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第1讲化学反应与热能微专题一焓变反应热微专题二热化学方程式总纲目录微专题三盖斯定律反应热的计算 1.认识物质具有能量,认识吸热反应与放热反应。2.了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。3.认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化,能量的转化遵循能量守恒定律。4.认识化学能与热能的相互转化,恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。5.了解盖斯定律及其简单应用,能进行反应焓变的简单计算。6.体会提高燃料的燃烧效率,开发高能清洁燃料的重要性。山东省教学指导意见微专题一焓变反应热1.化学反应中的变化和守恒(1)化学反应中的两大变化:①物质变化和②能量变化。(2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和③能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式:化学能转化为热能、光能、电能等。2.焓变、反应热(1)反应热:化学反应过程中吸收或放出的能量。(2)焓变:生成物与反应物的内能差称为焓变,符号为④ΔH,单位是⑤kJ·mol-1。(3)关系:恒压条件下,焓变等于反应热。3.放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应概念放出热量的化学反应吸收热量的化学反应常见反应a.可燃物的燃烧b.酸碱中和反应c.金属与酸的置换反应d.物质的缓慢氧化e.铝热反应f.大多数化合反应a.盐类的水解反应b.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应c.C和H2O(g)、C和CO2的反应d.大多数的分解反应(2)吸热反应与放热反应的判断a.根据反应过程的图示判断 生成物 b.根据反应过程中化学键的变化判断4.燃烧热、中和热(1)燃烧热 (2)中和热1)概念及表示方法 b.计算公式:ΔH=- kJ·mol-1t1——起始温度,t2——终止温度,n——生成水的物质的量,c——中和后生成的溶液的比热容,一般为4.18J/(g·℃)。21()()mmcttn碱酸2)中和热的测定a.装置3)注意事项a.碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是 隔热,减少热量散失。b.为保证酸完全中和,常使 碱稍稍过量。c.实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得的数值偏 小。5.能源 1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)。(1)放热反应不需要加热就能发生,吸热反应不加热就不能发生(✕)(2)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 (✕)(3)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,则向密闭容器中充入1molN2与3molH2,充分反应后放出92.4kJ的热量 (✕)(4)由“4P(s,红磷) P4(s,白磷)ΔH0”可知,白磷比红磷稳定(✕)(5)甲烷完全燃烧的ΔH=-890kJ·mol-1,则甲烷完全燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-890kJ·mol-1 (✕)(6)在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量为57.3kJ (✕)2.已知反应A(g)+B(g) C(g)+D(g),反应过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。(1)该反应是(填“吸热”或“放热”)反应。该反应的ΔH=(用含E1、E2的代数式表示),相同条件下,1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大,则E1、E2和ΔH的变化是:E1、E2、ΔH(填“增大”“减小”或“不变”)。答案(1)吸热E1-E2一定低(2)减小减小不变题组一化学反应与能量变化的图像分析1.(2018陕西西安模拟)反应A+B C(ΔH0)分两步进行:①A+B X(ΔH0)、②X C(ΔH0)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是 () 解析B由总反应A+B C的ΔH0,可以排除A、D;又因A+B X的ΔH0,排除C。2.C(s)+O2(g) CO2(g)反应进程中的能量变化如图所示。下列说法中错误的是 () A.该反应的活化能为E1B.该反应的ΔH=E1-E2C.该反应为放热反应D.图中T1所示曲线代表有催化剂时的能量变化解析D活化能是指化学反应中,由反应物分子到达活化分子所需的最小能量,故A正确;依据图像分析判断,ΔH=E1-E2,故B正确;反应物的总能量高于生成物的能量,是放热反应,故C正确;图中虚线、实线分别表示的是有催化剂和无催化剂时,反应过程中的能量变化,故D错误。思维延伸焓变与活化能的关系 E1:正反应的活化能。E2:逆反应的活化能。ΔH=E1-E2,为此反应的焓变。催化剂的作用:降低E1、E2,但不影响ΔH,反应放热还是吸热取决于起点(反应物)和终点(生成物)能量的相对高低。题组二燃烧热、中和热的判断3.(2018甘肃兰州实践考试改编)根据图中能量变化的曲线判断氢气的燃烧热ΔH为 (B) A.-484kJ·mol-1B.-286kJ·mol-1C.242kJ·mol-1D.-88kJ·mol-1解析氢气的燃烧热是1molH2(g)完全燃烧生成液态水时放出的热量,故氢气的燃烧热ΔH=-286kJ·mol-1。4.已知反应:①101kPa时,2C(s)+O2(g) 2CO(g)ΔH=-221kJ/mol②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol下列结论中正确的是 (A)A.碳的燃烧热ΔH-110.5kJ/molB.①的反应热为221kJ/molC.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3kJ/molD.