（人教通用版）2015屆高考化學一輪總復習講義 第一節(jié) 化學反應的熱效應

《（人教通用版）2015屆高考化學一輪總復習講義 第一節(jié) 化學反應的熱效應》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（人教通用版）2015屆高考化學一輪總復習講義 第一節(jié) 化學反應的熱效應（17頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、 第一節(jié)化學反應的熱效應 明考綱要求 理主干脈絡 1.了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式。 2.了解化學能與熱能的相互轉化。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。 3.了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。 4.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。了解化學在解決能源危機中的重要作用。 一、焓變　反應熱 1．定義 反應熱：化學反應過程中放出或吸收的熱量，符號：ΔH， 單位：kJ/mol (或kJmol－1)。 焓變：生成物與反應物的內能差，ΔH＝H(生成物)－H(反應物)。恒壓條件下的反應熱等于焓變。

2、 2．吸熱反應與放熱反應 (1)從能量高低角度理解 (2)從化學鍵角度理解 1 / 17 二、熱化學方程式 1．熱化學方程式 表示參加反應的物質的量和反應熱的關系的化學方程式。 2．意義 熱化學方程式不僅能夠表明化學反應中的物質變化，也能表明化學反應中的能量變化。 如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJmol－1：表示在25℃、101 kPa條件下，2_mol氣態(tài)H2和1_mol氣態(tài)O2反應生成2_mol液態(tài)H2O所放出的熱量為571.6_kJ。 三、燃燒熱和中和熱 四、蓋斯定律及應用 1．含義 不管化學反應是一

3、步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的，它只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應途徑無關。 2．應用 間接計算某些反應(反應熱無法直接測得)的反應熱。 如，則有ΔH＝ΔH1＋ΔH2。 兩個關系： ①ΔH2＝aΔH1 ②AB，ΔH1＝－ΔH2。 五、能源 1.判斷下列描述的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 (1)伴隨著能量變化的物質變化都是化學變化。(　　) (2)同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同。(　　) (3)在稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ

4、/mol，若將含0.5 mol H2SO4的濃H2SO4與含1 mol NaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3 kJ。(　　) (4)已知相同條件下2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH1，反應2SO2(s)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH2，則ΔH1＞ΔH2。(　　) 解析：(1)　物質的三態(tài)變化屬于物理變化，也伴隨著能量變化。 (2)　反應條件不影響反應熱的大小，即光照和點燃條件下的ΔH相同。 (3)√　因濃H2SO4溶解時放熱，故放熱大于57.3 kJ。 (4)　反應①SO2為氣態(tài)，放出的熱量比反應②要多，所以ΔH1＜ΔH2。 2．需要加熱才能進行的反應一

5、定是吸熱反應嗎？不需要加熱就能進行的反應一定是放熱反應嗎？ 答案：需要加熱的反應不一定是吸熱反應，如燃料的燃燒一般需要加熱或點燃才能進行；而不需要加熱進行的反應也不一定是放熱反應，如Ba(OH)2和NH4Cl反應在常溫下進行，屬于吸熱反應。 3．NaOH固體、濃H2SO4溶于水時都放出熱量，該變化屬于放熱反應嗎？NH4NO3固體溶于水時吸熱，屬于吸熱反應嗎？ 提示：前者不屬于放熱反應，后者不屬于吸熱反應，因為這兩個過程中都沒有生成新物質，即沒有發(fā)生化學反應。 4．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝a kJ/mol，現向一密閉容器中加入1 mol N2和3 m

6、ol H2，反應完全后，放熱為a kJ，對嗎？ 提示：不對。①N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝a kJ/mol，表示1 mol N2與3 mol H2完全反應生成2 mol NH3，放出熱量為|a| kJ，由于該反應是可逆反應，即1 mol N2和3 mol H2不可能完全反應，故其值要小于理論值。②N2與H2反應是一個放熱反應，故a為負值，因此，描述放出多少熱量時，應為－a或|a| kJ。 5．強酸和強堿的中和熱是57.3 kJ/mol，所以含有1 mol H2SO4的稀硫酸溶液完全發(fā)生中和反應時，放出57.3 kJ的能量，這種說法對嗎？ 提示：不對。中和熱是指生成1

