2022年高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 專題 化學(xué)反應(yīng)與能量變化學(xué)案 蘇教版【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容： 化學(xué)反應(yīng)與能量變化二、教學(xué)目標(biāo)了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式；了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算；了解熱化學(xué)方程式的含義，并能正確判斷熱化學(xué)方程式的正誤；了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用；能應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算；熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及正誤判斷；應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算。四、教學(xué)過(guò)程：（一）放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)和反應(yīng)熱任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量與生成物所具有的總能量是不相等的，在產(chǎn)生新物質(zhì)的同時(shí)總是伴隨著能量的變化?；瘜W(xué)反應(yīng)中能量變化形式較多，通常表現(xiàn)為熱量的變化 放熱反應(yīng)：即有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量。如：燃料的燃燒、中和反應(yīng)、生石灰與水化合等都是放熱反應(yīng)。吸熱反應(yīng)：即吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量。如：H2還原CuO的反應(yīng)，灼熱的碳與二氧化碳反應(yīng)，Ba（OH）2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)。反應(yīng)熱：在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所放出或吸收的熱量。通常用DH表示：DH0時(shí)為放熱反應(yīng)，DH0時(shí)為吸熱反應(yīng)。常見(jiàn)的兩種能量變化：燃燒熱：101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱，DH0中和熱：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol H2O時(shí)所放出的熱，DH0說(shuō)明：1、任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，這是由于在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)反應(yīng)物分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)，需要克服原子間的相互作用力，這需要吸收能量；而當(dāng)原子間重新結(jié)合形成新的化合物分子時(shí)，即新的化學(xué)鍵形成時(shí)，又需要放出能量。當(dāng)吸收和放出的能量不等時(shí)，就有能量變化。因此，放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)還可以從化學(xué)鍵的斷裂與形成角度分析：反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量大于生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量吸熱反應(yīng)反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量小于生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量放熱反應(yīng)但要注意，化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量并不是指反應(yīng)物的總能量，同樣，化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量也不是生成物分子的總能量，因此在用不同的方法判斷放熱還是吸熱反應(yīng)時(shí)，要注意比較。2、常見(jiàn)的放熱反應(yīng)：所有燃燒反應(yīng)；中和反應(yīng)；大多數(shù)化合反應(yīng)；金屬跟酸反應(yīng)等。常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)：大多數(shù)分解反應(yīng)；（2）CCO2、CH2O、H2CuO、Ba（OH）2晶體與NH4Cl的反應(yīng)等。3、反應(yīng)熱指反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量?？捎昧繜嵊?jì)直接測(cè)量。DH是物質(zhì)所具有的能量在反應(yīng)前后的變化量，若為吸熱反應(yīng)，則變化后的物質(zhì)所具有的能量增大，用“”表示，即DH0；若為放熱反應(yīng)，則變化后的物質(zhì)所具有的能量減小，用“”表示，即DH0。DH的單位為：kJ/mol4、燃燒熱是指在常溫常壓下，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的能量，燃燒熱的值是正值，單位也是kJ/mol。一般情況下，C燃燒生成的穩(wěn)定的氧化物為CO2、硫?yàn)镾O2、氫為液態(tài)水。5、中和熱：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol H2O時(shí)所放出的熱。特指在常溫常壓下，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液，完全中和生成1mol水，且反應(yīng)過(guò)程中無(wú)沉淀生成時(shí)所放出的熱量。對(duì)于弱酸、弱堿，由于電離過(guò)程需要吸收熱量，因此放出的熱量偏??；而酸或堿的濃溶液，由于溶解或稀釋時(shí)放出熱量，因此，使得中和熱的數(shù)值偏大。