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第六章 化学反应与能量第一节 化学能与热能[高考备考指南]焓变、反应热与能源(对应复习讲义第65页)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．吸热反应与放热反应(1)从化学键的角度分析(2)吸热反应和放热反应的比较(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。
3．两种反应热——燃烧热与中和热(1)比较(2)中和反应反应热的测定①实验装置②中和热的测定原理ΔH ＝－（m 酸＋m 碱）·c ·（t 终－t 始）nc ＝4.18 J·g －1·℃－1＝4.18×10－3kJ ·g －1·℃－1；n 为生成H 2O 的物质的量。
③注意事项a ．泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，防止热量损失。
b ．为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍微过量。
c ．测定温度时，应测反应过程的最高温度作为终止温度。
4．能源判断正误(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。
( ) (2)水结成冰放出热量的反应为放热反应。
( ) (3)同一物质的三态能量中气态最高，固态最低。
( )(4)同温同压下，反应H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下反应的ΔH 不同。
( ) (5)可逆反应的ΔH 表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。
( )(6)甲烷的标准燃烧热ΔH ＝－890 kJ·mol －1，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－890 kJ·mol －1。
教案2、用手触摸烧杯下部感觉烧杯变凉反应吸热3、用手拿起烧杯烧杯下面的带有几滴水的玻璃片（或小木板）粘到了烧杯底部反应吸收热量使体系温度降低，使水结成冰4、将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起玻璃片脱离上面烧杯底部冰融化5、反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物混合物成糊状有水生成【讲解】注意事项：这个实验成功的关键是在短时间内反应充分进行，使体系温度快速降低，将玻璃片上的水凝固。
实验中要注意两点：（1）将Ba(OH)2·8H2O晶体研磨成粉末，以便与NH4Cl晶体充分接触；（2）由于该反应属于固相反应，一定要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物，以使它们很快起反应；（3）反应放出有刺激性气味的氨气，会造成学习环境的污染，所以要注意对氨气的吸收。
【投影小结】1、方程式：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O2、玻璃棒的作用：搅拌，使混合物充分接触3、反应物成糊状的原因：结冰粘结【板书】结论：该反应是吸热反应【实验三】酸碱中和反应中的能量变化【板书】3、酸碱中和反应中的能量变化【投影实验】实验步骤：在50 mL 烧杯中加入20 mL 2 mol/L的盐酸，测其温度。
另用量筒量取20 mL 2mol/L NaOH溶液，测其温度，并缓慢地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。
观察反应中溶液温度的变化过程，并作好记录。
盐酸温度/℃NaOH 溶液温度/℃中和反应后溶液温度/℃室温室温温度升高【提问】是不是所有强碱与强酸的反应都放热呢？下面让我们做一组对比实验。
【设疑】对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？【讲解】由此可见，强酸与强碱的反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但是它们的反应本质相同，都是H+与OH-离子反应生成水的反应，属于中和反应，其离子方程式都是：H+ + OH- = H2O。
所以，可提出推测，即中和反应都放热。
化学反应与热能【学习目标】1、知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因2、知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素3、熟悉常见的吸热反应和放热反应【主干知识梳理】一、化学反应过程中存在热量变化1、实验探究(1)镁和稀盐酸的反应实验过程在一支试管中加入2 mL 2mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。
再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化实验操作示意图实验现象有气泡产生；用手触摸反应后的试管，温热；用温度计测得反应后温度升高离子反应Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑实验结论活泼金属与酸反应是放热反应(2)Ba(OH)2·8H2O和氯化铵反应实验过程将20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。
用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。
