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专题6 化学反应与能量转化
第二单元 化学反应中的热
化学　
2
1、了解常见的放热反应和吸热反应
2、掌握热化学方程式的含义和热化学方程式的书写。
3、从宏观和微观的角度了解化学反应中能量变化的原因，认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的本质原因。
实例 镁条 燃烧 石油气 燃烧 原电池 放电 闪电时产生氮氧化物 高温冶 炼铁 光合
作用
能量转 化形式
1、化学反应必然伴随着能量的变化，请指出下列能量转化的形式
阅读教材P10~11，回答下列问题。
2、化学反应中的能量变化的形式多种多样，其中主要表现形式是热量变化。根据化学反应中的热量变化，可以把化学反应分为哪些类型？请写出相应的定义。
化学能→光能、热能
化学能→光能、热能
化学能→电能
电能→
化学能
热能→化学能
光能→化学能
吸热反应：把吸收热的反应称为吸热反应。
放热反应：把放出热的反应称为放热反应。
天然气的主要成分为甲烷(CH4)，燃烧时产生蓝色火焰，产物主要是水及二氧化碳。
CH4+2O2 CO2+2H2O
燃烧反应是放热反应
提出问题
你能说出常见放热反应有哪些类型吗？
“暖宝宝”中含有铁粉、活性炭、水、氯化钠等物质，遇空气发生反应的化学方程式：
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3
大多数化合反应是放热反应
提出问题
你能说出常见放热反应有哪些类型吗？
金属与水（或酸）反应是放热反应
钠与水反应
镁与稀盐酸反应
提出问题
你能说出常见放热反应有哪些类型吗？
NaOH溶液与稀盐酸反应
酸碱中和反应是放热反应
提出问题
你能说出常见放热反应有哪些类型吗？
Fe2O3+2Al 2Fe+Al2O3
铝热反应：铝粉和某些金属氧化物反应获得金属单质的反应。
铝热反应是放热反应
提出问题
你能说出常见放热反应有哪些类型吗？
酸碱中和反应
金属与水（或酸）的反应
燃烧反应
大多数的化合反应
物质的缓慢氧化
铝热反应
放热反应
Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是吸热反应
提出问题
你能说出常见吸热反应有哪些类型吗？
大多数的分解反应
吸热反应
Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl=BaCI2+10H2O+2NH3↑
CO2+C 2CO
C+H2O(g) CO+H2
放热反应：①所有的燃烧反应，②大多数化合反应，③金属与酸或水的反应，④酸碱中和反应，⑤铝热反应，⑥缓慢氧化反应。
吸热反应： ① Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl，②C与H2O(g)、C与CO2，③大多数分解反应，④N2与O2，⑤稀盐酸与NaHCO3。
一、放热反应与吸热反应
1、定义：
放热反应：放出热量的化学反应。
吸热反应：吸收热量的化学反应。
2、判断：
2H2O
2200℃
2H2 + O2
物质中的原子（或离子）之间是通过化学键相结合的。当发生化学反应时，破坏旧化学键需要吸收能量，而形成新化学键需要释放能量。因此，在化学反应中，不仅有新物质生成，而且伴随着能量变化。
提出问题
化学反应中为什么会有能量变化？
化学反应中的热量变化，从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键生成放出的热量的差值。如下图所示：
a：旧化学键断裂吸收的热量
b：新化学键生成放出的热量
c：化学反应中所释放的热量
一、从微观角度解释
能量变化的本质
根据能量守恒定律，分析下图，完成相关填空。
反应物总能量 生成物总能量 反应物总能量 生成物总能量
该反应属于： 。 该反应属于： 。
正反应为放热反应，则逆反应必为 (填“吸热”或“放热”)反应。
放热反应
吸热反应
>
<
吸热
二、从宏观角度解释
1、根据你的理解，判断下列说法正确的是 。
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．任何放热反应在常温条件下一定能发生
C．反应物和生成物具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热
D．吸热反应在一定条件下（如常温、加热等）也能发生
E．X+Y=M+N为放热反应，则 X的能量一定高于M
解析：
化学反应中的热量变化只与反应物和生成物的总能量有关，与反应条件无关。故A、B错误，C、D正确。
放热反应：反应物总能量>生成物总能量，吸热反应：反应物总能量<生成物总能量。故E错误。
C、D
2．已知反应A+B=C+D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的( )
A．A的能量一定高于C
B．A和B的总能量一定高于C和D的总能量
C．B的能量一定高于D
D．该反应为放热反应，故不必加热就可发生
3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（ ）
A．碳酸钙受热分解 B．酒精燃烧
C．氢氧化钠与盐酸反应 D．氧化钙溶于水
4．下列化学反应既属于吸热反应又属于氧化还原反应的是( )
A．生石灰溶于水 B．焦炭与水蒸气的反应
C．镁与稀盐酸反应 D．氢氧化钡与氯化铵晶体混合
B
A
B
5．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。下列说法错误的是（ ）
A．放热反应有时也需要加热才能进行
B．断裂化学键时吸收的能量小于形成化学键时放出的能量
C．该反应为放热反应
D．生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量
D
6、下列过程吸收热量的是（ ）
A．硝酸铵和适量的水混合 B．氧化钙和适量的水混合
C．稀盐酸与金属镁反应 D．汽油在空气中燃烧
A
解析：
溶解时放热：H2SO4、NaOH；
溶解时吸热：NH4NO3。
仔细观察下列热化学反应方程式与化学方程式，回答相关问题。
点燃
高温
化学方程式：2H2+O2===2H2O，CaCO3 === CaO + CO2↑
热化学方程式：
