高中化学-化学反应与能量

§选修四-化学反应原理

化学反应与能量

一．知识解读

一、焓变反应热

1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol

3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热

放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0

吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0

☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应

③大多数的化合反应④金属与酸的反应

⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应

③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等

二、热化学方程式

书写化学方程式注意要点:

①热化学方程式必须标出能量变化。

②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示）

③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。

④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数

⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变

三、燃烧热

1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。

※注意以下几点：

①研究条件：101 kPa

②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。

③燃烧物的物质的量：1 mol

④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol）

四、中和热

1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。

2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：

H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol

3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。

4．中和热的测定实验

五、盖斯定律

1．内容：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和

与该反应一步完成的反应热是相同的。

二．习题演练

例1：（04GD ）已知葡萄糖的燃烧热是2804kJ/mol ，当它氧化生成1g 水时放出的热量是 （ ）

A ．26．0kJ

B ．51.9 kJ

C ．155.8 kJ

D ．467.3kJ

例2：（03QG ）已知在1*105

Pa ，298K 条件下，2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ 热量，下列热化学方程式正确的是 （ ）

A ．H 2O(g)=H 2(g)+1/2O 2(g) ΔH = + 242kJ/mol

B ．2H 2(g)+O 2(g) = 2H 2O(l) ΔH = -

484kJ/mol

C ．H 2(g)+2

1O 2(g) = H 2O(g) ΔH = + 242kJ/mol D ．2H 2(g)+O 2(g) = 2H 2O(g) ΔH = +

484kJ/mol

例3．（08SH ）已知：H 2(g)+F 2(g)→2HF(g)+270 kJ ，下列说法正确的是 （ ）

A ．2 L 氟化氢气体分解成1 L 氢气与1 L 氟气吸收270 kJ 热量

B ．1 mol 氢气与1 mol 氟气反应生成2mol 液态氟化氢放出热量小于270 kJ

C ．在相同条件下，1 mol 氢气与1 mol 氟气的能量总和大于2 mol 氟化氢气体的能量

D ．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270 kJ 热量

例4．(07JS07)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是

①CH 3OH(g)＋ H 2O(g) = CO 2(g)＋3H 2(g) ∆H = + 49.0 kJ·mol －1

②CH 3OH(g)＋21

O 2(g) = CO 2(g)＋2H 2(g) ∆H = －192.9 kJ·mol －1 0反应过程反应物的

总能量

生成物的

总能量CO 2(g) + 3H 2(g)

CH 3OH(g) + H 2(g)能量

∆H

下列说法正确的是 A ．CH 3OH 的燃烧热为192.9 kJ·mol

－1 B ．反应①中的能量变化如图所示

C ．CH 3OH 转变成H 2的过程一定要吸收能量

D ．根据②推知反应：CH 3OH(l)+1/2O 2(g) = CO 2(g)+2H 2(g)的H ＞－192.9 kJ·mol －1

例5． (07QG)已知：①1 mol H 2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ 的能量；②1 mol Cl 2

分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ 的能量；③由H 原子和Cl 原子形成1 mol HCl 分子时

释放431 kJ 的能量；下列叙述正确的是

A ．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 H 2(g)＋Cl 2(g) = 2HCl(g)

B ．氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体，反应的∆H = 183 kJ/mol

C ．氢气和氯气反应生成2 mol 氯化氢气体，反应的∆H =－183 kJ/mol

D ．氢气和氯气反应生成1 mol 氯化氢气体，反应的∆H =－183 kJ/mol

例6．(07GD) 灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体，已知：

①Sn(s 、白)＋2HCl(aq)＝SnCl 2(aq)＋H 2(g)；∆H 1

②Sn(s 、灰)＋2HCl(aq)＝SnCl 2(aq)＋H 2(g)；∆H 2

③Sn(s 、灰)>13.2 ℃

<13.2 ℃Sn(s 、白)；∆H 3＝＋2.1 kJ/mol ；

下列说法正确的是 （ ）

A ．∆H 1＞∆H 2

B ．锡在常温下以灰锡状态存在

C ．灰锡转化为白锡的反应是放热反应

D ．锡制器皿长期处于低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏

例7：（06江苏）下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH 前者大于后者的是

（ ）

① C(s)+O 2(g)=CO 2(g) ；ΔH 1 C(s)+ 2

1O 2(g)=CO(g) ；ΔH 2 ② S(s)+O 2(g)=SO 2(g) ；ΔH 3 S(g)+ O 2(g)=SO 2(g) ；ΔH 4

③ H 2(g)+ 2

1O 2(g)=H 2O(l) ；ΔH 5 2H 2(g)+ O 2(g)=2H 2O(l) ；ΔH 6 ④ CaCO 3(s)=CaO(s)+CO 2(s)；ΔH 7 CaO(s)+ H 2O(l)= Ca(OH)2(s) ；ΔH 8

A ．① B．④ C．②③④ D．①②③

例8．（08年重庆理综）化学反应N 2＋3H 2 ＝ 2NH 3的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是

A ．N 2(g)＋3H 2(g) ＝ 2NH 3(l)；⊿H ＝ 2(a —b —c )kJ·mol －1

B ．N 2(g)＋3H 2(g) ＝ 2NH 3(g) ；⊿H ＝ 2(b —a )kJ·mol －1

C ．21N 2(g)＋2

3H 2(g) ＝ NH 3(l) ；⊿H ＝ (b ＋c —a )kJ·mol －1