2022高考人教版化学复习学案30化学反应与能量变化.docx

第七章　化学反响中的能量变化　电化学
学案30　化学反响与能量变化
[考纲要求]1.了解化学反响中能量转化的原因，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。了解吸热反响、放热反响、反响热等概念。
知识点一化学反响的焓变
1．化学反响中的能量变化
(1)化学反响中的两大变化：________变化和__________变化。
(2)化学反响中的两大守恒：________守恒和__________守恒。
(3)化学反响中的能量转化形式：________、光能、电能等。通常主要表现为________的变化。
2．焓变反响热
(1)定义：在________条件下进行的反响的________。
(2)符号：________。
(3)单位：__________或__________。
(4)化学键与化学反响中能量变化的关系
发生化学反响时，断开反响物的化学键要________能量，形成生成物的化学键要________能量，这两个过程中的能量________，因此化学反响中必然伴随着能量的变化。即
生成物
迷津指点①吸热反响完成后体系能量增加，故ΔH＞0，为正值。放热反响完成后体系能量减少，故ΔH＜0，为负值。
②比较反响热(ΔH)的大小时，不要无视“＋〞、“－〞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．放热反响和吸热反响

放热反响
吸热反响
定义
________热量的化学反响
________热量的化学反响
形成原因
反响物具有的总能量____生成物具有的总能量
反响物具有的总能量____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____反响物断键时吸收的总能量
生成物成键时释放的总能量____反响物断键时吸收的总能量
表示方法
ΔH__0
ΔH__0
图示

常见反响类型
①可燃物的燃烧；②酸碱中和反响；③大多数化合反响；④金属跟酸的置换反响；⑤物质的缓慢氧化
①大多数分解反响；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反响；④碳和水蒸气、C和CO2的反响
问题思考
2．放热反响不需要加热就能反响，吸热反响不加热就不反响，对吗
3．做实验时，不管吸热反响和放热反响都用到酒精灯，怎样判断该反响是吸热反响还是放热反响放热反响加热的目的是什么
知识点二中和热与燃烧热
完成以下表格
比较工程
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
____反响

ΔH
ΔH____0，单位：______
不同点
反响物的量
__ mol (O2的数量不限)
可能是1 mol，也可能是0.5 mol
生成物的量
不限量
H2O是 __ mol
反响热的含义
__________时，__ mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；不同反响物，燃烧热不同
________中强酸跟强碱发生中和反响生成 ____ mol H2O时所释放的热量；不同反响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
表示参与化学反响的物质的____________和________的关系的化学方程式。
2．意义
说明了化学反响中的________变化和________变化。
如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
表示：2mol氢气和1mol氧气反响生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。
3．书写
(1)注明反响条件：反响热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反响是在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)注意特殊反响：
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，一定要注明反响条件吗

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　(2022·四川理综，9)25 ℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反响的中和热为57.3kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5518kJ·mol－1。以下热化学方程式书写正确的选项是(　　)
A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3kJ·mol－1
B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3kJ·mol－1
C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)
ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)
ΔH＝－5 518 kJ·mol－1
听课记录：
二、反响热大小的比较
1．比较ΔH的大小时需带正负号吗
2．怎样比较两个反响的ΔH大小
(1)同一反响，生成物状态不同时
A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0
A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0
因为C(g)===C(l)　ΔH3____，
那么ΔH3＝__________，ΔH2____ΔH1。
(2)同一反响，反响物状态不同时
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0
ΔH2＋ΔH3＝____，那么ΔH3＝____________，又ΔH3________，所以ΔH1____ΔH2。

