化学反应与能量变化

化学反应与能量变化（共10篇）

化学反应与能量变化 篇1

有关“化学反应与能量变化”的内容及其应用历来是高考化学的必考点, 其中反应热的简单计算和热化学反应方程式的书写属高频考点。有效突破“化学反应与能量变化”在高三一轮复习中极为重要。

一、领悟考纲, 明晰要求

高考考纲中对“化学反应与能量变化”这一专题各考点明确指出: (1) 了解化学反应中能量转化的原因, 能说出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。 (4) 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。 (5) 了解焓变与反应热的含义;了解ΔH=H (生成物) -H (反应物) 表达式的含义。 (6) 理解盖斯定律, 并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。

解读考纲有关“化学反应与能量变化”的相关要求可知, 有关能量变化的基本概念、热化学方程式的书写和简单反应热的计算是目前高考的焦点。

二、考点归纳, 有效突破

(一) 有效突破“化学反应与能量变化”中相关基本概念

1. 化学反应中的能量变化

化学反应中既有物质变化, 又有能量变化, 可以从两个不同的角度理解能量变化的原因。

(1) 宏观解释: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不同, 在新物质生成的同时总是伴随着能量的变化。化学反应中的能量转化形式有热能、电能、光能等, 通常主要表现为热量的变化。一个化学反应是放出能量还是吸收能量, 取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。可从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析一个反应是吸热反应还是放热反应 (见下图) 。

反应焓变ΔH=H (生成物) -H (反应物) , 若ΔH>0, 则该反应为吸热反应;若ΔH<0, 则该反应为放热反应。

(2) 微观解释:化学反应的过程是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。旧键断裂需要吸收能量, 新键形成需要释放能量, 化学反应中能量变化的本质是反应物的键能总和与生成物的键能总和的相对大小。可从化学键的变化角度分析一个反应是放热反应还是吸热反应 (见下图) 。

反应焓变ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和, 若ΔH>0, 则该反应为吸热反应;若ΔH<0, 则该反应为放热反应。

特别提醒: (1) 反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量一定不同。反应热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小, 不取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小。 (2) 任何化学反应都是旧键断裂、新键形成的过程, 都伴随着能量的变化。

2. 放热反应和吸热反应

任何化学反应都有反应热, 表现为放热反应或吸热反应。

(1) 放热反应与吸热反应的比较。

(2) 常见的放热反应和吸热反应。

常见的放热反应有:所有燃烧反应, 酸碱中和反应, 活泼金属与酸的置换反应, 铝热反应, 大多数化合反应 (C与CO2化合生成CO为吸热反应) 等。

常见的吸热反应有:盐类水解, 铵盐与固态碱加热反应制氨气, 以H2、C、CO为还原剂的氧化反应 (H2还原CuO, CO还原Fe2O3, C与CO2反应生成CO, C与水蒸气反应制取水煤气等) , 大多数分解反应 (双氧水分解生成氧气和水为放热反应) 等。

特别提醒: (1) 物质的物理变化过程中, 也有能量变化, 如浓硫酸或氢氧化钠固体溶于水放出大量的热, 硝酸铵溶于水吸热, 但都不属于吸热反应或放热反应。在进行反应热的有关计算时, 必须考虑物理变化的热效应, 如物质的三态变化。 (2) 化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系, 要看反应发生后是否能继续进行, 能继续进行的反应为放热反应, 不能继续进行的反应为吸热反应。

3. 反应热、中和热、燃烧热

(二) 有效突破热化学方程式的书写及正误判断

1. 热化学方程式的理解

2. 热化学方程式的书写

一写方程式:根据题给要求先确定反应物和生成物, 再写出配平了的正确化学方程式。

三标条件:要在ΔH后面标明反应的温度和压强, 101kPa、25℃时可不标反应的温度和压强, 热化学方程式中不标“点燃”“加热”等反应条件。

五标数值:热化学方程式的焓变数值应与化学计量数相对应, 即ΔH的数值与化学计量数成正比, 应根据所写的化学方程式计算焓变。

3. 几种特殊热化学方程式的书写

(1) 用燃烧热表示的热化学方程式的书写。

书写用燃烧热表示的热化学方程式时, 必须注意两点:a.热化学方程式中, 可燃物的系数必须是1, 其他各物质的系数必须参照可燃物的系数进行调整;b.焓变的数值必须是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。

(2) 用中和热表示的热化学方程式的书写。

书写用中和热表示的热化学方程式时, 必须注意三点:a.热化学方程式中, 中和反应所生成水的系数必须是1, 其他各物质的系数必须参照水的系数进行调整;b.酸、碱、盐的聚集状态用的是aq, 而水的聚集状态是l;c.焓变的数值必须是强酸、强碱发生中和反应生成1 mol水所放出的热量。

4. 热化学方程式的正误判断

一看状态:看是否标出各物质的聚集状态, 或看所标出的各物质聚集状态是否正确。

二看符号:看ΔH的“+”“-”符号是否正确, 放热反应为“-”, 吸热反应为“+”。

三看单位:ΔH的单位为“kJ·mol-1”, 易错写为“kJ”。

四看数值:看ΔH的数值与化学计量数是否对应。

五看特殊:对于用燃烧热或中和热表示的热化学方程式, 要看可燃物 (燃烧热) 、水 (中和热) 的系数是否为1。

(三) 有效突破反应焓变的计算

1. 根据热化学方程式计算反应焓变

热化学方程式的焓变数值应与化学计量数相对应, 即ΔH的数值与化学计量数成正比, 应根据所写的化学方程式计算焓变。

解题技巧:反应焓变与反应物 (或生成物) 的物质的量成正比。

【典例】SiH4是一种无色气体, 遇到空气能发生爆炸性自燃, 生成SiO2和液态水。已知室温下2g SiH4自燃放出热量89.2kJ, SiH4自燃的热化学方程式为____。

