第1講化學(xué)能與熱能第六章化學(xué)反應(yīng)與能量考點(diǎn)三燃燒熱、中和熱

考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式

考點(diǎn)一焓變與反應(yīng)熱

考點(diǎn)四有關(guān)反應(yīng)熱的比較、計(jì)算

考點(diǎn)五能源

化學(xué)能與熱能1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：

變化和

變化。(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：

守恒和

守恒。(3)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式：

、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為

的變化。2.焓變、反應(yīng)熱(1)定義：反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的熱(2)符號(hào)：

。（3）測(cè)量?jī)x器：量熱計(jì)(4)單位：

或

。焓變與反應(yīng)熱考點(diǎn)一I物質(zhì)能量質(zhì)量能量熱能熱量ΔH

kJ·mol－1

kJ/mol吸放3.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)從反應(yīng)物和生成物的總能量相對(duì)大小的角度分析，如圖所示?！鱄＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能當(dāng)△H為“－”或△H＜0時(shí)，為當(dāng)△H為“＋”或△H＞0時(shí)，為練習(xí)：已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的△H＝－88.4kJ/mol，鍵能H－H：436kJ/mol,N－H：390.4kJ/mol，試計(jì)算N≡N的鍵能。X＋3×436－6×390.4＝－88.4X＝946(kJ/mol)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)

反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系常見的放(吸)熱反應(yīng)放熱反應(yīng)1.金屬與酸的反應(yīng)2.可燃物的燃燒反應(yīng)3.酸堿中和反應(yīng)4.大多數(shù)化合反應(yīng)5.鋁熱反應(yīng)6.金屬的氧化1.氫氧化鋇晶體與氯化銨固體的反應(yīng)2.用C、H2、CO還原金屬氧化物的反應(yīng)3.大多數(shù)的分解反應(yīng)4.鹽類的水解反應(yīng)5.強(qiáng)、弱電解質(zhì)的電離吸熱反應(yīng)常見的放(吸)熱反應(yīng)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表現(xiàn)形式△H為“－”或△H＜0時(shí)△H為“＋”或△H＞0時(shí)能量變化E生成物＜E反應(yīng)物

E生成物＞E反應(yīng)物

鍵能變化生成物鍵能>反應(yīng)物鍵能反應(yīng)物鍵能>生成物鍵能聯(lián)系△H＝E生成物-E反應(yīng)物=(鍵能)反應(yīng)物-(鍵能)生成物鍵能越大，能量越低，越穩(wěn)定.深度思考1.同質(zhì)量的硫粉在空氣中燃燒和在純氧中燃燒，哪一個(gè)放出的熱量多，為什么？答案

在空氣中燃燒放出的熱量多，因在純氧中燃燒火焰明亮，轉(zhuǎn)化成的光能多，故放出的熱量少。2.判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng) (

)(2)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴有能量的變化 (

)(3)伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化(

)(4)吸熱反應(yīng)在任何條件都不能發(fā)生 (

)(5)Na轉(zhuǎn)化為Na＋時(shí)，吸收的能量就是該過(guò)程的反應(yīng)熱(

)×√×××(6)水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水時(shí)放出的能量就是該變化的反應(yīng)熱(

)(7)同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同(

)(8)可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無(wú)關(guān)(

)×

×

√1.概念表示參加反應(yīng)

和

的關(guān)系的化學(xué)方程式。2.意義表明了化學(xué)反應(yīng)中的

變化和

變化。如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示：2mol氫氣和1mol氧氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)水時(shí)放出571.6kJ的熱量。熱化學(xué)方程式考點(diǎn)二I物質(zhì)的量反應(yīng)熱物質(zhì)能量3.書寫熱化學(xué)方程式注意事項(xiàng)

(2)△H寫在方程式右端，并用“；”隔開。若為吸熱反應(yīng)，△H為“＋”，若為放熱反應(yīng)，△H為“－”(3)需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)，若不注明溫度和壓強(qiáng)，一般指250C,1.01×105Pa系數(shù)只表示物質(zhì)的量，可以是整數(shù),小數(shù)或分?jǐn)?shù)(5)系數(shù)必須與反應(yīng)熱相對(duì)應(yīng)(1)必須注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)。(氣：g，液：l，固：s，溶液：aq)(6)反應(yīng)逆向進(jìn)行，符號(hào)相反，數(shù)值不變。反思?xì)w納“五看”判斷熱化學(xué)方程式的正誤(1)看方程式是否配平；(2)看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確；(3)看ΔH的“＋”、“－”符號(hào)是否正確；(4)看反應(yīng)熱的單位是否為kJ·mol－1；(5)看反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對(duì)應(yīng)。深度思考1.怎樣理解可逆反應(yīng)中的反應(yīng)熱？答案

無(wú)論化學(xué)反應(yīng)是否可逆，熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱ΔH都表示反應(yīng)進(jìn)行到底(完全轉(zhuǎn)化)時(shí)的能量變化。如2SO2(g)＋O2(g)==2SO3(g)

ΔH＝－196.64kJ·mol－1，ΔH是指2molSO2(g)和1molO2(g)完全轉(zhuǎn)化為2molSO3(g)時(shí)放出的能量。若在相同的溫度和壓強(qiáng)下，向某容器中加入2molSO2(g)和1molO2(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)放出的能量為Q，因反應(yīng)不能完全轉(zhuǎn)化為SO3(g)，故Q<196.64kJ。2.已知2SO2(g)＋O2(g)==2SO3(g)

