1、专题五化学反应中的能量变化1了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。考纲解读近五年来，本讲主要有以下考查点：反应热的理解及焓变的判断、计算；热化学方程式的正确书写；盖斯定律的应用；关于反应热的计算。高考试题对本讲的考查以概念理解、与数学知识运用为主，试题难度系中等。考点探究 以选择题形式考查学生对化学键、离子键、共价键、吸热反应、放热反应等概念的理解；物质具有能量的高低判
2、断。以填空题形式考查热化学方程式的书写及盖斯定律的综合应用。2013年高考仍将以热化学方程式的书写、物质能量高低与稳定性的关系、燃烧热和中和热的概念及反应热计算，化学键与能量间的关系、盖斯定律等为主，题型以选择题为主，分值约为46分。预计本讲内容在2013年高考中会有所拓宽，形式会更加灵活。盖斯定律的应用也将是考查的重要内容。1化学反应中的能量变化化学反应总是伴随着能量的变化，具体表现为化学反应过程中的吸热或放热，确定化学反应过程是吸热还是放热，决定于反应物的与生成物的的相对大小，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应为，规定放热反应的H为
3、“”，吸热反应的H为“”，即H0时，反应为。常见的放热反应有：大部分的化合反应，可燃物的燃烧，金属与酸或H2O的置换反应以及碱与酸的中和反应。常见的吸热反应：大部分的分解反应，CO2与C的反应，水煤气的制取反应，NH4Cl与Ba(OH)28H2O的反应。吸热1反应热(焓变)(1)定义：。(2)符号：。(3)单位：。(4)测量：可用量热计测量。2热化学方程式(1)定义：表示化学方程式。二、反应热与热化学方程式反应过程中放出或吸收的热量HkJmol1反应所放出或吸收的热量的(2)书写要求注明反应的和(25、101 kPa下进行的反应可不注明)。注明反应物和生成物的状态：固态()、液态()或气态()
4、。热化学方程式的化学计量数只表示，而不代表，因此可以写成分数。温度压强物质的量分子个数slg3燃烧热和中和热(1)燃烧热定义：在25、101 kPa时，物质完全燃烧生成时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。表示意义CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.31 kJ/mol，表示在25、101 kPa条件下，CH4完全燃烧生成和时的热量是。1mol稳定的氧化物1molCO2(g)H2O(l)890.31kJ放出(2)中和热定义：在中，酸跟碱发生中和反应生成H2O，这时的反应热叫做中和热。强酸强碱：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。弱酸弱碱：中和热数
5、值。稀溶液1mol小于57.3kJmol11内容：不管反应是一步完成或完成，其反应热是的。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的和有关，而与反应的无关，这就是盖斯定律。若反应AB，AC，CB的反应热分别为H1、H2、H3，利用盖斯定律，H1、H2、H3的关系可表示为，如果AC的反应很难发生，可利用间接地计算其反应热。三、盖斯定律分几步相同始态终态途径H1H2H3H2H1H32应用：很多反应很难直接测其反应热，可用盖斯定律计算。1如何从微观和宏观两个角度判断一个反应是放热反应还是吸热反应？2热化学方程式与普通化学方程式有何异同？3H2、CH4、C(碳)、S(硫)、P(磷)完全燃烧生成的稳定氧化物
6、分别是什么？问题探究【提示】1.微观上：旧键断裂吸收的能量大于新键形成放出的能量，则反应吸热，称为吸热反应；旧键断裂吸收的能量小于新键形成放出的能量，则反应放热，称为放热反应。宏观上：反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，反应放热；反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，反应吸热。2相同的是：表示意义相同：表示反应物和生成物各是什么及它们之间的物质的量的关系。都遵守质量守恒规律，都需要配平。不同的是：热化学方程式重在体现化学反应中的能量变化关系，故须注明反应的温度和压强，须注明物质的状态，化学计量数可以是分数。3依次是H2O(l)、CO2(g)和H2O(l)、SO2(g)、P2O5(s)
7、。考点整合1反应热、焓变的概念辨析(1)化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量(或换算成相应的热量)来表达，叫做反应热，又称为“焓变”，符号用H表示，单位为kJmol1。许多化学反应的反应热都可以通过实验直接测量。(2)化学上把有热量放出的化学反应称为放热反应，把吸收热量的化学反应称为吸热反应。二者的区别如下：类型比较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
8、的总能量类型比较放热反应吸热反应实例H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol12.燃烧热和中和热概念辨析(1)燃烧热：101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。温馨提示：燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的热化学方程式时，一般以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。燃烧产物必须是稳定的氧化物，如CCO2、H2H2O(l)等。(2)中和热：在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 mol水时的反应热。温馨提示：对于强酸和强碱的