2. 根据燃烧热计算反应焓变

3. 根据化学反应中能量变化图像计算反应焓变

化学反应是物质变化和能量变化同时进行的过程, 化学能与热能之间的转化可以用物质的能量变化示意图来描述。根据能量守恒定律, 放热反应中反应物的总能量一定高于生成物的总能量, 放热反应的焓变小于0 (ΔH为负值) ;而吸热反应中反应物的总能量一定低于生成物的总能量, 吸热反应的焓变大于0 (ΔH为正值) 。

解题技巧:根据能量变化图像找出反应物和生成物的总能量, 利用ΔH=生成物总能量-反应物总能量, 计算出反应焓变。

(1) 图中A、C分别表示___、____, E的大小对该反应的反应热有无影响?______。该反应通常用V2O5作催化剂, 加V2O5会使图中B点升高还是降低?_____, 理由是____。

4. 根据键能计算反应焓变

化学反应的实质是组成反应物的各种化学键的破坏与组成生成物的各种化学键的形成, 在此过程中必然伴随着能量的变化, 其表现形式为热量的放出或吸收。这种热量的变化反映了与键能密切相关的反应物与生成物的总能量间的差额。根据键能计算反应焓变, 有助于学生从物质结构角度了解反应焓变的实质。

解题技巧:ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。

5. 根据盖斯定律计算反应焓变

盖斯定律是进行反应焓变计算的主要依据。依据盖斯定律, 若一个热化学方程式可由几个特定的热化学方程式的代数和叠加而得, 则该化学反应的焓变即为几个特定反应焓变的代数和。因此, 热化学方程式的叠加类似代数式的运算, 应遵循数学运算原则。需注意:ΔH要连同“+”“-”号一块相加减。

解题技巧:“先加减、后乘除”规律。

若一个热化学方程式可由几个特定的热化学方程式的代数和叠加而得, 计算该反应焓变可依据盖斯定律。运用盖斯定律计算反应焓变时, 笔者从所求反应焓变出发, 概括出“先加减、后乘除”解题规律。“先加减”是先根据所求热化学方程式中反应物及生成物在题给几个特定热化学方程式中出现的位置, 来确定几个特定热化学方程式的加减关系 (若同为反应物或同为生成物则相加, 若一个是反应物、另一个是生成物或一个是生成物、另一个是反应物则相减) ;“后乘除”是根据所求热化学方程式中反应物或生成物的化学计量数与它们在所给热化学方程式中的化学计量数的关系, 来确定几个所给热化学方程式的乘除关系。

【典例】在298K、100kPa时, 已知:

根据盖斯定律, 计算298 K时由C (s, 石墨) 和H2 (g) 生成1 mol C2H2 (g) 的反应焓变:____。

(四) 有效突破反应热的大小比较

1. 根据物质的聚集状态判断

2. 根据反应物的用量判断

3. 根据反应物的性质判断

4. 根据盖斯定律判断

三、直击高考, 注重应用

(一) 考查有关反应热的概念

例1.下列有关叙述正确的是 ()

A.使用催化剂能够降低化学反应的反应热 (ΔH)

B.分解反应一定属于吸热反应

C.右图表示燃料燃烧反应的能量变化

D.储氢材料是一类重要的能量存储物质, 单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量

解析:本题综合考查反应热、放热反应和吸热反应的判断及能量变化等概念, 意在考查学生的理解判断能力。催化剂可以降低反应的活化能, 但不能改变反应的焓变, A项错误;分解反应大多数属于吸热反应, 但少数属于放热反应, 如双氧水分解生成水和氧气的反应属于放热反应, B项错误;燃烧反应一定是放热反应, 而图示为吸热反应, C项错误;储氢材料具有在熔融或结晶时会吸收或释放较大热量的特点, D项正确。

答案:D

(二) 考查热化学方程式的书写和反应焓变的计算

1. 根据化学方程式计算焓变和热化学方程式的书写

例2. (2016·天津卷) 硅与氯两元素的单质反应生成1 mol SiCl4, 恢复至室温, 放热687kJ。已知SiCl4的熔、沸点分别为-69℃和58℃。写出该反应的热化学方程式:___。

2. 根据盖斯定律计算焓变和热化学方程式的书写

例3. (2016·四川卷) 工业上常用磷精矿[Ca5 (PO4) 3F]和硫酸反应制备磷酸。已知25℃、101kPa时:

则Ca5 (PO4) 3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是____。

3. 根据图像计算焓变

例4.饮用水中的NO3-主要来自NH4+。已知:在微生物的作用下, NH4+经过两步被氧化成NO3-, 两步反应的能量变化示意图如下:

(1) 第一步反应是____ (填“放热”或“吸热”) 反应, 判断依据为___。

4. 燃烧热的计算

例5. (2016·海南卷) 油酸甘油酯 (相对分子质量884) 在体内代谢时可发生如下反应:

已知:燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为 ()

答案:D

(三) 考查焓变大小比较

答案:<

(四) 综合考查化学反应与能量变化

例7. (2016·江苏卷) 通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是 ()

A.反应 (1) 中电能转化为化学能

B.反应 (2) 为放热反应

C.反应 (3) 使用催化剂, ΔH3减小

答案:D

化学反应与能量变化 篇2

D.化学反应热效应数值与参加反应物质多少有关

解题体会：

例2.下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者大于后者的是 ( )

①C(s)+O2(g)===CO2(g);△H1 C(s)+12O2(g)===CO(g);△H2

②S(s)+O2(g)===SO2(g);△H3 S(g)+O2(g)===SO2(g);△H4

③H2(g)+12O2(g)===H2O(l);△H5 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l);△H6

④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g);△H7 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s);△H8

A.① B.④ C.②③④ D.①②③

解题体会：

例3.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 kJmol-1

②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g);△H=-192.9 kJmol-1

下列说法正确的是 ( )

A.CH3OH的燃烧热为192.9 kJmol-1

B.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)的△H>-192.9kJmol-1

解题体会：

例4. ( )已知在1×105Pa，298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是

A. H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g);△H= +242kJmol-1

B. 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l);△H= -484kJmol-1

C. H2(g)+1/2O2(g) = H2O(g);△H= +242kJmol-1

D. 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g);△H= +484kJmol-1

解题体会：

例5.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1);△H= —571.68kJmol-1

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);△H= —282.9kJmol-1

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为 ( )

A.2：1 B.1：2 C.1：1 D.2：3

解题体会：

例6.在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是 ( )

A.CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△H= +725.8 kJ/mol

B.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= -1452 kJ/mol

C.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= -725.8 kJ/mol

D.2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l);△H= +1452 kJ/mol

解题体会：

例7. 科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。

① P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10 (s); △H1=-2983.2kJ/mol

② P (s,红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10 (s);△H2=-738.5kJ/mol

则白磷转化为红磷的热化学方程式 。相同的状况下，能量较低的是 ;白磷的稳定性比红磷 (添“高”或“低”)。

例8.CH3-CH3→CH2=CH2+H2，有关化学键的键能如下：

化学键 C-H C=C C-C H-H

键能(kJ/mol) 414.4 615.3 347.4 435.3

化学反应与能量变化 篇3

例1（2010年浙江） 500℃、30MPa下，将

0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3 kJ，其热化学方程式为：

。

解析可逆反应的ΔH是指在该条件下反应物全部（100%）转化为生成物放出或吸收的热量，与反应的可逆性或反应物实际的转化率无关。0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中如果全部转变为NH3（g）放出的热量要比19.3 kJ多， 所以热化学方程式为：

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）；

ΔH <-38.6 kJ· mol-1

例2（2013年山东）CO（g）+H2O（g）H2（g）+CO2（g）ΔH<0，在其他条件不变的情况下正确的是（ ）。

A.加入催化剂，改变了反应的途径，反应的ΔH也随之改变

B.改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变

C.升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变

解析ΔH与反应途径和步骤无关，加入催化剂，改变了反应的途径，降低了反应的活化能，ΔH不变。改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量也不变。升高温度，反应速率加快，平衡向逆反

量分数为51.3%，那么氧元素的质量分数是多少？

解析由甲苯和甘油的化学式分别为C7H8和C3H8O3二者经过比较可见其相对分子质量均为92，又因为二者分子式中氢原子数相同，因此，无论以何种比例混合，混合物中氢元素的质量分数是一定的，即

w（H）=892×100%=8.7%，所以w（O）=1-w（C）-w（H）=40%。

例5下列各组中的两种有机物，无论以何种比例混合，只要混合物总质量不变，完全燃烧时生成的水的质量也不变的是 （ ）。

A.CH2O、C2H4O2 B.C8H10、C4H10

C.C2H4、C2H4O D.C8H8、C4H8

解析本题中确定总质量一定，在完全燃烧后产生的水的质量取决于氢元素的总质量，即要求所给选项中两种物质中的氢元素的质量分数相同，不难看出该题选项A正确。

练习

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.催化剂能改变反应的焓变

C.催化剂能降低反应的活化能

D.逆反应的活化能大于正反应的活化能

解析由于生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应为吸热反应；催化剂能改变反应的历程，降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变；E1为反应物的活化能，E2为生成物的活化能，逆反应的活化能小于正反应的活化能。C正确。

解答策略图形题一般具有综合性强，设问多样等特点。在解答的过程中通过横纵坐标的意义及反应物、生物能量的相对大小和ΔH的关系基本就能解答。

（收稿日期：2014-09-10）

化学反应与能量变化 篇4

1. 化学反应中的两个守恒定律

(1) 质量守恒定律

(2) 能量守恒定律:∑E (反应物) +Q (吸) =∑E (生成物) +Q (吸) [Q (吸) 表示断裂反应物旧化学键吸收的总能量和 (即反应物的总键能和) 、Q (放) 表示生成生成物形成新化学键释放的总能量和 (即生成物的总键能和) ]

2. 化学反应中能量变化的原因及主要表现形式

(1) 化学反应中, 由于反应物转变为生成物的过程中, 经历了旧化学键断裂和新化学键的形成过程, 破坏旧键需要吸收能量;而形成新键则要释放能量, 因此, 化学反应通常都伴随着能量的变化.

