3化学反应中的能量关系
模块2：化学反应中的能量与速率
3 化学反应中的能量关系
学习指南： 了解一些基本概念 了解热容的应用
掌握化学反应恒压热效应的常用查表方法 掌握任意温度下化学反应恒压热效应的计算方法 掌握标准摩尔恒容反应热与标准摩尔恒压反应焓的换算
了解一些基本概念
能量守恒定律又叫热力学第一定律，在这里我们通过介绍热力学第一定律，目的是主要介绍一下我们平时常用的一些符号，并在这里建立一些必须知道的基本概念。 1．系统：即我们研究的对象
2．环境：即和系统发生物质或能量交换的其它物质
3．状态：系统的一切性质（所有化学性质与物理性质）的总和。换句话说，我们研究的对象的目前状
况，是由它目前的所有性质体现出来的。
4．状态函数：系统的某一个性质变了，系统的状态一定变了，所以把系统的性质叫系统状态的单值函
数，又叫状态函数。比如温度T ，压力P 等都是系统的性质，所以都是状态函数。
5．状态函数的特点：状态函数的改变量只和系统的始末态有关，和系统的变化过程无关。 用公式表示为：21X X X ?=-，
X ：系统的某一个状态函数
1X ：始态该状态函数的数值 2X ：末态该状态函数的数值
比如一杯水，从300K 改变到350K ，上述的21X T T T ?=?=- =350K – 300K = 50K ，改变多少只和始末态的温度有关，和怎么变化过来的无关。
6．热与功：系统和环境之间的能量交换的形式有热和功二种，所谓热就是系统和环境之间因为温度差而引起的能量交换，用符号Q 表示，其余的能量交换形式都称为功，用符号W 表示，如因系统体积变化而引起的功，叫体积功，其它的都叫非体积功用符号W ’。 习惯上规定：系统从环境吸热，Q >0，热为正。
系统对环境做功，W<0，功为负.
反之也然。热和功不是系统的性质，是系统和环境之间能量交换的一种形式，它们的大小和发生的具体方式、过程有关，所以又叫过程量。
7． 热力学能：热力学能（又叫内能），是指系统内部一切形式的能量，如分子的移动能，转动能，振动能，电子运动的能量及原子核内的能等等，用符号U 表示，它是系统的性质之一，如同系统的温度
T ，压力P ，体积V 等都是系统的性质，都是状态函数。（注：这里的压力在物理学里是压强的概念，
单位；Pa ，1Pa = 1N/m 2
）
8．热力学第一定律：无论系统和环境之间发生了多少热和功的交换，其结果能量一定是守恒的，即变成了系统的热力学能的增加或减少，这就是热力学第一定律（即能量守恒定律），它不能从其它公式直接导出，但它是人类长期生活的总结，在实践中被证明是正确的，写成数学表达式即：
U Q W ?=+
9．恒容热与恒压热：当系统发生一个压力不变的过程，（又叫恒压过程：12P P P ===环境常数）这时和环境之间的热交换叫恒压热Qp ，如当系统发生一个容积不变的过程，（又叫恒容过程）这时和环境之间的热交换叫恒容热Qv 。
10．焓：我们又定义了一个函数，叫焓（H ），H U PV =+，它是系统的一些状态函数的组合，所以也是状态函数，也就是说，它也是系统的一个性质，本身并无特别的意义。 11．焓变与热力学能的改变与热效应的关系： 可以证明，当'W = 0（不做非体积功）时： 恒压时，有H Qp ?= 恒容时，有U Qv ?=
上式说明了，如果系统在变化的同时只做体积功而不做非体积功时，焓的改变量（?H ）恰恰在数值上和系统与环境之间的恒压热效应Qp 相等，即H Qp ?=；
热力学能（内能）的改变量?U 恰恰在数值上和系统与环境之间的恒容热效应Qv 相等，即
U Qv ?=。这就是我们常常把恒压下的热效应，包括恒压下的化学反应的热效应Qp 用焓的改变?H 来
表示的原因，比如把化学反应的热效应叫反应焓H r ?。
把恒容下的热效应，包括恒容下的化学反应的热效应Qv 用内能的改变U r ?来表示的原因。 现在我们清楚了，这种表示是有条件的，当不满足上述不做非体积功的条件时，?H 、?U 只是表示系统的性质H 、U 的改变，和热效应就没有关系了。
附：功可以写成2
1
'V V w w P dV
=-
?
环境， 2
1
V V P dV -?环境是系统由于在反抗环境的压力，体积发生改变而做的体积功
这样热力学第一定律就可以写成'U Q w ?=+-2
1
V V P dV ?
环境
在系统不做非体积功时，上式变为：U Q ?=-
2
1
V V P dV ?
环境
当发生一个恒容过程时，即0dV =，则有U Qv ?= 当发生一个恒压过程时，即12P P P ===环境常数， 则有U Qp ?=-
2
1
V V P dV ?
环境21()Qp P V V
=--环境 Or 212211U U Qp PV PV -=-+
Or 22211121()()U PV U PV H H H Qp +-+=-=?= 思考与讨论：
1．系统状态发生变化是，是否状态函数全要改变？而某一状态函数发生变化时，系统的状态是否一定发生改变？如何理解“状态函数是状态的单值函数”？
2．?H 、? U 在什么条件下有物理意义，其物理意义分别是什么？
3.1 了解热容的应用
3.1.1 摩尔恒压热容与摩尔恒容热容
摩尔热容是指在无相变，无化学变化时，1摩尔物质，升高一度，所吸收的热量。记作：m C .，热容的单位是J/mol.K 。在恒压下为m p C .，在恒容下为m V C . 写成数学表达式就是： ndT
Qp
C m p δ=.
ndT
Qv C m
V δ=. 3.1.2 摩尔恒压热容与摩尔恒压热容形式及查阅
１．摩尔恒压热容是温度的函数，这种热容和温度的函数关系是一些经验公式，可以查表，一般来说有如下形式：
经验式： m P C . = 2
cT bT a ++ + …… （a ）或者 m P C . = 2
'
-++T
c bT a +…… (b)
各种物质的 ......,,,,'d c c b a 是一些经验常数，可以通过文献资料查到，部分数据录于本书的附录中。
２． 摩尔恒容热容的查阅：对固体、液体来说，m P C .和m V C .近似相等，对气体来说，一般将气体作为理想气体考虑时：m V C .= m P C .- R ， R = 8.314J/mol.K 思考与讨论：请从附录中查出Ag 、O 2的恒压摩尔热容。 理想气体与分压简介：
假定有种气体，分子间无引力，分子本身无体积，如果满足这样的条件，其行为就遵守方程式：
PV nRT = ,这种气体就叫理想气体,这个方程式就叫理想气体状态方程式。
理想气体是假想气体，现实生活中是没有的，但我们提出这个概念，可以使问题简化：在现实生活中，只要是在低压，温度不太低的情况下，实际气体分子间距很大作用力很小，分子本身体积与分子间距离相比可以略而不计，实际气体就可以近似的看成理想气体，其行为也可以近似地用理想气体状态方程式来描述，并得到满意的结果。（ 其中R = 8.314J/mol.K ）
当有二种以上的气体混合在一起，行为近似理想气体时，才有分压概念。
如在一定温度T 下，体积为V 的容器中，盛有A ，B 二种气体，其物质的量分别是A n 和B n ，此时产生的压力P ，即为A ，B 二种气体共同作用于单位容器壁上的力称为总压力，即A B P P
P =+总。 A P ，就是A 气体对总压力的贡献，叫A 气体的分压。 B P 就是B 气体对总压力的贡献。叫B 气体的分压。
混合气体中某组分i 的分压力i P 的定义是指该组分单独存在，并和混合气体具有相同的体积和温度时所具有的压力。
用公式表示为：i i n RT
P V =
总
，
需注意的是，物质i 的气体的摩尔分数i y 与总压总P 的乘积等于其分压：
i i P y P =总
3.1.3 利用摩尔恒压热容计算无相变无化学变化下的恒压热 从摩尔恒压热容的定义： ndT
Qp
C m p δ=. ，左式还可以写成：
dT nC Q m P P ,=δ
它的意思表达为n 摩尔的某物质在恒压下变化微小温度时的热效应。
当该物质和环境的热传递多一些，就要把所有传递的热累加起来，就要对上式做加法，或者说累加，于是就有：
∑∑=2
1
.T T m p P
dT nC Q
δ
也可以表示成：?
=
2
1
.T T m p P dT nC Q
在无相变无化学变化和没有非体积功的恒压条件下，上式也可表示为： H ?==
P Q ?
