專題五化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,高考化學(xué)（天津?qū)Ｓ茫?考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計(jì)算 基礎(chǔ)知識(shí) 1.反應(yīng)熱(焓變) (1)定義:在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí),所吸收或放出的熱量。 (2)符號(hào):H。 (3)常用單位:kJ/mol或kJmol-1。 (4)測(cè)量:可用量熱計(jì)測(cè)量。,考點(diǎn)清單,(5)表示方法 吸熱反應(yīng):H0;放熱反應(yīng):H<0。 (6)產(chǎn)生原因 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成放出的能量不相等,故化學(xué)反應(yīng)均伴隨著能量變化。 2.燃燒熱和中和反應(yīng)反應(yīng)熱 (1)燃燒熱:101 kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。 (2)中和反應(yīng)反應(yīng)熱:在稀溶液中,酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成 1 mol時(shí)的反應(yīng)熱。,3.燃料的燃燒 (1)化石燃料主要包括煤、石油、天然氣等。 (2)可燃物燃燒的條件是與O2接觸,溫度達(dá)到著火點(diǎn)。 (3)充分燃燒的必要條件是O2要充足,可燃物與O2的接觸面積要大。 (4)不充分燃燒則產(chǎn)熱少,浪費(fèi)資源,污染環(huán)境。,4.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng),重點(diǎn)難點(diǎn) 1.(1)燃燒熱是以1 mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來(lái)定義的,因此在書寫表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí),以燃燒1 mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 (2)燃燒產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物,如C CO2、H2 H2O(l)等。,2.(1)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生反應(yīng),其中和反應(yīng)反應(yīng)熱是相等的,都約是57.3 kJmol-1。 H+(aq)+OH-(aq) H2O(l)H=-57.3 kJmol-1 (2)強(qiáng)酸和弱堿或弱酸和強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生反應(yīng),中和反應(yīng)反應(yīng)熱一般小于57.3 kJmol-1,因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)的電離是吸熱的。 (3)中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-結(jié)合生成H2O。若反應(yīng)過(guò)程中有其他物 質(zhì)生成(如生成不溶性物質(zhì)、難電離物質(zhì)等),這部分反應(yīng)熱不在中和反應(yīng)反應(yīng)熱之內(nèi)。,基礎(chǔ)知識(shí) 1.概念 表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。 2.書寫要求 (1)注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(25 、101 kPa下進(jìn)行的反應(yīng)可不注明)。 (2)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài):固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、氣態(tài)(g)、水溶液(aq)。 (3)熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量,而不代表分子或原子個(gè)數(shù),因此可以寫成分?jǐn)?shù)。,考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷,重點(diǎn)難點(diǎn) 1.書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)熱化學(xué)方程式中不用“”和“”,不用“”而用“” 表示。 (2)熱化學(xué)方程式能反映出該反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于H與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān),所以熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與H相對(duì)應(yīng),如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,則H也要加倍。當(dāng)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行時(shí),其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號(hào)相反。 (3)H單位中的“mol-1”并不是指每摩爾具體物質(zhì),而是指給定形式的具體反應(yīng)。 (4)無(wú)論化學(xué)反應(yīng)是否可逆,熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱H都表示反應(yīng)進(jìn) 行到底時(shí)的能量變化。,2.判斷一個(gè)熱化學(xué)方程式是否正確,主要從以下四個(gè)方面入手: (1)各物質(zhì)的化學(xué)式是否正確,化學(xué)方程式是否符合客觀事實(shí); (2)各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否注明; (3)化學(xué)方程式是否配平; (4)H是否與化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng),其符號(hào)和數(shù)值是否正確。,方法反應(yīng)熱大小的比較及計(jì)算 1.反應(yīng)熱大小的比較 (1)直接比較法 依據(jù)規(guī)律、經(jīng)驗(yàn)和常識(shí)直接判斷不同反應(yīng)的反應(yīng)熱的大小的方法稱為直接比較法。 吸熱反應(yīng)的H肯定比放熱反應(yīng)的H大(前者大于0,后者小于0)。 等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量肯定比不完全燃燒所放出的熱量多。 產(chǎn)物相同時(shí),A(g)燃燒放出的熱量比等量的A(s)燃燒放出的熱量多。 反應(yīng)物相同時(shí),生成B(l)放出的熱量比生成等量的B(g)放出的熱量多。,方法技巧,生成等量的水時(shí),強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)比弱酸和強(qiáng)堿或弱堿和強(qiáng)酸或弱酸和弱堿的稀溶液反應(yīng)放出的熱量多。 對(duì)于可逆反應(yīng),因反應(yīng)不能進(jìn)行完全,實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱量要小于理論值。例如:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H=-197 kJ/mol, 則向密閉容器中通入2 mol SO2和1 mol O2,反應(yīng)達(dá)到平衡后,放出的熱量要小于197 kJ。 (2)蓋斯定律比較法 同一反應(yīng)的生成物狀態(tài)不同時(shí) A(g)+B(g) C(g)H1<0 A(g)+B(g) C(l)H2<0 C(g) C(l)H3<0,因?yàn)镠3=H2-H1<0 所以H2<H1。 也可以按以下思路分析: C(g)C(l) C(l) 因?yàn)镠1+H3=H2,H1<0,H2<0,H3<0 所以H2<H1。 同一反應(yīng)的反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí) S(g)+O2(g) SO2(g)H1<0 S(s)+O2(g) SO2(g)H2<0,S(g) S(s)H3<0 H2+H3=H1,H1<0,H2<0,H3<0 所以H1<H2。 兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng) C(s)+O2(g) CO2(g)H1<0 C(s)+O2(g) CO(g)H2<0 C(s) CO2(g) C(s) CO(g) CO2(g),因?yàn)镠2+H3=H1,H1<0,H2<0,H3<0 所以H1<H2。 并且據(jù)此可寫出下面的熱化學(xué)方程式: CO(g)+O2(g) CO2(g)H3=H1-H2。 2.反應(yīng)熱的計(jì)算 (1)應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱 某化學(xué)反應(yīng)無(wú)論一步完成,還是分幾步完成,反應(yīng)的總熱效應(yīng)相同。即反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)。這就是蓋斯定律。此定律的主要應(yīng)用是用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來(lái)推知相關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)熱。,如右圖所示,反應(yīng)AB可看成反應(yīng)AC和CB的和,所以反應(yīng)的焓變有如下關(guān)系:H=H1+H2。 (2)根據(jù)化學(xué)鍵鍵能計(jì)算 H=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和 (3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算 H=生成物具有的總能量-反應(yīng)物具有的總能量。,圖:H=E2-E1<0,該反應(yīng)為放熱反應(yīng); 圖:H=E3-E1<0,該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 例已知:C(s)+O2(g) CO2(g)H1,CO2(g)+C(s) 2CO(g)H2, 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)H3,4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s)H4, 3CO(g)+Fe2O3(s) 3CO2(g)+2Fe(s)H5。下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是(),A.2H1H3 B.H3=H4+H5 C.H1=H2+H3D.H20,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案C,解題導(dǎo)引,