專題05 化學(xué)反應(yīng)與能量

2023/2/4第5講化學(xué)反應(yīng)與能量2023/2/4【考綱點(diǎn)擊】1．認(rèn)識(shí)常見的能量轉(zhuǎn)化形式。了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。2．通過化學(xué)鍵的斷裂和形成，了解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。3．了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱、焓變等概念。了解熱化學(xué)方程式的含義，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡單計(jì)算。2023/2/42023/2/4【自查自糾】①能量②鍵能③放熱④吸熱

2023/2/41．反應(yīng)熱(焓變)與物質(zhì)的能量、鍵能的關(guān)系？ 答案反應(yīng)熱(焓變)ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和或ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量。2．CH4的燃燒熱為－890.31kJ·mol－1表示什么意義？ 答案在25℃、101kPa時(shí)，1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出890.31kJ的熱量。2023/2/43．H2S的燃燒熱ΔH＝－akJ·mol－1，寫出H2S燃燒的熱化學(xué)方程式？ 答案

2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)，ΔH＝－2akJ·mol－14．利用蓋斯定律怎樣計(jì)算反應(yīng)熱？ 答案

(1)確定待求的熱化學(xué)方程式，找出待求的熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)在已知熱化學(xué)方程式的位置和化學(xué)計(jì)量數(shù)；(2)合理進(jìn)行熱化學(xué)方程式的疊加；(3)“ΔH”在進(jìn)行加、減、乘等運(yùn)算時(shí)，一定要注意其符號(hào)的改變，即ΔH的運(yùn)算包括數(shù)值和符號(hào)的雙重運(yùn)算。2023/2/4知識(shí)鏈接

從宏觀上分析，反應(yīng)熱的形成原因是反應(yīng)物具有的總能量與生成物具有的總能量的相對(duì)大小不同。即反應(yīng)熱(焓變)ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量。如下圖所示：考點(diǎn)一反應(yīng)熱的分析與判斷角度1反應(yīng)熱與物質(zhì)具有能量的關(guān)系(2013·上海，9C)

2023/2/4角度發(fā)散 物質(zhì)的穩(wěn)定性與物質(zhì)具有能量的關(guān)系，物質(zhì)本身具有的能量越高，其穩(wěn)定性越差。2023/2/4知識(shí)鏈接

從微觀上分析，反應(yīng)熱形成的原因是斷鍵時(shí)吸收的熱量與成鍵時(shí)放出的熱量的相對(duì)大小不同。即反應(yīng)熱(焓變)ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。如下圖所示：角度發(fā)散 物質(zhì)的穩(wěn)定性與鍵能的關(guān)系，鍵能越大的物質(zhì)越穩(wěn)定。角度2反應(yīng)熱與反應(yīng)物和生成物鍵能的關(guān)系(2013·重慶，6)

2023/2/4知識(shí)鏈接

活化能是活化分子的平均能量與普通分子的平均能量的差值，E1表示正反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能，ΔH＝E1－E2。如下圖所示：角度3反應(yīng)熱與正逆反應(yīng)活化能的關(guān)系(2012·江蘇，4)

2023/2/41．(2013·重慶，6)已知：P4(s)＋6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH＝akJ·mol－1 P4(s)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)

ΔH＝bkJ·mol－1 P4具有正四面體結(jié)構(gòu)，PCl5中P—Cl鍵的鍵能為ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl鍵的鍵能為1.2ckJ·mol－1

下列敘述正確的是 (

)。[高考印證]

2023/2/42023/2/42023/2/4答案

C

2023/2/41．(2013·簡陽質(zhì)檢)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在S—F鍵。已知：1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ，斷裂1molF—F、S—F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ。則S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反應(yīng)熱ΔH為(

)。 A．—1780kJ·mol－1 B．—1220kJ·mol－1 C．—450kJ·mol－1 D．＋430kJ·mol－1[應(yīng)用體驗(yàn)]

2023/2/4解析

ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝280kJ·mol－1＋3mol×160kJ·mol－1－6mol×330kJ·mol－1＝－1220kJ·mol－1。答案

B2023/2/4知識(shí)鏈接

熱化學(xué)方程式書寫與正誤判斷的“七大”要點(diǎn)1．注意ΔH的符號(hào)和單位 若為放熱反應(yīng)，ΔH為“－”；若為吸熱反應(yīng)，ΔH為“＋”。ΔH的單位為kJ·mol－1。2．注意反應(yīng)熱的測(cè)定條件 書寫熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明ΔH的測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng))，但絕大多數(shù)ΔH是在25℃、101325Pa下測(cè)定的，此時(shí)可不注明溫度和壓強(qiáng)。考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷角度熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷[2013·北京，26(2)]

2023/2/43．注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù) 熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。4．注意物質(zhì)的聚集狀態(tài) 反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱ΔH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(xué)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(xué)方程式中不用↑和↓。2023/2/45．注意ΔH的數(shù)值與符號(hào) 由于ΔH與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以ΔH必須與熱化學(xué)方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。互為逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號(hào)相反。6．對(duì)于可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)是指完全反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱。2023/2/47．注意燃燒熱和中和熱2023/2/42．寫出下列熱化學(xué)方程式 (1)(2013·安徽，25節(jié)選)在25℃、101kPa下，已知13.5g的Al固體單質(zhì)在O2氣體中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài)，放熱419kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________________。[高考印證]

