高考化學(xué)第6章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第1講 化學(xué)能與熱能

第第1 1講化學(xué)能與熱能講化學(xué)能與熱能【最新考綱最新考綱】1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應(yīng)、放了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解熱化學(xué)方程式的含義。了解熱化學(xué)方程式的含義。4.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)，了解了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用?；瘜W(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。5.了解焓變與反應(yīng)熱的含義。了解了解焓變與反應(yīng)熱的含義。了解HH(反應(yīng)產(chǎn)反應(yīng)產(chǎn)物物)H(反應(yīng)物反應(yīng)物)表達(dá)的含義。表達(dá)的含義。6.理解蓋斯定律理解蓋斯定律，并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡單計算。焓變的簡單計算?？键c一反應(yīng)熱與焓變考點一反應(yīng)熱與焓變1化學(xué)反應(yīng)中的能量變化化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：物質(zhì)物質(zhì)變化和變化和能量能量變化。變化。(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：質(zhì)量質(zhì)量守恒和守恒和能量能量守恒。守恒。(3)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式：化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式：熱能熱能、光能、電能、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為等。通常主要表現(xiàn)為熱量熱量的變化。的變化。2焓變、反應(yīng)熱焓變、反應(yīng)熱(1)定義：在定義：在恒壓恒壓條件下進(jìn)行的反應(yīng)的條件下進(jìn)行的反應(yīng)的熱效應(yīng)熱效應(yīng)。(2)符號：符號：H。(3)單位：單位：kJmol1或或kJ/mol。3吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)從反應(yīng)物和生成物的總能量相對大小的角度分析，從反應(yīng)物和生成物的總能量相對大小的角度分析，如圖所示。如圖所示。(2)從反應(yīng)熱的量化參數(shù)從反應(yīng)熱的量化參數(shù)鍵能的角度分析。鍵能的角度分析。(3)記憶常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。記憶常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)：可燃物的燃燒；可燃物的燃燒；酸堿中和反應(yīng)；酸堿中和反應(yīng)；大多數(shù)化合反應(yīng)；大多數(shù)化合反應(yīng)；金屬跟酸的置換反應(yīng)；金屬跟酸的置換反應(yīng)；物質(zhì)物質(zhì)的緩慢氧化等。的緩慢氧化等。吸熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：大多數(shù)分解反應(yīng)；大多數(shù)分解反應(yīng)；鹽的水解和弱電鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離；解質(zhì)的電離；Ba(OH)28H2O與與NH4Cl反應(yīng)；反應(yīng)；碳碳和水蒸氣、和水蒸氣、C和和CO2的反應(yīng)等。的反應(yīng)等。需加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)嗎？不需需加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)嗎？不需加熱就能進(jìn)行的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)？加熱就能進(jìn)行的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)？思考提示：思考提示：都不一定。碳與氧氣反應(yīng)需要加熱，都不一定。碳與氧氣反應(yīng)需要加熱，但該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；但該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；Ba(OH)28H2O與與NH4Cl反反應(yīng)不需要加熱就能進(jìn)行，但該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。應(yīng)不需要加熱就能進(jìn)行，但該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。(1)某些物質(zhì)的物理變化過程中某些物質(zhì)的物理變化過程中，也會有能量的變化也會有能量的變化，如物質(zhì)的三態(tài)變化、物質(zhì)溶解如物質(zhì)的三態(tài)變化、物質(zhì)溶解(不與水發(fā)生反應(yīng)不與水發(fā)生反應(yīng))等過程等過程主要是物理變化過程主要是物理變化過程，其能量變化不能稱為反應(yīng)熱。其能量變化不能稱為反應(yīng)熱。(2)焓變與反應(yīng)條件、是否可逆反應(yīng)焓變與反應(yīng)條件、是否可逆反應(yīng)，是否使用催化劑，是否使用催化劑無關(guān)。無關(guān)。