在同一條件下，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全反應(yīng)生成1mol水時(shí)的中和熱的值均約為57.4kJ/mol6、測(cè)定中和熱的儀器主要有：大、小燒杯、環(huán)形玻璃棒、溫度計(jì)、泡沫塑料、硬紙板、量筒等。中和熱的測(cè)定的關(guān)鍵是保溫隔熱，以免熱量散失，操作時(shí)應(yīng)確保熱量盡可能不減少，實(shí)驗(yàn)時(shí)重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次，減少實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了使酸堿中和完全，一般常采用堿稍過(guò)量的方法測(cè)量。（二）熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)表明化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式稱為熱化學(xué)方程式說(shuō)明： 1、書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的幾點(diǎn)：（1）要注明反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)，在化學(xué)方程式的右端注明反應(yīng)熱，DH0時(shí)為放熱反應(yīng)，DH0時(shí)為吸熱反應(yīng)，DH的符號(hào)（“”和“”）和單位（kJ/mol）。由于絕大多數(shù)反應(yīng)的DH是在常溫常壓下測(cè)定的，因此，可不注明溫度和壓強(qiáng)。（2）要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)，因?yàn)闋顟B(tài)不同，物質(zhì)所具有的能量不同，反應(yīng)熱DH也不同。熱化學(xué)方程式中不用“”“”。 （3）熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的計(jì)量數(shù)不表示粒子個(gè)數(shù)，只表示物質(zhì)的量，因此它可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，計(jì)量數(shù)不相同，反應(yīng)熱數(shù)據(jù)也不同。2、反應(yīng)熱大小的比較：（1）同一反應(yīng)生成物狀態(tài)不同時(shí)：如：2H2（g）O2（g）2H2O（1）；DH1 2H2（g）O2（g）2H2O（g）；DH2 因?yàn)闅怏w變液體會(huì)放熱，故：DH1DH2 （2）同一反應(yīng)反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)：如：S（g）O2（g）SO2（g）；DH1S（s）O2（g）SO2（g）；DH2因?yàn)楣腆w變氣體會(huì)吸熱，故：DH1DH2 （3）兩個(gè)相聯(lián)系的不同反應(yīng)比較：如：C（s）O2（g）CO2（g）；DH1C（s）1/2O2（g）CO（g）；DH2可以設(shè)計(jì)成：C（s）CO（g）CO2（g）故DH1DH23、進(jìn)行反應(yīng)熱計(jì)算時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，因此熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其反應(yīng)熱的數(shù)值應(yīng)同時(shí)做相同倍數(shù)的改變；熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指反應(yīng)按所給形式完全進(jìn)行時(shí)的反應(yīng)熱；單位始終為kJ/mol；正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。（三）蓋斯定律：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在一定條件下無(wú)論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)的熱效應(yīng)總是相同的，它只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)的過(guò)程無(wú)關(guān)。這就是蓋斯定律的內(nèi)容。根據(jù)蓋斯定律，將化學(xué)方程式可以像代數(shù)式那樣相加或相減，相應(yīng)的反應(yīng)熱也相加或相減。對(duì)解決未知反應(yīng)的熱效應(yīng)非常有用。解答有關(guān)蓋斯定律的題目關(guān)鍵是設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)途徑，適當(dāng)加減已知方程式的反應(yīng)熱，進(jìn)行求算。在進(jìn)行熱化學(xué)方程式的數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)，要注意反應(yīng)熱的符號(hào)以及反應(yīng)熱與方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)的比例關(guān)系。說(shuō)明：1、熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以移項(xiàng)同時(shí)改變正負(fù)號(hào)，各項(xiàng)的系數(shù)包括DH的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)；2、根據(jù)蓋斯定律可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其DH相加或相減，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式；3、可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱。【典型例題】例1已知化學(xué)鍵的鍵能是指形成1mol化學(xué)鍵放出的能量或斷裂1mol化學(xué)鍵吸收的能量.P-P的鍵能198kJ/mol，氧氣分子的鍵能498kJ/mol，P-O的鍵能360kJ/mol，已知P4O6的結(jié)構(gòu)如圖。P4（g）3O2（g）P4O6（g）；試求H . A. 1638kJ/mol B. 1638kJ/molC. 126kJ/mol D. 126kJ/mol解析：比較反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量與生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的總能量的相對(duì)大小，可分析得出反應(yīng)是放熱還是吸熱。