化学反应与能量变化.docx

第1讲 能量变化&热化学方程式考点一 焓变与反应热知识精讲1.焓变.反应热(1)定义：在恒压条件下进行的反应的热效应。(2)符号： 。(3)单位： 或 。(4).意义 2.吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟酸的置换反应；物质的缓慢氧化。吸热反应：大多数分解反应；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气.C和CO2的反应。突破与跨越1.正确理解活化能与反应热的关系(1) E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，HE1E2；(2) 催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。2.熟记反应热H的基本计算公式H生成物的总能量反应物的总能量H反应物的总键能之和生成物的总键能之和3.规避两个易失分点(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程都不是化学变化。(2)计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1 mol晶体硅中含2 mol SiSi键，1 mol SiO2中含4 mol SiO键。讲与练【例题讲解】1.某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是()ABC(过渡态)ABC(反应物)ABC(生成物)A.反应过程可表示为 B.E1为反应物的平均能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能C.正反应的热效应HE1E2<0，所以正反应为放热反应D.此图中逆反应的热效应HE1E2<0，所以逆反应为放热反应2.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键需要吸收的能量分别为160 kJ.330 kJ，则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为_。【巩固练习】 1.某反应的H100 kJ·mol1，下列有关该反应的叙述正确的是()A.正反应活化能小于100 kJ·mol1B.逆反应活化能一定小于100 kJ·mol1C.正反应活化能不小于100 kJ·mol1D.正反应活化能比逆反应活化能小100 kJ·mol12.通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(H)，化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJ·mol1460360436431176347工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(g)，该反应的反应热H为_。考点二热化学方程式知识精讲1.概念：表示参加反应 和 的关系的化学方程式。2.意义：表明了化学反应中的 变化和 变化。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ·mol1表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。3.书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度.压强等)有关。绝大多数反应是在25 .101 kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用s.l.g.aq分别表示固体.液体.气体.溶液。(3)注意符号单位：H应包括“”或“”.数字和单位(kJ·mol1)。(4)注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(H与化学计量数相对应)(5)区别于普通方程式：一般不注“”.“”以及“点燃”.“加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。突破与跨越“五看”判断热化学方程式的正误(1)看方程式是否配平；(2)看各物质的聚集状态是否正确；(3)看H的“”.“”符号是否正确；(4)看反应热的单位是否为kJ·mol1；(5)看反应热的数值与化学计量数是否对应。【巩固练习】1依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)适量的N2和O2完全反应，每生成23 g NO2吸收16.95 kJ 热量。N2与O2反应的热化学方程式为 _。(2)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ，写出该反应的热化学方程式_。(3)已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示， 请写出该反应的热化学方程式： 。 2如图为某密闭容器中气态物质进行反应时物质总能量(kJ·mol1)的关系图，则下列热化学方程式正确的是()。A2A(g)B(g)=2C(g)H(E2E1)kJ·mol1B2A(g)B(g)=2C(g)H(E2E1)kJ·mol1C2C(g)=2A(g)B(g)H(E2E1)kJ·mol1D2C(g)=2A(g)B(g)H(E2E1)kJ3.在298 K.101 kPa时，充分燃烧一定量的丁烷，放出热量Q kJ(Q0)，经测定完全吸收生成的二氧化碳需要消耗5 mol·L1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐。则此条件下，下列热化学方程式正确的是()A.C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H16Q kJ·mol1B.C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)H8Q kJ·mol1C.C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)HQ kJ·mol1D.C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)HQ kJ·mol1第2讲 两类重要反应热&热量计算知识精讲考点一 两类重要反应热燃烧热.中和热1.燃烧热(1)概念：在101 kPa时，1_mol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。燃烧热的单位一般用kJ·mol1表示。燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时).可燃物的物质的量(1 mol).完全燃烧.稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。(2)表示的意义：例如C的燃烧热为393.5 kJ·mol1，表示在101 kPa时，1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。(3)书写热化学方程式：燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJ·mol1，即C8H18的燃烧热为5 518 kJ·mol1。(4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放n(可燃物)×H式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；H为可燃物的燃烧热。2.中和热(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol液态H2O时的反应热叫中和热。(2)注意几个限定词：稀溶液；产物是1 mol液态H2O；用离子方程式可表示为OH(aq)H(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1。(3)中和热的测定测定原理Hc4.18 J·g1·14.18×103 kJ·g1·1；n为生成H2O的物质的量。装置如图(在横线上填出仪器的名称)【思考】1.装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么？2.怎样才能保证酸.碱完全反应？3.怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？4.本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问：在反应中若因为有放热现象，而造成少量HCl在反应中挥发，则测得的中和热_(填“偏大”.