2
1
.T T m p dT nC (3-1a)
如果把（a ）式代入（3-1a ）有 H ?==P Q n
?
2
1
.T T m p dT nC =n
?
++2
1
)(2T T dT cT bT a
= n ??
?
???
-+-+
-)(3)(2)(3132212212T T c T T b T T a (3-1b) 【例题3-1】 ：请计算在101.3kPa 下，使2mol 的H 2从250C 升温到15000C ，求所需的恒压热。 解：查化学手册，得到H 2的
.P m C = 26.88+4.3473
10-?T-0.32566
10-?T 2
T 1 = 298.15K ， T 2 = 1773.15K
代入式(3-1b)
H ?==P Q 2?
--?-?+15
.177315
.298263)103256.010347.488.26(dT T T
=2[26.88(1773.15-298.15)+2
10
347.43
-?(1773.152 - 298.152)
+3
103256.06
-?-(1773.153 – 298.153)]
= 93781 J
思考与讨论： 请计算CO 2在恒压下从800K 降到300K 的热效应.
3.2 掌握化学反应热效应的常用查表方法
化学反应热效应常用查表法有二种，一种是利用标准摩尔生成焓来计算化学反应焓，另一种是利用标准摩尔燃烧焓来计算化学反应焓。
3.2.1 利用标准摩尔生成焓来计算标准摩尔反应焓
所谓标准又叫标准状态，通常在表达的对象右上角用“ $ ”表示，标准状态是指系统处于100kPa ，对温度没有要求。
摩尔反应： 按化学反应计量式中各反应组分的计量系数表示的物质的量进行的反应，称为发生了一摩尔反应，用符号mol 表示。
标准摩尔反应焓r m H ?$
，就是在100kPa 下，发生了1mol 反应的化学反应恒压热效应。
1． 标准摩尔生成焓
在标准状态下，由元素的最稳定单质生成1mol 物质的反应叫生成反应，该生成反应的恒压反应焓叫该生成物的标准摩尔生成焓，记作f m H ?$
。
如C （石墨）+ O 2（g ）→CO 2(g) 就是CO 2的生成反应，在标准状态下，这个反应的恒压热效应，记作CO 2(g)的标准摩尔生焓：f m H ?$
（CO 2，g)）。
而C （金钢石）+ O 2（g ）→CO 2(g) 和CO （g ）+ 2
1O 2（g ）→CO 2(g) 就不是生成反应。因为金钢石
不是碳的稳定相，CO 不是单质。
稳定相单质的生成焓为零，如C （石墨）。而非稳定相单质的生成焓不为零，如C （金钢石）。 同一物质的相态不同时，其标准摩尔生成焓f m H ?$也不同，如298.15K 时f m H ?$
(H 2O ，l) = -285.83 kJ/mol ， 而f m H ?$
(H 2O ，g) =-241.82kJ/mol 。
各种物质在298K 下的标准摩尔生成焓f m H ?$
分别为定值，可以从文献资料中查到，部分数据录于本书的附录中。
2．利用标准摩尔生成焓计算标准摩尔反应焓
计算公式：r m H ?$=
.B
f m B B
H ν
?∑$
(3-2a)
对化学反应 dD + eE → gG +hH 来说，上式中的B 是指任一参加反应的物质，而B ν则指反应物或生成物前的计量系数，但生成物取正值，反应物前系数取负值。
所以有：r m H ?$
= .f m G g H ?$+.f m H h H ?$-.f m D d H ?$-.f m E e H ?$ (3-2b) 利用式（3-2），可以由参加反应的物质的.f m B H ?$，计算化学反应的r m H ?$，由于在一般的文献资料中，收录的大都是298.15K 时的.f m B H ?$，这样我们计算出来的也是298.15K 时的r m H ?$。在本书的附录中，收录了部分物质的在298.15K 时的.f m B H ?$。
范例： 通过查附录里的.f m B H ?$数据，求下列化学反应在298.15K 时的r m H ?$：
4NH 3(g) + 5O 2(g) → 4NO(g) + 6H 2O(g)
解： r m H ?$=
.B
f m B B
H ν
?∑$
= .4(,)f m H NO g ?$+.26(,)f m H H O g ?$-.44(,)f m H NH g ?$-.25(,)f m H O g ?$
= [4（90.39）+ 6(-241.84)] - [4(-46.19) + 5×0] = -904.74 k J/mol 思考与讨论：
1． CH 4(g) + 2O 2(g)→ CO 2(g) + 2H 2O(g) r m H ?$
= ?
2． Fe 3O 4(s) + 4C(石)→ 3Fe(s) + 4CO(g) r m H ?$= ? 3． 2C 2H 5OH (g)→ C 4H 6(g) + 2H 2O(g) + H 2(g) r m H ?$= ?
3.2.2 利用标准摩尔燃烧焓来计算标准摩尔反应焓
有的化合物，尤其是一些有机化合物的生成焓不一定能查到，但是这些物质都有一个共同的特点，就是可以燃烧，如果我们把这些物质在燃烧过程放出的的热效应记录下来，同样可以加以利用，这就是标准摩尔燃烧焓. 1． 标准摩尔燃烧焓
在标准状态下， 1mol 物质完全燃烧的反应焓，叫该反应物的标准摩尔燃烧焓，记作C m H ?$
。
什么叫完全燃烧? 反应物中的C → CO 2(g)
H → H 2O(l)而不是H 2O(g)
N → N 2(g) S → SO 3(g)
……
也就是说，反应物中的元素必须变为右边的分子，才能说完全燃烧。
在这里，我们主要只需记住H 和C 这二元素燃烧的最终形态，其它的可以查文献手册.(注：N ，S 等的最终燃烧产物各资料规定的可能不一定相同，但这不影响我们的计算)
上面完全燃烧的最终物质CO 2(g)、H 2O(l)等再也不能燃烧了，所以它们的燃烧焓为零，O 2只起助燃作用，它的燃烧焓也为零。
一些有机物质在298K 下的标准摩尔燃烧焓C m H ?$
分别为定值，可以从文献资料中查到，部分数据
录于本书的附录中。
由标准摩尔生成焓和标准摩尔燃烧焓的定义可知，在298.15K 时：
f m
H ?$（CO 2，g ）= C m H ?$
(C ，石墨)= -393.509kJ/mol f m
H ?$(H 2O ，l) = C m H ?$ (H 2，g)= -285.830kJ/mol 这二个关系需要理解，并记住。
2． 用标准摩尔燃烧焓计算标准摩尔反应焓
计算公式：r m H ?$
= -.B C m B B
H ν?∑$
(3-3a) 注意上式和(3-2)形式很像，但差了一个负号.对化学反应 dD + eE → gG +hH 来说：
r m H ?$ = .C m D d H ?$+.C m E e H ?$
-.C m G g H ?$-.C m H h H ?$ (3-3b)
（对照一下3-2b 和3-3b 区别在哪里）
利用式（3-3），可以由参加反应的物质的.C m B H ?$，计算化学反应的r m H ?$
。同样由于在一般的文献
资料中，收录的大都是298.15K 时的.C m B H ?$，这样我们计算出来的是：298.15K 时的r m H ?$。在本书的附录中，收录了部分物质的在298.15K 时的.C m B H ?$。
【例题3-2】 ： 通过查附录里的.C m B H ?$数据，求下列化学反应在298.15K 时的r m H ?$：
C 6H 6(l) + 3H 2(g) → C 6H 12(l)
解：r m H ?$= -
.B
C m B B
H ν
?∑$
= 661(,)C m H C H l ??$+23(,)C m H H g ??$
-6121(,)C m H C H l ??$
= -3267.5 +3(-286) -3919.9 =-205.6kJ/mol
思考与讨论：查本书的附录中的标准摩尔燃烧焓，计算下面反应的反应焓
C 3H 8(g) → CH 4(g) + C 2H 4(g) r m H ?$
= ?
