最新人教版高中化学《化学反应与能量的变化》教材梳理

庖丁巧解牛 诱学·导入·点拨 材料：明朝爱国志士于谦曾写过一首名诗——《石灰吟》：千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕，要留青白在人间。这首诗抒发了作者不畏艰难、不怕牺牲、刚直不阿的高深情操。从化学角度看，它是一首绝妙的石灰石的赞歌。石灰石在高温下煅烧，显得十分“镇静”，有“烈火焚烧若等闲”之感，石灰石在煅烧的熊熊烈火中最后化为生石灰和大量的二氧化碳气体。

CaCO3高温CaO+CO2↑ 问题设置：上述材料中，石灰石分解为二氧化碳气体和水，为什么需要高温？石灰石在高温下的变化包含了化学反应中化学能和什么能量之间的转化？为什么会有这种转化？又怎样表示这种转化呢？ 导入点拨：熊熊烈火是石灰石烧成生石灰的基本条件，说明该反应过程中需要吸收热量才能完成。那么，化学反应间的能量变化究竟是怎样的呢？这是我们本节要研究的中心内容。 知识·巧学·升华 一、焓变 反应热 1.反应热 (1) 定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以以热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为焓变。 (2) 符号：ΔH 知识拓展 焓（H）是一个物理量。当反应体系在恒压的变化过程中，从反应物转化为生成物时，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ΔH。且体系的焓变ΔH=H（生成物）—H（反应物）。当ΔH＜0，为放热反应；当ΔH＞0，为吸热反应。 (3)单位：KJ·mol-1

(4)反应热的测量：可用量热计直接测量 (5)研究对象：一定压强下，在敞口容器中发生的反应所放出或吸收的热量。 2.反应热产生的原因 任何化学反应都可看作两个过程，即旧的化学键断裂和新的化学键生成。反应物中旧化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用吸收能量，当原子重新组成生成物、新化学键形成时，又要释放能量，新化学键形成时所释放的总能量和反应物中旧化学键断裂时所吸收的总能量的差，就是此反应的反应热。若新化学键形成时释放的总能量比破坏旧化学键吸收的总能量多，则表现为放热反应，反之，则为吸热反应。 3.放热反应和吸热反应 (1)放热反应：反应物具有的总能量 ＞ 生成物具有的总能量 反应物的稳定性 ＜ 生成物的稳定性 (2)吸热反应：反应物具有的总能量 ＜ 生成物具有的总能量 反应物的稳定性 ＞ 生成物的稳定性 即：物质具有的总能量与其稳定性成反比 疑点突破 如何理解 ΔH的“+”与“—”？

放热反应 吸热反应

①如上图所示，可以认为ΔH就是物质所具有的能量在反应前后的变化量。 ②若为吸热反应，则变化后物质所具有的能量（增加）升高，用“+”表示，ΔH＞0。③若为放热反应，则变化后物质所具有的能量（减少）降低，用“—”表示，ΔH＜0。 4.放热反应和吸热反应的比较  放热反应 吸热反应 表现形式 ΔH<0或ΔH为“-” ΔH>0或ΔH为“+”

能量变化 生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量 生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量 键能变化 生成物总键能大于反应物总键能 生成物总键能小于反应物总键能

联系 ΔH=ΔH(生成物) -ΔH(反应物) 键能越大，物质能量越低，越稳定；反之键能越小，物质能量越高，越不稳定

实例 H2(g)+21O2(g) H2O(l)

ΔH=-285.8 kJ·mol-1 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)

ΔH=+131.5 kJ·mol-1

二、热化学方程式 1.定义：表示参加反应物物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。 2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1

H2(g)+ 21O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol

-1



2.热化学方程式书写步骤 (1)写出化学方程式 (2)标明各物质的聚集状态 (3)注明反应温度和压强 (4)写出 ΔH的值并标明“+”与“—” (5)检查化学计量数是否与ΔH的值配套 要点提示 ①ΔH只能写在热化学方程式的右边。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol-1。 ②书写热化学方程式时应注明温度和压强，若不注明，则是指常温常压。 ③热化学方程式中各物质前面的化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。 ④必须注明物质的聚集状态。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。若有同素异形体现象时，要注明同素异形体的名称。 3.热化学方程式意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明化学反应中的能量变化。如：H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1。 三、常见的放热反应和吸热反应 1.常见的放热反应 (1)活泼金属与H2O或酸的反应。如 2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑ (2)酸碱中和反应。如 2KOH+H2SO4K2SO4+2H2O (3)燃烧反应。如

