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第6章化学反应与能量变化第1讲化学反应中的热效应基础盘点一、反应热与焓变1．反应热(1)反应热的概念、表示方法①概念：当化学反应在一定下进行时，反应所___________的热量。②表示方法：用Q表示，若表示吸热，若_____表示放热。温度吸收或释放Q＞0Q＜0(2)反应热产生的原因在化学反应过程中，旧化学键断裂要能量，新化学键形成要能量，从而引起反应过程中能量的变化。(3)反应热的测定①仪器：。②原理：恒温、恒压下，ΔH＝Q＝___________，式中c代表仪器和反应混合物的比热容，单位是J/(g·℃)。吸收释放量热计－cm(t2－t1)2．焓与焓变(1)焓用于描述的物理量，符号为。(2)焓变(ΔH)反应产物的与反应物的之差。即ΔH＝________________________。(3)焓变(ΔH)与反应热(Q)的关系对于等温、条件下的化学反应，如果反应中物质的能量全部转化为(没有转化为等其他形式的能)，则反应前后物质的等于该反应的反应热。即ΔH＝。物质本身所具有的能量H总焓总焓H(反应产物)－H(反应物)等压热能电能、光能焓的改变Qp二、热化学方程式1．概念：表明反应所或热量的化学方程式。2．表示意义：不仅表明了化学反应中的，也表明了化学反应中的。三、盖斯定律盖斯定律：对于一个化学反应，无论是完成，还是_______完成，其反应的焓变是的。如由A到B可以设计如下两个途径：途径一：AB(ΔH)途径二：ACB(ΔH1＋ΔH2)则焓变ΔH、ΔH1、ΔH2的关系可以表示为ΔH＝____________。吸收放出物质变化能量变化一步分几步相同ΔH1＋ΔH2知识点四中和热与燃烧热比较项目燃烧热中和热相同点能量变化____反应ΔHΔH0，单位：_______不同点反应物的量__mol(O2的数量不限)可能是1mol，也可能是0.5mol生成物的量不限量H2O是mol反应热的含义______________时，mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量；不同反应物，燃烧热不同中强酸跟强碱发生中和反应生成__molH2O时所释放的热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为________kJ/mol放热kJ/mol11298K、101kPa1稀溶液157.3考点精讲考点一吸热反应与放热反应的比较1．吸热反应和放热反应的比较类型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形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量表示方法ΔH＜0ΔH＞0图示与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量2.常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应①金属置换水或酸中氢的反应；②酸碱中和反应；③燃料的燃烧反应；④易爆物的爆炸反应；⑤多数的化合反应。(2)常见的吸热反应①氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]与氯化铵固体的反应；②碳与水蒸气的反应，灼热的碳与CO2的反应；③盐的水解反应和弱电解质的电离；④大多数的分解反应。注意：①反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。②反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。例1下列反应的能量变化与其他三项不相同的是()A．铝粉与氧化铁的反应B．碳与水蒸气的反应C．锌片与稀硫酸的反应D．钠与冷水的反应解析A、C、D均为放热反应，B为吸热反应，故选B。B规律方法①常见的放热反应有：大多数化合反应；中和反应；金属与酸的反应和燃烧反应等。②常见的吸热反应有：大多数分解反应；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应；C与CO2及C与H2O(g)的反应等。即时巩固1已知反应：①25℃、101kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ/mol；②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol。下列结论正确的是()A．碳完全燃烧放出的热量大于110.5kJ/molB．反应①的反应热为221kJ/molC．稀硫酸与稀氢氧化钠溶液反应的中和热为－57.3kJD．稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量A考点二热化学方程式的书写问题1：书写热化学方程式时，一定要注明反应条件吗？提示不一定。反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25℃、101kPa下测定的，可不注明温度和压强。问题2：物质的聚集状态与ΔH有什么联系？提示反应物和产物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。因此，必须注明物质的聚集状态。这是因为：问题3：热化学方程式中的化学计量数表示的意义是什么？使用时需注意什么问题？提示(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，与反应是否可逆无关。方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，即化学计量数与ΔH成正比。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问题4：ΔH的书写应注意哪些问题？提示ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”(常省略)。ΔH的单位一般为kJ/mol。例2(2009·四川理综，9)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解析H2SO4与Ba(OH)2溶液反应，不仅生成了H2O还有BaSO4生成，因此A项放出的热量比57.3kJ×2还多，A项错误；辛烷的燃烧热是指1mol辛烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出的热量是5518kJ，C、D项均错误。