(共19张PPT)
化学反应和能量变化专题（二）
高中化学
学习任务与目标
1.通过具体实例的反应热计算与比较， 了解影响反应热的因素， 认识到化
学变化是有条件的， 并伴有能量变化， 能多角度、 动态的分析化学变化；
2.通过应用不同方式进行反应热的求算， 掌握盖斯定律， 提升从物质宏观
能量与微观化学键相结合的视角分析问题 、 解决问题的能力；
3.在反应热的求算与分析中， 体会化学变化带来的能量变化以及通过能量
变化调控化学变化的辩证关系， 了解变化与 能量对实际生活生产的影响， 提升社会责任感与绿色环保意识。
高中化学
影响反应热的因素
1. 与温度 、 压强有关（ 了解）
2. 与物质的状态有关
3. 与反应物的用量有关
4. 与反应条件（途径） 无关
—— 盖斯定律
反应热的计算
1. 利用热化学方程式求解
2.根据盖斯定律求算
3.根据燃烧热计算
4.根据键能计算
ΔH＝－ 110 kJ/mol， 6 g碳不完全燃烧时， 放出
1 mol C 1放2g热C1 热110 kJ
6 g C → 放热110 ÷2 = 55 kJ
1.根据热化学方程式计算
1- 1. 已知： C(s)＋ O2(g)===CO(g)，
的热量为 55 kJ。
高中化学
C(s)＋ O2(g)===CO(g) ΔH＝－ 110 kJ/mol
CO(g)＋ O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/mol
与这些碳完全燃烧相比， 损失的热量为 kJ。
2 mol
CO → CO2
CO
1 mol
2
3
1
3
→ CO2
283×1 = 283 kJ
1-2.在36 g碳不完全燃烧所得气体中， CO占
3 mol 3 mol C → CO →
高中化学
体积 。 且有：
体积， CO2 占
3 mol
283
2
3
1
3
现有H2 和CH4 的混合气体112 L（标准状况）， 使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(1)，
共放出热量 3 242.5 kJ， 则原混合气体中H2 和CH4 的物质的量之比是 2:3 。
n(H2)+n(CH4) = 5 mol
n(H2)×ΔH1＋n(CH4)×ΔH2=－3 242.5 kJ
ΔH1 =－285.8 kJ/mol
ΔH2=－ 890.3 kJ/mol
CH4(g) + 2O2(g) === CO2(g) +2H2O(1)
n(H2) = 2 mol
n(CH4) = 3 mol
112÷22.4 = 5 mol
高中化学
O2(g) === H2O(1)
1-3. 已知： H2(g) +
{
1
2
2.根据盖斯定律计算
2- 1.将TiO2 转化为TiCl4 是工业冶炼金属Ti的主要反应之 一 。 已知：
TiO2(s)＋2Cl2(g) === TiCl4(1)＋O2(g) H1 ＝＋140.5 kJ/mol
2CO(g) === 2C(s， 石墨)＋O2(g) H2 ＝＋221.0 kJ/mol
TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s， 石墨)===TiCl4(1)＋2CO(g)
H3 = H1 - H2 =＋140.5 －(＋221.0) = －80.5 kJ/mol
则反应 TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s， 石墨)===TiCl4(1)＋2CO(g) 的 H3 = －80.5 kJ/mol ① TiO2(s)＋2Cl2(g) === TiCl4(1)＋O2(g)
-② 2C(s， 石墨)＋O2(g) === 2CO(g)
高中化学
①
②
① C(s) + H2O (g) === CO(g) + H2(g)
② CH4 (g) + H2O(g) === CO(g) + 3H2 (g)
③ CO(g) + H2O(g) === CO2(g) + H2(g) 下列说法正确的是( )
C． 由① 、 ②计算反应CH4 (g) === C (s) + 2H2 (g) 的ΔH=－74.8 kJ/mol
D． 若知反应C (s) + CO2 (g) = 2CO (g) 的ΔH， 结合ΔH1 可计算出ΔH3
