1、第二单元化学反应中的热量一、化学反应中的热量变化1化学反应过程中能量转化形式化学反应中不仅是物质的转变，同时还伴随着能量变化。化学反应中比较常见的是化学能与热能、电能、光能等的互相转化。2放热反应和吸热反应(1)实验探究实验操作实验现象结论看到有气泡产生用手触摸反应后的试管，手感到热用温度计测得反应后溶液温度升高该反应放出热量闻到刺激性气味，烧杯壁发凉，玻璃片和烧杯黏在一起，混合物呈糊状该反应吸收热量混合后溶液温度比原来的两种溶液的温度高该反应放出热量(2)概念放出热量的化学反应为放热反应。吸收热量的化学反应为吸热反应。(3)常见的吸热反应和放热反应常见的放热反应有：燃烧反应、中和反应、金属与
2、水或酸的反应、大多数化合反应。常见的吸热反应有：大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、CCO22CO、CH2O(g)COH2等。放热反应与吸热反应比较 类型比较放热反应吸热反应定义放出热量的反应吸收热量的反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量图示例1硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：粗硅冶炼：SiO22CSi2CO。精炼硅：Si3HClSiHCl3H2；SiHCl3H2Si3HCl。化学反
3、应与能量变化如图所示，回答下列问题：(1)是_反应，是_反应，是_反应(填“吸热”或“放热”)。(2)反应破坏反应物中的化学键所吸收的能量_(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。考点化学反应中的热量变化题点常见的吸热反应与放热反应答案(1)吸热放热吸热(2)小于解析(2)因为反应是放热反应，所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量。易错警示(1)“三个不一定”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。放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应。吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。(2)吸热反应
4、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化学反应中能量变化的原因(1)化学反应中能量变化与化学键的关系化学反应过程化学反应中能量变化的原因(2)化学反应中能量变化与物质内部能量的关系图示能量相对大小反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量化学反应的两大基本特征：物质种类发生变化和能量发生变化。化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。例2H2Cl2=2HCl的反应过程如下图所示：(1)根据上图填写下表：化学键能量变化断裂或形成1 mol化学键时反应中能量变化ClCl吸收24
5、3 kJ共吸收_ kJHH吸收436 kJHCl放出431 kJ共放出_ kJ(2)该反应_(填“放出”或“吸收”)_ kJ热量。考点化学反应中的能量变化题点由化学键的变化认识反应中的能量变化答案(1)679862(2)放出183例3已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ，且氧气中1 mol O=O键完全断裂时需要吸收能量496 kJ，水蒸气中1 mol HO键形成时放出能量463 kJ，则氢气中1 mol HH键断裂时吸收的能量为()A920 kJ B557 kJC436 kJ D188 kJ考点化学反应中的能量变化题点利用化学键求算化学反应中的能量变化答案C解析由1 g H
6、2完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ可知：2 g H2(即含1 mol HH键)完全燃烧生成水蒸气时放出的能量为121 kJ2242 kJ。由化学方程式H2(g)O2(g)H2O(g)可设1 mol HH键断裂吸收的能量为Q，则：Q496 kJ2463 kJ242 kJ，Q436 kJ。二、热化学方程式1概念：能表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式。2书写“三字诀”正确“写”出反应的化学方程式 用H“标”明反应放出或吸收的热量，负值表示反应放热，正值表示反应吸热。H的单位为kJmol1例如，已知1 mol C与1 mol O2完全反应生成1 mol CO2放出393.6 kJ热量，
7、则该反应的热化学方程式为C(s)O2(g)=CO2(g)H393.6 kJmol1。热化学方程式的书写方法(1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反应条件)。(2)要注明反应物和生成物的状态。(3)在右端注明H的符号(正号常省略)、大小及单位。(4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。化学计量数改变，H的数值要相应改变。例4下列对热化学方程式H2(g)I2(g)=HI(g)H9 kJmol1的叙述中，正确的是()A1 mol氢气和1 mol碘蒸气完全反应需要吸收9 kJ热量B1个氢分子和1个碘分子完全反应需要放出9 kJ的热量C1 mol H2(g)与1 mol I2(
8、g)完全反应生成2 mol的HI气体放出18 kJ的热量D1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应吸收18 kJ的热量答案C解析热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量、一定聚集状态的反应物完全反应生成一定聚集状态的生成物时的放热或吸热情况。只要依据书写热化学方程式的注意事项，对于本题就不难作出判断。例5已知：101 kPa时，1 mol辛烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为5 518 kJ，强酸与强碱在稀溶液中发生反应生成1 mol H2O时放出的热量为57.3 kJ，则下列热化学方程式书写正确的是()AC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g) H5 51
9、8 kJmol1BC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H5 518 kJmol1CHOH=H2O H57.3 kJmol1D2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(l)2H2O(l) H57.3 kJmol1答案B解析A项，因该反应为放热反应，H应取“”，同时水应为液态，故A错；C项中应标明H、OH状态是稀溶液状态(aq)；D项中Na2SO4应为稀溶液状态(aq)，H应取“”且数值错误，故D错。思维启迪“四查”热化学方程式书写正误一查“四态”。即(g、l、s、aq)是否正确；二查“正负莫反”。即“”、“”是否与吸热和放热一致；三查“单位书写”。即反应热的单位是
