化学反应中的能量变化

　　化学反应中的能量变化实质上是在化学变化中，反应物分子转变为生成物分子，各原子间的结合方式发生了改变。旧键的断裂吸热，新键的生成放热。化学反应中的能量变化就来源于此。本部分内容在高考题中主要体现对概念的考查，如热化学方程式的书写，判断；反应热的简单计算考查等。现就此考点归纳如下。
　　一、热化学方程式的书写
　　书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外，还应注意几个方面。
　　（1）反应热与反应物和生成物所呈现的聚集状态有关，在热化学方程式中必须标明各物质的状态（g、l、s、aq）；
　　（2）反应热与反应温度和压强有关，中学所用ΔH一般是指101KPa和25℃因此不特别指明。但需注明ΔH的“+”与“-”，放在方程式的右边，“+”表示吸热，“-”表示放热。
　　（3）ΔH的单位kJ•mol-1是指热化学方程式中化学计量数在计量反应热时是以“mol”为单位的，并不一定是指1mol物质。所以热化学方程式中各物质化学式前的计量数可用整数或分数表示，且ΔH与化学计量数成比例。同一反应，化学计量数不同，ΔH也不同。
　　（4）当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
　　（5）书写燃烧热的热化学方程式，应以燃烧1mol物质为标准来配平其他物质的化学计量数。
　　例（2004年全国理综Ⅱ）：已知
　　（1）H（g）+1/2O（g）=HO（g） ΔH=akJ•mol
　　（2）2H（g）+O（g）=2HO（g） ΔH=bkJ•mol
　　（3）H（g）+1/2O（g）=HO（l） ΔH=ckJ•mol
　　（4）2H（g）+O（g）=2HO（l） ΔH=dkJ•mol
　　下列关系式中正确的是（ ）
　　A.a＜c＜0 B.b＞d＞0 C.2a=b＜0 D.2c=d＞0
　　解析由热化学方程式中的ΔH与化学方程式中各物质前面的化学计量数有关，以及物质燃烧时都放热得：ΔH=2ΔH＜0，ΔH=2ΔH＜0；又气态水变为液态水这一过程要放热，则c＜a＜0，d＜b＜0。综上所述答案为：C。
　　二、化学反应中能量与化学键的关系
　　反应中的热效应等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和。当结果小于零时为放热反应。当结果大于零时为吸热反应。
　　例：化学键的键能是原子间形成化学键（或其逆过程）时释放（或吸收）的能量。以下是部分共价键键能数据H-S 364KJ/mol，S—S 266KJ/mol，S==O 522KJ/mol，H—O 464KJ/mol。
　　（1）试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：2HS（g）+SO（g）=3S（g）+2HO（g）反应产物中的S实为S，实际分子是一个8元环状分子（如图），则反应热为?解析：因为S分子中有8个S原子，由图可知共有8个共价键。每个S就有1个S—S共价键。则该反应的反应热为：
　　4×364KJ/mol＋2×522KJ/mol-3×266KJ/mol-4×464KJ/mol=-154KJ/mol.
　　三、可逆反应的反应热
　　例已知一定温度和压强下，N（g）和H（g）反应生成2mol NH（g），放出92.4KJ热量。在同温同压下向密闭容器中通入1molN和3molH，达平衡时放出热量为QKJ；向另一体积相同的容器中通入0.5molN和1.5moLH，相同温度下达到平衡时放出热量为QKJ。则下列叙述正确的是（ ）
　　A.2Q＞Q=92.4KJ B.2Q=Q=92.4KJ
　　C.2Q＜Q＜92.4KJ D.2Q=Q＜92.4KJ
　　解析：92.4KJ为1molN（g）与3molH（g）恰好完全反应生成2molNH（g）时所放出的热量。而在实际反应中由于存在平衡状态，反应物不可能完全转化，因此Q＜92.4KJ。当温度不变，相同的密闭容器中，起始反应物物质的量减半（相当于减压）时，由平衡移动原理可知，平衡向逆反应方向移动，有2Q＜Q。故答案为C。
　　四、盖斯定律的应用
　　例（2012理综新课标高考）：工业上利用天然气（主要成分CH）与CO进行高温重整制备CO，已知CH、H、CO的燃烧热（ΔH）分别为-890.4KJ/mol、-285.8KJ/mol、-283.0KJ/mol，则生成1m（标准状况）CO所需能量为 。
　　解析：①CH（g）+2O（g）=HO（l）+CO（g） ΔH=-890.4kJ•mol
　　②H（g）+1/2O（g）=HO（l） ΔH=-285.8kJ•mol
　　③CO（g）+1/2O（g）=CO（g） ΔH=-283.0kJ•mol
　　①-2×②-2×③得：
　　CH+CO（g）=2CO（g）+2H（g） ΔH=ΔH-2ΔH-2ΔH=+247.3kJ•mol
　　1立方米所需能量=（1000/22.4）×247.3/2KJ=5.52×10K