( (3)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱與反應(yīng)發(fā)生的條件沒有必化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱與反應(yīng)發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系。如吸熱反應(yīng)然聯(lián)系。如吸熱反應(yīng)NH4Cl與與Ba(OH)28H2O在常溫常在常溫常壓下即可進(jìn)行壓下即可進(jìn)行，而很多放熱反應(yīng)需要在加熱的條件下而很多放熱反應(yīng)需要在加熱的條件下才能進(jìn)行。才能進(jìn)行。【典例典例1】(2015北京卷北京卷)最新報道：科學(xué)家首次用最新報道：科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到射線激光技術(shù)觀察到CO與與O在催化劑表面形成化學(xué)在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下：鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下：下列說法正確的是下列說法正確的是()ACO和和O生成生成CO2是吸熱反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B在該過程中，在該過程中，CO斷鍵形成斷鍵形成C和和OCCO和和O形成了具有極性共價鍵的形成了具有極性共價鍵的CO2D狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)表示表示CO與與O2反應(yīng)的過程反應(yīng)的過程解析：解析：A.狀態(tài)狀態(tài)總能量為反應(yīng)物總能量總能量為反應(yīng)物總能量，狀態(tài)狀態(tài)總總能量為生成物總能量能量為生成物總能量，由圖示知反應(yīng)物的總能量大由圖示知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量于生成物的總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，錯誤；錯誤；B.從狀態(tài)從狀態(tài)、的圖示可以看出的圖示可以看出，反應(yīng)中反應(yīng)中CO并未并未斷裂成斷裂成C和和O，C、O原子間一直有化學(xué)鍵原子間一直有化學(xué)鍵，錯誤；錯誤；C.由圖示可以看出由圖示可以看出，CO和和O生成了生成了CO2，CO2分子中分子中C與與O形成極性共價鍵；正確；形成極性共價鍵；正確；D.狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)狀態(tài)表示表示CO與與O反應(yīng)生成反應(yīng)生成CO2的過程的過程，并不是并不是CO與與O2的反應(yīng)的反應(yīng)過程。過程。答案：答案：C題組一化學(xué)反應(yīng)與能量變化的圖象題組一化學(xué)反應(yīng)與能量變化的圖象1(2015上海卷上海卷)已知已知H2O2在催化劑作用下分解速率在催化劑作用下分解速率加快，其能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如下圖所示。下列加快，其能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如下圖所示。下列說法正確的是說法正確的是()A加入催化劑，減小了反應(yīng)的熱效應(yīng)加入催化劑，減小了反應(yīng)的熱效應(yīng)B加入催化劑，可提高加入催化劑，可提高H2O2的平衡轉(zhuǎn)化率的平衡轉(zhuǎn)化率CH2O2分解的熱化學(xué)方程式：分解的熱化學(xué)方程式：H2O2H2OO2QD反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量解析：解析：A.催化劑只通過改變反應(yīng)活化能催化劑只通過改變反應(yīng)活化能，來改變來改變化學(xué)速率化學(xué)速率，不改變發(fā)生的熱效應(yīng)；不改變發(fā)生的熱效應(yīng)；B.催化劑只改催化劑只改變反應(yīng)速率而不影響化學(xué)平衡；變反應(yīng)速率而不影響化學(xué)平衡；C.熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)；要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)；D.圖象分析為放圖象分析為放熱反應(yīng)熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量。反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量。答案：答案：D正確理解活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系正確理解活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系(1)在無催化劑的情況在無催化劑的情況，E1為正反應(yīng)的活化能為正反應(yīng)的活化能，E2為逆反應(yīng)的活化能為逆反應(yīng)的活化能，即即E1E2|H|。(2)催化劑能降低反應(yīng)所需活化能催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，但不影響焓變但不影響焓變的大小。的大小。題組二反應(yīng)熱的大小比較題組二反應(yīng)熱的大小比較2試比較下列三組試比較下列三組H的大小。的大小。(1)同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時：同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時：A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H2”“0表示吸熱表示吸熱，H0，H30，H40CH1H2H3DH3H4H5解析：解析：A.C(s)、CO(g)在在O2(g)中燃燒生成中燃燒生成CO2，均為均為放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)，則有則有H10、H30；Fe(s)與與O2(g)反應(yīng)生成反應(yīng)生成Fe2O3(s)為放熱反為放熱反應(yīng)應(yīng)，則有則有H40。