第八章学案36化学反应与能量变化

第八章化学反应中的能量变化电化学学案36化学反应与能量变化[考纲要求]1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。知识点一化学反应的焓变1．化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：________变化和__________变化。(2)化学反应中的两大守恒：________守恒和__________守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：________、光能、电能等。通常主要表现为________的变化。2．焓变反应热(1)定义：在________条件下进行的反应的________。(2)符号：________。(3)单位：__________或__________。(4)化学键与化学反应中能量变化的关系发生化学反应时，断开反应物的化学键要________能量，形成生成物的化学键要________能量，这两个过程中的能量________，因此化学反应中必然伴随着能量的变化。即迷津指点①吸热反应完成后体系能量增加，故ΔH＞0，为正值。放热反应完成后体系能量减少，故ΔH＜0，为负值。②比较反应热(ΔH)的大小时，不要忽视“＋”、“－”号。放热越多，ΔH就越小。问题思考1．同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？3．放热反应和吸热反应放热反应吸热反应定义________热量的化学反应________热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量____生成物具有的总能量反应物具有的总能量____生成物具有的总能量与化学键的关系生成物成键时释放的总能量____反应物断键时吸收的总能量生成物成键时释放的总能量____反应物断键时吸收的总能量表示方法ΔH__0ΔH__0图示常见反应类型①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化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碳和水蒸气、C和CO2的反应问题思考2．放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不反应，对吗？3．做实验时，不管吸热反应和放热反应都用到酒精灯，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？知识点二中和热与燃烧热完成下列表格比较项目燃烧热中和热中和热相同点能量变化____反应ΔHΔH____0，单位：______不同点反应物的量__mol(O2的数量不限)可能是1mol，也可能是0.5mol生成物的量不限量H2O是__mol反应热的含义_________时，__mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；不同反应物，燃烧热不同________中强酸跟强碱发生中和反应生成____molH2O时所释放的热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为____kJ·mol－1问题思考4．在中和热的测定实验中，使用弱酸或弱碱为什么会使测得的中和热的数值偏低？5．在表示燃烧热时，C、H、S等元素完全燃烧时对应的生成物及其状态分别是什么？知识点三热化学方程式1．概念表示参与化学反应的物质的____________和________的关系的化学方程式。2．意义表明了化学反应中的________变化和________变化。如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示：2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。3．书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25℃、101kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用____、____、____、____分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol－1)。(4)注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。(ΔH与化学计量数相对应)(5)注意特殊反应：①表示中和热的热化学方程式中，产物H2O的系数必为____。②表示燃烧热的热化学方程式中，可燃物的系数必为____，且燃烧产物应为________________。(6)区别普通方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等。一、热化学方程式的书写1．书写热化学方程式时，一定要注明反应条件吗？2．物质的聚集状态与ΔH有什么联系？3．热化学方程式中的化学计量数表示的意义是什么？使用时需注意什么问题？典例导悟1(2009·四川理综，9)25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5518kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是()A．2H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1听课记录：二、反应热大小的比较1．比较ΔH的大小时需带正负号吗？2．怎样比较两个反应的ΔH大小？(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)＋B(g)===C(g)ΔH10A(g)＋B(g)===C(l)ΔH20因为C(g)===C(l)ΔH3____，则ΔH3＝__________，ΔH2____ΔH1。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH10S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH20ΔH2＋ΔH3＝____，则ΔH3＝____________，又ΔH3________，所以ΔH1____ΔH2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH10C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH20根据常识可知CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH30又因为ΔH2＋ΔH3＝____，所以ΔH2____ΔH1。典例导悟2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()①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH2②S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH4③H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH52H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH6④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH7CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)ΔH8A．①B．④C．②③④D．①②③听课记录：1．判断正误(1)A.甲烷的标准燃烧热为－890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1()B．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－38.6kJ·mol－1()(2010·浙江理综－12A、B)(2)化学反应必然伴随着能量的变化()(2009·上海－5D)(3)1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热()(2008·四川理综－7D)2．(2011·北京理综，10)25℃、101kPa下：①2Na(s)＋12O2(g)===Na2O(s)ΔH1＝－414kJ·mol－1②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)ΔH2＝－511kJ·mol－1下列说法正确的是()A．①和②产物的阴、阳离子个数比不相等B．①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同C．常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快D．25℃、101kPa下，Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)ΔH＝－317kJ·mol－13．(2011·上海，3)据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是()题组一化学反应的热效应1．(2011·西宁质检)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①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋12O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1下列说法正确的是()A．CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol－1B．反应①中的能量变化如右图所示C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量D．根据②推知反应CH3OH(l)＋12O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH－192.9kJ·mol－12．(2011·贵阳月考)下列说法中正确的是()A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH0D．ΔH的大小与热化学方程式的计量数无关3．已知某反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。(1)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，该反应的ΔH＝________kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量________(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1________，E2________，ΔH______(填“增大”、“减小”或“不变”)。题组二反应热大小的比较4．已知一定温度下合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1在相同温度，相同体积的密闭容器中进行如下实验：①通入1molN2和3molH2达到平衡时放热为Q1；②通入2molN2和6molH2达到平衡时放热为Q2。则下列关系正确的是()A．Q2＝2Q1B．Q1＞Q2/2C．Q1＜Q2＜184.8kJD．Q1＝Q2＜92.4kJ5．下列说法或表示正确的是()A．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量少B．由单质A转化为单质B时ΔH＝＋119kJ·mol－1可知单质B比单质A稳定C．稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量小于57.3kJD．在101kPa时，H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，则H2在101kPa时的燃烧热为571.6kJ·mol－1题组三热化学方程式6．(2011·沈阳质检)下列热化学方程式中ΔH的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是()A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ·mol－1B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802.3kJ·mol－1C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1D．CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－17．(2009·重庆理综，12)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)()A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ·mol－1(燃烧热)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3