高中化學反應中的能量變化重要知識點總結(jié)

1、高中化學58個考點精講3、化學反應中的能量變化1 復習重點了解化學反應中的能量變化了解放熱反應吸熱反應理解反應熱燃燒熱中和熱及書寫熱反應方程式2難點聚焦一、反應熱 1、化學反應過程中放出或吸收的熱量，通常叫做反應熱。反應熱用符號H表示，單位一般采用kJ/mol。當H為負值為放熱反應；當H為正值為吸熱反應。測量反應熱的儀器叫做量熱計。 2、燃燒熱：在101kPa時，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。 3、中和熱：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應生成1molH2O，這時的反應熱叫做中和熱。中學階段主要討論強酸和強堿的反應。二、熱化學方程式 1、書寫熱反應方程式應注

2、意的問題： (1)由于反應熱的數(shù)值與反應的溫度和壓強有關(guān)，因此必須注明，不注明的是指101kPa和25時的數(shù)據(jù)。 (2)物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，反應熱的數(shù)值不同，因此要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。 (3)熱化學方程式中的化學計量數(shù)為相應物質(zhì)的物質(zhì)的量，它可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。 2、書寫熱化學方程式的一般步驟 (1)依據(jù)有關(guān)信息寫出注明聚集狀態(tài)的化學方程式，并配平。 (2)根據(jù)化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)計算相應的反應熱的數(shù)值。 (3)如果為放熱反應H為負值，如果為吸熱反應則H為正值。并寫在第一步所得方程式的后面，中間用“；”隔開。 (4)如果題目另有要求，如反應燃料燃燒熱的熱化學方程式和有關(guān)中和熱的

3、熱化學方程式，可將熱化學方程式的化學計量數(shù)變換成分數(shù)。三、中和熱的測定 1、測定前的準備工作 (1)選擇精密溫度計（精確到0.10C），并進行校對（本實驗溫度要求精確到0.10C）。 (2)使用溫度計要輕拿輕聲放。剛剛測量高溫的溫度計不可立即用水沖洗，以免破裂。 (3)測量溶液的溫度應將溫度計懸掛起來，使水銀球處于溶液中間，不要靠在燒杯壁上或插到燒杯底部。不可將溫度計當攪拌棒使用。 2、要想提高中和熱測定的準確性，實驗時應注意的問題 (1)作為量熱器的儀器裝置，其保溫隔熱的效果一定要好。因此可用保溫杯來做。如果按教材中的方法做，一定要使小燒杯杯口與大燒杯杯口相平，這樣可以減少熱量損失。 (2)

4、鹽酸和氫氧化鈉溶液的濃度的配制須準確，且氫氧化鈉溶液的濃度須稍大于鹽酸的濃度。為使測得的中和熱更準確，所用鹽酸和氫氧化鈉溶液的濃度宜小不宜大。 (3)溫度計的水銀球部分要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)，以提高所測溫度的精度。 (4)實驗操作時動作要快，以盡量減少熱量的散失。 (5)為了減少實驗誤差，重復實驗23次，數(shù)據(jù)取平均值。注意事項：一、反應熱的大小比較：比較反應熱的大小，一般是在不同條件下（溫度、壓強、物質(zhì)的聚集狀態(tài)等）下的同一化學反應，或同一條件（溫度、壓強）下的同類化學反應之間進行。比較時要善于從同中求異，抓住其實質(zhì)，從而順利解決問題。影響反應熱大小因素主要有以下幾個方

5、面。 1、熱化學方程式中的化學計量數(shù)。如2mol氫氣燃燒放出的熱量是相同條件下1mol氫氣燃燒時放出的2倍。 2、物質(zhì)的聚集狀態(tài)或晶體結(jié)構(gòu)。如等量氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量比生成氣態(tài)水時放出的熱量多。 3、化學鍵的強弱。如都由單質(zhì)反應生成2mol的鹵化氫時，由于HF、HCl、HBr、HI中的共價鍵依次減弱，所以放出的熱量也依次減少。二、蓋斯定律的應用和有關(guān)燃燒熱和中和熱的計算 化學反應中反應熱的大小與反應物、生成物的種類、量及聚集狀態(tài)有關(guān)，與反應途徑無關(guān)。根據(jù)能量守恒定律，無論反應是一步完成還是幾步完成，只要反應的起始狀態(tài)和終了狀態(tài)確定，反應熱就是個定值，這就是著名的蓋斯定律。3例題精講【