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJ热量解析使用燃烧热时要注意两个关键点:一是反应物用量,可燃物为1mol;二是充分燃烧生成稳定氧化物[H→H2O(l)、C→CO2(g)、S→SO2(g)等],反应①没有生成稳定氧化物,因此碳的燃烧热大于110.5kJ/mol,故A正确;①的反应热为-221kJ/mol,故B错误;稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ/mol,故C错误;CH3COOH为弱电解质,电离过程要吸热,则稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出的热量小于57.3kJ,故D错误。思维延伸燃烧热和中和热的比较微专题二热化学方程式1.概念表示参加反应①物质的量和②反应热的关系的化学方程式。2.书写热化学方程式的“五步” 3.书写热化学方程式的注意事项 1.请你写出298K、101kPa时,下列反应的热化学方程式。(1)1molC与1mol水蒸气反应生成1molCO和1molH2,吸热131.5kJ:。(2)用3molCO(g)还原1molFe2O3(s),放热24.8kJ:。(3)1molHgO(s)分解生成液态汞和氧气,吸热90.7kJ:。(4)H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1,写出表示H2燃烧热的热化学方程式:。答案(1)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)ΔH=+131.5kJ·mol-1(2)3CO(g)+Fe2O3(s) 3CO2(g)+2Fe(s)ΔH=-24.8kJ·mol-1(3)HgO(s) Hg(l)+ O2(g)ΔH=+90.7kJ·mol-1(4)H2(g)+ O2(g) H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-112122.【深度思考】已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,请填空:答案+92.4kJ·mol-1+46.2kJ·mol-1-46.2kJ·mol-1-184.8kJ·mol-1题组一热化学方程式的书写1.写出下列反应的热化学方程式。(1)14gN2(g)与适量的O2(g)在一定条件下反应生成NO(g),吸收34kJ热量:。(2)64gCu(s)与适量的O2(g)在一定条件下反应生成CuO(s),放出157kJ热量:。(3)1molCH3OH(l)在O2(g)中完全燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出443.5kJ热量:。(4)1molC(s)与适量的H2O(g)在一定条件下反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ热量:。(5)1molC8H18(l)在O2(g)中完全燃烧,生成CO2(g)和H2O(g),放出5518kJ热量:。答案(1)N2(g)+O2(g) 2NO(g)ΔH=+68kJ·mol-1(2)2Cu(s)+O2(g) 2CuO(s)ΔH=-314kJ·mol-1(3)CH3OH(l)+ O2(g) CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-443.5kJ·mol-1(4)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1(5)C8H18(l)+ O2(g) 8CO2(g)+9H2O(g)ΔH=-5518kJ·mol-1322522.(1)Si与Cl两元素的单质反应生成1molSi的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ。已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃,写出该反应的热化学方程式:。(2)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是。(3)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6℃和76℃,AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5,放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为:。(4)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。答案(1)Si(s)+2Cl2(g) SiCl4(l)ΔH=-687kJ·mol-1(2)NaBH4(s)+2H2O(l) NaBO2(s)+4H2(g) ΔH=-216.0kJ·mol-1(3)AX3(l)+X2(g) AX5(s)ΔH=-123.8kJ·mol-1(4)A2(g)+B2(g) 2AB(g)ΔH=+(a-b)kJ·mol-1解析(1)Si和Cl2反应生成SiCl4,SiCl4的熔点为-69℃,沸点为58℃,说明室温下SiCl4为液体,生成1mol液态SiCl4时放热687kJ,据此可写出反应的热化学方程式。(2)依题意,反应NaBH4(s)+2H2O(l) NaBO2(s)+4H2(g)的ΔH=-21.6kJ÷ =-216.0kJ·mol-1。(3)由题意知,室温时,AX3是液体,AX5是固体,所以热化学方程式为AX3(l)+X2(g) AX5(s)ΔH=-123.8kJ·mol-1。(4)由题图可知,生成物总能量高于反应物总能量,故该反应为吸热反应,ΔH=+(a-b)kJ·mol-1。13.8g38gmol题组二热化学方程式的正误判断3.标准状况下,气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H键、H—O键和 键的键焓分别为436kJ·mol-1、463kJ·mol-1和495kJ·mol-1。下列热化学方程式正确的是 (D)A.H2O(g) H2(g)+ O2(g)ΔH=-485kJ·mol-1B.H2O(g) H2(g)+ O2(g)ΔH=+485kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)ΔH=+485kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)ΔH=-485kJ·mol-11212解析化学反应的焓变等于反应物的总键焓与生成物的总键焓之差,由此可确定D项正确。4.根据下列图像判断下列叙述不正确的是 () A.图(1)表示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH=-41kJ·mol-1B.图(2)表示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH=+41kJ·mol-1C.由图可知正、逆反应的热效应的数值相同D.两个图