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1、 第第1717讲讲 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化 考点1 能量变化图与反应热 续表 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： _； 例1 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变 化如图所示，已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g) 的DH=-99 kJmol-1。 请回答下列问题： (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？_。 反应物能量生成物能量 无 降低 因为催化剂改变了反应的历程，使活化能E降低 (2)图中DH=_kJmol-1； (3)V2O5的催化循环机理可能为：
2、V2O5氧化SO2时， 自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧 气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式 _； (4)如果反应速率v(SO2)为0.05molL-1min-1，则 v(O2)=_molL-1min-1、v(SO3)=_ molL-1 min-1 -198 4VO2+O2=2V2O5SO2+V2O5=SO3+2VO2 0.050.025 (5)已知单质硫的燃烧热为 296 kJmol-1，计算由 S(s)生成3molSO3(g)的DH _ _ _ _(要求计算过程) 。 S(s)+O2(g)=SO2(g) DH1=-296 kJmol-1 SO2(g)+1/2O2(g)=SO
3、3(g) DH2=-99 kJmol-1 3S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g) DH=3(DH1+DH2)=-1185 kJmol-1 考点2 键能与反应热 1键能：通常人们把拆开(或生成)1 mol某化学 键所吸收(或放出)的能量看成该化学键的键能 。键能常用E表示，单位是kJ/mol。 2用键能计算反应热的方法：DH=E(反应物 )-E(生成物)，即反应热等于反应物的键能总 和跟生成物的键能总和之差。上述计算中，键 能都用正值。 例2 已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量 121 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸 收热量496 kJ，水蒸气中1 mol HO键形
4、成时放 出热量463 kJ，则氢气中1 mol HH键断裂时吸 收热量为( ) A920 kJ B557 kJ C436 kJ D188 kJ C 【解析】 本题考查了反应热(焓变)的计算方 法。由题意可得： 考点3 热化学方程式的书写 书写热化学方程式时应注意的问题 1热化学方程式中，沉淀和气体不用标和。 2反应热符号用DH表示，写在方程式的右边，放热 用“”，吸热用“+”。(DH与方程式间用空格) 3反应式中各物质化学式前的化学计量数指实际参 加反应的物质的量，可以是整数也可以是分数。如果 化学计量数加倍，则DH也要加倍。 4可逆反应中的DH指的是正向完全进行时的焓变。 有机物参加的化学反
5、应通常用等号而不用箭头符号。 5对于可逆反应，正反应和逆反应的反应热数值相 等，符号相反。 例3 完成下列热反应方程式： (1)已知16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量 ，该反应的热化学方程式是： _。 (2)SiCl4液体经精馏提纯后与过量H2在1100 1200反应制得纯硅。已知1 mol H2与SiCl4气体 完全反应吸收的热量为120.2 kJ，写出该反应的 热化学方程式： _ _。 2H2(g)+SiCl4(g)=Si(s)+4HCl(g) DH=+240.4 kJmol-1 S(s)+O2(g)=SO2(g) DH=-296.8 kJmol-1 (3)右图是某温度下，N2
6、与H2反应过程中能量变化 的曲线图。该反应的热化学方程式为： _。 a、b两条曲线产生区别的原因很可能是 _。a未使用催化剂，b使用了催化剂 N2(g)+3H2(g) 2NH4(g) DH=-92 kJmol-1 活化能、键能与实验测定反应热三者的区别？ 活化能是指化学反应中，由反应物分子到达活 化分子所需的最小能量。活化能正是分子状态，不 可理解为断键。键能是普通分子吸收能量至中性分 子所需能量，化学键要断裂。实验测定的反应热还 包括体积分子部分实验因素，所以与由键能算出来 的数据又有区别。 1.(2011海南卷)某反应的DH=+100 kJmol-1，下列有 关该反应的叙述正确的是( )
7、A正反应活化能小于100 kJmol-1 B逆反应活化能一定小于100 kJmol-1 C正反应活化能不小于100 kJmol-1 D正反应活化能比逆反应活化能大100 kJmol-1 D 【解析】 可以先画出反应的能量和反应进程 的关系图，然后据图分析即可。 该反应为吸热反应，反应物的能量之和小于 生成物的能量之和，由图可知正反应的活化能 E1100 kJmol-1，而逆反应活化能E2不确定，正 反应的活化能和逆反应的活化能差值即为反应 热DH=+100kJmol-1。 【解析】 根据DH=反应物的键能之和-生成物 的键能之和进行计算。DH=280kJ/mol+3160 kJ/mol -63
8、30kJ/mol=-1220 kJ/mol，由此可知B项正确。 2.(2011重庆卷)SF6是一种优良的绝缘气体，分子 结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气 态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键 需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ，则 S(s)+3F2(g)= SF6(g)的反应热DH为( ) A-1780 kJ/mol B-1220 kJ/mol C-450 kJ/mol D+430 kJ/mol B 3.(2012重庆卷)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有 关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1mol化 学键所需的能量(kJ)：NN为9
9、42、O=O为500、N N为154，则断裂1molNH键所需的能量(kJ)是( ) A194 B391 C516 D658 B 【解析】由图知N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H534kJ/mol，可设断裂1molNH键所需能 量为xkJ，154kJ4xkJ500kJ2752kJ534kJ 可求得x391，故选B。 4. 红磷(P)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程 和能量的关系如下图所示，图中的DH表示生成1 mol 产物的数据。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，该分解 反应是可逆反应。下列说法正确的是( ) A其他条件不变，升高温度有利于PCl5的生成
10、 B反应2P(s)+5Cl2(g)=2PCl5(g)对应的反应热； DH=-798 kJ/mol CP和Cl2反应生成 PCl3的热化学方程式为 2P(s)+3Cl2(g)=2PCl3(g) DH=-306 kJ/mol D其他条件不变，对于PCl5分解生成PCl3和Cl2的反 应，增大压强，PCl5的转化率减小，平衡常数K减小 4. 红磷(P)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程 和能量的关系如下图所示，图中的DH表示生成1 mol 产物的数据。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，该分解 反应是可逆反应。下列说法正确的是( )B 【解析】 由图可知，P和Cl2反应生成 PCl5
11、的热化学方程式是 P(s)+5/2Cl2(g)=PCl5(g) DH=-399 kJ/mol， 则B项正确；图中的DH表示生成1 mol产物的 数据，C项错误 ；温度不变，平衡常数不变 ，故D项错误 。 5. 已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol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( ) A2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) DH=-4b kJ/mol BC2H2(g)+5/2O2(g)=2CO2(g)+H2O(l) DH=2b kJ/mol C2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) DH=-2
12、b kJ/mol D2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) DH=b kJ/mol A 6.氯原子对O3分解有催化作用：O3Cl=ClOO2 H1；ClOO=ClO2 H2，大气臭氧层的分 解反应是：OO3=2O2 H，该反应的能量变化 示意图如下： 6.氯原子对O3分解有催化作用：O3Cl=ClOO2 H1；ClOO=ClO2 H2，大气臭氧层的分 解反应是：OO3=2O2 H，该反应的能量变化 示意图如下： 下列叙述中，正确的是( ) A反应O3O=2O2的HE1E3 B反应O3O=2O2的HE2E3 CO3O=2O2是吸热反应 DHH1H2 D 【解析】 本题考查的是有关化学反应中 能量的变化关系。从能量关系图来看，DH=E3 -E2，故A、B项错；从图中还可以看出反应 物的总能量大于生成物的总能量，因此该反 应是一个放热反应，故C项错。