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第一章知识结构反应热焓变化学反应与能量化学反应热计算焓变燃烧热盖斯定律热化学方程式焓变节约能源的意义开发新能源能源燃料的使用一.反应热焓变1，定义化学反应过程中所释放或吸收的热量，叫做反应热，恒压条件下又称为“焓变”2、符号单位∆HKJ/mol规定：当∆H为“－”（∆H0）时，为放热反应当∆H为“＋”（∆H0）时，为吸热反应3、影响因素(1)反应物本性(2)反应物的量(3)反应物,生成物聚集状态(4)反应程度(5)测量条件4、分类(1)燃烧热定义Q(放)=n(可燃物)×△H(2)中和热定义H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ·mol-1二.热化学方程式1.定义表述参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。2.书写（1）、化学方程的右边必须写上△H并用“空格”隔开△H：吸热用“+”，放热用：“-”，单位是kJ/mol（2）、需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指:25℃1.01×105Pa；（3）、物质后需标聚集状态（s、l、g、aq）（4）、热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量并不能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（5）、若化学方程式中各物质的系数加倍，则△H数值也加倍；若反应逆向进行，则△H改变符号，但绝对值不变注意：同素异形体间的转化要标名称！！！3.热化学方程式表示的意义(1)、反应物和生成物的种类、聚集状态(2)、反应中各物质的物质的量比和质量比(3)、反应中放出或吸收的热量。三.反应热的计算1.利用键能算△H=反应物键能之和—生成物键能之和2.利用反应物和生成物总能量算△H=生成物总能量—反应物总能量3.利用活化能算△H=正反应活化能—逆反应活化能即：△H=E1-E24.利用盖斯定律算AB△H=△H1+△H2C△H△H1△H2四.中和热测定例1下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是（）①C(s)＋O2(g)＝CO2(g)ΔH1C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)ΔH2②S(s)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH3S(g)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH4③2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH52H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH6④CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)ΔH7CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)ΔH8A．①B．④C．②③④D．①②③典例精析典例精析C【解析】①由于氧气与CO反应生成CO2放出热量，所以：ΔH1＜ΔH2；②由于固态硫变为气态硫要吸收热量，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即ΔH3＞ΔH4；③气态水变为液态水要放出热量，所以生成液态水比生成气态水放出的热量要多，即ΔH5＞ΔH6；④碳酸钙分解是吸热反应，氧化钙与水化合是放热反应，所以ΔH7＞ΔH8。答案：C典例精析【评注】反应放出或吸收热量的多少，跟反应物和生成物的聚集状态和物质的量有密切关系。比较ΔH大小时要包含正负号进行对照。例2.（2008·海南）白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2＝P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P-PakJ·mol–1、P-ObkJ·mol–1、P＝OckJ·mol—1、O＝OdkJ·mol–1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是()A.（6a+5d-4c-12b）kJ·mol–1B.（4c+12b－6a－5d）kJ·mol–1C.（4c+12b－4a－5d）kJ·mol–1D.（4a+5d－4c－12b）kJ·mol–1A【解析】本题从化学键的角度，考查有关反应热的简单计算技巧。1mol白磷（P4）中含有6molP－P键，1molP4O10中含有4molP＝O键和12molP－O键，根据：ΔH=∑E(反应物)－∑E(生成物)＝[6a+5d]─[4c+12b]kJ/mol典例精析例3.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：①Sn（s、白）+2HCl（aq）＝SnCl2（aq）+H2（g）ΔH1②Sn（s、灰）+2HCl（aq）＝SnCl2（aq）+H2（g）ΔH2③Sn（s、灰）Sn（s、白）ΔH3=+2.1kJ/mol下列说法正确的是A.ΔH1ΔH2B.锡在常温下以灰锡状态存在C.灰锡转化为白锡的反应是放热反应D.锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中，会自行毁坏13.2℃13.2℃典例精析【解析】考查有关盖斯定律的综合应用能力。②-①即得③式，则ΔH2-ΔH1=ΔH3＞0，所以ΔH2＞ΔH1；根据平衡移动原理：常温（T＞13.2℃），③式向右移动，所以锡以白锡形式存在；当温度低于13.2℃，③式向左移动，锡以灰锡（粉末状态）形式存在，所以长期处于低温环境中，锡器会自行毁坏。典例精析例4．以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式C2H2(g)+5/2O2(g)＝2CO2(g)+H2O(l)ΔH＝-1300kJ/mol的说法中，正确的是A．有10NA个电子转移时，该反应吸收1300kJ的能量B．有NA个水分子生成且为液体时，吸收1300kJ的能量C．有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量D．有8NA个碳氧共用电子对生成时，放出1300kJ的能量【解析】考查对热化学方程式的理解。根据电子守恒原理：1molC2H2失去的电子数等于2.5molO2得到的电子数。2.5mol×4=10mol电子；每个CO2分子中含有4对碳氧共用电子对。典例精析例5．1996年亚特兰大奥运会火炬所用的燃料是丙烯，2008年北京奥运会的“祥云”火炬所用的燃料的主要成分是丙烷。下表中是一些化学键键能的数据。（1）丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)CH3CH＝CH2(g)+H2(g)ΔH=+126kJ·mol-1。