化學反應與能量第六章第一節化學反應及其能量變化2017版課程標準素養目標1.認識物質所具有的能量，能解釋化學反應中能量變化的本質2.能辨識化學反應中的能量轉化形式，了解吸熱反應、放熱反應、反應熱、焓變、燃燒熱、中和熱等概念3.理解熱化學方程式的書寫規則，能用熱化學方程式表示反應中的能量變化4.了解蓋斯定律及其簡單應用，能進行反應焓變的簡單計算5.了解能源的利用對自然環境和社會發展的影響，能舉例說明化學在解決能源危機中的重要作用1.變化觀念與平衡思想：認識化學變化的本質是有新物質生成，并伴有能量的轉化；能多角度、動態地分析熱化學反應方程式，運用熱化學反應原理解決實際問題2.證據推理與模型認知：通過分析、推理等方法認識研究反應熱的本質，建立蓋斯定律模型3.科學態度與社會責任：贊賞化學對社會發展的重大貢獻，具有可持續發展意識和綠色化學觀念，能對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷欄目導航01必備知識關鍵能力03真題體驗領悟高考02研解素養悟法獵技04配套訓練必備知識關鍵能力1焓變與反應熱【基礎整合】1．反應熱(1)定義、符號和單位。反應熱是化學反應中____________的熱量。恒壓條件下的反應熱，稱之為焓變，符號為________，單位為________。(2)表示方法。吸熱反應：ΔH______0；放熱反應：ΔH______0。吸收或放出ΔH

kJ/mol

>

<

(3)產生原因。化學反應過程中舊鍵斷裂______的能量與新鍵形成______的能量不相等，故化學反應均伴隨著能量變化。(4)常見的放熱反應和吸熱反應。放熱反應：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應；③大多數化合反應；④金屬跟酸的置換反應；⑤物質的緩慢氧化；⑥鋁熱反應等。吸熱反應：①大多數分解反應；②鹽的水解；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應；④碳和水蒸氣、CO2的反應等。吸收放出2．反應熱的本質3．熱化學方程式(1)概念。表示參加反應___________和_________的關系的化學方程式。(2)意義。表明了化學反應中的______變化和______變化。如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示2mol氫氣和1mol氧氣反應生成2mol液態水時放出571.6kJ的熱量。物質的量反應熱物質能量(3)熱化學方程式的書寫要求。①注明反應的______和______(25℃、101kPa下進行的反應可不注明)。②注明反應物和生成物的狀態：固態(s)、液態(l)、水溶液(aq)、氣態(g)。③熱化學方程式中各物質的化學計量數只表示物質的____________，而不表示分子個數(或原子個數)，因此可以寫成分數。④熱化學方程式中不用“↑”和“↓”。⑤熱化學方程式能反映出該反應已完成的數量。由于ΔH與反應物的物質的量有關，所以熱化學方程式中物質的化學計量數必須與ΔH相對應，如果化學計量數加倍，則ΔH也要加倍。當反應向逆反應方向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數值相等，符號相反。溫度壓強物質的量判斷正誤(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)放熱反應不需要加熱就能反應，吸熱反應不加熱就不能反應(

)(2)物質發生化學變化都伴有能量的變化(

)(3)吸熱反應在任何條件下都不能發生(

)(4)活化能越大，表明反應斷裂舊化學鍵需要克服的能量越高(

)(5)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(

)(6)同溫同壓下，反應H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同(

)(7)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(

)【答案】(1)×

(2)√

(3)×

(4)√

(5)√

(6)×

(7)√【重難突破】【解析】由圖可知，該反應分兩步進行：①A→B

ΔH1＝E1－E2②B→C

ΔH2＝E3－E4，根據蓋斯定律，總反應的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝E1－E2＋E3－E4，A錯誤；加入V2O5后可降低反應的活化能，活化能大的決定反應速率，第二步反應的活化能較大，則第二步決定反應速率，B錯誤；加入V2O5,只能改變反應的活化能，反應速率改變，但ΔH不變，C正確；向密閉容器中充入2molSO2和1molO2，發生上述反應，達到平衡時生成SO3的物質的量小于2mol，反應放熱小于198kJ，D錯誤。【答案】C