7、 mol H2O。1 mol H2SO4完全反應會生成2 mol H2O。 6．1 mol H2分子斷裂開H—H鍵需要吸收436 kJ的能量；1 mol Cl2分子斷裂開Cl—Cl鍵需要吸收243 kJ的能量，形成1 mol H—Cl鍵放出431 kJ的能量，則反應H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)放出的熱量為________。 解析：斷鍵所吸收的熱量為436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，成鍵所放出的熱量為431 kJ2＝862 kJ，則共放出的熱量為862 kJ－679 kJ＝183 kJ。 答案：183 kJ 7．已知熱化學方程式2NO2(g)N2O4(g)　Δ

8、H＝－56.9 kJ/mol，則關于熱化學方程式“N2O4(g)2NO2(g)　ΔH0”的說法中正確的是(　　) A．熱化學方程式中的化學計量數表示分子數 B．該反應ΔH0大于零 C．該反應ΔH0＝－56.9 kJ/mol D．該反應可表示1 mol N2O4投入容器中分解時的熱效應 解析：選B　ΔH0＝＋56.9 kJ/mol，化學計量數表示物質的量，由于該反應為可逆反應，1 mol N2O4不可能完全分解，所以D項錯誤。 8．(2012大綱全國卷)反應A＋B→C(ΔH<0)分兩步進行：①A＋B→X(ΔH>0)，②X→C(ΔH<0)。下列示意圖中，能正確表示總反應過程中能量變

9、化的是(　　) 解析：選D　因總反應為放熱反應，反應①為吸熱反應，反應②為放熱反應，所以反應②放出的熱量比反應①吸收的熱量多。選項A，圖中反應①為放熱反應，反應②為吸熱反應，且總反應為吸熱反應，錯；選項B，圖中反應 ①和反應②均為吸熱反應，錯；選項C，圖中反應①和反應②均為放熱反應，錯。 熱化學方程式的書寫和正誤判斷 1．書寫下列熱化學方程式。 (1)甲烷的燃燒熱為ΔH＝－890.3 kJ/mol，則甲烷燃燒的熱化學方程式為____________。 (2)500 ℃、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中，生

10、成0.5 mol NH3放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為______________________________________________________。 (3)含20.0 g的稀NaOH溶液與足量稀鹽酸反應，放出28.7 kJ的熱量。 _________________________________________________________________________。 答案：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJ/mol (2)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－77.2 kJ/mol (3

11、)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.4 kJ/mol 2．下列熱化學方程式書寫正確的是(ΔH的絕對值均正確)(　　) A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)； ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃燒熱) B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)； ΔH＝＋57.3 kJ/mol(中和熱) C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)；ΔH＝－296.8 kJ/mol(反應熱) D．2NO2===O2＋2NO；ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反應熱)

12、 解析：選C　燃燒熱要求可燃物的物質的量必須為1 mol，得到的氧化物必須是穩(wěn)定的氧化物，即H2O的狀態(tài)必須為液態(tài)，A項錯誤；中和反應是放熱反應，ΔH應小于0，B項錯誤；熱化學反應方程式要注明物質的聚集狀態(tài)，D項錯誤。 3．25℃，101 kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3 kJ/mol，辛烷的燃燒熱為5 518 kJ/mol。下列熱化學方程式書寫正確的是(　　) A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)； ΔH＝－57.3 kJ/mol B．KOH(aq)

13、＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)； ΔH＝－57.3 kJ/mol C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)； ΔH＝－5 518 kJ/mol D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)； ΔH＝－5 518 kJ/mol 解析：選B　A項不符合中和熱的定義；C項中生成物水為氣態(tài)；D項中辛烷的物質的量不是1 mol，所以A、C、D錯誤。 4．(2013北京高考)NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。 (1)NOx能形成酸雨，寫出NO2轉化為HNO3的化學方程式：__

