1、高考资源网（ ），您身边的高考专家第三单元化学反应与能量变化第1讲化学反应中的热效应考纲点击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。了解吸热反应和放热反应、焓变和反应热等概念。3了解热化学方程式的含义。了解盖斯定律。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。一、化学反应中的能量变化1发生化学反应时，断开反应物中的化学键需要_能量，而形成生成物中的化学键则会_能量，在25 和101 kPa下，对同一种化学键而言，断开1 mol该化学键所吸收的能量与生成1 mol该化学键所放出的能量_(填“相同”或“不相同”)，而
2、在化学反应中断裂旧键与形成新键不是同一化学键，所以这两个过程所吸收和放出的能量不相等，因此化学反应必然伴随着_变化。2化学反应在反应过程中是吸收能量还是放出能量，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_；当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应_。3当化学反应在一定的温度下进行时，反应所放出或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称为_。大多数化学反应是在等压条件下进行的，此时的反应热又称为_，符号为H，常用单位为_。4反应热和焓变的关系(1)焓变(H)：HH(生成物)H(反应物)。(2)反应热：放热反应H为“_”或H_0；吸热反应H为“_
3、”或H_0。(3)反应热与焓变：HE(_物的总能量)E(_物的总能量)；HE(_物的总键能)E(_物的总键能)。特别提示：(1)常见的放热反应：所有燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应、金属与酸的反应。(2)常见的吸热反应：大多数分解反应；以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应；某些晶体间的反应，如Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O。(3)化学反应过程中，旧键断裂所吸收的总能量大于新键形成放出的总能量，反应为吸热反应；反之为放热反应。(4)化学反应的实质是反应物分子内旧化学键的断裂和生成物分子中新化学键形成的过程。(5)H的大小比较要带入正负号进行。(6)化学反
4、应表现为吸热或放热与反应开始是否需要加热无关，需要加热的反应不一定是吸热反应(如CO2CO2)，不需要加热的反应也不一定是放热反应。浓硫酸、NaOH固体溶于水放热，因为不是化学反应，其放出的热量不是反应热。(7)通过反应放热或吸热，可比较反应物和生成物的相对稳定性，能量越低越稳定。即时训练1反应ABC(H0)分两步进行ABX(H0)；XC(H0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()。即时训练2下列说法错误的是()。A需要加热方能发生的反应不一定是吸热反应B放热反应在常温下一定很容易发生C反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定的条件下也能
5、发生二、热化学方程式热化学方程式可用于定量描述化学反应的焓变。书写热化学方程式时要注明反应物和产物的聚集状态及反应温度；化学计量数可用_或_，它表示物质的量；在方程式后用_表示反应热，其数值大小要与_对应。特别提示：化学方程式与热化学方程式的区别：(1)化学方程式只表明化学反应中物质的变化，不能表明化学反应中能量的变化；热化学方程式既能表明化学反应中物质的变化，又能表明化学反应中的能量变化。(2)化学方程式中的化学计量数可表示分子数、物质的量、气体体积等，只能用整数；热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以用整数也可以用分数。即时训练3下列热化学方程式书写正确的是()。A甲烷的标准燃烧热
6、为890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1B500 、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放出19.3 kJ热量，其热化学方程式为：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJmol1CS(s)O2(g)=SO2(g)H269.8 kJmol1D2NO2=O22NOH116.2 kJmol1即时训练4已知下列两个热化学方程式：H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.0 kJmol1C3H8(g)5O2(g)=3CO2
7、(g)4H2O(l)H2 220.0 kJmol1(1)实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比是_。(2)已知：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1，则丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式为_。三、能源的充分利用1能源的分类2标准燃烧热在101 kPa下，_物质完全燃烧生成_的物质时的反应热。3热值在101 kPa下，_物质完全燃烧所放出的热量。4煤作燃料的利弊问题(1)煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。(2)煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重
