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1、第第2讲讲化学能与化学能与热热能能 一、放热反应与吸热反应一、放热反应与吸热反应1放热反应与吸热反应的比较放热反应与吸热反应的比较2.燃烧热与中和热燃烧热与中和热 易易错警示警示 1键能越大，物质所含能量越低，物质越稳定；键能越小，物键能越大，物质所含能量越低，物质越稳定；键能越小，物质所含能量越高，物质越不稳定。如质所含能量越高，物质越不稳定。如HF键的键能远大于键的键能远大于HI键键的键能，的键能，HF的稳定性远大于的稳定性远大于HI，HF含有的能量含有的能量HI含有的能量。含有的能量。常常被误认为键能越大，其物质所含的能量也越大。常常被误认为键能越大，其物质所含的能量也越大。2物质所含能
2、量越低，断裂其化学键所吸收的能量越高，而形物质所含能量越低，断裂其化学键所吸收的能量越高，而形成化学键所释放的能量也越多。成化学键所释放的能量也越多。3不能根据反应条件是否需要加热来判断一个反应是放热反应不能根据反应条件是否需要加热来判断一个反应是放热反应还是吸热反应，原因是有些放热反应需要加热才能进行还是吸热反应，原因是有些放热反应需要加热才能进行(如炭的燃如炭的燃烧烧)，而有些吸热反应常温下即可进行，而有些吸热反应常温下即可进行(如如NH4Cl与氢氧化钡晶体的与氢氧化钡晶体的反应反应)。4中和热只强调中和热只强调H和和OH结合生成结合生成1 mol水时对应的热效应。水时对应的热效应。Ba(
3、OH)2与与H2SO4反应既有水又有沉淀生成，故不属于中和热。燃反应既有水又有沉淀生成，故不属于中和热。燃烧热强调烧热强调1 mol可燃物完全燃烧且生成稳定的氧化物，故可燃物完全燃烧且生成稳定的氧化物，故H2和和Cl2作作用生成用生成HCl不属于燃烧热。不属于燃烧热。二、热化学方程式的书写二、热化学方程式的书写1注意注意H的符号和单位的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kJ/mol。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，
4、但绝绝大大多数多数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和可不注明温度和压压强强。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的物物质质的量，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量数可以是整数，也可以是分数。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应物和产物的聚集状态不同，反应热反应物和产物的聚集状态不同，反应热H不同。因此，必须注明不同。因此，必须注
5、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，液体用“l”，固体用，固体用“s”，溶液用，溶液用“aq”。热化学方程式。热化学方程式中不用中不用和和。5注意注意H的数值与符号的数值与符号热热化学方程式是表示反化学方程式是表示反应应已完成的数量。由于已完成的数量。由于H与反与反应应完成的物完成的物质质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计计量数必量数必须须与与H相相对对应应，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。逆反也要加倍。逆反应应的反的反应热应热数数
6、值值相相等，但符号相反。等，但符号相反。易易错错警示警示 1书写热化学方程式时，有些学生往往不注明物质状态。书写热化学方程式时，有些学生往往不注明物质状态。2热化学方程式不用注明热化学方程式不用注明“点燃点燃”、“加热加热”等条件。等条件。3对一个给定的可逆反应，平衡移动时，体系的反应热随之发生对一个给定的可逆反应，平衡移动时，体系的反应热随之发生变化，但热化学方程式后的变化，但热化学方程式后的H不变。不变。三、盖斯定律的应用三、盖斯定律的应用1理论依据：反应热只与反应始态理论依据：反应热只与反应始态(各反应物各反应物)和终态和终态(各生成物各生成物)有关，而与具体反应的途径无关。有关，而与具
