第一章 化学反应与能量一、焓变 反应热1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应符号：△H，单位： kJ/mol 或 kJmol -13.吸热反应与放热反应(1)放热反应：即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量△H 为“-”或△H <0(2)吸热反应：即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量△H 为“+”或△H >04. 焓变与键能的关系在化学反应中，旧键的断裂需要吸收能量（化学键断裂—吸热），而新键的形成则放出能量（化学键形成—放热）总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小放热反应：反应物键能（吸热）小于生成物键能（放热）；吸热反应：反应物键能（吸热）大于生成物键能（放热）由于反应后放出的能量使反应本身的能量降低，故规定△ H= 反应物的键能总和—生成物的键能总和[了解内容：任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量（包括化学能、势能等；与键能也有关：键能越大，总能量越低，因为化学键形成时要释放能量）总不会相等的在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。
]5.焓变与催化剂的关系催化剂的加入对焓变没有影响只能改变反应物的活化能，不能改变反应焓变的大小6. （1）常见的放热反应：① 所有的燃烧反应② 酸碱中和反应③ 大多数的化合反应④ 金属与酸的反应⑤生石灰和水反应⑥ 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等（2）常见的吸热反应：① 晶体 Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl② 大多数的分解反应③ 以 H2、CO、C 为还原剂的氧化还原反应④ 铵盐溶解等1 / 10二、热化学方程式如 200℃，101kPa 条件下 1molH2 和碘蒸气反应的热化学方程式1.热化学方程式表示的意义（1）反应物和生成物种类、聚集状态（2）反应中各物质的物质的量比和质量比（3）反应中放出或吸收的热量2.热化学方程式与普通化学方程式的区别有三点不同（1）热化学方程式必须标有热量变化2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关3）热化学方程式中各物质的系数只表示各物质对应的物质的量，因此，有时可用分数表示，但要注意反应热也发生相应变化3. 书写化学方程式注意要点:（1）热化学方程式必须标出能量变化2）物质的聚集状态不同，反应吸收和放出的热量不同，因此热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s 分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用 aq 表示）。
3）反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关，需要注明反应时的温度和压强（温度写在等号上面，压强写在等号下面） 未特别注明的指 101kPa 和 25℃时的数据4）热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数热化学方程式中的热量数据，是与各化学计量数为物质的量时相对应的，不是几个分子反应的热效应5）无论热化学方程式中化学计量数为多少，△H 的单位总是 KJ/mol，但△H 的数值与反应式中的系数有关，各物质系数加倍，△H 加倍反应逆向进行， H 改变符号，数值不变三、燃烧热1．概念：25 ℃，101 kPa 时，1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量燃烧热的单位用 kJ/mol 表示2. 表示的意义：例如 C 的燃烧热为ΔH=-393.5 kJ／mol，表示在 101kPa 时，1molC 完全燃烧放出 393.5kJ 的热量2 / 103.注意以下几点：①研究条件：101 kPa②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物如 C→C02，H→H20，S→S02 等③燃烧物的物质的量：1 mol④研究内容：放出的热量ΔH<0，单位 kJ/mol）四、中和热1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。
2．强酸与强碱的中和反应其实质是 H+和 OH-反应，其热化学方程式为：H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol3.理解中和热时注意：①稀溶液是指溶于大量水的离子②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应③中热和反应的实质是 H+和 OH-化合生成 H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和内区别：弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的热量变化小于 57.3kJ/mol例 1、下列说法正确的是A. 在 101kPa 时，1mol 物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热B. 酸和碱发生中和反应生成 1mol 水，这时的反应热叫中和热C. 燃烧热或中和热是反应热的种类之一D. 在稀溶液中，1molCH3COOH 和 1mol NaOH 完全中和时放出的热量为 57.3kJ4．中和热的测定实验在 50 mL1.0mol/L 盐酸跟 50mL1.1mol/L 氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热试回答下列问题1）大小烧杯间填满碎纸条的作用是什么？（2）大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热的数值有何影响? （偏小）（3）改用60 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放热量是否相等?（不行等）所求中和热数值是否相等？（相等）简述理由。
