高中化学 专题2 化学反应与能量转化 第2单元化学反应中的热量课件 苏教版

A．2H2＋O2===2H2O ΔH＝－484 kJ· mol－1 B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－484 kJ· mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484 kJ· mol D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝484 kJ· mol
【答案】 A
2．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是 ( )
A．该反应是吸热反应 B．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出x kJ能量 C．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量 D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
(6)化学反应中的能量变化全部是以热量的形式变化的。(
【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
[合作· 探究]
利用化学键定量分析化学反应的能量变化的探究 [探究背景] 已知下列物质的键能： H—H Cl—Cl H—Cl 键能/(kJ· mol－1) 436.4 242.7 431.8
【解析】 化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键的断裂吸收热 量，新键的形成放出热量，两个热量变化的总体效应即为反应的热效应。S(s)＋ 3F2(g)===SF6(g)的反应过程中旧键断裂吸收的热量为280 kJ＋160 kJ×3＝760 kJ， 新键形成放出的热量为330 kJ×6＝1 980 kJ，反应放出1 220 kJ的热量，ΔH＝－1 220 kJ· mol－1。
【解析】 由图示知反应物总能量高于生成物总能量，该反应是放热反应， A、D项错误；断键时吸收能量，B项错误。
【答案】 C
3．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s) 转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为 160 kJ、330 kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为( A．－1 780 kJ· mol－1 C．－450 kJ· mol－1 B．－1 220 kJ· mol－1 D．＋430 kJ· mol－1 )
2.有关ΔH计算的两个公式 (1)根据反应物和生成物的总能量计算 ΔH＝E(生成物)－E(反应物) (2)根据键能计算 ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和
[题组· 冲关] 题组1 化学反应中能量变化的原因和基本计算ΔH 1．下列说法正确的是 ( )
A．任何化学反应都伴随着能量的变化 B．H2O(g)―→H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化 C．化学反应中能量的变化都表现为热量的变化 D．对于如图所示的过程，是吸收能量的过程
【解析】 化石燃料充分燃烧的条件是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接 触，且空气或氧气要适当过量，①不正确；固体煤变为气体燃料后，接触面积增 大，燃烧更充分，燃烧效率更高，④不正确。
【提示】 (1)生产H2的原料来源广(如水)； (2)H2的热值高，即单位质量的H2完全燃烧放出的热量多； (3)H2的燃烧产物是水，无污染。
[核心· 突破] 1．燃料燃烧释放的热量 (1)特点 质量相同的不同燃料，由于它们的热值不同，完全燃烧后放出的热量不相 同。 (2)计算方法 燃料燃烧放出的热量＝形成生成物中的化学键放出的总能量－断裂反应物中 的化学键吸收的总能量。
【答案】 B
4．(双选)(2016· 台州高一质检)金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质 (同素异形体)。在100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的热能。 据此，试判断在100 kPa压强下，下列结论正确的是( A．石墨比金刚石稳定 B．金刚石比石墨稳定 C．1 mol石墨比1 mol金刚石的总能量高 D．1 mol石墨比1 mol金刚石的总能量低 )
[探究问题] 1．断键和成键能量如何变化？
【提示】 断键吸收能量，成键放出能量。
2．对于反应：H2＋Cl2===2HCl，反应过程中断裂化学裂共吸收的能量是多 少？形成化学键共放出的能量是多少？ 【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。
3．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH为多少？
【提示】 ΔH＝679.1 kJ/mol－863.6 kJ/mol ＝－184.5 kJ/mol。
4．利用键能如何计算反应的ΔH？写出一般计算式。 【提示】 ΔH＝E(反应物)－E(生成物) (E为键能)。
[核心· 突破] 1．吸热反应与放热反应的比较
(2)反应的条件 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 1.01×105pa下测定的，可不注明温度和压强。 (3)化学计量数 注意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。 (4)物质的聚集状态 反应物和生成物的聚集状态不同，反应热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。气体用“g”，液体用“l”，固体用 “s”，溶液用“aq”表示。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。 ℃、
知 识 点 一
第二单元 化学反应中的热量
知 识 点 二
学 业 分 层 测 评
1．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应等概念。 2．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，能说出常 见的能量转化形式。(重点) 3．了解热化学方程式的含义，学会热化学方程式的书写和简单计算。(重点) 4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。认识提高燃料的燃烧效 率、开发高能清洁燃料的重要性。
