1、学年高中化学三维设计江苏专版必修二讲义专题2 第二单元 化学反应中的热量 Word版含答案第二单元化学反应中的热量课标要求1通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。2知道吸热反应和放热反应的涵义和常见的放热反应、吸热反应。3知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。1吸热反应和放热反应：吸收热量的化学反应叫吸热反应，有热量放出的化学反应叫放热反应。2反应吸热或放热的原因：(1)微观上：断开化学键吸收的能量与形成化学键放出的能量不同，若前者大为吸热反应，后者大为放热反应；(2)宏观上：反应物的总能量与生成物的总能量不同，若前者小于后者为吸热反应，前者大于后者为放热反应。3常
2、见的放热反应和吸热反应：(1)放热反应：燃烧中和反应活泼金属与H2O或酸的反应大多数化合反应。(2)吸热反应：CO、H2还原金属氧化物的反应Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应大多数分解反应。4书写热化学方程式的“三步骤”：(1)写出配平的化学方程式；(2)标明物质的状态；(3)计算并写出对应的反应热H。化学反应中的热量变化1化学反应中的能量变化(1)化学反应的基本特征都有新物质生成，常伴随着能量变化及发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象。能量的变化主要表现为热量的放出或吸收。在化学反应中，反应前后能量守恒。(2)反应热含义：在化学反应中放出或吸收的热量通常叫做反应热。符号与单位：反应热用
3、符号H表示，单位一般采用kJmol1。2放热反应与吸热反应(1)化学能与热能转化的实验探究镁与盐酸反应实验操作实验现象实验结论产生大量气泡、温度计指示温度升高镁与盐酸反应的离子方程式为Mg2H=Mg2H2，该反应放出热量Ba(OH)28H2O与NH4Cl晶体反应实验操作实验现象实验结论a.有刺激性气味气体产生b.用手摸烧杯底部有冰凉感觉c.用手拿起烧杯，玻璃片黏结到烧杯的底部d.烧杯内反应物成糊状化学方程式为Ba(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O，该反应吸收热量由上述实验可知，化学反应都伴随着能量变化，有的放出能量，有的吸收能量。(2)放热反应：有热量放出的化学反应；
4、吸热反应：吸收热量的化学反应。特别提醒需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应(如炭的燃烧)，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应如Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应。3化学反应中能量变化的原因(1)从化学键角度分析化学反应中的能量变化请根据下列信息分析氢气燃烧生成水蒸气时，为什么会发生能量变化？从给出的信息可知，在化学反应过程中，反应物分子中旧键断裂需吸收能量，生成物分子中新键形成放出能量。断裂1 mol H2和mol O2中化学键吸收的能量总和为436_kJ249_kJ685_kJ。形成1 mol H2O中的共价键释放的能量为930_kJ。因此反应放出的能量大于(填“大于”或“小
5、于”)吸收的能量，故该反应放出能量。化学反应中的能量变化可以用右图形象地表示出来：a若E1E2，反应吸收能量；b若E1E2，反应放出能量。(2)从物质总能量高低角度分析化学反应中的能量变化从物质内部能量分析化学反应过程：化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。物质总能量与化学反应能量变化的关系：a图中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应释放能量；b图中反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。1化学反应的本质是什么？断裂化学键、形成化学键与物质能量之间有什么关
6、系？提示：化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成；断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。2已知下列物质的键能：HHClClHCl键能/(kJmol1)436.4242.7431.8对于反应：H2Cl2=2HCl，若生成2 mol HCl，反应过程中断裂化学键共吸收的能量是多少？形成化学键共放出的能量是多少？依据以上两个数据判断该反应是放出还是吸收能量，并确定放出或吸收能量的多少？提示：反应过程中断裂化学键共吸收的能量是436.4 kJ242.7 kJ679.1 kJ，形成化学键共放出的能量是431.8 kJ2863.6 kJ，由于863.6679.1，故该反应放出能量，放出的能量为8
7、63.6 kJ679.1 kJ184.5 kJ。1放热反应与吸热反应的比较类型比较放热反应吸热反应概念有热量放出的化学反应，放热反应的H为“”或H0形成原因反应物的总能量生成物的总能量反应物的总能量生成物的总能量与断键、成键中能量变化关系断键吸收的总能量成键放出的总能量图示实例绝大多数化合反应，如CaOH2O=Ca(OH)2所有的燃烧反应，如CH42O2CO22H2O酸碱中和反应，如NaOHHCl=NaClH2O活泼金属与酸或水的反应，如2Na2H2O=2NaOHH2部分特殊反应，如铝热反应、过氧化钠与水或CO2的反应、氨的催化氧化等绝大多数分解反应，如CaCO3CaOCO2铵盐与碱的反应，如