C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1<0
C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH2<0
根据常识可知CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH3<0
又因为ΔH2＋ΔH3＝____，所以ΔH2____ΔH1。
典例导悟2以下各组热化学方程式中，化学反响的ΔH前者大于后者的是(　　)
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1
C(s)＋O2(g)===CO(g)ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH5
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)ΔH8
A．①B．④C．②③④ D．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，那么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响生成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(　　)
(2022·浙江理综－12A、B)
(2)化学反响必然伴随着能量的变化(　　)
(2022·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(　　)
(2022·四川理综－7D)
2．(2022·北京理综，10)25 ℃、101kPa下：
①2Na(s)＋O2(g)===Na2O(s)
ΔH1＝－414kJ·mol－1
②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)
ΔH2＝－511kJ·mol－1
以下说法正确的选项是(　　)
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反响生成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－1
3．(2022·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。以下有关水分解过程的能量变化示意图正确的选项是(　　)
题组一化学反响的热效应
1．(2022·南京质检)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响原理是
①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
以下说法正确的选项是(　　)
A．CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol－1
B．反响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推知反响CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－192.9kJ·mol－1
2．(2022·贵阳月考)以下说法中正确的选项是(　　)
A．在化学反响过程中，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响物全部化学键所需要的能量时，该反响为吸热反响
C．生成物的总焓大于反响物的总焓时，反响吸热，ΔH>0
D．ΔH的大小与热化学方程式的计量数有关
3．某反响A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，过
程中的能量变化如下列图，答复以下问题。
(1)该反响是________反响(填“吸热〞或“放热〞)，该反响的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“上下不一定〞)。
(2)假设在反响体系中参加催化剂使逆反响速率增大，那么E1和E2的变化是：E1________，
E2________，ΔH______(填“增大〞、“减小〞或“不变〞)。
题组二反响热大小的比较
4．一定温度下合成氨反响：
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到达平衡时放热为Q1；
②通入2molN2和6molH2到达平衡时放热为Q2。
那么以下关系正确的选项是(　　)
A．Q2＝2Q1B．Q1＞Q2/2
C．Q1＜Q2＜184.8kJD．Q1＝Q2＜92.4kJ
5．以下说法或表示正确的选项是(　　)
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，假设将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ
D．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，那么H2在101kPa时的燃烧热为571.6kJ·mol－1
题组三热化学方程式
6．(2022·盐城质检)以下热化学方程式中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－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802.3 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283 kJ·mol－1
7．(2022·重庆理综，12)以下热化学方程式书写正确的选项是(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＝＋57.3kJ·mol－1(中和热)
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8kJ·mol－1(反响热)
D．2NO2===O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ·mol－1(反响热)
题组四综合探究
8．化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量。如H(g)＋I(g)―→H—I(g)　ΔH＝－297kJ·mol－1，即H—I键的键能为297kJ·mol－1，也可以理解为破坏1molH—I键需要吸收297kJ的热量。一个化学反响一般都有旧化学键的断裂和新化学键的形成。下表是一些键的键能的数据(kJ·mol－1)：

键能
(kJ·mol－1)

键能
(kJ·mol－1)
H—H
436
S===S
255
C—Cl
330
Cl—Cl
243
H—S
339
C—I
218
H—Cl
432
C—F
427
H—F
565
H—O
464
C—O
347

答复以下问题：
(1)由表中数据能否得出这样的结论：
①半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)，________(填“能〞或“不能〞)。
②非金属性越强的原子形成的共价键越牢固，________(填“能〞或“不能〞)。能否从
数据中找出一些规律，请写出一条：___________________________________________
________________________________________________________________________；
试预测C—Br键的键能范围_______________________________________________。
(2)由热化学方程式H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－185kJ·mol－1，并结合表中数据可推知一个化学反响的反响热(设反响物、生成物均为气态)与反响物和生成物的键能之间的关
系是__________________________________________________________________，
由热化学方程式2H2(g)＋S2(s)===2H2S(g)　ΔH＝－224.5kJ·mol－1和表中数据可计算出1molS2(s)气化时将______(填“吸收〞或“放出〞)________kJ的热量。
学案30化学反响与能量变化
【课前准备区】
知识点一
1．(1)物质能量　(2)质量能量　(3)热能热量
2．(1)恒压热效应　(2)ΔH　(3)kJ/molkJ·mol－1　(4)吸收放出不相等吸热E1E2>放热E1E2<
3.

放热反响
吸热反响
定义
放出热量的化学反响
吸收热量的化学反响
形成原因
反响物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反响物具有的总能量小于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大于反响物断键时吸收的总能量
生成物成键时释放的总能量小于反响物断键时吸收的总能量
表示方法
ΔH<0
ΔH>0
图示

