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第22讲化学能与热能
。
。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
,能正确书写热化学方程式。
。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
(ΔH)与反应热的含义。
,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。
考点一焓变与反应热

(1)焓变:生成物与反应物的焓值差,焓变定义式ΔH=。 
(2)反应热:在一定温度下,化学反应所的热量。恒压条件下,它等于反应前后体系的焓变,用符号表示,单位为或。 
(3)键能:键能是指气态基态原子形成化学键释放的最低能量。 
(4)活化能:活化分子具有的最低能量与分子的平均能量之差,即分子转变为分子所须吸收的能量。 

(1)化学反应中的能量变化
图6-22-1
a表示断裂旧化学键的能量,也可以表示反应的。 
②b表示生成新化学键的能量,也可以表示活化分子结合成生成物分子所的能量。 
③图中c表示反应的,可通过计算焓变值求得。 
,焓变(ΔH)为生成物的焓与反应物的焓之差:ΔH=。 
,焓变为反应物的键能和与生成物的键能和之差:ΔH=
E()-E()=-(用图中符号填空)。 
(2)常见放热反应和吸热反应
放热反应:①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属跟水或酸的反应;⑤物质的缓慢氧化;⑥原电池反应;⑦铝热反应;⑧少数分解反应,如H2O2分解。
吸热反应:①大多数分解反应;②盐的水解和弱电解质的电离;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④碳与水蒸气、C与CO2的反应。

图6-22-2
对点自测
(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)放热反应中,生成物的总能量高于反应物的总能量 ( )
(2)放热反应在任何条件下都可以发生,吸热反应不加热就不能发生 ( )
(3)活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越大 ( )
(4)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同( )
(5)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关 ( )
(6)吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量( )
(7)释放能量的过程一定是放热反应 ( )
(8)化石燃料属于可再生能源,对其过度开采不影响可持续发展 ( )
(9)天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料 ( )
2.(1)已知某反应A(g)+B(g)C(g)+D(g),反应过程中的能量变化如图6-22-3所示。
图6-22-3
该反应是(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的ΔH=(用含E1、E2的代数式表示)kJ·mol-1。 
(2)用E(C—C)、E(CC)、E(H—H)、E(C—H)表示出反应C2H4(g)+H2(g)C2H6(g)所放出的能量为。 
题组一焓变和反应热概念的理解及应用
1.[2019·山东济南模拟]下列说法中正确的是 ( )
,发生物质变化的同时不一定发生能量变化
,该反应为吸热反应
,反应吸热,ΔH>0

2.[2019·浙江杭州期末]根据如图6-22-4所示的反应判断,下列说法中错误的是 ( )
图6-22-4
2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量

,化学键断裂吸收能量,化学键生成放出能量

题组二化学反应中能量变化的图像
1.[2019·福建德化三中月考]下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。
图6-22-5
据此判断下列说法中正确的是 ( )
(a)知,石墨转变为金刚石是吸热反应
(b)知,S(g)+O2(g)SO2(g) ΔH1,
S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
(c)知,白磷比红磷稳定
(d)知,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH>0
2.[2019·河南十校模拟]研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图6-22-6所示,下列说法错误的是 ( )
<0
+使反应的活化能减小
+也是该反应的催化剂
++N2OFeO++N2、FeO++COFe++CO2两步反应均为放热反应
图6-22-6
规律小结正确理解活化能与反应热的关系
图6-22-7
①E1为正反应活化能,E2为逆反应活化能,ΔH=E1-E2。
②催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。
考点二热化学方程式
:表示参加反应的和的关系的化学方程式。 
: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变化。例如:H2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔHkJ/mol,表示在25℃×105Pa下,。 

一写方程式——写出配平的化学方程式
二标状态——用s、l、g、aq标明物质的聚集状态
三标条件——标明反应的温度和压强(101kPa、25℃
时可不标注)
四标ΔH——在方程式后写出ΔH,并根据信息注明ΔH的“+”或“-”
五标数值——根据化学计量数计算写出ΔH的值