3．标准摩尔燃烧焓与标准摩尔生成焓的换算 我们来看下题：
HCN(g) + C 2H 2(g) → CH 2=CHCN(g) ， C(石) H 2
.C m B H ?$（kJ/mol ） ？ ？ -2042.6 -393.5 -285.8
.f m B H ?$（kJ/mol ） 129.58 226.73 ？
在上面的这个反应中，这是我们以后可能会遇到的一种情况， 对HCN(g) 、 C 2H 2(g)我们查到了它们的生成焓，而没查到燃烧焓，而对CH 2=CHCN(g)又查到了它们的燃烧焓而没查到生成焓，这时我们既不能用（3-2），也不能用（3-3），我们需要掌握生成焓和燃烧焓的换算方法。
在上题中，如算出HCN(g) 、 C 2H 2(g)对应的燃烧焓，这时可以用（3-3）来做。
如算出CH 2=CHCN(g)对应的生成焓，这时可以用（3-2）来做，在这一题里，显然后者要方便些。 换算方法：
1.无论是由生成焓算对应的燃烧焓还是由燃烧焓算对应的生成焓，首先都是写出该物质的完全燃烧反应
2.必须知道CO 2 (g)、 H 2O （l ）的标准摩尔生成焓
【例题3-3】 首先我们写出1mol CH 2=CHCN(g) 的完全燃烧反应：
CH 2=CHCN(g) + ?O 2 →3CO 2 (g)+
23H 2O （l ）+ 2
1
N 2(g) 这是一个完全燃烧反应，为什么? （ 为什么O 2前可以不配平？）
根据燃烧焓的定义，这个反应在298.15K 时的标准摩尔反应焓r m H ?$
就是反应物CH 2=CHCN(g)的
标准摩尔燃烧焓 = -2040.0（kJ/mol ）
对上面这个反应我们应用： 式(3-2) 有：
r m
H ?$
= ()C m H g ?丙烯腈,$=.B f m B B
H ν?∑$ = .23(,)f m H CO g ?$+.26(,)f m H H O l ?$
+.21(,)2
f m H N
g ?$- .(,)f m H g ?丙烯腈$
- .2?(,)f m H O g ?$
现在我们看到了，在上面的方程式里，在知道CO 2、H 2O 生成焓的前提下，知道了丙烯腈的燃烧焓就可以求出丙烯腈的生成焓，反之也然。 现在将丙烯腈的燃烧焓代入有：
-2040.0 = 3?(-393.5) + 1.5?(-285.8) + 1.5 ?0- .(,)f m H g ?丙烯腈$
-0 .(,)f m H g ?丙烯腈$= 433.4 kJ/mol
思考与讨论：
1. 利用上面的计算结果，计算反应 HCN(g) + C 2H 2(g) → CH 2=CHCN(g) 的标准摩尔反应焓
2.
利用上面的方法，分别计算HCN(g) 和 C 2H 2(g)的标准摩尔生成焓，并用所得数据，计算上面化学反应的标准摩尔反应焓，将1和2的结果作对比，看看是否一致。
3.3 任意温度下化学反应热效应的计算方法
学习了3.2的技能以后，原则上我们对一个任意化学反应，学会了通过查阅数据，可以计算出在298.15K 时的标准摩尔反应焓，但我们的化学反应不可能只是在298.15K 下进行，下面我们将给出在其它温度下，恒压反应焓的计算方法。 任意温度下化学反应热效应的计算公式：
2()r m H T ?$ = 1()r m H T ?$
+ ?∑2
1
.T T
B
B m B
dT Cp ν
（3-4a ）
或者：2()r m H T ?$ = 1()r m H T ?$ +
?
?2
1
T T CpdT （3-4b ）
该公式又叫基尔霍夫公式
也可以表述成：2()r m H T ?$ - 1()r m H T ?$ =
?
?2
1
T T CpdT
其中：
B m B
B
Cp .∑ν
= Cp ?
对化学反应 dD + eE → gG +hH 来说：
B m B
B
Cp .∑ν
= Cp ? = g m Cp (G) + h m Cp (H) - d m Cp (D) -e m Cp (E)
需要注意的是，该式在使用时，参加反应的任一物质，在温度T 1和T 2时，不能发生相变化。也就是，某物质在T 1时如是液体，在T 2时还是液体，不能变成气体或固体，不能有相变。
当 2cT bT a Cp m ++=时：
B m B
B
Cp .∑ν
= Cp ? = g m Cp (G) + h m Cp (H) - d m Cp (D) -e m Cp (E)
= 2
cT bT a ?+?+? (3-4)可以进一步表现为：
2()r m H T ?$
= 1()r m
H T ?$+ ??2
1
1T T CpdT
=1()r m H T ?$
+)(3
1)(21)(3132212212T T c T T b T T a -?+-?+
-? 【例题3-4】 已知反应N 2(g) + 3H 2(g) → 2NH 3(g)的(298)r m H K ?!
= - 92.22kJ/mol ，2.()Cp m N = 29.65J/mol .K ，2.()Cp m H = 28.56J/mol .K ，3.()Cp m NH = 40.12J/mol .K ，求此反应的(500)r m H K ?$。 解：根椐2()r m H T ?$ = 1()r m H T ?$+
?
?2
1
1T T CpdT ，这里T 1 = 298K ，T 2 = 500K ，
.r Cp m ? = 3222.().()3.()Cp m NH Cp m N Cp m H --
= （2 ?40.12-29.65 – 3 ?28.56 ）J/mol .K = - 35.09 J/mol .K
所以 (500)r m H K ?$ = - 92220 – 35.09 ? (500 – 298.15) = - 99300J/mol = - 99.3 kJ/mol
例2 已知： )()(2
1
)(222l O H g O g H →+是水的生成反应，该反应的恒压反应焓就是水的生成焓，已知在298K 时，2(,)f m H H O l ?$
= -285.8KJ/mol ， ,./83.28)(.2mol K J H m Cp =
,./16.29)(.2mol K J O m Cp = ,./32.75)(.2mol K J l O mH Cp = 求 373K 时2(,)f m
H H O l ?$
解： )()(2
1)(222l O H g O g H →+
∑B
pm
B C
B )()(ν = 75.32 - (28.83 + 0.5×29.16) = 31.91 J/K
2()r m H T ?$ = 1()r m H T ?$
+
?∑2
1
)(.T T B
m p B
dT B C ν
=-285.8×103 + ?
373
298
91.31dT = -281407 J = - 281.407 kJ
思考与讨论：
)(2l O H →)(2g O H 这是一个水的相变过程，1mol 水变成了1mol 水蒸汽，但是我们也可以将其看成一个化学反应，这样的话，我们首先可以利用附录里的生成焓的数据，求出在298.15K 时它的反应焓，也就是相变焓，然后再查出)(2l O H 和)(2g O H 摩尔恒压热容， 就可以利用3-4计算出在373.15K 时水的相变焓。讨论一下应该如何操作？
3.4标准摩尔恒容反应热的求算
通过上面的学习，我们已经可以通过查找文献数据来确定一个任意温度下的摩尔恒压反应焓 r m H ?，但如果还是该反应，放在一个体积不变的反应釜中时行，这种情况在实际生产中更加多见，这时的压力不再恒定，但体积恒定，这时的反应热叫化学反应的恒容反应热m r U ?，这二者还是有区别的，它们的关系是：
m r H ? = m r U ? + RT ∑B
g B ),(ν （3.5）
其中： R ： 8.314 J/K.mol
T ： 反应温度
∑B
g B ),(ν：反应方程式中气体的反应前后的摩尔差。
有了（3.5）式，我们可以在确定一个任意温度下的摩尔恒压反应焓 r m H ?的基础上，进行摩尔恒压反应焓 r m H ?与摩尔恒容反应热 r m U ?的换算，得到所需要的r m U ?值，反之，如知道了r m U ?，也可以求出r m H ?值。
【例题3-5】：如有液态苯在体积不变的容器中燃烧： C 6H 6（l ）+ 7.5 O 2(g) = 3 H 2O(l) + 6CO 2(g)
测出该反应的在298K 时的恒容反应热 m r U ?为 -1.888×107J ，求该反应在298K 时的恒压反应焓m r H ? 解：m r H ? = m r U ?+ RT ∑B
g B ),(ν= -1.888×107
J +8.314×298(6 - 7.5)
= -1.890×107J
思考与练习
1. 已知CO 2的.P m C 与T 的关系为.P m C = 26.75 +4
2.258?10- 3T-14.25?10-6T 2，今有 2.0molCO 2从300K 、100kPa 恒压升温到900K ，求（1）此过程中系统所吸的热量；（2）在300K – 900K 的温度范围内CO 2的平均恒压摩尔热容。
2．用附录三里的数据，计算在恒压下，将1kg 水从00C 加热到1000C ，从环境中吸的热。
3．用附录中标准摩尔生成焓的数据，求下列反应在298K 时的r m H ?$与 r m U ?$
。
（1）4 NH 3(g) + 5O 2(g) →4NO(g) + 6H 2O(g)
(2) C 2H 4(g) + H 2O(g) →C 2H 5OH (l) （3）3 NO 2(g) + H 2O(l) →2HNO 3(l) + NO(g) （4）Fe 2O 3(s) + 3C(石墨) →2Fe(s) + 3CO(g)
4.用附录中标准摩尔燃烧焓的数据，求下列反应在298K 时的r m H ?$
（1）3C 2H 2(g)→ C 6H 6(l) (2) C 2H 4(g) + H 2(g) →C 2H 6(g)
5. 298K 时环丙烷(g)、石墨及H 2(g) 的标准摩尔燃烧焓分别为-2029kJ/mol 、-393.5kJ/mol 及 -285.8kJ/mol ，丙烯(g) 的标准摩尔生成焓为20.4kJ/mol 。计算： (1) 298K 时环丙烷(g) 的标准生成焓；
(2) 298K 时环丙烷(g) 异构化为丙烯(g) 反应的标准摩尔反应焓r m H ?!