6、例1】已知在25，101kPa下，lgC8H18（辛烷）燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48.40kJ熱量。表示上述反應的熱化學方程式正確的是 （ ）A.C8H18（1）22.5O2（g）8CO2（g）9H2O（g）；H48.40kJ·mol1B.C8H18（1）22.5O2（g）8CO2（g）9H2O（1）；H5518kJ·mol1C.C8H18（1）22.5O2（g）8CO2（g）9H2O（1）；H5518kJ·mol1 D.C8H18（1）22.5O2（g）8CO2（g）9H2O（1）；H48.40kJ·mol1【解析】根據(jù)題目條件，生成的水為液態(tài)，

7、所以A錯，1gC8H18燃燒后放出熱量48.40kJ，故1molC8H18完全燃燒放出熱量5518kJ，放熱用“”表示，故C錯。 【答案】B【評析】熱化學方程式的書寫較難，書寫時不能忽視反應物、生成物的狀態(tài)，要注意系數(shù)與反應物的關(guān)系?！娟P(guān)鍵詞】反應熱及熱化學方程式的書寫【例2】在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中Q2Q1的是 （ ） A.2H2(g)O2(g)2H2O(g)；HQ1； 2H2(g)O2(g)2H2O(l)；HQ2 B.S(g)O2(g)SO2(g)；HQ1； S(s)O2(g)SO2(g)；HQ2 C.C(s)1/2O2(g)CO(g)；HQ1； C(s)O2(g)CO2(g)

8、；HQ2 D.H2(g)Cl2(g)2HCl(g)；HQ1； 1/2H2(g)1/2Cl2(g)HCl(g)；HQ2?！窘馕觥緼中，由于氣態(tài)水轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)水要放出熱量，所以生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水放出的熱量要多，即Q2Q1；B中，由于固態(tài)硫轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)硫要吸收熱量，所以氣態(tài)硫燃燒放出的熱量比固態(tài)硫燃燒放出的熱量多，即Q1Q2；C中，生成CO放熱，因氧氣過量會與CO反應也放出熱量，所以Q2Q1，D中Q1=2Q2。 【答案】AC【評析】反應放出或吸收熱量的多少，跟反應物和生成物的聚集狀態(tài)有密切關(guān)系?！娟P(guān)鍵詞】反應熱及熱化學方程式的書寫【例3】熾熱的爐膛內(nèi)有反應：C(s)O2(g)CO2(g)；H392k

9、J/mol，往爐膛內(nèi)通入水蒸氣時，有如下反應：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)；H131kJ/mol，CO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H282kJ/mol，H2(g)1/2O2(g)H2O(g)；H241kJ/mol，由以上反應推斷往熾熱的爐膛內(nèi)通入水蒸氣時 （ ） A.不能節(jié)省燃料，但能使爐火瞬間更旺 B.雖不能使爐火瞬間更旺，但可以節(jié)省燃料 C.既能使爐火瞬間更旺，又能節(jié)省燃料 D.既不能使爐火瞬間更旺，又不能節(jié)省燃料【解析】本題應從兩個方面考慮，一是能否使爐火瞬間更旺，由于往爐膛內(nèi)通入水蒸氣時，有如下反應發(fā)生：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，生成的CO和H2都是

10、可燃性氣體，故能使爐火瞬間更旺。二是能否節(jié)省燃料，根據(jù)蓋斯定律，C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)；H131kJ/mol，CO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H282kJ/mol，H2(g)1/2O2(g)H2O(g)；H241kJ/mol，三個方程加合在一起即得總反應式C(s)O2(g)CO2(g)；H392kJ/mol，故與相同量的炭燃燒放出的熱量相同，因此不能節(jié)省原料。 【答案】A【評析】要熟練掌握運用蓋斯定律進行熱量的計算。【關(guān)鍵詞】反應熱及熱化學方程式的書寫/碳族元素【例4】已知膽礬溶于水時，溶液溫度降低。在室溫下將1mol無水硫酸銅制成溶液時，放出熱量為Q1kJ，而膽礬分

11、解的熱化學方程式是CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)；HQ2kJ/mol，則Q1與Q2的關(guān)系是 （ ） A.Q1Q2 B.Q1Q2 C.Q1Q2 D.無法確定【解析】由已知得CuSO4·5H2O(s)Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2O(l)；H+Q(Q0）， CuSO4(s)Cu2+(aq)+SO42-(aq)；HQ1， 得CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)；HQ1+Q，根據(jù)蓋斯定律：Q1+Q=Q2，故D正確。 【答案】D【評析】解此類題目常把題給信息轉(zhuǎn)化為熱化學方程，然后根據(jù)蓋斯定律可得出正確的結(jié)論?！娟P(guān)鍵

