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1、化學反應與能量一.反應熱與焓變1、反應熱定義：在化學反應過程中，當反應物和生成物具有相同溫度時，所吸收或放出的熱量成為化學反應的反應熱。2、焓變定義：在恒溫、恒壓條件下的反應熱叫反應的焓變，符號是H，單位常用KJ/mol。3、產(chǎn)生原因：化學鍵斷裂吸熱化學鍵形成放熱4、計算方法：H=生成物的總能量-反應物的總能量 =反應物的鍵能總和-生成物的鍵能總和5、放熱反應和吸熱反應 化學反應都伴隨著能量的變化，通常表現(xiàn)為熱量變化。據(jù)此，可將化學反應分為放熱反應和吸熱反應。放熱反應吸熱反應定義放出熱量的化學反應吸收熱量的化學反應形成原因反應物具有的總能量大于生成物的總能量反應物具有的總能量小于生成物的總能量

2、與化學鍵的關(guān)系生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應物分子斷裂時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應物分子斷裂時吸收的總能量表示方法H0H0常見反應類型可燃物的燃燒；酸堿中和反應；大多數(shù)化合反應；金屬跟酸的置換反應；物質(zhì)的緩慢氧化大多數(shù)分解反應；鹽的水解；Ba(OH)2與NH4Cl的反應；碳和水蒸氣、C和CO2的反應【注意】（1）反應放熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小 （2）反應是否需要加熱，只是引發(fā)反應的條件，與反應是放熱還是吸熱并無直接關(guān)系。許多放熱反應也需要加熱引發(fā)反應，也有部分吸熱反應不需加熱，在常溫時就可以進行?！纠?】下列說法正確的是（ ）A物質(zhì)

3、發(fā)生化學變化都伴隨著能量變化 B任何反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化C伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學變化 D沒有物質(zhì)的變化，也就沒有能量的變化【例2】下列說法不正確的是（ ）A.化學反應除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化 B.放熱反應都不需要加熱就能發(fā)生C.焓變就是反應熱，二者沒有區(qū)別D.化學反應是放熱還是吸熱，取決于生成物具有的總能量和反應物具有的總能量【例3】1、下列變化屬于吸熱反應的是 液態(tài)水汽化 將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰?濃硫酸稀釋 氯酸鉀分解制氧氣 生石灰跟水反應生成熟石灰 A、 B、 C、 D、二、熱化學方程式（1）定義：表明反應放出或吸收的熱量的化學方程式叫做熱化學方程式。（2）

4、意義：熱化學方程式不僅表示了化學反應中的物質(zhì)變化，也表明了化學反應中的能量變化。（3）熱化學方程式的書寫要注明溫度、壓強，但中學化學中所用的H數(shù)據(jù)一般都是25、101Kpa下的數(shù)據(jù)，因此可不特別注明。必須注明H的“”與“”?！啊北硎疚諢崃?，“”表示放出熱量。要注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)。g表示氣體，l表示液體，s表示固體，熱化學方程式中不用氣體符號或沉淀符號。熱化學方程式各物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子或原子數(shù)。因此熱化學方程式中化學計量數(shù)可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。注意熱化學方程式表示反應已完成的數(shù)量，由于H與反應完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以化學方程式中化學

5、式前面的化學計量數(shù)必須與H相對應。即對于相同的物質(zhì)反應，當化學計量數(shù)不同，其H也不同。當化學計量數(shù)加倍時，H也加倍。當 反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。對于化學式形式相同的同素異形體，還必須在化學是后面標明其名稱。如C（s，石墨）【例4】25、101 kPa下，2g氫氣燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量，表示該反應的熱化學方程式正確的是（ ）A2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1) H 285.8kJmolB2H2(g)+ O2(g) = 2H2O(1) H +571.6 kJmolC2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) H 571.6 kJmol

6、DH2(g)+1/2O2(g) = H2O(1) H 285.8kJmol【例5】已知反應X+Y=M+N為放熱反應,對該反應的下列說法中正確的()AX的能量一定高于M B. Y的能量一定高于N C. X和Y的總能量一定高于M和N的總能量 D 因該反應為放熱反應,故不必加熱就可發(fā)生【例6】根據(jù)以下3個熱化學方程式： （ ）2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l) HQ1 kJ/mol2H2S(g)+O2(g)2S (s)+2H2O(l) HQ2 kJ/mol2H2S(g)+O2(g)2S (s)+2H2O(g) HQ3 kJ/mol判斷Q1、Q2、Q3三者關(guān)系正確的是A Q1Q