A . ①中反应物的总能量大于生成物的总能量
B . ②中使用适当催化剂， 可以使ΔH2 减小
ΔH1 = + 131.3 kJ/mol
ΔH2 = + 206. 1 kJ/mol ΔH3
2-2. H2 可作为清洁燃料， 通过以下反应均可获取H2。
ΔH＞0， 吸热， 生成物能量高
高中化学
③ 下
② CH4 (g) + H2O(g) === CO(g) + 3H2 (g)
-① CO(g) + H2(g) === C(s) + H2O (g)
2-2. H2 可作为清洁燃料， 通过以下反应均可获取H2。
① C(s) + H2O (g) === CO(g) + H2(g) ΔH1 = + 131.3 kJ/mol
② CH4 (g) + H2O(g) === CO(g) + 3H2 (g) ΔH2 = + 206. 1 kJ/mol
C． 由① 、 ②计算反应CH4 (g) === C (s) + 2H2 (g) 的ΔH=－74.8 kJ/mol
D． 若知反应C (s) + CO2 (g) = 2CO (g) 的ΔH， 结合ΔH1 可计算出ΔH3
CH4 (g) === C (s) + 2H2 (g)
H= H2 - H1 = ＋206. 1－(＋131.3) = ＋74.8 kJ/mol
ΔH＞0， 吸热， 生成物能量高
高中化学
A
B
① C(s) + H2O (g) === CO(g) + H2(g)
② CH4 (g) + H2O(g) === CO(g) + 3H2 (g)
③ CO(g) + H2O(g) === CO2(g) + H2(g) 下列说法正确的是( )
C． 由① 、 ②计算反应CH4 (g) === C (s) + 2H2 (g) 的ΔH=－74.8 kJ/mol
D． 若知反应C (s) + CO2 (g) = 2CO (g) 的ΔH， 结合ΔH1 可计算出ΔH3
A . ①中反应物的总能量大于生成物的总能量 ×
B . ②中使用适当催化剂， 可以使ΔH2 减小 ×
ΔH1 = + 131.3 kJ/mol
ΔH2 = + 206. 1 kJ/mol ΔH3
2-2. H2 可作为清洁燃料， 通过以下反应均可获取H2。
ΔH＞0， 吸热， 生成物能量高
高中化学
×
③ CO(g) + H2O(g) === CO2(g) + H2(g) ΔH3
① C(s) + H2O (g) === CO(g) + H2(g)
-④ 2CO (g) === C (s) + CO2 (g)
2-2. H2 可作为清洁燃料， 通过以下反应均可获取H2。
① C(s) + H2O (g) === CO(g) + H2(g) ΔH1 = + 131.3 kJ/mol
② CH4 (g) + H2O(g) === CO(g) + 3H2 (g) ΔH2 = + 206. 1 kJ/mol
D． 若知反应C (s) + CO2 (g) === 2CO (g) 的ΔH， 结合ΔH1 可计算出ΔH3
④
③ CO(g) + H2O(g) === CO2(g) + H2(g)
ΔH＞0， 吸热， 生成物能量高
高中化学
2-2. H2 可作为清洁燃料， 通过以下反应均可获取H2。
① C(s) + H2O (g) === CO(g) + H2(g) ΔH1 = + 131.3 kJ/mol
② CH4 (g) + H2O(g) === CO(g) + 3H2 (g) ΔH2 = + 206. 1 kJ/mol ③ CO(g) + H2O(g) === CO2(g) + H2(g) ΔH3
下列说法正确的是( D )
A . ①中反应物的总能量大于生成物的总能量 ×
B . ②中使用适当催化剂， 可以使ΔH2 减小 ×
C． 由① 、 ②计算反应CH4 (g) === C (s) + 2H2 (g) 的ΔH=－74.8 kJ/mol
D． 若知反应C (s) + CO2 (g) = 2CO (g) 的ΔH， 结合ΔH1 可计算出ΔH3
ΔH＞0， 吸热， 生成物能量高
高中化学
×
V
高中化学
3.根据燃烧热数值计算
3- 1. 已知葡萄糖的燃烧热是2 804 kJ/mol， 当它氧化生成1 g水时放出的热量是( A )
A. 26.0 kJ B. 51.9 kJ C. 155.8 kJ D. 467.3 kJ
