高三專項復(fù)習(xí)化學(xué)能與熱能學(xué)案

1、專題五化學(xué)能與熱能適用學(xué)科高中化學(xué)適用年級高中三年級適用區(qū)域魯科版適用地區(qū)課時時長（分鐘）120知識點化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計算，熱化學(xué)反應(yīng)方程式的正誤判斷及書寫，蓋斯定律及其應(yīng)用學(xué)習(xí)目標(biāo)知識與技能：掌握化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計算，熱化學(xué)反應(yīng)方程式的正誤判斷及書寫，蓋斯定律及其應(yīng)用等相關(guān)知識過程與方法：通過化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計算，熱化學(xué)反應(yīng)方程式的正誤判斷及書寫，蓋斯定律及其應(yīng)用等相關(guān)知識的學(xué)習(xí)，學(xué)會分析和應(yīng)用理論知識解決實際問題情感態(tài)度與價值觀：加強(qiáng)化學(xué)理論的理解，培養(yǎng)正確的化學(xué)思維。學(xué)習(xí)重點1、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計算2、熱化學(xué)反應(yīng)方程式的正誤判斷及書

2、寫3、蓋斯定律及其應(yīng)用學(xué)習(xí)難點1、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計算2、熱化學(xué)反應(yīng)方程式的正誤判斷及書寫3、蓋斯定律及其應(yīng)用學(xué)習(xí)過程一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)焓變、燃燒熱、中和熱、熱化學(xué)方程式的正誤判斷及書寫、蓋斯定律等基礎(chǔ)知識二、知識講解考點1：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計算1、反應(yīng)熱：在化學(xué)反 應(yīng)過程中，當(dāng)生成物和反應(yīng)物具有相同溫度時所放出或吸收的熱量，通常叫做化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。2、焓變：在恒溫、恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的焓變符號：H 單位：kJ/mol.產(chǎn)生原因：化學(xué)反應(yīng)過程中舊鍵斷裂吸收的總能量與新鍵形成釋放的總能量不相等，故化學(xué)反應(yīng)均伴隨著能量的變化吸熱或放熱

3、。表示方法：放熱反應(yīng)：H0，吸熱反應(yīng)H0反應(yīng)熱H的求算方法：H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量H=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和反應(yīng)熱的計算方法(1)利用鍵能計算反應(yīng)熱：通常人們把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能，鍵能通常用E表示，單位為kJ/mol或kJ·mol1。方法：HE(反應(yīng)物)E(生成物)，即H等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和之差。如反應(yīng)H2(g)Cl2(g) = 2HCl(g) HE(HH)E(ClCl)2E(HCl)。(2)由反應(yīng)物、生成物的總能量計算反應(yīng)熱：H生成物總能量反應(yīng)物總能量。(3)根據(jù)蓋斯定律計算：反應(yīng)熱與反應(yīng)物的物質(zhì)的量成正比

4、。化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)即如果一個反應(yīng)可以分步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時的反應(yīng)熱是相同的。例如：由圖可得HH1H2，(4)根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱數(shù)值計算：Q(放)n(可燃物)×|H|。3、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng) 類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)反應(yīng)形成生成物釋放的總能量大于破壞反應(yīng)物吸收的總能量反應(yīng)形成生成物釋放的總能量小于破壞反應(yīng)物吸收的總能量。反應(yīng)放出能量而使體系的能量降低。H為“”或H<0反應(yīng)吸收能量而使體系的能量升高。H為“”或H>0圖示實例大多數(shù)化合反應(yīng)中和反應(yīng)來源:§金屬與酸或水的反應(yīng)

5、所有的燃燒反應(yīng)鋁熱反應(yīng)大多數(shù)分解反應(yīng)Ba(OH)2·8H2O晶體與氯化銨的反應(yīng)以C與CO、C與H2O的反應(yīng)鹽的水解，弱電解質(zhì)的電離4、燃燒熱：在101kPa時，1mol物質(zhì)完全燃燒生成最穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。5、中和熱：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O，這時的反應(yīng)熱叫做中和熱?？键c2：熱化學(xué)反應(yīng)方程式的正誤判斷及書寫1、熱化學(xué)方程式的書寫（1）H只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊。若為放熱反應(yīng)，H為“-”，若為吸熱反應(yīng)，H為“+”。H單位一般為kJ/mol.（2）反應(yīng)熱H與測定條件（溫度壓強(qiáng)）有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明H的

