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专题6 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应中的热效应[基础知识自查]1．化学反应的实质与特征(1)实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。
(2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热量的变化。
(3)两守恒：化学反应遵循质量守恒定律，同时也遵循能量守恒定律。
2．反应热、焓变(1)反应热：化学反应过程中放出或吸收的能量。
(2)焓变：在恒压条件下进行的反应的热效应，符号为ΔH ，单位是kJ·mol －1或kJ/mol 。
(3)焓变定义式ΔH ＝H 生成物－H 反应物。
3．吸热反应与放热反应 (1)从能量变化角度理解(2)从化学键角度理解注：化学反应中化学键断开和形成是反应过程中能量变化的本质原因。
(3)常见的放热反应和吸热反应放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟水或酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化；⑥铝热反应。
吸热反应：①大多数分解反应；②盐类的水解反应；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应。
4．热化学方程式(1)定义：表示参加反应物质的物质的量和能量的关系的化学方程式。
(2)意义：不仅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。
如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol表示在25 ℃、101 kPa条件下，2_mol_H2和1_mol__O2反应生成2_mol液态水时放出571.6_kJ的热量。
[应用体验]1．(1)对于吸热反应和放热反应，有的需加热，应如何理解？(2)释放能量的过程反应属于放热反应吗？为什么？(3)已知：C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，石墨与金刚石谁稳定？为什么？(4)任何化学反应都有能量变化吗？[提示](1)对吸热反应，加热的目的是为了提供热能，实现热能转化为化学能；对于放热反应，加热的目的是克服反应活化能或破坏反应物的化学键，使反应发生。
(2)不一定，释放的能量过程反应不一定是化学反应。
(3)石墨较稳定，石墨的能量比金刚石低，能量越低越稳定。
(4)是，化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，任何化学反应都具有热效应。
2．(1)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(l)①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)②反应①放出的热量为Q1，反应②放出的热量为Q2，则Q1________Q2(填“>”“＝”或“<”)，原因是_________________________________________________________________________________________________。
(2)用E C—C、E C===C、E H—H、E C—H表示出反应C2H4(g)＋H2(g)===C2H6(g)所放出的能量为________。
(3)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。
已知室温下 2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。
SiH4自燃的热化学方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________。
[提示](1)> HCl(g)形成HCl(l)时，要放出热量(2)2E C—H＋E C—C－E C===C－E H—H(3)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1[考点多维探究]角度1 化学反应的能量变化及图像分析1．(2017·济南模拟)下列说法中正确的是( )A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH>0D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关C[A项，物质变化与能量变化是化学反应的两大特征；B项，反应为放热反应；D项，ΔH与化学计量数成正比。
]2．在25 ℃、101 kPa下，1 mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4 mol红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量关系如图所示：由此判断，下列说法正确的是( )A．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定B．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定C．由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定D．由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定D[由图像知：白磷比红磷能量高，能量越高越不稳定，故红磷比白磷稳定，红磷转化为白磷时需要吸收能量，属于吸热反应。
]3．(2016·河北五校联考)如图所示是298 K、101 kPa时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述错误的是( )【导学号：37742151】A．加入催化剂，不能改变该化学反应的反应热B．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线C．该反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ/molD．在常温、体积一定的条件下，通入1 mol N2和3 mol H2，反应后放出的热量为92 kJ D[催化剂能改变反应的路径，降低反应的活化能，但不能改变化学反应的反应热，A 项正确，B项正确；根据图像可知，1 mol N2和3 mol H2完全反应生成2 mol NH3时放出的热量为92 kJ，C项正确；因为该反应为可逆反应，反应不能进行到底，所以通入1 mol N2和3 mol H2，反应后放出的热量小于92 kJ，D项错误。
]角度2 由键能计算ΔH4．化学反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的能量变化如图所示，则下列说法中正确的是( )A．该反应是吸热反应B．断裂1 mol H—H键和1 mol Cl—Cl键时能放出x kJ的能量C．断裂2 mol H—Cl键时需要吸收y kJ的能量D．2 mol HCl(g)的总能量高于1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的总能量C[由图示可知：1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)的总能量高于2 mol HCl(g)的总能量，故该反应为放热反应，A项、D项错误；断裂化学键时需要吸收能量，B项错误、C项正确。
] 5．有关化学键的键能数据如表所示：则x的值为( )A．619.7 B．1 239.4 C．792.5 D．1 138.1C [在碳的正四面体结构中，每个碳原子形成4个C —C 键，每个C —C 键由2个碳原子共有，故每个碳原子拥有的C —C 键数目为2。
结合反应热与键能关系：ΔH ＝反应物键能之和－生成物键能之和，可得2×345.6＋498.8－2x ＝－395，计算得x ＝792.5。
]6．(2015·全国卷Ⅰ节选)已知反应2HI(g)===H 2(g)＋I 2(g)的ΔH ＝＋11 kJ·mol－1,1mol H 2(g)、1 mol I 2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ 、151 kJ 的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ 。
[解析] 设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x ，则2x －436 kJ －151 kJ ＝＋11 kJ ，x ＝299 kJ 。
[答案]299ΔH 的三种计算式(1)ΔH ＝反应物总键能之和－生成物总键能之和(2)ΔH ＝生成物总能量－反应物总能量＝H (生成物)－H (反应物) (3)ΔH ＝正反应活化能－逆反应活化能 注意：常见物质(1 mol)中化学键数目7．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
【导学号：37742152】(1)适量的N 2和O 2完全反应，每生成23 g NO 2吸收16.95 kJ 热量。
N 2与O 2反应的热化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________。
(2)已知拆开1 mol H —H 、1 mol N —H 、1 mol N≡N 分别需要的能量是436 kJ 、391 kJ 、946 kJ ，则N 2与H 2反应生成NH 3的热化学方程式为_______________________________________________________________ _____________________________________________________________。
(3)在25 ℃、101 kPa 下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ ，其燃烧生成的CO 2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO 3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________。
(4)在一定条件下，将1 mol N 2和3 mol H 2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N 2的转化率为25%，放出Q kJ 的热量，写出N 2与H 2反应的热化学方程式为______________________________________________。
[解析] (1)23 g NO 2的物质的量为0.5 mol ，则生成2 mol NO 2吸收的热量为67.8 kJ 。
吸热反应ΔH 为正值，故反应的热化学方程式为N 2(g)＋2O 2(g)===2NO 2(g) ΔH ＝＋67.8 kJ·mol －1。
(2)N 2(g)＋3H 2(g)===2NH 3(g) ΔH ＝(946＋436×3－391×6)kJ·mol －1＝－92 kJ·mol－1。
(3)根据碳原子守恒有：C 2H 5OH ～2CO 2～2CaCO 3。
生成100 g CaCO 3沉淀，则乙醇为0.5 mol ，据此可写出反应的热化学方程式。
(4)1 mol N 2完全反应的热量为Q1×25% kJ ＝4Q kJ ，故N 2(g)＋3H 2(g)===2NH 3(g) ΔH ＝－4Q kJ/mol 。
