2017-2018学年高中化学三维设计江苏专版必修二讲义：专题2 第二单元 化学反应中的热量 Word版含答案

第二单元化学反应中的热量[课标要求]1．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。

2．知道吸热反应和放热反应的涵义和常见的放热反应、吸热反应。

3．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

1．吸热反应和放热反应：吸收热量的化学反应叫吸热反应，有热量放出的化学反应叫放热反应。

2．反应吸热或放热的原因：(1)微观上：断开化学键吸收的能量与形成化学键放出的能量不同，若前者大为吸热反应，后者大为放热反应；(2)宏观上：反应物的总能量与生成物的总能量不同，若前者小于后者为吸热反应，前者大于后者为放热反应。

3．常见的放热反应和吸热反应：(1)放热反应：①燃烧②中和反应③活泼金属与H2O或酸的反应④大多数化合反应。

(2)吸热反应：①CO、H2还原金属氧化物的反应②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应③大多数分解反应。

4．书写热化学方程式的“三步骤”：(1)写出配平的化学方程式；(2)标明物质的状态；(3)计算并写出对应的反应热ΔH。

化学反应中的热量变化1．化学反应中的能量变化(1)化学反应的基本特征都有新物质生成，常伴随着能量变化及发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象。

①能量的变化主要表现为热量的放出或吸收。

②在化学反应中，反应前后能量守恒。

(2)反应热①含义：在化学反应中放出或吸收的热量通常叫做反应热。

②符号与单位：反应热用符号ΔH表示，单位一般采用kJ·mol－1。

2．放热反应与吸热反应(1)化学能与热能转化的实验探究①镁与盐酸反应②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应由上述实验可知，化学反应都伴随着能量变化，有的放出能量，有的吸收能量。

(2)放热反应：有热量放出的化学反应；吸热反应：吸收热量的化学反应。

[特别提醒]需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应(如炭的燃烧)，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应[如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应]。

3．化学反应中能量变化的原因(1)从化学键角度分析化学反应中的能量变化①请根据下列信息分析氢气燃烧生成水蒸气时，为什么会发生能量变化？从给出的信息可知，在化学反应过程中，反应物分子中旧键断裂需吸收能量，生成物分子中新键形成放出能量。

断裂1 mol H2和12mol O2中化学键吸收的能量总和为436_kJ＋249_kJ＝685_kJ。

形成1 mol H2O中的共价键释放的能量为930_kJ。

因此反应放出的能量大于(填“大于”或“小于”)吸收的能量，故该反应放出能量。

②化学反应中的能量变化可以用右图形象地表示出来：a．若E1>E2，反应吸收能量；b．若E1<E2，反应放出能量。

(2)从物质总能量高低角度分析化学反应中的能量变化①从物质内部能量分析化学反应过程：化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。

②物质总能量与化学反应能量变化的关系：a．图Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应释放能量；b．图Ⅱ中反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。

1．化学反应的本质是什么？断裂化学键、形成化学键与物质能量之间有什么关系？提示：化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成；断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。

2．已知下列物质的键能：对于反应：H2＋Cl2===2HCl，若生成2 mol HCl，反应过程中断裂化学键共吸收的能量是多少？形成化学键共放出的能量是多少？依据以上两个数据判断该反应是放出还是吸收能量，并确定放出或吸收能量的多少？提示：反应过程中断裂化学键共吸收的能量是436.4 kJ＋242.7 kJ＝679.1 kJ，形成化学键共放出的能量是431.8 kJ×2＝863.6 kJ，由于863.6＞679.1，故该反应放出能量，放出的能量为863.6 kJ－679.1 kJ＝184.5 kJ。

1．放热反应与吸热反应的比较(1)并非所有的分解反应都为吸热反应，如双氧水的分解为放热反应。

(2)并非所有的化合反应都为放热反应，如CO 2＋C=====△2CO 为吸热反应。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)只要有化学键的断裂，一定发生化学反应( ) (2)断裂化学键释放出能量而生成新化学键则吸收能量( )(3)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收能量( ) (4)化学反应的过程实际上是一个旧键断裂的过程( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)×2．下列变化一定是放热的化学反应的是( ) A ．H 2O(g)===H 2O(l) B ．2HI(g)===H 2(g)＋I 2(g)C ．形成化学键时共放出能量862 kJ 的化学反应D ．能量变化如图所示的化学反应解析：选D A 项，气态水变成液态水放出热量，但属于物理变化；B 项，该反应为分解反应，是吸热反应；C 项，未告诉断裂化学键吸收的能量，不能判断该反应是吸热反应还是放热反应；D 项，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。

