人教版高中化学必修2第二章　化学反应与能量第一节　化学能与热能习题(2)

第1讲化学能与热能 [考纲要求]1.能说明化学反应中能量转化的主要原因,知道化学变化中常见的能量转化形 式。2.了解化学能与热能的相互转化及其应用,了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等 概念。3.能正确书写热化学方程式,能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解提 高燃料的燃烧效率、开发髙能淸洁燃料的重要性,认识化学在解决能源危机中的重要作用 考点一焓变与反应热 1知识梳理 夯实基础突破疑难 1.化学反应中的能量变化 (1)化学反应中的两大变化:物质变化和能量变化 (2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒 (3)化学反应中的能量转化形式:热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。 2.焓变、反应热 (1)定义:在恒压条件下进行的反应的热效应 (2)符号:△H (3)单位:kI·mol二或kJ/mol。 3.吸热反应和放热反应 (1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示。 反应过程 吸热反应 放热反应 (2)从反应热的量化参数一一键能的角度分析 吸收能量E1 吸热反应 图实图 E1>E2,△H>0 E1<E2,△H<0 放出能量E 热反应 (3)记忆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物质的缓慢氧化等。 吸热反应:①大多数分解反应:②盐的水解和弱电解质的电离:;③Ba(OH)2·8H20与NHCl反 应:④碳和水蒸气、C和CO2的反应等

- 1 - 第 1 讲 化学能与热能 [考纲要求] 1.能说明化学反应中能量转化的主要原因，知道化学变化中常见的能量转化形 式。2.了解化学能与热能的相互转化及其应用，了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等 概念。3.能正确书写热化学方程式，能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解提 高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，认识化学在解决能源危机中的重要作用。 考点一 焓变与反应热 1．化学反应中的能量变化 (1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。 (2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。 (3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。 2．焓变、反应热 (1)定义：在恒压条件下进行的反应的热效应。 (2)符号：ΔH。 (3)单位：kJ·mol－1 或 kJ/mol。 3．吸热反应和放热反应 (1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。 (2)从反应热的量化参数——键能的角度分析 (3)记忆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物质的缓慢氧化等。 吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 反 应；④碳和水蒸气、C 和 CO2 的反应等

深度思考 判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” (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)伴有能量变化的物质变化都是化学变化() (4)吸热反应在任何条件都不能发生( (5)Na转化为Na+时,吸收的能量就是该过程的反应热() (6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热() (7)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同( (8)可逆反应的△H表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关() 答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)× 解析(5)(6)是物理变化过程,其能量变化不能称为反应热。(7)焓变与反应条件无关 2递进题组 思维建模总结升华 题组一依据图形,理清活化能与焓变的关系 1.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 能量 A…B…C 反应物A+BC不 AB+C 主成物 反应过程 反应过程的能量图 A.反应过程可表示为A+BC一→A…B…C一→AB+C 反应物 过渡态 生成物 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△H=E1-E2<0,所以正反应为放热反应 D.此图中逆反应的热效应△H=E1-E2<0,所以逆反应为放热反应 2.某反应的△H=+100kJ·mol-,下列有关该反应的叙述正确的是() A.正反应活化能小于100kJ·mo1 B.逆反应活化能一定小于100kJ·mo1 C.正反应活化能不小于100kJ·mol D.正反应活化能比逆反应活化能大100kJ·mol

- 2 - 深度思考 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×” (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)伴有能量变化的物质变化都是化学变化( ) (4)吸热反应在任何条件都不能发生( ) (5)Na 转化为 Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热( ) (6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热( ) (7)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( ) (8)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( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√ 解析 (5)(6)是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。(7)焓变与反应条件无关。 题组一 依据图形，理清活化能与焓变的关系 1．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( ) A．反应过程可表示为 A＋BC―→A…B…C―→AB＋C 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 2．某反应的 ΔH＝＋100kJ·mol－1，下列有关该反应的叙述正确的是( ) A．正反应活化能小于 100kJ·mol－1 B．逆反应活化能一定小于 100kJ·mol－1 C．正反应活化能不小于 100kJ·mol－1 D．正反应活化能比逆反应活化能大 100kJ·mol－1