观察现象实验操作示意图实验现象混合物呈糊状；闻到刺激性气味；用手触摸杯壁下部，冰凉；用手拿起烧杯，木片与烧杯粘在一起化学反应Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O实验结论该反应是吸热反应化学反应中总会伴随着能量变化，通常主要表现为热能的变化，有的放出热量，有的吸收热量2、吸热反应和放热反应(1)概念①放热反应：把释放热量的化学反应称为放热反应②吸热反应：把吸收热量的化学反应称为吸热反应(2)常见的放热反应和吸热反应①常见的放热反应a．所有的燃烧反应，如：木炭、CH4等在空气或氧气中的燃烧，Na、H2在Cl2中燃烧，镁条在CO2中燃烧b ．所有的酸碱中和反应，如：HCl ＋NaOH===NaCl ＋H 2Oc ．大多数的化合反应，如：CaO ＋H 2O===Ca(OH)2 H 2＋F 2===2HFd ．活泼金属与水、与酸的反应，如：2Na ＋2H 2O===2NaOH+H 2↑ Mg ＋2H +===Mg 2++H 2↑e ．铝热反应，如：2Al ＋Fe 2O 3 =====高温2Fe ＋Al 2O 3f ．生成沉淀的反应，如：SO 42－＋Ba 2+===BaSO 4↓②常见的吸热反应a ．大多数分解反应，如：NH 4Cl NH 3↑＋HCl↑ CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑b ．以碳、CO 、H 2为还原剂的氧化还原反应：如：H 2＋CuOH 2O ＋Cu c ．Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反应(固态铵盐与碱的反应)d ．C 和CO 2发生的化合反应及C 和H 2O(g)的反应e ．NaHCO 3与盐酸的反应【微点拨】(1)吸热反应和放热反应的理解①“四个不一定”a ．需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如：碳和氧气的反应b ．放热反应在常温下不一定容易发生，如：N 2与H 2合成NH 3c ．高温条件下进行的反应不一定是吸热反应，如：铝热反应d ．吸热反应也不一定需要加热，如：Ba(OH)2·8H 2O 晶体和NH 4Cl 晶体的反应②吸热反应和放热反应都是化学变化，如：NaOH 固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应③反应前需要加热的化学反应，停止加热后若反应还能继续进行，则该反应为放热反应 ④一般情况下，持续加热或持续高温的化学反应，通常为吸热反应(2)化学反应的能量变化，除转化为热能外，还转化为机械能、光、声、电等多种能量形式(3)化学反应遵循的两条基本规律：质量守恒定律和能量守恒定律(4)物质发生化学反应一定伴随着能量变化，但伴随能量变化的物质变化不一定都是化学变化如：水蒸气变成液态水的过程放热，但该变化为物理变化(5)能量越低越稳定。
第一节化学能与热能学习目标知识与技能1.知道化学反应中能量变化的主要原因.2.根据反应前后物质总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应.3.了解化学能和热能的相互转化.教学重点：化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。
教学难点：从本质上（微观结构角度）理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。
教具准备：投影仪。
教学过程:[复习回顾] 1、什么是化学键？2、化学反应的本质是什么？[导入新课]煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物，它们燃烧时释放出热能,这些热能从何而来？这种热能与化学物质及化学反应有什么关系？石灰石要经过高温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在石灰石的分解反应中起什么作用？[推进新课]在化学反应中，从反应物分子转变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间的结合方式发生了改变。
在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键形成。
为什么化学反应有的表现吸热有的表现出放热呢？化学能与热能之间有什么关系呢？[板书] 第一节化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系[分析]2H→H2中能量变化？1mol H2中含有1molH－H，在25℃101kPa条件下，由H原子形成1molH－H要放出436kJ的能量，而断开1molH－H重新变为H原子要吸收436kJ的能量。
1、键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。
单位：kJ/mol。
破坏化学键时要吸收能量，形成化学键时放出能量[类比分析]CH4→4C+4H（吸收4mol×415kJ/mol=1660kJ）［讲］不同物质形成的化学键能量不同，而化学键存在于不同的物质间，物质发生化学变化时，反应物和生成物的能量不同，这样的过程就出现了能量变化。
物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的，只要有化学反应就一定有能量变化。
［问］氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸，放出大量的热。
第6讲化学反应与热能时间：45分钟满分：100分1．(2016·新课标全国卷Ⅱ)下列有关燃料的说法错误的是() A．燃料燃烧产物CO2是温室气体之一B．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染C．以液化石油气代替燃油可减少大气污染D．燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一解析温室气体包括CO2、CH4等气体，A项正确；化石燃料完全燃烧会产生SO2等大气污染物，B项错误；液化石油气等物质燃烧能生成水和二氧化碳，是一种比较清洁的能源，所以以液化石油气代替燃油可减少大气污染，C项正确；CO是有毒气体，则燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一，D项正确。