2023/2/42023/2/4答案(1)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)

ΔH＝－3352kJ·mol－1(其他合理答案均可)

(2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝＋131.3kJ·mol－12023/2/42．(2013·廣漢模擬)膠狀液氫(主要成分是H2和CH4)有望用于未來的運(yùn)載火箭和空間運(yùn)輸系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得101kPa時(shí)，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ的熱量；1molCH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2氣體，放出890.3kJ的熱量。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 (

)。 A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－285.8kJ·mol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3kJ·mol－1[應(yīng)用體驗(yàn)]

2023/2/4C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝—890.3kJ·mol－1D．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890.3kJ·mol－1解析熱化學(xué)反應(yīng)方程式中各物質(zhì)前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；物質(zhì)的狀態(tài)不同反應(yīng)的熱效應(yīng)不同，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；放熱反應(yīng)ΔH用“－”表示，吸熱反應(yīng)ΔH用“＋”表示，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案

B2023/2/4知識(shí)鏈接

利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的技能 (1)解題思路考點(diǎn)三蓋斯定律的應(yīng)用角度1利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算(2013·全國新課標(biāo)Ⅱ，12)

2023/2/4 (2)計(jì)算模式2023/2/4知識(shí)鏈接

利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式的步驟：角度2利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式[2013·四川化學(xué)，11(5)]

2023/2/43．[2013·四川，11(5)]焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa時(shí)： 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH1＝－197kJ·mol－1； H2O(g)===H2O(l)

ΔH2＝－44kJ·mol－1； 2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3＝－545kJ·mol－1。

則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________________________________________。[高考印證]

2023/2/42023/2/4[應(yīng)用體驗(yàn)]

2023/2/4則14gCO氣體還原足量FeO固體得到固體Fe和CO2氣體時(shí)對(duì)應(yīng)的ΔH為 (

)。A．—218kJ·mol－1 B．—109kJ·mol－1C．＋218kJ·mol－1 D．＋109kJ·mol－12023/2/4答案

B

2023/2/4知識(shí)鏈接

(1)燃燒熱是指101kPa時(shí)1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量，并不是1mol可燃物燃燒時(shí)放出的熱量就是燃燒熱。(2)中和熱不是指1mol酸與1mol堿中和時(shí)的熱效應(yīng)，而是指“生成1molH2O(l)”的熱效應(yīng)，不包括電解質(zhì)生成水合離子的熱效應(yīng)，同時(shí)也不包括反應(yīng)生成其他物質(zhì)的熱效應(yīng)。防范1對(duì)燃燒熱和中和熱的概念理解不清

2023/2/41．下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是 (

)。 A．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1 B．CO(g)的燃燒熱是283.0kJ·mol－1，則2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反應(yīng)的ΔH＝2×283.0kJ·mol－1 C．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) D．1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷燃燒熱[防范演練]

2023/2/4解析中和熱是指在一定條件下強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)生成1molH2O所放出的熱量，與酸和堿的元數(shù)無關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)；燃燒熱是指1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物所放出的熱量，這里的穩(wěn)定化合物包含兩層意思，一是化合物穩(wěn)定，如C燃燒可生成CO和CO2，其中CO2比CO穩(wěn)定，二是化合物的狀態(tài)穩(wěn)定，如氣態(tài)的水就不如液態(tài)的水穩(wěn)定，故B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；加熱是化學(xué)反應(yīng)的條件，與反應(yīng)是否為放熱和吸熱無關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案

B2023/2/4知識(shí)鏈接 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)ΔH由符號(hào)和數(shù)字組成，單位是kJ·mol－1，計(jì)算和比較時(shí)要考慮“＋”、“－”號(hào)。對(duì)于放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＜0，為負(fù)值，放熱越多，ΔH的絕對(duì)值越大，ΔH越小，吸熱反應(yīng)的反應(yīng)熱，ΔH＞0，為正值，吸熱越多，ΔH越大。而化學(xué)反應(yīng)中放出和吸收的熱量沒有符號(hào)，只有數(shù)值，單位是kJ。防范2混淆“＋”、“－”號(hào)和反應(yīng)熱的單位

2023/2/4[防范演練]

2023/2/4上述反應(yīng)均為在溶液中的反應(yīng)，則a、b、c的關(guān)系正確的是(

)。A．a(chǎn)＝b＝c B．b＜a＜c

C．b＜c＜a D．a(chǎn)＜c＜b解析弱酸電離需要吸收熱量，氫氧化鈉固體溶于水要放出熱量，所以放出的熱量②＞③＞①，因放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH都是負(fù)數(shù)，故反應(yīng)熱大小關(guān)系為：ΔH2＜ΔH3＜ΔH1，即b＜c＜a。答案

C2023/2/4知識(shí)鏈接 反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱ΔH也不同。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(xué)方程式的意義。物質(zhì)的聚集狀態(tài)用“s、l、g、aq”分別表示固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、溶液，熱化學(xué)方程式中不用“↑”和“↓”。防范3忽視物質(zhì)的聚集狀態(tài)

2023/2/4[防范演練]

2023/2/4解析

B中生成物水應(yīng)為氣態(tài)；H2燃燒放熱(ΔH為負(fù)值)，則H2O分解必為吸熱反應(yīng)(ΔH為正值)，A正確，C錯(cuò)；D項(xiàng)，沒有標(biāo)明反應(yīng)物和