2019版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量变化 第20讲 化学能与热能学案

人人人他他他有意义第20讲 化学能与热能

考纲要求 1.了解化学反应中能量转化的原因及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、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4.了解焓变与反应热的含义。5.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。6.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。

考点一 焓变、热化学方程式

1．反应热(焓变)

(1)定义：在恒压条件下进行的反应的热效应。 符号：ΔH。

单位：kJ·mol或kJ/mol。 (2)表示方法

吸热反应：ΔH>0；放热反应：ΔH<0。 (3)产生原因

化学反应过程中旧键断裂吸收的能量与新键形成放出的能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化。

(4)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金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化；⑥铝热反应等。

吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。

2．反应热的本质

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图示 a、b、c表示的意义 微观 宏观 a表示断裂旧化学键吸收的能量；ba表示活化能；b表示活化分子结合成 1

人人人他他他有意义表示形成新化学键放出的能量；c表示反应热 3.热化学方程式 (1)概念

生成物所释放的能量；c表示反应热 表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 (2)意义

表明了化学反应中的物质变化和能量变化。

如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol

表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。 (3)热化学方程式的书写要求

①注明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明)。 ②注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。

③热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成分数。

④热化学方程式中不用“↑”和“↓”。

⑤热化学方程式能反映出该反应已完成的数量。由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

(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)物质发生化学变化都伴有能量的变化(√) (3)吸热反应在任何条件下都不能发生(×)

(4)活化能越大，表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高(√)

(5)吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量(√) (6)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(×) 解析 焓变与反应条件无关。

(7)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(√)

如图表示某反应的能量变化，按要求回答下列问题：

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(1)该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)该反应的ΔH＝________________。

(3)使用催化剂________(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。 (4)逆反应的活化能可表示为________。 答案 (1)放热 (2)E2－E1 (3)不能 (4)E3－E2

题组一 依据图形，理清活化能与焓变的关系

1．(2018·六安模拟)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，

E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( )

A．该反应为放热反应 B．催化剂能改变该反应的焓变 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．逆反应的活化能大于正反应的活化能 答案 C

解析 由题图可以看出，反应物的总能量低于生成物的总能量，故该反应为吸热反应，A项错误；催化剂不能改变反应的焓变，B项错误；由图像可以看出，催化剂能降低该反应的活化能，C项正确；由图像可以看出E1＞E2，即逆反应的活化能小于正反应的活化能，D项错误。 2．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是( )

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[A…B…C] A＋BC AB＋C

A．反应过程可表示为―→―→

?反应物? ?过渡态??生成物?B．E1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能 C．正反应的热效应ΔH＝E1－E2＜0，所以正反应为放热反应 D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2＜0，所以逆反应为放热反应 答案 D

解析 由图可知，正反应放热，ΔH为负值；逆反应吸热，ΔH为正值，D错误。

正确理解活化能与反应热的关系

(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。

(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。

题组二 依据键能计算焓变

3．(2017·北京四中模拟)已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ,18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其他相关数据如下表：

1 mol化学键断裂时 需要吸收的能量/kJ

则表中x为( )

A．920 B．557 C．463 D．188 答案 C

解析 根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJ·mol；而18 g水蒸气变成液态水时放出44 kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484 kJ·mol

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O==O 496 H—H 436 H—O(g) x ，即－484 kJ＝2×436 kJ＋496 kJ－4x kJ，解得x＝463。

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