第二十一講化學能與熱能學習目標1.了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式。2.了解化學能與熱能的相互轉化，了解吸熱反應、放熱反應的概念。3.了解焓變與反應熱的含義。4.了解熱化學方程式的含義，能正確書寫熱化學方程式。理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關反應焓變的簡單計算。5.了解能源是人類生存和社會發展的重要基礎。了解化學在解決能源危機中的重要作用。目錄CONTENTS考點一反應熱焓變考點二燃燒熱和中和熱能源考點三蓋斯定律反應熱的計算與比較/////////////////////真題驗收制勝高考///////考點四

蓋斯定律在反應熱計算中的應用///////知能訓練素養落實///////1反應熱焓變1.化學反應的實質與特征(1)實質：

反應物中______________和生成物中______________。(2)特征：

既有______變化，又伴有______變化，通常主要表現為______的

變化?；瘜W鍵的斷裂化學鍵的形成物質能量熱量2.反應熱和焓變(1)反應熱：

化學反應過程中吸收或放出的熱量。(2)焓變①焓(H)：

與內能有關的物理量。②焓變(ΔH)：

生成物的焓與反應物的焓之差。③焓變與反應熱的關系

等壓條件下的反應熱等于反應的焓變，常用

表示反應熱，常用單位：

。ΔHkJ·mol－13.常見的吸熱反應和放熱反應吸熱反應(ΔH＞0)放熱反應(ΔH＜0)①Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應②大多數的分解反應③弱電解質的電離④鹽類水解⑤C和H2O(g)、C和CO2的反應①中和反應②燃燒反應③金屬與酸或氧氣的反應④鋁熱反應⑤酸性氧化物或堿性氧化物與水的反應⑥大多數的化合反應【吸熱、放熱的原因分析】(1)從能量圖分析物質能量變化與焓變的關系：

ΔH＝E(生成物的總能量)－E(反應物的總能量)(2)從化學鍵變化分析總結

利用鍵能計算焓變(ΔH)，通過ΔH的正、負輕松判斷化學反應是吸熱還是放熱。

ΔH＝反應物鍵能之和－生成物鍵能之和。吸熱><放熱4.熱化學方程式(1)概念

表示參與化學反應的物質的__________和________的關系的化學方程式。(2)意義

表明了化學反應中的物質變化和能量變化。例如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示25℃，101kPa下，_________________________________________________________________。物質的量反應熱2mol氫氣和1mol氧氣反應生成2mol液態水時放出571.6kJ的熱量（3）書寫熱化學方程式的注意事項(1)熱化學方程式中必須標明反應物和生成物的

，固體(

)、液體(

)、氣體(

)、水溶液(

)，若為同素異形體，還要注明名稱。(2)熱化學方程式要注明反應時的溫度和壓強。如不注明，即表示在25℃和101kPa下測定。(3)熱化學方程式中的化學計量數為

。故化學計量數可以是

，也可以是

。當化學計量數改變時，其ΔH也

的改變。(4)要注明ΔH的符號：

“＋”代表

、“－”代表

，以及單位：

。聚集狀態slgaq物質的量整數分數同等倍數吸熱放熱kJ·mol－1(4)熱化學方程式的書寫思想在線1.放熱反應不需要加熱就能發生，吸熱反應不加熱就不能發生(

)2.可逆反應的ΔH表示完全反應時的熱量變化，與反應是否可逆無關(

)3.吸熱反應中，反應物化學鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學鍵放出的總能量(

)4.活化能越大，表明化學反應吸收的能量越多(

)×√√×5.開發利用各種新能源，減少對化石燃料的依賴，可以降低空氣中PM的含量(

)4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－890.3kJ(

)7.根據2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ/mol可知，氫氣的燃燒熱為571.6kJ/mol－1(

)×√××√1.我國學者研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程，如圖所示(其中吸附在金催化劑表面上的物種用

標注)C則該反應的反應熱為

。2.CH3—CH3(g)―→CH2==CH2(g)＋H2(g)

ΔH，有關化學鍵的鍵能如下表：＋125kJ·mol－1化學鍵C—HC==CC—CH—H鍵能/(kJ·mol－1)4146153474353.已知幾種化學鍵的鍵能數據如下表所示(亞硝酰氯的結構式為Cl—N==O)：則反應2NO(g)＋Cl2(g)

2ClNO(g)的ΔH＝

kJ·mol－1(用含a的代數式表示)?；瘜W鍵N≡OCl—ClCl—NN==O鍵能/(kJ·mol－1)630243a607289－2a【課堂點撥】

1.理解簡單圖像的基本含義能量示意圖圖像分析微觀宏觀a表示斷裂舊化學鍵吸收的能量；b表示生成新化學鍵放出的能量；c表示反應熱a表示反應物形成活化分子吸收的能量(正反應的活化能)；b表示活化分子形成生成物釋放的能量(逆反應的活化能)；c表示反應熱2.掌握解答能量變化圖像四步驟(1)明確圖像縱橫坐標的含義：

