2019届一轮复习人教版化学反应与能量学案 8页

化学反应与能量 ‎【学习目标】‎ ‎ 1．了解化学反应中的能量变化，并了解放热反应和吸热反应 ‎ 2．介绍燃料充分燃烧的条件，培养节约能源和环境保护的意识。‎ ‎ 3．了解焓、焓变、反应热的定义及相互关系。‎ ‎ 理解反应热的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的计算。‎ ‎ 4．掌握热化学方程式的书写方法和应用。‎ ‎ 5．理解燃烧热并掌握有关燃烧热的计算。‎ ‎ 6．理解中和热。‎ ‎{知识结构} ‎ 知识点一： 反应能量变化与反应热 ‎1.化学反应与能量变化的关系 ‎ 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，在产生新物质的同时总是伴随着能量的变化。‎ ‎2、化学反应中能量变化形式 ‎ ‎ 形式较多，通常表现为热量的变化 ‎3、‎ 类型 ‎ 放热反应 ‎ 吸热反应 ‎ 定义 ‎ 形成原因 与化学键强弱的关系 表示方法 ‎ △H ‎ ‎ △H ‎ ‎ 图示 ‎ ‎ ‎ 实例 ‎ ‎ ‎（1）放热反应：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量。‎ ‎ 如： 燃料的燃烧、中和反应、生石灰与水化合、金属和酸的反应、铝热反应等 ‎ 都是放热反应。‎ ‎（2）吸热反应：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。‎ 如：H2还原CuO的反应，灼热的碳与二氧化碳反应，H2和I2、Ｓ、Ｐ等不活泼 的非 金属化合，ＣaCO3分解等大多数分解反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反 ‎ 应都是吸热反应。‎ 说明：吸热反应特征是大多数反应过程需要持续加热，但有的不需要加热如：‎ ‎ Ｂa（OH）2·8H2O和NH4Cl固体反应，‎ 放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。‎ ‎（图示）‎ 反应物总能量 反应物总能量 反应物总能量 生成物总能量 生成物总能量 生成物总能量 放热 反应 吸热 反应 反应过程 放热 反应物总能量 生成物总能量 反应过程 吸热 能 量 能 量 知识点二：反应热(焓变) ‎ ‎(1)概念：化学反应过程中所释放或吸收的 。‎ ‎(2)表示符号： 。 (3)单位： (或 )。‎ ‎△H= ∑反应物的总键能—∑生成物的总键能 ‎△H<0, 为放热反应; △H>0，为吸热反应。‎ ‎(4)计算方法：△H == ‎ ‎ == ‎ ‎ == ‎ ‎（5）影响其大小的因素：__________________________________________________‎ 化学研究表明，对于在等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能（同时可能伴随着反应体系体积的改变），而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化。‎ ‎ [对位专练]：‎ ‎1.下列说法正确的是（ ） ‎ A.焓是一个物理量，符号为H，单位为mol·L可以测量 ‎ B.焓变就是反应热，二者没有区别 C.公式△H--T△S中的△H是反应的焓变 ‎ D.焓变△H只有大小，没有正负之分 答案：C ‎2.下列变化中属于吸热反应的是： ①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰（ ）‎ ‎ A．①② B．②③ C．①④⑤ D．②④‎ 答案：D ‎3．知化学反应‎2C（s）＋O2（g）2CO（g）、2CO（g）＋O22 CO2（g )都是放热反应。据此判断，下列说法中不正确的是 ( )‎ ‎ A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量 ‎ B．56gCO和‎32g O2所具有的总能量大于‎88g CO2所具有的总能量 ‎ C．12gC和32gO2所具有的总能量大于‎44g CO2所具有的总能量 D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成C0时放出的热量多 ‎ 答案：A ‎4. 下列反应属于吸热反应的是:‎ A. 铜与硫蒸气反应 B. Mg粉与 水反应 C. 干冰升华为气体 D. 硫酸钙高温锻烧 答案：D ‎5. 下列说法正确的是 A. 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应；‎ B. 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决定;‎ D. 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界能量。‎ 答案：C 知识点三：热化学方程式 ‎1．概念：表示参加反应物质的量和 的关系化学方程式。‎ ‎2．表示意义：2H2(g)+02(g)===2H20(1) △H ===一571.6 kJ·mol—1 表示在 ‎ 条件下。 H2和 02完全反应生成2 mol 时要 ____‎ ‎3、书写注意点：‎ ‎[对位专练]‎ ‎1. 