燃烧热： 101 kPa时， 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。
C6H12O6(葡萄糖) (s)＋ 6O2(g) === 6CO2 (g)＋ 6H2O(l) ΔH= －2 804 kJ/mol
6×18=108
生成1 g水时放出的热量： 2 804÷108 ≈ 26.0 kJ
g
138+
高中化学
4.利用键能计算
4- 1. 中国研究人员研制出 一种新型复合光催化剂， 利用太阳光在催化剂表面实现高效
分解水， 其主要过程如下图所示。
若反应过程中分解了2 mol水， 则下列说法不正确的是（ D ）
A． 总反应为2H2O 2H2 ↑+O2 ↑ B． 过程I吸收了926 kJ能量
C． 过程II放出了574 kJ能量 D． 过程Ⅲ属于放热反应
化学键 H2O中 H—O键 O2 中 O ＝O 键 H2 中 H—H键 H2O2 中 O—O键
H2O2 中 O—H键
键能kJ/mol 463 496 436 138
463
吸热： 2×463=926 kJ
放热： 436 kJ
926＞436
吸热过程
吸热：
463×2 = 926 kJ
已知： 几种物质中化学键的键能
如下表所示。
高中化学
4-2.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形
成时放出的能量不同引起的。
如图为N2（ g ） 和O2（ g ） 反应生成NO（ g ） 过程中的能量变化，
（ 1 ） 1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应的能量变化为吸 热 180 kJ
（2 ） 1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量 小 于 2 mol NO(g)具有的总能量
断键吸热： 946＋498= 1 444 kJ
成键放热： 2×632= 1 264 kJ
总过程吸热： 1 444－ 1 264= 180 kJ
（2 ） 1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量 小 于 2 mol NO(g)具有的总能量
（3 ） 写出上述化学反应的热化学方程式N2(g) ＋O2(g) === 2NO(g)， ΔH＝ － 180 kJ/mol
（4 ） 画出上述变化的能量-反应进程图。
断键吸热： 946＋498= 1 444 kJ
成键放热： 2×632= 1 264 kJ
总过程吸热： 1 444－ 1 264= 180 kJ
吸 热 180 kJ
（ 1 ） 1 mol N2(g)和1 mol O2(g)反应的能量变化为
高中化学
2H2 S(g)＋3O2(g) === 2SO2(g)＋2H2O(l)
2H2 S(g)＋O2(g) === 2S(s)＋2H2O(l)
2H2 S(g)＋O2(g) === 2S(s)＋2H2O(g)
判断Q1 、 Q2 、 Q3 三者关系正确的是( A
A.Q1＞Q2＞Q3 B.Q1＞Q3＞Q2
C.Q3＞Q2＞Q1 D.Q2＞Q1＞Q3
2H2 S(g)＋O2(g) Q2＞Q3
放 热Q3
2S(s)＋2H2O(g)
2S(s)＋2H2O(l)
高中化学
5.反应热大小比较
5- 1.根据以下三个热化学方程式：
ΔH＝－Q1 kJ/mol
ΔH＝－Q2 kJ/mol ΔH＝－Q3 kJ/mol
燃烧放热Q1
放热Q2
H2 S(g)
燃烧
→
SO2(g)
2S(s)
放热
Q2
→
)
CH3COOH的醋酸溶液与含1 mol NaOH的溶液混合， 放出的热量小于57.3 kJ V
B． 等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧， 后者放出热量多 ×
C． 由C(石墨)=== C(金刚石) ΔH=＋1.9 kJ/mol， 可知， 金刚石比石墨稳定 ×
D． 已知2C(s) +2O2(g) === 2CO2(g) ΔH= a kJ/mol，
2C(s) +O2(g) === 2CO(g) ΔH= b kJ/mol， 则a＞b ×
燃烧