9、稀溶液反应，其中和热基本上是相等的，都约是57.3 kJmol1。H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1对于强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液反应，中和热一般小于57.3 kJmol1，因为弱电解质的电离是吸热的。中和反应的实质是H和OH化合生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质或难电离物质等)，这部分反应热不在中和热之内。(3)物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系3热化学方程式要点归纳(1)热化学方程式的书写方法H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJmol1。反应热H与测定
10、条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大多数H是在25、1.01105Pa下测定的，可不注明温度和压强。热化学方程式中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，并不表示该物质的分子或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(s、l、g)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“”和“”，不用“”而用“=”表示。热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应物的物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则
11、H也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。(2)盖斯定律探究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，如下图所示。4反应热与键能的关系归纳化学反应的热效应来源于化学反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化。当破坏旧化学键所吸收的能量小于形成新化学键所释放的能量时，为放热反应；当破坏旧化学键所吸收的能量大于形成新化学键所释放的能量时，为吸热反应。若E1E4，反应为放热反应；若E1E2或E3E4，反应为吸热反应。利用化学
12、键的键能可粗略计算化学反应的反应热。化学反应的反应热反应物的键能总和生成物的键能总和。1常见的放热反应和吸热反应实例分析(1)常见的放热反应活泼金属与水或酸的反应。例如：2Na2H2O=2NaOHH22Al6HCl=2AlCl33H2酸碱中和反应。例如：2KOHH2SO4=K2SO42H2OCH3COOHNaOH=CH3COONaH2O思维拓展 温馨提示：反应条件与放热、吸热的关系不同的化学反应发生的条件不同，放热反应和吸热反应均能在一定条件下发生。反应开始需要加热的反应可能是吸热反应也可能是放热反应。吸热反应开始时加热，反应后需要不断加热才能维持反应继续进行。放热反应开始时加热，反应后会放出
13、一定的热量，如果此热量能使反应继续进行，则反应过程中不需要再加热，如煤的燃烧，一旦热量足够使煤燃烧起来，之后煤就可以继续燃烧下去，不再需要外界加热。由此可见，反应是吸热还是放热与反应的条件没有必然的联系，而取决于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。2反应热的大小比较方法(1)同一反应的生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H20C(g)=C(l)H30，因为H3H2H1，H10，H20，H30所以H20)某温度、压强下，将一定量的反应物通入密闭容器进行以上的反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正确的是()A反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转
14、化率B若反应开始时SiCl4为1 mol，则达到平衡时，吸收热量为Q kJC反应至4 min时，若HCl的浓度为0.12 molL-1，则H2的反应速率为0.03 mol/(Lmin)D当反应吸收热量为0.025Q kJ时，生成的HCl通入100 mL 1 molL-1的NaOH恰好反应D【例4】已知：2Zn(s)O2(g)2ZnO(s)H701.0 kJmol12Hg(l)O2(g)2HgO(s)H181.6 kJmol1则反应 Zn(s)HgO(s)ZnO(s)Hg(l)的H为()A519.4 kJmol-1 B259.7 kJmol-1C259.7 kJmol-1 D519.4 kJmo
15、l-155考点四、运用盖斯定律进行计算56【解析】反应的焓值由盖斯定律直接求出。由上述第一式减去第二式除以2，即(H1H2)/2259.7 kJmol1。【答案】C57【变式练习4】下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25，101 kPa)：C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)DH=-2878kJ/mol C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(g)DH=-2658kJ/mol C4H10(g)+O2(g)4CO(g)+5H2O(l)DH=-1746kJ/mol C4H10(g)+O2(g)4CO(g)+5H2O(g)DH=-1526kJ/mol 由此判
16、断，正丁烷的燃烧热是()A-2878kJ/mol B-2658kJ/molC-1746kJ/mol D-1526kJ/mol A【例5】SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ，则S(s)3F2(g)SF6(g)的反应热H为()A1780 kJ/mol B1220 kJ/molC450 kJ/mol D430 kJ/mol58考点五、用键能进行反应热的计算59【答案】B【解析】反应物的化学键断裂及S(s)转化为气态硫原子吸收的能量为：160kJ3280kJ760kJ生成物的化学键形成放出的能量为：330kJ61980kJ该反应放出的热量为：1980kJ760kJ1220kJ。【答案】B