14、____________________。 (2)汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N2和O2反應，其能量變化示意圖如下： 2NO(g)2N(g)N2(g)2O(g)O2(g) ①寫出該反應的熱化學方程式：________________。 ②隨溫度升高，該反應化學平衡常數的變化趨勢是________________。 答案：(1)3NO2＋H2O===2HNO3＋NO (2)①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋183 kJ/mol ②增大 1．書寫熱化學方程式的“五步” 寫出配平的化學方程式 用s、l、g、aq標明物質的聚集狀態(tài)

15、 根據化學計量數計算寫出ΔH的值 2．判斷熱化學方程式正誤的“五審” [特別提醒]　(1)對于同素異形體，除注明聚集狀態(tài)外，還要注明名稱。因為同素異形體雖然構成元素相同，但屬于不同物質，其本身具有的能量不同，所以反應中的ΔH也不同。 (2)物質本身具有的能量與物質的聚集狀態(tài)有關。聚集狀態(tài)不同，反應熱ΔH的數值以及符號都可能不同。等量的同一物質，氣態(tài)時能量最大，其次為液態(tài)，最小的為固態(tài)。 (3)不論化學反應是否可逆，熱化學方程式中的反應熱ΔH表示反應進行到底(完全轉化)時的能量變化。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ/m

16、ol是指2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全轉化為2 mol SO3(g)時放出的能量。 反應熱的計算 5．(2011海南高考)已知：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)ΔH＝－701.0 kJmol－1 2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)　ΔH＝－181.6 kJmol－1 則反應Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH為(　　) A．＋519.4 kJ/mol　　　　　　 　B．＋259.7 kJ/mol C．－259.7 kJ/mol D．－519.4 kJ/mol 解析：選C　利用蓋斯定律將兩個已知

17、熱化學方程式進行適當的加減即可計算出所給反應的反應熱。第一個熱化學方程式減去第二個熱化學方程式，再除以2即得目標方程式，所以ΔH＝(－701.0 kJmol－1＋181.6 kJmol－1)＝－259.7 kJmol－1。 6．(2013新課標卷Ⅱ)在1 200℃時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應 H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1 2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2 H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH3 2S(g)===S2(g)　ΔH4 則ΔH4的正確表達式為(　　) A．ΔH4＝

18、(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) B．ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2) C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) D．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3) 解析：選A　根據蓋斯定律，由第一個反應＋第二個反應－第三個反應2可得第四個反應，則ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－ΔH32＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。 7．(2013海南高考)已知下列反應的熱化學方程式：(　　) 6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)===2C3H5(ONO2)3(l)　ΔH1 2H2(g)＋ O2(g)=== 2H2O(g)　ΔH2 C(s)＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH3 則反應4C

19、3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g) ＋ O2(g) ＋6N2(g)的ΔH為(　　) A．12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1 B．2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3 C．12ΔH3－5ΔH2－2ΔH1 D．ΔH1－5ΔH2－12ΔH3 解析：選A　蓋斯定律的常規(guī)考查。分別給已知方程式編號，由蓋斯定律可知所給方程式由③12＋②5－①2得到，故ΔH＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1。 8．高考組合題 (1)(2013四川節(jié)選)焙燒明礬產生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa時： 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH1＝－197 kJ/mo

20、l； H2O (g)===H2O(l)ΔH2＝－44 kJ/mol； 2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)ΔH3＝－545 kJ/mol。 則SO3 (g)與H2O(l)反應的熱化學方程式是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)(2012天津高考改編)金屬鎢用途廣泛，主要用于制造硬質或耐高溫的合金，以及燈泡的燈絲。 已知：溫度過高時，WO2(s)轉變?yōu)閃O

21、2(g)； WO2(s)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)① ΔH＝＋66.0 kJmol－1 WO2(g)＋2H2(g)W(s)＋2H2O(g)② ΔH＝－137.9 kJmol－1 則WO2(s)WO2(g)的ΔH＝________________。 (3)(2012海南高考節(jié)選)肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。 已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4 (l) ΔH1＝－19.5 kJmol－1 ②N2H4(l)＋O2(g)=== N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2 kJmol－1 寫出肼和N2O4