(2) 化学反应由于生成物具有的总能量与反应物具有的总能量不同, 这就是化学反应发生了能量变化.

(3) 化学反应中能量变化的主要表现形式是:化学能与热能之间的转化. (忽略以功的形式进行转化的能量转化)

3. 反应热及热效应的分类

(1) 反应热:当一个化学反应在一定温度下进行时, 反应释放或吸收的热量称为此反应在该温度下的反应热.单位是kJ/mol, 反应热的大小与参加反应的物质的多少有关, 也与参加反应的物质状态和生成物状态有关, 而与反应的途径无关.

(2) 反应热的分类:根据反应类型和研究对象的不同, 反应热可分为生成热、分解热、中和热燃烧热溶解热等

(1) 中和热:在稀溶液中, 酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所放出的热量.

(2) 燃烧热:是指在25℃.101kPa下, 1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量.例如:H2※H2O (l) ;C (s) ※CO2 (g) 等

(3) 热效应的分类:分为吸热反应、放热反应.

4. 吸热反应和放热反应的比较 (见表1)

5. 吸热反应和放热反应及物质稳定性的判断方法

由能量守恒定律可知:

(1) ∑E (反应物) <∑E (生成物) 、反应物的总键能>生成物的总键能 (或Q (吸) >Q (放) ) , 反应吸热, ΔH>0, 反应物的稳定性低于生成物.

(2) ∑E (反应物) >∑E (生成物) 、反应物的总键能<生成物的总键能[或Q (吸)

二.热化学方程式

1.概念:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式, 叫热化学方程式.

2.热化学方程式的含义:以反应C (s, 石墨) +O2 (g) =CO2 (s) ;ΔH=-393.5kJ·mol-1为例, 它表示1mol石墨固体与1molO2完全化合生成1molCO2气体时放出393.5kJ的热量. (注意:热化学方程式中各物质前边的系数只表示物质的量, 所以可以是分数.而不代表几个分子或原子.ΔH的单位kJ·mol-1是指热化学方程式中的物质用“mol”来衡量时, 所对应的能量变化是多少kJ, 并非特指“1mol物质参加反应时, 吸收或放出的热量”.)

3.书写热化学方程式应注意的几点:

(1) 表示焓变的数值ΔH写在化学方程式的右边, 吸热反应在数值前加“+”号, 放热反应在数值前加“-”号, 单位用kJ·mol-1表示.

(2) 必须在各物质的化学式后边注明各物质的聚集状态或晶型.因为物质的聚集状态不同反应热不同.

(3) 反应系数只表示物质的量, 不表示分子数, 因此系数可以是分数, 也不用最简系数, 但要注意焓变数值与相应的化学方程式相配.

(4) 需注明测定的温度和压强, 若不注明则指25℃、101kPa条件.

三、反应热 (焓) 的计算

1. 盖斯定律:化学反应的热效应只与反应的最初状态和生成物的最终状态有关, 而与这个反应的变化途径无关.即对于一个化学反应, 无论是一步完成还是分几步完成, 其反应的热效应是一样的.

例1已知:

C (s, 石墨) +O2 (g) =CO2 (g) ;

求C (s, 石墨) +1/2O2 (g) =CO (g) 的ΔH.

解:由盖斯定律可得:ΔH+ΔH2=ΔH1

所以ΔH=ΔH1-ΔH2=-393.5kJ·

2. 根据热化学方程式计算:

例2已知H2 (g) +Cl2 (g) =2HCl (g) , ΔH=-184.6kJ/mol, 求反应HCl (g) =1/2H2 (g) +1/2Cl2 (g) 的ΔH.

解:由热化学方程式可知生成2molHCl气体放出184.6kJ热量, 因此1molHCl气体分解需吸收热量184.6kJ÷2=92.3kJ, 所以

3. 反应热的大小比较:

(1) 同一反应生成物状态不同时:

A (g) +B (g) =C (g) , ΔH1<0;A (g) +B (g) =C (l) , ΔH2<0, 因为C (g) ※C (l) 要放出热量, 所以

(2) 同一反应, 反应物状态不同时:

(3) 同一物质完全与不完全燃烧相比:

C (s) +O2 (g) =CO2 (g) , ΔH1<0;C (s) +1/2O2 (g) =CO (g) , ΔH2<0, 因ΔH1是1molC完全燃烧的反应热, 而ΔH2是1molC不完全燃烧的反应热.所以

四、典型例题分析

例3 (2007年江苏卷) 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:

下列说法正确的是 ()

(A) CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol-1

(B) 反应 (1) 中的能量变化如图1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) 的ΔH>-192.9kJ·mol-1

解析:本题以燃料电池为载体考查燃烧热和热化学方程式.CH3OH燃烧热应指1mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量, 题中电池反应甲醇生成氢气, 不符合定义, 因此选项 (A) 错.反应 (1) 是吸热反应, 而上图所示反应物的总能量大于生成物的总能量应是放热反应, 因此选项 (B) 也错.由反应 (1) (2) 可知, CH3OH转变成H2的过程有的是放热反应有的是吸热反应, 选项 (C) 错.液态甲醇能量低于气态甲醇, 与氧气反应放出热量少, 因ΔH为负, 所以ΔH>-192.9kJ·mol-1.答案: (D) .