答案 B2．(2016·赣中南五校联考)下图是反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)进行过程中的能量变化曲线。
下列相关说法正确的是()A．该反应是吸热反应B．使用催化剂后反应热减小C．热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝－510kJ·mol－1D．曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂后的能量变化解析反应物的总能量大于生成物的总能量，应为放热反应，A 项错误；加入催化剂，活化能减小，但反应热不变，B项错误；热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH＝－91kJ·mol－1，C 项错误；加入催化剂，活化能减小，曲线b表示使用催化剂后的能量变化，D项正确。
答案 D3．(2016·广西第一次模拟)如图为1mol SO2Cl2(g)和1mol SCl2(g)的能量变化示意图，已知E1＝x kJ·mol－1、E2＝y kJ·mol－1，下列有关说法中正确的是()A．若在反应体系中加入催化剂，E1不变B．若在反应体系中加入催化剂，ΔH减小C．反应活化能等于y kJ·mol－1D．1mol SO2Cl2(g)和1mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的ΔH ＝(x－y)kJ·mol－1解析观察图象，E1为反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是ΔH不变；1mol SO2Cl2(g)和1mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的反应热数值为反应物和生成物的能量差，即ΔH＝(x－y)kJ·mol－1，故选D。
答案 D4．(2016·江西联考)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。
已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N 为942、O===O为500、N—N为154，则断裂1mol N—H键所需的能量(kJ)是()A．194B．391C．516D．658解析由题意可知，ΔH3＝2752－534＝＋2218kJ/mol，N2H4和O2反应时断键共需吸收2218kJ的能量，设断裂1mol N—H 键所需的能量为x kJ，则154＋4x＋500＝2218，x＝391。
答案 B5．(2016·豫南九校联考)根据碘与氢气反应的热化学方程式①I2(g)＋H2(g) 2HI(g)ΔH＝－9.48kJ/mol②I2(s)＋H2(g) 2HI(g)ΔH＝＋26.48kJ/mol下列判断正确的是()A．254g I2(g)中通入2g H2(g)，反应放热9.48kJB．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC．反应①的产物比反应②的产物稳定D．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低解析因为反应为可逆反应，所以不能进行彻底，放热小于9.48 kJ，A项错误；由盖斯定律知①－②得，9.48－(－26.48)＝35.96kJ，B项错误；产物都是碘化氢气体，一样稳定，C项错误；对于同一物质，固态物质的能量比气态物质能量低，因此反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低，D项正确。
答案 D6．(2016·江苏卷)通过以下反应均可获取H2。
下列有关说法正确的是()①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝571.6kJ·mol－1②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131.3kJ·mol－1③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝206.1kJ·mol－1A．反应①中电能转化为化学能B．反应②为放热反应C．反应③使用催化剂，ΔH3减小D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74．8kJ·mol－1解析①中太阳能转化为化学能，A项错误；②中ΔH2＝131.3 kJ·mol－1，反应为吸热反应，B项错误；使用催化剂不能改变反应的始终态，不能改变化学反应的焓变，C项错误；根据盖斯定律：③－②得反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8kJ·mol－1，D项正确。
答案 D7．己知：①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH1②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH2下列推断正确的是()A．若CO的燃烧热为ΔH3，则H2的燃烧热为ΔH3－ΔH1B．反应CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝ΔH2－ΔH1 C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则ΔH2<0D．若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则ΔH1>0解析氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液体水时放出的热量，而反应①中的水是气体，A项错误；根据盖斯定律，反应CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝ΔH2－ΔH1，B项正确；若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则该反应是吸热反应，ΔH2>0，C项错误；由于对于放热反应，焓变是负值，则放出的热量越多，焓变越小，所以若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则ΔH1<0，D项错误。