6、測定條件。絕大多數(shù)H是在101kPa和25時下測定的，可不注明溫度和壓強(qiáng)。（3）熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示該物質(zhì)的分子或原子數(shù)。因此，化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以使分?jǐn)?shù)。（4）反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱數(shù)值以及符號都可能不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)（s、l、aq）才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。熱化學(xué)方程式中不用“”和“”。（5）熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于H與反應(yīng)物的物質(zhì)的的量有關(guān)，所以熱化學(xué)方程式中物質(zhì)前面的化學(xué)計量數(shù)必須與H相對應(yīng)，如果化學(xué)計量數(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，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反

7、應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。（6）H的單位“kJ/mol”的含義，并不是指每摩爾具體物質(zhì)反應(yīng)時的能量變化是多少千焦，而是指給定形式的具體反應(yīng)從各物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)來計量其物質(zhì)的量時的能量變化。（7）無論化學(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)行到底時的能量變化。2、熱化學(xué)方程式的正誤判斷（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（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）反應(yīng)熱H是否與化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)相對應(yīng)，其符號和數(shù)值是否正確。考點3：蓋斯定律及其應(yīng)用1、內(nèi)容：不管化學(xué)反應(yīng)時一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同，即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反

8、應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)。2、應(yīng)用：有些反應(yīng)的反應(yīng)熱通過實驗測定有困難（有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢，有些反應(yīng)不容易直接發(fā) 生，有 些反應(yīng)的產(chǎn)品不純、有副反應(yīng)發(fā)生），可以用蓋斯定律間接計算出來。3、注意：蓋斯定律只適用于等溫等壓或等溫等容過程，各步反應(yīng)的溫度應(yīng)相同；熱效應(yīng)與參與反應(yīng)的各物質(zhì)的本性、聚集狀態(tài)、完成反應(yīng)的物質(zhì)數(shù)量，反應(yīng)進(jìn)行的方式、溫度、壓力等因素均有關(guān)，這就要求涉及的各個反應(yīng)式必須是嚴(yán)格完整的熱化學(xué)方程式。各步反應(yīng)均不做非體積功。各個涉及的同一物質(zhì)應(yīng)具有相同的聚集狀態(tài)。化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 (H)只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)途徑無關(guān)。三、例題精析【例題1】根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（

9、i）I2（g）+H2（g）2HI（g）+9.48kJ（ii）I2（S）+H2（g）2HI（g）-26.48kJ下列判斷正確的是（）A254gI2（g）中通入2gH2（g），反應(yīng)放熱9.48kJB1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00kJC反應(yīng)（i）的產(chǎn)物比反應(yīng)（ii）的產(chǎn)物穩(wěn)定D反應(yīng)（ii）的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)（i）的反應(yīng)物總能量低【答案】D【解析】A因為是可逆反應(yīng)，所以不能進(jìn)行完全，放熱小于9.48kJ，故A錯誤；B由蓋斯定律知（i）-（ii）得I2（g）=I2（S）+35.96kJ，故1 mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96kJ，故B錯誤；C反應(yīng)（

10、i）、反應(yīng)（ii）的產(chǎn)物都是HI（g），狀態(tài)相同，穩(wěn)定性一樣，故C錯誤D對于同一物質(zhì)，固態(tài)物質(zhì)的能量比氣態(tài)物質(zhì)能量低，故反應(yīng)（ii）的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)（i）的反應(yīng)物【例題2】下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是（）A生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量B放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率C應(yīng)用蓋斯定律，可計算某些難以直接測量的反應(yīng)焓變D同溫同壓下，H2（g）+Cl2（g）2HCl（g）在光照和點燃條件下的H不同【答案】C【解析】A、生成物的總能量低于反應(yīng)總能量的反應(yīng)，是放熱反應(yīng)，若是吸熱反應(yīng)則相反，故A錯；B、反應(yīng)速率與反應(yīng)是吸熱還是放熱沒有必然的聯(lián)系，故B錯；C、化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱

11、大小取決于反應(yīng)物和生成物的總能量大小，與反應(yīng)途徑無關(guān)，應(yīng)用蓋斯定律，可計算某些難以直接測量的反應(yīng)焓變，故C正確；D、根據(jù)H=生成物的焓-反應(yīng)物的焓可知，焓變與反應(yīng)條件無關(guān)，在光照和點燃條件下該反應(yīng)的H相同，故D錯故選：C【例題3】下列熱化學(xué)方程式或離子方程式中，正確的是（    ）A氯化鎂溶液與氨水反應(yīng)：Mg2+ 2OH Mg(OH)2 B500、30MPa下，將0.5molN2和1.5mol H2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3kJ，其熱化學(xué)方程式為：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)H= -38.6kJ·

