化学反应中的能量变化
高中化学专题复习学案：化学反应中的能量变化（新课标）
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1. 了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2. 了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。 3. 了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
4. 了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解合化学在解决能源危机中的重要作用。
【核心要点突破】
一、热化学方程式
【典题训练1】（2010·全国卷Ⅱ·T7·6分）下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式（25℃ 101Kp ）：
13
（1）C 4H 10 （g ）+ 2O 2（g ）= 4 CO2（g ） + 5H2O （l ）；ΔH=-2878KJ/mol
13
(2) C4H 10 （g ）+ 2O 2（g ）= 4 CO2（g ） + 5H2O （g ）；ΔH=-2658KJ/mol
9
（3）C 4H 10 （g ）+ 2O 2（g ）= 4 CO（g ） + 5H2O （l ）；ΔH=-1746KJ/mol
9
（4）C 4H 10 （g ）+ 2O 2（g ）= 4 CO（g ） + 5H2O （g ）；ΔH=-1526KJ/mol 由此判断，正丁烷的燃烧热为
A . -2878KJ/mol B.-2658KJ/mol C.-1746KJ/mol D.-1526KJ/mol 燃烧热的概念：在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热．在该题中稳定的氧化物指的是生成 CO 2（g ）和H 2O （l ），由此可知A 答案正确。
练习1.(2010·新课标全国卷·T11·6分) 已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的△H=-12.1 KJ·mol ；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的△H=-55.6 KJ·mol -1，则HCN 在水溶液中的电离的△H 等于 A.-67.7KJ ·mol ·L B.-43.5 KJ·mol ·L C .+43.5 KJ·mol ·L D.+67.7 KJ·mol ·L -1
2. 已知：①2H 2（g ）+O2（g ）====2H2O （l ） ΔH =-571.6 kJ·mol
+--1 ②H （aq ）+OH（aq ）====H2O （l ） ΔH =-57.3 kJ·mol
下列说法中错误的是（ ）
A. ①式表示25 ℃，101 kPa时，2 mol H2和1 mol O2完全燃烧生成2 mol H2O （l ）放热571.6 kJ B.2H 2（g ）+O2（g ）====2H2O （g ）的ΔH 大于 -571.6 kJ·mol -1
C . 将含1 mol NaOH的水溶液与50 g 98%的硫酸溶液混合后放出的热量为57.3 kJ
D. 将含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol CH3COOH 的稀溶液混合后放出的热量小于57.3 kJ 二、燃烧热、中和热
1. （2009·重庆高考）下列热化学方程式书写正确的是（ΔH 的数值均正确） A.C 2H 5OH(l)+3O2（g)====2CO2(g)+3H2O(g) ΔH = -1 367.0 kJ/mol（燃烧热）
-1
-1
-1
-1-1
B.NaOH(aq)+HCl(aq)====NaCl(aq)+H2O(l) ΔH =+57.3 kJ/mol（中和热） C .S(s)+O2(g)====SO2(g) ΔH =-296.8 kJ/mol（反应热） D.2NO 2====O2+2NO ΔH =+116.2 kJ/mol（反应热）
1. 判断表示燃烧热的热化学方程式的正误或进行燃烧热的计算要注意两点：一是1 mol 物质完全燃烧；二是生成稳定化合物，如C
CO 2（g ） H 2（g
）
H 2O （l ）S
SO 2（g ）等。
2. ΔH =-57.3 kJ·mol -1是稀的强酸与强碱的中和热，如有弱酸或弱碱参与反应，中和热小于57.3 kJ·mol -1；如强酸、强碱中有浓度很大的，则中和热大于57.3 kJ·mol -1。 三、反应热的计算
1．（题型一： 已知一定量的物质参加反应放出的热量，计算反应热，写出其热化学反应方程式。）
例1 将0.3mol 的气态高能燃料乙硼烷（B 2H 6）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：H 2O （g ）=H2O （l ）；△H 2＝－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。
练习．已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A. 2C2H 2(g)＋5O 2(g)＝4CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝－2b kJ / mol B. C2H 2(g)＋5/2O2(g)＝2CO 2(g)＋H 2O(l)； ΔH ＝2b kJ / mol C . 2C2H 2(g)＋5O 2(g)＝4CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝－4b kJ / mol
D. 2C2H 2(g)＋5O 2(g)＝4CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝b kJ / mol 2．（题型二：利用盖斯定律求反应热）科学家盖斯曾提出：―不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程
例题（2010·广东高考·T9·4分）在298K 、100kPa 时，已知：
2H 2O (g ) =O 2(g) +2H 2(g ) ⊿H 1
C l 2(g) +H 2(g) =2H C l(g) ⊿H 2
(g +) 2C l 2
2H 2O (g =)
H 4C
l +(g 2O ) ⊿(g H ) 3
则⊿H 3与⊿H 1和⊿H 2间的关系正确的是
A. ⊿H 3=⊿H 1+2⊿H 2 B. ⊿H 3=⊿H 1+⊿H 2 C. ⊿H 3=⊿H 1-2
⊿H 2 D. ⊿H 3=⊿H 1- ⊿H 2 练习．由金红石(TiO 2)制取单质Ti ，涉及到的步骤为： TiO 2
−→Ti TiCl 4−−−−
镁/800C /Ar
