1、第一讲 化学反应与能量变化学习目标1、了解吸热反应、放热反应、反应热等概念；能准确书写热化学方程式。 2、了解盖斯定律的涵义，掌握盖斯定律的应用。 3、了解能源的重要性一、 放热反应与吸热反应1当化学反应在一定温度下进行时，_称为该反应在此温度下的热效应，简称为_，通常用Q表示，反应_ _ _时Q为正值，反应_ _时Q为负值。2H的含义是_ 称为_。H_0，反应为吸热反应；H_0，为放热反应。3.吸热反应和放热反应比较类型比较放热反应吸热反应定义有热量 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强弱的关系生成物分子
2、成键时释放出的总能量 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 反应物分子断裂时吸收的总能量表示方法H 0H 0实例2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H=-483 .6 kJmol-1C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);H=+131.3 kJmol-1常见类型燃烧反应、中和反应、金属单质和酸的反应等大多数反应电离、水解过程，大多数分解反应本考点考查的重点在于能否准确理解放热反应、吸热反应等概念，并对其原因加以分析和应用。特别提醒：判断放热反应和吸热反应的方法：（1）由反应物与生成物的总能量的相对大小。（2）反应物分子断裂时吸收的总能量与生成物分子成键时释放出
3、的总能量相对大小比较例1 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CH3OH(g)H2O(g) = CO2(g)3H2(g)；H= + 49.0 kJmol1CH3OH(g)1/2O2(g) = CO2(g)2H2(g)；H =192.9 kJmol1下列说法正确的是( )(A)CH3OH的燃烧热为192.9 kJ mol1(B)反应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)根据推知反应：CH3OH(l)+1/2O2(g) = CO2(g)+2H2(g)的H192.9 kJmol1解析 本题以燃料电池为载体考查燃烧热和热化学方程式。CH3OH燃
4、烧热应指1 mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量，题中电池反应甲醇生成氢气，不符合定义，因此选项A错。反应是吸热反应，而上图所示反应物的总能量大于生成物的总能量应是放热反应，因此选项B也错。由反应可知，CH3OH转变成H2的过程有的是放热反应有的是吸热反应，选项C错。液态甲醇能量低于气态甲醇，与氧气反应放出热量少，因H为负，所以H192.9 kJmol1。选D。【答案】D 规律总结 学会判断根据图象判断放热反应和吸热反应，同时要加深对热化学方程式的理解。二、 热化学方程式书写正误判断1定义：表示 的化学方程式，叫做热化学方程式。2书写热化学方程式的注意事项： (1)需注明反应的 ；
5、因反应的温度和压强不同时，其H不同。 (2)要注明反应物和生成物 。 (3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H也不同。3热化学方程式书写正误判断方法是：(1)检查是否标明聚集状态；(2)检查H的 是否与吸热、放热一致；(3)检查H的数值是否与反应物或生成物的 相对应(成比例)。本考点考查较多的是热化学方程式的书写与正误判断，以及由热化学方程式判断物质的稳定性或比较反应热的大小。例2已知在25，101kPa下，1g辛烷C8H8燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量表示上述反应的热化学方程式正确的是( )
6、A；H48.40kJ/molB；H5518kJ/molC；H+5518kJ/molD；H+11036kJ/mol解析1molC8H18燃烧放出热量48.40kJ/g114g5518kJ。2molC8H18放热为11036mol，但是一定要注意符号是“+”还是“”【答案】B规律总结:放热为“+”吸热为“”,但是焓变H表达是“+”表示吸热,“”表示放热.三、 使用化石燃料的利弊及新能源的开发(1)重要的化石燃料： 。(2)煤作燃料的利弊问题。 (3)燃料充分燃烧的条件：要有足够的 。跟空气有足够大的 。(4)新能源的开发：调整和优化能源结构，降低 在能源结构中的比率。最有希望的新能源是核能、太阳能
7、、燃料电池、风能和氢能、潮汐能、地热能等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。 例3 氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车倍受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括( )1原料来源广 2易燃烧、热值高 3储存方便 4制备工艺廉价易行A12 B13 C34 D24 解析水是广泛的氢来源,但是氢气储存不方便,制备时候要消耗大量能源【答案】 ：A【规律总结】水是多的，但是用水得到氢气的制备工艺并不是廉价易行。能源问题是高考考查的一个热点
