1、1化学反应与能量李仕才第 一 节 化 学 能 与 热 能 考点一 焓变和反应热1化学反应的实质与特征：(1)实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。(2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热量的变化。2焓变、反应热：(1)反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。(2)焓变：在恒压条件下进行的反应的热效应，符号：H，单位：kJ/mol 或kJmol1 。(3)产生原因。23吸热反应和放热反应的比较：4.活化能与焓变的关系图解3(1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；HE 1E 2为此反应的焓变。(2)催化剂的作用：降低 E1、E 2，但不影
2、响 H，反应放热还是吸热取决于起点(反应物)和终点(生成物)能量的高低。判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)1伴随着能量变化的物质变化都是化学变化。( )2反应 C(s)CO 2(g)=2CO(g) H0，则反应物断裂化学键吸收的总能量低于产物形成化学键放出的总能量。( )3物质发生化学变化都伴有能量的变化。( )4Na 转化为 Na 时，吸收的能量就是该过程的反应热。( )5同温同压下，反应 H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H 不同。( )6可逆反应的 H 表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。( )1化学反应中的能量变化通常表现为热量变化，还表现为
3、光能变化、电能变化、机械能变化，热量变化不是唯一的表现形式。2化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，任何化学反应都具有热效应。43有能量变化的过程不一定是吸热反应和放热反应，如物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应。如浓硫酸、NaOH 溶于水放出热量，NH 4NO3溶于水吸收热量，但它们不是化学反应，其放出或吸收的热量不属于反应热。4化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应 NH4Cl与Ba(OH)28H2O在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行。5加热条件下进行的反应，可能是吸热反应，如 CCO 2 2CO；也可=
4、 = = = = 能是放热反应，如 2AlFe 2O3 2FeAl 2O3，两者的区别是放热反应撤去热= = = = =高 温 源后仍能进行，吸热反应必须持续加热才能继续进行。一、焓变和反应热概念1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，H0DH 的大小与热化学方程式的化学计量数无关解析：化学反应中一定有能量变化，A 错误；B 项中，由 H断开旧化学键吸收的能量形成新化学键放出的能量，得 H0，C 正确；H 的大小与化学方
5、程式的化学计量数成正比关系，D 错误。答案：C2已知反应 XY= =MN 为吸热反应，下列说法中正确的是( )AX 的能量一定低于 M的能量，Y 的能量一定低于 N的能量B因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行5C破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量DX 和 Y的总能量一定低于 M和 N的总能量解析：已知 XY= =MN H0，说明 X与 Y的总能量低于 M与 N的总能量，A 错误，D正确；破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C 错误；吸热反应有的不需要加热也可反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵混合搅拌即可发生反应，B错误。答案：
6、D3用玻璃棒迅速搅拌如图一所示装置内(小烧杯与玻璃片之间有一薄层水)的固体混合物。稍后手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯粘结在一起。下列有关该反应的说法中正确的是( )A反应中有化学能转化为热能B反应中的能量关系如图二C是吸热反应D化学键的总键能：反应物0)，X C(H0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( )解析：因总反应为放热反应，反应为吸热反应，反应为放热反应，所以反应放出的热量比反应吸收的热量多。选项 A，图中反应为放热反应，反应为吸热反应，且总反应为吸热反应，错；选项 B，图中反应和反应均为吸热反应，错；选项 C，图中反应和反应均为放热反应，错。答案：D9与反应热的本质有
7、关的计算1 明确通过键能计算反应热的关系式和通过物质的能量计算反应热的关系式的意义，避免混淆(1)据化学键计算：H反应物断键吸收的总能量生成物成键放出的总能量(2)据能量守恒计算：H生成物的总能量反应物的总能量2 利用键能计算反应热，其关键是算清物质中化学键的数目在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。原子晶体：1 mol 金刚石中含有 2 mol CC键，1 mol 硅中含有 2 mol SiSi键，1 mol SiO 2晶体中含有 4 mol SiO键；分子晶体：1 mol P 4中含有 6 mol PP键，1 mol P 4O10(即五氧化二磷)中含有12 mol PO键、4
8、 mol PO 键，1 mol CH 3CH3中含有 6 mol CH键和 1 mol CC键。1 mol石墨含 1.5 mol CC键。1已知 1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ，且氧气中 1 mol OO 键完全断裂时吸收热量 496 kJ，水蒸气中 1 mol HO键形成时放出热量 463 kJ，则氢气中 1 mol HH键断裂时吸收热量为( )A920 kJ B557 kJC436 kJ D188 kJ解析：根据能量守恒定律，断开旧键所需的能量等于新键形成释放出的能量加吸收的能量(或减放出的能量)463 kJ4121 kJ4496 kJ2Q(HH)，得 Q(HH)43
9、6 kJ。答案：C2已知：C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g) Ha kJmol 12C(s)O 2(g)=2CO(g) H220 kJmol 1HH、O= =O和 OH键的键能分别为 436 kJmol1 、496 kJmol1 和 462 kJmol1 ，则 a为( )A332 B11810C350 D130解析：根据盖斯定律由题给的两个热化学方程式可得：2H 2O(g)=2H2(g)O 2(g) H(2a220) kJmol 1 ，则有：4462 kJmol 1 2436 kJmol 1 496 kJmol1 (2a220) kJmol 1 ，解得 a130。答案：D3化学反应
10、 H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)的能量变化如图所示，则下列说法中正确的是( )A该反应是吸热反应B断裂 1 mol HH键和 1 mol ClCl键时能放出 x kJ的能量C断裂 2 mol HCl键时需要吸收 y kJ的能量D2 mol HCl(g)的总能量高于 1 mol H2(g)和 1 mol Cl2(g)的总能量解析：由图示可知：1 mol H 2(g)和 1 mol Cl2(g)的总能量高于 2 mol HCl(g)的总能量，故该反应为放热反应，A 项、D 项错误；断裂化学键时需要吸收能量，B 项错误、C 项正确。答案：C4请参考题中图表，已知 E1134 kJmol 1
11、 、E 2368 kJmol 1 ，根据要求回答问题。(1)图是 1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2和 NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E 1的变化是_(填“增大” “减小”或11“不变” ，下同)，H 的变化是_。请写出 NO2和 CO反应的热化学方程式：_。(2)下表是部分化学键的键能参数：化学键 PP PO O=O P=O键能/kJmol 1 a b c x已知白磷的燃烧热为 d kJmol1 ，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图所示，则表中 x_kJmol 1 (用含 a、b、c、d 的代表数式表示)。解析：(1)观察图
12、象，E 1应为反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是 H不变；1 mol NO 2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2和 NO的反应热数值即反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为 NO2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g) H234 kJmol1 。(2)白磷燃烧的化学方程式为 P45O 2 P4O10，结合图中白磷及其完全= = = = =点 燃 燃烧产物的结构，根据“反应热反应物键能总和生成物键能总和”与燃烧热概念可得等式：6a5c(4x12b)d，据此可得 x (d6a5c12b)。14答案：(1)减小 不变 NO 2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g) H234 kJmol 1(2) (d6a5c12b)14