例4 (2008年海南卷) 白磷与氧可发生如下反应:P4+5O2=P4O10.已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P—PakJ·mol-1、P—O bkJ·mol-1、P=O ckJ·mol-1、O=OdkJ·mol-1.

根据图2所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH, 其中正确的是 ()

解析:由图可以看出:P4中有6mol的P—P, 5mol的O2中含有5molO=O, 1mol P4O10中含有4mol的P=O, 12mol的P—O, 所以ΔH= (6a+5d-4c-12b) kJ·mol-1.

答案: (A) .

例5 (2010年山东卷) 10.下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 ()

(A) 生成物能量一定低于反应物总能量

(B) 放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率

(C) 根据盖斯定律, 可计算某些难以直接反应的反应焓变

(D) 同温同压下, H2 (g) +Cl2 (g) =2HCl (g) 在光照和点燃条件的ΔH不同

解析:生成物的总能量低于反应总能量的反应, 是放热反应, 若是吸热反应则相反, 故 (A) 错;反映速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系, 故 (B) 错; (C) 是盖斯定律的重要应用, 正确;根据ΔH=生成物的焓-反应物的焓可知, 焓变与反应条件无关, 故 (D) 错.答案: (C) .

例6 (2010年重庆卷) 12.已知蒸发1mol Br2 (l) 需要吸收的能量为30kJ, 其他相关数据如下表:

则表中a为 ()

解析:本题考查盖斯定律的计算.由已知得:

答案: (D) .

例7 (2010年广东卷) 在298K、100kPa时, 已知:

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是 ()

化学反应与能量的变化教案设计 篇5

教学难点：“有效碰撞”和“活化分子与活化能”的概念模型

引入：化学研究的核心问题是化学反应，化学反应原理所包含的内容与学习化

学反应原理的方法正是本书要探讨的内容。

阅读：P 1 第一、二、三段

问题：1、化学反应是怎样发生的？

2、为什么有的反应快、有的反应慢？它遵循怎样的规律？

3、如何控制化学反应为人所用？

【板书】一、化学反应原理有规律可循

观察下面氢气化学性质的比较表：

【说明】：同样是氢气发生的反应，但在反应条件，反应的难易程度上有着很大

的区别。

这是因为：物质之间能否发生反应，由物质本身的性质决定的，对于能 够发生的化学反应，影响化学反应速率的基本原因也是反应物本身的性 质，我们称之为“内因”。

【分析】：同种物质之间，在不同的条件下，反应的程度可能不同（如氢气与氧

气的反应），说明外界条件可以促使其反应发生。

即：“内因”已经具备，“外因”则是变化的条件。不同的外界条件都能够

改变化学反应的速率。

1、错综复杂的化学反应

受“内因”与“外因”的影响。

2、化学反应原理的.基本内容

如氢气与氮气的反应，即使在如此条件下，也不能完全得到生成物，说明该反应是有一定的限度的。

“化学反应速率”、“方向与极限”正是化学反应原理要研究的问题。（在不同物质体系，不同的环境中，化学反应所遵循的规律是不同的）

3、化学反应原理的学习方法

【阅读】：P 2 — 3

【板书】二、简化概念模型

简化概念模型的设想：突出化学反应最重要的内涵，忽略其他因素的干扰。 即有意识地忽略事物的某些特征，抽象出关键的因素。

优点：气体分子运动空间远大于自身体积所占有的空间，环境影响因素相 对较少。（若在水溶液中的反应，水是较大量的，研究水溶液中的化学反应就不 能忽略水分子的作用）

1、有效碰撞——发生化学反应的充分条件

原因：并不是每次分子间的碰撞都会引起化学反应，只有很少部分的气

体分子碰撞是有效的，即有效碰撞。

2、活化分子与活化能

活化分子——具有较高能量，能够发生有效碰撞的分子。

活化能——活化分子高出反应物分子平均能量部分。

化学反应速率、有效碰撞、活化分子、活化能之间的关系：

化学反应速率的大小 有效碰撞的次数 单位体积内反应物

中活化分子的多少 （并非每一次活化分子的碰撞都是有效碰撞，还必须按照一定的方向互相碰撞才是有效碰撞）

普通分子活化分子有效碰撞 能量活化能 合理取向

3、催化剂作用简介

化学反应与能量（一） 篇6

1. 下列措施有利于节能减排、保护环境的是（ ）

①加快化石燃料的开采与使用 ②研发易降解的生物农药 ③应用高效洁净的能源转化技术 ④田间焚烧秸秆 ⑤推广使用节能环保材料

A. ①③⑤ B. ②③⑤

C. ①②④ D. ②④⑤

2. 下列说法正确的是（ ）

A. 任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中，能量变化均相同

B. 同温同压下，H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH相同

C. 已知：①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH=-a kJ·mol-1，②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） ΔH=-b kJ·mol-1，则a>b

D. 已知：①C（s，石墨）+O2（g）=CO2（g） ΔH=-393.5 kJ·mol-1，②C（s，金刚石）+O2（g）=CO2（g） ΔH=-395.0 kJ·mol-1，则C（s，石墨）=C（s，金刚石） ΔH=-1.5 kJ·mol-1

3. 已知：（1）胆矾失去水的热化学方程式为CuSO4·5H2O（s）=CuSO4（s）+5H2O（l） ΔH=+Q1 kJ·mol-1；（2）室温下，无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为CuSO4（s）= Cu2+（aq）+SO42-（aq） ΔH=-Q2 kJ·mol-1；（3）胆矾（CuSO4·5H2O）溶于水时溶液温度降低。则Q1与Q2的关系是（Q1、Q2为正数）（ ）