一般是橫軸表示反應過程，縱軸表示能量變化。(2)細致觀察各個步驟的變化：

起始態、過渡態、最終態等(3)理清圖像變化與概念間的關系：

吸熱反應和放熱反應、活化能、ΔH、穩定性等的正確判斷。(4)結合題意正確書寫或判斷：

熱化學方程式的書寫、ΔH的計算、決速的步驟等。熟記常見1mol下列物質中化學鍵的數目：物質金剛石SiO2P4CO2CH4化學鍵C—CSi—OP—PC==OC—H化學鍵數目2NA4NA6NA2NA4NA2燃燒熱和中和熱

能源1.燃燒熱(1)燃燒熱的概念及意義(2)對完全燃燒的理解元素CHS穩定氧化物及狀態CO2(g)H2O(l)SO2(g)概念：25℃、101kPa時，

mol純物質

生成穩定氧化物時所放出的熱量意義：1完全燃燒衡量燃料燃燒時放出熱量的多少2.燃料的選擇能源(1)燃料的選擇原則(2)能源分類煤石油天然氣不可再生可再生(3)能源利用3.中和熱（1）概念在25℃和101kPa下，在稀溶液中，強酸和強堿發生中和反應生成______________時所放出的熱量。（2）測定原理c＝4.18J·g－1·℃－1＝×10－3kJ·g－1·℃－1；n為生成H2O的物質的量。稀溶液的密度用1g·mL－1進行計算。1molH2O(l)(3)實驗步驟及裝置(3)注意事項①為保證酸完全中和，采取的措施是__________。②因為弱酸或弱堿存在電離平衡，電離過程需要吸熱，實驗中若使用弱酸或弱堿則測得的反應熱數值______。堿稍過量偏小思想在線1.已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應的ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1(

)2.在測定中和反應反應熱的實驗中，應把NaOH溶液分多次倒入(

)3.為測定反應H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的ΔH，也可以選用0.1mol·L－1NaHSO4溶液和0.1mol·L－1NaOH溶液進行實驗(

)4.實驗時可用銅絲攪拌器代替玻璃攪拌器(

)××√×1.某化學實驗小組用簡易量熱計(裝置如圖)測量中和反應的反應熱，實驗采用50mL0.5mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液反應。下列說法錯誤的是A.采用稍過量的NaOH溶液是為了保證鹽酸完全被中和B.儀器a的作用是攪拌，減小測量誤差溶液應迅速一次性倒入裝有鹽酸的內筒中D.反應前測完鹽酸溫度的溫度計應立即插入NaOH溶液中測量

溫度D2.油酸甘油酯(相對分子質量為884)在體內代謝時可發生如下反應：C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)已知燃燒1kg該化合物釋放出×104kJ熱量，油酸甘油酯的燃燒熱為×104kJ·mol－1B.－×104kJ·mol－1×104kJ·mol－1D.－×104kJ·mol－1C3.分析圖像書寫熱化學方程式。(1)圖甲表示的是NO2和CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：

。NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)圖乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1mol氣態氫化物時的焓變數據，根據焓變數據可確定a、b、c、d分別代表哪種元素，試寫出硒化氫在熱力學標準狀態下，發生分解反應的熱化學方程式：

。H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)

ΔH＝－81kJ·mol－1(3)圖丙表示一定條件下，在水溶液中1molCl－、

(x＝1,2,3,4)的能量相對大小，①D是

(填離子符號)。②反應B―→A＋C的熱化學方程式為_______________________________________________________________(用離子符號表示)。ΔH＝－117kJ·mol－13蓋斯定律及其應用1.蓋斯定律(1)內容：

對于一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。即：

化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，而與反應的途徑無關。(2)意義：

間接計算某些反應的反應熱。2.反應熱的計算(3)根據舊鍵斷裂和新鍵形成過程中的能量差計算焓變若反應物舊化學鍵斷裂吸收能量E1，生成物新化學鍵形成放出能量E2，則反應的

ΔH＝E1－E2。

(4)利用蓋斯定律計算反應熱aΔH2－ΔH2ΔH1＋ΔH2“三步”確定熱化學方程式或ΔH3.反應熱大小的比較＞＞(3)根據反應物或生成物的狀態比較反應焓變的大?、軸(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH5⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH6由⑤－⑥可得S(g)===S(s)

ΔH＝ΔH5－ΔH6____0，故ΔH5____ΔH6。＜＜＜＜1.已知丙烷的燃燒熱ΔH＝－2215kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成

1.8g水，則放出的熱量約為(

)A.55kJ B.220kJC.550kJ D.1108kJA思想在線下列有關判斷正確的是H2>0，ΔH3<0

H2<ΔH4H4<ΔH1＋ΔH2

H1>ΔH3C3.(2021·浙江1月選考)已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如下表：則2O(g)===O2(g)的ΔH為(

)A.428kJ·mol－1 B.－428kJ·mol－1C.498kJ·mol－1 D.－498kJ·mol－1D共價鍵H—HH—O鍵能/

(kJ·mol－1)436463熱化學方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－482kJ·mol－14真題驗收制勝高考1.(2022·全國乙卷)油氣開采、石油化工、煤化工等行業廢氣普遍含有硫化氫，