。
6. 乙酸与乙醇的酯化反应为
CH 3COOH(l) + C 2H 5OH(l) → CH 3COOC 2H 5(l) + H 2O(l)
在298.15K 时乙酸乙酯的标准摩尔燃烧焓为了- 2232.14kJ/mol ，所需其他数据可查附录，求298.15K 此反应的标准摩尔反应焓。
7. CH 3COOH(g)的分解反应为CH 3COOH(g)→CH 4(g) + CO 2(g)，CH 3COOH(g)、CH 4(g)、 CO 2(g)的平均摩尔定压热容分别为52.3J/mol .K 、37.71J/mol .K 、31.4J/mol .K ，其他数据从附录中查出。试求此化学反应在1200K 时的标准摩尔反应焓。
8．用附录里的数据，计算在恒压下，将25℃ 1mol 水变成了25℃ 1mol 水蒸汽，需从环境吸多少热，再计算在100℃℃将1mol 水变成了100℃℃ 1mol 水蒸汽，需从环境吸多少热？哪一个吸的热多一些，这个结果是否能从基尔霍夫公式里预测到。
9. 298K 时将10.0克萘置于一含有适量氧气的容器中进行恒容燃烧，最终产物为298K 的CO 2(g)和H 2O(l)，过程放热401.73kJ ，试求下列反应
C 10H 8(s) + 12O 2(g) → 10CO 2(g) + 4H 2O(l) 在298K 时的恒压摩尔反应热。
高中化学必修二-化学键、化学反应与能量知识点总结
必修二 一、化学键与化学反应 1.化学键 1）定义：相邻的两个或多个原子(或离子)之间强烈的相互作用叫做化学键。 2）类型： Ⅰ离子键：由阴、阳离子之间通过静电作用所形成的化学键。 Ⅱ共价键：原子之间通过共用电子对所形成的化学键。 ①极性键：在化合物分子中，不同种原子形成的共价键，由于两个原子吸引电子的能力不同，共用电子对必然偏向吸引电子能力较强的原子一方，因而吸引电子能力较弱的原子一方相对的显正电性。这样的共价键叫做极性共价键，简称极性键。举例：HCl分子中的H-Cl键属于极性键。 ②非极性键：由同种元素的原子间形成的共价键，叫做非极性共价键。同种原子吸引共用电子对的能力相等，成键电子对匀称地分布在两核之间，不偏向任何一个原子，成键的原子都不显电性。非极性键可存在于单质分子中（如H2中H—H键、O2中O=O键、N2中N≡N键），也可以存在于化合物分子中（如C2H2中的C—C 键）。以非极性键结合形成的分子都是非极性分子。存在于非极性分子中的键并非都是非极性键，如果一个多原子分子在空间结构上的正电荷几何中心和负电荷几何中心重合，那么即使它由极性键组成，那么它也是非极性分子。由非极性键结合形成的晶体可以是原子晶体，也可以是混合型晶体或分子晶体。例如，碳单质有三类同素异形体：依靠C—C非极性键可以形成正四面体骨架型金刚石（原子晶体）、层型石墨（混合型晶体），也可以形成球型碳分子富勒烯C60（分子晶体）。 举例：Cl2分子中的Cl-Cl键属于非极性键 Ⅲ金属键：化学键的一种，主要在金属中存在。由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。由于电子的自由运动，金属键没有固定的方向，因而是非极性键。金属键有金属的很多特性。例如一般金属的熔点、沸点随金属键的强度而升高。其强弱通常与金属离子半径成逆相关，与金属内部自由电子密度成正相关。 3）化学反应本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。①①①①①①①②5① 2．1）离子化合物：由阳离子和阴离子构成的化合物。 大部分盐（包括所有铵盐），强碱，大部分金属氧化物，金属氢化物。 活泼的金属元素与活泼非金属元素形成的化合物中不一定都是以离子键结合的，如AICI3不是通过离子键结合的。非金属元素之间也可形成离子化合物，如铵盐都是离子化合物。 2）共价化合物：主要以共价键结合形成的化合物，叫做共价化合物。 非金属氧化物，酸，弱碱，少部分盐，非金属氢化物。 3）在离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。在共价化合物中一定不存在离子键。 3.几组概念的对比
化学反应与能量知识点
第一章化学反应与能量 一、反应热焓变 1、定义：化学反应过程中放出或吸收的热量叫做化学反应的反应热. 在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中所吸收或释放的热量称为反应的焓变。 2、符号：△H 3、单位：kJ·mol-1 4、规定：吸热反应:△H > 0 或者值为“+”，放热反应:△H < 0 或者值为“-” 常见的放热反应和吸热反应 放热反应吸热反应 燃料的燃烧C+CO2 , H2+CuO 酸碱中和反应C+H2O 金属与酸Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl 大多数化合反应CaCO3高温分解 大多数分解反应 小结： 1、化学键断裂，吸收能量； 化学键生成，放出能量 2、反应物总能量大于生成物总能量，放热反应，体系能量降低，△H为“－”或小于0 反应物总能量小于生成物总能量，吸热反应，体系能量升高，△H为“+”或大于0 3、反应热数值上等于生成物分子形成时所释放的总能量与反应物分子断裂时所吸收的总能量之差 5、燃烧热 （1）概念：25℃、101Kpa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为KJ/mo。 （2）注①对物质的量限制：必须是1mol：②1mol纯物质是指1mol纯净物（单质或化合物）； ③完全燃烧生成稳定的氧化物。如C→CO2(g)；H→H2O(l)；N→N2(g)；P→P2O5(s);S→SO2(g)等；④物质的燃烧热都是放热反应，所以表示物质燃烧热的△H均为负值，即△H＜0 （3）表示燃烧热热化学方程式的写法 以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，股灾热化学方程式中常出现分数。有关燃烧热计算：Q（放）＝n（可燃物）×△Hc。Q（放）为可燃物燃烧放出的热量，n（可燃物）为可燃物的物质的量，△Hc为可燃物的燃烧热。 6、中和热 （1）定义：稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热 二、热化学方程式 1.概念:表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式. 2.意义:既能表示化学反应中的物质变化,又能表示化学反应中的能量变化. [总结]书写热化学方程式注意事项: （1）反应物和生成物要标明其聚集状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态。 （2）方程式右端用△H 标明恒压条件下反应放出或吸收的热量，放热为负，吸热为正。（3）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，因此可以是整数或分数。 （4）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H 也不同，即△H 的值与计量数成
《化学反应与能量变化》教案
《化学反应与能量变化》教案 一、教学目标： 知识与技能 1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系 3、了解反应热和焓变的含义 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 过程与方法 1、通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法 2、通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力 情感态度与价值观 激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点 二、教学重难点： 重点：化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写 难点：焓变，△H的“+”与“-”，热化学方程式的书写 三、教学方法： 教学中充分利用多媒体演示实验、实物感知、图表数据分析和多媒体计算机辅助教学等手段，充分调动学生的参与意识，注意利用图示的方式将抽象的内容形象化。师生共同创设一种民主、和谐、生动活泼的教学氛围，使学生敢于参与教学过程，敢于提出问题，敢于真正成为课堂的主人。 四、教学程序：
五、板书设计 第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化 一、反应热焓变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2、符号：△H 3、单位：kJ/mol或kJmol-1 4、反应热表示方法：△H为“＋”或△H＞0时为吸热反应；△H为“一”或△H ＜0时为放热反应。 5、△H计算的三种表达式： (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量–反应物的总能量 (3) △H == 反应物的键能之和–生成物的键能之和 二、热化学方程式(thermochemical equation) 1．定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。2．书写热化学方程式的注意事项： 4．热化学方程式的应用 六、教学反思： 本节课采用教师提问或学生互相交流的方式创设问题情境，学生以小组为单位进行讨论。这种方式既调动了学生的积极性又增加了内容的趣味性，激发了学生的集体荣誉感，培养了学生交流与合作的能力。学生们主动、积极地参与到活动中来，自由地表达着自己的观点，由此获得了成功的快乐和合作的愉悦。既符合化学学科的特点,也符合学生的心理和思维发展的特点。我认为本节最大的亮点是通过恰当的设计和引导，让学生在实验探究中提高学习兴趣，并轻松的获得知识，还启迪了学生的思维、培养了学生的动手能力和创新能力。让学生在实践中学会交流，学会合作，并认识到合作是学习的有效途径。更重要的是，给学生提供了充分展示自己的机会，实现了课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现了学生的主体地位，大大激发学生学习的积极性。
