1、第七章化学反应中的能量变化电化学学案30化学反应与能量变化 考纲要求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。知识点一化学反应的焓变1化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：_变化和_变化。(2)化学反应中的两大守恒：_守恒和_守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：_、光能、电能等。通常主要表现为_的变化。2焓变反应热(1)定义：在_条件下进行的反应的_。(2)符号：_。(3)单位：_或_。(4)化学键与化学反应中能量变化的关系发生化学反应时，断开反应物的化学键要_能量，形成生成物的化学键要_能量，
2、这两个过程中的能量_，因此化学反应中必然伴随着能量的变化。即生成物迷津指点吸热反应完成后体系能量增加，故H0，为正值。放热反应完成后体系能量减少，故H0，为负值。比较反应热(H)的大小时，不要忽视“”、“”号。放热越多，H就越小。问题思考1同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？3放热反应和吸热反应放热反应吸热反应定义_热量的化学反应_热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量_生成物具有的总能量反应物具有的总能量_生成物具有的总能量与化学键的关系生成物成键时释放的总能量_反应物断键时吸收的总能量生成物成键时释放的总能量_反应物断键时吸收的总能量表示方法H_0H_0图
3、示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；盐的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应问题思考2放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不反应，对吗？3做实验时，不管吸热反应和放热反应都用到酒精灯，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？知识点二中和热与燃烧热完成下列表格比较项目燃烧热中和热相同点能量变化_反应HH_0，单位：_不同点反应物的量_ mol (O2的数量不限)可能是1 mol，也可能是0.5 mol生成物的量不限量H2O是 _ mol反应
4、热的含义_时，_ mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；不同反应物，燃烧热不同_中强酸跟强碱发生中和反应生成 _ mol H2O时所释放的热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为_ kJmol1问题思考4在中和热的测定实验中，使用弱酸或弱碱为什么会使测得的中和热的数值偏低？5在表示燃烧热时，C、H、S等元素完全燃烧时对应的生成物及其状态分别是什么？知识点三热化学方程式1概念表示参与化学反应的物质的_和_的关系的化学方程式。2意义表明了化学反应中的_变化和_变化。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mo
5、l液态水时放出571.6 kJ的热量。3书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用_、_、_、_分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位：H应包括“”或“”、数字和单位(kJmol1)。(4)注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(H与化学计量数相对应)(5)注意特殊反应：表示中和热的热化学方程式中，产物H2O的系数必为_。表示燃烧热的热化学方程式中，可燃物的系数必为_，且燃烧产物应为_。(6)区别普通方程式：一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。一、热化学方程式的书
6、写1书写热化学方程式时，一定要注明反应条件吗？2物质的聚集状态与H有什么联系？3热化学方程式中的化学计量数表示的意义是什么？使用时需注意什么问题？典例导悟1(2009四川理综，9)25 、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJmol1，辛烷的燃烧热为5 518 kJmol1。下列热化学方程式书写正确的是()A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJmol1BKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1CC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g)
7、H5 518 kJmol1D2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H5 518 kJmol1听课记录：二、反应热大小的比较1比较H的大小时需带正负号吗？2怎样比较两个反应的H大小？(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H20因为C(g)=C(l)H3_，则H3_，H2_H1。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20H2H3_，则H3_，又H3_，所以H1_H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10C(s)O2(g)=
8、CO(g)H20根据常识可知CO(g)O2(g)=CO2(g)H3192.9 kJmol12(2011贵阳月考)下列说法中正确的是()A在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化B破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应C生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，H0DH的大小与热化学方程式的计量数有关3已知某反应A(g)B(g)C(g)D(g)，过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。(1)该反应是_反应(填“吸热”或“放热”)，该反应的H_kJmol1(用含E1、E2的代数式表示)，1 mol气体A和1 mol气体B具有的总能量比
9、1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量_(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1_，E2_，H_(填“增大”、“减小”或“不变”)。题组二反应热大小的比较4已知一定温度下合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1在相同温度，相同体积的密闭容器中进行如下实验：通入1 mol N2和3 mol H2达到平衡时放热为Q1；通入2 mol N2和6 mol H2达到平衡时放热为Q2。则下列关系正确的是()AQ22Q1 BQ1Q2/2CQ1Q2184.8 kJ DQ1Q292.4 kJ5
10、下列说法或表示正确的是()A等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量少B由单质A转化为单质B时H119 kJmol1可知单质B比单质A稳定C稀溶液中：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJD在101 kPa时，H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，则H2在101 kPa时的燃烧热为571.6 kJmol1题组三热化学方程式6(2011盐城质检)下列热化学方程式中H的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是()AH