热化学方程式1．概念表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式。

2．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。

3．实例8 g CH 4气体完全燃烧生成CO 2和液态水，放出445 kJ 的热量，则反应的热化学方程式为CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH ＝－890 kJ·mol －1。

氢气在氧气中燃烧的热量变化，可用下列热化学方程式分别表示： ①2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)ΔH ＝－571.6 kJ·mol －1②H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l)ΔH ＝－285.8 kJ·mol －1③H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(g)ΔH ＝－241.8 kJ·mol －1[问题思考]1．①与化学方程式2H 2＋O 2=====点燃2H 2O 相比较，有何特点？提示：注明了反应物、生成物的状态；在化学方程式的右边注明了反应热ΔH 的正负、数值和单位。

2．①与②相比较，ΔH 不同的原因是什么？提示：化学计量数不同，参加反应H 2的物质的量不同，ΔH 不同。

3．②和③相比较，ΔH 不同的原因是什么？提示：参加反应H 2的物质的量相同，生成H 2O 的状态不同，ΔH 不同。

4．③表示的意义是什么？提示：在一定条件下，1 mol 氢气与12 mol 氧气完全反应，生成1 mol 气态水放出241.8kJ 的热量。

1．书写热化学方程式的“三步骤”2．理解热化学方程式的“四注意”(1)反应条件书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件，一般情况下ΔH是在25 ℃、1.01×105 Pa 下测定的，可不注明温度和压强。

(2)能量变化ΔH表明反应放出或吸收的能量，ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用空格隔开。

若为放热反应，ΔH<0；若为吸热反应，ΔH>0。

ΔH的单位一般为kJ·mol－1。

(3)物质状态反应物和生成物的聚集状态不同，ΔH不同。

因此，必须注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。

热化学方程式中不标“↑”和“↓”。

(4)化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数，且ΔH与化学计量数对应成比例。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.6 kJ()(2)2CO＋O2===2CO2ΔH＝－565.2 kJ·mol－1()(3)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝889.6 kJ·mol－1()(4)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.5 kJ·mol－1()解析：ΔH的单位是kJ·mol－1，(1)错误；热化学方程式必须注明物质的状态，(2)错误；CH4燃烧为放热反应，ΔH<0，(3)错误；(4)正确。

答案：(1)×(2)×(3)×(4)√2．请写出298 K 101 kPa时，下列反应的热化学方程式。

(1)1 mol C 与1 mol 水蒸气反应生成 1 mol CO 和1 mol H 2，吸热131.5 kJ ：____________。

(2)用CO(g)还原1 mol Fe 2O 3(s)，放热24.8 kJ ：______________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)物质反应中的热量变化与能量变化相对应。

1 mol C 与1 mol 水蒸气反应生成1 mol CO 和1 mol H 2，吸热131.5 kJ ，则该反应的热化学方程式是C(g)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH ＝131.5 kJ·mol －1。

(2)用CO(g)还原1 mol Fe 2O 3(s)，放热24.8 kJ ，则反应的热化学方程式是3CO(g)＋Fe 2O 3(s)===3CO 2(g)＋2Fe(s) ΔH ＝－24.8 kJ·mol －1。

答案：(1)C(g)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH ＝131.5 kJ·mol －1(2)3CO(g)＋Fe 2O 3(s)===3CO 2(g)＋2Fe(s) ΔH ＝－24.8 kJ·mol －1[方法技巧]判断热化学方程式正误的方法——“四看法”(1)看各物质的聚集状态是否正确。

(2)看ΔH 变化的“＋”、“－”是否正确。

(3)看ΔH 的单位是否正确。

(4)看ΔH 数值与化学计量数是否相对应。

燃料燃烧释放的热量1．热值已知下列几种燃料的热值：①C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－396 kJ·mol －1②CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l)ΔH ＝－896 kJ·mol －1③H 2(g)＋12O 2(g)===H 2O(l)ΔH ＝－286 kJ·mol －1④C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(l)ΔH ＝－1 380 kJ·mol －1(1)完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是④>②>①>③。