高考專題：化學反應中的能量變化化學反應都伴隨著能量的變化，通常表現為熱量的變化。有熱量放出的化學反應我們稱為放熱反應，反之我們就稱為吸熱反應。在這個學習專題中，我們將詳細講解化學反應中的能量變化，并重點介紹燃燒熱、中和熱以及熱化學方程式的書寫。總體思路在這里，我將通過講解兩個注意來引導大家解答此類題的大思路：一、關于反應熱本質的注意我們已經知道，化學反應伴隨能量變化，其本質是化學反應有新物質生成，反應物的總能量與生成物的總能量不可能完全相等。■放熱是由于反應物的總能量大于生成物的總能量；（放熱反應）■吸熱是由于反應物的總能量小于生成物的總能量。（吸熱反應）★常見的放熱反應：1、所有燃燒反應2、中和反應3、大多數化合反應4、金屬跟酸反應★常見的吸熱反應：1、大多數分解反應2、以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應3、銨鹽與堿的反應※注意：反應的熱量變化與反應發生是否需要加熱沒有必然聯系。物質反應開始時需加熱的反應：可能是吸熱反應，也可能是放熱反應。二、關于熱化學方程式的注意認清了化學反應中能量變化的本質，下面我們來看看熱化學方程式的書寫等相關問題：■反應熱：在化學反應過程中放出或吸收的熱量。符號：H單位：kJ/mol■燃燒熱：在101kPa時，1mol物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量。■中和熱：在稀溶液中，酸跟堿發生中和反應生成1molH2O時所放出的熱量。★蓋斯定律：化學反應的反應熱只與反應物的紿態和終態有關，而與具體反應進行的途徑無關。（這點從反應熱的本質很好理解）※注意：書寫熱化學方程式的注意點：1、要注明反應的溫度和壓強2、要注明反應熱的數值3、要注明反應物和生成物的聚集狀態4、各物質前的化學計量數表示物質的量（化學計量數可以是小數或分數）體驗1：把握反應熱的本質下列說法正確的是（）A．需加熱方能發生的反應一定是吸熱反應B．放熱反應在常溫下一定很易發生C．反應是吸熱還是放熱必須看反應物和生成物具有的總能量的相對大小D．吸熱反應在一定條件下也能發生體驗思路：通過對大思路中“注意一”的學習，此類題很快就能迎刃而解。體驗過程：答案為：CD體驗2：熱化學方程式的書寫1gH2燃燒，生成液態水并放出142.9KJ熱量,表示該反應熱化學方程式是()A.2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)△H=-142.9kJB.2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)△H=-571.6kJC.2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)△H=+571.6kJD.2H2+O2(g)＝2H2O(l)△H=-571.6kJ體驗思路：參照大思路中的“注意二”①②注意放熱,吸熱表示時+-不能弄反.故C錯誤.體驗過程：答案為：B體驗3：蓋斯定律的運用1840年前后，俄國科學家蓋斯(Hess)指出，一個化學反應的熱效應，僅與反應物的最初狀態及生成物的最終狀態有關，而與中間步驟無關，這就是著名的“蓋斯定理”。現已知，在101KPa下，CH4(g)、H2(g)、C(s)的燃燒熱分別為890.83kJ·mol－1、285.83kJ·mol－1和393.51kJ·mol－1,則反應C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反應熱△H=，根據以上信息，你認為“蓋斯定理”在我們確定一些化學反應的反應熱時有何重要意義。體驗思路：此題旨在考查“蓋斯定理”的運用，屬于容易題。CH4(g)、H2(g)、C(s)在101KPa下燃燒的熱化學方程式分別為：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)，ΔH1=-890.36kJ·mol-1②H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，ΔH2=-285.83kJ·mol-1③C(s)+O2(g)=CO2(g)，ΔH3=-393.51kJ·mol-1根據“蓋斯定理”，③+②×2-①得：④C(s)+2H2(g)=CH4(g)，ΔH=ΔH3+2ΔH2–ΔH1=-74.81kJ·mol－1體驗過程：答案為：△H=-74.81kJ·mol－1；對于一些很難用實驗方法直接測定熱量的化學反應的反應熱可以用“蓋斯定理”間接測定。實踐1在同溫、同壓下，請比較下列反應放出熱量H1、H2的大小：（1）2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H2（2）S(g)+O2(g)=SO2(g)；H1S(S)+O2(g)=SO2(g)；H2實踐2已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H2；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3。