8、污染。(3)煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。(4)可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。5新能源的开发(1)调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。(2)最有希望的新能源是_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。特别提示：(1)标准燃烧热是以1 mol物质完全燃烧时的反应热来定义的，因此在书写标准燃烧热热化学方程式时，一般以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物
9、质。(2)燃烧产物必须是稳定的物质，一般为氧化物。例如CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)，NN2(g)，ClHCl(g)。即时训练5有专家指出，如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，使之能够实现如图转化，那么，不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为()。A化学能B热能C生物能D电能一、几个概念辨析1放热反应和吸热反应的区别2燃烧热与中和热的区别与联系反应热中和热标准燃烧热含义化学反应过程中放出或吸收的热量在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应而生成1 mol H2O(l)时所放出的热量在101 kPa时，1
10、 mol物质完全燃烧生成稳定的物质时的反应热反应特点任何反应中和反应燃烧反应物质状态物质的状态要确定稀溶液生成物在常温下为稳定态方程式配平标准任意物质的量以生成1 mol H2O(l)为标准以燃烧1 mol可燃物为标准H符号放热取负值、吸热取正值负值负值能量数值的描述必须指出是放热还是吸热或使用正负值或用H表示直接描述热量的变化时，不必再指明是放出的热量，可用H表示说明HE(生成物)E(反应物)H值与书写形式有关，单位一般是“kJmol1”电离吸热、溶解时吸热或放热中和热为57.3 kJmol1生成物一般为稳定的氧化物，如CO2、SO2、H2O(l)、P2O5等在中学阶段，如果不指明条件就默认
11、为通常状况；比较H的相对大小时，要考虑其数值的“”“”号问题；用弱酸或弱碱的稀溶液进行中和反应时，每生成1 mol H2O(l)放出的热量小于57.3 kJ【例1】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(标准燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)CS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol1(反应热)D2NO2=O22NOH116.2 kJmol1(反应热)二、热化学方程式的书写及正误判断书写热化学方程式除了
12、要遵循书写化学方程式的要求外，还应注意以下几点：1注意H的符号和单位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。放热反应，H为“”；吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJmol1。2注意反应条件反应热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。但因绝大多数H是在25 、101 kPa下测定的，经常不注明温度和压强。3注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H也不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，水溶液用“aq”。热化学方程式中不用标“”或“”。4注意化学方程式的化学
13、计量数(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已完成时的热量变化。由于H与反应完成时物质的物质的量有关，所以化学计量数与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。5反应的可逆性不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热H都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化，如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJmol1，是指2 mol SO2(g)与1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出的能量。若
14、在相同的温度和压强时，向容器中加2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，在一定条件下反应达平衡时，放出的热量要小于197 kJ。【例2】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()。A1 780 kJmol1 B1 220 kJmol1C450 kJmol1 D430 kJmol1三、盖斯定律的应用反应热计算的常见类型及方法：1单一反应的计算：根据热化学方程式的数据列比例关系式。2多步反应
15、的计算：运用盖斯定律将热化学方程式(包括H)进行加或减，得到新的热化学方程式后，再列比例关系式。3混合物的计算4计算反应热的规范书写(1)设未知量，写方程式，列比例式，求解，答。(2)必须带数据，且数据后必须带单位。(3)热化学方程式必须标明每种物质的聚集状态。(4)注意正负号：放热反应的H必然为负，但题目要求放出的热量时，必须为正！(5)H为对应于某一特定反应的反应热，而不是某种物质的反应热，因此不能在H后用下标或加括号代表某种物质的反应热！(6)不能出现“3 mol C2H2的标准燃烧热”类似的表述！(7)热化学方程式的加减用数字代表即可，不需要写出中间方程式。【例3】根据下列热化学方程式
