第六章 化学反应与能量
第一节化学能与热能
教材复习——打牢基础,基稳才能楼高
反应热与焓变
1.化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化:物质变化和能量变化。 (2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式:热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。 2.反应热、焓变
(1)反应热:在化学反应过程中放出或吸收的热量。
(2)焓变:生成物与反应物的焓值差,ΔH=H(生成物)-H(反应物),单位:kJ·mol。 (3)反应热与焓变的关系:恒压条件下,化学反应的反应热等于焓变。 3.吸热反应和放热反应 (1)两角度理解
①从能量高低角度理解:
-1
ΔH<0,放热反应 ΔH>0,吸热反应 ②从化学键角度理解:
(2)常见的放热反应和吸热反应
①放热反应:大多数化合反应、中和反应、金属与酸的反应、所有的燃烧反应、物质的缓慢氧化。
②吸热反应:大多数分解反应、盐类的水解反应、C与CO2反应、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl
反应、C与H2O(g)反应。
4.反应热、活化能图示
(1)在无催化剂的情况,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。 (2)催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。 微点拨 (1)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,任何化学反应都有热效应。 (2)需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。 [对点练习]
1.下列反应,属于放热反应的是( ) A.电解水制氢 C.焦炭和水反应制水煤气
B.铝热法制铁 D.煅烧石灰石制生石灰
解析:选B 铝热反应是放热反应,其余均为吸热反应。 2.下列图示变化过程为吸热的是( )
解析:选A A中,反应物的总能量小于生成物的总能量,故A为吸热反应;B中,N2和H2必须先吸收能量断裂旧化学键,再放出能量形成新化学键,由于放出的能量大于吸收的能量,故B为放热反应;C中,浓硫酸溶于水放出热量;D中,锌与稀盐酸反应是放热反应。
3.反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )
2
A.X→Y反应的ΔH=E5-E2 B.X→Z反应的ΔH>0
C.由图可知等物质的量的Y的能量一定比X的能量高 D.升高温度可提高X→Z的反应速率
解析:选D ΔH=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量,由题图知X→Y反应的ΔH=E3-E2,A项错误;X→Z反应的ΔH=E1-E2<0,B项错误;由题图可知,2X(g)===3Y(g)为吸热反应,只能说明3 mol Y(g)的能量一定比2 mol X(g)的能量高,但不能得出等物质的量的Y的能量一定比X的能量高,C项错误;升高温度,化学反应速率加快,D项正确。
4.已知某反应A(g)+化如图所示,回答下列问题。
(1)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”),该反应的ΔH=________kJ·mol(用含E1、E2的代数式表示),1 mol气体A和
1 mol气体B具有的总能量比1 mol气体C和1 mol气体D具有的总能量__________(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。
(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大,则E1和E2的变化是:E1________,
-1
+D(g),反应过程中的能量变
E2________,ΔH__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案:(1)吸热 E1-E2 一定低 (2)减小 减小 不变
热化学方程式
1.热化学方程式及其意义
(1)概念:表示参加化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。 1
(2)意义:表明了化学反应中的物质变化和能量变化。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol,表示在25 ℃和1.01×10 Pa下,1 mol H2和0.5 mol O2完全反应生成
1 mol液态水时放出285.8 kJ的热量。
2.热化学方程式的书写方法
-1
5
3
微点拨 (1)热化学方程式中物质的化学计量数仅表示该物质的物质的量,因此可以是整数,也可以是分数。 (2)热化学方程式的化学计量数改变n倍,反应热也改变n倍。 (3)可逆反应的ΔH表示完全反应的热量变化,与反应是否可逆无关。如N2(g)+3H23(g) ΔH=-92.4 kJ·mol,表示在101 kPa、25 ℃时,1 mol N2(g)和3 mol -1H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。 (4)反应逆向进行时,其焓变与正反应的数值相等,符号相反。 (5)与普通方程式的区别:一般不标注“↑”、“↓”以及反应条件等。 (6)同素异形体之间转化的热化学方程式除了注明状态外,还要注明名称。 [对点练习]
1.根据下列图像的叙述不正确的是( )
A.图(1)表示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol B.图(2)表示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=+41 kJ·mol C.由图可知正逆反应的热效应的数值相同 D.两个图像表示的含义不同
解析:选B 图(1)表示CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol,A正确;图(2)表示CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH=+41 kJ·mol,B错误;由图知C正确;两个图像的反应物、生成物正好相反,D正确。
2.航天燃料从液态变为固态,是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭燃料,燃烧时放出巨大的能量,已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是( )
-1
-1
-1
-1
4
1-1
A.Be+O2===BeO ΔH=-564.3 kJ·mol
2
1-1
B.Be(s)+O2(g)===BeO(s) ΔH=+564.3 kJ·mol
21-1
C.Be(s)+O2(g)===BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol
21-1
D.Be(s)+O2(g)===BeO(g) ΔH=-564.3 kJ·mol
2
1 000 g1 000
解析:选C 1 kg Be的物质的量为 mol,又因为1 kg铍完全燃烧放-1=
9 g·mol962 700
出的热量为62 700 kJ,则1 mol铍完全燃烧放出的热量为 kJ=564.3 kJ,Be与氧气
1 00091-1
反应生成BeO,则其热化学方程式为Be(s)+O2(g)===BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol。
2
3.写出下列反应的热化学方程式。
(1)101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量,表示H2燃烧热的热化学方程式为__________________________________________________________
________________________________________________________________________。 (2)0.3 mol乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧,生成固体三氧化二硼和液体水,放出649.5 kJ的热量,则其热化学方程式为______________________________________________。
1-1
答案:(1)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol
2(2)B2H6(g)+3O2(g)===B2O3(s)+3H2O(l) ΔH=-2 165 kJ·mol
燃烧热和中和热 能源
1.燃烧热和中和热的比较
相同点 能量变化 ΔH及其单位 反应物的量 不同点 生成物的量 反应热的含义 燃烧热 放热 ΔH<0,单位均为kJ·mol 可燃物的物质的量一定为1_mol 不确定 101 kPa 时,1_mol 纯物质完不一定为1 mol 生成水为 1_mol 在稀溶液里,酸与碱发生中和-1-1
中和热
5
(通用版)2019版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量学案
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