4）用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行上述实验，为什么测得中和热的数值偏低？3 / 10五.反应焓变的计算1.盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应焓（热量）变之和与该反应一步完成的反应焓（热量）变是相同的2. 据盖斯定律计算化学反应的焓变及进行反应的焓变计算应注意的问题（1）由于 与反应物的物质的量有关，因此热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与 相对应如化学计量数成倍减少或增加，则 也要成倍的减少或成倍的增加当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，正负号相反在使用盖斯定律时，伴随着两个或多个方程式的加减处理时， H 的计算一定要带上正负号例 2：可以通过两种途径来完成如上图已知：H2（g）+1/2O2（g）= H2O（g）； 1=－241.8kJ/molH2O（g）=H2O（）； H2=－44.0kJ/mol根据盖斯定律，则 H ＋ =－241.8kJ/mol+（－44.0kJ/mol）=－285.8kJ/mol1 2其数值与用量热计测得的数据相同例 3.将 0.3mol 的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出 649.5kJ 热量，该反应的热化学方程式为_____________。
又已知：H2O（g）=H2O（）； H ＝－44.0kJ/mol，则 11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量2是_____________kJ例 4、已知： C (s) + O2 ( g ) = CO2 ( g ) ； DH = -393.5kJ / mol2 2； H ( g ) +21O ( g ) = H O (l )2DH = -241.8kJ / mol欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 393.5:241.8六．使 用化石燃料的利弊及 新能源的开发4 / 10(1)重要的化石燃料：煤、石油、天然气(2)煤作燃料的利弊问题①煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用②煤直接燃烧时产生 S02等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染③煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便④可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率3)新能源的开 发①调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。
②最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少答 案 ： 例 1 ：C; 例 3:;例 4：B一、选择题（每小题有 1～2 个选项符合题意）练习 1：．．．．1．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生下列属于未来新能源标准的是①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能A．①②③④ B．⑤⑥⑦⑧ C．③⑤⑥⑦⑧ D．③④⑤⑥⑦⑧2．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．生成物全部化学键形成时所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所吸收的能量时，反应为吸热反应C．反应产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计量系数无关下列过程中 H 小于零的是A. 氯酸钾分解制氧气 B. 氯化铵分解得氨气C.碳酸钙分解得二氧化碳 D. 实验室制备氢气5 / 104．已知 1 g 氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ且氧气中 1 mol O＝O 键完全断裂时吸收热量 496 kJ，水蒸气中 1 mol H－O 键形成时放出热量 463 kJ，则氢气中 1mol H－H 键断裂时吸收热量为A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ5．同温同压下，已知下列各反应为放热反应，下列各热化学方程式中反应热最小的是A．2A ( l ) + B ( l ) = 2C (g ) H1 B．2A ( g ) + B ( g ) = 2C (g ) H2C．2A ( g ) + B ( g ) = 2C ( l ) △ H3 D．2A ( l ) + B ( l ) = 2C ( l ) H46．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为：H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O（l H＝－57.3KJ·mol－1。