10、否为kJmol1；四查“数值对应”，即H的数值与物质化学计量数是否对应。三、燃料燃烧释放的热量1热值已知下列几种燃料的热值：物质天然气焦炭氢气乙醇热值/kJg1563314330其热化学方程式分别为：C(s)O2(g)=CO2(g)H396 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H896 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l) H286 kJmol1C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H1 380 kJmol1(1)完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是。(2)完全燃烧等质量的上述物质，放出热量的大小顺序是。(3)燃料
11、燃烧放出热量的大小常用热值来衡量。燃料的热值是指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，单位是kJg1。(4)我国实施的“西气东输”工程中的“气”是指天然气，主要成分是甲烷，与煤等燃料相比较其优点是热值高，使用起来更经济，对环境污染小。2以煤为例，探究提高燃料燃烧效率问题(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率加快。(2)通入适当过量空气的依据是空气充足，煤粉燃烧充分，生成CO2，放出热量多；若空气不足，煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。(3)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。(4)充分利用
12、煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用。提高燃料燃烧效率的措施及意义(1)提高燃料的燃烧效率的措施尽可能使燃料充分燃烧，提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触，且空气要适当过量。尽可能充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。(2)提高燃料的燃烧效率的意义在于节约能源、节约资源、减少污染。例6下列措施可以提高燃料燃烧效率的是()提高燃料的着火点降低燃料的着火点将固体燃料粉碎将液体燃料雾化处理将煤进行气化处理通入适当过量的空气A BC D考点燃料燃烧释放的热量题点提高燃烧效率的探究答案C解析理论上，提高燃料燃烧效率的常用方法是增大
13、燃料与空气的接触面积，并通入适当过量的空气。对于和，由于燃料的着火点是其固有的性质，不可改变，故这两项措施不可行。所采取的措施均是为了增大燃料与空气的接触面积。1下列说法正确的是()需要加热才能发生的反应一定是吸热反应放热反应在常温下一定很容易发生反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行A BC D考点化学反应中的能量变化题点多角度认识吸热反应与放热反应答案A解析加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铜在氯气中燃烧；放热反应在常温下不一定容易发生，如N2与H2合成NH3；反应是放热还是吸热取决于反应物、生成
14、物所具有的总能量的相对大小；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如FeSFeS。2(2017河北承德一中月考)关于下列图示说法正确的是()A该图表明催化剂可以改变反应的热效应B该图表示某反应能量的变化与生成物状态无关C该图表示某吸热反应分别在有无催化剂的情况下反应过程中的能量变化D该图表明化学反应不仅遵循质量守恒定律，也遵循能量守恒定律考点化学反应中的能量转化题点由图像分析化学反应中的能量转化答案D解析A项，起始能量与最终能量不变，因此催化剂不能改变反应的热效应，故错误；B项，图中并没有表现出物质的状态，因此不能得出该结论，且反应能量的
15、变化与生成物状态有关，故错误；C项，生成物的总能量低于反应物的总能量，因此该反应为放热反应，故错误；D项，多余的能量以热量的形式释放，因此遵循能量守恒定律，故正确。3将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。这现象说明了()A该反应是吸热反应B该反应是放热反应C铁粉和硫粉在常温下可以发生反应D硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量考点化学能与热能的转化题点吸热或放热反应的实验或探究答案B解析反应发生后停止加热，反应仍可持续进行说明反应为放热反应，A错误，B正确；反应需要加热才能发生，常温下不能进行，C错误；反应是放热反应，所以反应物的总能
16、量高于生成物的总能量，D错误。4(2018温州十五校联合体期中)1 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ的热量，下列表示该反应的热化学方程式正确的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H142.9 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1C2H2O2=2H2OH571.6 kJmol1DH2(g)O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1答案D解析1 g氢气完全燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量，所以2 mol氢气完全燃烧生成液态水，放出的热量为142.9 kJ4571.6 kJ，所以H571.6 kJmol1，故A、
17、B错误；物质的状态影响反应热，未注明物质的聚集状态，故C错误；2 g H2燃烧生成液态水时放出285.8 kJ的热量，H0，热化学方程式为H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，故D正确。5将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是()使煤充分燃烧，提高煤的利用率减少SO2的产生，避免造成“酸雨”减少有毒的CO产生，避免污染空气 减少CO2的产生，避免“温室效应”A BC D考点燃料燃烧释放的热量题点提高燃烧效率的探究答案A解析煤块粉碎是为了提高煤的利用率；脱硫是为了减少SO2的产生；过量空气是为了减少CO的产生。6下表中的数据是破坏1 mol物质中
18、的化学键所消耗的能量：物质Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436根据上述数据回答下列问题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是_(填字母)。AH2 BCl2 CBr2 DI2(2)下列氢化物中最稳定的是_(填字母)。AHCl BHBr CHI (3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是_(填“吸热”或“放热”)反应。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_。考点化学反应中的能量变化题点化学反应中能量变化与物质的稳定性答案(1)A(2)A(3)放热(4)Cl2解析(1)、(2)破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量越高，则物质越稳定，所具有的能量越低。(3)、(4)以氯元素为例计算断开1 mol ClCl键和1 mol HH键需吸收能量：243 kJ436 kJ679 kJ，而形成2 mol HCl 键放出的能量为2432 kJ864 kJ，所以在Cl2H2=2HCl反应中放出864 kJ679 kJ185 kJ的热量，同理可计算在Br2H2=2HBr、I2H2=2HI反应中分别放出103 kJ、9 kJ的热量。