知识点二
知识点三
1．物质的量反响热
2．物质能量
3．(2)slgaq
(5)①1②1稳定的氧化物
问题思考
1．在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，光能多，故热量少。
2．不正确。反响放热还是吸热，与反响物和生成物具有的能量有关，与加热与否无必然关系。例如红磷和O2生成P2O5需要加热，铵盐和碱不加热就能进行。
3．持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反响就停止的反响是吸热反响；开始用酒精灯加热，反响开始后，撤去酒精灯仍能继续反响的是放热反响。放热反响加热目的一般是加快反响速率。
4．因为弱酸或弱碱的电离过程中会吸收一局部热量，从而使测得的结果偏低。
5．CO2(g)、H2O(l)、SO2(g)
【课堂活动区】
一、1.不一定。反响热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25 ℃、101kPa下测定的，可不注明温度和压强。
2．反响物和产物的聚集状态不同，反响热ΔH不同。因此，必须注明物质的聚集状态。这是因为：
3．(1)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。
(2)热化学方程式中的反响热是表示反响物完全反响时的热量变化，与反响是否可逆无关。方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，即化学计量数与ΔH成正比。当反响逆向进行时，其反响热与正反响的反响热数值相等，符号相反。如：
①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1
②H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH2
③2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH3
那么有：ΔH1＝2ΔH2＝－ΔH3
二、1.比较吸、放热反响过程中，吸收或放出热量的多少时不考虑符号，但比较ΔH大小时，必须带正、负号比较，对放热反响，ΔH越小，放热越多；对吸热反响，ΔH越大，吸热越多。
2．(1)<0ΔH2－ΔH1<
(2)ΔH1ΔH1－ΔH2<0<
(3)ΔH1>
典例导悟
1．B[H2SO4与Ba(OH)2溶液反响，不仅生成了H2O还有BaSO4生成，因此A项放出的热量比57.3 kJ×2还多，A项错误；辛烷的燃烧热是指1 mol辛烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量是5 518 kJ，C、D项均错误。]
2．C[此题主要考查对“ΔH〞的理解，明确“ΔH〞既有“＋〞、“－〞，又有数值大小。碳与氧气反响放热，即ΔH1<0，ΔH2<0，CO再与O2作用时又放热，所以ΔH1<ΔH2；等量的固态硫变为气态硫蒸气时吸收热量，故在与O2作用产生同样多的SO2时，气态硫放出的热量多，即ΔH3>ΔH4；发生同样的燃烧反响，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5>ΔH6；碳酸钙分解吸收热量，ΔH7>0，CaO与H2O反响放出热量，ΔH8<0，显然ΔH7>ΔH8。故此题答案为C。]
【课后练习区】
高考集训
1．(1)A.×
解析H2O的状态应为液态。
B．×
解析由等效平衡分析ΔH>－38.6kJ·mol－1。
(2)√
(3)×
2．D[A项Na2O2中的阴离子是O，所以Na2O2中阳离子与阴离子的个数比为2∶1，与Na2O相同，故A错误；B项两种情况下生成等物质的量的生成物时转移的电子数相等，故B错误；C项温度升高后产物是Na2O2，故C错误；D项正确。]
3．B[此题从水分解过程中的能量变化入手，主要考查催化剂对化学反响的影响以及化学反响吸(放)热与能量变化的关系。水分解过程吸热，反响物的总能量小于生成物的总能量；参加催化剂，可以降低反响的活化能，B项正确。]
考点集训
1．D[A项中192.9 kJ·mol－1是反响②的热效应，而不是CH3OH的燃烧热，A错；B项中根据反响①的ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1可知该反响为吸热反响，生成物的总能量应该大，B错；C项中从反响①和②看，前者是吸热的，后者是放热的，C错；根据反响②CH3OH为气态时ΔH＝－192.9 kJ·mol－1，而当CH3OH为液态时ΔH应大于－192.9 kJ·mol－1，D正确。]
2．CD[化学反响中一定有能量变化，A错误；B项中，ΔH＝反响物的键能总和－生成物的键能总和，得ΔH<0，故为放热反响。]
3．(1)吸热E1－E2一定低　(2)减小减小不变
解析(1)由于反响物吸收的能量大于产物放出的能量，所以该反响为吸热反响，吸热反响的焓变大于零，从图象中看出反响物的能量低，产物的能量高，该反响一定为吸热反响。
(2)催化剂只能改变化学反响的快慢，催化剂能降低化学反响的活化能来加快化学反响速率，对于可逆反响，催化剂能同等程度的降低正反响和逆反响的活化能。
4．C[热化学方程式表示已完成的数量关系，即1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反响，放出92.4 kJ热量，而①中不完全反响，故Q1＜92.4 kJ，因②相当于两个①的容器压缩而成，平衡正移，故Q2＞2Q1，但Q2小于2×92.4 kJ，故C正确。]
5．AC[选项A，硫燃烧时，固体的硫变为蒸气时，需要吸收热量，故等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多；选项B，单质A转化为单质B时吸热，故A具有的能量比B低，故A比B稳定；选项C，浓硫酸与水作用放出热量，故所测的中和热热值应大于57.3 kJ；选项D，燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时所释放出的热量，由该热化学方程式可知，H2的燃烧热应为－285.8 kJ·mol－1。]
6．D[燃烧热指1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时释放的能量，生成的水必须是液态，故B、C项错；A中不是与氧气的反响，故错。]
7．C[根据燃烧热的概念，生成的水应为液态，A项错；B项中反响放热，ΔH应为负值，B项错；D项中没表示聚集状态，D项错。]
8．(1)①不能②不能与相同原子结合时同主族元素形成的共价键，原子半径越小，共价键越强218～330kJ·mol－1　(2)化学反响的反响热等于反响物的键能之和与生成物的键能之和的差吸收4.5
解析断裂化学键的难易与形成化学键的两个原子的性质有关，比较时要选择同一标准，否那么不可比。依题意，C—Br键键能介于C—I、C—Cl键键能之间。