7、2Q3 B Q1Q3Q2 C Q3Q2Q1 D Q2Q1Q3三、燃燒熱（1）概念：25、101Kpa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱，單位為KJ/mo?！咀⒁狻繉ξ镔|(zhì)的量限制：必須是1mol：1mol純物質(zhì)是指1mol純凈物（單質(zhì)或化合物）；完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物。如CCO2(g)；HH2O(l)；NN2(g)；PP2O5(s);SSO2(g)等；物質(zhì)的燃燒熱都是放熱反應，所以表示物質(zhì)燃燒熱的H均為負值，即H0（2）表示燃燒熱熱化學方程式的寫法以燃燒1mol物質(zhì)為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)，所以熱化學方程式中常出現(xiàn)分數(shù)。（3）有關(guān)燃燒熱計算：Q

8、（放）n（可燃物）Hc。Q（放）為可燃物燃燒放出的熱量，n（可燃物）為可燃物的物質(zhì)的量，Hc為可燃物的燃燒熱。【例7】下列熱化學方程式中的反應熱下劃線處表示燃燒熱的是()A.NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g)；H=-a kJmol-1B.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)；H=-b kJmol-1C.2CO(g)+O2(g)2CO2(g)；H=-c kJmol-1D.CH3CH2OH(l)+O2(g)CH3CHO(l)+H2O(l)；H=-d kJmol-1【例8】已知充分燃燒a g乙炔氣體時生成1 mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱量b kJ，則

9、乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是( )A.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l);H =-4b kJmol-1B.C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(l);H =2b kJ mol-1C.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l);H =-2b kJmol-1D.2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l);H =b kJmol-1【例9】已知下列熱化學方程式：CH4（g）2O2（g）CO2（g）2H2O（l） H889.5kJ/mol2C2H6（g）7O2（g）4CO2（g）6H2O（l） H3116.7kJ/molC2H4

10、（g）3O2（g）2CO2（g）2H2O（l） H1409.6kJ/mol2C2H2（g）5O2（g）4CO2（g）2H2O（l） H2596.7kJ/molC3H8（g）5O2（g）3CO2（g）4H2O（l） H2217.8kJ/mol現(xiàn)有由2mol上述五種烴中的兩種組成的氣體混合物，經(jīng)充分燃燒后放出3037.6kJ熱量，則下列哪些組合是不可能的（ ）ACH4和C2H2 BC2H4和C3H8 CC2H6和C3H8 DC2H6和CH4四、中和熱（1）定義：稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應生成1mol水時的反應熱【注意】：稀溶液是指物質(zhì)溶于大量水，即大量水中物質(zhì)的溶解熱效應忽略不計；一般是指酸、堿

11、的物質(zhì)量濃度均小于或等于1molL-1；中和熱不包含離子在水中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離的吸熱所伴隨的熱效應；中和反應的實質(zhì)是H+和OH-化合生成水；若反應過程中有其他物質(zhì)生成（生成沉淀的反應一般為放熱反應），這部分反應熱也不包含在中和熱內(nèi)。H+（aq）OH-（aq）H2O(l)；H57.3KJ/mol表示強酸強堿稀溶液反應的中和熱弱酸弱堿因為電離時要吸熱或電離出的H+和OH物質(zhì)的量小于對應酸堿的物質(zhì)的量，所以弱酸弱堿參加的中和反應，其中和熱H57.3KJ/mol，表示中和熱偏小。測定中和熱實驗關(guān)鍵因素：酸與堿充分反應；防止熱量散失，酸堿溶液濃度等。如濃硫酸與堿反應測得中和熱偏高。（2

12、）書寫中和熱的熱化學方程式時，以生成1molH2O為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)【例10】 下列熱化學方程式正確的是（注：的絕對值均正確）( )AC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g) +3H2O(g)；H= 1367.0 kJ/mol（燃燒熱）BNaOH(aq) + HCl(aq) = NaCl(aq) + H2O(l)；H= 57.3kJ/mol（中和熱）CS(s) + O2(g) = SO2(g)；H= 269.8kJ/mol（反應熱）D2NO2=O2+2NO；H= +116.2kJ/mol（反應熱）【例11】已知反應： 2C(s)O2(g)2CO(g) H221 kJmol

13、 稀溶液中，H(aq)OH(aq)H2O(l) H57.3 kJmol下列結(jié)論正確的是（ ）A碳的燃燒熱是110.5 kJmol B的反應熱為221 kJmolC稀硫酸與稀NaOH溶液反應的中和熱為57.3 kJmolD稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1 mol水，放出57.3 kJ 熱量【例12】下列酸與堿中和反應熱化學方程式可用：H+（aq）+OH-(aq)H2O(l);H=-57.3 kJmol-1來表示的是( )A.CH3COOH（aq）+NaOH(aq)CH3COONa(aq)+H2O(l);H=-Q1 kJmol-1B.1/2H2SO4(濃)+NaOH(aq)1/2Na2SO4(aq