A. Q1>Q2 B. Q1=Q2

C. Q1

4. 下列有关反应热的叙述正确的是（ ）

A. 已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） ΔH=-483.6 kJ·mol-1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol-1

B. C（石墨，s）=C（s，金刚石） ΔH=+1.9 kJ·mol-1，说明金刚石比石墨稳定

C. X（g）+Y（g）[?]Z（g）+W（s） ΔH>0，恒温恒容条件下达到平衡后加入X，上述反应的ΔH增大

D. 已知C（s）+O2（g）=CO2（g） ΔH1，C（s）+[12]O2（g）= CO（g） ΔH2，则ΔH1<ΔH2

化学反应能量与速率变化演示器 篇7

关键词：化学反应能量,速率,实验

化学实验教学是学生获取感性认识的重要源泉,是化学课堂教学必要的教学手段。笔者反复实践,对化学反应能量与速率变化实验进行了改进,自制了一种实验教具———化学反应能量与速率变化演示器,此教具应用于化学课堂教学。

一、用途

课堂演示化学反应中的能量变化;演示催化剂对过氧化氢反应速率的影响。

二、制作材料及工具

材料:锥形瓶、试管、玻璃管、胶塞、导管、漏斗

工具:打孔器、酒精喷灯、三角锉刀

三、制作方法

1.取七号胶塞(下称大胶塞)和二号胶塞(下称小胶塞)各一个,在大胶塞上打出两个大孔(以能插入15×150mm试管为准),在小胶塞上打出一小孔。

2.取一 15×150mm 报损试管,从合 适位置断开,得到两端开口的玻璃管。

3.取一段玻璃导管,利用酒精喷灯弯 成带 U 形部分的直角导管。

4.在大胶塞一孔内插入15×150mm试管,另一孔插入两端开口的玻璃管;将带U形直角导管插入小胶塞内,小胶塞插入试管内,注意小胶塞与试管口、导管口间气密性要良好; 最后将大胶塞插入锥形瓶内。

四、使用原理

化学反应中各反应物的混合物在锥形瓶内发生化学反应,化学反应过程中的吸热或放热过程引起小试管内气体的压强变化,使得U形导管内有色液柱发生移动, 利用U形导管内液柱移动变化情况可判断该化学反应是吸热反应还是放热反应。

该教具也可以演示催化剂对化学反应速率的影响实验,通过观察加催化剂前后的化学反应引起的有色液柱的移动情况反映出该反应在加催化剂前后的反应速率变化情况。

五、使用方法

1.Mg 与盐酸反应中的能量变化演示。

(1)在U形导管内注入适量有色溶液 (如品红等),使U形部分两端形成液柱。 将小胶塞插入试管内,大胶塞插入锥形瓶内,记下初始液面。

(2)使用漏斗通过玻璃管向锥形瓶内加入适量2mo L/LHCl,再通过玻璃管加入适量Mg条。片刻后看到,Mg与盐酸剧烈反应,U形导管部分左端液柱下降,右端液柱上升甚至溢出。由此判断,该反应是放热反应。

2. 碳酸氢钠与盐酸反应中的能量变 化演示。

(1)在U形导管内注入适量有色溶液 (如品红等),使U形部分两端形成液柱。 将小胶塞插入试管内,大胶塞插入锥形瓶内,记下初始液面。

(2)使用漏斗通过玻璃管向锥形瓶内加入适量2mo L/L碳酸氢钠溶液,再通过玻璃管加入适量2mo L/L盐酸。片刻后看到,碳酸氢钠与盐酸剧烈反应,U形导管部分左端液柱明显上升,右端液柱显著下降。由此我们可以判断,碳酸氢钠与盐酸的反应是吸热反应。

3. 催化剂对过氧化氢分解反应速率 影响演示。

(1)在U形导管内注入适量有色溶液 (如品红等),使U形部分两端形成液柱。 将小胶塞插入试管内,大胶塞插入锥形瓶内,记下初始液面。

(2)使用漏斗通过玻璃管向锥形瓶内加入适量过氧化氢溶液,过一段时间,观察U形导管部分液柱变化情况,将带火星木条置于玻璃管口观察有无变化。

(3)通过玻璃管向锥形瓶内加入少量二氧化锰,片刻后观察锥形瓶内发生剧烈反应,可以发现U形导管部分左端液柱下降,右端液柱上升甚至溢出;将带火星木条置于玻璃管口,木条复燃。

该实验可以证明:1催化剂可大大加快化学反应速率;2该反应中有氧气生成;3该反应是放热反应。

六、特点

1. 该化学自制教具制作材料廉价易得,玻璃管可用报损试管制作而成,带U形部分的直角导管可以在化学实验室中利用玻璃工操作完成弯制。

2. 课程标准化学教材采用测量化学反应中的温度变化来判断该反应是吸热反应还是放热反应,仅前排少数学生能观察到温度的升降。该化学自制教具将化学反应中的能量变化引起的温度变化转化为U形导管内液柱的移动情况,全体学生都能观察到,课堂演示更直观,效果更好。