答案 B8．下列说法正确的是()A．已知C2H6的燃烧热为1090kJ·mol－1，则C2H6燃烧的热化学方程式为：C2H6(g)＋3.5O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1 090kJ/molB．已知2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1，则CO的燃烧热ΔH＝－283kJC．测定HCl和NaOH反应的中和热时，每次实验均应测量3个温度即盐酸起始温度、NaOH起始温度和反应后最高温度D．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ/mol，则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol H2O(l)时也放出57.3kJ的热量解析水的稳定状态是液态，所以C2H6的燃烧热为1090kJ·mol －1，则CH6燃烧的热化学方程式为：C2H6(g)＋3.5O2(g)===2CO2(g)2＋3H2O(l)ΔH＝－1090kJ/mol，A项错误；燃烧热是1mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1，则CO的燃烧热ΔH＝－283kJ/mol，单位错误，B项错误；测定HCl和NaOH反应的中和热时，每次实验均应测量3个温度即盐酸起始温度、NaOH起始温度求二者的平均值，就是反应溶液的起始状态以及反应后最高温度，C项正确；在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol，则由于醋酸是弱酸，电离需要吸收大量的热量，所以稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol H2O(l)时放出的热量小于57.3kJ，D项错误。
答案 C9．下列说法正确的是()A．1g H2和4g O2反应放出71.45kJ热量，则氢气的燃烧热为142.9kJ·mol－1B．在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(1)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的氢氧化钠溶液混合，放出的热量大于57.3kJC．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热解析1g H2的物质的量为1 g2 g/mol＝0.5mol，4g O2的物质的量为4 g32 g/mol＝0.125mol，发生反应2H2＋O2===2H2O，由方程式可知，0.125mol氧气完全反应需要消耗氢气为0.125mol×2＝0.25mol，小于0.5mol，故氢气过量，故放出71.45kJ热量参加反应的氢气的物质的量为0.25mol，同样条件下1mol H2在O2中完全燃烧放出的热量是71.45kJ×1 mol0.25 mol＝285.8kJ，A项错误；中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出的热量，浓硫酸溶于水放热，将含1mol NaOH的溶液和含0.5mol H2SO4的浓硫酸混合，放出的热量大于57.3kJ，B项正确；中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热量，其衡量标准是生成的水为1mol，故无论稀H2SO4和Ca(OH)2反应生成的水是多少，其中和热恒为57.3 kJ/mol，C项错误；燃烧热是指在25℃、101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，此时生成的水必须为液态，D项错误。
答案 B10．(2016·天津五校联考)已知：①CH3OH(g)＋32O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－a kJ·mol－1②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－b kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(1)ΔH＝－c kJ·mol－1则下列叙述正确的是()A．由上述热化学方程式可知b>cB．甲烷的燃烧热为b kJ/molC．2CH3OH(g)===2CH4(g)＋O2(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1D．当甲醇和甲烷物质的量之比为1∶2时，其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出的热量为Q kJ，则该混合物中甲醇的物质的量为Q/(a＋2b)mol解析水由气态到液态放热，则上述热化学方程式b<c，A项错误；燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量，水的稳定氧化物是液态水，则甲烷的燃烧热应大于b kJ/mol，B 项错误；①×2－②×2可得2CH3OH(g)===2CH4(g)＋O2(g)，则ΔH ＝2(b－a)kJ·mol－1，C项正确；甲醇和甲烷物质的量之比为1∶2，其完全燃烧生成CO2和H2O(g)时，放出的热量为Q kJ，则该混合物中甲醇的物质的量为Q/(a＋2b)mol，D项错误。
