1、第一單元 化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)知識(shí)點(diǎn)講解課標(biāo)解讀課標(biāo)要求學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 知道鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。2. 通過(guò)生產(chǎn)、生活中的實(shí)例了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。3. 能舉例說(shuō)明化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，4.了解反應(yīng)熱和焓變的含義，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。1.化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化的實(shí)質(zhì)學(xué)會(huì)從微觀角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱及焓變。2.熱化學(xué)方程式及其書(shū)寫(xiě)、燃燒熱及中和熱的定義。3.掌握蓋斯定律及焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算。知識(shí)再現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)1. 化學(xué)變化中的物質(zhì)變化與能量變化.物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì):舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成.能量變化的實(shí)質(zhì):破壞舊化學(xué)鍵需要吸收能量,形成新化學(xué)鍵需要

2、放出能量,化學(xué)反應(yīng)過(guò)成中,在發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)必然伴隨著能量變化.如下圖:反應(yīng)物總能量反應(yīng)物總能量反應(yīng)物總能量生成物總能量生成物總能量生成物總能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)反應(yīng)過(guò)程放熱反應(yīng)物總能量生成物總能量反應(yīng)過(guò)程吸熱能量能量也可以從物質(zhì)能量的角度來(lái)理解:概念:1. 反應(yīng)熱: 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的能量,都可以用熱量(或換算成相應(yīng)的熱量)來(lái)表示,叫反應(yīng)熱.2. 放熱反應(yīng): 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中釋放能量的反應(yīng)叫放熱反應(yīng).3. 吸熱反應(yīng): 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收能量的反應(yīng)叫吸熱反應(yīng).4. 燃燒熱:25°C、101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱.單位:

3、kJ/mol或J/mol.提示: (1)規(guī)定要在25°C,101kPa下測(cè)出熱量,因?yàn)闇囟?、壓?qiáng)不定反應(yīng)熱的數(shù)值也不相同. (2)規(guī)定可燃物的物質(zhì)的量為1mol. (3)規(guī)定可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物所放出的熱量為標(biāo)準(zhǔn).所謂完全燃燒,是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的物質(zhì):C-CO2 ,H-H2O ,S-SO2 ,等.5. 中和熱:在稀溶液中,酸和堿發(fā)生反應(yīng)時(shí)生成1molH2O,這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱.提示: (1)必須是酸和堿的稀溶液,因?yàn)闈馑岷蜐鈮A在相互稀釋的時(shí)候會(huì)放熱; (2)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)才能保證中和熱是57.3kJ/mol,而弱酸或弱堿在中和反應(yīng)中電離吸收熱量,

4、其中和熱小于57.3kJ/mol; (3)以1mol水為基準(zhǔn),所以在寫(xiě)化學(xué)方程式的時(shí)候應(yīng)該以生成1mol水為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù).即H2O的系數(shù)為1.常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)：其特征是大多數(shù)反應(yīng)過(guò)程需要持續(xù)加熱，如aCO3分解等大多數(shù)分解反應(yīng)，H2和I2、等不活潑的非金屬化合，a（OH）2·8H2O和NH4Cl固體反應(yīng)，CO2和C的反應(yīng)。放熱反應(yīng)：燃燒、中和、金屬和酸的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等。說(shuō)明：吸熱反應(yīng)有的不需要加熱如：a（OH）2·8H2O和NH4Cl固體反應(yīng)，多數(shù)需要加熱，放熱反應(yīng)有的開(kāi)始時(shí)需要加熱以使反應(yīng)啟動(dòng)。即反應(yīng)的吸、放熱與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)。知識(shí)點(diǎn)2

5、. 化學(xué)反應(yīng)的焓變概念：1 焓：用于表示物質(zhì)所具有的能量的這一固有性質(zhì)的物理量，叫做焓。2 化學(xué)反應(yīng)的焓變：化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物總能量與生成物總能量的變化叫做反應(yīng)的焓變。熱化學(xué)研究表明，對(duì)于在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能（同時(shí)可能伴隨著反應(yīng)體系體積的改變），而沒(méi)有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焓的變化。表達(dá)為： QpH其中：Qp表示在壓強(qiáng)不變的條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。HH（反應(yīng)產(chǎn)物）H（反應(yīng)物）H為反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差，稱(chēng)為化學(xué)反應(yīng)的焓變。知識(shí)點(diǎn)3. 熱化學(xué)方程式及其書(shū)寫(xiě)概念：熱化學(xué)方程式：能表示參加反應(yīng)物質(zhì)