分别向 1L 0.5mol·L－1 的 Ba（OH）2 的溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应的热效应分别为△ H1 H2 H3，下列关系正确的是A H1 H2＞△ H3C H1 H2 H3B H1＜△ H2 H3D H1＝△ H2＜△ H37.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难以发生反应 D. 硫化亚铁的总能量高于铁粉和硫粉的总能量8.以 NA 代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式 C2H2 ( g ) +5/2O 2 ( g ) →2CO 2 ( g )+H2O( l ) H = —1300kJ / mol 的说法中，正确的是A. 当 10 NA 个电子转移时，该反应放出 1300kJ 的能量B. 当 1 NA 个水分子生成且为液体时，吸收 1300kJ 的能量C. 当 2 NA 个碳氧共用电子对生成时，放出 1300kJ 的能量D. 当 8 NA 个碳氧共用电子对生成时，放出 1300kJ 的能量9．下列说法或表示法正确的是A．等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多B．由 C(石墨)→C(金刚石) ΔH = +119 kJ·mol—1 可知，石墨比金刚石稳定C．在稀溶液中：H++OH－===H2O ΔH = －57.3 kJ· mol—1，若将含 1mol CH3COOH 的醋酸溶液与含 1 mol NaOH 的溶液混合，放出的热量小于 57.3 kJD．在 101 kPa 时，2 g H 2 完全燃烧生成液态水，放出 285.8 kJ 热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为 2H2（g）+ O2（g）===2H2O（l） ΔH = +285.8 kJ· mol—1又10．一些盐的结晶水合物，在温度不太高时就有熔化现象，即熔溶于自身的洁净水中， 同6 / 10时吸收热量。
他们在塑料袋中经日晒就熔化，又在日落后缓慢凝结而释放热量故可用于调节室内温度，或用作夏日防暑的枕垫或坐垫，这些物质可称之为热材料现有几种盐的结晶水合物有关数据如下：①Na2S2O3·5H2O②CaCl2·6H2O ③Na2SO4·10H2O ④Na2HPO4·10H2O熔点/℃熔化热40～5049.729.9237.332.387735.1100.1（2） 1N2(g)+ H (g)=NH3(g);/kJ· mol-1根据上述数据和实用性考虑，实际运用时常采用的物质应该是A．① B．② C．③ D．④二、非选择题（共 50 分）1112 分）实验室利用右图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：(1)在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键是（2）做 1 次完整的中和热测定实验，温度计需使用 次，某同学为了省去清洗温度计的麻烦，建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度，你是否同意该同学的观点，为什么？12．（15 分)已知化学反应 N2+3H2=2NH3 的能量变化如图所示，1）1mol N 和 3mol H 生成 1mol NH3（g）是------------------- 能量的过程（填“吸收”或“释放”）32 2 2△H = ；（3）N2(g)和 H2 生成 NH3(1)的热化学方程式为------------------------------------------------------13．（13 分）某同学发现在灼热的煤炭上洒少量水，煤炉中会产生淡蓝色火焰，煤炭燃烧更”旺，因此该同学得出结论“煤炭燃烧时加少量水，可使煤炭燃烧放出更多的热量。
（已知煤炭的燃烧热为－393.15 kJ/mol，氢气的燃烧热为－ 242 kJ/mol，一氧化碳的燃烧热为－ 283kJ/mol）（1）写出该同学看到燃烧现象所涉及到的所有热化学反应方程式：7 / 10；（2）你认为该同学的结论是否正确，请简要说明理由14．（10 分）已知 2H2（g）+ O2（g）===2H2O（l） ΔH = —571.6 kJ· mol—1CO(g) + 1/2O2(g) == CO2(g) △ H = －283 kJ· mol—1某 H2 和 CO 的混合气体完全燃烧时放出 113.74 kJ 热量，同时生成 3.6 g 液态水，求原混合气体中 H2 和 CO 的物质的量练习 21．下列反应中反应物总能量高于生成物总能量的是A．二氧化碳与碳生成一氧化碳 B．碳与水蒸气生成一氧化碳和氢气C．碳酸钙受热分解 D．盐酸与氢氧化钠反应2．氢气是人类最理想的能源已知在 25℃、101kPa 下，1 g 氢气完全燃烧生成液态水时放出热量 142.9kJ，则下列热化学方程式书写正确的是A．2H2 + O2==2H2O； = –142.9 kJ/molB．2H2(g) + O2(g)==2H2O(l)； = – 142.9 kJ/molC．2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)； =– 571.6 kJ/molD．2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)； = + 571.6 kJ/mol3．氢气（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的热化学方程式分别为：H2 (g) + 1/2O2(g) == H2O (l) = －285.8 KJ/molCO(g) + 1/2O2(g) == CO2(g) = －283 KJ/molC8H18 (l) + 25/2O2(g) == 8CO2(g) + 9H2O (l) = －5518 KJ/molCH4 (g) + 2O2(g) == CO2(g) + 2H2O (l) = －890.3 KJ/mol相同质量的 H2、CO、C8H18、CH4 完全燃烧时，放出热量最少的是A．