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專題 化學反應的熱效應 【本講教育信息】 一. 教學內(nèi)容： 高考第一輪復習 《化學選修4》 第1章 化學反應與能量變化 第1節(jié) 化學反應的熱效應 1、化學反應的反應熱 2、化學反應的焓變 3、反應焓變的計算 二. 教學目的： 1、掌握化學反應中能量變化的主要原因。 2、掌握反應熱和焓的概念。 3、掌握熱化學方程式的書寫。 4、掌握蓋斯定律并用之進行相關計算。 三. 重點和難點： 1、反應熱概念的含義。 2、熱化學方程式的書寫。 3、反應焓變的計算。 四. 考點分析： 本節(jié)內(nèi)容在高考中的主要考查點是： 1、熱化學方程式的書寫與正誤判斷。 2、有關反應焓變的計算、比較焓變的大小。 3、燃燒熱、中和熱的概念及計算。 五. 知識要點 1、反應熱 焓變 （1）根據(jù)化學反應過程中的熱量變化，可以把化學反應分為___________反應和___________反應。 （2）化學反應過程中_____________叫做反應熱，又稱為_____________，符號用___________表示，單位常采用_____________。許多化學反應的反應熱可以通過___________測量。 （3）任何化學反應都有反應熱，這是由于在化學反應過程中，當反應物分子內(nèi)的化學鍵斷裂時，需要克服_____________間的_____________，這需要_____________能量；當原子重新結(jié)合成生成物分子，即新_____________形成時，又要_____________能量。生成物釋放的總能量比反應物吸收的總能量大時為_____________反應；反之為_____________反應。 （4）對于放熱反應，由于反應后放出熱量而使反應體系的能量___________，因此△H為_____________或△H_____________0；對于吸熱反應，由于反應通過加熱、光照等吸收能量而使體系的能量升高，因此吸熱反應的△H為_____________或△H_____________0。 2、熱化學方程式 （1）定義 能表示參加反應_____________和____________關系的化學方程式，叫做熱化學方程式。 （2）特點（與化學方程式比較） ①指明了反應時的_____________和_____________，如在_____________下進行的反應，可不注明。 ②在化學方程式右邊注明△H的_____________、_____________和_____________。 ③所有反應物和產(chǎn)物都用括號注明了它們在反應時的_____________。 ④化學計量數(shù)只表示_____________，而不表示分子數(shù)或原子數(shù)，因此可以為__________整數(shù)。 ⑤化學計量數(shù)和反應熱的數(shù)值可以同時擴大或縮小____________倍數(shù)。 3、蓋斯定律 不管化學反應是一步或____________完成，其反應熱是____________的?；蛘哒f，化學反應的反應熱只與反應體系的____________和____________有關，而與反應的____________無關。 4、燃燒熱 （1）根據(jù)___________的情況不同，反應熱可分多種，例如燃燒熱、___________熱、___________熱等，其中以跟燃料品質(zhì)相關的___________熱實際應用較廣。 （2）燃燒熱是指___________時，___________純物質(zhì)___________燃燒生成___________的化合物時所放出的熱量。 （3）燃燒熱的單位是___________，燃燒熱通?？衫胈__________由___________測得。 （4）選擇燃料應從物質(zhì)的燃燒熱、燃料的___________、___________、___________、___________、___________、對___________的影響等方面綜合考慮。 ［注意］ 1、放熱反應與吸熱反應 化學反應中的能量變化，通常表現(xiàn)為熱量的變化。對化學反應，以反應過程中放熱或吸熱為標準劃分，分為放熱反應和吸熱反應兩種類型。有熱量放出的反應叫放熱反應，需要吸收熱量的化學反應叫吸熱反應。 常見的放熱反應有： （1）活潑金屬與或酸的反應。如 （2）酸堿中和反應。如 （3）燃燒反應。如 （4）多數(shù)化合反應。如 常見的吸熱反應有： （1）多數(shù)的分解反應，如 （2） （3） （4） 2、理解△H的“＋”與“－” 可以認為△H就是物質(zhì)所具有的能量在反應前后的變化量，如圖所示。 若為吸熱反應，則變化后的物質(zhì)所具有的能量（增加）升高，用“＋”表示，； 若為放熱反應，則變化后的物質(zhì)所具有的能量（減少）降低，用“－”表示，。 3、與普通化學方程式相比，書寫熱化學方程式除了要遵循書寫化學方程式的要求外還應注意以下四點： （1）△H只能寫在標有反應物和生成物狀態(tài)的化學方程式的右邊。若為放熱反應，△H為“－”；若為吸熱反應，△H為“＋”?！鱄的單位一般為。 （2）注意反應熱△H與測定條件（溫度、壓強等）有關。因此書寫熱化學方程式時應注明△H的測定條件。絕大多數(shù)△H是在25℃、101325Pa下測定的，可不注明溫度和壓強。 （3）注意熱化學方程式中各物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子或原子數(shù)。因此化學計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。 （4）注意反應物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應熱△H不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學方程式的意義。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學方程式中不用“↑”和“↓”。 