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1、第5讲 化学反应与能量本讲稿第一页，共二十九页1了解化学反了解化学反应应中能量中能量转转化的原因，能化的原因，能说说出常出常见见的能量的能量转转化化形式。形式。2了解化学能与了解化学能与热热能的相互能的相互转转化。了解吸化。了解吸热热反反应应、放、放热热反反应应、反、反应热应热等概念。等概念。3了解了解热热化学方程式的含化学方程式的含义义。能用盖斯定律。能用盖斯定律进进行有关反行有关反应热应热的的简单计简单计算。算。【考纲点击考纲点击】本讲稿第二页，共二十九页1反反应热应热(焓变焓变)与物与物质质的能量、的能量、键键能的关系？能的关系？答案答案反反应热应热(焓变焓变)H反反应应物的物的键键能能
2、总总和生成物的和生成物的键键能能总总和或和或H生成物的生成物的总总能量反能量反应应物的物的总总能量。能量。2CH4的燃的燃烧热为烧热为890.31 kJmol1表示什么意表示什么意义义？答案答案在在25、101 k Pa时时，1 mol CH4完全燃完全燃烧烧生成生成CO2和和液液态态水水时时放出放出890.31 kJ的的热热量。量。3H2S的燃的燃烧热烧热Ha kJmol1，写出，写出H2S燃燃烧烧的的热热化学方程式化学方程式？答案答案2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l)，H2a kJmol1本讲稿第三页，共二十九页4利用盖斯定律怎利用盖斯定律怎样计样计算反算反应热应热？
3、答案答案(1)确定待求的确定待求的热热化学方程式，找出待求的化学方程式，找出待求的热热化学方程化学方程式中各物式中各物质质在已知在已知热热化学方程式的位置和化学化学方程式的位置和化学计计量数；量数；(2)合合理理进进行行热热化学方程式的叠加；化学方程式的叠加；(3)“H”在在进进行加、减、乘等运行加、减、乘等运算算时时，一定要注意其符号的改，一定要注意其符号的改变变，即，即H的运算包括数的运算包括数值值和和符号的双重运算。符号的双重运算。本讲稿第四页，共二十九页考点一考点一反应热的分析与判断反应热的分析与判断从宏从宏观观上分析，反上分析，反应热应热的形成原因是反的形成原因是反应应物具有的物具有
4、的总总能量与生能量与生成物具有的成物具有的总总能量的相能量的相对对大小不同。即反大小不同。即反应热应热(焓变焓变)H生成生成物的物的总总能量反能量反应应物的物的总总能量。如下能量。如下图图所示：所示：知识链接知识链接物物质质的的稳稳定性与物定性与物质质具有能量的关系，物具有能量的关系，物质质本身具有的能量本身具有的能量越高，其越高，其稳稳定性越差。定性越差。本讲稿第五页，共二十九页从微从微观观上分析，反上分析，反应热应热形成的原因是断形成的原因是断键时键时吸收的吸收的热热量与成量与成键时键时放放出的出的热热量的相量的相对对大小不同。即反大小不同。即反应热应热(焓变焓变)H反反应应物的物的键键能
5、能总总和和生成物的生成物的键键能能总总和。如下和。如下图图所示：所示：知识链接知识链接角度角度2反应热与反应物和生成物键能的关系反应热与反应物和生成物键能的关系物物质质的的稳稳定性与定性与键键能的关系，能的关系，键键能越大的物能越大的物质质越越稳稳定。定。本讲稿第六页，共二十九页活化能是活化分子的平均能量与普通分子的平均能量的差活化能是活化分子的平均能量与普通分子的平均能量的差值值，E1表示正反表示正反应应的活化能，的活化能，E2表示逆反表示逆反应应的活化能，的活化能，HE1E2。如下。如下图图所示：所示：角度角度3反应热与正逆反应活化能的关系反应热与正逆反应活化能的关系本讲稿第七页，共二十九
6、页1(2013重庆重庆，6)已知：已知：P4(s)6Cl2(g)=4PCl3(g)Ha kJmol1P4(s)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb kJmol1P4具有正四面体具有正四面体结结构，构，PCl5中中PCl键键的的键键能能为为c kJmol1，PCl3中中PCl键键的的键键能能为为1.2c kJmol1下列叙述正确的是下列叙述正确的是()。APP键键的的键键能大于能大于PCl键键的的键键能能B可求可求Cl2(g)PCl3(g)=PCl5(s)的反的反应热应热H高考印高考印证证本讲稿第八页，共二十九页1SF6是一种是一种优优良的良的绝缘绝缘气体，分子气体，分子结结构中只存在构中只存