11、2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1DCO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H283 kJmol17(2009重庆理综，12)下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 367.0 kJmol1(燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)CS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 k
12、Jmol1(反应热)D2NO2=O22NOH116.2 kJmol1(反应热)题组四综合探究8化学键的键能是指气态原子间形成1 mol化学键时释放的能量。如H(g)I(g)HI(g)H297 kJmol1，即HI键的键能为297 kJmol1，也可以理解为破坏1 mol HI键需要吸收297 kJ的热量。一个化学反应一般都有旧化学键的断裂和新化学键的形成。下表是一些键的键能的数据(kJmol1)：键能(kJmol1)键能(kJmol1)HH436S=S255CCl330ClCl243HS339CI218HCl432CF427HF565HO464CO347回答下列问题：(1)由表中数据能否得出这
13、样的结论：半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)，_(填“能”或“不能”)。非金属性越强的原子形成的共价键越牢固，_(填“能”或“不能”)。能否从数据中找出一些规律，请写出一条：_；试预测CBr键的键能范围_。(2)由热化学方程式H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H185 kJmol1，并结合表中数据可推知一个化学反应的反应热(设反应物、生成物均为气态)与反应物和生成物的键能之间的关系是_，由热化学方程式2H2(g)S2(s)=2H2S(g)H224.5 kJmol1和表中数据可计算出1 mol S2(s)气化时将_(填“吸收”或“放出”)_kJ的热量。学案30化学反应与能量变化【
14、课前准备区】知识点一1(1)物质能量(2)质量能量(3)热能热量2(1)恒压热效应(2)H(3)kJ/molkJmol1(4)吸收放出不相等吸热E1E2放热E1E23.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成键时释放的总能量大于反应物断键时吸收的总能量生成物成键时释放的总能量小于反应物断键时吸收的总能量表示方法H0图示知识点二知识点三1物质的量反应热2物质能量3(2)slgaq(5)11稳定的氧化物问题思考1在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，光能多，故热
15、量少。2不正确。反应放热还是吸热，与反应物和生成物具有的能量有关，与加热与否无必然关系。例如红磷和O2生成P2O5需要加热，铵盐和碱不加热就能进行。3持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应；开始用酒精灯加热，反应开始后，撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热目的一般是加快反应速率。4因为弱酸或弱碱的电离过程中会吸收一部分热量，从而使测得的结果偏低。5CO2(g)、H2O(l)、SO2(g)【课堂活动区】一、1.不一定。反应热H与测定条件(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 、101 kPa下测定的，可不注明温度和压强。2反
16、应物和产物的聚集状态不同，反应热H不同。因此，必须注明物质的聚集状态。这是因为：3(1)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，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(2)热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，即化学计量数与H成正比。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。如：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H1H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H22HCl(g)=H2(g)Cl2(g)H3则有：H12H2H3二、1.比较吸
17、、放热反应过程中，吸收或放出热量的多少时不考虑符号，但比较H大小时，必须带正、负号比较，对放热反应，H越小，放热越多；对吸热反应，H越大，吸热越多。2(1)0H2H1(2)H1H1H20典例导悟1BH2SO4与Ba(OH)2溶液反应，不仅生成了H2O还有BaSO4生成，因此A项放出的热量比57.3 kJ2还多，A项错误；辛烷的燃烧热是指1 mol辛烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量是5 518 kJ，C、D项均错误。2C本题主要考查对“H”的理解，明确“H”既有“”、“”，又有数值大小。碳与氧气反应放热，即H10，H20，CO再与O2作用时又放热，所以H1H4；发生同样的燃烧反应，物
18、质的量越多，放出的热量越多，故H5H6；碳酸钙分解吸收热量，H70，CaO与H2O反应放出热量，H8H8。故本题答案为C。【课后练习区】高考集训1(1)A.解析H2O的状态应为液态。B解析由等效平衡分析H38.6 kJmol1。(2)(3)2 DA项Na2O2中的阴离子是O，所以Na2O2中阳离子与阴离子的个数比为21，与Na2O相同，故A错误；B项两种情况下生成等物质的量的生成物时转移的电子数相等，故B错误；C项温度升高后产物是Na2O2，故C错误；D项正确。3B本题从水分解过程中的能量变化入手，主要考查催化剂对化学反应的影响以及化学反应吸(放)热与能量变化的关系。水分解过程吸热，反应物的总
19、能量小于生成物的总能量；加入催化剂，可以降低反应的活化能，B项正确。考点集训1DA项中192.9 kJmol1是反应的热效应，而不是CH3OH的燃烧热，A错；B项中根据反应的H49.0 kJmol1可知该反应为吸热反应，生成物的总能量应该大，B错；C项中从反应和看，前者是吸热的，后者是放热的，C错；根据反应CH3OH为气态时H192.9 kJmol1，而当CH3OH为液态时H应大于192.9 kJmol1，D正确。2CD化学反应中一定有能量变化，A错误；B项中，H反应物的键能总和生成物的键能总和，得H0，故为放热反应。3(1)吸热E1E2一定低(2)减小减小不变解析(1)由于反应物吸收的能量大
20、于产物放出的能量，所以该反应为吸热反应，吸热反应的焓变大于零，从图象中看出反应物的能量低，产物的能量高，该反应一定为吸热反应。(2)催化剂只能改变化学反应的快慢，催化剂能降低化学反应的活化能来加快化学反应速率，对于可逆反应，催化剂能同等程度的降低正反应和逆反应的活化能。4C热化学方程式表示已完成的数量关系，即1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应，放出92.4 kJ热量，而中不完全反应，故Q192.4 kJ，因相当于两个的容器压缩而成，平衡正移，故Q22Q1，但Q2小于292.4 kJ，故C正确。5AC选项A，硫燃烧时，固体的硫变为蒸气时，需要吸收热量，故等物质的量的硫蒸气和硫
21、固体分别完全燃烧，前者放出的热量多；选项B，单质A转化为单质B时吸热，故A具有的能量比B低，故A比B稳定；选项C，浓硫酸与水作用放出热量，故所测的中和热热值应大于57.3 kJ；选项D，燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时所释放出的热量，由该热化学方程式可知，H2的燃烧热应为285.8 kJmol1。6D燃烧热指1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时释放的能量，生成的水必须是液态，故B、C项错；A中不是与氧气的反应，故错。7C根据燃烧热的概念，生成的水应为液态，A项错；B项中反应放热，H应为负值，B项错；D项中没表示聚集状态，D项错。8(1)不能不能与相同原子结合时同主族元素形成的共价键，原子半径越小，共价键越强218330 kJmol1(2)化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差吸收4.5解析断裂化学键的难易与形成化学键的两个原子的性质有关，比较时要选择同一标准，否则不可比。依题意，CBr键键能介于CI、CCl键键能之间。