试求C＝C双键的键能x为；（2）下列叙述正确的是A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g)B．氢气与氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝+183kJ/molC．氢气与氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝-183kJ/molD．氢气与氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH＝-183kJ/mol化学键C—HC＝CC—CH—ClCl—ClH—H键能E(kJ/mol)414x347431243436613kJ/mol典例精析【解析】考查反应热与键能的关系：ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。（1）根据ΔH=∑E(反应物)-∑E(生成物)：ΔH=[2E(C—C)+8E(C—H)]－[E(C＝C)+E(C—C)+6E(C—H)+E(H—H)]=126kJ/mol所以E(C＝C)=613kJ/mol（2）反应可表示为：H-H+Cl-Cl2H-Cl，可知断裂了1molH-H键和1molCl-Cl键，同时生成了2molH-Cl键。根据反应热与键能的关系：ΔH=∑E（反应物）-∑E（生成物）=(436kJ/mol+243kJ/mol)-2×431kJ/mol＝-183kJ/mol。典例精析一、化学反应速率1、概念(1)表示方法：υ=ΔtΔc(2)单位：mol/(L·s)；mol/(L·min)(3)相互关系：4NH3+5O2==4NO+6H2O(g)V(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)==4:5:4:62、影响化学反应速率的因素(1)内因：反应物本身的性质(2)外因：浓度、温度、压强、催化剂二、化学平衡1、可逆反应：同时、同一条件2、动态平衡特征：等、定、平、动、变3、影响平衡移动的因素：浓度、温度、压强4、勒沙特列原理如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。生成物浓度增大，但比原来小向正反应方向移动减小生成物浓度生成物浓度减小，但比原来大向逆反应方向移动增大生成物浓度反应物浓度增大，但比原来小向逆反应方向移动减小反应物浓度反应物浓度减小，但比原来大向正反应方向移动增大反应物浓度化学平衡移动的结果化学平衡的移动改变影响条件外界条件对化学平衡的影响体系温度升高，但比原来低向放热方向移动降低温度体系温度降低，但比原来高向吸热方向移动升高温度体积压强增大，但比原来小向气体体积增大的方向移动减小体系压强体系压强减小，但比原来大向气体体积减小的方向移动增大体系压强化学平衡移动的结果化学平衡的移动改变影响条件外界条件对化学平衡的影响有关化学平衡的计算包括：求平衡常数、平衡时各组分含量，平衡浓度、起始浓度、反应物转化率、混合气体的密度或平均相对分子质量，某物质的化学计量数等。解这类试题时要用到下列方法或规律：(1)化学平衡计算的基本方法是“始”、“变”、“平”三段分析法(2)化学平衡计算中用到的基本关系与定律：①各物质变化浓度之比=反应式中的化学计量数之比；②反应物转化率=其消耗浓度与起始浓度之比三、化学平衡的有关计算四、几种平衡图像mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)；△H=-Q⑴转化率－时间对于反应Q0m+np+qm+n=p+qm+np+qmA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)；△H=-Q⑵含量－时间图mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)；△H=-QQ0Q0mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)；△H=-Qm+np+qm+np+q⑶转化率－温度－压强图mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)；△H=-Qm+np+qQ0m+np+qQ0m+np+qQ0m+np+qQ0mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)；△H=-Q⑷含量－温度－压强图mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)；△H=-Qm+np+qQ0m+np+qQ0mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)；△H=-Qm+np+qQ0m+np+qQ0五、等效平衡的判断类型全等平衡等比例平衡等效效果外界条件反应特征平衡混合物中相同物质的物质的量、含量对应相等平衡混合物中相同物质的物质的量比例相等、含量对应相等恒温恒容恒温恒容恒温恒压反应前后△V(g)=0△n(g)=0反应前后△V(g)≠0△n(g)≠0反应前后△V(g)≠/=0△n(g)≠/=0平衡特点质量分数浓度物质的量质量分子数等效情况相同相同相同相同相同相同相同相同(气体)成比例成比例成比例成比例成比例成比例成比例完全等效相似等效相似等效六、化学平衡常数1、定义2、表达式对于一般可逆反应：温度一定时，则有为常数。aA+bBcC+dD3、平衡常数的意义4、应用=Kc，反应达平衡状态，V(正)=V(逆)QcKc,反应向正反应方向进行，V(正)V(逆)Kc,反应向逆反应方向进行，V(正)V(逆)5、平衡转化率对于化学反应：，则反应A的转化率α表示为：aA+bBcC+dD七、化学反应进行方向的判断1、自发过程与自发反应2、能量判据（焓判据）日常生活中长期积累的经验而总结得到一条经验规律→能量判据（焓判据）∶体系趋向于从高能状态转变为低能状态（这时体系会对外做功或者释放热量即△H﹤0）。3、熵判据熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（△S＞0）。且△S越大，越有利于反应自发进行4、复合判据（自由能变化△G）∆G=∆H-T∆S0(即∆H0,∆S0)的反应能自发进行。∆G=∆H-T∆S=0反应达到平衡状态∆G=∆H-T∆S0(即∆H0,∆S0)反应不能自发进行。类型△H△S△G反应的自发性1-焓减+熵增2+焓增-熵减3-焓减-熵减4+焓增+熵增-+低温-高温+低温+高温-任何温度均是自发进行任何温度均是不自发反应低温是非自发反应;高温自发低温是自发反应;高温非自发内容标准活动与探究建议1.能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡,了解酸碱电离理论。2.知道水的离子积常数，能进行溶液pH的简单计算。3.初步掌握测定溶液pH的方法，知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究的重要应用。4.认识盐类水解的原因，归纳影响盐类水解程度的主要因素，能举例说明盐类水