高考总复习总复习反应热的核心知识

1高考总复习反应热的核心知识【考试目标】１．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。２．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。4．了解焓变与反应热的含义。【考点梳理】要点一、反应热（焓变）１．定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”，符号：ΔH，单位：kJ/mol或kJ·mol-1２．反应热的表示方法：反应热用ΔH表示，其实是从体系的角度分析的。放热反应：体系能量环境，体系将能量释放给环境，体系的能量降低，因此，放热反应的ΔH＜0，为“－”。吸热反应：环境能量体系，体系吸收了环境的能量，体系的能量升高，因此，吸热反应的ΔH＞0，为“+”。化学变化过程中的能量变化见下图：表示方法——热化学方程式：既能表明化学反应中物质的变化，又能表明能量的变化的化学方程式，叫做热化学方程式。３．化学反应中能量变化的原因化学反应的本质：旧的化学键断裂和新的化学键生成。任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，反应物分子间相互作用时，旧的化学键断裂，需要吸收能量；当生成物分子生成时，新的化学键形成，需要放出能量，而吸收的总能量和放出的总能量总是有差距的。如果反应完成时，生成物释放的总能量比反应物吸收的总能量大，这是放热反应。对于放热反应，由于反应后放出能量（释放给环境）而使反应体系的能量降低。因此，规定放热反应的ΔH为“负”。反之，对于吸热反应，由于反应吸收能量(能量来自环境)而使反应体系的能量升高。因此，规定吸热反应的ΔH为“正”。当ΔH为“负”或ΔH＜0时，为放热反应；当ΔH为“正”或ΔH＞0时，为吸热反应。结论：根据质量守恒定律和能量守恒定律，特定反应的反应热等于反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量与生成物分子化学键形成时所释放的总能量之差。即ΔH=E反应物分子化学键总键能－E生成物分子化学键总键能４．键能的概念：断开1mol某化学键所吸收的能量叫做该键的键能，形成1mol该化学键所放出的能量也叫做该键的键能。例如：（1）断开化学键吸收能量：1molH2中含有1molH—H键，常温常压下使1molH2变为2molH原子，即断开了1molH—H键，需要吸收436kJ的热量。2（2）形成化学键放出能量由2molH原子生成1molH2，有1molH—H键生成，生成过程中向外界释放436kJ的热量。结论：形成1molH—H键释放的能量与断开1molH—H键吸收的能量相等。故H—H键的键能为436kJ/mol。５．活化能：活化分子高出反应物分子平均能量的部分。E1：活化能E2：活化分子变成生成物分子放出的能量E１-E２：化学反应前后的能量变化ΔH=E１-E２６．反应热数据的用途：⑴判断吸热反应、放热反应⑵计算燃料的用量⑶比较反应物、生成物能量的高低７．放热反应和吸热反应的比较比较放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应ΔH的正负ΔH＜0ΔH＞0键能大小反应物总键能小于生成物总键能反应物总键能大于生成物总键能体系能量大小反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量形成原因反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量比生成物分子化学键形成时所释放的总能量小反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量比生成物分子化学键形成时所释放的总能量大反应过程图示实例①大多数化合反应②所有的燃烧反应③物质的缓慢氧化④酸碱中和反应⑤金属与酸反应⑥铝热反应①大多数分解反应②盐的水解③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应④C和CO2、C和H2O(g)反应⑤弱电解质的电离应用比较反应物和生成物的相对稳定性，能量越低越稳定注意：反应条件和反应放热和吸热没有直接的关系。吸热反应开始加热，后来需要持续加热维持反应，放热反应开始加热，后来反应放出热量可以维持反应。8．金刚石和石墨的比较：已知：C(金刚石)=C（石墨）；ΔH＜0。试比较金刚石和石墨，完成下表：金刚石石墨3键能较低较高体系能量较高较低燃烧等量二者放热多少较多较少稳定性稳定更稳定熔点较低较高要点二、燃烧热和中和热１．燃烧热（1）．定义：在101kPa时，1mol某物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量如C完全燃烧应生成CO2(g)，而生成CO(g)属于不完全燃烧。又如H2燃烧生成液态H2O，而不是气态水蒸气。要点诠释：①条件：101kPa（但是书中表格提供的数据都是在25℃的条件下测得的）②燃烧的物质一定为1mol③生成的物质一定要稳定a、状态要稳定（例如：CO2为气体，H2O为液体）；b、要完全燃烧一般指：C→CO2(g)S→SO2(g)H2→H2O(l)一般有机物→CO2(g)和H2O(l)（２）．表示的意义：如：表示C2H4燃烧热的△H为-1141.0kJ/mol，含义：1molC2H4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放热1141.0kJ。（3）．表示燃烧热的热化学方程式的书写：应以燃烧物计量系数为1的标准来配平其余物质的化学计量数。（4）．根据燃烧热计算一定量可燃物完全燃烧时放出的热量时要注意单位的换算。2．中和热(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。(2)中和热的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)；△H=-57.3kJ／mol。要点诠释：①稀溶液是指电解质已经完全电离成离子。②强酸和强碱中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。③弱碱和强酸反应或弱酸与强碱反应的中和热：△H＞-57.3kJ／mol④中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。３．燃烧热和中和热的比较燃烧热中和热相同点能量变化均为放热反应ΔHΔH＜0，单位：kJ·mol－1不同点反应物的量1mol可燃物（O2的量不限）可能是1mol，也可能是0.5mol生成物的量不限量H2O(l)是1mol反应热的含义25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时所释放的4出的热量；不同反应物，燃烧热不同热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为57.3kJ·mol－1４．