7、在SF键键。已知：。已知：1 mol S(s)转转化化为为气气态态硫原子吸收能量硫原子吸收能量280 kJ，断裂，断裂1 mol FF、SF键键需吸收的能量分需吸收的能量分别为别为160 kJ、330 kJ。则则S(s)3 F2(g)=SF6(g)的反的反应热应热H为为 ()。A1 780 kJmol1 B1 220 kJmol1C450 kJmol1 D430 kJmol1 答案答案B应应用体用体验验本讲稿第九页，共二十九页考点二考点二热化学方程式的书写与正误判断热化学方程式的书写与正误判断热热化学方程式化学方程式书书写与正写与正误误判断的判断的“七大七大”要点要点1注意注意H的符号和单位的
8、符号和单位若若为为放放热热反反应应，H为为“”；若；若为为吸吸热热反反应应，H为为“”。H的的单单位位为为kJmol1。2注意反应热的测定条件注意反应热的测定条件书书写写热热化学方程式化学方程式时应时应注明注明H的的测测定条件定条件(温度、温度、压压强强)，但，但绝绝大多数大多数H是在是在25、101 325 Pa下下测测定的，此定的，此时时可不注明温度可不注明温度和和压压强强。知识链接知识链接角度角度1热化学方程式的书写与正误判断热化学方程式的书写与正误判断本讲稿第十页，共二十九页3注意热化学方程式中的化学计量数注意热化学方程式中的化学计量数热热化学方程式中各物化学方程式中各物质质化学式前面
9、的化学化学式前面的化学计计量数量数仅仅表示表示该该物物质质的物的物质质的量，并不表示物的量，并不表示物质质的分子数或原子数。因此化学的分子数或原子数。因此化学计计量数可以是整数，也可以是分数。量数可以是整数，也可以是分数。4注意物质的聚集状态注意物质的聚集状态反反应应物和物和产产物的聚集状物的聚集状态态不同，反不同，反应热应热H不同。因此，必不同。因此，必须须注明物注明物质质的聚集状的聚集状态态才能完整地体才能完整地体现现出出热热化学方程式的意化学方程式的意义义。气体用。气体用“g”，液体用，液体用“l”，固体用，固体用“s”，溶液用，溶液用“aq”。热热化学化学方程式中不用方程式中不用和和。
10、本讲稿第十一页，共二十九页5注意注意H的数值与符号的数值与符号由于由于H与反与反应应完成的物完成的物质质的量有关，所以的量有关，所以H必必须须与与热热化学方程化学方程式中化学式前面的化学式中化学式前面的化学计计量数相量数相对应对应，如果化学，如果化学计计量数加倍，量数加倍，则则H也要加倍。互也要加倍。互为为逆反逆反应应的反的反应热应热数数值值相等，但符号相反。相等，但符号相反。6对对于可逆反于可逆反应应的反的反应热应热(H)是指完全反是指完全反应时应时的反的反应热应热。7注意燃烧热和中和热注意燃烧热和中和热本讲稿第十二页，共二十九页2写出下列写出下列热热化学方程式化学方程式(1)(2013安徽
11、安徽，25节选节选)在在25、101 kPa下，已知下，已知13.5 g的的Al固固体体单质单质在在O2气体中完全燃气体中完全燃烧烧后恢复至原状后恢复至原状态态，放，放热热419 kJ，该该反反应应的的热热化学方程式是化学方程式是_。(2)(2013天津理综天津理综，10节选节选)为为减少减少SO2的排放，常采取的措施是：的排放，常采取的措施是：将煤将煤转转化化为为清清洁洁气体燃料。气体燃料。高考印高考印证证写出焦炭与水蒸气反写出焦炭与水蒸气反应应的的热热化学方程式：化学方程式：_。本讲稿第十三页，共二十九页2(2013宿迁模拟宿迁模拟)胶状液胶状液氢氢(主要成分是主要成分是H2和和CH4)有
12、望用于未来的运有望用于未来的运载载火箭和空火箭和空间间运运输输系系统统。实验测实验测得得101 k Pa时时，1 mol H2完全燃完全燃烧烧生成液生成液态态水，放出水，放出285.8 kJ的的热热量；量；1 mol CH4完全燃完全燃烧烧生成液生成液态态水和水和CO2气体，气体，放出放出890.3 kJ的的热热量。下列量。下列热热化学方程式化学方程式书书写正确的是写正确的是 ()。A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1应应用体用体验验CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g