化学反应与能量变化 篇8

一、盖斯定律的含义和内涵

化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一,研究化学反应中的能量变化对化工生产有重要的意义。高中化学注重两类能量变化:一是化学能转变成热能,研究放热反应和吸热反应;二是化学能与电能的相互转变。由于化石燃料逐渐耗尽,能源危机一触即发,因此人们对能源越来越关注。有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这给测定反应热造成困难。如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。所谓盖斯定律是指不管化学反应是一步完成或分几步完成, 其反应热都是相同的。或者说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。即能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,没有物质的变化,就不能引发能量的变化。如已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为:C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g),△H=-395.4k J·mol-1CO2(g)、H2(石墨 ,s)+O2(g)=CO2(g),△H=-393.51k J·mol-1,则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为______,由此看来更稳定的碳的同素异形体为_____。由盖斯定律,要得到金刚石和石墨的转化关系,可将两个热化学方程式相减:C(金刚石,s)=C(石墨 ,s),△H3=△H1-△H2=-395.41k J·mol-1+393.51k J·mol-=-1.90k J·mol-1,即C(金刚石,s)=C(石墨,s),△H=-1.90k J·mol-1,可见金刚石转化为石墨放出热量,说明石墨的能量更低,较金刚石稳定。所以答案是C(金刚石,s)=C(石墨,s),△H=-1.90k J·mol-1石墨。综上可知,掌握盖斯定律对反应热的计算意义重大。

二、盖斯定律的计算技巧

首先从几个相关反应方程式, 通过分析找出按照怎样一个加、减代数运算式子求算出该反应式,然后将相应反应的反应热替换到以上加、减运算的式子中算出该反应的反应热。这类问题的关键在于怎样找出这个加、减代数运算式子呢? 可以通过观察分析的方法求出。先观察待求热效应的该反应式中反应物,生成物在相关联反应式中的位置,若位置在同一边则反应式相加, 不在同一边则相减, 然后观察分子式前的系数,若不一致,则在加、减式子中乘以或除以一定系数将其调整一致,即可得出代数运算式子。有时会碰到一种物质在几个反应式中都出现,可将该物质暂时放一放,先去观察其他物质,总之一定要将已知的几个相关联式子都用一次。最后为保险起见,最好将各关联方程式代入该运算式子中实际验算一下。

三、盖斯定律的计算实例

1.已知下列两个热化学方程式 :

请写出白磷转化为红磷的热化学方程式_____。

解析:根据盖斯定律:△H=△H1+(-△H2)×4=-2 983.2k J·mol-1+738.5k J·mol-1×4=-29.2k J·mol-1, 所以白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(s,白磷)=4P(s,红磷),△H=-29.2k J·mol-1,也可利用加合法由1-4×2得白磷转化为红磷的热化学方程式。

2.某人浸泡在盛有60.0升水的浴盆中 ,在1小时内 ,人体所散发出的热量使水温从30℃上升到31.5℃(假设人体体温保持恒定,且热量没有损失),该人一天可以释放多少热量? 1克脂肪燃烧放出39.7J的热量, 如果该人在一天所需要的热量以摄入脂肪来计算,则他一天至少需要摄入多少克脂肪? 已知水的比热容为4.2k J·(kog·℃)-1。

解析:人体一天散发的热量可用Q=cm△t计算,则某人一天散发的热量为:4.2k J·(kog℃)-1·60kg·1.5℃·24=9072k J;则有1:39.7k J=x:9072k J, 可得 :x=228.5g。该人一 天可以释 放9072k J的热量 ;他一天至少需要摄入228.5g脂肪。

四、运用盖斯定律计算的注意事项

1.热化学方程式同乘以某一个数时 , 反应热数值必须同时乘上该数。

2.热化学方程式相加减时 ,同种物质之间可相加减 ,反应热也随之相加减。

3.将一个热化学方程式颠倒时,△H的正负号必须随之改变。

4.根据盖斯定律 , 可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其△H相加或相减,得到一个新的热化学方程式。

5.求总反应的反应热 , 不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。不论同步进行还是分步进行,始态和终态完全一致,盖斯定律才成立。某些物质只是分步反应中暂时出现,最后应该恰好消耗完。

化学反应与能量变化 篇9

一、博客在化学教学中的应用方法

如果教师有效地应用博客资源, 它能成为一种重要的教学辅助方法, 学生能应用博客的方式自主地学习化学知识。现以“化学反应与能量变化”的教学为例说明博客的应用价值。

(一) 应用博客挖掘化学知识

博客的特色为博主的自留地, 博主对博客有绝对的管理权限, 因此它常常成为博客主人将研究成果、学习资料留档的地方。许多专家学者也会将自己的学习成果放在博客中供人查阅。学生学习化学时, 有时需要了解课本以外的知识。

以“化学反应与能量变化”这节课的知识而言, 虽然课本中也列举了部分能量转换的化学转换公式, 有些学生却希望能了解更优的能量置换公式。学生可以通过搜索引擎找到化学专家或是前人的学习笔记, 学生能找到更好的化学公式并学习该种置换方法。学生不仅能找到普遍的学习资源, 学生还能在博客上找到前人收集的化学考试资源库, 里面存放有大量的学习经验。通过博客的应用, 学生能极大地开阔自己的视野, 丰富自己的知识结构, 学生通过博客能学习到自己在课本上难以学习到的知识。

