【学海导航】山西省高中化学总复习 第6章第20课时 化学反应与能量的变化课件 新人教

第20课时化学反应与能量的变化一、化学反应中能量的变化1．反应热与焓变化学反应伴随着能量的变化，都可以用热量(或换算成相应的热量)来表述，称为反应热，又称为焓变，符号用ΔH表示，单位kJ·mol－1。根据热量的变化可将化学反应分为吸热反应和放热反应。焓是用来描述物质所具有的能量的物理量，用符号H表示。反应焓变表示生成物的总焓与反应物的总焓之差，用符号ΔH表示。在等压条件下(即敞口容器中)进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，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，即QP＝ΔH(QP表示在压强不变条件下化学反应的反应热)。2．化学反应中能量变化与化学键的关系化学反应的本质是化学键的断裂和形成的过程，化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量，因而化学反应过程必定有能量的变化，化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。E1>E2吸热反应ΔH>0E1<E2放热反应ΔH<03．化学反应中能量变化与反应物和生成物能量的关系4．常见的放热、吸热反应(1)常见的放热反应：所有可燃物的燃烧、所有活泼金属与酸的反应、所有中和反应、绝大多数化合反应、多数置换反应、某些复分解反应、少数分解反应。(2)常见的吸热反应：盐类的水解、弱电解质的电离、绝大多数的分解反应、某些复分解反应(铵盐与强碱的反应)、少数置换反应[C＋H2O(g)、Fe＋H2O(g)]、极个别的化合反应(CO2和C的反应)。【基础题一】下列说法不正确的是()A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B．放热反应都不需要加热就能发生C．吸热反应在一定条件(如常温、加热等)也能发生D．化学反应是放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量B二．热化学方程式1．概念：表明反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。2．特点：(1)热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，固体用符号“s”表示、液体用符号“l”表示，气体用符号“g”表示，溶液用“aq”。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。(2)热反应方程式中的化学计量数只表示物质的量，不表示分子个数，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相应变化。(3)热化学方程式标出了能量变化。反应热用焓变ΔH表示，其数值与物质的状态和方程式中计量数有关，单位都用kJ/mol。(4)热反应方程式因为是表示反应物和生成物的能量变化，所以不写反应条件。【基础题二】热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋131.3kJ/mol表示()A．碳和水反应吸收131.3kJ能量B．1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3kJ热量C．1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3kJD．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，吸热131.1kJC【思考题】根据热化学方程式S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－297.23kJ/mol(反应在25℃，101kPa下发生)分析下列说法不正确的是()A．25℃，101kPa时，燃烧1mol硫放出的热量为

297.23kJB．形成1molSO2中的化学键所释放的总能量大于

断裂1molS(s)和1molO2(g)的化学键所吸收的

总能量C．S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－QkJ/mol，则

Q>297.23D．S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－QkJ/mol，则

Q<297.23D重要考点1反应过程中的的能量变化示示意图类型比较放热反应吸热反应定义有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂化学键时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂化学键时吸收的总能量表示方法ΔH＜0ΔH＞0类型比较放热反应吸热反应图示实例H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝－184.6kJ/molC(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ/mol常见反应①大多化合反应；②酸碱中和；③金属与酸；④燃烧；⑤大多常温下能自发进行的反应①水解；②大多分解反应；③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应；④需持续加热、不加热会停的化学反应【考点释例1】2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程的能能量变化如图图所示，已知知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH＝－99kJ··mol－1。请回答下列问问题：(1)图中A、C分别表示__________、__________，E的大小对该反反应的反应热热有无影响？？__________。该反应通常常用V2O5作催化剂，加加V2O5会使图中B点升高还是是降低？__________，理由是__________；(2)图中ΔH＝__________kJ··mol－1；(3)V2O5的催化循环环机理可能能为：V2O5氧化SO2时，自身被被还原为四四价钒化合合物；四价价钒化合物物再被氧气气氧化。(4)如果反应速速率v(SO2)为0.05mol·L－1·min－1，则v(O2)＝__________mol·L－1·min－1、v(SO3)＝________________mol·L－1·min－1；(5)已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol－1，计算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH________________________________(要求计算过程)。【解析】(1)本小题考(2)图中表示的是2molSO2的反应，因此ΔH＝－99×2kJ·mol－1；(3)依题意即可写出：SO2＋V2O5===SO3＋2VO2