7、体反应的途径无关。2计算模式计算模式3主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。4注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径。径。(1)当反当反应应式乘以或除以某数式乘以或除以某数时时，H也也应应乘以或除以某数。乘以或除以某数。(2)热热化学方程式加减运算以及比化学方程式加减运算以及比较较反反应热应热的大小的大小时时，H都要都要带带“”、“”号号进进行行计计算、比算、比较较，即把，即把H看作一个整体看作一个整体进进行分析判断。行分析判断。(3)在在设计设计的反的反应应途径中常会遇到同一物途
8、径中常会遇到同一物质质固、液、气三固、液、气三态态的相互的相互转转化，状化，状态态由固由固液液气气变变化化时时，会吸，会吸热热；反之会放；反之会放热热。(4)当当设计设计的反的反应应逆向逆向进进行行时时，其，其H与正反与正反应应的的H数数值值相等，符相等，符号相反。号相反。易易错警示警示 比较反应热比较反应热H的大小要注意反应热的数值和符号。若为放热反的大小要注意反应热的数值和符号。若为放热反应，热量越多，应，热量越多，H越小；若为吸热反应，热量越多，越小；若为吸热反应，热量越多，H越大。审越大。审题时要特别注意，如果题中说出了题时要特别注意，如果题中说出了“吸收吸收”或或“放出放出”热量，则
9、不用热量，则不用再写再写“”、“”号，热量多少也只看数值。如果题中只说号，热量多少也只看数值。如果题中只说“反应热反应热为为”等，则数值前应标出等，则数值前应标出“”、“”分别表示分别表示“吸热吸热”、“放热放热”。有关有关热热化学方程式的判断化学方程式的判断 例例1(2011年潍坊模拟年潍坊模拟)在在298 K、1.01105 Pa下，将下，将22 g CO2通入通入750 mL 1 molL1 NaOH溶液中充分反溶液中充分反应应，测测得反得反应应放出放出x kJ的的热热量。已知在量。已知在该该条件下，条件下，1 mol CO2通入通入1 L 2 molL1 NaOH溶液中充分反溶液中充分
10、反应应放出放出y kJ的的热热量。量。则则CO2与与NaOH溶液反溶液反应应生成生成NaHCO3的的热热化学方程式正确的是化学方程式正确的是()ACO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(2yx)kJmol1BCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(2xy)kJmol1CCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(4xy)kJmol1D2CO2(g)2NaOH(l)=2NaHCO3(l)H(8x2y)kJmol1 答案答案 C 解析：解析：中和热是指强酸、强碱稀溶液反应生成中和热是指强酸、强碱稀溶液反应生成1 mol H2O(l)时放出时放出的热量，选项的热
11、量，选项A错误；辛烷的燃烧热是指错误；辛烷的燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物如稳定的氧化物如H2O(l)而不是而不是H2O(g)，选项，选项C、D均错误，故选项均错误，故选项B正确。正确。答案：答案：B反反应热应热与化学与化学键键断裂与形成之断裂与形成之间间的关系的关系 例例2(2011年高考重庆理综年高考重庆理综)SF6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键键需要吸收的能量分需要吸
12、收的能量分别为别为160 kJ、330 kJ，则则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反的反应热应热H为为()A1 780 kJ/molB1 220 kJ/molC450 kJ/mol D430 kJ/mol解析解析断裂断裂1 mol SS键吸收能量键吸收能量280 kJ，断裂，断裂3 mol FF键吸键吸收能量收能量3160 kJ，则吸收的总能量为，则吸收的总能量为Q吸吸280 kJ3160 kJ760 kJ，释放的总能量为，释放的总能量为Q放放330 kJ61 980 kJ，由反应方程式：，由反应方程式：S(s)3F2(g)=SF6(g)可知，可知，H760 kJ/mol1 980 kJ/
