高考化学第一轮复习 — 化学反应中的能量变化

温州中学 郑大西

化学反应除发生质与量的变化外，都同时伴随着能量变化

燃烧、酸碱中和、活泼金属与水或酸反应、铝热反应、原电池反应、多数化合反应、原子结合为分子等

常见的放热反应

2NO2 N2O4 H△ <0

2SO2+O2 2SO3 H△ <0

N2+3H2 2NH3 H△ <0

4NH3+5O2====4NO+6H2O H△ <0

催化剂

催化剂

催化剂

∆

∆

高温高压

常见的吸热反应

多数分解反应、电解反应、盐类的水解反应、金属的冶炼 ( 铝热除外 ) 、分子拆成原子等。

C+H2O(g) CO+H2

高温

Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+10H2O

N2+O2 2NO放电

C+CO2 2CO高温

反应热：在化学反应过程中，当反应物和生成物具

有相同温度时，所放出或吸收的热量焓变：在恒温恒压的条件下，化学反应过程中所放

出或吸收的热量

符号：

单位：kJ·mol-1

△H

1. 化学反应的焓变

化学反应过程中能量变化示意图

放热反应△ H<0

旧键断裂吸收的能量 <新键形成放出的能量

反应物具有的总能量 >生成物具有的总能量

吸热反应△ H>0

旧键断裂吸收的能量 >新键形成放出的能量反应物具有的总能量 <生成物具有的总能量

H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)；△ H=-183 kJ·mol-1

思考 1. 白磷与氧气可发生如下反应 :P4+5O2=P4O10 。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 :

P-P akJ·mol-1 、 P-O bkJ·mol-1 、 P=O ckJ·mol-1 、O=O dkJ·mol-1 。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△ H ，其中正确的是A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1

B.(4c+12b-6a-5d)kJ·mol-1

C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol-1

D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol-1

2. 热化学方程式(1) 热化学方程式的书写方法：

①写出配平的化学方程式

②注明反应物、生成物的聚集状态

③写出焓变 ( H)△ 的

符号“ + 、 -” 、数值、单位 (kJ·mol-1)

思考 2. 有关键能的数据如下

写出晶体硅在氧气中燃烧的热化学方程式

________________________________

化学键 Si-O O=O Si-Si

键能 /kJ·mol-1 460 498.8 176

思考 3. 将 0.5mol 的气态高能燃料乙硼烷 (B2H6) 在O2 中燃烧，生成固态三氧化二硼和气态水，放出 3

76kJ 的热量，写出该反应的热化学方程式 _______

____________________________________.

思考 4. 已知一定温度下合成氨反应： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H =-92.4kJ·mol△ -1 ，在恒温恒压的密闭容器中进行下列反应，通入 1mol

N2 和 3molH2 ，达到平衡时放出的热量为 QkJ ，则Q____92.4( 填 >,< 或 =) ，理由是 _______________

______________________.92.4 表示 1molN2 和 3molH2 完全反应放出的热量，Q 表示 1molN2 和 3molH2 反应达到平衡时放出的热量，因此 Q<92.4

思考 5. 已知 298 K 时， 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)

H=-197kJ/mol△ ．在相同的温度和压强下，向密闭容器中通入 2mol SO2 和 1mol O2 ，达到平衡时放出热量为 Q1 ，向另一个体积相同的容器中通入1mol SO2 、 0.5mol O2 和 1molSO3 ，达到平衡时放出热量为 Q2 ，则下列关系正确的是A.2Q2< Q1<197kJ B.2Q2=Q1=197kJ

C.Q1< 2Q2<197kJ D. Q2= Q1<197kJ

(2) 注意事项

①热化学方程式中各物质前的计量系数表示物质的量，不表示分子个数，因此在必要时可以是分数。

②当化学计量系数变化时， △ H 也发生相应变化 ( 即△ H 与计量系数成正比 )