【解析】根據鍵能與反應熱的關系：ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能，可得4x＋497.3－2×242.7－2×2×462.8＝－112.1，則H—Cl的鍵能為431.8kJ·mol－1，C正確。1．熟記反應熱ΔH的基本計算公式(1)ΔH＝生成物的總能量－反應物的總能量。(2)ΔH＝反應物的總鍵能之和－生成物的總鍵能之和。2．常見物質中的化學鍵數目物質(化學鍵)CO2(C===O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)石墨(C—C)金剛石(C—C)S8(S—S)Si(Si—Si)鍵數24641.5282(4)在25℃、101kPa下，一定質量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量QkJ，其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學方程式為__________________________________________________。(5)CuCl(s)與O2反應生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25℃、101kPa下，已知該反應每消耗1molCuCl(s)，放熱44.4kJ，______________________________。(6)化學反應N2＋3H2===2NH3的能量變化如圖所示(假設該反應反應完全)。試寫出N2(g)和H2(g)反應生成NH3(l)的熱化學方程式：_________________________。燃燒熱、中和熱、能源【基礎整合】1．燃燒熱和中和熱定義的比較燃燒熱中和熱相同點能量變化放熱ΔH及其單位ΔH______0，單位均為kJ·mol－1＜燃燒熱中和熱不同點反應物的量________不一定為1mol生成物的量不確定生成水的物質的量為________反應熱的含義101kPa時，______純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)在稀溶液里，強酸與強堿發生中和反應生成___________時所放出的熱量，ΔH＝_______________注意事項“完全燃燒”是指物質中下列元素完全轉變成對應的氧化物：C→CO2(g)，H2→H2O(l)，S→SO2(g)等注意幾個限定詞：①稀溶液；②產物是1mol液態H2O；③用離子方程式可表示為OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－11mol

1mol

1mol

1molH2O(l)

－57.3kJ·mol－1

反應前和反應后體系的溫度

減少實驗過程中的熱量損失

堿稍過量

偏小

3．能源(1)能源分類。(2)解決能源問題的措施。①提高能源的利用效率：a.改善開采、運輸、加工等各個環節；b.科學控制燃燒反應，使燃料充分燃燒。②開發新能源：開發資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。(4)已知101kPa時，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221kJ·mol－1，則該反應的反應熱為221kJ·mol－1(

)(5)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1(中和熱)(ΔH的數值正確)(

)(6)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1mol水時放出57.3kJ的熱量(

)(7)H2(g)的燃燒熱是285.8kJ·mol－1，則2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋571.6kJ·mol－1(

)(8)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

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

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√

(6)×

(7)×

(8)×【重難突破】【答案】B

【解析】醋酸為弱酸，電離時要吸熱，放出的熱量應小于57.3kJ，A錯誤；甲烷的燃燒熱指的是1molCH4燃燒生成液態H2O和CO2氣體時放出的熱量，C錯誤；氫氣燃燒的熱化學方程式中的ΔH應為－285.8×2kJ·mol－1，D錯誤。2．(2020·吉林長春期中)下列示意圖表示正確的是(

)A．圖甲表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝26.7kJ·mol－1反應的能量變化B．圖乙表示碳的燃燒熱C．圖丙表示實驗的環境溫度20℃，將物質的量濃度相等、體積分別為V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，測量混合液溫度，結果如圖(已知V1＋V2＝60mL)D．圖丁已知穩定性順序：B＜A＜C，某反應由兩步反應A―→B―→C構成，反應過程中的能量變化曲線如圖(E1、E3表示兩反應的活化能)【答案】D

【解析】甲圖象表示的物質能量變化為反應物能量高于生成物能量的放熱反應，反應Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)