练后反思 正确理解活化能与反应热的关系 无催化剂 有催化剂 反应过程 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,E为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,即E=E2+|△H 题组二依据共价键数,利用键能计算反应热 3.已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143kJ,18g水蒸气变成液态水放出44kJ的 热量。其他相关数据如下表: 0=0(g) H-H H-0 lmol化学键断裂时需 496 463 要吸收的能量/kJ 则表中x为( A.920B.557C.436D.18 通常把拆开lmol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学 键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热(△H),化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键 的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据,供 计算使用 化学键 Si-o Si-Cl H-H H-Cl Si Si- 键能/kJ·mol 460 360 43 431 176 347 工业上的高纯硅可通过下列反应制取:SiC14(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热 △H为 考点二热化学方程式 1知识梳理 夯实基础突破疑难 概念 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 :2H2(g)+02(g)=2H0(1)△H=-571.6kJ·mol-

- 3 - 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，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 依据共价键数，利用键能计算反应热 3．已知 1g 氢气完全燃烧生成液态水时放出热量 143kJ，18g 水蒸气变成液态水放出 44kJ 的 热量。其他相关数据如下表： O===O(g) H—H H—O 1mol 化学键断裂时需 要吸收的能量/kJ 496 x 463 则表中 x 为( ) A．920 B．557 C．436 D．188 4．通常把拆开 1mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学 键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的 ΔH 等于反应中断裂旧化学键 的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据，供 计算使用。 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能/kJ·mol－ 1 460 360 436 431 176 347 工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热 ΔH 为______。 考点二 热化学方程式 1．概念 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＝－571.6kJ·mol－1

表示:2mo1氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量 3.书写 (1)注明反应条件:反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25℃、101kPa 下进行的,可不注明 (2)注明物质状态:常用s、L、g、a分别表示固体、液体、气体、溶液。 (3)注意符号单位:△H应包括“+”或“一”、数字和单位(kJ·mo1-)。 (4)注意守恒关系:①原子守恒和得失电子守恒:②能量守恒。(△H与化学计量数相对应) (5)区别于普通方程式:一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等。 (6)注意热化学方程式的化学计量数 热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,可以是整数,也 可以是分数。且化学计量数必须与△H相对应,如果化学计量数加倍,则△H也要加倍。 深度思考 1.怎样理解可逆反应中的反应热? 答案无论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热△H都表示反应进行到底(完全转化) 时的能量变化。如2S02(g)+02(g)2S03(g)△H=-196.64kJ·mol-,△H是指2 molso2(g) 和1mo02(g)完全转化为2 molSOn(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强下,向某容器中加 入2moSO2(g)和1molO2(g),反应达到平衡时放出的能量为Q,因反应不能完全转化为SO3(g) 故Q<196.64kJ。 2.已知2S02(g)+02(g)2S03(g)△H=-196.64kJ·mol-,在一定温度下,向一固定容 积的密闭容器中通入2 moISo2、1mol02,达到平衡时放出热量为QkJ,在同样条件下,向该容 器中通入2mo1SO3,达到平衡时,吸收热量为Q2kJ,则Q1和Q2的关系为 答案Q+Q2=196.64k 3.实验室用4 molso2与2mol02在一定条件下进行下列反应:2SO2(g)+O2(g)2S0(g)△H 196.64kJ·mo1-,当放出314.624kJ热量时,SO2的转化率为 答案80% 解析当放出热量为314.624kJ时,参加反应的SO2的物质的量为 314.624kJ 196.64kJ·m/×2= 3.2m0l,故S0的转化率为3:201×100=80% 递进题组 思维建模总结升华 题组一多角度书写热化学方程式 角度一依据反应事实书写热化学方程式 1.依据事实,写出下列反应的热化学方程式