△H 表示每个单位量进程反应放出或吸收的热量，与反应是否可逆无关

③△H 的含义：

3. 盖斯定律及其应用　化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其总的反应热是相同的　化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，与反应的途径无关　因此热化学方程式具有数学运算的性质（热化学方程式可以加减运算） 盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热很难测得或无法直接测得，利用盖斯定律就可间接计算求得。如：碳燃烧生成 CO ，同素异形体的相互转化等。

思考 6: 同素异形体相互转化的反应热相当小且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯定律来计算反应热。

P4( 白磷 ,s)+ 5O2 (g) = P4O10 (s); H =- 2983.2kJ·mol△ -1

P(红磷 ,s)+ 5/4O2 (g) = 1/4P4O10(s); H = -738.5kJ·mol△ -1

则白磷转化为红磷的热化学方程式为：____________________________________________

白磷比红磷 ____________( 填“稳定”还是“不稳定” )

P4( 白磷 ,s)==4 P(红磷 ,s); H =- 29.2kJ·mol△ -1

不稳定

思考 7. 已知胆矾溶于水时溶液温度降低，室温下将 1mol 无水硫酸铜制成溶液时放出热量为 Q1kJ,

又知胆矾分解的热化学方程式为CuSO4•5H2O(s) ==CuSO4(s)+5H2O(l)；

△H=+Q2 kJ·mol1 则 Q1 、 Q2 的关系为

A.Q1<Q2 B.Q1>Q2

C.Q1=Q2 D. 无法确定

4.标准燃烧热和中和热标准燃烧热：在 101kPa 下， 1mol 物质完全燃烧的反应

热注意

(1) 可燃物为 1mol

(2) 完全燃烧是指物质在氧气中燃烧，氮元素转化为 N2(g) ，氢元素转化为 H2O(l) ，碳元素转化为 CO2

(g)(3) 热化学方程式应以可燃物的计量系数为 1 进行配平思考 8. 已知 0.4molC2H2 完全燃烧生成液态水时放出 52

0kJ 的热量，写出该反应的热化学方程式 ____________

_________________ 。

乙炔的标准燃烧热是 _______________

热值 :1g 物质完全燃烧的反应热 单位 kJ·g-1

思考 9. 已知下列四种物质燃烧的热化学方程式

2H2(g)+O2(g)==2H2O(l); H=-571.6kJ·mol△ -1

2CO(g)+O2(g)==2CO2(g); H=-566kJ·mol△ -1

CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l); H=-893.0kJ·mol△ -1

2C2H2(g)+5O2(g)== 4CO2(g)+ 2H2O(l); H=-2599.2kJ·mol△ -1

其中热值最高的是 __________ ，热值最低的是 _____________

在稀溶液中 , 酸和碱中和生成 1molH2O 的反应热

中和热 :

注意

(1) 酸碱均为稀溶液

(2) 酸碱都指强酸和强碱(3) H=-57.3kJ·mol△ -1

(4) 热化学方程式应以 H2O 的计量系数为 1 进行配平思考 10. 写出稀硫酸与稀氢氧化钠溶液反应的热化学方程式 ____________________________________

5. 反应热的测量温度计

环形玻璃搅拌棒

保温层

实验时所用盐酸及 NaOH溶液的浓度均为 0.5mol·L-1 ，

体积均为 50mL ，各溶液密度均为 1g/mL, 生成溶液的比热容 c=4.18J•g-1•℃-1 ，实验起始温度为 t1℃，终止温度为 t2℃。试推断中和热的计算式△ H=_______________.

6. 能源的充分利用

能源

传统能源

新 能 源

煤、石油、天然气、热力、电力等

太阳能、核能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能、天然气水合物

新能源具有资源丰富、可再生、无污染或少污染等特点

提高煤的燃烧效率，目前常用的方法主要有三种：

(1) 将煤制成蜂窝状，以增加与空气的接触面积

(2) 通过一定的方法将煤转化为液体燃料 ( 如甲醇 )

(3) 通过一定的方法将煤转化为气体燃料 ( 如煤气 )