物状态不同时同一反应生成物状态不同时如：如：2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1)； H1 点燃点燃2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)； H2 点燃点燃因为气体变液体会放热，故因为气体变液体会放热，故: H1 H2 (3) 两个相联系的不同反应比较两个相联系的不同反应比较如如: C(s)+O2(g) = CO2(g)； H1 C(s)+1/2O2(g) = CO(g)； H2可以设计成：可以设计成：C(s) CO(g) CO2(g)故故 H1 H2 (2) 同一反应反应物状态不同时同一反应反应物状态不同时 点燃如：点燃如：S(g)+O2(g) = SO2(g); H1点燃点燃S(s)+O2(g) = SO2(g)； H2 点燃点燃因为固体变气体会吸热，故因为固体变气体会吸热，故: H10)B. 2A(g)+B(g)=2C(g); H=a(a0)C. 2A+B=2C； H=a(a0)3. (05 天津天津)对于热化学方程式：对于热化学方程式： SO3(g) SO2(g)+ O2(g); H=+98.3kJmol1 的描述有如下四个图像的描述有如下四个图像，其中正确的是其中正确的是(y表示表示SO2的含量的含量):D4. 下列反应属于吸热反应的是下列反应属于吸热反应的是: A. 铜与硫蒸气反应铜与硫蒸气反应 B. Mg粉与粉与 水反应水反应 C. 干冰升华为气体干冰升华为气体 D. 硫酸钙高温锻烧硫酸钙高温锻烧5. 下列有关能量的说法不正确的是下列有关能量的说法不正确的是: A. 化石能源物质内部贮存着大量的能量化石能源物质内部贮存着大量的能量 B. 吸热反应是由于反应物总能量低于生成物吸热反应是由于反应物总能量低于生成物总能量，因而没有利用价值总能量，因而没有利用价值 C. 由石墨制金刚石是吸热反应，故石墨能量由石墨制金刚石是吸热反应，故石墨能量比金刚石能量低比金刚石能量低 D. 化学物质中的化学能可以在一定条件下转化学物质中的化学能可以在一定条件下转化为热能、机械能、光能、电能为人类所利用化为热能、机械能、光能、电能为人类所利用 DB 6. (04 南京市质检南京市质检)城市使用的燃料，现城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水是一氧化碳和氢气的混合气，它由煤炭与水(蒸气蒸气)反应制得，故又称水煤气。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方试写出制取水煤气的主要化学反应方程式程式: _C+H2O(g)=CO+H2 (2) 液化石油气的主要成分是丙烷，丙液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学言程式为烷燃烧的热化学言程式为:试比较同物质的量的试比较同物质的量的C3H8和和CO燃烧，产生燃烧，产生的热量比值约为的热量比值约为_39:5C3H8(g)+5O2(g) = 3CO2(g)+4H2O(1)； H=2220.0kJ/mol已知已知CO气体燃烧的热化学方程式为气体燃烧的热化学方程式为:CO(g)+ 1/2 O2(g) = CO2(g); H=282.57kJ/mol (3) 已知氢气燃烧的热化学方程式为已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g) +O2(g) = 2H2O(1); H=571.6kJ/mol。 试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为热量比值约为: _ (4) 氢气是未来的能源，除产生的热量大之氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是外，还具有的优点是: 来源丰富，单位质量的热效应大，无污染来源丰富，单位质量的热效应大，无污染 14:5(课后巩固课后巩固A) 1. (03 太原太原)含含NaOH 20.0g的稀溶液与足的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出量稀盐酸反应，放出28.7kJ的热量，表示该的热量，表示该反应中和热的热化学方程式正确的是反应中和热的热化学方程式正确的是:DA. NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(1); H=+28.7kJ/molB. NaOH(aq)+HCL(aq) = NaCl(aq)+H2O(1); H=28.7kJ/molC. NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(1); H=+57.4kJ/molD. NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)H2O(1); H=57.4kJ/mol2. 下列说法正确的是下列说法正确的是: D A. 需要加热方能发生的反应一定是吸热需要加热方能发生的反应一定是吸热反应；反应； B. 放热的反应在常温下一定很易发生放热的反应在常温下一定很易发生; C. 一个反应是放热反应还是吸热反应一个反应是放热反应还是吸热反应主要由反应物、生成物所具有的总能量的相主要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定，而不是由反应是否需要加热而对大小决定，而不是由反应是否需要加热而决定决定; D. 吸热反应发生过程中要不断从外界吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量、放热反应发生过程中不再需要外获得能量、放热反应发生过程中不再需要外界能量。界能量。3. 下列变化中属于放热反应的是下列变化中属于放热反应的是: A. Ba(OH)28H2O晶体与晶体与NH4Cl晶体的晶体的反应反应 B. 镁条与二氧化碳反应镁条与二氧化碳反应 C. 氢气与碘蒸气反应氢气与碘蒸气反应 D. 铜在硫蒸气中反应铜在硫蒸气中反应B、D4. 已知：已知： C(s)+O2(g) = 2CO2(g); H=393.5kJ/mol 2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g); H=566kJ/mol； TiO2(s)+2C2(g)=TiCl4(g)+O2(g); H=+141kJ/mol 则则 TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) =TiCl4(s)+2CO(g)的的 H为为: A. 313.5kJ/mol B. +313.5kJ/mol C. 80.0kJ/mol D. +80.0kJ/molC 5. 下列热化学方程式中的下列热化学方程式中的 H能表示可燃能表示可燃物燃烧热的是物燃烧热的是:DA. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)； H=184.6kJ/molB. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)； H=802.3kJ/molC. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); H=571.6kJ/molD. CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)； H=283kJ/mol 6. 已知已知A、B两气体在一定条件下可发生两气体在一定条件下可发生反应：反应：2A+B=C+3D+4E，现将相对分子质量，现将相对分子质量为为M的的A气体气体mg与适量与适量B充入一密闭容器中充入一密闭容器中恰好完全反应后，有少量液滴生成，在相同恰好完全反应后，有少量液滴生成，在相同温度下测得反应前后压强分别为温度下测得反应前后压强分别为6.06106Pa和和1.01107Pa,又测得反应共放热又测得反应共放热QKJ，试根，试根据以上事实写出该热化学反应方程式。据以上事实写出该热化学反应方程式。 2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)+4E(g)；(课后巩固课后巩固B) 1. (03 杭州杭州)“中和热中和热”是一个在热化学中的重要是一个在热化学中的重要概念，概念，“中和热中和热”的定义为：在稀溶液里，酸跟碱发的定义为：在稀溶液里，酸跟碱发生中和反应而生成生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫做中和，这时的反应热叫做中和热。以下关于中和热的叙述正确的是热。以下关于中和热的叙述正确的是: A. 在稀溶液中所有酸和碱反应的中和热都相等在稀溶液中所有酸和碱反应的中和热都相等 B. 在稀溶液中强酸和强碱反应的中和热都相等在稀溶液中强酸和强碱反应的中和热都相等 C. 在稀溶液中在稀溶液中1mol酸和酸和1mol碱反应放出的热量碱反应放出的热量都相等都相等 D. 将浓硫酸滴入氢氧化钠浓液中刚好生成将浓硫酸滴入氢氧化钠浓液中刚好生成1mol水水时，产生的热量即为中和热时，产生的热量即为中和热 B 2. (03 南京南京)阿伏加德罗常数值记为阿伏加德罗常数值记为NA，则关于则关于C2H2(气气)+ O2(气气)=2CO2(气气) +H2O(液液); H=1300kJ/mol的下列说法中，的下列说法中，正确的是正确的是:A. 有有10NA个电子转移时，吸收个电子转移时，吸收1300kJ的能量的能量B. 有有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出个碳氧共用电子对生成时，放出 1300kJ能量能量C. 有有NA个水分子生成且为液体时，吸收个水分子生成且为液体时，吸收 1300kJ能量能量D. 有有2NA个碳氧双键生成时个碳氧双键生成时, 放出放出1300kJ能量能量 B3. (05汕头汕头)下列说法或表示方法正确的是下列说法或表示方法正确的是: A. 等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多全燃烧，后者放出热量多 B. 由由C(石墨石墨)=C(金刚石金刚石)； H=+1.90kJmol1可知，金刚石比石可知，金刚石比石墨稳定墨稳定 C. 在在101kPa时，时，2gH2完全燃烧生成液态完全燃烧生成液态水，放出水，放出285.8kJ热量，氢气燃烧的热化学方热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：程式表示为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(1); H=285.8kJmol1 D. 在稀溶液中，在稀溶液中，H+(aq)+OH(aq)= H2O(1)； H=57.3kJmol1，若将含，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含的浓硫酸与含1mol NaOH的溶的溶液混合，放出的热大于液混合，放出的热大于57.3kJ。D 4. (05 湖北湖北)已知常温常压下，已知常温常压下，N2(g)和和H2(g)反应生成反应生成2mol NH3(g)，放出，放出92.4kJ热量，热量，在同温同压下向密闭容器中通入在同温同压下向密闭容器中通入1mol N2和和3molH2，达平衡时放出热量为，达平衡时放出热量为Q1kJ；向另一；向另一体积相同的容器中通入体积相同的容器中通入0.5mol N2和和1.5mol H2、1mol NH3，相同温度下达到平衡时放出热量，相同温度下达到平衡时放出热量为为Q2kJ，则下列叙述正确的是，则下列叙述正确的是: A. Q2Q192.4 B. 2Q2=Q1=92.4 C. Q1Q292.4 D. Q1=Q292.4 5. (05 太原太原)在火箭推进器中装有强还原剂在火箭推进器中装有强还原剂肼肼(N2H4)和氧化剂和氧化剂H2O2，当它们混合时即产生，当它们混合时即产生大量大量N2和水蒸气并放出大量热。已知和水蒸气并放出大量热。已知0.4mol N2H4(1)与足量与足量H2O2(1)反应生成反应生成N2和水蒸气放和水蒸气放出出256.65kJ的热量。的热量。HOOH N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g); H=641.63kJ/mol (1) 写出写出N2H4和的结构式：和的结构式： N2H4_ H2O2 _。(2) 写出反应的热化学方程式：写出反应的热化学方程式： HNNH H H (3) 已知已知H2O(g)=H2O(1); H=44kJ/mol，则，则16g液态肼与足液态肼与足量量H2O2(1)反应生成反应生成N2和液态水时，放出热和液态水时，放出热量量:_kJ。 (4) 上述反应用于火箭推进器，除释放出上述反应用于火箭推进器，除释放出大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的特点是突出的特点是:_。408.8对环境无污染对环境无污染 6. (天津天津 29) 磷在氧气中燃烧，可能生磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。成两种固态氧化物。3.1g的单质磷的单质磷(P)在在3.2g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出XkJ热量。热量。 (1) 通过计算确定反应产物的组成通过计算确定反应产物的组成(用用化学式表示化学式表示)是是_，其相应，其相应的质量的质量(g)为为_。 P2O3，P2O5 2.75, 3.55 (2) 已知单质磷的燃烧热为已知单质磷的燃烧热为YkJ/mol，则则1mol P与与O2反应生成固态反应生成固态P2O3的反应热的反应热H=_。-(20XY)kJ/mol (3) 写出写出1mol P与与O2反应生成固态反应生成固态P2O3的热化学方程式：的热化学方程式：