6、的量和反應(yīng)熱之間的關(guān)系的化學(xué)方程式。意義：既表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。書(shū)寫(xiě)注意事項(xiàng)：（1） 要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)（若為同素異形體、要注明名稱(chēng)），因?yàn)槲镔|(zhì)呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關(guān)，即反應(yīng)物的物質(zhì)相同，狀態(tài)不同，H也不同。（2） 要注明反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)。因?yàn)镠的大小和反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng)有關(guān)，如不注明，即表示在101kPa和25°C。（3） 熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，而是表示物質(zhì)的量，故化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。相同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其H也同等倍數(shù)的改變。（4） H的表示：在熱化學(xué)方程式中H

7、的“”“”一定要注明，“”代表吸熱，“”代表放熱。H的單位是：kJ/mol或J/mol。知識(shí)點(diǎn)4. 焓變的計(jì)算蓋斯定律及其應(yīng)用1. 蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的，也就是說(shuō)，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)，而與具體的反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱和該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱相同，這就是蓋斯定律。2. 蓋斯定律的應(yīng)用蓋斯定律在科學(xué)研究中具有重要意義。因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行的很慢，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），這給測(cè)定反應(yīng)熱造成了困難。此時(shí)如果應(yīng)用蓋斯定律，就可以間接的把它們

8、的反應(yīng)熱計(jì)算出來(lái)。例如： C（S）0.5O2（）=CO(g) 上述反應(yīng)在O2供應(yīng)充分時(shí)，可燃燒生成CO2、O2供應(yīng)不充分時(shí)，雖可生成CO，但同時(shí)還部分生成CO2。因此該反應(yīng)的H無(wú)法直接測(cè)得。但是下述兩個(gè)反應(yīng)的H卻可以直接測(cè)得： C（S）O2（g）=CO2(g) ； H1=-393.5kJ/mol CO（g） 0.5 O2（g）CO2(g) ；H2-283.0kJ/mol根據(jù)蓋斯定律，就可以計(jì)算出欲求反應(yīng)的H。分析上述反應(yīng)的關(guān)系，即知H1H2H3 H3H1H2-393.5kJ/mol(-283.0kJ/mol) -110.5kJ/mol由以上可知，蓋斯定律的實(shí)用性很強(qiáng)。3反應(yīng)熱計(jì)算 根據(jù)熱化學(xué)方

9、程式、蓋斯定律和燃燒熱的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算一些反應(yīng)的反應(yīng)熱。(1) 反應(yīng)熱、燃燒熱的簡(jiǎn)單計(jì)算都是以它們的定義為基礎(chǔ)的，只要掌握了它們的定義的內(nèi)涵，注意單位的轉(zhuǎn)化即可。(2) 關(guān)于熱化學(xué)方程式的簡(jiǎn)單計(jì)算的依據(jù)a熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)物質(zhì)的量之比；還等于反應(yīng)熱之比。熱化學(xué)方程式之間可以進(jìn)行加減運(yùn)算。典題解悟例1. 下列說(shuō)法正確的是A. 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴隨著能量變化B. 伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化C. 在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不同D. 在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量解析該題主要考察化學(xué)反應(yīng)中能量變化的理解

10、與應(yīng)用。 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，伴有能量變化的物質(zhì)變化不一定是化學(xué)變化，物質(zhì)發(fā)生物理變化、核變化（如原子彈的爆炸）也都伴隨者能量變化。在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量（設(shè)為x）與生成物的總能量（設(shè)為y）之間的關(guān)系為：x>y，化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)；x<y，化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；xy。答案：AC例2. 已知化學(xué)反應(yīng)2C（s）O2（g）=2CO（g）、2CO（g）O22 CO2（g）都是放熱反應(yīng)據(jù)此判斷，下列說(shuō)法不正確的是（其他條件相同）A. 12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B. 56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量C. 12g