ΔH＝26.7kJ·mol－1為吸熱反應，A錯誤；碳與氧氣反應生成CO是放熱反應，圖乙錯誤，且碳的燃燒熱對應的穩定氧化物是CO2，B錯誤；如圖，V2為20mL時溫度最高，說明此時酸堿已經反應完畢，又實驗中始終保持V1＋V2＝60mL，所以V1為40mL，由酸堿中和關系式：2NaOH～H2SO4，硫酸和氫氧化鈉溶液濃度不同，和題干不符合，C錯誤。(1)有關燃燒熱的判斷，一看是否以1mol可燃物為標準，二看是否生成穩定氧化物。(2)有關中和熱的判斷，一看是否以生成1molH2O為標準，二看酸堿的強弱和濃度，應充分考慮弱酸、弱堿電離吸熱，濃的酸堿稀釋放熱等因素。①用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設法使之混合均勻，測得混合液最高溫度。回答下列問題：(1)為什么所用NaOH溶液要稍過量？___________________________________________________。(2)倒入NaOH溶液的正確操作是__________(填字母，下同)。A．沿玻璃棒緩慢倒入B．分三次少量倒入C．一次迅速倒入(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是_________________________。A．用溫度計小心攪拌B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌C．輕輕地振蕩燒杯D．用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕地攪動(4)現將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鋇溶液、稀氨水分別和1L1mol·L－1的稀鹽酸恰好完全反應，其反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關系為_____________________。(5)在測定中和熱的實驗中，下列說法正確的是___________。A．使用環形玻璃攪拌棒是為了加快反應速率，減小實驗誤差B．為了準確測定反應混合溶液的溫度，實驗中溫度計水銀球應與小燒杯底部接觸C．用0.5mol·L－1NaOH溶液分別與0.5mol·L－1的鹽酸、醋酸溶液反應，如所取的溶液體積相等，則測得的中和熱數值相同D．在測定中和熱實驗中需要使用的儀器有：容量瓶、量筒、燒杯、溫度計、環形玻璃攪拌棒(6)假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反應后生成溶液的比熱容c＝4.18J·g－1·℃－1。為了計算中和熱，某學生實驗記錄數據如下：依據該學生的實驗數據計算，該實驗測得的中和熱ΔH＝__________(結果保留一位小數)。(7)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸，理由是_____________________________________。實驗序號起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6【答案】(1)確保鹽酸被完全中和(2)C

(3)D(4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3

(5)A

(6)－51.8kJ·mol－1

(7)不能H2SO4與Ba(OH)2反應生成BaSO4沉淀，沉淀的生成熱會影響反應的反應熱研解素養悟法獵技2蓋斯定律充分體現了能量守恒定律，在近幾年高考試題中出現率100%，難度中等。呈現形式主要是根據兩個或三個已知熱化學方程式推導目標反應的熱化學方程式或其ΔH。此類試題體現“變化觀念與平衡思想”的核心素養。【解讀素養】1．蓋斯定律及其應用

(1)內容：化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相等的，即化學反應的反應熱只與反應體系的____________有關，而與____________無關。(2)本質：蓋斯定律的本質是____________定律。(3)意義：間接計算某些反應的反應熱。【思維導引】[典型例題]例1

(2019·全國卷Ⅲ)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：CuCl2(s)===CuCl(s)＋1/2Cl2(g)

ΔH1＝83kJ·mol－1CuCl(s)＋1/2O2(g)===CuO(s)＋1/2Cl2(g)

ΔH2＝－20kJ·mol－1CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g)

ΔH3＝－121kJ·mol－1則4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。【答案】－116【解析】因CO燃燒生成CO2是放熱反應，所以CO2分解是吸熱反應，ΔH為正值，前一個反應吸收的熱量少于后者，故ΔH1<ΔH2，①錯誤；氣態硫本身所具有能量高于固態硫，其燃燒時所放出的熱量比等量的固態硫的多，故ΔH1>ΔH2，②正確；

石灰石的分解是吸熱反應，ΔH1>0，CaO與水反應是放熱反應，ΔH2