8、2NH4Cl(s)Ba(OH)28H2O(s)=BaCl22NH310H2O以C、CO和H2为还原剂的氧化还原反应，如C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)2.注意事项(1)并非所有的分解反应都为吸热反应，如双氧水的分解为放热反应。(2)并非所有的化合反应都为放热反应，如CO2C2CO为吸热反应。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)只要有化学键的断裂，一定发生化学反应()(2)断裂化学键释放出能量而生成新化学键则吸收能量()(3)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收能量()(4)化学反应的过程实际上是一个旧键断裂的过程()答案：(1)(2)(3)(4)2下列变化一
9、定是放热的化学反应的是()AH2O(g)=H2O(l)B2HI(g)=H2(g)I2(g)C形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应D能量变化如图所示的化学反应解析：选DA项，气态水变成液态水放出热量，但属于物理变化；B项，该反应为分解反应，是吸热反应；C项，未告诉断裂化学键吸收的能量，不能判断该反应是吸热反应还是放热反应；D项，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。热化学方程式1概念表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式。2意义不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。3实例8 g CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水，放出445 kJ的热量，则反
10、应的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1。氢气在氧气中燃烧的热量变化，可用下列热化学方程式分别表示：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1问题思考1与化学方程式2H2O22H2O相比较，有何特点？提示：注明了反应物、生成物的状态；在化学方程式的右边注明了反应热H的正负、数值和单位。2与相比较，H不同的原因是什么？提示：化学计量数不同，参加反应H2的物质的量不同，H不同。3和相比较，H不同的原因是什么
11、？提示：参加反应H2的物质的量相同，生成H2O的状态不同，H不同。4表示的意义是什么？提示：在一定条件下，1 mol氢气与mol氧气完全反应，生成1 mol气态水放出241.8 kJ的热量。1书写热化学方程式的“三步骤”2理解热化学方程式的“四注意”(1)反应条件书写热化学方程式时应注明H的测定条件，一般情况下H是在25 、1.01105 Pa下测定的，可不注明温度和压强。(2)能量变化H表明反应放出或吸收的能量，H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用空格隔开。若为放热反应，H0。H的单位一般为kJmol1。(3)物质状态反应物和生成物的聚集状态不同，H不同。因此，必须注明物
12、质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不标“”和“”。(4)化学计量数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，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数，且H与化学计量数对应成比例。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H393.6 kJ()(2)2COO2=2CO2H565.2 kJmol1()(3)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H889.6 kJmol1()(4)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.5 kJmol1()解析：H的单位是kJmol1，(1)错误；热化学方
13、程式必须注明物质的状态，(2)错误；CH4燃烧为放热反应，H。(2)完全燃烧等质量的上述物质，放出热量的大小顺序是。(3)我国实施的“西气东输”工程中的“气”是指天然气，主要成分是甲烷，与煤等燃料相比较其优点是热值高，使用起来更经济，对环境污染小。(4)燃料燃烧放出热量的大小常用热值来衡量。燃料的热值是指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，单位是kJg1。2以煤为例，探究提高燃料燃烧效率问题(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率加快。(2)通入适当过量空气的依据是空气充足，煤粉燃烧充分，生成CO2，放出热量多；若空气不足，煤燃烧
