第7课 化学反应与能量Word下载.docx

第7课 化学反应与能量Word下载.docx

《第7课 化学反应与能量Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第7课 化学反应与能量Word下载.docx（35页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

2C—H+C—C→C=C+H—H

（3）从键能的表中，查出有关的数据。

E（C—H）=414.4kJ/mol

E（C=C）=615.3kJ/mol

E（C—C）=347.4kJ/mol

E（H—H）=435.3kJ/mol

（4）计算判断：

反应物断键吸收的能量为（2×

414.4+347.4）kJ

生成物成键放出的能量为（615.3+435.3）kJ

这表明，上述反应是吸热的，吸收的热量为125.6kJ/mol。

4．常见的放热反应和吸热反应：

此处可多叫几个人回答，尽量补全）

（1）常见的放热反应：

①所有的燃烧与缓慢氧化。

②酸碱中和反应。

③金属与酸反应制取氢气。

④大多数化合反应（特殊：

C＋CO2

2CO是吸热反应）。

（2）常见的吸热反应：

①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如：

C（s）＋H2O（g）

CO（g）＋H2（g）。

②铵盐和碱的反应如Ba（OH）2·

8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O

③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。

5.能源：

①能源就是能提供能量自然资源，包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、生物能、风能、地热能、海洋（潮汐）能等。

②我国目前使用的主要能源是化石能源，是不能再生的能源。

③能源是国民经济和社会发展的重要物质基础，它的开发和利用情况，可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平

④解决能源的办法是开源节流，即开发新的能源和节约现有能源，提高能源的利用率。

⑤现在探索开发的新能源有太阳能、氢能、地热能、海洋（潮汐）能、生物能等，

新能源的主要优势是资源丰富，可以再生，污染少。

【知识应用】

★1.下列关于吸热反应和放热反应的说法正确的是（　　）

A.需加热才能发生的反应一定是吸热反应

B.任何放热反应在常温条件下一定能发生

C.反应物和生成物分别具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应

D.当ΔH＜0时表明反应为吸热反应

答案　C

解析　放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。

反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，如碳的燃烧反应属于放热反应，但需要加热或点燃才能发生，故A、B项错误；

吸热反应的ΔH＞0，D项错误。

★★2.某些化学键的键能（kJ·

mol－1）如下表：

键

H—H

Br—Br

I—I

Cl—Cl

H—Cl

H—I

H—Br

键能

436

193

151

247

431

299

366

（1）1molH2在2molCl2中燃烧，放出的热量为kJ。

（2）在一定条件下，1molH2分别与足量的Cl2、Br2、I2反应，放出热量由多到少的顺序是（填字母）。

A.Cl2>

Br2>

I2　　　　　B.I2>

Cl2

答案　

（1）179　

（2）A

解析　本题涉及键能与吸、放热的关系，考查了键能与反应热的定量关系。

（1）1molH2在2molCl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1mol，生成2molHCl，则放出热量：

436kJ·

mol－1×

1mol＋247kJ·

1mol－431kJ·

2mol＝－179kJ。

（2）反应H2＋X2===2HX中，若1molH2和1molX2反应生成2molHX，就有1molH—H键和1molX—X键断裂，2molH—X键形成。

放出的热量Q（HX）＝E（H—H）＋E（X—X）－2·

E（H—X）。

将表中数据代入可算得：

Q（HCl）<

Q（HBr）<

Q（HI），故H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中放热最少，选A。

【要点小结】

放热反应

吸热反应

表现形式

△H﹤0或△H为“—”

△H﹥0或△H为“+”