(二) 应用博客交流化学知识

学生在学习化学时虽然可以和同学交流, 然而学生在学校交流的时间依然有限。有时学生在学习时, 需要他人的帮助和引导。随着信息技术的发展, 人与人之间的距离被网络拉近, 网络中的人通常愿意一起探讨某些方面的知识。学生可以通过博客的方式关注别人的学习进步, 向他人询问自己不曾了解的化学知识, 向他人请教自己从未想过的化学思路, 通过交流的方式, 学生能得到教师以外的学者的引导。同时, 学生在学习时可以将自己的观点、学习思路、解题过程留在博客上, 其他的人如果有兴趣, 则双方可以针对学生的学习疑问进行交流讨论。比如, 曾有一名学生将自己的化学错题编成集子放在博客上, 请求其他人帮助自己解答错误的习题。有人针对该习题作出极详细地剖析。该留言人的专业见解、务实的态度、严谨的思路使留下习题的同学折服, 从此以后, 他向该人认真地学习化学知识, 使自己的化学水平得到极大地提高。

(三) 应用博客同学化学课程

随着信息技术的发展, 大量的公开课程也被发布到网络上, 学生如果需要, 可以去下载自己需要的化学公开课视频、化学纪录片等观看。目前有很多人会定期收集学习资源发布到网络上, 学生只要关注该类博客, 就能获取学习资源, 于是学生能得到更广泛的学习渠道。

以“化学反应与能量变化”为例, 网络上已经有数个优秀教师的公开课视频发布, 有时学生在课堂中没有完全理解教师的讲解, 他们可以应用博客找到自己需要的公开课视频, 专门学习该课程。

二、博客在化学教学中的应用价值

(一) 引导学生自主学习的价值

学生通常对学习知识很感兴趣, 然而学生却不喜欢他人强行塞给自己知识, 传统的教学方法正是没有给学生自主性, 使学生的学习积极性极低下。博客的学习方式使学生在化学课堂以外, 还能得到另一种自主的学习方式, 通过该方式的辅助, 学生能自由地获取自己想要的学习资源, 提高了学习化学的兴趣。

(二) 开阔学生学习视野的价值

在传统的化学学习方法中, 学生的学习资源只有一本教科书或者有几本教辅资料。这些学习的资源内容单一, 学生接触该类学习资源只会觉得化学是一门枯燥无味的知识。然而随着博客技术的发展, 学生可以看到很多课本中不曾涉及的知识, 这些知识使学生有强烈的新鲜感。

曾有一名资深的历史学家谈到中国唐朝以后无名剑的问题。他谈到中国春秋及战国以前, 为了提高武器的杀伤力, 那时中国有一套专门的冶炼技术。它的化学配方比例现已失传, 温度控制技术也已失传。特别是在唐代以后, 中国远古的冶炼技术全面失传, 使中国唐代以后没有名剑出世。同时, 还有另一些历史学家说, 在明朝中国和日本人作战, 中国与倭寇作战曾经不利的原因之一是由于日本人炼刀的技术已经远远胜过中国炼剑的技术。日本人的刀具有它独到的特色, 而中国由于冶炼技术全面失传, 使得中国用冷兵器与日本人交锋毫无优势。这些资源使学生大开眼界, 学生通过阅读这类资源, 极大地提高民族自豪感。有些学生以寻访古老的冶炼技术为终身志向, 从而努力学习化学。

(三) 让学生之间共同交流的价值

学生在学习时, 如果觉得自己的学习过程是孤独的, 自己的学习没有人关注, 没有人引导, 学生将会失去自主学习的兴趣。然而如果与他人共同学习、共同交流, 学生会激起学习兴趣, 甚至会产生竞争的欲望。

化学反应中的能量变化考点聚焦 篇10

任何化学反应都伴随着能量的变化, 当反应物的总能量高于生成物的总能量时, 反应放热; 当反应物的总能量低于生成物的总能量时, 反应吸热.

例1下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 ( )

( A) 生成物能量一定低于反应物总能量

( B) 放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率

( C) 应用盖斯定律, 可计算某些难以直接测定的反应热

( D) 同温同压下, 在光照和点燃条件的ΔH不同

解析: 生成物的总能量低于反应总能量的反应, 是放热反应, 若是吸热反应则相反, 故 ( A) 错; 反应速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系, 故 ( B) 错; ( C) 是盖斯定律的重要应用, 正确; 根据ΔH = 生成物的总能量 - 反应物的总能量可知, 反应热与反应条件无关, 故 ( D) 错. 答案选 ( C) .

点评: 分析概念性问题时, 首先要理解概念的内涵和外延, 抓住有关概念中的关键字词, 然后对照问题进行判断.

二、考查反应热的计算

反应热ΔH = 反应前的总键能 - 反应后的总键能.

点评: 利用键能计 算反应热 时一定要 弄清物质 中键的个数.

三、考查热化学方程式

热化学方程式既表明了化学反应中的热量变化, 又表明了化学反应中的能量变化.

点评: 书写热化学方程式有四步走: 一是写出反应化学方程式; 二是注明物质的聚集状态; 三是注明温度和压强, 如为常温常压, 则不需注明; 四是标出反应热.

四、考查盖斯定律

如果一个反应可以分几步进行, 则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的, 这就是盖斯定律.可以用图2表示:

点评: 化学反应的反应热只与反应的起始状态 ( 各反应物) 和最终状态 ( 各生成物) 有关, 而与具体的反应途径无关, 因此在计算时一般通过加减即可得到所需结果.

五、考查燃烧热