16、：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H3870.3 kJmol1可以计算出2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为()。AH244.1 kJmol1BH488.3 kJmol1CH996.6 kJmol1DH996.6 kJmol1拓展应用(2012浙江杭州学军中学)已知3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。已知每摩单质碳完全燃烧生成CO2放出热量为Y kJ，则1 mol C与O2反应生成
17、CO的反应热H为()。AY kJmol1B(10XY) kJmol1C(5X0.5Y) kJmol1D(10XY) kJmol1中和热的测定中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O，这时放出的热量叫做中和热。实验目的：测定强酸、强碱反应的中和热。实验原理：QmctQ：中和反应放出的热量，m：反应混合液的质量，c：反应混合液的比热容，t：反应前后溶液温度的差值。Q(V酸酸V碱碱)c(t2t1)V酸V碱50 mLc酸0.50 molL1c碱0.55 molL1酸碱1 gcm3c4.18 J(g)1Q0.418(t2t1) kJHkJmol1可能产生的实验误差：量取溶液的体积有
18、误差(测量结果是按50 mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50 mL或小于50 mL都会造成误差)。温度计的读数有误。实验过程中有液体洒在外面。混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。隔热操作不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。测过酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度，引起误差。【实验典例】50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液在图示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。(2)烧杯间填满碎纸条的作用是_。(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的
19、中和热数值_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(4)实验中改用60 mL 0.50 molL1盐酸跟50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_(填“相等”或“不相等”)，所求中和热_(填“相等”或“不相等”)，简述理由：_。(5)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_；用50 mL 0.50 molL1 NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会_(均填“偏大”“偏小”或“无影响”)。1(2012上海)工业生产水煤气的反应为：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.4 kJmol1，下列判断正确的
20、是()。A反应物能量总和大于生成物能量总和BCO(g)H2(g)=C(s) H2O(l)H131.4 kJmol1C生产水煤气反应中生成1 mol H2(g)吸收131.4 kJ热量D生产水煤气反应中生成1体积CO(g)吸收131.4 kJ热量2单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化图如图所示，下列说法正确的是()。AS(s，单斜)=S(s，正交)H0.33 kJmol1B正交硫比单斜硫稳定C相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高D表示断裂1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ3(2012山西大学附中调研)已知通过乙醇制取氢
21、气有如下两条路线：aCH3CH2OH(g)H2O(g)4H2(g)2CO(g)H255.6 kJmol1bCH3CH2OH(g)1/2O2(g)3H2(g)2CO(g)H13.8 kJmol1则下列说法不正确的是()。A降低温度，可提高b路线中乙醇的转化率B从能量消耗的角度来看，b路线制氢气更加有利C乙醇可通过淀粉等生物质原料发酵制得，属于可再生资源D由a、b知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol14(2013浙江宁波金兰合作组织高三联考)25 、101 kPa下：2Na(s)O2(g)=Na2O(s)H1414 kJmol12Na(s)O2(g)=Na2O2(s)
22、H2511 kJmol1下列说法正确的是()。A和产物的阴阳离子个数比不相等B和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D25 、101 kPa下，Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s)H317 kJmol15参考下列图表和有关要求回答问题。(1)图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是_，H的变化是_(填“增大”“减小”或“不变”)。请写出NO2和CO反应的热化学方程式_；图(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲
23、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)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1又知H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1则甲醇完全燃烧的热化学方程式为_；(3)下表是部分化学键的键能数据：化学键PPPOO=OP=O键能/(kJmol1)abcx已知白磷的标准燃烧热H为d kJmol1，白磷及其完全燃烧的产物结构如图所示，则上表中x_kJmol1(用含有a、b、c、d的代数式表示)。图参考答案基础梳理整合一、1吸收释放相同能量2总能量总能量放热吸热3反应热焓变kJmol14(2
24、)(3)生成反应反应生成即时训练1D解析：第步反应为吸热反应，则A和B的总能量小于X的能量。第步反应为放热反应，则X的能量大于C的能量。总反应为放热反应，则A和B的总能量大于C的能量。由此可判断，D图符合题意。即时训练2B解析：放热反应常温下不一定容易发生，有一些放热反应需要加热后才能发生，如2SO2O22SO3。二、整数分数H化学计量数即时训练3C解析：根据标准燃烧热的定义，A项中生成的水应该为液态；B项中N2与H2反应为可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2不可能完全反应，故1 mol N2与3 mol H2完全反应放出的热量应大于38.6 kJ；D项中反应物和生成物未标明聚
25、集状态，只有C选项正确。即时训练4答案：(1)11(2)C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H2 044.0 kJmol1三、21 mol稳定31 g5(2)太阳能、燃料电池、风能和氢能即时训练5B解析：关键信息是CO2、H2O、N2利用太阳能使它们重新组合，根据图示可知组合成可燃物，而可燃物燃烧后转化为产物并放出热量，产物又结合太阳能转化为燃料，如此循环可知太阳能最终转化为热能。核心归纳突破【例1】C解析：本题考查热化学方程式的书写与判断。A中生成的水不是液态水，故A中H不能表示标准燃烧热；中和反应为放热反应，故B中H应为负值；D中热化学方程式没有标明各物质的聚集状态，故
26、正确答案是C。【例2】B解析：根据题意可判断1 mol SF6中含有6 mol SF键，1 mol F2中含有1 mol FF键，因此H280 kJmol1160 kJmol13330 kJmol161 220 kJmol1。【例3】B解析：由盖斯定律可推知，将22即可得2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)，该反应的反应热H2H12H2H3488.3 kJmol1，故选B。拓展应用 C解析：3.6 g碳在6.4 g的氧气中燃烧生成CO和CO2的混合气，由n(CO2)n(CO)0.3 mol(碳原子守恒)，2n(CO2)n(CO)0.2 mol2(氧原子守恒)，解得n(CO2)
27、0.1 mol，n(CO)0.2 mol，由0.1Y0.2|H|X得|H|(5X0.5Y)kJmol1，故H(5X0.5Y)kJmol1。实验探究拓展实验典例答案：(1)环形玻璃搅拌棒(2)减少实验过程中的热量损失(3)偏小(4)不相等相等因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的能量，与酸碱的用量无关(5)偏小偏小解析：要掌握实验操作要点，利用原理Qmct分析。演练巩固提升1C解析：该反应为吸热反应，故反应物的总能量小于生成物的总能量，A错误；B项的热化学方程式中的水的状态应为气态；D项中1体积应改为1 mol。2B解析：得：S(s，单斜)=S(s，正交)H0.33 kJ
28、mol1，可知单斜硫转化为正交硫时要放出热量，由此正交硫的能量低，较稳定，A项错误，B项正确；相同物质的量的正交硫应该比单斜硫所含有的能量要低，C项错误；表示断裂1 mol S(s，单斜)和1 mol O2(g)中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2(g)中的共价键所放出的能量少297.16 kJ，D项错误。3A解析：两个反应都是吸热反应，升高温度会使平衡正向移动，会提高乙醇的转化率，相反降低温度不利于提高乙醇的转化率；由盖斯定律可得D项正确。4D解析：Na2O2由Na和O构成，阴阳离子个数比与Na2O相同，均为12，A错；生成1 mol Na2O和Na2O2转移的电子数均为2 mol
29、，B错；随温度升高，主要生成Na2O2，C错；式2式即得：Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s)H317 kJmol1，D正确。5答案：(1)减小不变NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1(2)CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJmol1 (3)(12bd6a5c)或(d6a5c12b)解析：(1)催化剂能使反应的活化能减小，但不能改变反应热。由图知：H134 kJmol1368 kJmol1234 kJmol1。(2)式3式2式2即得：CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJmol1。(3)依题意有：P4(s)5O2(g)=P4O10(s)Hd kJmol1，由H反应物总键能生成物总键能有：d6a5c(12b4x)，求得x(d6a5c12b)。欢迎广大教师踊跃来稿，稿酬丰厚。
