专题1第一单元化学反应中的热效应复习学案

1专题1第一单元化学反应中的热效应复习学案基础回归一、化学反应的焓变1．反应热与焓变(1)反应热：化学反应过程中，当反应物和生成物具有___________时，所吸收或放出的热量。(2)焓变：在__________的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量，用_____表示，单位：__________。2．吸热反应和放热反应吸热反应放热反应概念吸收热量的反应放出热量的反应反应物与生成物能量关系________的总能量比_______的总能量要小__________的总能量比_________的总能量要大表示方法______________________常见的吸热反应和放热反应(1)大多数分解反应(2)盐的水解、弱电解质的电离(3)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应(4)C和CO2、C和H2O(g)的反应(1)大多数化合反应(2)所有的燃烧反应(3)酸碱中和反应(4)金属与酸的反应3.热化学方程式(1)概念：能够表示__________的化学方程式。(2)表示意义如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH(298K)＝－571.6kJ·mol－1，表示在298K时，_________和___________完全反应生成____________时______571.6kJ的能量。4．反应过程中能量变化的本质原因化学反应中的能量变化，是由化学反应中反应物中化学键断裂时_____的能量与生成物中化学键形成时_______的能量不同所导致的。二、反应热的测量与计算1．反应热的测量(1)原理：ΔH＝cm·Δt×10－3nH2O(kJ·mol－1)(2)装置如图思考感悟在中和反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱为什么会使测得的中和热的数值偏低？2．盖斯定律(1)内容：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是___________的。(2)意义：表明一个化学反应的焓变(ΔH)仅与反应的_______状态和反应的______状态有关，而与反应的途径无关。对于难以测定反应热的化学反应，可运用盖斯定律进行计算。2(3)应用①若一个反应的焓变ΔH＝akJ·mol－1，则其逆反应的焓变ΔH′＝_______________。②若一个反应的化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变也可以由这几个反应的焓变相加减而得到。三、能源的充分利用1．标准燃烧热(1)概念：在101kPa下，_______物质____________的反应热。(2)热值：在101kPa下，____物质__________的反应热，天然气与氢气相比，热值较大的是______。(3)完全燃烧：指物质中含有的氮元素转化为_______，氢元素转化为________，碳元素转化为________。2．能源的充分利用(1)化石燃料主要包括：___、_____、_______等。(2)燃料不充分燃烧的危害：产热少，浪费资源，产生______等有害气体，污染环境。(3)提高燃料的使用效率可将化石燃料通过____、_____转化为清洁燃料，如将煤转化为_____，通过降低反应温度进行节能等。(4)开发新能源新能源具有资源_____、_______、_______________等特点，目前正在研究开发的新能源有_______、______、___________等。主要考点：一、热化学方程式的书写及正误判断与普通化学方程式相比，热化学方程式不仅表示了物质变化，还表示了能量变化，书写时注意点：1．反应条件反应热与温度和压强等测定条件有关，书写时必须注明反应时的温度和压强，绝大多数ΔH是在25℃、101kPa下测定的，可以不注明。2．聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热的数值和符号可能不同，因此必须在方程式中用括号注明反应物和生成物在反应时的聚集状态(s、l、g)，因为：3．ΔH的符号和单位ΔH只能写在化学方程式的右边，若为放热反应，则ΔH为“－”；若为吸热反应，则ΔH为“＋”。其单位为kJ·mol－1。4．反应的可逆性如则ΔH＝ΔH1＋ΔH2。3当反应逆向进行，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－akJ·mol－1，同样是指2molSO2气体与1molO2完全反应时，放出akJ的热量；若将2molSO2气体与1molO2放于一密闭容器中在一定条件下反应达到平衡时，放出的热量要小于akJ，且当平衡移动(各物质状态不变)时，ΔH不变。5．热化学方程式的化学计量数(1)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，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(2)热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化。方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。如：①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH1②12H2(g)＋12Cl2(g)===HCl(g)ΔH2③2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)ΔH3则有：ΔH1＝2ΔH2＝－ΔH3。例：下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是()A．甲烷的标准燃烧热为－890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1B．500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放出19.3kJ，其热化学方程式为：C．氯化镁溶液与氨水反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓D．氧化铝溶于NaOH溶液：Al2O3＋2OH－===2AlO－2＋H2O跟踪训练下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)()A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ/mol(燃烧热)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ/mol(中和热)C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.8kJ/mol(反应热)D．2NO2===O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ/mol(反应热)二、燃烧热和中和热的异同比较角度燃烧热中和热相同点能量变化放热ΔHΔH0，单位：kJ/mol不同点反应物的量1mol(O2不限量)不限量生成物的量不限量H2O(l)是1mol反应热的含义1mol可燃物完全燃烧时放出的热量；不同可燃物，燃烧热不同生成1molH2O(l)时放出的热量；不同的反应物中和热大致相同，均约为57.3kJ/mol【特别提醒】1.对于强酸和强碱的稀溶液的反应，其中和热的数值基本上是相同的，都约是57.34kJ·mol－1。H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。2．对于强酸和弱碱或强碱和弱酸在稀溶液中的反应，其中和热的数值一般小于57.3kJ·mol－1。因为弱电解质的电离要吸收热量。3．稀NaOH溶液和浓H2SO4完全反应生成1mol液态水时放出的热量大于57.3kJ，因为浓H2SO4溶于水放热。例：下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃，101kPa)①C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2878kJ·mol－1②C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)ΔH＝－2658kJ·mol－1③C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)ΔH＝－1746kJ·mol－1④C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)ΔH＝－1526kJ·mol－1由此判断，正丁烷的燃烧热是()A．－2878kJ·mol－1B．－2658kJ·mol－1C．－1746kJ·mol－1D．－1526kJ·mol－1跟踪训练25℃，101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是()A．2H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)；ΔH＝－57.3kJ/molB．KOH(aq)＋12H2SO4(aq)===12K2SO4(aq)＋H2O(l)；ΔH＝－57.3kJ/molC．C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)；ΔH＝－5518kJ/molD．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)；ΔH＝－5518kJ/mol三、反应热的计算与比较1．计算(1)从键能数据进行计算ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)。(2)根据图示能量变化来确定反应热反应热ΔH＝E(生成物的能量)－E(反应物的能量)如图Ⅰ：ΔH＝E1－E20，该反应为放热反应；图Ⅱ：ΔH＝E2－E10，该反应为吸热反应。(3)利用盖斯定律进行计算5若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变也可以由这几个反应的焓变相加减而得到。(4)利用热化学方程式进行相关量的求算先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热。2．比较(1)同一反应生成物状态不同时A(g)＋B(g)===C(g)ΔH10A(g)＋B(g)===C(l)ΔH20因为C(g)===C(l)ΔH30，则ΔH3＝ΔH2－ΔH1，ΔH2ΔH1(2)同一反应反应物状态不同时S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH10S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH20ΔH2＋ΔH3＝ΔH1ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH30所以ΔH1ΔH2(3)两个有联系的不同反应相比C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH10C(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH20根据常识可知CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH30又因为ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，所以ΔH2ΔH1【特别提醒】比较ΔH大小时，必须带正、负号比较，对放热反应，ΔH越小，放热越多；对吸热反应，ΔH越大，吸热越多。例：在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2跟踪训练3．已知下列热化学反应方程式：Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－24.8kJ/molFe2O3(s)＋13CO(g)===23Fe3O4(s)＋13CO2(g)ΔH＝－15.73kJ/molFe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)ΔH＝640.4kJ/mol则14gCO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为()A．－218kJ/molB．－109kJ/molC．218kJ/molD．109kJ/mol