2012屆高考化學第一輪復習必修部分講義
第八單元第1講化學反應與能量變化
解讀與闡釋

考綱要求權(quán)威解讀
1.了解化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。
2．了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。
3．了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的簡單計算。
4．了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學在解決能源危機中的重要作用�！　〕Ｒ姷目疾樾问剑孩傥鼰岱磻�和放熱反應的判斷；②熱化學方程式的書寫及判斷；③蓋斯定律在反應熱計算中的應用(預計今后還會加強此方面的考查)；④結(jié)合生產(chǎn)、生活實際考查新能源的開發(fā)和利用。
梳理與整合
一、反應熱
導學誘思
下列反應屬于吸熱反應的是____。
①反應物的總能量大于生成物的總能量；
②ΔH＞0；
③發(fā)生反應時，斷開反應物的化學鍵吸收的總能量大于生成生成物時形成新化學鍵放出的總能量；
④所有的燃燒反應。
教材回歸
1．定義：________________________。
2．符號：________。
3．單位：______________。
4．產(chǎn)生原因
　　　　吸收能量E1
　　　　　　↓
反應物??→舊化學鍵斷裂新化學鍵形成生成物E1>E2，為　　反應E1　　　　　　↓
　　　　放出能量E2
5．表示
(1)吸熱反應：ΔH為“____”或ΔH____0。
(2)放熱反應：ΔH為“____”或ΔH____0。

6．常見的放熱反應和吸熱反應

放熱反應吸熱反應
①所有的燃燒反應；
②酸堿中和反應；
③金屬與酸或水的反應；
④大多數(shù)化合反應。①鹽的水解、弱電解質(zhì)的電離；
②Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl的反應；
③C與CO2、C與水蒸氣的反應；
④大多數(shù)分解反應。

(1)化學反應的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱，但是這并非是唯一的表現(xiàn)形式，其他還有光、電等。
(2)在分析反應是吸熱還是放熱時，要從能量守恒的觀點分析。
(3)化學反應是放熱還是吸熱與反應發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系。如吸熱反應NH4Cl與Ba(OH)2在常溫常壓下即可進行，而很多放熱反應需要在加熱的條件下才能進行。
二、熱化學方程式
導學誘思
寫出1 mol C(s)與適量水蒸氣反應，生成CO(g)和H2(g)，吸收131.5 kJ熱量的熱化學方程式：________________________________________________________________________。
教材回歸
1．定義：表示________________和______關(guān)系的化學方程式。
2．意義：表明化學反應中的____變化和____變化，如H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ?mol－1表示的意義：發(fā)生1 mol上述反應生成1 mol H2O(g)后放出______ kJ的熱量。

對于可逆反應中反應熱ΔH的意義。如SO2(g)＋12O2(g) SO3(g)　ΔH＝－Q kJ?mol－1表示的意義是1 mol SO2(g)與12 mol O2(g)完全反應生成1 mol SO3(g)，放出Q kJ的熱量，反應熱ΔH的數(shù)值與化學平衡的移動無關(guān)。實際實驗中，以1 mol SO2(g)與12 mol O2(g)混合反應后放出的熱量小于Q kJ。
三、燃燒熱與中和熱
導學誘思
(1)氫氣的燃燒熱為－283.0 kJ?mol－1表示的意義是：__________________________；
(2)稀硫酸與稀NaOH溶液反應、稀鹽酸與稀Ba(OH)2溶液反應均生成1 mol H2O，放出的熱量是否相等？__________________________________________。
教材回歸
1．燃燒熱
101 kPa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。注意必須以____ mol可燃物為標準；可燃物必須____燃燒，生成____的化合物。例如：1 mol碳燃燒生成CO時放出的熱量不是燃燒熱，CO不穩(wěn)定，可繼續(xù)燃燒生成CO2；1 mol H2燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量也不是燃燒熱，氣態(tài)水不穩(wěn)定，在常溫下變成液態(tài)水。
2．中和熱
在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應生成1 mol H2O的反應熱，注意必須以____ mol水為標準；中和反應的對象為稀溶液；而且在中學階段必須是稀的強酸與稀的強堿中和時生成1 mol水均放出57.3 kJ的熱量，弱酸或弱堿電離要吸收熱量，所以它們參加中和反應生成1 mol H2O時放出的熱量小于57.3 kJ。