⑴寫出液態水轉化為氣態水的熱化學方程式。⑵CO和H2分別燃燒生成CO2(g)和H2O(g)，欲得到相同熱量，所需CO和H2的體積比是。實踐題答案實踐1指點迷津 化學反應的反應熱只與反應物的紿態和終態有關，狀態間的轉換能量也會變化。實踐略解：（1）反應物的狀態，數量和生成物的數量都相同，但由于氣態水轉化為液態要放出一定數量的熱量。∴H1>H2（2）兩式數量相同，S由固態吸收熱量轉化為氣態，再氧化燃燒生成SO2。其放出熱量的總和小于由氣態S直接燃燒所放出的熱量。∴H1<H2實踐2指點迷津此題旨在考查“蓋斯定律”的運用和有關“燃燒熱”的計算，屬于中等難度題。實踐略解：⑴H2O(l)=H2O(g)；⑵解析：⑴2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)可以看作由以下兩個過程組成：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H1；H2O(l)=H2O(g)（焓變設為△Hx）；根據“蓋斯定律”，△H2=△H1+△Hx，△Hx=。⑵根據2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)(△H1),2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)(△H3)可知：欲得到相同熱量，所需CO和H2的物質的量之比等于，同溫同壓下,二者體積比等于物質的量之比，等于。專題練習1．“搖搖冰”是一種即用即冷的飲料。吸食時將飲料罐隔離層中的化學物質和水混合后搖動即能制冷。該化學物質是（）A．氯化鈉B．生石灰C．氫氧化鈉D．硝酸銨2．下列熱化學方程式中的ΔH能表示物質燃燒熱的是（）A.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566KJ·mol-1B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890KJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6KJ·mol-1D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH=-184.6KJ·mol-13.已知：H+(aq)+OH-(aq)AUTOTEXT===H2O△H1=-57.3kJ·mol-1，H2SO4(濃)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H2=m,下列說法正確的是()A.上述熱化學方程式中的計量數表示分子個數B.△H1>△H2C.△H2=-57.3kJ·mol-1D.|△H1|>|△H2|4．在下列各說法中，正確的是A．△H>0表示放熱反應，△H<0表示吸熱反應 B．熱化學方程式中的化學計量數只表示物質的量，可以是分數 C．1molH2SO4與1molBa(OH)2反應生成BaSO4沉淀時放出的熱叫做中和熱 D．1molH2與0.5molO2反應放出的熱就是H2的燃燒熱5．已知31g白磷變成紅磷放出18.39P4(s)+5O2(g)=2P2O5(s)，△H=Q1kJ·mol-14P(紅,s)+5O2(g)=2P2O5(s)，△H=Q2kJ·mol-1則下列說法中正確的是()A.Q1>Q2，白磷比紅磷穩定B.Q1>Q2，紅磷比白磷穩定C.Q1<Q2，白磷比紅磷穩定D.Q1<Q2，紅磷比白磷穩定6．工業由粗硅制取純硅有以下反應：①Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)；△H=-318kJ·mol-l②SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)；下列關于上述反應的說法中不正確的是A．反應①、②均為氧化還原反應B．反應①、②均為置換反應C．若反應①放熱，則反應②一定吸熱D．欲提高SiHCl3產率，可減壓或升溫7．不管化學過程是一步完成或分為數步完成，這個過程的熱效應是相同的已知H2O(g)＝H2O(l)；△H1＝Q1kJ/molC2H5OH(g)＝C2H5OH(l)；△H2＝Q2kJ/molC2H5OH(g)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋3H2O(g)；△H3＝Q3kJ/mol若使23g酒精液體完全燃燒，最后恢復到室溫，則放出的熱量為 （） A．Q1＋Q2＋Q3 B．0.5(Q1＋Q2＋Q3) C．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3 D．1.5Q1－0.5Q2＋0.5Q38．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1。以下四個化學反應方程式：①H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)；②H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)；③HCl(aq)+NH3?H2O(aq)=NH4Cl(aq)+H2O(l)；④CH3COOH(aq)+NH3?H2O(aq)=CH3COONH4(aq)+H2O(l)。