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

生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量

生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量

联系

键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键能越小，物质能量越高，越不稳定。

【拓展提升】

★1．下列说法正确的是

A．干冰升华要吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热反应

B．凡是在加热或点燃条件下进行的反应都是吸热反应

C．人们用氢氧焰焊接或切割金属，主要是利用了氢气和氧气化合时所放出的能量

D．明矾有净水作用，所以用明矾处理硬水，可以使硬水软化

【答案】C

【解析】

试题分析：

A、干冰升华是物理变化，不属于吸热反应，故A错误；

B、有些放热反应也需要一定的引发条件才能进行，如氢气在氧气中燃烧需要点燃，故B错误；

C、氢气和氧气化合时所放出的大量的能量，可焊接或切割金属，故C正确；

D、明矾可以净水，其净水原理是铝离子水解形成氢氧化铝胶体吸附悬浮颗粒，不能吸附溶于水的钙、镁离子，故不能软化水，故D错误。

★★2.化学反应A2（g）＋B2（g）===2AB（g）的能量变化如图所示。

下列有关叙述正确的是（　　）

A.每生成2molAB（g）吸收bkJ热量

B.反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·

mol－1

C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量

D.断裂1molA—A键和1molB—B键，放出akJ能量

答案　B

解析　根据图像可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，每生成2molAB（g）吸收（a－b）kJ热量，A、C项错误；

根据反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差值可知，该反应热ΔH＝＋（a－b）kJ·

mol－1，B项正确；

化学键断裂吸收能量，D项错误。

★★3.已知下列化学键的键能：

化学键　　　键能（kJ·

mol－1）

H—H436

N—H391

N≡N946

（1）通过计算判断合成氨反应是放热还是吸热？

（2）1molN2完全反应生成NH3的反应热为，1molH2完全反应生成NH3的反应热为。

答案　

（1）放热。

（2）ΔH＝－92kJ·

ΔH＝－30.7kJ·

解析　

（1）反应N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）过程中，共断裂1molN≡N键和3molH—H键，形成6molN—H键，