14、不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。(3)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。(4)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。1煤、石油、天然气是可再生能源吗？提示：是不可再生能源。2氢气作为一种新型能源，未来发展潜力很大，请分析H2作为新型能源有哪些优点？提示：生产H2的原料来源广(如水)；H2的热值高，即单位质量的H2完全燃烧放出的热量多；H2的燃烧产物是水，无污染。3可燃物燃烧必须具备的条件是什么？提示：一是温度达到着火点以上；二是可燃物与O2充分接触。1燃料燃烧释放的热量(1)特点质量相同的不同燃料，由于它
15、们的热值不同，完全燃烧后放出的热量不相同。(2)计算方法燃料燃烧放出的热量形成生成物中的化学键放出的总能量断裂反应物中的化学键吸收的总能量。2提高燃料的使用效率(1)当今世界上使用最多的能源：化石燃料，即煤、石油、天然气。(2)化石燃料需亟待解决的问题(3)解决燃料燃烧存在问题的研究方向研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗的技术，研究提高燃料利用率的措施；防止燃料燃烧造成的环境污染；通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为洁净燃料；开发氢能、核能、太阳能等洁净、高效的新能源。1下列说法不正确的是()化石燃料在任何条件下都能充分燃烧化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2
16、等有害气体直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好固体煤变为气体燃料后，燃烧效率更低A BC D解析：选A化石燃料充分燃烧的条件是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气或氧气要适当过量，不正确；固体煤变为气体燃料后，接触面积增大，燃烧更充分，燃烧效率更高，不正确。2已知反应N2(g)3H2(g) 2NH3(g)，有关物质的化学键键能(拆开1 mol化学键所需要的能量)如下：化学键NNNHHH 键能/(kJmol1)945.0391.0436.0计算该反应生成2 mol NH3时吸收或放出的热量是多少？解析：旧键断裂需要吸收的能量：Q吸E(NN)3E(HH)945.0 kJmol1343
17、6.0 kJmol12 253.0 kJmol1。因为1 mol NH3中含有3 mol NH键，化学反应中生成2 mol NH3，共含有6 mol NH键，所以新键形成放出的能量：Q放6E(NH)6391.0 kJmol12 346.0 kJmol1，Q吸0DH的大小与热化学方程式的化学计量数无关解析：选C化学反应过程中，既有物质的变化，又有能量的变化，A错误；B项反应为放热反应，错误；H的大小与化学计量数对应成正比，D错误。3下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()A氢氧化钠溶液与稀盐酸混合B氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌C乙醇燃烧D锌与稀硫酸的反应解析：选B生成物的总能量高于反应
18、物的总能量，说明此反应是吸热反应。A项，反应属于放热反应，错误；B项，属于吸热反应，正确；C项，燃烧是放热反应，错误；D项，锌与稀硫酸的反应属于放热反应，错误。4下图为某化学反应的能量反应进程图，由此可判断该反应()A为放热反应 B为吸热反应C属于燃烧反应 D属于中和反应解析：选B由图像可知，该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，是吸热反应，而物质的燃烧反应、酸碱中和反应是放热反应。5热化学方程式2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1中，化学式前面的化学计量数表示()A分子数 B体积C质量 D物质的量解析：选D热化学方程式中，化学式前面的化学计量数表示物质的量，因此
19、可以是整数，也可以是分数。6已知2SO2O2 2SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是()AO2的能量一定高于SO2的能量BSO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量CSO2的能量一定高于SO3的能量D因该反应为放热反应，故不必加热就可发生解析：选B反应2SO2O2=2SO3为放热反应，所以SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量，A错误，B正确，C错误；反应放热或吸热与反应是否需要加热没有必然联系，D错误。7下列热化学方程式书写正确的是()A2SO2O2=2SO3H196.6 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H517.6 kJmol1CH2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJDC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1解析：选BA项，未注明物质状态，错误；B项正确；C项，H的单位是kJmol1，错误；D项，C(s)O2(g)=CO2(g)是放热反应，H