4、如何進行反應熱的計算 （1）熱化學方程式與數(shù)學上的方程式相似，可以移項同時改變正、負號；各項的系數(shù)包括△H的數(shù)值可以同時擴大或縮小相同的倍數(shù)。 （2）根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其△H相加或相減，得到一個新的熱化學方程式。 （3）可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量＝可燃物的物質(zhì)的量其燃燒熱。 5、進行反應熱計算應注意什么 （1）反應熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學計量數(shù)成正比，因此熱化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)改變時，其反應熱數(shù)值需同時做相同倍數(shù)的改變。 （2）熱化學方程式中的反應熱是指反應按所給形式完全進行時的反應熱。 （3）正、逆反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。 6、進行反應熱計算的方法有哪些 （1）列方程或方程組法。 （2）平均值法。 （3）極限分析法。 （4）十字交叉法。 （5）估算法（僅適于選擇題）。 【典型例題】 例1. 下列說法正確的是（ ） A. 需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B. 放熱的反應在常溫下一定很易發(fā)生 C. 反應是放熱的還是吸熱的必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小 D. 吸熱反應在一定的條件下也能發(fā)生 分析：化學反應的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱。反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小。放熱反應和吸熱反應在一定的條件下都能發(fā)生。反應開始時需要加熱的反應可能是吸熱反應，也可能是放熱反應。吸熱反應開始加熱，反應后需不斷加熱才能使反應繼續(xù)進行下去；放熱反應開始加熱，反應后會放出一定的熱量，如果此熱量足夠大可使反應維持下去，則反應過程不需要再加熱，如煤的燃燒，一旦加熱使煤燃燒起來后就可繼續(xù)燃燒下去，不需外界再加熱。 答案：CD 例2. 在相同溫度和壓強下，將32g硫分別在純氧氣中和空氣中完全燃燒，令前者放出熱量為，后者放出熱量為，則關于的相對大小正確的判斷是（ ） A. B. C. D. 無法判斷 分析：根據(jù)硫的性質(zhì)可知：硫在純氧氣中燃燒比在空氣中旺、反應劇烈，結(jié)果是放出熱量集中，產(chǎn)生溫度較高，于是，得到結(jié)論B，這是把溫度與熱量混淆的結(jié)果。再仔細一些發(fā)現(xiàn)，硫是相同質(zhì)量、相同狀態(tài)，氧氣也是相同質(zhì)量及相同狀態(tài)，只是反應時劇烈程度不同，放熱時間不同，產(chǎn)生溫度不同，放熱數(shù)值應是相同的，于是得到結(jié)論A。事實是相同的反應物具有相同的能量，相同的生成物具有相同的能量，兩種環(huán)境下反應時，反應物與生成物之間能量差別也是相同的。但能量是守恒的，這些能量并不一定完全以熱量形式放出，第一種情況下反應劇烈，產(chǎn)生的“明亮的藍紫色火焰”較第二種情況下產(chǎn)生的“微弱的淡藍色火焰”相比較以光能形式釋放的能量要多。所以以熱量形式放出的能量就應較在空氣中放出的熱量少些。 答案：C 例3. 已知在條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ的熱量，下列熱化學方程式正確的是（ ） 分析：熱化學方程式的書寫要求與普通方程式的區(qū)別有三：①一定要標明各物質(zhì)的狀態(tài)，B選項中水為液態(tài)，排除。②計量系數(shù)可用分數(shù)表示其實際物質(zhì)的量，且與熱量成正比。③用△H表示時，吸熱，其值為正；放熱，其值為負。反應生成水蒸氣是放熱反應，△H應為負值，而其逆反應△H則為正值。故排除C、D，而選A。 答案：A 例4. 已知：。推測含1mol HCl的稀溶液與含的稀溶液反應放出的熱量（ ） A. 大于57.3kJ B. 等于57.3kJ C. 小于57.3kJ D. 無法確定 分析：本題考查的是中和熱的概念。是弱堿，反應中電離要吸熱，使得此時放出的熱量小于中和熱。 答案：C 例5. 已知下列兩個熱化學方程式： 實驗測得氫氣和丙烷的混合氣體共5mol，完全燃燒時放熱3847kJ，則混合氣體中氫氣 和丙烷的體積比是（ ）；兩者放出的熱量之比約為（ ） A. 1：3 B. 3：1 C. 1：4 D. 5：13 分析：該題為計算型選擇題，可采用以下兩種方法巧解。 方法一：十字交叉法： 的平均燃燒熱 兩者放出的熱量之比 方法二：估算排除法： 因的燃燒熱為，而兩者燃燒共放熱3874kJ，故的體積比一定大于1：1，而四個選項中惟有B選項3：1＞1：1符合題意。 兩者放出的熱量之比也只需列出解法一中的計算式，再估算并對照選項便可選定D選項為答案。 答案：BD 例6. 已知火箭發(fā)射時可用肼（）作燃料，二氧化氮作氧化劑，這兩者反應生成氮氣和水蒸氣。 且 請計算1mol氣態(tài)肼和完全反應時放出的熱量為___________kJ，并寫出肼與反應的熱化學方程式。 分析：根據(jù)題意，要求下列反應的反應熱△H的值：根據(jù)蓋斯定律，一個反應僅與其始態(tài)和終態(tài)有關，而與其過程無關，有②－①2＝③，即。 答案：567.85； 例7. 25℃，101kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是，則下列熱化學方程式正確的是（ ） 分析：根據(jù)燃燒熱的定義，燃燒產(chǎn)物應是二氧化碳；氫氣燃燒是放熱反應（）；甲烷的燃燒產(chǎn)物是氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水。 答案：D