11、C和32gO2所具有的總能量大于44g CO2所具有的總能量D. 將一定量的C燃燒、生成CO2比生成CO時(shí)放出的熱量多解析放出熱量的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量一定高于生成物的總能量。C和CO的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)因此，B、C兩項(xiàng)的說(shuō)法正確。12g并不是全部的反應(yīng)物，所以A項(xiàng)的說(shuō)法不正確。由于C CO放熱、CO CO2放熱，根據(jù)蓋斯定律得C CO2比C CO放熱多，即D項(xiàng)說(shuō)法正確。本題考察的主要是化學(xué)反應(yīng)中的能量變化及其原理的理解和應(yīng)用。答案：A例3. 1g炭與適量的水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，吸收10.94kJ的熱量，相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為A CH2OCOH2; H10.94kJ/molB C（

12、s）H2O（g）CO（g）H2（g）; H10.94kJ/molC C（s）H2O（g）CO（g）H2（g）; H131.3kJ/molD 0.5C（s）0.5H2O（g）0.5CO（g）0.5H2（g）; H65.65kJ/mol解析熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)應(yīng)注意：需表明反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)；放熱與吸熱，熱量數(shù)值與反應(yīng)物的量有關(guān)。答案：C變形題：沼氣是一種能源，它主要是CH4。0.5mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時(shí)，放出445kJ的熱量，則下列熱化學(xué)方程式中正確的是（ ）A. 2 CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l); H=+890kJ/molB. CH4(g)+2

13、O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); H=+890kJ/molC. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); H=890kJ/molD. 0.5CH4(g)+O2(g)=0.5CO2(g)+H2O(l); H=890kJ/mol解析0.5mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時(shí)放出445kJ熱量，即1mol CH4完全燃燒生成CO2和H2O時(shí)，放出890kJ的熱量。根據(jù)熱化學(xué)方程式的有關(guān)規(guī)定，要標(biāo)明聚集狀態(tài)，要標(biāo)出熱效應(yīng)，故符合題意的是C項(xiàng)。答案：C例4. 在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式2>Q1的是A. 2H2（g）O2（g）2H2O（g）; HQ12H2（

14、g）O2（g）2H2O（l）; HQ2B. S()+ O2（g）SO2(g)； HQ1S()+ O2（g）SO2(g)； HQ2C. C（s）0.5O2(g)CO(g)；HQ1C（s）O2(g)CO2(g); HQ2D. H2（g）Cl2(g)2HCl（g）HQ10.5H2（g）0.5Cl2(g)HCl（g）HQ2解析應(yīng)根據(jù)熱化學(xué)方程式特性來(lái)分析此問(wèn)題。首先分析同一物質(zhì)不同狀態(tài)轉(zhuǎn)化的能量變化。例如：中因H2O（g）H2O（l）放熱、故2>Q1；中S() S()吸熱，而且在燃燒時(shí)必須由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)才能燃燒。故2Q1；其次分析化學(xué)計(jì)量數(shù)的影響，例如：中Q1Q2；再分析不同物質(zhì)在反應(yīng)中相互關(guān)系

15、及反應(yīng)熱的影響。例如：中碳不完全燃燒生成，而還可以燃燒放出熱量，故2>Q1。答案：C變形題：已知：Zn（s）S（斜方）ZnS（s）；H1206.0kJ/mol ZnS（s）2 O2ZnS O4(s)；H2776.8kJ/mol試求由單質(zhì)反應(yīng)生成ZnS O4(s)的反應(yīng)熱，即Zn（s）S（斜方）2 O2ZnS O4(s)的H解析雖然這個(gè)反應(yīng)不能直接發(fā)生，但是將已知的兩個(gè)反應(yīng)式相加：即得：Zn（s）S（斜方）2 O2（g）ZnS O4(s)根據(jù)蓋斯定律：HH1H2206.0kJ/mol（776.8kJ/mol）982.8kJ/mol答案：由單質(zhì)生成ZnS O4(s)的反應(yīng)熱H982.8kJ/mol變形題 已知熱化學(xué)方程式：（1） Fe2O3(s)3CO（s）2Fe（s）3CO2（g）；H25kJ/mol（2） 3Fe2O3(s)CO（s）2 Fe3O4(s)CO2（g）；H47kJ/mol（3） Fe3O4(s)CO（s）4 FeO(s)CO2（g）；H+19kJ/mol寫(xiě)出FeO(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學(xué)方程式 。解析依據(jù)蓋斯定律：不管反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。我們可以從題目中的有關(guān)