答案B规律方法“五看”法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ΔH的“＋”“－”是否正确；④看反应热的单位是否为kJ/mol；⑤看反应热的数值与化学计量数是否对应。即时巩固2已知在1×105Pa、298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气，放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是()A．H2O(g)===H2(g)＋12O2(g)ΔH＝242kJ/molB．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－484kJ/molC．H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝242kJ/molD．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝484kJ/mol解析B中生成物水应为气态；H2燃烧放热(ΔH为负值)，则H2O的分解必为吸热反应(ΔH为正值)，A正确，C、D错。A考点三化学反应焓变的计算与比较1．计算(1)根据键能数据(E)计算ΔH＝E(反应物)－E(生成物)(2)根据热化学方程式计算反应热与反应物或生成物的物质的量成正比。(3)根据实验数据计算ΔH＝Q＝－C×Δt(C代表溶液及量热计的总热容，单位J/℃)或ΔH＝Q＝－cm×Δt[c代表反应物的比热容，单位J/(g·℃)(4)利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型确定待求的反应方程式根据待求方程式中各物质的系数和位置对已知方程式进行处理，得到变形后的新方程式将新得到的方程式进行加成（反应热也需要相应加减）写出待求的热化学方程式找出待求方程式中各物质在已知方程式中的位置例3(2009·广东，23)磷单质及其化合物有广泛应用。由氟磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备白磷(P4)的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)＋21SiO2(s)＋30C(s)===3P4(g)＋20CaSiO3(s)＋30CO(g)＋SiF4(g)ΔH①上述反应中，副产物矿渣可用来________。②已知相同条件下：4Ca5(PO4)3F(s)＋3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)＋2CaSiO3(s)＋SiF4(g)ΔH12Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===P4(g)＋6CaO(s)＋10CO(g)ΔH2SiO2(s)＋CaO(s)===CaSiO3(s)ΔH3用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH，ΔH＝________。解析(1)副产物矿渣为CaSiO3，可用于生产水泥等建筑材料。(2)分析三个热化学方程式与题干中的热化学方程式中的物质，需让三个热化学方程式通过加(或减)，消去CaO和Ca3(PO4)2得到题干中的化学方程式：①＋②×3＋③×18，所以ΔH＝ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3。答案(1)生产水泥等建筑材料(2)ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3规律方法化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。即时巩固3已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)①ΔH1＝－25kJ/mol3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)②ΔH2＝－47kJ/molFe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)③ΔH3＝19kJ/mol计算反应：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)的反应热ΔH＝___________。解析根据盖斯定律：[①×3－(②＋③×2)]÷6可得FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)，所以ΔH＝[－25kJ/mol×3－(－47kJ/mol＋19kJ/mol×2)]÷6＝－11kJ/mol。－11kJ/mol2．比较(1)同一反应中，生成物状态不同如A(g)＋B(g)===C(g)ΔH1＜0A(g)＋B(g)===C(l)ΔH2＜0因为产物C(g)比C(l)所含能量多，反应放出的热量少，所以ΔH1＞ΔH2。(注意：放热越多，ΔH越小)(2)同一反应中，反应物状态不同如S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＜0S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＜0因为反应物S(g)比S(s)所含能量多，反应放出的热量就多，所以ΔH1＜ΔH2。例4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)＋12O2(g)===CO(g)ΔH2②S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH4③H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)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解析①中前者为完全燃烧，后者为不完全燃烧，热效应是前者大于后者，但ΔH1、ΔH2均为负数，故数值ΔH1＜ΔH2；②中S单质状态不同，气体的能量状态高于固态，放热多，故ΔH3＞ΔH4；③中方程式计量数不同，ΔH6＝2ΔH5，但Δ