化学 化学反应与能量变化的专项 培优 易错 难题练习题
化学化学反应与能量变化的专项培优易错难题练习题 一、化学反应与能量变化练习题（含详细答案解析） 1．A、B、C、D、 E、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件未标出），其中反应①是置换反应，B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色：反应③中有水生成，反应②需要放电才能发生，A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成。 (1)反应③的化学方程式为_______________________________________________。 (2)反应①中每生成1 molC，转移的电子数为_______________________________。 (3)A与D的水溶液恰好完全反应时，其生成物的水溶液呈性___________（填“酸”“碱”或“中’’），该水溶液中存在着如下关系，用粒子浓度符号填写： ①c(H＋)+_________＝c(OH－)+_____________； ②c(H＋)＝c(OH－)+_____________。 (4)元素X与组成B的元素同周期，X的单质既可与酸反应也可与碱反应且都生成H2，则 ①X的单质与碱反应的离子方程式____________________________________； ②X、空气、海水可以组成新型海水标志灯的电池。该种灯以海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使X不断氧化而源源不断产生电流。则该新型电池的正极的电极反应式为 ___________________________；原电池的总反应方程式为__________________________。【答案】4NH3＋5O24NO＋6H2O 3.612×1024酸 c(NH4＋) c(Cl－) c(NH3·H2O) 2Al ＋2OH－＋2H2O＝2AlO2－＋3H2↑ O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 4Al＋3O2＋6H2O＝4Al(OH)3 【解析】 【分析】 B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，因此B是氯气。A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成，这说明A应该是氨气，D是氯化氢。由于氯气具有强氧化性，且反应①是置换反应，因此反应①是氯气与氨气发生的氧化还原反应，生成物是氮气与氯化氢，其中C是氮气。反应②需要放电才能发生，因此F是氧气，在放电的条件下与氮气反应生成NO，则E是NO。反应③中有水生成，所以该反应是氨气与氧气发生的催化氧化生成NO与水，结合题目要求和物质的性质可解答该题。 【详解】 B、C、F都是气态单质，且B为黄绿色，因此B是氯气。A是—种极易溶于水的气体，A和D相遇有白烟生成，这说明A应该是氨气，D是氯化氢。由于氯气具有强氧化性，且反应①是置换反应，因此反应①是氯气与氨气发生的氧化还原反应，生成物是氮气与氯化氢，其中C是氮气。反应②需要放电才能发生，因此F是氧气，在放电的条件下与氮气反应生成NO，则E是NO。反应③中有水生成，所以该反应是氨气与氧气发生的催化氧化生
高中化学化学反应与能量的检测题和答案
高中化学化学反应与能量的检测题和答案 1.下列过程一定释放出能量的是() A.化合反应 B.分解反应 C.分子拆成原子 D.原子组成分子 解析：形成化学键放出能量，原子结合成分子放出能量，化合、分解反应有可能是放热反应，也有可能是吸热反应。 答案：D 2.下列说法正确的是() A.焓变是指物质参加反应时的能量变化 B.当反应放热时ΔH>0，吸热时ΔH<0 C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应 D.一个化学反应中当反应物能量大于生成物能量时，反应放热，ΔH为“-” 解析：焓变是指恒压条件下的热效应;化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件是否加热没有直接关系，ΔH<0，放热反应，ΔH>0，吸热反应。 答案：D 3.下列物质加入水中，显著放热的是() A.固体NaOH B.生石灰 C.无水乙醇 D.固体NH4NO3 解析：初中阶段已知NaOH固体、浓H2SO4溶于水会放热，生石灰加入水中发生反应：CaO+H2O===Ca(OH)2，该反应为放热反应，NH4NO3固体溶于水会吸热，乙醇溶于水，溶液温度无显著变化。
答案：AB 4.下列说法正确的是() A.凡有能量变化的过程都是化学变化 B.吸热反应只能在加热条件下才能进行 C.放热反应可能需要加热才能进行 D.天然气在空气中燃烧时，其化学能将全部转化为热能 解析：有能量变化的过程不一定是化学变化，如水的蒸发，NaOH(s)溶于水，两过程都属于物理变化，但前者吸热，后者放热， A不正确;吸热反应不一定加热才能进行，放热反应也不一定不需要 加热才能进行，B不正确，C正确;天然气燃烧时化学能转化为光能 与热能，D不正确。 答案：C 5.由图分析，下列叙述正确的是() A.A―→B+C和B+C―→A两个反应吸收或放出的能量不等 B.A―→B+C是放热反应 C.A具有的能量高于B和C具有的能量总和 D.A―→B+C是吸热反应，B+C―→A是放热反应 解析：由图可以看出，B+C的能量高于A的能量，则反应 B+C―→A一定是放热反应，反之A―→B+C的反应一定是吸热反应，根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的热量一定相等。 答案：D 6.(2011?临沂高二检测)下列说法中正确的是() A.干冰蒸发要吸收大量的热，这就是化学反应中的吸热反应 B.酒精常被用作酒精灯和内燃机中的燃料，说明酒精燃烧是放热反应
化学反应中的能量
第一节 化学反应中的能量 1. 下列反应是吸热反应的是( ) A.灼热的炭与二氧化碳反应 B.铁和稀硫酸的反应 C.氢氧化钡晶体的粉末和氯化铵晶体混合 D.钢铁制品生锈的反应 2．下列说法正确的是( ) A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.酒精常被用作酒精灯和内燃机中的燃料,说明酒精燃烧是放热反应 C.反应是放热反应还是吸热反应必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 D.放热的反应在常温下一定很易发生 3. 已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ ，则乙 炔燃烧的热化学方程式正确的是 （ ） A. 2C 2H 2(g)＋5O 2(g)＝4CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝－2b kJ / mol B. C 2H 2(g)＋5/2O 2(g)＝2CO 2(g)＋H 2O(l)； ΔH ＝2b kJ / mol C. 2C 2H 2(g)＋5O 2(g)＝4CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝－4b kJ / mol D. 2C 2H 2(g)＋5O 2(g)＝4CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝b kJ / mol 4. 下列变化过程中，是吸热过程的是（ ） A ．H+H→H 2 B ．H+Cl→HCl C ．I 2→I+I D ．S+O 2→SO 2 5. 已知：强酸和强碱的稀溶液的中和热可表示为： H +(aq)+OH －(aq) H 2O(1)；△H=－57.3kJ/mol 。且有： A ．CH 3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH 3COONa(aq)+H 2O(1)；△H=－Q 1kJ/mol B ．1/2H 2SO 4(浓)+NaOH(aq)=1/2Na 2SO 4(aq)+H 2O(1)； △H=－Q 2kJ/mol C ．HNO 3(aq)+NaOH(aq)=NaNO 3(aq)+H 2O(1)； △H=－Q 3kJ/mol 则Q 1、Q 2、Q 3的关系正确的是（ ） A ．Q 3＞Q 2＞Q 1 B ．Q 1＞Q 3＞Q 2 C ．Q 1=Q 2=Q 3 D ．Q 2＞Q 3＞Q 1 6. 120℃，已知2g 氢气点燃后生成水放热235KJ ，下列热化学方程式正确的是（ ） A .)g (O 2 1)g (H 22+＝H 2O （g ） △H 1＝235 kJ·1mol - B.)g (O )g (H 222+＝2H 2O （g ） △H 2＝-235 kJ·1mol - C.)g (O 21)g (H 22+＝H 2O （g ） △H 3＝-235 kJ·1mol - D.)g (O )g (H 222+＝2H 2O （l ） △H 4＝-470 kJ·1mol -
化学反应与能量教学设计