12、詞】反應熱及熱化學方程式的書寫/氧族元素 【例5】已知有amolC和bmolO2（a2b），充分反應后，將得到的可燃性物質(zhì)提取后再次燃燒，充分反應?？扇夹晕镔|(zhì)燃燒放出的熱量有p%被mg、0的水吸收，使之沸騰。若已知1molC燃燒成CO2放出的熱量為qJ，試求1molC燃燒成CO所放出的熱量約為多少？（c=4.2×103J/kg·）【解析】根據(jù)題意可知，可燃性物質(zhì)燃燒后放出熱量為： 。又知： 所以amolC和bmolO2（a2b）反應后，其可燃性物質(zhì)的量為(a-2b)molC和2bmolCO。若設1molCO燃燒成CO2放出的熱量為xJ，則可得出關(guān)系式： 解得： 若設所求1m

13、olC燃燒成CO放出的熱量為yJ，則由下列熱化學方程式： 就不難發(fā)現(xiàn)：式式式，即為題目所求。故可推知： 【答案】(aqp-4.2×104m)/2bpJ【評析】本題是一道物理、化學相互交叉滲透的綜合計算題，難度大。因此，解決這類問題的關(guān)鍵在于分析題意，挖掘題中隱含著的重要信息（即熱化學方程式有加合性），弄清該題中所涉及的兩個過程，即物理過程與化學過程，并求出聯(lián)系這兩個過程的紐帶熱量（Q）。然后正確運用所學物理、化學的有關(guān)基礎知識，則題中的問題便可迎刃而解?！娟P(guān)鍵詞】反應熱及熱化學方程式的書寫/碳族元素【例6】接觸法制硫酸的流程可表示如下：問：(1)熱交換器在制硫酸的過程中有何重要作用？

14、(2)若以T1、T2、T3、T4分別表示進出熱交換器的氣體溫度，且T180，T3600、T4250，求進入接觸室后的SO2、O2混合氣體的溫度T2（設進、出熱交換器的氣體的平均比熱均為0.8kJ/(kg)）。(3)假定每天進入接觸室的混合氣體為20t，問與不用熱交換器相比較每年至少可節(jié)省多少噸含碳80%的優(yōu)質(zhì)煤？（已知煤的供熱效率為20%，C(s)+O2(g)=CO2(g)；H=-393kJ/mol）【解析】（1）由沸騰爐導出的SO2、O2等氣體的溫度經(jīng)除塵、去雜、洗滌等工藝處理后已大幅度下降，通過熱交換器后氣體的溫度又得以提高，這有利于后續(xù)反應（即由SO2合成SO3）的進行。SO2的氧化反應

15、是放熱反應，從接觸室導出的SO3等氣體的溫度已高達600以上，難以被濃硫酸吸收。通過熱交換器后SO3的溫度下降了，這有利于提高濃硫酸對它的吸收效率?？偠灾?，熱交換器在制H2SO4的過程中具有增效節(jié)能的作用。（2）經(jīng)過熱交換器后，SO2、O2吸收的熱量cm1(T2-80)，SO3放出的熱量cm2(600-250)。根據(jù)物理學原理及質(zhì)量守恒定律可知，Q(吸)Q(放)，m1m2，故cm1(T2-80)cm2(600-250)，即T2430。 （3）若不使用熱交換器，欲使80的SO2、O2預熱到430，每年需提供的熱量為20×103kg×365×0.8kJ/(kg)&#

16、215;(430-80)=2.04×109kJ，每千克優(yōu)質(zhì)煤供給的有效熱量為5240kJ/kg，使用熱交換器后每年可節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤的質(zhì)量為：2.04×109kJ/(5240kJ/kg)=389.3t?！敬鸢浮浚?）增效節(jié)能 （2）T2430 （3）389.3t【評析】本題主要運用公式Q=cmt考查化學反應中熱效應的計算?！娟P(guān)鍵詞】反應熱及熱化學方程式的書寫/氧族元素4實戰(zhàn)演練1.“搖搖冰”是一種即用即冷的飲料。吸食時將飲料罐隔離層中的化學物質(zhì)和水混合后搖動即會制冷。該化學物質(zhì)是 （ ）A.氯化鈉 B.固體硝酸銨 C.固體氫氧化鈉 D.生石灰 答案：B2.含20.0NaOH的稀溶