则断键共吸热为946kJ·

1mol＋436kJ·

3mol＝2254kJ，形成N—H键共放热为391kJ·

6mol＝2346kJ，由于放出热量＞吸收热量，故反应放热。

（2）1molN2完全反应生成NH3的反应热为ΔH＝－（2346－2254）kJ·

mol－1＝－92kJ·

mol－1，而1molH2只与

molN2反应，所以1molH2完全反应生成NH3的反应热为ΔH＝－92kJ·

≈－30.7kJ·

mol－1。

二.热化学方程式

氢气与碘蒸气化合反应的能量（或热量）变化，可用下式表示：

H2（g）＋I2（g）

2HI（g）　ΔH＝－14.9kJ·

mol－1，它与化学方程式H2＋I2==2HI相比较而言，其特点为

（1）指明了反应时的温度和压强：

若在25℃、101kPa时进行的反应，可以不注明。

（2）用括号注明了各物质反应时的状态：

s（固体）、l（液体）、g（气体）、aq（溶液）。

（3）在方程式的右边注明了ΔH的数值、正负号及单位。

1.热化学方程式的概念及意义

（1）热化学方程式是表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

（2）热化学方程式的意义：

不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化，还说明了物质的“量”与“能量”之间的数量关系。

例如：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·

mol－1表示的意义是在25℃、101kPa下，1mol气态H2与

mol气态O2反应生成1mol液态水时，放出的热量是285.8kJ。

2.热化学方程式的书写方法要求

（1）遵循一般化学方程式的书写规则（一般不写反应条件）。

（2）在方程式右端注明热量的变化：

吸热反应，ΔH>

0；

放热反应，ΔH<

0。

（3）要注明反应物和生成物的聚集状态。

（4）化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。

（5）化学计量数改变，ΔH要相应改变；

逆反应的ΔH数值与正反应的相等、符号相反。

3.热化学方程式与普通化学方程式的区别（线下操作提示：

可先让学生观察上述实例，讨论回答）

普通化学方程式

热化学方程式

化学计量数

是整数，既表示微粒个数又表示该物质的物质的量

可以是整数也可以是分数，只表示物质的物质的量

状态

不要求注明

必须在分子式后注明

ΔH正负号及单位

无

必须注明

意义

表明了化学反应中的物质变化

不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化

遵循规律

原子守恒

原子守恒和能量守恒

★1.下列对H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH（298K）＝－184.6kJ·

mol－1的叙述正确的是（　　）

A.1分子H2和Cl2反应，放出热量184.6kJ

B.1molH2（g）完全反应生成2molHCl（g），放出的热量为184.6kJ

C.在101kPa、25℃的条件下，1molH2（g）和1molCl2（g）完全反应生成2molHCl（g）放出的热量为184.6kJ

D.在101kPa、25℃的条件下，1molH2（g）和1molCl2（g）完全反应生成2molHCl（g）吸收的热量为184.6kJ

解析　反应方程式中ΔH的值与具体化学反应相对应，在反应中各物质前的化学计量数不再表示粒子数目，只表示物质的“物质的量”，A错误；

在描述反应时应说明外界条件，而B中没有温度和压强，B错误；

ΔH＜0时，反应放热而非吸热，D错误。

★★2.下列热化学方程式或叙述正确的是（　　）

A.1mol液态肼（N2H4）在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642kJ热量：

N2H4（l）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝＋642kJ·

B.12g石墨转化为CO时，放出110.5kJ热量：

2C（石墨，s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－110.5kJ·

C.已知：

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－286kJ·

mol－1，则2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋572kJ·

D.已知：

N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·

mol－1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5molN2（g）和1.5molH2（g）充分反应放出46.2kJ的热量

解析　A项，放出热量，ΔH<

0，正确的热化学方程式为N2H4（l）＋O2（g）===N2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－642kJ·

mol－1；

B项，2C（石墨，s）＋O2（g）===2CO（g）的ΔH应是2mol，即24g石墨转化为CO时的反应热，即ΔH＝－221kJ·

C项，根据热化学方程式的含义知，若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH数值也加倍；

若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变，据此可判断该项正确；

D项，N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·

mol－1表示1molN2（g）与3molH2（g）完全反应生成2molNH3（g）时放出92.4kJ的热量，但合成氨反应是可逆反应，0.5molN2（g）与1.5molH2（g）充分反应后生成的NH3（g）的物质的量小于1mol，故放出的热量小于46.2kJ。

1.热化学方程式常见书写错误：

可以先让学生自己预测一下哪里容易出错）

（1）漏写物质的聚集状态（漏一种就全错）；

（2）ΔH的符号“＋”、“－”标示错误；

（3）ΔH的值与各物质化学计量数不对应；

（4）ΔH后不带单位或单位写错（写成kJ、kJ·

mol等）。

2.热化学方程式的正误判断方法：

（1）热化学方程式是否已配平，是否符合客观事实；

（2）各物质的聚集状态是否标明；

（3）反应热ΔH的数值与该热化学方程式的化学计量数是否对应；

（4）反应热ΔH的符号是否正确，放热反应的ΔH为“－”，吸热反应的ΔH为“＋”。

★1.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

（1）1molN2（g）与适量H2（g）反应，生成NH3（g），放出92.2kJ热量。

（2）1molCu（s）与适量O2（g）反应，生成CuO（s），放出157kJ热量。

答案　

（1）N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）

ΔH＝－92.2kJ·

（2）Cu（s）＋

O2（g）===CuO（s）　ΔH＝－157kJ·

解析　此类题的思路：

首先根据题意写出物质的变化过程，如

（1）中：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），并定N2前化学计量数为1，此时的ΔH即为－92.2kJ·

mol－1，再在前部分的基础上加上ΔH＝－92.2kJ·

mol－1即可。

★★2.H2和I2在一定条件下发生反应：

H2（g）＋I2（g）=2HI（g）　ΔH＝－akJ·

已知：

（a、b、c均大于零）

★★3.今有如下三个热化学方程式：

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝akJ·

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝bkJ·

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝ckJ·

关于它们的下列表述正确的是（　　）

A.它们都是吸热反应B.a、b和c均为正值

C.反应热的关系：

a＝bD.反应热的关系：

2b＝c

答案　D

解析　A项，H2燃烧属于放热反应；

B项，放热反应的焓变为负值；

C项，生成1molH2O（g）放出热量比生成1molH2O（l）放出热量少，所以a＞b；

D项，状态相同，由于化学计量数成2倍关系，所以2b＝c。

二．中和热和燃烧热（线下操作提示：

概念的要点可以让学生总结）

1.中和热：

在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。

要点：

（1）条件：

稀溶液。

稀溶液是指溶于大量水的离子

（2）反应物：

（强）酸与（强）碱。

中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应

（3）生成1mol水。

中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热之内

（4）放出的热量：

57.3kJ/mol

2.中和热的测定：

（1）实验装置

（2）实验步骤

——

↓

（3）注意事项

①防止热量散失的方法：

a.两个烧杯口要相平；

b.在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片；

c.用玻璃棒搅拌，而不能用金属棒（丝）搅拌；

d.实验时动作要迅速。

②加过量碱液使酸完全反应，碱过量对中和热测定没有影响。

③数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去。

3.燃烧热:

在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。

（1）在101kPa时，完全燃烧生成稳定的氧化物

如:

C→C02，H→H20（l），S→S02等

（2）燃烧热通常由实验测得

（3）可燃物以1mol为标准进行测量

（4）系数常用分数表示

★1.下列说法正确的是（　　）

A.中和热一定是强酸跟强碱反应放出的热量

B.1mol酸与1mol碱完全反应放出的热量是中和热

C.在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O（l）时的反应热叫做中和热

D.测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba（OH）2溶液

解析　本题考查的是中和热的概念，关键是记清楚有关中和热的问题。

中和热是指稀酸、稀碱中和反应生成1molH2O（l）时所放出的热量，故C正确；

H2SO4和Ba（OH）2反应时，除生成水外，还有BaSO4沉淀生成，所以其反应热不是中和热，D错误。

★★2.在25℃、101kPa时，H2在1.00molO2中完全燃烧生成2.00molH2O（l）放出571.6kJ的热量。

（1）H2的燃烧热为，表示H2燃烧热的热化学方程式为。

（2）若1g水蒸气转化为液态水放热2.444kJ，则4g氢气完全燃烧生成气态水时，放出的热量为。

答案　

（1）285.8kJ·

mol－1　H2（g）＋

mol－1　

（2）483.6kJ

解析　H2的燃烧热应以燃烧1molH2为标准，当H2完全燃烧生成2.00molH2O时，需燃烧2.00molH2，故H2的燃烧热为

＝285.8kJ·

H2燃烧生成1mol气态水时放出的热量为285.8kJ·

mol－1－

×

18g·

mol－1≈241.8kJ·

mol－1，4g氢气燃烧放出的热量为241.8kJ·

＝483.6kJ。

燃烧热和中和热的比较

相

同

点

燃烧热

中和热

能量变化

放热反应

ΔH

ΔH<

0,单位kJ/mol

不

反应物的量

1mol可燃物

可能是1mol也可以是0.5mol（不限）

生成物的量

不限量

1molH2O

反应热

的含义

1mol反应物完全燃烧时放出的热量;

不同的物质燃烧热不同

酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol

A.在101kPa时，1mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫该物质的燃烧热

B.弱酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热

C.燃烧热和中和热是反应热的两种

D.101kPa时，纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫该物质的燃烧热

解析　本题应注意燃烧热和中和热的区别。

A项中没有确定“物质完全燃烧生成稳定的氧化物”这一条件，所以A项错误；

B项中应为酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热，B项错误；

D项中未限定可燃物的物质的量是1mol，所以D项错误。

★★2.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·

mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。

向1L0.5mol·

L－1的NaOH溶液中加入下列物质：

①稀醋酸；

②浓硫酸；

③稀硝酸，恰好完全反应。

则其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是（　　）

A.ΔH1>

ΔH2>

ΔH3B.ΔH1<

ΔH3<

ΔH2

C.ΔH1＝ΔH3>

ΔH2D.ΔH1>

ΔH3>

解析　因为稀醋酸是弱酸，难电离，电离时吸热，浓硫酸溶于水时放热，故中和反应时放出的热量Q（浓硫酸）>

Q（稀硝酸）>

Q（稀醋酸），又因放热反应中ΔH为负值，即ΔH＝－Q，故ΔH2<

ΔH1，因而选D。

★★

3.50mL0.50mol·

L－1盐酸与50mL0.55mol·

L－1NaOH溶液在如图所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，烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是。

（2）大烧杯上如不盖硬纸板，则求得的中和热数值　　（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。

（3）实验中若改用60mL0.50mol·

L－1盐酸跟50mL0.55mol·

L－1NaOH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”），所求中和热的数值（填“相等”或“不相等”），理由是。

（4）三次平行操作测得