- 4 - 表示：2mol 氢气和 1mol 氧气反应生成 2mol 液态水时放出 571.6kJ 的热量。 3．书写 (1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在 25℃、101kPa 下进行的，可不注明。 (2)注明物质状态：常用 s、l、g、aq 分别表示固体、液体、气体、溶液。 (3)注意符号单位：ΔH 应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol－1 )。 (4)注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。(ΔH 与化学计量数相对应) (5)区别于普通方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等。 (6)注意热化学方程式的化学计量数 热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也 可以是分数。且化学计量数必须与 ΔH 相对应，如果化学计量数加倍，则 ΔH 也要加倍。 深度思考 1．怎样理解可逆反应中的反应热？ 答案 无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热 ΔH 都表示反应进行到底(完全转化) 时的能量变化。如 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－196.64kJ·mol－1，ΔH 是指 2molSO2(g) 和 1molO2(g)完全转化为 2molSO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强下，向某容器中加 入 2molSO2(g)和 1molO2(g)，反应达到平衡时放出的能量为 Q，因反应不能完全转化为 SO3(g)， 故 Q<196.64kJ。 2．已知 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－196.64kJ·mol－1，在一定温度下，向一固定容 积的密闭容器中通入 2molSO2、1molO2，达到平衡时放出热量为 Q1kJ，在同样条件下，向该容 器中通入 2molSO3，达到平衡时，吸收热量为 Q2kJ，则 Q1 和 Q2 的关系为______________。 答案 Q1＋Q2＝196.64kJ 3．实验室用 4molSO2与 2molO2 在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH ＝－196.64kJ·mol－1，当放出 314.624kJ 热量时，SO2 的转化率为________。 答案 80% 解析 当放出热量为 314.624kJ 时，参加反应的 SO2 的物质的量为 314.624kJ 196.64kJ·mol－1×2＝ 3.2mol，故 SO2 的转化率为3.2mol 4mol ×100%＝80%。 题组一 多角度书写热化学方程式 角度一 依据反应事实书写热化学方程式 1．依据事实，写出下列反应的热化学方程式

(1)SiH是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2gSiH4 自燃放出热量 H1自燃的热化学方程式为 (2)在25℃、10lkPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的CO2用 过量饱和石灰水吸收可得100 cAcO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为 角度二依据能量图像书写热化学方程式 2.已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,请写出该反应的热化学方程式: 能量/kJ·mol 2 mol AB(g) 反应进程 3.化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全) 加mNe+2moHp △E=bkJ I mol NH3(g)△E=cMJ I mol NH 试写出N2(g)和H2(g)反应生成N(1)的热化学方程式 题组二“五”看,快速判断热化学方程式的正误 4.判断下列热化学方程式书写是否正确,正确的划“√”,错误的划“×”(注:焓变数据均 正确) (1)CaCO3(s)=Ca0+CO2(g) AH=+177. 7kJ( (2)C(s)+H2O(s)=C0(g)+H2(g)△H=-131.3kJ·mol-( (3)C(s)+=02(g)==C0(g) H=-110.5kJ·mo1-() (4)C0(g)+O2(g)=C02(g)

- 5 - (1)SiH4 是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成 SiO2 和液态 H2O。已知室温下 2gSiH4 自燃放出热量 89.2kJ 。 SiH4 自燃的热化学 方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在 25℃、101kPa 下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量 QkJ，其燃烧生成的 CO2 用 过 量 饱 和 石 灰 水 吸 收 可 得 100gCaCO3 沉 淀 ， 则 乙 醇 燃 烧 的 热 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 角度二 依据能量图像书写热化学方程式 2．已知化学反应 A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 3．化学反应 N2＋3H2===2NH3 的能量变化如图所示(假设该反应反应完全) 试写出 N2(g)和 H2(g)反应生成 NH3(l)的热化学方程式。 题组二 “五”看，快速判断热化学方程式的正误 4．判断下列热化学方程式书写是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(注：焓变数据均 正确) (1)CaCO3(s)===CaO＋CO2(g) ΔH＝＋177.7kJ( ) (2)C(s)＋H2O(s)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝－131.3kJ·mol－1 ( ) (3)C(s)＋ 1 2 O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5kJ·mol－1 ( ) (4)CO(g)＋ 1 2 O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283kJ·mol－1 ( )