(1)反應熱、燃燒熱、中和熱均有單位，單位均為kJ?mol－1。
(2)中和熱是一定值57.3 kJ?mol－1，燃燒熱、中和熱的數(shù)值與參加反應的量的多少無關(guān)，但在分析時要注意反應物及生成物的狀態(tài)及類別(強酸、強堿、弱酸、弱堿)。
四、中和熱的測定
導學誘思
在中和熱的測定中用到的玻璃儀器有：______、____________、________________、______________。
教材回歸
1．中和反應反應熱
(1)定義：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應生成______水時的反應熱。
(2)舉例：1 L 1 mol?L－1的鹽酸與1 L 1 mol?L－1的NaOH溶液發(fā)生中和反應時，放出57.3 kJ的熱量，該反應的熱化學方程式為__________________________________。
2．中和反應反應熱的測定
(1)裝置如圖

(2)注意事項
①碎泡沫塑料(或紙條)及泡沫塑料板的作用是________________。
②為保證酸、堿完全中和，常使____稍稍過量。
③實驗中若使用弱酸或弱堿，會使測得數(shù)值____。
五、蓋斯定律
導學誘思
已知Zn(s)＋1/2O2(g)===ZnO(s)　ΔH＝－351.1 kJ?mol－1；Hg(l)＋1/2O2(g)===HgO(s)　ΔH＝－90.7 kJ?mol－1，由此可知Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的反應熱ΔH＝________________。
教材回歸
蓋斯定律：不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是______，只與反應體系的____和____有關(guān)，而與反應途徑無關(guān)。
如由A到B可以設計如下兩個途徑：
途徑一：A→B
途徑二：A→C→B

則焓變ΔH、ΔH1、ΔH2的關(guān)系為________________________。
理解與深化
　一、熱化學方程式的書寫及正誤判斷
熱化學方程式是一種表示反應過程中的物質(zhì)變化和能量變化的化學用語。與普通方程式相比，書寫時除了要遵循化學方程式的要求外，還應注意以下四點：
1．注明物質(zhì)的狀態(tài)
反應物或產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應熱ΔH不同，因此書寫熱化學方程式必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)：氣體(g)、固體(s)、液體(l)、稀溶液(aq)及同分異構(gòu)體。
2．注意反應條件
反應熱與測定條件有關(guān)，因此書寫熱化學方程式注明反應的溫度和壓強(若是101 kPa和25 ℃可不注明)。
3．注意ΔH的“－”和“＋”及單位
注明ΔH的“－”和“＋”及單位(kJ?mol－1)，“＋”不能省略。
4．注意熱化學方程式的計量數(shù)
熱化學方程式的計量數(shù)只能表示物質(zhì)的量，不能表示分子個數(shù)，所以可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。對于相同物質(zhì)的反應，化學計量數(shù)不同，ΔH也不同。所以ΔH的數(shù)值要與方程式中的化學計量數(shù)相一致(多數(shù)條件下都需要依題所給條件進行計算而得ΔH)。
【例1】 (改編組合)下列熱化學方程式正確的是(　　)。
A．(2010?浙江理綜)甲烷的標準燃燒熱為－890.3 kJ?mol－1，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　　ΔH＝－890.3 kJ?mol－1
B．(2010?浙江理綜)500 ℃、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　　ΔH＝－38.6 kJ?mol－1
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－269.8 kJ?mol－1
D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ?mol－1