13、)H890.3 kJmol1DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1答案答案B本讲稿第十四页，共二十九页考点三考点三盖斯定律的应用盖斯定律的应用利用盖斯定律利用盖斯定律计计算反算反应热应热的技能的技能(1)解解题题思路思路知识链接知识链接角度角度1利用盖斯定律进行反应热的计算利用盖斯定律进行反应热的计算本讲稿第十五页，共二十九页32013四川理综四川理综，11(5)焙焙烧产烧产生的生的SO2可用于制硫酸。已知可用于制硫酸。已知25、101 kPa时时：高考印高考印证证则则SO3(g)与与H2O(l)反反应应的的热热化学方程式是化学方程式是_。本讲稿第十六
14、页，共二十九页3(2013淮南模拟淮南模拟)已知下列已知下列热热化学方程式：化学方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H124.8 kJmol1应应用体用体验验H215.73 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H3640.4 kJmol1则则14 g CO气体气体还还原足量原足量FeO固体得到固体固体得到固体Fe和和CO2气体气体时对应时对应的的H为为 ()。A218 kJmol1 B109 kJmol1C218 kJmol1 D109 kJmol1本讲稿第十七页，共二十九页(1)燃燃烧热烧热是指是指101 k Pa时时1 mol纯纯物
15、物质质完全燃完全燃烧烧生成生成稳稳定的氧化物定的氧化物时时放出的放出的热热量，并不是量，并不是1 mol可燃物燃可燃物燃烧时烧时放出的放出的热热量就是燃量就是燃烧热烧热。(2)中和中和热热不是指不是指1 mol酸与酸与1 mol碱中和碱中和时时的的热热效效应应，而是指，而是指“生成生成1 mol H2O(l)”的的热热效效应应，不包括，不包括电电解解质质生成水合离子的生成水合离子的热热效效应应，同同时时也不包括反也不包括反应应生成其他物生成其他物质质的的热热效效应应。知识链接知识链接防范防范1对燃烧热和中和热的概念理解不清对燃烧热和中和热的概念理解不清本讲稿第十八页，共二十九页1下列关于下列关
16、于热热化学反化学反应应的描述中正确的是的描述中正确的是()。AHCl和和NaOH反反应应的中和的中和热热H57.3 kJmol1，则则H2SO4和和Ca(OH)2反反应应的中和的中和热热H2(57.3)kJmol1BCO(g)的燃的燃烧热烧热是是283.0 kJmol1，则则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反反应应的的H2283.0 kJmol1C需要加需要加热热才能才能发发生的反生的反应应一定是吸一定是吸热热反反应应D1 mol甲甲烷烷燃燃烧烧生成气生成气态态水和二氧化碳所放出的水和二氧化碳所放出的热热量是甲量是甲 烷烷燃燃烧热烧热防范演防范演练练本讲稿第十九页，共二十九页化学反化学反
17、应应的的热热效效应应H由符号和数字由符号和数字组组成，成，单单位是位是kJmol1，计计算和比算和比较时较时要考要考虑虑“”、“”号。号。对对于放于放热热反反应应的反的反应热应热 H0，为负值为负值，放，放热热越多，越多，H的的绝对值绝对值越大，越大，H越小，吸越小，吸热热反反应应的反的反应热应热，H0，为为正正值值，吸，吸热热越多，越多，H越大。而化学反越大。而化学反应应中放出和吸收的中放出和吸收的热热量没有符号，只有数量没有符号，只有数值值，单单位是位是kJ。知识链接知识链接防范防范2混淆混淆“”、“”号和反应热的单位号和反应热的单位本讲稿第二十页，共二十九页2(2013马鞍山模拟马鞍山模
18、拟)强强酸和酸和强强碱稀溶液的中和碱稀溶液的中和热热可表示可表示为为：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1已知：已知：CH3COOH(aq)NaOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)H1a kJmol1防范演防范演练练上述反上述反应应均均为为在溶液中的反在溶液中的反应应，则则a、b、c的关系正确的的关系正确的Aabc BbacCbca Dacb答案答案C本讲稿第二十一页，共二十九页反反应应物和生成物的聚集状物和生成物的聚集状态态不同，反不同，反应热应热H也不同。因此，必也不同。因此，必须须注明物注明物质质的聚集状的聚集状态态才能完整地体才能完整地体现现出出热