22、 反應的熱化學方程式_______________________________________。 解析：(1)給題中的三個熱化學方程式分別編號為①、②、③，根據蓋斯定律由(③—①)—②可得到目標熱化學方程式，即SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)　ΔH＝(ΔH3－H1)－ΔH2＝－130 kJ/mol (2)利用蓋斯定律：由①—②可以得到目標熱化學方程式，則ΔH＝ΔH1－ΔH2 ＝＋66.0 kJmol－1－(－137.9 kJmol－1) ＝＋203.9 kJmol－1。 (3)利用蓋斯定律，②2－①可以得到 2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4

23、H2O(g) 則ΔH＝ΔH22－ΔH1＝－1 048.9 kJmol－1。 答案：(1)SO3(g)＋H2O(l)＝H2SO4(l)　ΔH＝－130 kJ/mol (2)＋203.9 kJ/moL (3)2N2H4(l)＋N2O4(l)＝3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1048.9 kJ/mol 計算反應熱的四種方法 1．利用熱化學方程式進行有關計算 根據已知的熱化學方程式和已知的反應物或生成物的物質的量或反應吸收或放出的熱量，可以把反應熱當作“產物”，計算反應放出或吸收的熱量。 2．根據燃燒熱數據，計算反應放出的熱量 計算公式：Q＝燃燒熱n(可燃物的物質

24、的量) 如已知H2的燃燒熱為ΔH＝－285.8 kJmol－1，燃燒2 mol H2放出的熱量為2 mol285.8 kJmol－1＝571.6 kJ。 3．根據舊鍵斷裂和新鍵形成過程中的能量差進行計算 如H2與Cl2燃燒生成HCl的反應，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，斷裂舊鍵吸收的總能量為679 kJmol－1，新鍵形成過程中釋放的總能量為862 kJmol－1，故該反應的反應熱ΔH＝679 kJmol－1－862 kJmol－1＝－183 kJmol－1。 4．利用蓋斯定律求解 根據已知的熱化學方程式，若其反應物是所求目標熱化學方程式的反應物，調整計量數后作為基礎

25、化學方程式或與基礎化學方程式各對應部分相加；若其反應物是所求目標熱化學方程式的生成物，調整計量數后各對應部分由基礎化學方程式相減，整理即可得到求解的熱化學方程式和反應熱。調整計量數既是與目標相符，又能消除無關物質。 常用以下兩種方法： ①熱化學方程式相加或相減，如由 a．C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1； b．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2； a．－b.可得CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2 ②合理設計反應途徑如 順時針方向和逆時針方向變化反應熱代數和相等。 ΔH＝ΔH1＋ΔH2。 [特別提醒]　在進行有關反應熱的

26、計算時注意： (1)根據已知的熱化學方程式進行計算時，要清楚已知熱化學方程式的化學計量數表示的物質的量與已知物質的量之間的比例關系，然后進行計算。 (2)根據化學鍵斷裂和形成過程中的能量變化計算反應熱時，需注意斷鍵和成鍵的總數，必須是斷鍵和成鍵時吸收或放出的總能量。 (3)運用蓋斯定律進行計算，在調整方程式時，要注意ΔH的正負和數值也要隨之調整。 中和熱的測定 魯科版采用簡易量熱計，是專門測量反應熱的儀器，比人教版采用大小燒杯及蓋板保溫效果好，測量更準確 為增強攪拌效果，蘇教版改用了電動攪拌器，且所有儀器均固定，減少了人工活動

27、，易于觀察實驗數據。 (2010重慶高考)右面實驗裝置(固定裝置略去)和操作是否正確？ 答案：溫度計的位置應放在小燒杯內，而不是放在泡沫塑料中，錯誤。 在理清實驗原理的基礎上，高考題重在考查基本儀器的使用及規(guī)范操作。 1．中和熱的計算公式為ΔH＝ kJ/mol，最終誤差與(t終－t始)有關，請以50 mL 0.50 mol/L鹽酸與50 mL 0.55 moL/L NaOH溶液反應為例，分析下列誤差： 引起誤差的實驗操作 t終－t始 |ΔH| 保溫措施不好 攪拌不充分 所用酸、堿濃度過大 用同濃度的氨水代替Na