4VO2＋O2===2V2O5；(4)依据速率之比等于化学计量数之比。答案：(1)反应物能量量生成物物能量无无降低因因为催化化剂改变了了反应的历历程，使活活化能E降低(2)－198(3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO24VO2＋O2===2V2O5(4)0.0250.05(5)S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－－296kJ··mol－1SO2(g)＋1/2O2(g)===SO3(g)ΔH2＝－－99kJ··mol－13S(s)＋9/2O2(g)===3SO3(g)ΔH＝3(ΔΔH1＋ΔH2)＝－－1185kJ··mol－1【温馨馨提提示示】1、看看清清横横坐坐标标和和纵纵坐坐标标的的含含义义；；2．一一般般曲曲线线最最左左边边代代表表的的是是反反应应物物的的能能量量，，最最右右边边代代表表的的是是生生成成物物的的能能量量；；3．根根据据物物质质的的总总能能量量来来计计1.化学反应应N2＋3H2===2NH3的能量变变化如下下图所示示，该反反应的热热化学方方程式是是()AA．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1C.N2(g)＋H2(g)===NH3(l)ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1D.N2(g)＋H2(g)===NH3(g)ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1【解析】molN2(g)与molH2(g)完全反应应生成1molNH3(g)时放热：：(b－a)kJ。生成1molNH3(l)时放热：：(b＋c－a)kJ。2.红磷P(s)和Cl2(g)发生反应应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过过程和能能量关系系如图所所示(图中的ΔH表示生成成1mol产物的数数据)。根据上图图回答下下列问题题：(1)P和Cl2反应生成成PCl3的热化学学方程式式是。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学学方程式式是。(3)P和Cl2分两步反反应生成成1molPCl5的ΔH3＝kJ·mol－1，一步反反应生成成1molPCl5的ΔH4ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。2P(s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g)ΔH＝－612kJ··mol－1PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋93kJ·mol－1－399等于重要考考点2键能与与反应应热通常人人们把把拆开开1mol某化学学键所所吸收收的能能量看看成该该化学学键的的键能能。键键能常常用E表示，，单位位是kJ/mol。方法：：ΔH＝∑E(反应物物)－∑E(生成物物)，即反反应热热等于于反应应物的的键能能总和和跟生生成物物的键键能总总和之之差。。上述述计算算中，，键能能都用用正值值。【考点释释例2】白磷与与氧气气可发发生如如下反反应：：P4＋5O2===P4O10。已知知断裂裂下列列化学学键需需要吸吸收的的能量量分别别为：：P—P：akJ··mol－1、P—O：bkJ··mol－1、PO：ckJ··mol－1、OO：dkJ··mol－1。根据图图示的的分子子结构构和有有关数数据估估算该该反应应的ΔH，其中正确确的是()A．(6a＋5d－4c－12b)kJ··mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ··mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ··mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ··mol－1【解析】由图可以看看出：P4中有6mol的P－P,5mol的O2中含有5molO===O,1mol的P4O10中含有4mol的P＝O,12mol的P－O，所以ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1。【温馨提示】1.键能指的是是拆开1mol化学键所需需要借助的的外部能量量，与物质质本身储存存的能量不不是同一概概念；2．物质的总总键能越大大，则它的的总能量越越小，物质质越稳定。。答案：A书写热化学学方程式时时应注意的的问题1．热化学方程程式中，沉沉淀和气体体不用标↓和↑。2．反应应热热符符号号用用ΔH表示示，，写写在在方方程程式式的的右右边边，，放放热热用用“－”，吸吸热热用用“＋”。(ΔΔH与方方程程式式间间用用空空格格)3．反应应式式中中各各物物质质化化学学式式前前的的化化4．可逆反应中的ΔH指的是正向完全进行时的焓变。有机物参加的化学反应通常用等号而不用箭头符号。5．对于可逆反应，正反应和逆反应的反应热数值相等，符号相反。【考点点释释例例3】】已知知充充分分燃燃烧烧ag乙炔炔气气体体时时生生成成1mol二氧氧化化碳碳气气体体和和液液态态水水，，并并放放出出热热量量bkJ，则则乙乙炔炔燃燃烧烧的的热热化化学学方方程程式式正正确确的的是是()A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－－4bkJ/molB．C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝2bkJ/molC．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－－2bkJ/molD．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔA【温馨馨提提示示】1.判断断热热化化学学方方程程式式正正误误的的方方法法：：(1)检查查是是否否标标明(2)检查ΔH的符号、数值是否正确；(3)检查反应前后原子种类、数目是否相等(质量守恒)。2．反应焓变(ΔH)大小比较：带符号进行比较。1.在25℃℃、101kPa下，，1g甲醇醇燃燃烧烧生生成成CO2和液液态态水水时时放放热热22.68kJ，下下列列热热化化学学方方程程式式正正确确的的是是()A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋＋725.8kJ/molB．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2