⑴2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=－571.6 kJ mol－1
⑵2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=－483.6 kJ mol－1
⑶H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=－285.8 kJ mol－1
⑷CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) △H= +178.5KJ/mol
请问：①化学方程式与热化学方程式有哪些不同之处？
②字母s、l、g的含义？
③△H的含义？其“+”、“—”代表什么意思？
④反应⑴、⑵、⑶均为H2与O2反应的热化学方程式，为什么△H的数值各不相同？△H的数值与哪些因素有关？
⑤热化学方程式中的系数具有何种含义？是表示分子个数吗？
⑥请用文字叙述反应⑷。
3、书写热化学方程式的方法
①书写化学方程式。反应条件、↑、↓等不用标，但需标明反应物、生成物的聚集状态(s、l、g)及温度和压强(不注明的通常指101kPa和25℃)。
②计算反应热。用△H表示(吸热为正，放热为负)，单位为kJ/mol。
③化学计量数表示该物质的物质的量。化学计量数或物质状态不同， △H的值也不同。
热化学方程式
1、定义：表明反应所放出或吸收的热量多少的化学方程式称为热化学方程式。
2、反应热或焓变：在化学反应中放出或吸收的热量，符号：△H，单位：kJ/mol
△H>0（吸热反应） △H<0（放热反应）
1、试着书写下列反应的热化学方程式。
⑴1 mol 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和气态水时放出801.6kJ热量。
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2 H2O(g) △H=－801.6kJ/mol
⑵1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量。
1 mol 硫粉在氧气中充分燃烧放出热量为：
32g × 9.36 kJ /g = 299.52 kJ
S (s) + O2(g) = SO2(g) H= – 299.52kJ /mol
阅读教材P12“拓展视野” ，完成下列问题。
△H = 反应物总键能 — 生成物总键能
= 679.1kJ/mol-863.6kJ/mol = -184.5kJ/mol
H—H + Cl—Cl = 2 H—Cl
反应物总键能：436.4kJ /mol + 242.7kJ/mol（吸收）
生成物总键能：2×431.8kJ/mol（放出）
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) △H= -184.5kJ/mol
【学以致用】已知：H—H、N≡N、N—H的键能分别为436.4kJ/mol、941.7kJ/mol、391kJ/mol，试写出氢气与氮气反应生成氨气的热化学方程式。
3H2(g) + N2(g) = 2NH3(g) △H=-95.1kJ/mol
阅读教材第13～17页，回答下列问题。
1、为什么质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出的热量不相等？
2、为了解决燃料燃烧中存在的问题，化学工作者做出了哪些方面的努力？
3、氢气是理想的“绿色”能源，你能说说它有哪些优点吗？
4、氢能有着广阔的应用前景，制氢和储氢却限制了氢能的应用，你能说说目前有哪些制氢和储氢的方法？
能源的开发与综合利用
1．C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)；△H = +131.3 KJ/mol。它表示( )
A．碳与水反应吸收131.3 KJ的热量
B．1mol固态炭与1mol水蒸气反应产生一氧化碳和氢气，吸收131.3 KJ的热量
C．1mol碳和1mol水反应吸收131.3 KJ的热量
D．固态碳和气态水各1mol反应，放出131.3 KJ的热量
B
2．1gH2燃烧生成液态水，放出142.9kJ热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（ ）
A．2H2(g)+O2(g)=2H2O（1） △H= - 142.9 kJ mol-1
B．2H2(g)+O2(g)=2H2O（1） △H= - 571.6kJ/mol
C．H2(g)+1/2O2(g)=H2O（1） △H= + 285.8 kJ mol-1
D．2H2(g)+O2(g)=2H2O（1） △H= + 571.6 kJ mol-1
B
3、下列热化学方程式书写正确的是( )
A、2SO2 + O2 = 2SO3 △H=－ 196.6 kJ/mol
B、H2(g) + 1/2O2(g) = H2O (g) △H=－ 241.8 kJ
C、2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H=－ 571.6 kJ/mol
D、C(s) + O2(g) =CO2(g) △H= + 393.5 kJ/mol
C
4、已知1molC2H2完全燃烧生成CO2(g)和液态水放出1299.6kJ的热量。请写出乙炔燃烧的热化学方程式，
5、已知1 g CO完全燃烧生成CO2放出10.1kJ的热量。请写出CO燃烧的热化学方程式，
2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2 (g) +2H2O (l) △H=－ 2599.2 kJ/mol
2CO(g) + O2(g) =2CO2(g) △H= - 565.6 kJ/mol
6、已知1mol葡萄糖在人体中完全氧化生成CO2(g)和液态水放出2800kJ的热量。请写出葡萄糖燃烧的热化学方程式，并计算90g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。
C6H12O6(s) +6O2(g) = 6H2O(l) + 6CO2(g) △H= —2800kJ/mol

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