含NaOH 20.0g的稀溶液与足量稀盐酸反应，放出28.7kJ的热量，表示该反应中和热的热化学方程式正确的是: ‎ A. NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(1) DH=+28.7kJ/mol B. NaOH(aq)+HCL(aq) = NaCl(aq)+H2O(1) DH=－28.7kJ/mol C. NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)+H2O(1) DH=+57.4kJ/mol D. NaOH(aq)+HCl(aq) = NaCl(aq)＋H2O(1) DH=－57.4kJ/mol 答案：D ‎2. 分析下面的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是: ‎ A. 2A(g)+B(g)=2C(g); DH=a(a>0) ‎ B. 2A(g)+B(g)=2C(g); DH=a(a<0)‎ C. 2A+B=2C； DH=a(a<0)‎ D. 2C=2A+B； DH=a(a>0)‎ 答案：B ‎3．已知在发射卫星时可用肼(N2H4)作燃料和N02作氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气。又知： ①N2(g) + 202(g)====2N02(g) △H ==+67.47 kJ·mol-1‎ ‎ ②N2H4(g)+02(g)====N2(g)+2H20(g)△H===--534 kJ·mol-1‎ ‎ 写出肼与N02反应的热化学方程式： ‎ 答案：N2H4(g)+N02(g)====3/2N2(g)+2H20(g)△H===--567.85 kJ·mol-1‎ ‎4．用CH4催化还原NOx，可以消除氮氧化物的污染。例如：‎ ‎ CH4(g)+4N02(g)====4N0(g)+C02((g)+2H20(g) △H==--574 kJ·mol-1‎ ‎ CH4(g)+4N0(g)=====2N2(g)+C02(g)+2H20(g) △H==一1160 kJ·mol-1‎ 若用标准状况下‎4.48 L CH4还原N02至N2，整个过程中转移的电子总数为 (阿伏加德罗常数的值用NA表示)，放出的热量为 kJ ‎ 答案： 1.6NA 173.4‎ ‎5、阿伏加德罗常数值记为NA，则关于C2H2(气)+ O2(气)=2CO2(气) +H2O(液); ‎ ‎ DH=－1300kJ/mol的下列说法中，正确的是: ‎ A. 有10NA个电子转移时，吸收1300kJ的能量 B. 有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ能量 C. 有NA个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ能量 D. 有2NA个碳氧双键生成时, 放出1300kJ能量 ‎ 答案：B ‎4、应用——反应热大小的比较：‎ ‎(1) 同一反应生成物状态不同时 如：2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1)； DH1 ‎ ‎ 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)； DH2 ‎ 因为气体变液体会放热，故:DH1< DH2 ‎ ‎(2) 同一反应反应物状态不同时点 燃如：S(g)+O2(g) = SO2(g); DH1‎ ‎ S(s)+O2(g) = SO2(g)； DH2 ‎ 因为固体变气体会吸热，故: DH1< DH2 ‎ ‎(3) 两个相联系的不同反应比较 如: C(s)+O2(g) = CO2(g)；DH1 ‎ ‎ C(s)+1/2O2(g) = CO(g)；DH2‎ 可以设计成：C(s) —— CO(g)———CO2(g) 故 DH1< DH2 ‎ 知识点四：燃烧热和中和热 ‎1、燃烧热的定义：‎ ‎ 表示方法：‎ ‎2、中和热的定义：‎ ‎ 表示方法：‎ ‎3、二者比较：‎ 燃烧热 中和热 相同点 能量变化 放热反应 放热反应 DH ‎< 0‎ ‎< 0‎ 不同点 反应物的量 ‎1mol 生成物的量 ‎1mol H2O 注意点 一定是指101kPa时1mol可燃物燃烧生成稳定氧化物时的热效应。C→CO2, H→H2O(l), S→SO2…‎ 稀溶液中，强酸与强碱反应的中和热都相同，均约为57.3kJ/mol ‎[对位专练]‎ ‎1. 下列热化学方程式中的DH能表示可燃物燃烧热的是:（ ）‎ A. H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)； DH=－184.6kJ/mol B. CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)； DH=－802.3kJ/mol C. 2H2(g)+O2(g)===2H2O(g); DH=－571.6kJ/mol D. CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)； DH=－283kJ/mol 答案：D ‎2. “中和热”是一个在热化学中的重要概念，“中和热”的定义为：在稀溶液里，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，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:（ ）‎ A. 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 C. 在稀溶液中1mol酸和1mol碱反应放出的热量都相等 D. 