2CO+O2点燃2CO2 CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O (4)多数化合反应。如 Na2O+H2O2NaOH CaO+H2OCa(OH)2 2.常见的吸热反应有：

(1)多数的分解反应，如CaCO3高温CaO+CO2↑ CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O (2)2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s) BaCl2+2NH3↑+10H2O (3)C（s）+H2O(g)CO+H2

(4)CO2+C2CO 问题·思路·探究 问题1 下面是两个关于吸热反应和放热反应的对话，你同意哪个说法，为什么？ 甲：凡经加热才能发生的化学反应都是吸热反应。 乙：不一定，有些反应在开始时要加热，反应开始后不需加热能继续进行，如燃烧反应，这类反应属于放热反应。 导思:不同的化学反应发生的条件不同，有的常温下就可以发生，有的则需要加热。在此往往容易把加热条件下进行的反应认为是吸热反应，而在常温下进行的反应认为是放热反应。其实两者之间并无必然的联系。常温下进行的反应可能是放热反应，如中和反应；也可能是吸热反应，如氯化铵与氢氧化钡晶体之间的反应。加热条件下进行的反应可能是吸热反

应 ，如C+CO22CO，，也可能是放热反应，如C+O2点燃CO2。 探究:一个反应是放热反应还是吸热反应，与反应条件没有直接的关系，很多放热反应开始发生时都需要加热。反应开始后有的放热反应，可不必再加热，但有的仍需加热。吸热反应则需一直加热。乙的观点正确。 问题2 热化学方程式的书写应注意哪些事项？ 导思:解决此问题的关键是明确热化学方程式的书写步骤，以及热化学方程式与化学方程式的区别。 探究:书写热化学方程式应注意的几点： (1)需注明反应的温度和压强，如在25 ℃、101 325 Pa下测定的，可不注明温度和压强。 (2)需注明反应物和生成物的状态。因为物质的状态不同，反应热不同。如： 2H2 (g)＋O2(g) 2H2O(g) ΔH=－483.6 kJ·mol-1

2H2 (g)＋O2(g) 2H2O (l) ΔH=－571.6 kJ·mol-1

(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数，不表示分子个数，化学计量数可以是整数，也可以是分数，对于相同的反应，当化学计量数不同时，其ΔH不同。如： H2(g)+21O2(g) H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1

2H2(g)＋O2(g) 2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1

典题·热题·新题 一、重点：化学反应与能量变化 例1 下列说法正确的是 （ ） A.需加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.放热的反应在常温下一定容易进行 C.反应是放热还是吸热是由反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定的 D.吸热反应在一定条件下也能进行 解析：化学反应的能量变化主要表现为热量的变化，反应是吸热还是放热主要取决于反应物和生成物的总能量的相对大小，与反应条件无关，放热反应和吸热反应在一定条件下都能进行，反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，所以正确答案为C、D。答案：CD 深化升华 准确理解概念的实质是解决此类问题的关键。不要把放热反应错误地理解为常温下就能发生的反应。 例2 下列化学反应属于吸热反应的是（ ） A.盐酸与烧碱溶液反应 B.Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O

C.C+CO2高温2CO D.葡萄糖在人体内氧化分解 解析：酸碱中和都属于放热反应；葡萄糖在人体内氧化分解为人的生命活动提供能量，也属于放热反应；C与CO2反应需持续加热，属于吸热反应。 答案：BC 深化升华 中学中涉及到的吸热反应并不很多，反应放热还是吸热单从方程式很难判断，所以熟记几个常见的吸热反应，考试中可节约答题时间。 二、难点：热化学方程式的书写 例3 （2005全国高考理综Ⅰ，13）已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol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.2C2H2(g)＋5O2(g) 4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2b kJ·mol-1

B.C2H2(g)＋25O2(g) 2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝2b kJ·mol-1

C.2C2H2(g)＋5O2(g) 4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b kJ·mol-1

D.2C2H2(g)＋5O2(g) 4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝b kJ·mol-1

解析：以上各式中化学计量数及物质状态标注都正确；该反应放热，ΔH应为负值；生成1 mol二氧化碳气体，放出热量b kJ，则生成4 mol二氧化碳气体，放出热量4b kJ。 答案：C 误区警示 在化学反应过程中放出或吸收的热量都属于反应热。热化学方程式中要注意 ΔH既要有数值又要有符号。且要明确吸热为“+”，放热为“-”。 三、疑点：ΔH “+”与“—”的理解 例4 (经典回放)今有如下三个热化学方程式：