8、，开发利用新能源、清洁能源是绝大多数同学都熟知的内容，进一步考查这方面的知识是高考的一个明显趋势四、 盖斯定律及其应用1.盖斯定律的涵义：化学反应的反应热只与反应的 (各反应物)和 (各生成物)有关，而与反应的无关。即如果一个反应可以分几步进行，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。2.盖斯定律的应用盖斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行的很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯（有副反应发生），这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接的把它们的反应热计算出来。 例4 已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-
9、285.8kJmol-1、-1411.0kJmol-1和-1366.8kJmol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为( )A-44.2kJmol-1B+44.2kJmlo-1C-330kJmol-1D+330kJmlo-1 解析由题：C2H4(g)3O2(g)2CO2(g)2H2O(l)；H-1411.0kJmol-1，C2H5OH(1)3O2(g)2CO2(g)3H2O(l)；H-1366.8kJmol-1,将上述两个方程式相减得：C2H4(g)H2O(l)C2H5OH(l)；H-44.2kJmol-1。【答案】 A【方法技巧】 用盖斯定律解题首先要知道有关
10、的反应式和相应的反应热，然后将反应合并成所求的反应式，其相应的反应热要同样合并。参考答案一、 放热反应与吸热反应1. 反应吸收或放出的热量 反应热 吸热 放热2. 产物的总焓与反应物的总焓之差 反应焓变 3. 放出、吸收 大于、小于 二、 热化学方程式书写正误判断 1 参加反应物质的量与反应热关系2温度和压强、聚集状态3符号、物质的量三、 使用化石燃料的利弊及新能源的开发 1煤、石油、天然气 2空气、接触面 3化石燃料四、 盖斯定律及其应用1始态、终态、途径化学反应与能量变化 课下作业1下列说法或表示方法正确的是 A反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应一定不能发生 B C(s)1/2O2
11、(g)CO(g) H0，则12g C所具有的能量一定高于28g CO所具有的能量 C已知：2SO2(g)O2 (g)2SO3 (g)；H 98.3 kJ/mol。将1 mol SO2和0.5 molO2充入一密闭容器中反应，放出49.15 kJ的热量 D将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多2灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知： Sn(s, 白)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g)H1 Sn(s, 灰)2HCl(aq)SnCl2(aq)H2(g)H2 Sn(s, 灰) Sn(s, 白)H32.1 kJmol1，下列说法正确的是( )A H1H2B锡在常
12、温下以灰锡状态存在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3已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且氧气中1mol O=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1mol HO键形成时放出热量463kJ，则氢气中1mol HH键断裂时吸收热量为 A920kJB557kJC436kJD188kJ4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CH3OH(g)H2O(g)CO2(g)3H2(g)；H49.0 kJmol1CH3OH(g)1/2O2(g)CO2(g)2H2(g)；H192.9 kJmol1下列说法正确的是( )
13、A1molCH3OH完全燃烧放出的热量为192.9 kJmol1B反应中的能量变化如右图所示反应物的总能量能量CH3OH(g) +H2O(g)反应过程CO2(g)+3H2(g)生成物的总能量CCH3OH转变为H2的过程一定要吸收能量D根据推知反应：CH3OH(l)1/2O2(g)CO2(g)2H2(g) H192.9 kJmol15化学反应N23H22NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是 AN2(g)3H2(g)2NH3(1) H2(abc)kJmol1BN2(g)3H2(g)2NH3(g) H2(ba)kJmol1 C1/2N2(g)3/2H2(g)NH3(1) H( bca)k