已知：① C(s )＋O 2(g )＝CO 2(g )； ∆H ＝-393.5 kJ·mol -1 ② 2CO(g )＋O 2(g )＝2CO 2(g )； ∆H ＝-566 kJ·mol -1
-1
③ TiO2(s )＋2Cl 2(g )＝TiCl 4(s )＋O 2(g )； ∆H ＝+141 kJ·mol
则TiO 2(s )＋2Cl 2(g )＋2C (s )＝TiCl 4(s )＋2CO (g )的∆H ＝
∆H ＝-80 kJ·mol -1
3. （题型三：根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小）
练习： 已知下列两个热化学方程式： H 2 (g) + 1/2 O2(g) == H2O(l) ∆H ＝-285.8 kJ·mol -1
C 3H 8(g)+5O2(g) == 3 CO2(g) +4H2O(l) ∆H ＝-2220.0 kJ·mol -1
实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3847kJ ，则混合气体中氢气和丙烷的体积比是_______，两者放出的热量之比约为_____
A.1：3 B .3：1 C.1：4 D.5：13
练习； 已知：C(s) + O2(g) == CO2 (g) ∆H ＝-393.5 kJ·mol
-1
-1
H 2 (g) + 1/2 O2(g) ==H2O(l) ∆H ＝-241.8 kJ·mol 欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为 A. 2：3.25 B . 12：3.25 C. 1：1 D. 393.5：241.8 4. （题型四：反应热大小比较 ）
练习：在同温同压下，下列各组热化学方程式中Q 2>Q1的是 A . 2H 2(g ) +O 2(g ) =2H 2O (g ) ∆H =-Q 1kJ /m o l 2H 2(g ) +O 2(g ) =2H 2O (l ) ∆H =-Q 2kJ /m o l
B. S (g ) +O 2(g ) =SO 2(g ) ∆H =-Q 1kJ /m o l
S (s ) +O 2(g ) =SO 2(g ) ∆H =-Q 2kJ /m o l
C . C (s ) +
12
O 2(g ) =CO (g )
∆H =-Q 1kJ /m o l
C (s ) +O 2(g ) =CO 2(g ) ∆H =-Q 2kJ /m o l
D.
H 2(g ) +Cl 2(g ) =2HCl (g )
12
H 2(g ) +
12
∆H =-Q 1kJ /m o l
Cl 2(g ) =HCl (g ) ∆H =-Q 2kJ /m o l
5 .（题型五：根据键能计算反应热）
练习：CH 3—CH 3→CH2＝CH 2＋H 2；有关化学键的键能如下, 试计算该反应的反应热 化学键 C －H C ＝C C －C H －H 键能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4 435.3
练习：化学反应的能量变化(ΔH ) 与反应物和生成物的键能有关。键简单的理解为断开1 mol 化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的据：
能可以
键能数
已知白磷的燃烧热为2378.0 kJ/mol，白磷完全燃烧的产物结构如上图所示，则上表中X ＝ 。
【高考真题探究】
1. （2010·重庆高考· T12·6分）已知
量为30KJ ，其它相关数据如下表：
1mol 分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/ KJ 则表中a 为
H 2（g ）
B r 2（g ） H Br （g ）
H 2
（g ）+
B r 2
(l)=2H Br ；△H=-72KJ/mol ，蒸发1mol
B r 2
(l)需要吸收的能
436 a 369
A. 404 B. 260 C. 230 D. 200
【思路点拨】利用键能来计算反应热时，ΔH=反应物的键能之和－生成物的键能之和。 2. （2010·山东高考·T9·4分）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 A ．生成物总能量一定低于反应物总能量
B ．放热反应的反应速率总是大于吸热反映的反应速率 C ．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D ．同温同压下，H 2（g ）+C l 2（g ）= 2HCl（g ）在光照和点燃条件下的△H 不同
【思路点拨】弱酸的电离是一个吸热过程。
4. （2010·天津高考·T1·6分）以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是 A ．发展氢能和太阳能
B ．限制塑料制品的使用
C ．提高原子利用率，发展绿色化学 D ．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
【思路点拨】理解低碳经济的概念。
所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展氢能和太阳能，限制塑料的使用和发展绿色化学，都符合低碳经济。
5. （2010·北京高考·T26·14分）某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH 4+和NH 3·H 2O 的形式存在，该废水的处理流程如下：
（1） 过程Ⅰ：加NaOH 溶液，调节pH 至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收。
①用离子方程式表示加NaOH 溶液的作用： 。
②用化学平衡原理解释通空气的目的： 。
（2） 过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH 4+经过两步反应被氧化成N O 3。两步反应的能量变化示意图如下：
①第一步反应是 反应（选题“放热”或“吸热”），判断依据 。
②1mol NH4(aq)全部氧化成N O 3-(aq ) 的热化学方程式是 。
（3） 过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH 3OH ，将HNO 3还原成N 2。若该反应消耗32gCH 3OH 转移6mol 电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是 。 【答案】（1）①N H 4++O H
-
+
N H 3⋅H 2O
②废水中的NH 3被空气带走，使NH 3·H 2O NH 3＋H 2O 的平衡向正反应方向移动，利于除氨 （2）①放热 △H=-273kJ/mol
(aq) +2O 2(g)（3）5:6
2H （aq ）+N O 3(aq ) +H 2O (l)
+
-
，
△H=-346kJ/mol