H2 (g) B．CO(g) C．C8H18 (l) D．CH4 (g)4．下列关于热化学反应的描述中正确的是A．HCl 和 NaOH 反应的中和热△ H＝－57.3kJ/mol，则 H2SO4 和 Ca(OH)2 反应的中和热△ H＝2×(－57.3)kJ/molB．CO(g)的燃烧热是 283.0kJ/mol，则 2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的△ H＝+566.0kJ/molC．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D．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8 / 105．下列有关能量转换的说法正确的是A、煤燃烧是化学能转化为热能的过程B、化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C、动物体内葡萄糖被氧化成 CO2 是热能转变成化学能的过程D、植物通过光合作用将 CO2 转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程6．已知：（1）Zn（s）+1/2O2（g）==ZnO(s)，ΔH = －348.3kJ/mol（2）2Ag(s)+1/2 O2（g）== Ag2O(s)，ΔH = －31.0kJ/mol则 Zn（s）+ Ag2O(s) == ZnO(s) + 2Ag(s) 的 ΔH 等于A．－317.3kJ/mol B．－379.3kJ/mol C．－332.8 kJ/mol D．317.3 kJ/mol7．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是①CH3OH(g)+H2O(g) = CO2(g)+3H2(g) H = + 49. 0 kJ·mol－1②CH3OH(g)+1/2O2(g) = CO2(g)+2H2(g) △ H =－192. 9 kJ·mol－1下列说法正确的是A．CH3OH 的燃烧热为 192. 9 kJ·mol－1B．反应①中的能量变化如右图所示C．CH3OH 转变成 H2 的过程一定要吸收能量D．根据②推知反应：CH3OH(l) +1/2O2(g) = CO2(g) +2H2(g) H >－192. 9kJ·mol-18．（16 分）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。
使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用 kJ·mol-1 表示请认真观察右图，然后回答问题1）图中所示反应是_________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应_____________(填“需要”或“不需要”) ）加热，该反应的 =______________________能量（kJ/mol活化分子的最低能量活化分子(Ⅰ)(用含 E1、E2 的代数式表示)1（2）已知热化学方程式：H2(g)＋ O2(g) = 2 H2O(g) =－241.8 kJ·mol-1，该反应的活化能为 167.2 kJ·mol-1，反应物的 (Ⅱ)总能量（E1）反应物分子生成物的总能量（E2）生成物分子反应过程则其逆反应的活化能为____________________9．（25 分）红磷 P(s)和 Cl2(g)发生反应生成 PCl3(g)和 PCl5(g)反应过程和能量关系如图所示（图中的△ H 表示生成 1mol 产物的数据）9 / 10根据上图回答下列问题：P（1） 和 Cl2 反应生成 PCl3 的热化学方程式______________________________。
2）PCl5 分解成 PCl3 和 Cl2 的热化学方程式______________________________，（3）P 和 Cl2 分两步反应生成 1molPCl5 的△ H3＝_________，P 和 Cl2 一步反应生成1molPCl5 的△ H4__________△ H3 (填“大于”、“小于”或“等于”)4）PCl5 与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是______________________练习 1 答案一、选择题：1.B 2.C 3.D 4.C 5.C 6.B 7.BC 8.AD 9.BC 10.C二、非选择题11．（1）保温（2 分）（2）3 次 （2 分） 不同意，因为不同的温度计误差不同3 分）12（1）释放（2）(a-b) kJ·mol-1（3）N2(g)+3H2(g)=2NH3(1); △ H =2(a-b-c)kJ·mol-113．（1）C (s) ＋ O2 (g) ＝ CO2(g) △ H = －393.15 kJ/mol （2 分）H2 (g) ＋ 1/2 O2 (g) ＝ H2O (l) △ H = －242 kJ/mol（2 分）CO (g) ＋ 1/2 O2 (g) ＝ CO2(g) △ H = －283 kJ/mol（2 分）C (g) ＋ H2O (l) ＝ CO(g) ＋ H2 (g) △ H = +131.85 kJ/mol（4 分）（2）不正确。
因为根据盖斯定律，反应过程中的热效应与途径无关，只与反应物和生成物的能量差有关3 分）14．n(H2) ==0.2mol n(co)==0.20mol练习 2 答案：1.D 2.C 3.B 4.B 5.AB 6.A 7 D8.（1）放热； 需要；－（E1－E2）（2）409.0 kJ· mol－139.（1）P(s)＋2Cl2(g)===PCl3(g) H＝－306kJ·mol－1（2）PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g) H＝93kJ·mol－1（3）－399kJ·mol－1 ； 等于（4）PCl5＋4H2O === H3PO4＋5HCl10 / 10。