(2)能量变化与物质总能量的关系 化学反应 放出热量 ↑ 大于 反应物的总能量――→生成物的总能量 小于 ↓ 化学反应 吸收热量
(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。 ( (5)化学反应必然伴随着能注意以下几点：一是物质的化学计量数与ΔH 的大小相对应；二是物质的聚集状态与ΔH的大小相对应；三是ΔH的“＋”和 “－”要与吸热反应和放热反应相对应。A选项中未标明状态；B选项方程式中 H2O的存在状态与题意不符；D选项ΔH的“＋”、“－”未标出。
【答案】 C
(2)化学工作者研究的课题涉及以下方面 ①研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗的技术，研 究提高燃料利用率的措施； ②研究怎样防止燃料燃烧造成的环境污染； ③通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为洁净燃料； ④开发氢能、核能、太阳能等洁净、高效的新能源。
氢气作为一种新型能源，未来发展潜力很大，请分析H2作为新型能源有哪些 优点？
题组2 热化学方程式的含义与书写 1 1 5．下列对热化学方程式 2 H2(g)＋ 2 I2(g)===HI(g) ΔH＝＋26 kJ· mol－1的叙述 中，正确的是( )
A．1 mol氢气和1 mol碘蒸气完全反应需要吸收26 kJ的热量 B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52 kJ的热量 C．1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应生成2 mol的HI气体需吸收52 kJ的热量 D．1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应放出26 kJ的热量
2．提高燃料的使用效率 (1)当今世界上使用最多的能源：化石燃料，即煤、石油、天然气。 (2)化石燃料需亟待解决的问题
(3)燃料充分燃烧的条件 ①要有足够多的空气； ②燃料与空气要有足够大的接触面。
[题组· 冲关] 题组 燃料燃烧放出的能量 1．下列说法不正确的是 ( )
①化石燃料在任何条件下都能充分燃烧 ②化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体 ③直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好 ④固体煤变为气体燃料后，燃烧效率更低 A．①④ C．②③ B．②③④ D．①③④
【解析】 任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化 学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新 化学键的形成，故不是化学变化，B项错误；化学反应中能量变化的形式有多 种，除热能外，还有光能、电能等，C项错误；由图像知，该过程中反应物的总 能量大于生成物的总能量，故该过程中放出了能量，D项错误。
【规律方法】 书写热化学方程式应注意的问题 与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要 求外还应注意： (1)ΔH的意义 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为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为 kJ· mol－1。
2．化学反应的分类
3．热化学方程式 (1)概念：能表示化学反应中 放出或吸收 热量的化学方程式。 (2)书写——“三字诀”
4．化学反应中能量变化的解释 (1)能量变化与化学键的关系
吸收 能量(E1)
↑ 旧化学键断裂 反应物 ――→ 生成物 新化学键形成 ↓
放出 能量(E2)
①若E1＞E2，为 吸热反应。 ②若E1＜E2，为 放热反应。
3．反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的能量变化
燃料燃烧放出热量的多少，等于形成生成物分子的化学键 放出 的总能量与 燃烧时断裂反应物分子的化学键 吸收 的总能量之差。
4．提高燃料的使用效率 (1)化石燃料的利用存在着下列亟待解决的问题 ①燃烧时发生不完全燃烧，排放大量烟尘和 CO ，②煤中灰分含量大，水分 多，热效率低，③燃烧排出的废气中含有 SO2 和 氮氧化物 ，排到大气中形成酸 雨。
(5)化学方程式中化学计量数与ΔH的关系： 由于ΔH与反应完成的物质的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面 的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应 向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
燃 料 燃 烧 释 放 的 热 量
[基础· 初探] 1．当今社会的主要能源为 煤、石油、天然气 等化石燃料。 2．热值 在一定条件下，单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，质量相同的不同燃 料，完全燃烧后放出的热量 不相等 。
【解析】 石墨转变成金刚石的热化学方程式为C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.895 kJ· mol 1，故1 mol金刚石具有的总能量高于1 mol石墨具有的总能
－
量。依据能量越低越稳定判断石墨比金刚石稳定。
【答案】 AD
【易误警示】 (1)物质的能量越低越稳定，物质的键能越大越稳定，物质的 “键能”与“能量”是两个不同的概念，前者为断键需吸收的能量，后者指物质 所具有的能量。 (2)化学反应的热效应与该反应是否需要加热没有必然联系，开始需加热的反 应可能是吸热反应，也可能是放热反应。但反应过程中需要持续加热的反应一定 是吸热反应。
【解析】 在A、B、D三个选项中均未指明生成物的状态；A、D则未将反 应的化学计量数与ΔH正确对应起来；热化学方程式中各物质前的化学计量数并不 是表示分子个数，B错误；且D将反应错认为是放热反应。
【答案】 C
6．已知在1×105Pa,298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热 量，下列热化学方程式正确的是( )
化学反应中的热量变化
[基础· 初探] 1．化学反应中常见能量转化方式 (1)物质的燃烧反应是 化学 能转化为 热能和 光能。 (2)植物光合作用是 光能转化为 化学能。 (3)高温加热分解CaCO3是 热 能转化为 化学 能。 (4)闪电时产生NO是 电能转化为 化学 能。 (5)水的电解为 电能转化为 化学 能。