化学反应与能量说课稿 一、教材分析 化学反应与能量的相关内容主要出现在必修2第二章第一节化学能与热能和选修4第一章化学反应与能量，通过认真分析教材的这部分内容，发现主要考点有宏观、微观分析化学反应中能量变化的原因，吸热反应、放热反应的判断，反应热、焓变、燃烧热，中和热等概念的理解，热化学反应方程式的书写和判断，盖斯定律和反应热的计算，以及能源等。 统观整个高中化学教材，除了以物质结构知识统帅整个化学教材外，还以化学变化中的能量变化来组织教材。其原因是化学反应过程的能量变化对人类十分重要。能源是人类生存和发展的重要物质条件。 本部分内容与后面电化学基础形成了一个能量转化的体系，使学生对化学反应中能量的变化有了整体认识。本节通过对化学能与热能相互转化的探讨，使学生感悟到化学反应在人类利用能源的历史过程中充当的关键角色，初步树立起科学的能源观，形成将化学能与热能相互转化的化学知识应用于生产、生活实践的意识，并引导学生形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的概念。 考情分析：反应热已成为近几年高考全国卷的必考内容，主要在全国卷非选择题部分某一问中结合化学反应速率、化学平衡及工艺流程进行考查，考查内容常与盖斯定律的应用和反应热的计算有关。随着能源问题的日益突出，与新能源问题相关的考点也引起了关注。 命题趋向：预计在2019年高考中，反应热的考查内容将不断拓宽，对热化学方程式的书写及盖斯定律的应用要求会有所提高，另外试题会更加关注能源问题，以期引导考生形成与环境和谐共处，合理利用自然资源的概念。 三、学情分析 化学反应与能量在必修2和选修4中都有，学生在学习这部分内容时已经基本掌握了化学反应中能量变化的有关概念，能书写和判断简单的热化学方程式，并且可以根据公式计算
高中化学必修二化学键化学反应与能量知识点总结
高中化学必修二化学键化学反应与能量知识点 总结 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
必修二 一、化学键与化学反应 1.化学键 1）定义：相邻的两个或多个原子(或离子)之间强烈的相互作用叫做化学键。 2）类型： Ⅰ离子键：由阴、阳离子之间通过静电作用所形成的化学键。 Ⅱ共价键：原子之间通过共用电子对所形成的化学键。 ①极性键：在化合物分子中，不同种原子形成的共价键，由于两个原子吸引电子的能力不同，共用电子对必然偏向吸引电子能力较强的原子一方，因而吸引电子能力较弱的原子一方相对的显正电性。这样的共价键叫做，简称极性键。举例：HCl分子中的H-Cl键属于极性键。 ②非极性键：由同种元素的原子间形成的共价键，叫做非极性共价键。同种原子吸引的能力相等，成键电子对匀称地分布在两核之间，不偏向任何一个原子，成键的原子都不显电性。非极性键可存在于中（如H2中H—H键、O2中O=O键、N2中N≡N键），也可以存在于化合物分子中（如C2H2中的C—C键）。以非极性键结合形成的分子都是。存在于非极性分子中的键并非都是非极性键，如果一个多原子分子在空间结构上的正电荷几何中心和几何中心重合，那么即使它由极性键组成，那么它也是非极性分子。由非极性键结合形成的晶体可以是原子晶体，也可以是混合型晶体或。例如，碳单质有三类同素异形体：依靠C—C非极性键可以形成正四面体骨架型金刚石（原子晶体）、层型（混合型晶体），也可以形成球型碳分子富勒烯C60（分子晶体）。 举例：Cl2分子中的Cl-Cl键属于非极性键 Ⅲ金属键：化学键的一种，主要在金属中存在。由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的吸引力组合而成。由于电子的自由运动，金属键没有固定的方向，因而是。金属键有金属的很多特性。例如一般金属的、沸点随金属键的强度而升高。其强弱通常与金属离子半径成逆相关，与金属内部成正相关。 3）化学反应本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。①①①①①①①②5①2．1）：由阳离子和阴离子构成的化合物。 大部分盐（包括所有铵盐），强碱，大部分金属氧化物，金属。 活泼的金属元素与活泼元素形成的化合物中不一定都是以离子键结合的，如 AICI3不是通过离子键结合的。非金属元素之间也可形成离子化合物，如铵盐都是离子化合物。 2）共价化合物：主要以共价键结合形成的化合物，叫做共价化合物。 ，酸，弱碱，少部分盐，非金属氢化物。 3）在离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。在共价化合物中一定不存在离子键。 3.几组概念的对比
化学反应与能量变化总结
化学反应与能量变化单元总结 一、“串联电池”两大题型的解题攻略 原电池和电解池统称为电池,将多个电池串联在一起,综合考查电化学知识是近年来高考命题的热点,该类题目能够考查考生对解题方法的掌握情况,需要考生具有缜密的思维能力及巧妙的数据处理能力。 这类题目对知识点的考查主要包括以下方面:电极名称的判断、电极反应式的书写、实验现象的描述、溶液中离子的移动、pH的变化、电解后电解质溶液的恢复及运用电子守恒处理相关数据等。正确判断电池种类和灵活运用整个电路中各个电池工作时各电极上转移电子数目相等是解决多池“串联”试题相关问题的关键。 二、“串联”类电池的解题流程 题型一:电解池与电解池的“串联”——有外接电源型 与电源负极相连的是阴极,根据“电解池串联时阴、阳极交替出现”原则正推电极,也可以通过装置中某极的变化、现象反推电极。 下图装置中a、b、c、d均为Pt电极。电解过程中,电极b和d上没有气体逸出,但质量均增大,且增重b>d。符合上述实验结果的盐溶液是( )。
选项X Y A MgSO4CuSO4 B AgNO3Pb(NO3)2 C FeSO4Al2(SO4)3 D CuSO4AgNO3 A项中当X为MgSO4时,b极上生成H2,电极质量不增加,错误;C项中,X为FeSO4,Y为Al2(SO4)3,b、d极上均产生气体,错误;D项中,b极上析出Cu,d极上析出Ag,其中d极质量大于b极质量,错误。 B 题型二:原电池与电解池的“串联”——无外接电源型 多个电池“串联”在一起,但没有外接直流电源,其中一个装置是原电池,装置中两个电极活泼性差异较大的装置为原电池,较活泼的作负极,其余均为电解池。 烧杯甲中盛有0.1 mol·L-1的H2SO4溶液,烧杯乙中盛有0.1 mol·L-1的CuCl2溶液(两种溶液均足量),装置如图所示,下列说法不正确 的是( )。 ．．． A.甲中Fe极质量减少,C极有气体产生
高二化学化学反应与能量的变化
高二化学化学反应与能量的变化 1．下列说法不准确的是 （ ） A ．任何化学反应都伴随有能量变化 B ．化学反应中的能量变化都表现为热量的变化 C ．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应 D ．反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生吸热反应 2．下列氧化反应属于吸热反应的是 （ ） A ．二氧化碳与赤热的炭反应生成一氧化碳 B ．葡萄糖在人体内氧化分解 C ．锌粒与稀H 2SO 4反应制取H 2 D ．Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 反应 3．下列说法准确的是 （ ） A ．热化学方程式中，化学式前面的化学计量数既可表示微粒数，又可表示物质的量。 B ．热化学方程式中，如果没有注明温度和压强，则表示在标准状况下测得的数据。 C ．书写热化学方程式时，不但要写明反应热的符号和数值，还要注明各物质的聚集状态。 D ．凡是化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应。 4．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热量数值最小的是（ ） A. 2A ( l ) + B ( l ) = 2C (g ) △H 1 B. 2A ( g ) + B ( g ) = 2C (g ) △H 2 C. 2A ( g ) + B ( g ) = 2C ( l ) △H 3 D. 2A ( l ) + B ( l ) = 2C ( l ) △H 4 5．下列热化学方程式中△H 代表燃烧热的是 A. CH 4 ( g ) + 3/2O 2 ( g ) = 2H 2O ( l ) + CO ( g ) △H 1 B. S ( s ) + 3/2O 2 ( g ) = SO 3 ( s ) △H 2 C. C 6H 12O 6 ( s ) + 6O 2 ( g ) = 6CO 2 (g) + 6H 2O ( l ) △H 3 D. 2CO ( g ) + O 2 ( g ) = 2CO 2 ( g ) △H 4 6．已知（l ）)g (O 2 1)g (H 22+ ＝H 2O （g ） △H 1＝a kJ·1mol - （2）)g (O )g (H 222+ ＝2H 2O （g ） △H 2＝b kJ·1mol - （3）)g (O 2 1 )g (H 22+＝H 2O （l ） △H 3＝c kJ·1mol - （4）)g (O )g (H 222+ ＝2H 2O （l ） △H 4＝d kJ·1mol - 下列关系式中准确的是 （ ） A ． a ＜c ＜0 B ．b ＞d ＞0 C ．2a ＝b ＜0 D ．2c ＝d ＞0 7．已知299 K 时，合成氨反应 N 2 (g ) + 3H 2 3 ( g ) △H = -92.0 kJ/mol ，将此温度下 的1 mol N 2 和3 mol H 2 放在一密闭容器中，在催化剂存有时实行反应，测得反应放出的热量为（忽 略能量损失） （ ） A ．一定大于92.0 kJ B. 一定等于92.0 kJ C. 一定小于92.0 kJ D. 不能确定 8．已知葡萄糖的燃烧热是 -2804 kJ/mol ，当它氧化生成1 g 液态水时放出的热量是 （ ） A. 26.0 kJ B. 51.9 kJ C. 155.8 kJ D. 467.3 kJ 9．下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是 （ ） ①燃烧时发生氧化反应 ②充分燃烧的产物不污染环境 ③乙醇是一种再生能源 ④燃烧时放出大量的热 A ．①②③ B ．①②④ C ．①③④ D ．②③④ 10．已知H —H 键能为436 KJ/mol ，H —N 键能为391KJ/mol ，根据化学方程式：N 2 + 3H 2 = 2NH 3 ΔH=—92.4 KJ/mol ，则 N≡N 键的键能是 ( ) A ．