C.將五個熱化學(xué)方程式依次編號為將五個熱化學(xué)方程式依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律根據(jù)蓋斯定律，由由可可得得，則有則有H1H2H3。D.由由32可得可得，則有則有H43H32H5。答案：答案：C【歸納提升歸納提升】(1)當(dāng)熱化學(xué)方程式乘、除以某一個當(dāng)熱化學(xué)方程式乘、除以某一個數(shù)時數(shù)時，H也應(yīng)乘、除以同一個數(shù)；方程式進(jìn)行加也應(yīng)乘、除以同一個數(shù)；方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時減運(yùn)算時，H也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算，且要帶且要帶“”“”“”符號符號，即把即把H看作一個整體進(jìn)行運(yùn)看作一個整體進(jìn)行運(yùn)算。算。(2)將一個熱化學(xué)方程式顛倒書寫時將一個熱化學(xué)方程式顛倒書寫時，H的符號也的符號也隨之改變隨之改變，但數(shù)值不變。但數(shù)值不變。(3)在設(shè)計反應(yīng)過程中在設(shè)計反應(yīng)過程中，會遇到同一物質(zhì)的三態(tài)會遇到同一物質(zhì)的三態(tài)固、液、氣的相互轉(zhuǎn)化固、液、氣的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固狀態(tài)由固液液氣變氣變化時化時，會吸熱；反之會放熱。會吸熱；反之會放熱。(4)根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱數(shù)值計算根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱數(shù)值計算Q放放n(可燃可燃物物)|H|。題組二有關(guān)鍵能與反應(yīng)熱的計算題組二有關(guān)鍵能與反應(yīng)熱的計算3(高考組合題高考組合題)(1)(2015新課標(biāo)新課標(biāo)卷卷，節(jié)選，節(jié)選) )已知反已知反應(yīng)應(yīng)2HI(g)=H2(g)I2(g)H11 kJmol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則的能量，則1 mol HI(g)分子中分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為_kJ。(2)(2015新課標(biāo)新課標(biāo)卷卷，節(jié)選節(jié)選)甲醇是重要的化工原料，甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為主要成分為CO、CO2和和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主反應(yīng)如在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主反應(yīng)如下：下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H3回答下列問題：回答下列問題：解析：解析：(1)化學(xué)鍵斷裂吸收能量化學(xué)鍵斷裂吸收能量，形成化學(xué)鍵放出能形成化學(xué)鍵放出能量量，(436 kJ)(151 kJ)2(x)11 kJ；解得；解得x299 kJ。(2)反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵所放出反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值的能量的差值，則根據(jù)表中數(shù)據(jù)和反應(yīng)的化學(xué)方程則根據(jù)表中數(shù)據(jù)和反應(yīng)的化學(xué)方程式式CO(g)2H2(g)CH3OH(g)可知反應(yīng)熱可知反應(yīng)熱H11 076 kJmol12436 kJmol13413 kJmol1343 kJ/mol465 kJmol199 kJmol1。根據(jù)蓋斯定律可知根據(jù)蓋斯定律可知即可得到反應(yīng)即可得到反應(yīng)，則則H358 kJmol199 kJmol141 kJmol1。答案：答案：(1)299(2)99414(高考經(jīng)典題高考經(jīng)典題)肼肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有是一種高能燃料，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示。已知斷裂關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學(xué)鍵所需的能量化學(xué)鍵所需的能量(kJ)：NN為為942、O=O為為500、NN為為154，則斷裂，則斷裂1 mol NH鍵所需的能量鍵所需的能量(kJ)是是()A194 B391 C516 D658【歸納提升歸納提升】(1)熟記反應(yīng)熱熟記反應(yīng)熱H的基本計算公式。的基本計算公式。H生成物的總能量反應(yīng)物的總能量生成物的總能量反應(yīng)物的總能量H反應(yīng)物的總鍵能之和生成物的總鍵能之和反應(yīng)物的總鍵能之和生成物的總鍵能之和(2)規(guī)避兩個易失分點。規(guī)避兩個易失分點。舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成是同時進(jìn)行的舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成是同時進(jìn)行的，缺少任何一個過程都不是化學(xué)變化。缺少任何一個過程都不是化學(xué)變化。常見物質(zhì)中的化學(xué)鍵數(shù)目。常見物質(zhì)中的化學(xué)鍵數(shù)目。