17、液與稀鹽酸反應，放出28.7kJ的熱量，表示該反應中和熱的熱化學方程式正確的是 （ ）A.1/2NaOH(aq)+1/2HCl(aq)=1/2NaCl(aq)+1/2H2O(l)；H=+28.7kJ/molB.1/2NaOH(aq)+1/2HCl(aq)=1/2NaCl(aq)+1/2H2O(l)；H=-28.7kJ/molC.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)；H=+57.4kJ/molD.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)；H=-57.4kJ/mol 答案：D3已知：CH3COOH(aq)+NaOH(aq)CH3COONa(aq)

18、+H2O H=Q1kJmol H2SO4(濃)+NaOH(aq)Na2SO4(aq)+H2O(1) H=Q2kJmol HNO3(aq)+KOH(aq)KNO3(aq)+H2O(1) H=Q3kJmol上述反應均為溶液中的反應，則Q1、Q2、Q3的絕對值大小的關(guān)系為 （ ）A.Q1Q2=Q3 B.Q2>Q1>Q3 C.Q2>Q3>Q1 D.Q2=Q3>Q1 答案：B4熱化學方程式：S(g)+O2(g)=SO2(g)；H=-297.3kJ/mol，分析下列說法中正確的是（ ）A.S(g)+O2(g)=SO2(l)；|H|>297.3kJ/mol B.1molS

19、O2的鍵能總和大于1molS和1molO2鍵能之和C.S(g)+O2(g)=SO2(l)；|H|<297.3kJ/mol D.1molSO2的鍵能總和小于1molS和1molO2鍵能之和答案：AB5將白磷隔絕空氣加熱到260可轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷。以下說法正確的是 （ ）A.白磷轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷是一個吸熱過程 B.紅磷比白磷穩(wěn)定C.白磷轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷需外界提供引發(fā)反應的能量 D.白磷比紅磷穩(wěn)定 答案：BC6已知：CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)；H890kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)；H282.5kJ/mol。假如標準狀況下由CH4、CO、CO2組成的89.6升混和氣體

20、完全燃燒時能放出1010千焦的熱量，并生成18克液態(tài)水，那么燃燒前混和氣體中CO占的體積百分含量約為A.40% B.50% C.60% D.70% 答案：B7已知下列幾種烷烴的燃燒熱如下：烷 烴甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷燃燒熱（kJ·mol-1）890.31559.82219.92877.03536.24163.1今有10L（在標準狀況下）某種天然氣，假設僅含甲烷和乙烷兩種氣體，燃燒時共放出熱量480KJ。（1）試寫出乙烷氣體燃燒的熱化學方程式_；（2）計算該天然氣中甲烷的體積分數(shù)_；（3）由上表可總結(jié)出的近似規(guī)律是_；（4）根據(jù)（3）的近似規(guī)律可預測癸烷的燃燒熱約為_kJ·

21、mol-1。答案：（1）2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（l）；H=3119.6kJ/mol（2）72.13% （3）烷烴分子中每增加一個CH2燃燒熱平均增加645kJ/mol左右 （4）6776燒的熱化學方程式中水為液態(tài)的水。8.已知熱化學方程式H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1)；H-57.3kJmol，問：（1）常量滴定用0.025L0.10molL的強酸和強堿互相中和，則滴定過程中釋放的熱量為_kJ。（2）若中和后溶液體積為0.05L，又已知中和后的溶液的比熱容為4.2×10-3kJ(g·)，且密度為1.0gmL，則溶液溫度升高_。（3

22、）由（2）說明為什么需要用0.5mol/L1molL的強酸和強堿反應測定中和熱?答案：（1）0.14 （2）0.7 （3）根據(jù)（2）的計算可知，當溶液的濃度過小，釋放的熱量較少，且又是逐漸產(chǎn)生熱量，故測定的中和熱誤差較大。若濃度過高，則溶液中陰、陽離子間的相互牽制較大，中和過程產(chǎn)生熱量的一部分將補償未電離分子離解所需要的熱量，同樣會造成較大的誤差。9.50mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液在下圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱?；卮鹣铝袉栴}：（1）從實驗裝置上看，圖中尚缺少的一種玻璃用品是_。（2）燒杯間填滿碎紙條的作用是_。