431 KJ/mol B ．946 KJ/mol C ．649 KJ/mol D ．869 KJ/mol 11．氢气是一种高效而没有污染的二级能源。它能够由自然界中大量存有的水来制取： 2H 2O ( g ) ＝ 2H 2 ( g ) + O 2 ( g ) △H = +517.6 kJ/mol 关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不．准确．． 的是 A. 构成水的氢气和氧气都是能够燃烧的物质，所以可研究在水不分解的情况下，使氢能成为 二级能源 B. 设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气 C. 寻找特殊化学物质，使水分解产生氢气，同时释放能量 D. 寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源以分解水制取氢气 12．燃烧a g 乙醇（液态），生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量为Q ，经测定，a g 乙醇与足量钠反应，能生成标准状况下的氢气5.6L,则乙醇燃烧的热化学方程式书写准确的是( ） A. C 2H 5OH(1)+3O 2(g)=2CO 2(g)+3H 2O(1) △H = -Q B. C 2H 5OH(1)+3O 2(g)=2CO 2(g)+3H 2O(1) △H = - Q / 2 C. 1/2 C 2H 5OH(1)+3/2O 2(g)=CO 2(g)+3/2H 2O(1) △H = -Q D. C 2H 5OH(1)+3O 2(g)=2CO 2(g)+3H 2O(1) △H = -2Q 13．已知下列两个热化学方程式2H 2(g)+O 2(g)=2H 2O(1) △H= -571.6KJ/mol C 3H 8(g)+5O 2(g)=3CO 2(g)+4H 2O(1) △H=-2220.0kJ/mol 实验测得，5mol 氢气和丙烷的混合气体完全燃烧时放热3847kJ ，则混合气体中氢气与丙烷的体积比是 （ ） A ．1：3 B ．3：1 C ．1：4 D ．1：1 14．在同温同压下,下列各组热化学方程式中, △H 1>△H 2的是 ( )
化学反应中能量变化的有关概念及计算
{{化学反应中能量变化的有关概念及计算}} 一、有关概念 化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化。探讨化学反应放热、吸热的本质时，要注意四点：①化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物的总能量是不同的，这是因为各物质所具有的能量是不同的（化学反应的实质就是旧化学键断裂和新化学键的生成，而旧化学键断裂所吸收的能量与新化学键所释放的能量不同导致发生了能量的变化）；②反应中能量守恒实质是生成新化学键所释放的能量大于旧化学键断裂的能量而转化成其他能量的形式释放出来； ⑴燃烧热：在101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。 ⑵中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热。 （3）反应热，通常是指：当一个化学反应在恒压以及不作非膨胀功的情况下发生后，若使生成物的温度回到反应物的起始温度，这时体系所放出或吸收的热量称为反应热。符号ΔH ，单位kJ/mol （4）如果反应物所具有的总能量高于生成的总能量，则在反应中会有一部分能量转变为热能的形式释放，这就是放热反应，反之则是吸热反应； （5）盖斯定律换句话说，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，而这可以看出，盖斯定律实际上是“内能和焓是状态函数”这一结论的进一步体现。利用这一定律可以从已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应。尽管盖斯定律出现在热力学第一定律提出前，但亦可通过热力学第一定律推导出。 由于热力学能（U）和焓（H）都是状态函数，所以ΔU和ΔH只与体系的始、末状态有关而与“历程”无关。 可见，对于恒容或恒压化学反应来说，只要反应物和产物的状态确定了，反应的热效应Qv或Qp也就确定了，反应是否有中间步骤或有无催化剂介入等均对Qv或Qp数值没有影响。 … 使用该定律要注意： 1、盖斯定律只适用于等温等压或等温等容过程，各步反应的温度应相同； 2、热效应与参与反应的各物质的本性、聚集状态、完成反应的物质数量，反应进行的方式、温度、压力等因素均有关，这就要求涉及的各个反应式必须是严格完整的热化学方程式。 3、各步反应均不做非体积功。 4、各个涉及的同一物质应具有相同的聚集状态。 5、化学反应的反应热(△H)只与反应体系的始态或终态有关,而与反应途径无关。 盖斯定律的本质：方程式按一定系数比加和时其反应热也按该系数比加和。 盖斯定律的意义：有些反应的反应热通过实验测定有困难，可以用盖斯定律间接计算出
高一化学反应与能量知识点总结
高一化学反应与能量知识点总结 一、在化学反应过程中，化学键的断裂需要吸收外界的能量，化学键的形成会向外界释放出能量，因此在化学反应中，参与反应的物质会伴随着能量的变化。 1、化学变化中能量变化的本质原因 ①当化学键键能越大，断开时所需的能量就越多，形成时所释放出的能量也越多。 ②化学反应中，反应物中的化学键（总键能E1）断裂时，吸收能量E1，在形成化学键变成生成物（总键能E2）时，放出能量E2。整个过程中，反应体系从外界吸收的能量为 ΔE=E1-E2 . 2、有的化学反应会吸收能量，有的化学反应会放出能量。 据图可知，一个化学反应是吸收能量 还是放出能量，决定于反应物总能量 与生成物总能量的相对大小。 3、任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也遵循能量守恒。反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应（化学能转化成热能）或吸热反应（热能转化成化学能）。 (E反：反应物具有的能量；E生：生成物具有的能量)： 4、放热反应和吸热反应 表现形式放热反应吸热反应 键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能 由1、2联系得键能越大，物质能量越低，越稳定；反之键能越小，物质能量越高，越不稳定， 图示
5、常见的放热反应和吸热反应 ☆常见的放热反应： ①所有的燃烧与缓慢氧化。②酸碱中和反应。③金属与酸反应制取氢气。 ④大多数化合反应（特殊：C＋CO2△ 2CO是吸热反应）。 注意：有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。某些常见的热效应：放热：①浓硫酸溶于水②NaOH溶于水③CaO溶于水，其中属于放热反应的是③ ☆常见的吸热反应：①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如： C(s)＋H2O(g)△ CO(g)＋H2(g)。 ②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。 [思考]一般说来，大多数化合反应是放热反应，大多数分解反应是吸热反应，放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热，这种说法对吗？试举例说明。 点拔：这种说法不对。如C＋O2＝CO2的反应是放热反应，但需要加热，只是反应开始后不再需要加热，反应放出的热量可以使反应继续下去。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但反应并不需要加热。 二、化学反应中化学能除了可以转化为热能，还可以转化为电能，因此，可以将化学反应用于电池中电能的生产源，由此制备将化学能转化为电能的装置------原电池。 1、原电池原理 （1）概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 （2）原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。（3）构成原电池的条件：①两种活泼性不同的电极 ②电解质溶液（做原电池的内电路，并参与反应） ③形成闭合回路 ④能自发地发生氧化还原反应 （4）电极名称及发生的反应： 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应， 电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应，
7989化学键化学反应与能量能力过关测试题
