高考化学复习：第6章·第20课时 化学反应与能量的变化（山西）

欢迎进入化学课堂 第20课时化学反应与能量的变化 一 化学反应中能量的变化 1 反应热与焓变化学反应伴随着能量的变化 都可以用热量 或换算成相应的热量 来表述 称为反应热 又称为焓变 符号用 H表示 单位kJ mol 1 根据热量的变化可将化学反应分为吸热反应和放热反应 焓是用来描述物质所具有的能量的物理量 用符号H表示 反应焓变表示生成物的总焓与反应物的总焓之差 用符号 H表示 在等压条件下 即敞口容器中 进行的化学反应 如果反应中物质的能量变化全部转化为热能 而没有转化为电能 光能等其他形式的能 则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变 即QP H QP表示在压强不变条件下化学反应的反应热 2 化学反应中能量变化与化学键的关系化学反应的本质是化学键的断裂和形成的过程 化学键断裂吸收能量 化学键形成放出能量 因而化学反应过程必定有能量的变化 化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 E1 E2吸热反应 H 0E1 E2放热反应 H 0 3 化学反应中能量变化与反应物和生成物能量的关系 4 常见的放热 吸热反应 1 常见的放热反应 所有可燃物的燃烧 所有活泼金属与酸的反应 所有中和反应 绝大多数化合反应 多数置换反应 某些复分解反应 少数分解反应 2 常见的吸热反应 盐类的水解 弱电解质的电离 绝大多数的分解反应 某些复分解反应 铵盐与强碱的反应 少数置换反应 C H2O g Fe H2O g 极个别的化合反应 CO2和C的反应 基础题一 下列说法不正确的是 A 化学反应除了生成新物质外 还伴随着能量的变化B 放热反应都不需要加热就能发生C 吸热反应在一定条件 如常温 加热等 也能发生D 化学反应是放热还是吸热 取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量 B 二 热化学方程式 1 概念 表明反应所放出或吸收热量的化学方程式 叫做热化学方程式 2 特点 1 热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态 固体用符号 s 表示 液体用符号 l 表示 气体用符号 g 表示 溶液用 aq 因为反应热除跟物质的量有关外 还与反应物和生成物的聚集状态有关 2 热反应方程式中的化学计量数只表示物质的量 不表示分子个数 因此可以用分数 但要注意反应热也发生相应变化 3 热化学方程式标出了能量变化 反应热用焓变 H表示 其数值与物质的状态和方程式中计量数有关 单位都用kJ mol 4 热反应方程式因为是表示反应物和生成物的能量变化 所以不写反应条件 基础题二 热化学方程式C s H2O g CO g H2 g H 131 3kJ mol表示 A 碳和水反应吸收131 3kJ能量B 1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131 3kJ热量C 1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气 并吸热131 3kJD 1个固态碳原子和1分子水蒸气反应生成一氧化碳和氢气 吸热131 1kJ C 思考题 根据热化学方程式S s O2 g SO2 g H 297 23kJ mol 反应在25 101kPa下发生 分析下列说法不正确的是 A 25 101kPa时 燃烧1mol硫放出的热量为297 23kJB 形成1molSO2中的化学键所释放的总能量大于断裂1molS s 和1molO2 g 的化学键所吸收的总能量C S g O2 g SO2 g H QkJ mol 则Q 297 23D S g O2 g SO2 g H QkJ mol 则Q 297 23 D 重要考点1反应过程中的能量变化示意图 考点释例1 2SO2 g O2 g 2SO3 g 反应过程的能量变化如图所示 已知1molSO2 g 氧化为1molSO3 g 的 H 99kJ mol 1 请回答下列问题 1 图中A C分别表示 E的大小对该反应的反应热有无影响 该反应通常用V2O5作催化剂 加V2O5会使图中B点升高还是降低 理由是 2 图中 H kJ mol 1 3 V2O5的催化循环机理可能为 V2O5氧化SO2时 自身被还原为四价钒化合物 四价钒化合物再被氧气氧化 写出该催化循环机理的化学方程式 4 如果反应速率v SO2 为0 05mol L 1 min 1 则v O2 mol L 1 min 1 v SO3 mol L 1 min 1 5 已知单质硫的燃烧热为296kJ mol 1 计算由S s 生成3molSO3 g 的 H 要求计算过程 解析 1 本小题考查反应物总能量高于生成物总能量为放热反应 可得到A和C所表示的意义 E为活化能 与反应热无关 但是用催化剂可以降低活化能 2 图中表示的是2molSO2的反应 因此 H 99 2kJ mol 1 3 依题意即可写出 SO2 V2O5 SO3 2VO24VO2 O2 2V2O5 4 依据速率之比等于化学计量数之比 答案 1 反应物能量生成物能量无降低因为催化剂改变了反应的历程 使活化能E降低 2 198 3 SO2 V2O5 SO3 2VO24VO2 O2 2V2O5 4 0 0250 05 5 S s O2 g SO2 g H1 296kJ mol 1SO2 g 1 2O2 g SO3 g H2 99kJ mol 13S s 9 2O2 g 3SO3 g H 3 H1 H2 1185kJ mol 1 温馨提示 1 看清横坐标和纵坐标的含义 2 一般曲线最左边代表的是反应物的能量 最右边代表的是生成物的能量 3 根据物质的总能量来计算反应的焓变 H E 生成物 E 反应物 1 化学反应N2 3H2 2NH3的能量变化如下图所示 该反应的热化学方程式是 A A N2 g 3H2 g 2NH3 