C(s) → CO(g) 放→热 CO2(g)
5-2. 下列说法或表示正确的是（ A ）
A． 在稀溶液中， H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=－57.3 kJ/mol
弱酸电离吸热
, 若将含1 mol
高中化学
感谢同学们的收看， 祝同学们学习进步！
高中化学(共19张PPT)
化学反应与能量变化专题（一）
高中化学
学习任务与目标
1.通过分析解化学变化中的能量变化， 知道常见的吸热反应和放热反应，
并能辨析化学变化的热效应与反应历程的关系；
2.通过化学变化过程中各物质（包括过渡态） 能量的高低， 能从宏观上
上理解能量与反应历程图， 从微观上理解化学键的形成断裂与能量的 关系；
3.通过使用规范的化学语言表达化学变化中的能量变化， 体会化学反应
中能量的变化在生产生活中的应用。
燃烧及缓慢氧化
酸碱中和
活泼金属＋酸/水
铝热反应
大多数化合反应
大多数分解反应
Ba(OH)2 · 8H2O + 铵盐
C+CO2 C+H2O
注意：
吸热反应≠持续加热
注意：
放热反应≠不需要加热
一、 常见的吸热、放热反应
高中化学
常见的吸热反应
常见的放热反应
⑨ 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应
⑩ 铝粉与二氧化锰混合在高温下的铝热反应
⑥ 食物腐败
⑧ 氢氧化镁与盐酸反应
⑤ H2在Cl2 中燃烧
⑦ 生石灰与CO2化合
1- 1.下列变化过程 ，属于放热反应的是
高中化学
② 酸碱中和反应
②⑤⑥⑦⑩
放热反应 一 定不需要加热吗？
⑤ H2在Cl2 中燃烧
⑦ 生石灰与CO2化合
1-1.下列变化过程 ，属于放热反应的是 ②⑤⑥⑦⑩
⑥ 食物腐败
⑧ 氢氧化镁与盐酸反应
高中化学
② 酸碱中和反应
⑤ H2在Cl2 中燃烧
⑦ 生石灰与CO2化合
CaO + CO2 === CaCO3
碳酸钙高温分解是放热还是吸热呢？
CaCO3 CaO + CO2
1-1.下列变化过程 ，属于放热反应的是 ②⑤⑥⑦⑩
② 酸碱中和反应
⑥ 食物腐败
⑧ 氢氧化镁与盐酸反应
哪组物质的能量高？A.CaO + CO2 B.CaCO3
高中化学
反应物
放出热量 ΔH<
高中化学
二、能量图识别与绘制 能量守恒（宏观）
放热反应
吸热反应
吸收热量
反应物
生成物
能量
能量
ΔH>
0
0
A． 反应的ΔH＜0 √
B． 过程b使用了催化剂 √
C. a 与b相比，b的反应速率更快 √
D． 使用催化剂可以提高SO2 的平衡转化率 ×
E． 过程b发生两步反应， 第 一 步为吸热反应 √
F. 催化剂改变了反应的路径 √
G. 催化剂改变了反应的能量变化 ×
2-1.已知： 2SO2 (g) + O2 (g) 、 2SO3 (g) ΔH ，不同条件下反应过程能量变
化如图所示。 判断下列说法的正误：
高中化学
中间产物
ΔH
1 mol CO2(g)＋ 3 mol H2(g)
ΔH=﹣ 50 kJ/mol
1 mol CH3OH(g) ＋ 1 mol H2O(g)
反应进程
以CO2 (g)和H2 (g)为原料合成甲醇 ，反应的能量变化如下图所示。
补全上图： 图中A处应填入 。
高中化学
2-3. 甲醇的合成：
CO2(g)＋ 3H2(g) === CH3OH(g)＋H2O(g)
能 量
H H H
436 kJ/m ol +
Cl C l ( 吸收能量) Cl
243kJ/m ol 结
H Cl
431 kJ/m ol
化学反应的实质:
旧化学键断裂和新化学键形成
化学反应中能量变化的原因:
化学键断裂所吸收和形成所释放的能量差
H2 + Cl2 2HCl H 出
C l
(放
吸收能量 > 放出能量
↑
吸收能量 < 放出能量
↑
高中化学
成键
放出能量
三、微观图
吸热反应
断键
吸收能量
放热反应
假想
中间态
旧分子
J 拆开
新分子
能量)
决定
合
Cl
+
H
高中化学
3-1.某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行NO的分解。
若用 ● ●0 00 分别表示N2 、NO 、 O2 和固体催化剂，
在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。