14、)+H2O(l);H=-Q2 kJmol-1C.HNO3(aq)+NaOH(aq)NaNO3(aq)+H2O(l);H=-Q3 kJmol-1D.1/3H3PO4(aq)+1/2Ba(OH)2(aq)1/6Ba3(PO4)2(s)+H2O(l);H=-Q4 kJmol-1五、蓋斯定律（1）內(nèi)容：化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的；即化學反應熱只與其反應的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與具體反應進行的途徑無關(guān)（2）、應用：a、利用總反應和一個反應確定另一個反應的熱效應b、熱化學方程式之間可以進行代數(shù)變換等數(shù)學處理（3）反應熱與鍵能關(guān)系鍵能：氣態(tài)的基態(tài)原子形成1mol化學鍵釋放的最低能量。

15、鍵能既是形成1mol化學鍵所釋放的能量，也是斷裂1mol化學鍵所需要吸收的能量。由鍵能求反應熱：反應熱等于斷裂反應物中的化學鍵所吸收的能量（為“”）和形成生成物中的化學鍵所放出的能量（為“”）的代數(shù)和。即H反應物鍵能總和生成物鍵能總和E反E生常見物質(zhì)結(jié)構(gòu)中所含化學鍵類別和數(shù)目：1molP4中含有6molPP鍵；28g晶體硅中含有2molSiSi鍵；12g金剛石中含有2molCC鍵；60g二氧化硅晶體中含有4molSiO鍵【例13】已知：（1）Zn（s）+O2（g）= ZnO(s)，H= -348.3 kJmol-1， （2）2Ag(s)+ O2（g）= Ag2O(s)，H= -31.0 kJm

16、ol-1，則Zn（s）+ Ag2O(s) = ZnO(s)+ 2Ag(s)的H等于（ ）A-379.3 kJmol-1 B-317.3 kJmol-1 C.-332.8 kJmol-1 D317.3 kJmol-1六反應熱與物質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)系不同物質(zhì)的能量（即焓）是不同的，對于物質(zhì)的穩(wěn)定性而言，存在著“能量越低越穩(wěn)定”的規(guī)律，因此，對于同素異形體或同分異構(gòu)體之間的相互轉(zhuǎn)化，若為放熱反應，則生成物能量低，生成物穩(wěn)定；若為吸熱反應，則反應物的能量低，反應物穩(wěn)定?！纠?4】灰錫（常溫下以粉末狀存在）和白錫是錫的兩種同素異形體。已知：Sn（s，白）+2HCl（aq）= SnCl2（aq）+H2（g） H

17、1Sn（s，灰）+2HCl（aq）= SnCl2（aq）+H2（g） H2Sn（s，灰） Sn（s，白） H3 = +2.1 kJmol-1下列說法正確的是（ ）AH1H2 B錫在常溫下以白錫狀態(tài)存在C灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應是放熱反應 D錫制器皿長期處在低于13.2 的環(huán)境中，會自行毀壞【例15】 S（單斜）和S（正交）是硫的兩種同素異形體。已知： S(單斜，s)O2(g) = SO2(g) H1297.16 kJmol-1 S(正交，s)O2(g) = SO2(g) H2296.83 kJmol-1 S(單斜，s) = S(正交，s) H3下列說法正確的是（ ）AH30.33 kJmol-1

18、B單斜硫轉(zhuǎn)化為正交硫的反應是吸熱反應CS（單斜，s）= S（正交，s） H30，正交硫比單斜硫穩(wěn)定DS（單斜，s）= S（正交，s） H30，單斜硫比正交硫穩(wěn)定隨堂練習1.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃燒熱分別是-285.8 kJmol-1、-1411.0 kJmol-1和-1366.8 kJ mol-1，則由C2H4(g)和H2O(l)反應生成C2H5OH(l)的H為A-44.2 kJmol-1B+44.2 kJmol-1 C-330 kJmol-1 D+330 kJmol-12下列關(guān)于熱化學反應的描述中正確的是AHCl和NaOH反應的中和熱H57.3 kJmol1，

