精编化学反应与能量变化知识导学(基础)-(1).pdf

化学反应与能量变化责编 :张灿丽【学习目标】1、了解有效碰撞、活化分子和活化能的概念模型2、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；知道反应热和焓变的含义3、掌握热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式要点梳理】知识点一、几个概念模型1、有效碰撞：引起分子间发生化学反应的碰撞说明：（ 1）分子间的碰撞是发生化学反应的必要条件（2）有效碰撞是发生化学反应的充分条件（3）单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应进行的越快2、活化分子：具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子说明：（ 1）发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，这还决定于分子运动的取向问题2）有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关3、活化能：活化分子高出反应物分子平均能量的部分说明：（ 1）活化能的大小是由反应物分子的性质决定的（2）活化能越小则一般分子成为活化分子越容易，则活化分子越多，则单位时间内有效碰撞越多，则反应速率越快3）活化能的大小虽然意味着一般分子成为活化分子的难易，但是却对这个化学反应前后的能量变化并不产生任何影响如图所示：E1：活化能E2：活化分子变成生成物分子放出的能量E2-E1：化学反应前后的能量变化4、催化剂说明：如图所示，催化剂改变了反应过程知识点二、反应热焓变等相关概念1、反应热定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量符号：用Q 表示单位：kJ/mol 2、焓变含义：焓是表述物质所具备的能量大小的物理量，符号为H。

H 为生成物的总焓与反应物的总焓之差，称为化学反应的焓变H H（生成物） H（反应物）说明：（1）反应热与焓变的关系热化学研究表明，对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化只转化成热能，而没有转化为电能、光能等其他形式的能，则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的改变数学表达式：QP=?H，其中： Qp 表示在压强不变的条件下化学反应的反应热2） H 的正负与吸放热的关系当 H 为“”或小于0，为放热反应；当H 为“ +”或大于0，为吸热反应3）吸放热与物质能量的关系放热反应中：反应物总能量大于生成物总能量，反应后体系能量降低；即H0吸热反应中：反应物总能量小于生成物总能量，反应后体系能量升高；即H04）吸放热与化学键的关系反应物分子断键时吸收的能量生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为吸热反应反应物分子断键时吸收的能量生成物分子成键时释放的能量，则化学反应为放热反应知识点三、热化学方程式1、概念：能够表示反应热的化学方程式叫做热化学方程式例如： H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ； H= -184.6 kJ/mol 2、意义：既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

要点诠释：（1）热化学方程式必须标出能量变化2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关3）热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相应变化高清课堂：化学反应与能量变化】知识点四、正确理解和应用热化学方程式的注意事项1、普通化学方程式只表明了化学反应中的物质变化；热化学方程式是表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，它既表明了化学反应中的物质变化，又表明了化学反应中的能量变化2、 H 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右（后）边，即只有在热化学方程式中出现若为放热反应，H 为“”；若为吸热反应，H 为“” H 的单位一般为kJ/mol 3、反应热 H 与测定条件（温度、压强等）有关书写热化学方程式时，应注明H 的测定条件（温度、压强），未指明温度和压强的反应热H，指 25（ 298K）、101kPa 时的反应热 H（绝大多数反应热H 是在 25、 101kPa 时测定的）4、物质本身具有的能量与物质的聚集状态有关反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H 的数值以及符号都可能不同。

因此，必须注明物质（反应物和生成物）的聚集状态（气体：g液体： l固体： s稀溶液： aq），才能完整地体现出热化学方程式的意义热化学方程式中，不用“”和“”5、普通化学方程式中，各物质化学式前的化学计量数可以表示物质的分子数、物质的量等含义；但是在热化学方程式中，只表示该物质的物质的量，所以可以是整数、分数、或小数对相同化学反应，化学计量数不同，反应热H 也不同6、相同条件（温度、压强），相同物质的化学反应（互逆反应，不一定是可逆反应），正向进行的反应和逆向进行的反应，其反应热H 数值相等，符号相反如：7、反应热 H 的单位kJ/mol 中的“ /mol”是指化学反应整个体系（即指“每摩化学反应”），而不是具体指该反应中的哪一种物质如指 “每摩反应”， 放出 571.6kJ的能量，而不是指反应中各物质的物质的量8、不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热H 表示反应进行到底（完全转化）时的能量变化如：是指 2mol SO2(g)和 1mol O2(g)完全转化为2mol SO3(g)时放出的能量若在相同的温度和压强时，向某容器中加入2mol SO2(g)和 1mol O2(g)反应达到平衡时，放出的能量为Q，因反应不能完全转化生成2mol SO3(g)，故 Q197kJ。