判斷熱化學方程式的正誤要從以下幾個方面進行：
①看方程式是否配平。
②看是否丟掉或?qū)戝e反應物及生成物的聚集狀態(tài)。
③看是否丟掉ΔH的“－”和“＋”及單位(kJ?mol－1)，特別是“＋”。
④看反應熱的數(shù)值是否與聚集狀態(tài)的關(guān)系混淆。
⑤看反應熱的數(shù)值與化學計量數(shù)是否相對應。
對點訓練1(1)(改編自2010?福建理綜)由C、S形成的液態(tài)化合物CS20.2 mol在O2中完全燃燒，生成兩種氣態(tài)氧化物，298 K時放出熱量215 kJ。該反應的熱化學方程式為__________________________________________。
(2)我國兩次成功發(fā)射“神舟”載人飛船，火箭用的燃料是液態(tài)的偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮，若0.1 mol液態(tài)的偏二甲肼與液態(tài)N2O4完全反應，生成氣態(tài)的N2、H2O和CO2，同時放出a kJ熱量，該反應的氧化劑是__________(填化學式)；試寫出該反應的熱化學方程式：__________________________________________________。
二、反應熱的計算
1．蓋斯定律
若一個化學方程式可由另外幾個化學方程式相加減而得到，則該化學反應的焓變ΔH即為這幾個化學反應的焓變的代數(shù)和。如①H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)　ΔH1；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2；③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3；因為③＝12×②－①，所以ΔH3＝12×ΔH2－ΔH1。
2．根據(jù)化學鍵計算
ΔH＝反應物斷鍵所吸收的能量總和－生成物成鍵所釋放的能量總和。
3．根據(jù)反應物和生成物的能量計算
ΔH＝生成物具備的總能量－反應物具備的總能量。常見題型如下。

圖Ⅰ：ΔH＝E2－E1＜0，該反應為放熱反應；
圖Ⅱ：ΔH＝E3－E1＜0，該反應為放熱反應；
圖Ⅲ：ΔH＝(508－600) kJ?mol－1＜0，該反應為放熱反應。
4．利用熱化學方程式進行相關(guān)量的計算
先寫出熱化學方程式，再根據(jù)熱化學方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)之間、物質(zhì)與反應熱之間的關(guān)系，求算物質(zhì)的量或反應熱。
【例2】 (2010?課標全國理綜)已知：HCN(aq)與NaOH(aq)反應的ΔH＝－12.1 kJ?mol－1；HCl(aq)與NaOH(aq)反應的ΔH＝－55.6 kJ?mol－1。則HCN在水溶液中電離的ΔH等于(　　)。
A．－67.7 kJ?mol－1 B．－43.5 kJ?mol－1
C．＋43.5 kJ?mol－1 D．＋67.7 kJ?mol－1

計算反應熱時要注意：
(1)反應熱與反應物、生成物的物質(zhì)的量成正比。
(2)熱化學方程式中物質(zhì)相加減時，要注意物質(zhì)狀態(tài)及反應熱的“＋”“－”。
(3)書寫熱化學方程式的逆反應時，ΔH的數(shù)值不變，但符號相反。
對點訓練2已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ?mol－1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ?mol－1
現(xiàn)有H2與CH4的混合氣體112 L(標準狀況)，使其完全燃燒生成CO2和H2O(l)，若實驗測得反應放熱3 695 kJ，則原混合氣體中H2與CH4的物質(zhì)的量之比是(　　)。
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3
三、反應熱的大小比較
1．比較反應熱大小的方法
(1)同一反應生成物狀態(tài)不同時，如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2。
(2)同一反應物狀態(tài)不同時，如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2。
2．比較反應熱的大小注意事項
(1)反應中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；
(2)ΔH有正負之分，比較時要連同“＋”“－”在內(nèi)一起比較，類似數(shù)學中的正、負數(shù)大小的比較；
(3)若只比較放出熱量的多少，則只比較數(shù)值的大小，不考慮正、負號。
【例3】 下列各組熱化學方程式的ΔH前者大于后者的是(　　)。
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
C(s)＋12O2(g)===CO(g)　ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4
③H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)　ΔH5
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(aq)　ΔH8
A．① B．④ C．②③④ D．①②③
實驗與探究
化學反應吸熱與放熱的實驗探究
化學反應的能量變化經(jīng)常以熱能的形式表現(xiàn)出來，所以在試題中經(jīng)常設計實驗探究化學反應的熱效應，考查實驗設計、評價等能力。
實驗典例
下圖是某同學設計的放熱反應的觀察裝置，其實驗操作是①按圖所示將實驗裝置連接好；②在U形管內(nèi)加入少量紅墨水(或品紅溶液)，打開T形管螺旋夾，使U形管內(nèi)兩邊的液面處于同一水平面，再夾緊螺旋夾；③在中間的試管里盛1 g氧化鈣，當?shù)稳? mL左右的蒸餾水后，即可觀察。