将浓硫酸滴入氢氧化钠浓液中刚好生成1mol水时，产生的热量即为中和热 ‎ 答案：B 知识点五： 盖斯定律 化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关，而与反应 无关 如由A到B可以设计如下两个途径：，‎ 途径l：A-→B(△H) 途径二：A--→C—→B(△Hl+△H2) ‎ ‎ 则焓变△H、△H1、△H2的关系可以表示为 ‎ ‎[对位专练]‎ ‎1、 已知： ① C(s)+O2(g) = 2CO2(g); DH=393.5kJ/mol ‎ ‎ ② 2CO(g)+O2(g)=== 2CO2(g); DH=－566kJ/mol；‎ ‎ ③ TiO2(s)+2C2(g)===TiCl4(g)+O2(g); DH=+141kJ/mol ‎ 则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) =TiCl4(s)+2CO(g)的DH为: C ‎ A. －313.5kJ/mol B. +313.5kJ/mol C. －80.0kJ/mol D. +80.0kJ/mol 答案：C ‎2、有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以利用盖斯定律间接计算求得：‎ ‎①已知：C(石墨，s)+O2(g)=====C02(g) △H1==一393.5 kJ·mol-1‎ ‎2H2(g)+ 02(g)===2H20(1) △H2==一571.6 kl·mol-1‎ ‎2C‎2H2(g)+502(g)===‎4C02(g)+2H20(1) △H3===一2599.2 kJ·mol-1‎ ‎ 则由C(石墨，s)和H2(g)反应生成lmol C2H2(g)时△H== kJ·mol-1。‎ ‎②已知‎3.6 g碳在‎6.4 g氧气中燃烧至反应物耗尽时放出xkJ热量。单质碳的燃烧热为Y kJ·mol-1，则1 mol C与02反应生成C0的反应热△H= kJ·mol-1。‎ 答案： ①226.8 ②-(5x-0.5y)‎ 知识点六：能源 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 B. 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 C. 由石墨制金刚石是吸热反应，故石墨能量比金刚石能量低 D. 化学物质中的化学能可以在一定条件下转化为热能、机械能、光能、电能为人类 ‎ 所利用 ‎ 答案：B ‎ [随堂检验]‎ ‎1．中国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多，采用沸腾炉好处在于 ( )‎ A．增大煤炭燃烧时的燃烧热并形成清洁能源 B．减少炉中杂质气体(S02等)的形成 C．提高煤炭的热效率并减少C0排放 D．使得燃料燃烧充分，从而提高燃料利用率 ‎ ‎2．某学生用如下图所示装置进行化学反应X 十2Y====2Z能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂Y时，看到试管中甲处液面下降，乙处液面上升。关于该反应的下列叙述正确的是 ( )‎ ①该反应为放热反应 ②生成物的总能量比反应物的总能量高 ③该反应过程可看成是“储存”于X、Y内部的能量转化为热量而释放出来 ‎ A. ①②③ B. ①③ C. ①② D. ③‎ ‎3．根据热化学方程式S(s)+O2(g)===S02(g)；△H== --297.23kJ/‎ mol,分析下列说法中正确的是 ‎ ‎ A．S(g)+ O2(g)====S02(g)+Q Q值大于297.23 kJ/mol ‎ ‎ B．S(g)+ 02(g)====S02(g)+Q Q值小于297.23 kJ/mol ‎ C．1 mol S02的键能总和大于1 molS与1mol 02 的键能总和 ‎ D．1 mol S02的键能总和小于1 molS与1mol 02的键能总和 ‎4.已知25.C、101 kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 ‎ ‎ C(石墨)+02(g)===C02(g)；△H== --393.51kJ/mol ‎ ‎ C(金刚石)+02(g)===C02(g)；△H==一395.41 kJ/mol 据此判断下列说法正确的是A．由石墨制备金刚石是吸热反应，等质量时石墨的能量比金刚石的低 ‎ B．由石墨制备金刚石是吸热反应，等质量时石墨的能量比金刚石的高 ‎ C．由石墨制备金刚石是放热反应，等质量时石墨的能量比金刚石的低 ‎ ‎ D．由石墨制备金刚石是放热反应，等质量时石墨的能量比金刚石的高 ‎ ‎7．把煤作为燃料可通过下列两种途径。 途径I：C(s)+O2(g)===C02(g)(放热Ql kJ)‎ 途径Ⅱ先制水煤气： C(s) + H20(g)===== C0(g)+ H2(g)(吸热Q2 kJ)，再燃烧水煤气：2CO(g)+02(g)====‎2C02(g) 2H2(g)+02(g)===2H20(g)(共放热Q3kJ) 试回答： ‎ ‎(1)途径I放出的热量 (填“>”、“=”、“<”)途径Ⅱ放出的热量。 ‎ ‎(2)Q1、Q2、Q3的数学关系式是 。‎ ‎(3)由于制取水煤气的反应里，反应物所具有的总能量 (填“》”、“==”、“<”)生成物所具有的总能量，因此在化学反应里，反应物就需要 能量才能转化为生成物，因此其反应条件为 ‎ 参考答案 ‎1.CD 2.B 3.AC 4.A 5.C ‎7. (1) == (2) Q1== Q3 -- Q2 (3) < 吸热 高温