化学反应与热能--讲义

化学反应与热能--讲义

【考纲要求】

1、了解化学反应中能量变化的原因及常见的形式

2、了解化学能与热能的相互转化

3、了解吸热反应、放热反应、反应热等概念

4、了解焓变（△H ）与反应热的含义

5、了解能源是人类存在和社会发展的重要基础，化学在改变能源危机中的重要作用 【真题体验】

1.[2020年山东新高考]探究CH 3OH 合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH 3OH 的产率。以CO 2、H 2为原料合

成CH 3OH 涉及的主要反应如下： Ⅰ. 2232CO (g)3H (g)CH OH(g)H O(g)++ 1149.5kJ mol H -∆=-⋅ Ⅱ. 23CO(g)2H (g)CH OH(g)+

1290.4kJ mol H -∆=-⋅

Ⅲ. 222CO (g)H (g)

CO(g)H O(g)++

3H ∆

回答下列问题：（1）1

3______kJ mol H -∆=⋅。

2、[2020新课标Ⅱ]天然气的主要成分为CH 4，一般还含有C 2H 6等烃类，是重要的燃料和化工原料。

（1）乙烷在一定条件可发生如下反应：C 2H 6(g)= C 2H 4(g)+H 2(g) ΔH 1，相关物质的燃烧热数据如下表所示：

物质

C 2H 6(g) C 2H 4(g) H 2(g) 燃烧热ΔH /( kJ·mol −1)

-1560

-1411

-286

①ΔH 1=_________ kJ·mol −1。

3、[2020江苏卷] HCOOH 催化释氢。在催化剂作用下， HCOOH 分解生成CO 2和H 2可能的反应机理如图-3所示。

①HCOOD 催化释氢反应除生成CO 2外，还生成__________(填化学式)。

②研究发现：其他条件不变时，以 HCOOK 溶液代替 HCOOH 催化释氢的效果更佳，其具体优点是_______________。

4.CO 2与CH 4经催化重整，制得合成气：CH 4(g)+ CO 2(g) 2CO (g)+ 2H 2(g) ①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

化学键

C —H

C=O H —H C O(CO)

动力学层面

键能/kJ·mol−1413 745

436

1075 则该反应的ΔH=_________。分别在VL恒温密闭容器A（恒容）、B（恒压，容积可变）中，加入CH4和CO2各

1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______（填“A” 或“B ”）。

【基础知识点】

【思考】如何评价一个化学反应？

主要研究物质系统在各种条件下的物理和化学变化中所伴随着的

，从而对化学反应的和进行的作出准确的判断。

研究化学过程进行的和的物理化学分支学科。它的研究对象是性质随

而变化的非平衡的动态体系。

一、焓变与反应热

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。

测量反应热的仪器：量热器

2、焓变：

3、焓变与反应热的关系：恒压条件下的反应热=焓变

4、吸热反应和放热反应

△H = △H =

反应速率、

速率常数

快反应、

慢反应

达平衡时间

活化能

有效碰撞

催化剂

……

盖斯定律

△H、△S、△G

K K a、K sp、K h

勒夏特列原理

反应物转化率

等效平衡

产率

……

热力学层面

①常见的放热反应

燃烧、中和与化合（大多数），金属与水、酸放热。

铝热反应、原电池的放电、缓慢氧化（食物的腐败、金属的腐蚀）

放热过程：浓硫酸、氢氧化钠固体的溶解

②常见的吸热反应

分解（分解）反应吸热量，铵盐与碱不能忘；二氧化碳、水蒸气，与碳反应把热吸；

电池的充电热还原的反应（氢气还原氧化铜）、盐类的水解

吸热过程：弱电解质的电离、

练习：（2012·全国高考真题）反应M＋Z→Q(△H<0)分两步进行：①M＋Z→X(△H>0)，②X→Q(△H<0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是

A．B．

C．D．

2、热化学方程式的书写

例：H2(g) + 1O2(g) = H2O(l); △H = -248kJ/mol

2

①系数代表具体mol 数，可以为分数

②不写↓和↑符号，必须注明s、l、g、aq

③不写操作类反应条件（放电、点燃、光照等，与无关）

④非常温常压（25℃，101kpa）T、P 必须注明

⑤本不应写可逆符号，但如题目给可逆号，△H 表示时的吸放热

练习1：H 2(g) + I 2(g) ⇌ 2HI(g); △H = -9.46kJ/mol 判断正误 1mol H 2 与 1mol I 2 充分反应，放热 9.46kJ （ ） H 2 与 I 2 反应，消耗 1mol H 2 时，放热 9.46kJ （

）

H 2 与 I 2 反应，生成 2mol HI 气体 时，放热 9.46kJ （ ） 练习2：依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

(1)甲硅烷(SiH 4)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO 2和液态水。已知室温下1 g 甲硅烷自燃放出热量44.6 kJ ，其热化学方程式是________________。

(2)13 g C 2H 2(g)完全燃烧生成CO 2和H 2O(l)时，放出659 kJ 的热量，该反应的热化学方程式为________。

(3)2.3 g 某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成2.7 g 水和2.24 L CO 2(标准状况)，并放出68.35 kJ 的热量，则该反应的热化学方程式为________________。

(4)已知拆开1 mol H —H 键，1 mol N —H 键，1 mol N≡N 键分别需要的能量是436 kJ 、391 kJ 、946 kJ ，则N 2与H 2反应生成NH 3的热化学方程式为________________。 二、常用的两种反应热（燃烧热、中和热）

1、燃烧热：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】

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。

【碳元素—CO 2(g);H 元素—H 2O(l)；硫元素—SO 2(g);氮元素—NO 2(g);】 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 ） 练习1：航天飞船可用肼(N 2H 4)和过氧化氢(H 2O 2)为动力源。已知1 g 液态肼和足量液态过氧化氢反应生成氮气和水

蒸气时放出20.05 kJ 的热量。下列说法中错误的是 ( ) A ．该反应中肼作还原剂

B ．液态肼的燃烧热为20.05 kJ·mol －

1

C ．该动力源的突出优点之一是生成物对环境无污染

D ．肼和过氧化氢反应的热化学方程式为：

N 2H 4(l)＋2H 2O 2(l)===N 2(g)＋4H 2O(g) ΔH ＝－641.6 kJ·mol －

1

练习2： 已知H ＋

＋OH －

===H 2O 生成 1 mol H 2O 放出热量57.3 kJ ，下列反应中能放出57.3 kJ 热量的是

( )

A ．1 mol 稀H 2SO 4与足量NaOH 溶液反应

B ．稀盐酸与氨水反应生成1 mol H 2O

C ．稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol 水

D ．稀NaOH 与95%浓硫酸反应生成1 mol 水 练习3： 含有11.2 g KOH 的稀溶液与1 L 0.1 mol·L

－1

的H 2SO 4溶液反应，放出11.46 kJ 的热量，表示该反应的中

和热的热化学方程式为 ( )

A ．KOH(aq)＋12H 2SO 4(aq)===12K 2SO 4(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－11.46 kJ·mol －

1

B ．2KOH(aq)＋H 2SO 4(aq)===K 2SO 4(aq)＋2H 2O(l) ΔH ＝－11.46 kJ·mol －

1