需要回收處理并加以利用?；卮鹣铝袉栴}：

已知下列反應的熱化學方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)

ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)

ΔH2＝＋94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH3＝－484kJ·mol－1

計算H2S熱分解反應④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。1702.(2022·湖北卷)已知：①CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)

ΔH1＝－65.17kJ·mol－1－3.(2022·浙江6月選考，18)標準狀態下，下列物質氣態時的相對能量如下表：物質(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是2的鍵能為436kJ·mol－12的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C.解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O22O(g)＋O(g)===H2O2(g)

ΔH＝－143kJ·mol－1C4.(2022·浙江1月選考，18)相關有機物分別與氫氣發生加成反應生成1mol環己烷()的能量變化如圖所示：下列推理不正確的是H1≈ΔH2，說明碳碳雙鍵加氫放出

的熱量與分子內碳碳雙鍵數目成正比H2<ΔH3，說明單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵間存在相互作用，有利于物質穩定H1<ΔH4，說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵H3－ΔH1<0，ΔH4－ΔH3>0，說明苯分子具有特殊穩定性A5.按要求書寫熱化學方程式。(1)[2022·河北，16(1)]298K時，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ,1molH2O(l)蒸發吸熱44kJ，表示H2燃燒熱的熱化學方程式為

。(2)[2021·海南，16(1)]已知25℃，100kPa時：1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804kJ熱量。則25℃時，CO2(g)與H2O(l)經光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的熱化學方程式為__________________________________________________________。6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)

ΔH＝＋2804kJ·mol－1(3)[2021·天津，13(3)]合成氨反應常使用鐵觸媒提高反應速率。如圖為有、無鐵觸媒時，反應的能量變化示意圖。寫出該反應的熱化學方程式：__________________________________________。從能量角度分析，鐵觸媒的作用是___________________。ΔH＝－(a－b)kJ·mol－1降低反應的活化能ΔH＝－98kJ·mol－1。釩催化劑參與反應的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學方程式為__________________________________________________________。＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－12V2O5(s)(5).[2022·廣東，19(1)②]Cr2O3催化丙烷脫氫過程中，部分反應歷程如圖，X(g)→Y(g)過程的焓變為________________________(列式表示)。(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)5知能訓練素養落實1.(2022·濟南高三月考)下列說法正確的是A.焓的大小受體系的溫度、壓強等因素的影響B.化學反應的反應熱等于反應前后焓的變化C.濃硫酸溶于水是放熱反應D.煤的液化有利于實現碳達峰、碳中和A2.某同學設計如圖所示實驗，探究反應中的能量變化。下列判斷正確的是A.由實驗可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反應

都是放熱反應B.將實驗(a)中的鋁片更換為等質量的鋁粉

后釋放出的熱量有所增加C.實驗(c)中將玻璃攪拌器改為鐵質攪拌器

對實驗結果沒有影響D.若用NaOH固體測定中和反應反應熱，則

測定結果偏高D3.下列關于熱化學反應的描述正確的是A.已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，用含20.0gNaOH的稀

溶液與稀鹽酸反應測出的中和反應反應熱為28.65kJ·mol－1B.CO(g)的燃燒熱ΔH＝－283.0kJ·mol－1，則反應2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝

＋(2×283.0)kJ·mol－1C.1mol甲烷燃燒生成氣態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應生成1mol水，放出57.3kJ熱量B3.(2023·太原檢測)分別向1L0.5mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①濃硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反應時的熱效應分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列關系正確的是H1＞ΔH2＞ΔH3

H1<ΔH2<ΔH3H1＞ΔH2＝ΔH3

H1＝ΔH2<ΔH3B4.下列熱化學方程式正確的是(

)D5.多相催化反應是在催化劑表面通過吸附、解吸過程進行的。如圖所示，我國學者發現在T

℃時，甲醇(CH3OH)在銅催化劑上的反應機理如下：反應Ⅰ：CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)

ΔH1＝akJ·mol－1反應Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH2＝－bkJ·mol－1(b>0)總反應：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH3＝ckJ·mol－1下列有關說法正確的是A.反應Ⅰ是放熱反應B.1molCH3OH(g)和H2O(g)的總能量大于1molCO2(g)和

3molH2(g)的總能量C.c>0D.優良的催化劑降低了反應的活化能，并減小了ΔH3，節約了能源C6.已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH1B7.(2022·西安模擬)丙烷與溴原子能發生以下兩種反應：①CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g)反應過程的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是A.反應①與②均為吸熱反應B.反應②使用了催化劑B8.(2021·浙江1月選考，20)已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如下表：共價鍵H—HH—O鍵能/(kJ·mol－1)436463熱化學方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－482kJ·mol－1則2O(g)===O2(g)的ΔH為A.428kJ·mol－1

B.－428kJ·mol－1C.498kJ·mol－1

D.－498kJ·mol－1D2O體系的能量循環如圖所示。下列說法正確的是H3<0H3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6H6>ΔH5H1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0D10.(2022·四川廣元模擬)C2H6在Ni的