《化学键化学反应与能量》能力过关测试题 【试卷说明】既然是能力过关题，题目的难度也有所提高，但是绝对没有超过同学们在课堂上学习的深度，只是引导同学们在课本知识的基础上进一步深入思考。例如，学到干电池时，你是否考虑过把干电池中的所有成分分离开来？学到制Cl2时，你是否想过漂白粉的制备问题？这就是设计16、17题的缘由。关于反应的快慢和限度，教材中讲的较少，但是给你诸多数据，你能不能找出些规律性的东西来？这是学习化学反应速率和化学平衡知识，所必需的能力，看一下18、19两题吧。这就是新教材、新理念，学习基础知识，然后提高能力，要能发现问题，并能分析问题、解决问题。时间120min，满分100分。祝你考出优异成绩。 卷I（30分） 一、选择题（本题包括15小题，每题2分，共30分，每小题有1~2个选项符合题意）1．痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要的方法，AgNO3显现法就是其中的一种：人的手上有汗渍，用手动过白纸后，手指纹线就留在纸上。如果将溶液①小心地涂到纸上，溶液①中的溶质就跟汗渍中的物质②作用，生成物质③，物质③在光照下，分解出的银粒呈灰褐色，随着反应的进行，银粒逐渐增多，由棕色变成黑色的指纹线。用下列化学式表示这三种物质都正确的是（） A、①AgNO3②NaBr③AgBr B、①AgNO3②NaCl③AgCl C、①AgCl②AgNO3③NaCl D、①AgNO3②NaI③AgI 2．1999年度诺贝尔奖获得者AbmedH·ZeWapl，开创了“飞秒化学10－15S）的新领域，使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能，你认为该技术不能观察到的是 A、化学变化中反应物分子的分解 B、反应中原子的运动 C、化学变化中生成物分子的形成 D、原子核的内部结构 3．x、y均为短周期元素，且x为ⅠA族元素，y为VIA族元素。下列说法正确的是A．x的原子半径一定大于y的原子半径 B．由x、y形成的共价化合物中所有原子都满足最外层为8电子结构 C．x2y既可能是离子化合物，也可能是共价化合物 D．由x、y组成的化合物中，x、y的原子个数比不可能是1：1 4．等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀H2SO4，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列图表示产生H2的体积（V）与时间（t）的关系，其中正确的是： 5．在体积为VL的密闭容器中进行如下反应：mA+nB=pC+qD
《化学反应与能量的变化》教案
高中化学选修四第一章 第一节《化学反应与能量的变化》 [教学目标]： 1、使学生了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放或吸收 是以发生的物质为基础的，能量的多少决定于反应物和生成物的质量； 3、了解反应热和焓变的含义； 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。 [重点、难点]：1、化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写； 2、△H的“+”与“-”。 [教学过程]： [引入]能量是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源 之一（一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换）。所以，研究化 学反应中的能量变化，就显得极为重要。 引言:我们知道：一个化学反应过程中，除了生成了新物质外，还有 思考： （1）你所知道的化学反应中有哪些是放热反应？能作一个简单的总结吗？ 活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应 反应物具有的总能量 > 生成物具有的总能量 （2）你所知道的化学反应中有哪些是吸热反应？能作一个简单的总结吗？ 多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧碳生成一氧化碳反应物具有的总能量 < 生成物具有的总能量 [讲述]我们不仅要知道化学反应是吸热还是放热，还要会表示它。 [提问] 1、如何表示化学反应热？ 2、△H（焓变）所表示的意义？ 3、用△H（焓变）如何表示放热还是吸热呢？ 【查阅资料和课本讨论后口述】
△H（焓变）即化学反应过程中所吸收或放出的热量 △H（焓变）=反应物的总键能-生成物的总键能=生成物的总能量-应物的总能量单位：kJ/mol △ H（焓变）〉0表示吸热反应 H（焓变）〈0表示放热 【引导】现在大家看到的都是直观和表面的信息，有没有更深层次的信息？或者我们将得到的信息稍稍处理一下，能否得到更有价值的信息呢？ [板书]一、反应热焓变 1、概念：化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的 热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”。符号：ΔH，单位：kJ/mol 或 kJ?mol-1 2、反应热的表示方法： 反应热用ΔH表示，其实是从体系的角度分析的。 放热反应：体系环境，体系将能量释放给环境，体系的能量降低，因此，放热反应的ΔH＜0，为“－” 吸热反应：环境体系，体系吸收了环境的能量，体系的能量升高，因此， 吸热反应的ΔH＞0，为“＋” 化学变化过程中的能量变化见下图： 3、反应热与化学键键能的关系 能量 能量
化学反应中的能量关系
2009-2010学年第一学期无机化学期末考试试卷 班级:_____________学号:_____________姓名:_____________得分:_____________ (卷面共有38题,总分100分,各大题标有题量和总分,每小题标号后有小分) 一、是非题(25小题,共25分) [1分](1)氨的沸点是-33℃，可将100kPa、－20℃时的氨气看作理想气体。（）[1分](2)通常，高温低压下的真实气体可被看作理想气体。（）[1分](3)在相同温度和压力下，气体的物质的量与它的体积成反比。（）[1分](4)在理想气体状态方程式中，R为8.314J·mol-1·K-1。若体积的单位为m3，则压力的单位是kPa。（） [1分](5)在一定温度和压力下，混合气体中某组分的摩尔分数与体积分数不相等。（） [1分](6)含有N 2和H 2 的混合气体中，N 2 的分体积V(N2)=n(N2)RT/p(总)。（） [1分](7)气体膨胀或被压缩所做的体积功是状态函数。（） [1分](8)系统的焓变等于恒压反应热。（） [1分](9)由于CaCO 3 的分解是吸热的，故它的生成焓为负值。（） [1分](10)298.15K时由于Na+(g)+Cl-(g)→NaCl(s)的△ r Θ m H=-770.8kJ·mol-1，则 NaCl(s)的标准摩尔生成焓是-770.8kJ·mol-1。（）[1分](11)298K时石墨的标准摩尔生成焓为零。（） [1分](12)已知在某温度和标准态下，反应2KClO 3(s)→2KCl(s)+3O 2 (g)进行时，有 2.0molKClO 3分解，放出89.5kJ的热量，则在此温度下该反应的△ r Θ m H＝－ 89.5kJ·mol-1。（） [1分](13)物质的量增加的反应不一定是熵增加的反应。 （） [1分](14)△ r Θ m S为负值的反应均不能自发进行。（） [1分](15)298K时，C(石墨)+O 2(g)→CO 2 (g)的△ r Θ m S<Θ m S (CO2,g)。（）
化学反应与能量课件
第二章化学反应与能量 第一节化学能与热能 2.用化学方程式表示上述反应： Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O [ 步骤一：三组学生各取一套大小相同装置，分别做一个实验并记录实验现象和数据。 步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。 步骤三：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？ HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+KOH=KCl+H2O，H+ + OH- = H2O 由此可见，三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但是它们的反应本质相同，都是H+与OH-离子反应生成水的反应，属于中和反应，其离子方程式都是：H+ + OH- = H2O。所以，可提出推测，即中和反应都放热。由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等，则生成水的量也相等，故放出的热量也相等（在上述三个实验中，温度上升的幅度接近）。 形成概念──酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。
热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式，有些化学反应表现为向环境放出热量，有些化学反应表现出向环境吸热。 1化学反应在发生过程中是吸热还是放热，决定于E(反应物的总能量)与E(生成物的总能量)的相对大小 总结：物质的燃烧一般是化学能转化成热能；但也有些化学反应相反。 2.化学能与电能、光能也可以相互转化。 第二节化学能与电能 二、化学能直接转化为电能的原理与装置 1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。 2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。 3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。 4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。 Cu-Zn原电池实验： ① Cu、Zn分别插入稀硫酸中。② Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。③将Cu、Zn用导线连接起来。 ④在Cu、Zn导线之间接电流表。⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。 [板书] Zn片发生氧化反应， Zn：Zn －2e ＝Zn２－负极 H+在Cu片上发生还原反应，Cu：2H++ 2e ＝H2↑正极 师：很好，总的离子反应方程式： Zn 2+ + 2H+ ＝Zn2+＋ H2↑ 2. Zn-Zn与稀硫酸进行实验。 3. Cu-石墨与稀硫酸进行实验。（在短时间内，不考虑氧气的作用） 4. Zn-石墨与稀硫酸进行实验。 5. Fe-Zn与稀硫酸进行实验。 6. Cu-Zn与乙醇进行实验。 7. Cu-Zn与一个西红柿进行实验。 8. Cu-Zn与两个西红柿进行实验 上述实验及现象以表格对比的形式呈现出来。 ①两极材料不同的各种现象。 ②不同溶液的各种现象。 ③电极在同一容器和不同容器中的现象。