若吸收的總能量大于釋放的總能量，則為吸熱反應(yīng)；若釋放的總能量大于吸收的總能量，則為放熱反應(yīng)。白磷分子為正四面體，分子中有6個(gè)P-P鍵，與氧氣作用形成P4O6，是在每個(gè)PP鍵中間插一個(gè)氧原子，形成12個(gè)PO鍵。則每個(gè)反應(yīng)中吸收的總能量為：6×1983×4982682，放出的總能量為：12×3604320，說(shuō)明釋放的能量大于吸收的能量，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H1638kJ/mol答案：B例2下列說(shuō)法或表示法正確的是： A. 若將等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量多。 B. 由“C（石墨）C（金剛石）；DH119kJ/mol”可知，金剛石比石墨穩(wěn)定 。 C. 在稀溶液中：HOHH2O；DH57.3kJ/mol，若將含0.5mol的濃硫酸與含1mol NaOH 的溶液混合，放出的熱量大于57.3kJ D. 在101kPa時(shí)，2g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為：2H2（g）O2（g）2H2O（l）；DH285.8kJ/mol 解析：A中由于硫固體變?yōu)榱蛘魵庑枰諢崃?，因此，硫燃燒所放出的能量有部分用于物態(tài)之間的轉(zhuǎn)變，故硫蒸氣燃燒放出的熱量大于硫固體燃燒放出的熱量；B中石墨的能量小于金剛石，根據(jù)能量最低原理：能量越低的物質(zhì)越穩(wěn)定，因此，石墨比金剛石穩(wěn)定；C中中和熱的測(cè)定必須是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液完全中和生成1mol水時(shí)所放出的能量，若為濃酸或強(qiáng)堿固體，由于在溶解時(shí)放熱，因此，實(shí)際放出的能量要大于中和熱，故C正確；D中燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的能量，而D中描述的是2mol可燃物完全燃燒時(shí)所放出的能量，因此其反應(yīng)熱可在燃燒熱的基礎(chǔ)上乘以方程式前的系數(shù)，即：DH285.8 kJ/mol×2571.6 kJ/mol，故D不正確。答案：C例3分析右面的能量變化示意圖，下列熱化學(xué)方程式正確的是：A. 2A（g）B（g）2C（g）；DHa（a0）B. 2A（g）B（g）2C（g）；DHa（a0C. 2AB2C；DHa（a0D. 2C2AB； DHa（a0）解析：本題同樣考查的是反應(yīng)熱的判斷。若2A（g）B（g）為反應(yīng)物，則為放熱反應(yīng)，DH0；若2A（g）B（g）為生成物，則為吸熱反應(yīng)，DH0。同時(shí)在書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)還要注意反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。綜上所述，本題的答案為：B答案 ：B 例4阿伏加德羅常數(shù)值記為NA，則關(guān)于C2H2（氣）5/2O2（氣）2CO2（氣）H2O（液）； DH1300kJ/mol的下列說(shuō)法中，正確的是：A. 有10NA個(gè)電子轉(zhuǎn)移時(shí)，吸收1300kJ的能量B. 有8NA個(gè)碳氧共用電子對(duì)生成時(shí)，放出1300kJ能量C. 有NA個(gè)水分子生成且為液體時(shí)，吸收1300kJ能量D. 有2NA個(gè)碳氧雙鍵生成時(shí)，放出1300kJ的能量 解析：本題將氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的量與微粒數(shù)、反應(yīng)熱結(jié)合起來(lái)考查。反應(yīng)：C2H2（氣）O2（氣）2CO2（氣）H2O（液）；DH1300kJ/mol，為放熱反應(yīng)或氧化還原反應(yīng)。每摩乙炔參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為10NA，放出1300kJ熱量，有8NA個(gè)碳氧共用電子對(duì)生成，由于CO2的結(jié)構(gòu)為：OCO，故有4 NA個(gè)碳氧雙鍵生成時(shí)，放出1300kJ的能量。綜上所述，本題的答案為B答案：B 例5已知：NH3（g）HCl（g）NH4Cl（s） DH1176kJ/mol NH3（g）H2O（l）NH3·H2O（aq） DH235.1kJ/mol HCl（g）HCl（aq） DH372.3kJ/mol NH3·H2O （aq）HCl（aq）NH4Cl（aq）H2O（l） DH452.3kJ/mol NH4Cl（s）NH4Cl（aq） DH5QkJ/mol 則第個(gè)方程式中的反應(yīng)熱是。解析：本題檢查的是蓋斯定律：反應(yīng)的熱效應(yīng)只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)的過(guò)程無(wú)關(guān)。本題是由氯化銨固體溶于水形成氯化銨的反應(yīng)熱。始態(tài)為氯化銨固體，終態(tài)為氯化銨溶液，其余均為中間產(chǎn)物，在分析過(guò)程中要相互抵消。則由關(guān)系式：可得：DH552.372.335.1kJ/mol（176）kJ/mol16.3 kJ/mol，則第步反應(yīng)的反應(yīng)熱為DH516.3kJ/mol 答案：16.3kJ/mol例6已知下列熱化學(xué)方程式：（1）Fe2O3（s）3CO（g）2Fe（s）3CO2（g）； DH25kJ/mol （2）3Fe2O3（s）CO（g）2Fe3O4（s）CO2（g）；DH47kJ/mol 試寫(xiě)出：Fe3O4被CO還原為Fe和CO2的熱化學(xué)方程式解析：本題檢查的是蓋斯定律和熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)。始態(tài)為：Fe3O4和CO，終態(tài)為Fe和CO2，其余物質(zhì)如：Fe2O3（s）為中間產(chǎn)物。則根據(jù)分析，可得如下關(guān)系式：（1）×3（2）可得：2Fe3O4（s）8CO（g）6Fe8CO2（g）；DH28kJ/mol，化簡(jiǎn)后可得：Fe3O4（s）4CO（g）3Fe4CO2（g）； DH14kJ/mol答案：Fe3O4（s）4CO（g）3Fe4CO2（g）； DH14kJ/mol