(1)热化学方程式不标“↑”“↓”,但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。
(2)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量,其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。
(3)ΔH应包括“+”或“-”、数值和单位(kJ·mol-1)。
(4)可逆反应ΔH的数值表示完全反应时的反应热,正、逆反应的ΔH的数值相等、符号相反。
对点自测
(正确的打“√”,错误的打“×”)(ΔH的绝对值均正确)
(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔHkJ ( )
(2)NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O ΔHkJ·mol-1 ( )
(3)S(s)+O2(g)SO2(g) ΔHkJ·mol-1 ( )
(4)2NO2O2+2NO ΔHkJ·mol-1 ( )
(5)500℃、300MPa下,将molN2和molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔHkJ·mol-1 ( )
(6)C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH>0说明石墨比金刚石稳定 ( )
、101kPa时,下列反应的热化学方程式。
(1)1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2,吸热kJ:。 
(2)用3molCO(g)还原1molFe2O3(s),放热kJ:。 
mol乙硼烷气体(分子式B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出kJ的热量:。 
题组一热化学方程式的正误判断
( )
2+O22SO3 ΔHkJ·mol-1
2(g)+12O2(g)H2O(l) ΔHkJ·mol-1
2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔHkJ
(s)+O2(g)CO2(g) ΔHkJ·mol-1
2.[2019·海南卷]标准状况下,气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和OO键的键焓ΔH分别为436kJ·mol-1、463kJ·mol-1和495kJ·mol-1。下列热化学方程式正确的是 ( )
2O(g)H2+12O2(g) ΔH=-485kJ·mol-1
2O(g)H2(g)+12O2(g)ΔH=+485kJ·mol-1
2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=+485kJ·mol-1
2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-485kJ·mol-1
:101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水,放出kJ的热量;1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是 ( )
①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔHkJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔHkJ·mol-1
③CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔHkJ·mol-1
④2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔHkJ·mol-1
②②④
②③④
方法技巧“五审”突破热化学方程式的正误判断
一审ΔH的“+”“-”—放热反应一定为“-”,吸热反应一定为“+”
二审单位—单位一定为“kJ·mol-1”,易错写成“kJ”或漏写
三审状态—物质的状态必须正确,特别是溶液中的反应易写错
四审数据对应性—反应热的数值必须与方程式的化学计量数相对应,即化学计
量数与ΔH成正比。当反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反
五审是否符合概念—如燃烧热、中和热的热化学方程式
题组二热化学方程式的书写
:
(1)一定量N2(g)与一定量H2(g)在一定条件下反应生成2molNH3(g),放出kJ热量。
(2)14gN2(g)与适量的O2(g)在一定条件下反应生成NO(g),吸收34kJ热量。
(3)64gCu(s)与适量的O2(g)在一定条件下反应生成CuO(s),放出157kJ热量。
(4)1molC(s)与适量的H2O(g)在一定条件下反应生成CO(g)和H2(g),吸收kJ热量。
(5)1molC8H18(l)在O2(g)中完全燃烧,生成CO2(g)和H2O(g),放出5518kJ热量。
(6)在25℃、101kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的
CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀。
2.(1)已知化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量变化如图6-22-8所示,请写出该反应的热化学方程式:。 
图6-22-8
(2)饮用水中的NO3-主要来自于NH4+。已知在微生物的作用下,NH4+经过两步反应被氧化成NO3-。两步反应的能量变化示意图如图6-22-9:
1molNH4+全部被氧化成NO3-的热化学方程式为。 
图6-22-9
规律小结书写热化学方程式的“四注意”
(1)热化学方程式中须注明各物质的聚集状态,在方程式后面注明热量变化,吸热反应ΔH>0;放热反应ΔH<0。
(2)ΔH是一定温度和压强下的反应热,在25℃、101kPa下测定的ΔH可不注明温度和压强。
(3)热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是整数也可以是分数,化学计量数改变时,ΔH做相应的改变。
(4)正反应和逆反应的ΔH数值相等,符号相反。
考点三燃烧热和中和热



(1)装置如图6-22-10所示。
图6-22-10
(2)50mLmol/L的NaOH溶液和50mLmol/L的稀盐酸混合反应。
(3)计算公式:ΔH=kJ·mol-1 
t1——起始温度,t2——终止温度(反应过程最高温度)
对点自测
(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)1molH2燃烧放出的热量为氢气的燃烧热 ( )
(2)1mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的燃烧热 ( )
(3)根据2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571kJ·mol-1可知氢气的燃烧热为571kJ·mol-1 ( )
(4)用稀醋酸溶液与稀的NaOH溶液测定中和热,所测的中和热ΔHkJ·mol-1( )
(5)已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔHkJ·mol-1,则Ca(OH)2和HCl反应的反应热ΔH=2×(-)kJ·mol-1 ( )
(6)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1kJ·mol-1( )
2.(1)已知甲烷的燃烧热为akJ/mol,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为。 
(2)16g固体硫完全燃烧生成二氧化硫气体时放出bkJ的热量,则表示硫燃烧热的热化学方程式为。 
L(标准状况)氢气燃烧生成液态水时放出kJ的热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为。 
题组一燃烧热和中和热的理解