其中反應熱為57.3kJ·mol-1的是（）A．①和②B．③C．④D．以上都不對9.把煤作為燃料可以通過下列兩種途徑：途徑I：途徑II：先制水煤氣：再燃燒水煤氣：試回答下列問題：（1）判斷兩種途徑放熱：途徑I放出的熱量___________（填“大于”、“等于”、“小于”）途徑II放出的熱量。（2）Q1、Q2、Q3、Q4的數學關系式是_____________________________。（3）由于制取水煤氣反應里，反應物所具有的總能量______________生成物所具有的總能量，那么在化學反應時，反應物應需要______________能量才能轉化為生成物，因此其反應條件為______________。（4）簡述煤通過途徑II作為燃料的意義。____________________________________________________________________________________________________________________________________________。反應過程反應過程能量（kJ/mol）反應物分子生成物分子活化分子反應物的總能量（E1）生成物的總能量（E2）(Ⅰ)(Ⅱ)活化分子的最低能量10.在化學反應中，只有極少數能量比平均能量高得多的反應物分子發生碰撞時才可能發生化學反應，這些分子被稱為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJ·mol-1表示。請認真觀察右圖，然后回答問題。（1）圖中所示反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應，該反應_______(填“需要”或“不需要”)加熱，該反應的△H=________(用含E1、E2的代數式表示）。（2）已知熱化學方程式：H2(g)＋O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ·mol-1，該反應的活化能為167.2kJ·mol-1，則其逆反應的活化能為____________________。（3）對于同一反應，圖中虛線（Ⅱ）與實線（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子百分數增多，反應速率加快，你認為最可能的原因是_________________________。練習答案1、答案：D。解析：將該物質和水混合后搖動即能制冷，說明此物質溶于水時，可以吸收大量的熱。四個選項中，氯化鈉溶解時沒有明顯的放熱或吸熱現象；生石灰和氫氧化鈉溶解時均能放出大量的熱；只有硝酸銨溶解時，吸收大量的熱，能起到致冷作用。2、答案：B。解析：“燃燒熱”的定義是：在101kPa時，1mol物質完全燃燒生成穩定的氧化物時放出的能量；熱化學方程式中的化學計量數表示物質的量。A、C項中CO、H2的物質的量是2mol，不行；D項H2不是在氧氣中燃燒，不符合燃燒熱的定義。3、答案：B。解析：熱化學方程式中的化學計量數表示物質的量，A項不對；濃H2SO4在稀釋時放熱，含0.5molH2SO4的濃H2SO4與1molNaOH反應放出的熱量應等于濃硫酸稀釋時放出的熱量和中和熱之和，因此，△H2<△H1<0，且|△H1|>|△H2|。4、答案：B。解析：A項，△H>0表示吸熱反應，△H<0表示放熱反應；C項，“中和熱”是指在稀溶液中，酸和堿發生中和反應，生成1mol水時放出的熱量。1molH2SO4與1molBa(OH)2反應生成2mol水，放出的熱大于中和熱；D項，在101kPa時，1molH2與0.5molO2反應，生成液態水時放出的熱才是H2的燃燒熱；題中沒有說明生成的水的聚集狀態，不行。5、答案：D。解析：根據白磷變成紅磷放出18.39kJ熱量可知，白磷所含的能量高，紅磷所含的能量低，紅磷比白磷穩定；紅磷轉化為白磷的反應是吸熱反應。根據“蓋斯定律”，將兩方程式疊加得：P4(s)=4P(紅,s)，△H=(Q1-Q2)kJ·mol-1＜0，因此Q1<Q2。6、答案：D。解析：從化學反應的形式來看，反應①、②均為置換反應，都屬于氧化還原反應，A、B兩項的結論都對；反應①、②互為逆過程，反應①放熱，則反應②一定吸熱，C項結論正確；反應①既是放熱反應，又是氣體體積縮小的反應，欲提高SiHCl3產率，根據平衡移動原理，應采取減壓或降溫的措施，D項結論錯誤。7、答案：D8、答案：D。解析：此題與“中和熱”概念有關，“中和熱”是指在稀溶液中，酸和堿發生中和反應，生成1mol水時放出的熱量。H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1表示強酸和強堿反應時的中和熱。反應①、②中，都生成2mol水,反應熱一定大于57.3kJ·mol-1；③中NH3?H2O是弱堿，電離時吸熱，HCl和NH3?H2O反應的中和熱小于57.3kJ·mol-