中和热的测定（１）实验步骤：①用大、小烧杯、泡沫塑料、温度计和环形搅拌棒组装反应装置。(也可在保温杯中进行)②用量筒量取50mL0.5mol/L的盐酸倒入小烧杯中并用温度计测量温度，记入下表。③用另一量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液并测量温度，记入下表。④把温度计和环形搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯，用环形搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为最终温度，记入下表。⑤重复实验2~4次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。⑥根据实验数据计算中和热。（具体计算不要求）要点诠释：要精确地测定反应中的能量变化，一是要注重“量的问题”，二是要最大限度地减小实验误差。①所用装置要尽可能做到保温、隔热。②所用药品溶液浓度的配制必须准确，且浓度尽可能的要小。③为保证盐酸完全被氢氧化钠中和，须使氢氧化钠溶液的浓度稍大于盐酸的浓度。④温度计刻度要小点，读数要尽可能准确，且估读至小数点后两位。⑤水银球部位一定要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数，以提高测量的精度。⑥两次读数的时间间隔要短，这样才能读到最高温度，即最终温度。⑦实验操作时动作要快，以尽量减少热量的损失。要点三、能源1．概念：能源就是提供能量的自然资源，其它能源包括：化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。２．能源的分类及应用：标准分类举例按转换一次能源煤、石油、天然气等化石能源、水能、风能、生物质能、5过程分太阳能等二次能源各种石油制品、煤气、蒸气、电力、氢能、沼气等标准分类举例按性质分可再生能源风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能等非再生能源石油、煤、天然气等化石能源、核能按利用历史分常规能源煤、石油、天然气、水能、生物能等新能源地热能、氢能、核能、风能、太阳能、海洋能等３．煤作燃料的利弊问题①煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。②煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。③煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。④可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。４．新能源的开发①调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。②新能源是太阳能、氢能、风能、地热能和生物质能等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。５．燃料充分燃烧的条件①要有足够的空气；②燃料与空气要有足够大的接触面积。６．提高燃料燃烧效率的措施①通入空气足量，使燃料充分燃烧。空气足量但要适当，否则，过量的空气会带走部分热量。②增大燃料与空气的接触面积。通常将大块固体燃料粉碎，液体燃料雾化。③将煤气化或液化。煤的气化或液化更易增大燃料与空气的接触面积，使燃烧更充分，同时又防止煤炭直接燃烧。【典型例题】类型一：反应热（△H）等概念的理解及运用例1、下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是A生成物能量一定低于反应物总能量6B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C根据盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D同温同压下，22()()2()HgClgHClg在光照和点燃条件的H不同【思路点拨】反应热（即焓变）是吸热还是放热，取决于反应物与生成物能量的相对大小。【答案】C【解析】生成物的总能量低于反应总能量的反应，是放热反应，若是吸热反应则相反，故A错；反应速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系，故B错；C是盖斯定律的重要应用，正确；根据△H=生成物的焓—反应物的焓可知，焓变与反应条件无关，故D错。【总结升华】根据盖斯定律，焓变只与始末状态有关，与反应条件及反应途径无关。举一反三：【变式1】下列各项与ΔH的大小无关的是A．反应物和生成物的状态B．反应物的物质的量的多少C．方程式的化学计量数D．反应的快慢【答案】ＢＤ【变式2】已知：CH3CH2CH2CH3(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l)；ΔH=―2878kJ·mol―1(CH3)2CHCH3(g)+6.5O2(g)==4CO2(g)+5H2O(l)ΔH=―2869kJ·mol―1下列说法正确的是（）A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子B．正丁烷的稳定性大于异丁烷C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程D．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多【答案】A【解析】从热化学方程式可以看出，在同样的条件下，正丁烷放热比异丁烷多，A正确；物质的能量越高越不稳定，因此稳定性异丁烷大于正丁烷，B错误；异丁烷转化为正丁烷能量增加，因此是一个吸热过程，C错误；由烃的结构特点可知氢原子数相同，两者碳氢键个数相等，D错误。【变式3】（2015四中同步练习）正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行()(2)反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应()(3)物理变化过程中，也可能有热量的变化()(4)C(石墨，s)===C(金刚石，s)ΔH0，说明石墨比金刚石稳定()(5)一个反应的焓变因反应物的用量和反应条件的改变而发生改变()(6)催化剂能改变反应的焓变()(7)已知S(l)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－293.23kJ·mol－1，则S(s)＋O2(g)===SO2(g)反应放出的热量大于293.23kJ·mol－1()(8)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，在光照和点燃条件下的ΔH不同()【答案】(1)×(2)×(3