氧化鈣與水的反應

試回答：
(1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________。
(2)該實驗中必須進行的一步實驗操作是_____________________________________
________________________________________________________________________。
(3)該實驗的原理是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)實驗中發(fā)生反應的化學反應方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
(5)說明CaO、H2O的能量與Ca(OH)2能量之間的關(guān)系：
________________________________________________________________________。
(6)若該實驗中CaO換成NaCl，實驗還能否觀察到相同現(xiàn)象？______(填“能”或“否”)。
答案與解析
梳理與整合
一、
導學誘思
②③
教材回歸
1．化學反應放出或吸收的能量
2．ΔH
3．kJ?mol－1
4．吸熱　放熱
5．＋　＞�。�　<
二、
導學誘思
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ?mol－1
教材回歸
1．參加反應物質(zhì)的量　反應熱
2．物質(zhì)　能量　241.8
三、
導學誘思
(1)1 mol氣態(tài)氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為283.0 kJ
(2)答：相等，因為反應的實質(zhì)都是H＋＋OH－===H2O
教材回歸
1．1　完全　穩(wěn)定
2．1
四、
導學誘思
燒杯　溫度計　量筒　環(huán)形玻璃攪拌棒
教材回歸
1．(1)1 mol　(2)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ?mol－1
2．(2)①隔熱，防止熱量散失　②堿�、燮�小
五、導學誘思
－260.4 kJ?mol－1
教材回歸
相同的　始態(tài)　終態(tài)　ΔH＝ΔH1＋ΔH2
理解與深化
【例1】C　解析：燃燒熱是指101 kPa時1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量，液態(tài)水穩(wěn)定，A錯誤；ΔH表示1 mol氮氣與3 mol氫氣完全反應生成2 mol NH3時的反應熱，但此反應為可逆反應，故投入0.5 mol的氮氣，最終參加反應的氮氣一定小于0.5 mol，B錯誤；D選項沒有注明狀態(tài)，錯誤。
對點訓練1　答案：(1)15CS2(l)＋35O2(g)===15CO2(g)＋25SO2(g)　　ΔH＝－215 kJ?mol－1
(2)N2O4　　C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－10a kJ?mol－1
解析：根據(jù)反應物書寫完成并配平方程式，書寫時注意狀態(tài)。
【例2】C　解析：根據(jù)題意可得如下熱化學方程式：HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－12.1 kJ?mol－1，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－55.6 kJ?mol－1，依據(jù)蓋斯定律得到　HCN(aq)===H＋(aq)＋CN－(aq)　ΔH＝(－12.1 kJ?mol－1)－(－55.6 kJ?mol－1)＝＋43.5 kJ?mol－1。
對點訓練2　B　解析：設H2、CH4的物質(zhì)的量分別為x、y。則x＋y＝5 mol，571.6x2＋890y＝3 695 kJ，解得x＝1.25 mol；y＝3.75 mol，兩者比為1∶3，故選B項。
【例3】C　解析：ΔH有正負之分，比較時要連同“＋”“－”在內(nèi)一起比較，類似數(shù)學中的正、負數(shù)大小的比較。①前面反應式減去后面反應式可得：CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)　ΔH1－ΔH2，該反應為放熱反應，即ΔH1－ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2；②等量的固態(tài)硫變?yōu)榱蛘魵鈺r吸熱，故在與O2反應產(chǎn)生同樣的SO2時，氣態(tài)硫放出的熱量多，即ΔH3＞ΔH4；③發(fā)生同樣的燃燒反應，物質(zhì)的量越多，放出的熱量越多，故ΔH5＞ΔH6；④碳酸鈣分解吸收熱量，ΔH7＞0，CaO與H2O反應放出熱量，ΔH8<0，顯然ΔH7＞ΔH8。
實驗與探究
答案：(1)U形玻璃管里的紅墨水(或品紅溶液)會沿開口端上升
(2)檢查裝置氣密性
(3)CaO與H2O反應放出熱量，使大試管中空氣膨脹，引起紅墨水(或品紅溶液)在U形管中的位置左低右高
(4)CaO＋H2O===Ca(OH)2
(5)CaO和H2O的能量和大于Ca(OH)2的能量
(6)否
解析：本實驗利用氣體的熱脹冷縮原理，通過觀察U形管里液面變化指示左邊裝置中發(fā)生反應的熱量變化，故此實驗要求裝置必須氣密性良好，否則無法觀察到現(xiàn)象。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/gaosan/55929.html

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