14、Jmol1D1/2N2(g)3/2 H2(g)NH3(g) H(ab)kJmol16用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例CH4(g)4NO2(g)4NO(g)CO2(g)2H2O(g)；H574kJ/molCH4(g)4NO(g)2N2(g)CO2(g)2H2O(g)；H1160kJ/mol，下列说法不正确的是 A由反应可推知：CH4(g)4NO2(g)4NO(g)CO2(g)2H2O(l)；HQ，Q574kJ/molB等物质的量的甲烷分别参加反应、，反应转移的电子数不同C若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJ D.若用标准状况下4.48LCH
15、4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为1.6mol7右图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 8将0.3mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量。请写出反应的热化学方程式_；又知H2O(g)H2O(l)，H44kJ/mol，则11.2 L(标况)乙硼烷完全燃烧生成气态水放出的热量为 kJ9若N2(g)2O2(g)2NO2(g) H67.7 kJ/molN2H4(g)O2(g)N2(g)2H2O(g)；H534 kJ/mol请写出肼（N2H4）与N
16、O2完全反应的热化学方程式_ _ _。10下列推论正确的是AS(g)O2(g)SO2(g)H1，S(s)O2(g)SO2(g)H2；H1H2BC(石墨, s)C(金刚石, s) H1.9kJ/mol，则：由石墨制取金刚石的反应是吸热反应，金刚石比石墨稳定CNaOH(aq)HCl(aq)NaCl(aq)H2O(l) H57.4kJ/mol则含20gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全反应，放出的热量为28.7kJDCaCO3(s)CaO(s)CO2(g) H0，S0，则：该反应任何温度下都能自发进行11已知：O2 (g)O2+(g)eH11175.7 kJmol1PtF6(g)ePtF6(g) H277
17、1.1 kJmol1O2+PtF6 (s)O2+(g) PtF6(g) H3482.2 kJmol1则反应O2(g)PtF6(g)O2+PtF6(s) 的H_ kJmol1。12下列说法正确的是 ( ) A任何化学反应都伴随着能量的变化 B化学反应中的能量变化通常表现为反应放热 C化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现 D2CO(g)O2(g)2CO2(g)H0，则56g CO和32g O2所具有的总能量小于88g CO2所具有的总能量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14已知298 K时1 mol二氧化
18、氮气体与足量水反应生成硝酸溶液和一氧化氮气体放热46 kJ，写出该反应的热化学方程式： _ 15已知： H2O(g)H2O(l) H1Q1 kJmol1C2H5OH(g)C2H5OH (l) H2Q2 kJmol1 C2H5OH(g)3O2(g)2CO2(g)3H2O (g) H3Q3 kJmol1 若使23g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为(kJ) ( )AQ1Q2Q3 B0.5(Q1Q2Q3) C0.5Q21.5Q10.5Q3 D1.5Q10.5Q20.5Q316下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大于后者的是( ) C (g)O2(g)CO2(g)；H1C (g)1/
19、2O2(g)CO (g)；H2 S(s)O2(g)SO2(g)；H3 S (g)O2(g)SO2(g)；H4 H2(g)1/2O2(g)H2O(l)；H52H2(g)O2(g)2H2O(l)；H6 CaCO3 (s)CaO(s)CO2(g)；H7CaO(s)H2O(l)Ca(OH)2(s)；H8ABCD化学反应与能量变化课下作业参考答案1D2D3C4D5A6B7NO2(g)CO(g)NO(g)CO2(g) H231kJ/mol8B2H6(g)3O2(g)B2O3(s)3H2O(l) H2165kJ/mol 1016.5 kJ/mol92N2H4(g)2NO2(g)3 N2(g)4H2O(g)H1135.7 kJmol110C 1177.6 12、A 13、 A 14、3NO2(g)H2O(l)2HNO3(aq)NO(g) H138kJ/mol 15D 16C