28、OH溶液 用同濃度的醋酸代表鹽酸 用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液 提示：偏小　偏小　偏小　偏小　偏大　偏大　偏小 偏小　偏小　偏小　偏小　偏小 2．中和熱測定的數據處理：以NaOH和鹽酸反應為例，每次測量加入試劑量均相同。記錄如下表： 實驗次數 溫度差 1 20.0℃ 2 20.2℃ 3 18.5℃ 4 19.8℃ 則以上記錄有何不妥之處？平均溫度差應為多少？ 提示：缺少原始數據的記錄，即起始溫度、終止溫度；計算平均溫度時應刪去第3組數據，因為其誤差較大，故平均溫度差為20℃。 1．在化學反應中，為使某一

29、反應物充分反應常采用另一反應物過量的方法。 (1)本實驗中采用NaOH溶液的濃度稍大于鹽酸的濃度，原因是鹽酸的濃度越大越易揮發(fā)，故不采用鹽酸過量的方法。 (2)工業(yè)合成氨時，常采用通入過量氮氣從而使H2盡可能轉化，原因是H2的原料成本高，而氮氣成本低。 (3)工業(yè)合成SO3，常采用通入過量空氣，以提高SO2的轉化率。 2．中和熱測定實驗中需注意的事項： (1)注意溫度相同。必須確保酸、堿兩種溶液的溫度相同。 (2)注意酸、堿的濃度大小。為使測得的中和熱更準確，所用鹽酸和NaOH溶液的濃度宜小不宜大。 (3)注意保溫。必須確保實驗過程中酸、堿中和反應放出的熱量不能擴散到測定

30、儀器以外。 (4)注意溫度計的使用。實驗宜使用精確度為0.1℃的溫度計，且測量時應盡可能讀準。溫度計的水銀球要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時間后再讀數，以提高所測溫度的精度。 (5)注意兩個近似。一個是體系的比熱容近似等于水的比熱容，二是酸、堿溶液的密度近似等于水的密度。 以“PM2.5污染物的研究”為載體串聯反應熱知識 高考載體(2013天津高考T10) 　　某市對大氣進行監(jiān)測，發(fā)現該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5(直徑小于等于2.5 μm的懸浮顆粒物)，其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。 為減少SO2

31、的排放，常采取的措施是： 將煤轉化為清潔氣體燃料。涉及的化學反應為： ①H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJmol－1 ②C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJmol－1 [知識串聯設計] (1)反應①是放熱反應還是吸熱反應？試判斷2 mol H2和1 mol O2的總能量與2 mol H2O(g)總能量的相

32、對大小。 __________________________________________________________________________ (2)依據反應②確定24 g碳不完全燃燒生成CO(g)時放出的熱量是多少？______________________________________________________________________________ (3)反應①表示是H2的燃燒熱嗎？若1 mol H2O(l)完全轉化為H2O(g)需要吸收44 kJ的熱量，則H2的燃燒熱是多少？________________________________

33、____________________ (4)已知CO轉化成CO2的能量關系如右圖所示：寫出該反應的熱化學方程式________________________________。 依據反應②和右圖能量關系，能否確定碳的燃燒熱是多少？ (5)依據反應①、②寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式_______________________。 (6)已知反應：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 試比較ΔH1和ΔH2的大小。 答案：(1)放熱反應　2 mol H2和1 mol O2的總能量大于2 mol H2O(g)的能量 (2)221 kJ (3)不是，氫的燃燒熱為ΔH＝－285.8 kJ/mol (4)2CO(s)＋O2(g)===2CO2(s)ΔH＝－566 kJmol－1 C的燃燒熱為ΔH＝－393.5 kJmol－1 (5)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3 kJmol－1 (6)ΔH1>ΔH2 希望對大家有所幫助，多謝您的瀏覽！