23、（3）大燒杯上如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值將_（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。（4）實驗中改用60mL0.50mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液進行反應，與上述實驗相比較，所放出的熱量_（填“相等”或“不相等”），但中和熱應_（填“相等”或“不相等”），簡述理由_。（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得中和熱的數(shù)值與57.3kJ/mol相比較會_；用50mL0.50mol/LNaOH溶液進行上述實驗，測得中和熱的數(shù)值與57.3kJ/mol相比較會_（均填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。答案：（1）環(huán)形玻璃攪拌器 （2）減少實驗過程中熱量損失

24、 （3）偏小 （4）不相等，相等，因為中和熱是指在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應生成1molH2O所放出的能量，與酸堿用量無關(guān) （5）偏小 偏小10.一些鹽的結(jié)晶水合物，在溫度不太高時就有熔化現(xiàn)象，既熔溶于自身的結(jié)晶水中，又同時吸收熱量，它們在塑料袋中經(jīng)日曬能熔化，在日落后又可緩慢凝結(jié)而釋放熱量，用以調(diào)節(jié)室溫，稱為潛熱材料?，F(xiàn)有幾種鹽的水合晶體有關(guān)數(shù)據(jù)如下： Na2S2O3·5H2OCaCl2·6H2ONa2SO4·10H2ONa2HPO4·12H2O熔點405029.9232.3835.1熔化熱（kJ/相對分子質(zhì)量）49.737.377.0100.1（1

25、）上述潛熱材料中最適宜應用的兩種鹽是_、_。（2）實際應用時最常用的（根據(jù)來源和成本考慮）應該是_。答案：（1）Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O （2）Na2SO4·10H2O評析：熔點越低，越有利于鹽吸收太陽能而熔化，故排除Na2S2O3·5H2O。進一步比較單位質(zhì)量吸熱效率：CaCl2·6H2ONa2SO4·10H2ONa2HPO4·12H2O0.17kJ/g0.24kJ/g0.28kJ/g 很明顯，Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O吸收率較高。又因前者比后者價廉

26、而易獲得。實際應選用Na2SO4。11.（1）肼（N2H4）和NO2是一種雙組分火箭推進劑。兩種物質(zhì)混合發(fā)生反應生成N2和H2O（g），已知8g氣體肼在上述反應中放出142kJ熱量，其熱化學方程式為 。（2）0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量，其熱化學反應方程式為 ；又知H2O（l）H2O（g）；H44kJ/mol，則11.2L（標準狀況）乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時，放出的熱量是 kJ。（3）已知A、B兩種氣體在一定條件下可發(fā)生反應：2A+B=C+3D+4E?，F(xiàn)將相對分子質(zhì)量為M的A氣體mg和足量B氣體充入一密閉容器中恰

27、好完全反應后，有少量液滴生成；在相同溫度下測得反應前后壓強分別為6.06×105Pa和1.01×106Pa，又測得反應共放出QkJ熱量。試根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)寫出該反應的熱化學方程式_。答案：（1）2N2H4（g）2NO2（g）3N2（g）4H2O（g）；H1136kJ/mol （2）B2H6（g）3O2（g）B2O3（s）3H2O（l）；H2165kJ/mol 1016.5kJ （3）2A(g)+B(g)=C(g)+3D(l)+4E(g)；評析：（3）中由反應前后的壓強之比為3:5可推測反應后D的狀態(tài)為液態(tài)。12.已知下列熱化學方程式的熱效應： （1）Fe2O3（s）3CO（

28、g）2Fe（s）3CO2（g）；H126.7kJ/mol （2）3Fe2O3（s）CO（g）2Fe3O4（s）CO2（g）；H250.75kJ/mol （3）Fe3O4（s）CO（g）3FeO（s）十CO2（g）；H336.5kJ/mol 不用查表，計算下列反應的H。FeO（s）CO（g）Fe（s）CO2（g） 答案：7.28kJ/mol評析：由蓋斯定律得所求方程的反應熱為/3。13.某石油液化氣由丙烷和丁烷組成，其質(zhì)量分數(shù)分別為80和20。它們?nèi)紵臒峄瘜W方程式分別為：C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)；H-2200kJmol； C4H10(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(1)；H-2900kJmol。有一質(zhì)量為0.80kg、容積為4.0L的鋁壺，將一壺20的水燒開需消耗液化石油氣0.056kg，試計算該燃料的利用率。已知水的比熱為4.2kJ(kg·)，鋁的比熱為0.88kJ(kg·) 答案：50%評析：1.0kg石油氣完全燃燒釋放的熱量為：=5×104kJ將水燒開所需熱量為：Q=cm(t