高考二輪 |專題四 化學反應中的能量變化

考點突破

1. 放熱反應和吸熱反應

由於各物質所具有的能量不同，如果反應物所具有的總能量高於生成物所具有的總能量，那麼在發生化學反應時，有一部分能量就會轉變成熱能等形式釋放出來，這就是放熱反應。（馬上點標題下藍字"高中化學"關注可獲取更多學習方法、乾貨！）

表示：ΔH為「-」或「ΔH＜0」，

單位：kJ·mol-1

如果反應物所具有的總能量小於生成物所具有的總能量，那麼在發生化學反應時，反應物就需要吸收能量才能轉化為生成物，這就是吸熱反應。

表示：ΔH為「+」或「ΔH＞0」，

單位：kJ·mol-1

2. 燃燒熱

在101 kPa時，1 mol物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，叫做該反應的燃燒熱。

3. 中和熱

在稀溶液中，強酸和強鹼發生中和反應時生成1 mol H2O，這時的反應熱叫中和熱。

反應熱ΔH=反應物總能量-生成物總能量或反應熱ΔH=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和。此處常以計算題的形式出現。

例如：通常人們把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可以用於計算化學反應的反應熱(ΔH)。

工業上高純硅可通過下列反應製取：

42(g)

該反應的反應熱Δ

=_________kJ·mol-1

此題是結合晶體硅(金剛石)的立體空間構型計算反應熱。首先分析1 mol Si中含Si—Si的物質的量(一個Si原子與四個Si原子形成四個Si—Si，一個Si—Si歸屬於兩個Si原子，所以1 mol Si中含Si—Si的物質的量是2 mol)。

Δ

=(4×Si—Cl+2×H—H)-(2×Si—Si+4×H—Cl) ，計算得Δ

=+236 kJ·mol-1

能表示反應過程中熱量變化的化學方程式叫熱化學方程式。書寫熱化學方程式的注意點如下：

(1)註明物質的聚集狀態：氣體(g)、固體(s)、液體(l)、稀溶液(aq)及晶型。

(2)註明反應的溫度和壓強(若是101 kPa和25 ℃可不註明)，註明Δ

的「-」和「+」及單位(kJ·mol-1)。(3)熱化學方程式的化學計量數表示的是物質的量，所以可以是整數，也可以是分數。

對於相同物質的反應，化學計量數不同，ΔH也不同，聚集狀態不同，ΔH也不同。所以書寫熱化學方程式時，首先註明物質聚集狀態，然後再根據化學方程式的化學計量數與反應熱的正比關係確定ΔH的值。

化學反應中的能量變化在聯考中經常涉及的內容有：書寫熱化學方程式、判斷熱化學方程式的正誤及反應熱的大小比較和計算等。

1.書寫熱化學方程式及判斷熱化學方程式的正誤

同學們經常出錯及出題人常設錯的方式：(2)丟掉Δ

的「-」和「+」及單位(kJ·mol-1)，特別是「+」。

(3)反應熱的數值與聚集狀態的關係搞錯。

(4)熱化學方程式中的反應熱數值表示反應物按方程式中化學計量數反應進行到底時的熱量值，若反應存在化學平衡，則熱量值小於對應的反應熱數值。

2.比較反應熱的大小

A(g)+B(g)==C(g) Δ

1＜0；A(g)+B(g)==C(l) Δ

2因為C(g)==C(l) Δ

3＜0，則Δ

32121221222＜0

312S(g)吸熱，Δ

3>0，所以|Δ

122122＜0

3+Δ

211212化學反應不管是一步還是幾步完成，其總的反應熱是相同的，即化學反應的反應熱只與反應的始態(各反應物)與終態(各生成物)有關，與反應途徑無關，這就是蓋斯定律。

3.應用蓋斯定律求算反應熱

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

(2)依據蓋斯定律用「加和法」求算反應熱

利用蓋斯定律計算反應熱時，一般是由已知反應熱的熱化學方程式計算另一個熱化學方程式的反應熱，計算時可利用「加和法」，設法消去所求熱化學方程式中不需要的物質。通常情況是將兩個或兩個以上的熱化學方程式（包括其ΔH）進行相加或相減得到一個新的熱化學方程式，從而計算這個新的化學反應的反應熱。

1.實驗原理及儀器裝置(如下圖)

在稀溶液中，強酸酸和強鹼發生中和反應生成1 mol水，此時的反應熱叫中和熱。

2.中和熱的計算公式：

Δ

=

kJ·mol-1，其中(

12)表示溶液質量，

為比熱容：

=4.18 J·(g·℃)-1。

3.誤差分析

若熱量損失，中和熱數值偏小。

中和反應反應熱的測定是高中階段比較重要的一個定量實驗。除掌握化學實驗的基本操作外，還應注意以下幾點：

1.為了保證實驗中鹽酸完全反應，使用的鹼稍微過量，計算中和熱時按酸來算。

2.做好保溫工作是本實驗成功的關鍵，如為什麼用環形玻璃棒，不能用鐵質或銅質環形棒，還應注意環形玻璃棒的使用方法。

3.實驗中若用弱酸、弱鹼代替強酸、強鹼，因弱酸、弱鹼電離過程吸熱，會使中和熱數值偏小。

精題精講

1. N2222(g)完全燃燒生成氮氣和氣態水時，放出133.5 kJ熱量。則下列熱化學方程式正確的是

本題考查了熱化學方程式的書寫及簡單計算。熱化學反應方程式前面的化學計量數，放熱用「-」號，-133.5×4 kJ·mol-1=-534 kJ·mol-1。2.已知1 g CH4和液態水時放出55.6 kJ的熱量，則下列甲烷燃燒的熱化學方程式正確的是

A.CH4+2O2====CO2+2H2O ΔH=-889.6 kJ·mol-1

B.CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-889.6 kJ·mol-1

C.CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=889.6 kJ·mol-1

D.CH4 (g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-889.6 kJ·mol-1

本題考查熱化學方程式書寫應注意的問題。①要註明狀態；②注意吸放熱符號；③注意化學計量數與反應熱的正比關係；④注意反應熱的單位是kJ·mol-1。

答案：D

3.下列化學反應ΔH的數值(放熱)最大的是

解析：A、B反應放出的熱均為中和熱。C項由於醋酸為弱酸，其電離過程吸熱，反應放出的熱量小於中和熱。D項濃硫酸與氫氧化鈉溶液混合時放出熱量，總熱量大於中和熱。

答案：D

4.已知：在熱力學標準態(298 K、1.01×105 Pa)下，由穩定的單質發生反應生成1 mol化合物的反應熱叫該化合物的生成熱(Δ

)。下圖為氧族元素氫化物a、b、c、d的生成熱數據示意圖。試完成下列問題：

(1)寫出氧族元素中含有18e-的兩種氫化物的電子式。(2)請你歸納：非金屬元素氫化物的穩定性與氫化物的反應熱ΔH的關係。

(3)寫出硒化氫在熱力學標準態下，發生分解反應的熱化學反應方程式：。

解析：本題以元素化合物為載體，結合所給信息考查反應熱與物質穩定性的關係。一般來說：物質本身具有的能量越低，物質越穩定。換言之，相同狀況下，生成一定量的某物質放出的熱量越多，物質越穩定。所以，ΔH越小，非金屬元素氫化物越穩定。a、b、c、d對應的氫化物分別為：碲化氫、硒化氫、硫化氫和水。

(1)

22(g) Δ

=-81 kJ·mol-1

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