19、則H2SO4和Ca(OH)2反應的中和熱H2(57.3)kJ/molBCO(g)的燃燒熱是283.0 kJmol1，則2CO2(g) 2CO(g)O2(g)反應的H2283.0 kJmol1C需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應D1 mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷燃燒熱4.白磷與氧可發(fā)生如下反應：P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學鍵需要吸收的能量分別為：PP a kJmol1、PO b kJmol1、P=O c kJmol1、O=O d kJmol1。 根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應的H，其中正確的是A（6a+5d4c12b）kJmol1 B（4c+12b

20、6a5d）kJmol1C（4c+12b4a5d）kJmol1D（4a+5d4c12b）kJmol1 5.已知：H2(g)+F2(g)2HF(g)+270 kJ，下列說法正確的是A2 L氟化氫氣體分解成1 L氫氣與1 L氟氣吸收270 kJ熱量B1 mol氫氣與1 mol氟氣反應生成2mol液態(tài)氟化氫放出熱量小于270 kJC在相同條件下，1 mol氫氣與1 mol氟氣的能量總和大于2 mol氟化氫氣體的能量D1個氫氣分子與1個氟氣分子反應生成2個氟化氫氣體分子放出270 kJ熱量6已知：(1)Zn(s)1/2O2(g) = ZnO(s)；DH =348.3 kJ/mol(2)2Ag(s)1/2

21、O2(g) = Ag2O(s)；DH =31.0 kJ/mol則Zn(s)Ag2O(s) = ZnO(s)2Ag(s)的DH等于A317.3 kJ/molB379.3 kJ/mol C332.8 kJ/mol D317.3 kJ/mol7甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應原理是CH3OH(g)H2O(g) = CO2(g)3H2(g)；DH = + 49.0 kJmol1CH3OH(g)1/2O2(g) = CO2(g)2H2(g)；DH =192.9 kJmol1下列說法正確的是 （）mACH3OH的燃燒熱為192.9 kJmol1B反應中的能量變化如圖所示CCH3OH轉(zhuǎn)

22、變成H2的過程一定要吸收能量D根據(jù)推知反應：CH3OH(l)+1/2O2(g) = CO2(g)+2H2(g)的DH192.9 kJmol18已知：CH3CH2CH2CH3(g)6.5O2(g)4CO2(g)5H2O(l)；DH =2878 kJ(CH3)2CHCH3(g)6.5O2(g)4CO2(g)5H2O(l)；DH =2869 kJ下列說法正確的是AA正丁烷分子儲存的能量大于異丁烷分子B正丁烷的穩(wěn)定性大于異丁烷C異丁烷轉(zhuǎn)化為正丁烷的過程是一個放熱過程D異丁烷分子中的碳氫鍵比正丁烷的多9已知：1 mol H2分子中化學鍵斷裂時需要吸收436 kJ的能量1 mol Cl2分子中化學鍵斷裂時

23、需要吸收243 kJ的能量由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子時釋放431 kJ的能量下列敘述正確的是C w w w.k s 5 u.c o mA氫氣和氯氣反應生成氯化氫氣體的熱化學方程式是 H2(g)Cl2(g) = 2HCl(g)B氫氣和氯氣反應生成2 mol氯化氫氣體，反應的DH = 183 kJ/molC氫氣和氯氣反應生成2 mol氯化氫氣體，反應的DH =183 kJ/molD氫氣和氯氣反應生成1 mol氯化氫氣體，反應的DH =183 kJ/mol10已知1 g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121 kJ，且氧氣中1 mol O=O鍵完全斷裂時吸收熱量496 kJ，水蒸氣中

24、1 mol HO鍵形成時放出熱量463 kJ，則氫氣中1 mol HH鍵斷裂時吸收熱量為CA920 kJB557 kJC436 kJD188 kJ11. 25、101 kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2 800 kJ/mol,則下列熱化學方程式正確的是（D）A.C(s)+O2(g)=CO(g);H=-393.5 kJ/molB.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H=+571.6 kJ/molC.CH4g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);H=-890.3 kJ/molD.C6H12O

25、6（s）+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l);H=-1 400 kJ/mol12.氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的熱化學方程式分別為： H2 (g) + 1/2O2(g) = H2O (l)； H = 285.8 KJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； H = 283 KJ/molC8H18 (l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9H2O (l)； H = 5518 KJ/molCH4 (g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l)； H = 890.3 KJ/mol 相同質(zhì)量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃燒時，放出熱量最少的是 AH2 (g) BCO(g) CC8H18 (l) DCH4 (g)13. 下列反應中生成物總能量高于反應物總能量的是A碳酸鈣受熱分解 B乙醇燃燒C鋁粉與氧化鐵粉末反應 D氧化鈣溶于水