从吸附到解吸的过程中， 能量状态最高的是 B (填字母序号)。
成键 放热
断键 吸热
A． 过程①中钛氧键断裂会释放能量 ×
B． 该反应中， 光能和热能转化为化学能。√
C． 使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，
从而提高化学反应速率 。 X
收C2O×分1 9 =应3 的19 k化J能学量方程式为 ΔH= + 556 kJ/mol 2CO2(g) === 2CO(g) + O2(g) ΔH= + 30 kJ/mol ×
E. 该反应中产物 556÷2=278 kJ 496 = 2 640 kJ能量
F. 分解 1 mol CO2 吸收 30 kJ能量 。 ×
G. 断开 1 mol O=O键放出 496 kJ能量 。
高中化学
3-2.以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，
该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如下图所示。 判断正误：
高中化学
3-3.CO2和CH4催化重整可制备合成气 ， 对减缓燃料危机具有重要的意义，
CO2 + CH4 === 2H2＋2CO
合成气
下列说法不正确的是 C
A． 合成气的主要成分为CO和H2 √
B . ①→②既有碳氧键的断裂，
又有碳氧键的形成 √
C . ①→②吸收能量 ×
D．Ni在该反应中做催化剂 √
CO2 2H2
其反应历程示意图如下：
CH4
CO
放热“﹣ ” 吸热“﹢ ” 单位 kJ/mol
数值与化学计量数相关
H2(g)+I2(g) a 2HI(g) ， ΔH=－14.9 kJ/mol
101kP
200℃
四、热化学方程式的书写
200 ℃ , 101 kPa时
标明温度和压强，
不标则默认为常温常压（ 25 ℃ , 101 kPa）
标明物质聚集状态：
固-s/液-l/气-g/溶液-aq
高中化学
物质变化
能量变化
高中化学
1.根据事实书写热化学方程式
4-1.CO+H2的混合气体又称 “合成气” ，在合成有机物中应用广泛。 工业上常采用
天然气与水蒸气或二氧化碳反应等方法来制取合成气。
已知在 一 定条件下， 0.25 mol 气态CH4 与水蒸气完全反应制备“ 合成气 ” 时吸收
51.5 kJ 的热量， 请写出该反应的热化学方程式
CH4(g) + H2O(g) === CO(g) + 3H2(g) ΔH= +206 kJ/mol
。
51.5 ÷0.25 = 206 kJ
NO(g) + O3(g) === NO2(g) + O2(g) ΔH=－200.9 kJ/mol ①
2NO((gg)) O2(g)=== N ) ΔH==－5 1.26k4J / lol ②2×②
NO被O3 氧化的总反应是化合反应， 该反应的热化学方程式为 。
NO(g) + O3(g) === NO2(g) ΔH=－317.3 kJ/mol
高中化学
2.根据能量变化图书写热化学方程式
4-2.NO与O3反应过程的能量变化如下：
高中化学
4-3.半水煤气是工业合成氨的原料气 ， 其主要成分为H2、 CO、 CO2、 N2和H2O(g)。
半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。
①CO变换反应的热化学方程式是
CO(g)+ H2O(g) === CO(g。) + H2(g) ΔH=－36 kJ/mol
步骤I， CO变换反应的能量变化如下图所示：
3.判断热化学方程式的正误
4-4.判断下列热化学方程式书写是否正确 (注 ：焓变数据均正确)
（ 1 ） 2SO2＋O2 = 2SO3 × ΔH＝－ 196.6 kJ/mol
（2 ） H2(g)＋ O2(g)===H2O(l) ΔH＝－ 285.8 kJ/mol
（3 ） 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－ 571.6 kJ×
（4 ） C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝＋393.5 kJ/mol
感谢同学们的收看，
祝同学们学习进步！
高中化学