12、;mol-1C甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱H= -890.3kJ·mol-1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為：CH4(g) + 2O2(g) CO2(g)2H2O(g)H= -890.3kJ·mol-1D氧化鋁溶于NaOH溶液：Al2O3 + 2OH2AlO2+ H2O【答案】D【解析】A一水合氨是弱電解質(zhì)，不能拆開，故A錯誤；B因反應(yīng)為可逆反應(yīng)，則將0.5molN2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3（g），放熱19.3kJ，其熱化學(xué)方程式為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）H=-38.6kJmol-1，故B錯誤；C甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-890.3kJ

13、mol-1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）H=-890.3kJmol-1，故C錯誤。故選D。四、課堂運用【基礎(chǔ)】1、今有如下三個熱化學(xué)方程式：H2(g)+O2(g)H2O(g)H=a kJ·mol-1；H2(g)+O2(g)H2O(l) H=b kJ·mol-1；2H2(g)+O2(g)2H2O(l) H=c kJ·mol-1，下列關(guān)于它們的表述正確的是( )A.它們都是吸熱反應(yīng) B.a、b和c均為正值C.反應(yīng)熱的關(guān)系：a=b D.反應(yīng)熱的關(guān)系：2b=c2、發(fā)射衛(wèi)星時可用肼（N2H4）作燃料，二氧化氮作氧化

14、劑，兩者反應(yīng)生成氮氣和水蒸氣。已知：N2(g) +2 O2(g) = 2NO2(g)；H+67.7kJ·mol1N2H4(g) + O2(g) = N2(g) + 2H2O(g)；H-534kJ·mol11/2H2(g) + 1/2F2(g) = HF(g)；H-269kJ·mol1H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)；H-242kJ·mol1(1) 肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_；此反應(yīng)用于火箭推進(jìn)，除釋放大量能量和快速產(chǎn)生氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是：_。(2)有人認(rèn)為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑，則反應(yīng)釋放的能量更大。肼和氟氣反應(yīng)

15、的熱化學(xué)方程式為_3、已知H-H鍵能為436 kJ· mol-1，N-H鍵能為391 kJ· mol-1，根據(jù)化學(xué)方程式：N2+3H22NH3，1 mol N2反應(yīng)放出的熱量為92.4 kJ· mol-1，那么NN鍵的鍵能是（）A.431 kJ· mol-1 B.945.6 kJ· mol-1C.649 kJ· mol-1 D.896 kJ· mol-14、已知下列熱化學(xué)反應(yīng)方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H24.8 kJ/molFe2O3(s)CO(g)= Fe3O4(s)CO2

16、(g) H15.73 kJ/molFe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g) H640.4 kJ/mol則14 g CO氣體還原足量FeO固體得到Fe固體和CO2氣體時對應(yīng)的H約為( )A218 kJ/mol B109 kJ/molC218 kJ/mol D109 kJ/mol【鞏固】1、 反應(yīng)ABC(H<0)分兩步進(jìn)行：ABX(H>0)，XC(H<0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是   2、某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如右圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列敘述正確的是（  

17、 ）A該反應(yīng)為放熱反應(yīng)B催化劑能改變反應(yīng)的焓變C催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，增加活化分子百分?jǐn)?shù)D逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能3、氫氟酸是一種弱酸，可用來刻蝕玻璃。已知25 時：HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l)H=67.7 kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=57.3 kJ·mol-1在20 mL 0.1 mol·L-1氫氟酸中加入V mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液，下列有關(guān)說法正確的是（）A氫氟酸的電離方程式及熱效應(yīng)可表示為：HF(aq) F-(aq)+H+(

18、aq)H=10.4 kJ·mol-1B當(dāng)V=20時，溶液中：c(OH-)=c(HF)+c(H+)C當(dāng)V=20時，溶液中：c(F-)c(Na+)=0.1 mol·L-1D當(dāng)V0時，溶液中一定存在：c(Na+)c(F-)c(OH-)c(H+)【拔高】1、下列熱化學(xué)方程式正確的是(注：H的絕對值均正確)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g) H1 367.0 kJ·mol1(燃燒熱)BBa(OH)2(aq)2HCl(aq)=BaCl2(aq)2H2O(l)H57.3 kJ·mol1(中和熱)CS(s)O2(g)=SO2(g)H269.8 kJ·mol1(反應(yīng)熱)D2NO2=O22NOH116.2 kJ·mol1(反應(yīng)熱)2、根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式（i）I2（g）+H2（g）2HI（g）+9.48kJ（ii）I2（S）+H2（g）2HI（g）-26.48kJ下列判斷正確的是（）A254g I2（g）中通入2gH2（g），反應(yīng)放熱9.48 kJB1 mol固態(tài)碘與1