19、热化学方程式的意化学方程式的意义义。物物质质的聚集状的聚集状态态用用“s、l、g、aq”分分别别表示固表示固态态、液、液态态、气、气态态、溶液，溶液，热热化学方程式中不用化学方程式中不用“”和和“”。知识链接知识链接防范防范3忽视物质的聚集状态忽视物质的聚集状态本讲稿第二十二页，共二十九页3(2013阜阳检测阜阳检测)已知在已知在1105 Pa、298 K条件下，条件下，2 mol氢氢气燃气燃烧烧生成水蒸气，放出生成水蒸气，放出484 kJ热热量，下列量，下列热热化学方程式正确的是化学方程式正确的是 ()。防范演防范演练练本讲稿第二十三页，共二十九页2图图像法是研究化学反像法是研究化学反应应的
20、的焓变焓变的一种常用方法。的一种常用方法。(1)在微生物作用的条件下，在微生物作用的条件下，NH4经过经过两步反两步反应应被氧化成被氧化成NO3。两。两步反步反应应的能量的能量变变化如化如图图1所示：所示：问题设计问题设计图图1本讲稿第二十四页，共二十九页第一步反第一步反应应是是_反反应应(填填“放放热热”或或“吸吸热热”)，判断依据是，判断依据是_。1 mol NH4(aq)全部氧化成全部氧化成NO3(aq)的的热热化学方程式是化学方程式是_。(2)图图2中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成中表示氧族元素中氧、硫、硒、碲生成氢氢化物化物时时的的焓变焓变数据，根数据，根据据焓变焓变数据可确定数据
21、可确定a、b、c、d分分别别代表哪种元素。代表哪种元素。图图2本讲稿第二十五页，共二十九页请请写出硒化写出硒化氢发氢发生分解反生分解反应应的的热热化学方程式化学方程式_。解析解析(1)利用盖斯定律，根据第一步反应和第二步反应确定总利用盖斯定律，根据第一步反应和第二步反应确定总的热化学方程式。的热化学方程式。(2)氧族元素中按氧、硫、硒、碲的顺序，氢化物氧族元素中按氧、硫、硒、碲的顺序，氢化物的稳定性逐渐减弱，生成氢化物的反应热逐渐增大，生成硒化氢的反的稳定性逐渐减弱，生成氢化物的反应热逐渐增大，生成硒化氢的反应热应热H81 kJmol1，所以硒化氢分解的反应热，所以硒化氢分解的反应热H81 k
22、Jmol1。答案答案(1)放放热热H273 kJmol10(或反或反应应物的物的总总能量大能量大于生成物的于生成物的总总能量能量)NH4(aq)2O2(g)=2H(aq)NO3(aq)H2O(l)H346 kJmol1(2)H2Se(g)=Se(s)H2(g)H81 kJmol1本讲稿第二十六页，共二十九页应用应用“叠加法叠加法”书写热化学方程式和计算反应热书写热化学方程式和计算反应热“叠加法叠加法”是利用盖斯定律是利用盖斯定律书书写写热热化学方程式或化学方程式或计计算反算反应热应热的一种重的一种重要方法，也是高考常考的一种解要方法，也是高考常考的一种解题题技能。技能。1利用利用“叠加法叠加法
23、”书写热化学方程式或计算反应热时，其解题的思路书写热化学方程式或计算反应热时，其解题的思路为：为：本讲稿第二十七页，共二十九页2应用应用“叠加法叠加法”计算反应热时要注意：计算反应热时要注意：(1)当当热热化学方程式乘、除以某一个数化学方程式乘、除以某一个数时时，H也相也相应应乘、除以同乘、除以同一个数；一个数；(2)将将热热化学方程式化学方程式进进行加减运算行加减运算时时，H也同也同样样要要进进行加减运算，行加减运算，且要且要带带“”、“”符号，即把符号，即把H看作一个整体看作一个整体进进行运算。行运算。(3)将一个将一个热热化学方程式化学方程式颠颠倒倒书书写写时时，H的符号也随之改的符号也随之改变变，但，但数数值值不不变变。本讲稿第二十八页，共二十九页解析解析CO和和SO2在催化剂作用下反应的化学方程式为在催化剂作用下反应的化学方程式为2COSO2=S2CO2。根据盖斯定律：将。根据盖斯定律：将2可得可得2CO(g)SO2(g)=2CO2(g)S(s)H2H1H22(283.0 kJmol1)(296.0kJmol1)270.0 kJmol1。答案答案2CO(g)SO2(g)=2CO2(g)S(s)H270.0 kJmol1应应用体用体验验本讲稿第二十九页，共二十九页