“偏小”或“不变”)。【例题讲解】125 ，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol1，辛烷的燃烧热为5 518 kJ·mol1。下列热化学方程式书写正确的是()。A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJ·mol1BKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJ·mol1CC8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(g) H5 518 kJ·mol1D2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l) H5 518 kJ·mol12下列关于热化学反应的描述中正确的是()。AHCl 和NaOH 反应的中和热 H57.3 kJ · mol1 ，则 H2SO4 和Ca(OH)2 反应的中和热H2×(57.3) kJ · mol1BCO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol1 ，则 2CO2(g)=2CO(g)O2(g)H2×283.0 kJ·mol1C需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D1 mol 甲烷完全燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热3.下列两组热化学方程式中，有关H的比较正确的是()CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H2NaOH(aq)H2SO4(浓)=Na2SO4(aq)H2O(l)H3NaOH(aq)CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)H4A.H1H2；H3H4B.H1H2；H3H4C.H1H2；H3H4D.H1H2；H3H4【提高练习】1已知反应：101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ·mol1稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJ·mol1下列结论正确的是()。A碳的燃烧热的数值大于110.5 kJ·mol1B的反应热为221 kJ·mol1C浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3 kJ·mol1D稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量2分别向1 L 0.5 mol·L1的Ba(OH)2溶液中加入浓硫酸.稀硫酸.稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为H1.H2.H3，下列关系中正确的是()。AH1>H2>H3BH1<H2<H3CH1>H2H3DH1H2<H33.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：用量筒量取50 mL 0.50 mol·L1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？_。(2)倒入NaOH溶液的正确操作是_(填序号)。A.沿玻璃棒缓慢倒入B.分三次少量倒入C.一次迅速倒入(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_(填序号)。A.用温度计小心搅拌B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C.轻轻地振荡烧杯D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液.稀氢氧化钙溶液.稀氨水分别和1 L 1 mol·L1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为H1.H2.H3，则H1.H2.H3的大小关系为_。(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c4.18 J·g1·1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：实验序号起始温度t1/ 终止温度t2/ 盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热H_(结果保留一位小数)。(6)_(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是_。 考点二 有关反应热的比较.计算【例题讲解】1.试比较下列三组H的大小(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H1<0 A(g)B(g)=C(l)H2<0则H1_H2(填“>”.“<”或“”，下同)。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H1<0S(s)O2(g)=SO2(g)H2<0则H1_H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H1<0C(s)O2(g)=CO(g)H2<0则H1_H2。2.已知Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)Ha kJ·mol1判断下列变化过程是否正确，正确的划“”，错误的划“×”(1)3AlCl(g)3CO(g)=Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)Ha kJ·mol1()(2)AlCl(g)CO(g)=Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)Ha kJ·mol1()(3)2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)H2a kJ·mol1()4为减少SO2的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJ·mol1 ；C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJ·mol1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：【巩固练习】1.根据碘与氢气反应的热化学方程式()I2(g)H2(g)2HI(g)H9.48 kJ·mol1()I2(s)H2(g)2HI(g)H26.48 kJ·mol1下列判断正确的是()A.1 mol I2(s)中通入2 g H2(g)，反应吸热26.48 kJB.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJC.反应()的反应物总能量比反应()的反应物总能量低D.反应()放出的热量多，所以产物的能量低，比反应()的产物更稳定2.已知H2SO4(aq)与Ba(OH)2(aq)反应的H1 584.2 kJ·mol1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H55.6 kJ·mol1。则生成BaSO4(s)的反应热等于()A.1 528.6 kJ·mol1B.1 473 kJ·mol1C.1 473 kJ·mol1D.1 528.6 kJ·mol13室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为H1，将1 mol 的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为H2，CuSO4·5H2O 受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为H3。则下列判断正确的是()。AH2>H3BH1<H3CH1H3H2DH1H2>H34.已知下列热化学方程式Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H125 kJ·mol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H247 kJ·mol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H319 kJ·mol1写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式_。