13、mol 1 220 kJ/mol。答案答案B2(2010年高考重庆卷年高考重庆卷)已知已知H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H72 kJmol1，蒸，蒸发发1 mol Br2(l)需要吸收的能量需要吸收的能量为为30 kJ，其他相，其他相关数据如下表：关数据如下表：则则表中表中a为为()A404B260 C230 D200解析：解析：化学反应的实质是旧键断裂化学反应的实质是旧键断裂(吸收能量吸收能量)和新键形成和新键形成(放出放出能量能量)，故有，故有H(43630a3692)kJmol172 kJmol1，a200，D项正确。项正确。答案：答案：D盖斯定律的盖斯定律的应应用用 例例33(
14、2010年高考课标全国卷年高考课标全国卷)已知：已知：HCN(aq)与与NaOH(aq)反反应的的H12.1 kJmol1；HCl(aq)与与NaOH(aq)反反应的的H55.6 kJmol1。则HCN在水溶液中在水溶液中电离的离的H等于等于()A67.7 kJmol1B43.5 kJmol1C43.5 kJmol1 D67.7 kJmol1 解析解析 强酸和强碱反应的中和热为强酸和强碱反应的中和热为55.6 kJmol1，当氢氰酸与氢，当氢氰酸与氢氧化钠反应时，由于氢氰酸为弱酸，存在氢氰酸的电离反应，该反应氧化钠反应时，由于氢氰酸为弱酸，存在氢氰酸的电离反应，该反应为吸热反应，故两者反应时放
15、出的热量较强酸和强碱反应放出的热量为吸热反应，故两者反应时放出的热量较强酸和强碱反应放出的热量少，两者的差值少，两者的差值(55.612.143.5)就是氢氰酸在水溶液中电离吸收就是氢氰酸在水溶液中电离吸收的热量的数值，电离反应吸热，的热量的数值，电离反应吸热，H为正值，故为正值，故C项正确。项正确。答案答案 C3(2011年高考海南化学年高考海南化学)已知：已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol12Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 kJmol1则则反反应应Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的的H为为()A519.4 kJmol1B25
16、9.7 kJmol1C259.7 kJmol1 D519.4 kJmol1答案：答案：C 联联合国气候合国气候变变化大会于化大会于2009年年12月月718日在哥本哈根召开。中日在哥本哈根召开。中国政府承国政府承诺诺到到2020年，年，单单位位GDP二氧化碳排放比二氧化碳排放比2005年下降年下降40%45%。(1)有效有效“减碳减碳”的手段之一是的手段之一是节节能。下列制能。下列制氢氢方法最方法最节节能的是能的是_(填字母序号填字母序号)。(3)在催化在催化剂剂和一定温度、和一定温度、压压强强条件下，条件下，CO与与H2可反可反应应生成甲醇：生成甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)，
17、CO的平衡的平衡转转化率与温度、化率与温度、压压强强的的关系如关系如图图所示，所示，则则：p1_p2(填填“”、“”或或“”)，上述反，上述反应应的的H_0(填填“”、“”或或“”)。解析：解析：(1)太阳能是取之不尽的天然能源，用太阳能分解水最节能。太阳能是取之不尽的天然能源，用太阳能分解水最节能。(2)利用盖斯定律进行计算，将三个方程式进行形式变换，利用盖斯定律进行计算，将三个方程式进行形式变换，2CO(g)4H2(g)2CH3OH(g)H181.4 kJmol12CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H23.5 kJmol12CO2(g)2H2(g)2CO(g)2H2O(g)H
18、82.4 kJmol1三式相加得：三式相加得：2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)H122.5 kJmol1(3)由图示可知，温度越高，由图示可知，温度越高，CO的转化率越低，说明正反应放热，的转化率越低，说明正反应放热，H0，该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强时，平，该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强时，平衡正向移动，衡正向移动，CO的转化率增大，所以的转化率增大，所以p1p2。答案：答案：(1)C(2)2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)H 122.5 kJmol1(3)1(2011年高考海南卷年高考海南卷)(双选双选)某