9、关于反应热的大小比较问题，注意理解：有两种情况，其一是比较Q（热量值），那么就只与反应热的数值有关，与“”“”符号无关，“”“”只表示吸热或放热；其二是比较H，那么就与“”“”符号有关如两反应的反应热的关系为ab 两反应的 H 的关系为 H1 H2【典型例题】类型一：反应热、H 等概念的理解及运用例 1（2015 宿州模拟）已知1 mol 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量242 kJ，且氧气中1 mol O O 键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H O 键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H H 键断裂时吸收热量为（） A920 kJ B557 kJ C436 kJ D188 kJ 【思路点拨】 键能和反应热的关系：反应物的键能之和（即吸收的能量）生成物的键能之和（即放出的能量）反应热答案】 C 【解析】 由题给信息知，1 mol H2与12mol O2完全燃烧生成1 mol 水蒸气时放出热量242 kJ发生反应：H2 (g)+12O2 (g)=H2O (g) 时所发生键的变化为断裂1 mol H H 键和12mol O O 键、形成2 mol H O 键。

因此在此反应过程中断裂旧键需要吸收的能量为12496 kJ+EHH，形成新键释放的能量为2463 kJ=926 kJ，因为该反应为放热反应，所以926 kJ12 496 kJEHH=242 kJ，解得 EHH=436 kJ总结升华】（1）利用键能求反应热是重要的计算方法之一，一定要正确理解键能的含义，清楚键能和反应热的关系，并能从本质上去理解这个重要关系，掌握这种反应热的计算方法2）化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化，形成化学键时放热，断开化学键时需要吸热3） H 为“”表示放热反应；H 为“ +”表示吸热反应举一反三：【变式 1】对下列化学反应热现象，不正确的说法是（）A放热的反应发生时不必加热B化学反应一定有能量变化C一般地说，吸热反应需要加热后才能发生D化学反应热效应数值与反应物质多少有关【答案】AC 【高清课堂：化学反应与能量变化】【变式 2】反应 C(石墨 ) C( 金刚石 )是吸热反应 ,由此可知A石墨比金刚石更稳定B金刚石和石墨可以相互转化C金刚石比石墨稳定D金刚石和石墨不能相互转化【答案】 AB 类型二：热化学方程式的意义及书写例 2 (2015 佛山模拟 )已知： 101 kPa 时 1 mol 辛烷燃烧生成液态水时放出热量为5 518 kJ；强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1 mol H2O 时放出的热量为57.3 kJ，则下列热化学方程式的书写正确的是() 2C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(g) H-11 036 kJmol-12C8H18(l)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) H-11 036 kJmol-1H+OH-=H2O H-57.3 kJmol-12NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) H-114.6 kJmol-1A.B.C.D.只有【思路点拨】做对本题的关键是热化学方程式中物质的状态与题干描述的一致。

答案】 C 【解析】 错在水的状态，应为液态；错在没有标出是在水溶液中的反应，正确的为H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H-57.3 kJmol-1总结升华】判断热化学方程式的书写时，要注意状态、 H 单位、符号以及数值是否与前面的化学计量数相对应举一反三：【变式1】（ 2015 浙江温州十校联合体期中）热化学方程式C（s）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）H=+131.3 kJ mol 表示（）A碳和水反应吸收131.3 kJ 能量B1 mol 碳和 1 mol 水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ 热量C1 mol 固态碳和1 mol 水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3 kJ D1 个固态碳原子和1 分子水蒸气反应吸热131.1 kJ 【答案】 C 【解析】题给热化学方程式表示1 mol C（s）和 1 mol H2O（g）反应生成CO（g）和 H2（g）时吸收 131.3 kJ 热量，故C 项正确例 3 将 0.3mol 的气态高能燃料乙硼烷（B2H6） 在氧气中燃烧， 生成固态三氧化二硼和液态水，放出 649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_。

又已知： H2O（g）=H2O（l）； H2 44.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ答案】 B2H6 (g)3O2(g)B2O3 (s) 3H2O(l)H-2165kJ/mol 1016.5 【解析】0.3mol 乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ 热量，则1mol 乙硼烷完全燃烧放出的热量为：1mol649.5kJ/0.3mol=2165kJ 因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为：B2H6 (g)3O2(g) B2O3 (s) 3H2O(l)H-2165kJ/mol 由于 1mol 水气化需吸热44kJ，则 3mol 液态水全部气化应吸热：3mol44kJ/mol=132kJ ，所以1mol 乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热：2165kJ-132kJ=2033kJ，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是： 0.5mol2033kJ/mol=1016.5kJ 举一反三：【变式 1】CuCl（s）与 O2反应生成CuCl2（s）和一种黑色固体在25、 101kPa 下，已知该反应每消耗1mol CuCl （s） ，放热 44.4kJ，该反应的热化学方程式是【答案】 4CuCl（ s）+O2（g）=2CuCl2（s）+2CuO（s） H= 177.6kJ/mol【解析】 该反应每消耗1mol CuCl（s） ，放热 44.4kJ，消耗 4mol CuCl （s） ，则放热44.4kJ 4=177.6kJ，根据热化学方程式的书写方法，可以写出该反应的热化学方程式为：4CuCl（s）+O2（g）=2CuCl2（s）+2CuO（s）H= 177.6kJ/mol。