l H 2 a b c kJ mol 1B N2 g 3H2 g 2NH3 g H 2 b a kJ mol 1C N2 g H2 g NH3 l H b c a kJ mol 1D N2 g H2 g NH3 g H a b kJ mol 1 解析 molN2 g 与molH2 g 完全反应生成1molNH3 g 时放热 b a kJ 生成1molNH3 l 时放热 b c a kJ 2 红磷P s 和Cl2 g 发生反应生成PCl3 g 和PCl5 g 反应过程和能量关系如图所示 图中的 H表示生成1mol产物的数据 根据上图回答下列问题 1 P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是 2 PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是 3 P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的 H3 kJ mol 1 一步反应生成1molPCl5的 H4 H3 填 大于 小于 或 等于 2P s 3Cl2 g 2PCl3 g H 612kJ mol 1 PCl5 g PCl3 g Cl2 g H 93kJ mol 1 399 等于 重要考点2键能与反应热 通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能 键能常用E表示 单位是kJ mol 方法 H E 反应物 E 生成物 即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差 上述计算中 键能都用正值 考点释例2 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 PO ckJ mol 1 OO 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 1B 4c 12b 6a 5d kJ mol 1C 4c 12b 4a 5d kJ mol 1D 4a 5d 4c 12b kJ mol 1 解析 由图可以看出 P4中有6mol的P P 5mol的O2中含有5molO O 1mol的P4O10中含有4mol的P O 12mol的P O 所以 H 6a 5d 4c 12b kJ mol 1 温馨提示 1 键能指的是拆开1mol化学键所需要借助的外部能量 与物质本身储存的能量不是同一概念 2 物质的总键能越大 则它的总能量越小 物质越稳定 答案 A 重要考点3热化学方程式的书写及正误判断 书写热化学方程式时应注意的问题1 热化学方程式中 沉淀和气体不用标 和 2 反应热符号用 H表示 写在方程式的右边 放热用 吸热用 H与方程式间用空格 3 反应式中各物质化学式前的化学计量数指实际参加反应的物质的量 可以是整数也可以是分数 如果化学计量数加倍 则 H也要加倍 4 可逆反应中的 H指的是正向完全进行时的焓变 有机物参加的化学反应通常用等号而不用箭头符号 5 对于可逆反应 正反应和逆反应的反应热数值相等 符号相反 考点释例3 已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水 并放出热量bkJ 则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 A 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ molB C2H2 g 5 2O2 g 2CO2 g H2O l H 2bkJ molC 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2bkJ molD 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H bkJ mol A 温馨提示 1 判断热化学方程式正误的方法 1 检查是否标明了各物质的状态 2 检查 H的符号 数值是否正确 3 检查反应前后原子种类 数目是否相等 质量守恒 2 反应焓变 H 大小比较 带符号进行比较 1 在25 101kPa下 1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22 68kJ 下列热化学方程式正确的是 A CH3OH l O2 g CO2 g 2H2O l H 725 8kJ molB 2CH3OH l 3O2 g 2CO2 g 4H2O l H 1452kJ molC 2CH3OH l 3O2 g 2CO2 g 4H2O l H 725 8kJ molD 2CH3OH l 3O2 g 2CO2 g 4H2O l H 1452kJ mol B 解析 本题考查热化学方程式的书写及有关的计算 因1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水 放出22 68kJ g 1 32g 725 8kJ热量 所以2mol甲醇燃烧生成CO2和液态水的 H 1451 6kJ mol 1 2 湖南省长沙市一中2010届高三第五次月考 在同温同压下 下列各组热化学方程式中 Q2 Q1的是 A 2H2 g O2 g 2H2O g H Q1kJ mol 12H2 g O2 g 2H2O l H Q2kJ mol 1B S g O2 g SO2 g H Q1kJ mol 1S s O2 g SO2 g H Q2kJ mol 1C C s 1 2O2 g CO g H Q1kJ mol 1C s O2 g CO2 g H Q2kJ mol 1D 1 2H2 g 1 2Cl2 g HCl g H Q1kJ mol 1H2 g Cl2 g 2HCl g H Q2kJ mol 1 B 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全