19、反应的某反应的H100 kJmol1，下列有关该反应的叙述正确的是下列有关该反应的叙述正确的是()A正反正反应应活化能小于活化能小于100 kJmol1B逆反逆反应应活化能一定小于活化能一定小于100 kJmol1C正反正反应应活化能不小于活化能不小于100 kJmol1D正反正反应应活化能比逆反活化能比逆反应应活化能大活化能大100 kJmol1解析：解析：某反应的某反应的H100 kJmol1，说明该反应的正反应为吸，说明该反应的正反应为吸热反应，且正反应的活化能比逆反应的活化能大热反应，且正反应的活化能比逆反应的活化能大100 kJmol1，正，正反应的活化能应大于反应的活化能应大于10
20、0 kJmol1，无法确定逆反应的活化能大小。，无法确定逆反应的活化能大小。答案：答案：CD答案：答案：B 3(2010年高考山东理综年高考山东理综)下列与化学反下列与化学反应应能量能量变变化相关的叙述正化相关的叙述正确的是确的是()A生成物生成物总总能量一定低于反能量一定低于反应应物物总总能量能量B放放热热反反应应的反的反应应速率速率总总是大于吸是大于吸热热反反应应的反的反应应速率速率C应应用盖斯定律，可用盖斯定律，可计计算某些算某些难难以直接以直接测测量的反量的反应焓变应焓变D同温同同温同压压下，下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下在光照和点燃条件下的的H不同不同解
21、析：解析：根据生成物总能量和反应物总能量的相对大小，把化学反根据生成物总能量和反应物总能量的相对大小，把化学反应分为吸热反应和放热反应，吸热反应的生成物总能量高于反应物应分为吸热反应和放热反应，吸热反应的生成物总能量高于反应物总能量，放热反应的生成物总能量低于反应物总能量；反应速率是总能量，放热反应的生成物总能量低于反应物总能量；反应速率是单位时间内物质浓度的变化，与反应的吸热、放热无关；同温同压单位时间内物质浓度的变化，与反应的吸热、放热无关；同温同压下，下，H2(g)和和Cl2(g)的总能量与的总能量与HCl(g)的总能量的差值不受光照和点的总能量的差值不受光照和点燃条件的影响，所以该反应
22、的燃条件的影响，所以该反应的H相同。相同。答案：答案：C4某某实验实验小小组组用用0.50 molL1NaOH溶液和溶液和0.50 molL1硫酸溶液硫酸溶液进进行中和行中和热热的的测测定。定。.配制配制0.50 molL1NaOH溶液溶液(1)若若实验实验中大中大约约要使用要使用245 mL NaOH溶液，至少需要称量溶液，至少需要称量NaOH固体固体_g。(2)从下从下图图中中选择选择称量称量NaOH固体所需要的固体所需要的仪仪器器(填字母填字母)：_。.测测定稀硫酸和稀定稀硫酸和稀氢氢氧化氧化钠钠中和中和热热的的实验实验装置如装置如图图所示。所示。(1)写出写出该该反反应应的的热热化学方
23、程式化学方程式(中和中和热为热为57.3 kJ/mol)：_。(2)取取50 mL NaOH溶液和溶液和30 mL硫酸溶液硫酸溶液进进行行实验实验，实验实验数据如数据如下表。下表。请请填写下表中的空白：填写下表中的空白：近似近似认为认为0.50 molL1NaOH溶液和溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密硫酸溶液的密度都是度都是1.0 g/mL，中和后生成溶液的比，中和后生成溶液的比热热容容为为4.18 J/(g)，则则中和中和热热H_(取小数点后一位取小数点后一位)。上述上述实验实验数数值结值结果与果与57.3 kJ/mol有偏差，有偏差，产产生偏差的原因不可生偏差的原因不可能是能是(填字母填字母)_。a实验实验装置保温、隔装置保温、隔热热效果差效果差b量取量取NaOH溶液的体溶液的体积时积时仰仰视读视读数数c分多次把分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小溶液倒入盛有硫酸的小烧烧杯中杯中d用温度用温度计测计测定定NaOH溶液起始温度后直接溶液起始温度后直接测测定定H2SO4溶液溶液答案答案：.(1)5.0(2)abe.(1)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJ/mol(2)4.053.5 kJ/molb