ΔH＝－196.64kJ·mol－1，在一定溫度下，向一固定體積的密閉容器中通入2molSO2、1molO2，達(dá)到平衡時(shí)放出熱量為Q1kJ，在同樣條件下，向該容器中通入2molSO3，達(dá)到平衡時(shí)，吸收熱量為Q2kJ，則Q1和Q2的關(guān)系為_________________。3.實(shí)驗(yàn)室用4molSO2與2molO2在一定條件下進(jìn)行下列反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)==2SO3(g)

ΔH＝－196.64kJ·mol－1，當(dāng)放出314.624kJ熱量時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率為________。1.概念：在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱2.單位：kJ/mol(1)燃燒的物質(zhì)必須為:1mol(2)完全燃燒是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的物質(zhì)：C→CO2，H→H2O(l)，S→SO2等。(3)燃燒熱通常由實(shí)驗(yàn)測(cè)得3.注意：考點(diǎn)三I重要的反應(yīng)熱燃燒熱4.表示的意義：例如:C的燃燒熱為393.5kJ／mol，表示:在101kPa時(shí)1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量?！铩铩锶紵裏崾且?mol物質(zhì)完全燃燒放出的熱量來(lái)定義的，因此在書寫它的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的系數(shù)。

例如：C8H18(g)+25/2O2（g）＝8CO2（g）十9H2O(l)；△H＝－5518kJ／mol

C8H18的燃燒熱為5518kJ／mol。

在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O，這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。1.概念：①條件：稀溶液2.注意：②反應(yīng)物：③生成物及物質(zhì)的量：④放出的熱量：酸與堿生成1mol的H2O△H＝－57．3kJ／mol?？键c(diǎn)三I重要的反應(yīng)熱中和熱3、中和熱的測(cè)定①測(cè)定原理ΔH＝-((m酸＋m堿)·c·(t終－t始))/nc＝4.18J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1；n為生成H2O的物質(zhì)的量。環(huán)形玻璃攪拌棒溫度計(jì)②裝置如圖(在橫線上填出儀器的名稱)深度思考1.裝置中碎泡沫塑料(或紙條)及泡沫塑料板的作用是什么？2.怎樣才能保證酸、堿完全反應(yīng)？3.怎樣用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液，不能用銅絲攪拌棒代替的理由是什么？4.本實(shí)驗(yàn)中用稍過(guò)量的NaOH的原因教材中說(shuō)是為保證鹽酸完全被中和。試問(wèn)：在反應(yīng)中若因?yàn)橛蟹艧岈F(xiàn)象，而造成少量HCl在反應(yīng)中揮發(fā)，則測(cè)得的中和熱______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。1.判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)S(s)＋3/2O2(g)===SO3(g)

ΔH＝－315kJ·mol－1(燃燒熱)(ΔH的數(shù)值正確)

(

)(2)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1(中和熱)

(ΔH的數(shù)值正確)

(

)(3)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1

(

)燃燒熱、中和熱相關(guān)練習(xí)×√×(4)燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)

ΔH＝－192.9kJ·mol－1，則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9kJ·mol－1

(

)(5)H2(g)的燃燒熱是285.8kJ·mol－1，則2H2O(g)==2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋571.6kJ·mol－1

(

)(6)葡萄糖的燃燒熱是2800kJ·mol－1，則1/2C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH＝－1400kJ·mol－1

(

)(7)已知101kPa時(shí)，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為221kJ·mol－1

(

)××√×(8)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出57.3kJ的熱量(

)(9)已知HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則98%的濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1mol水的中和熱為－57.3kJ·mol－1(

)(10)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

(

)(11)氫氣的燃燒熱為285.5kJ·mol－1，則電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)=====2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋285.5kJ·mol－1

(

)××√×反思?xì)w納

反應(yīng)熱答題規(guī)范指導(dǎo)(1)用“焓變(ΔH)”表示反應(yīng)熱時(shí)，ΔH>0表示吸熱，ΔH<0表示放熱，因而，ΔH后所跟數(shù)值需要帶“＋”、“－”符號(hào)。(2)描述反應(yīng)熱時(shí)，無(wú)論是用“反應(yīng)熱”、“焓變”表示，還是用ΔH表示，其后所跟數(shù)值需要帶“＋”、“－”符號(hào)。(3)由于中和反應(yīng)和燃燒均是放熱反應(yīng)，文字?jǐn)⑹鲋泻蜔岷腿紵裏釙r(shí)不帶“－”號(hào)。2.利用如圖所示裝置測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸倒入小

燒杯中，測(cè)出鹽酸溫度；②用另一量筒量取

50

mL0.55mol·L－1

NaOH溶液，并用同一溫度計(jì)測(cè)出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測(cè)得混合液最高溫度?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)為什么所用NaOH溶液要稍過(guò)量？____________________。(2)倒入NaOH溶液的正確操作是______(填序號(hào))A.沿玻璃棒緩慢倒入

B.分三次少量倒入

C.一次迅速倒入(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是__A.用溫度計(jì)小心攪拌B.揭開硬紙片用玻璃棒攪拌C.輕輕地振蕩燒杯D.用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地?cái)噭?dòng)(4)現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1L1mol·L－1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，其反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關(guān)系為________________。(5)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反應(yīng)后生成溶液的比熱容c＝4.18J/g.℃。為了計(jì)算中和熱，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和熱ΔH＝_____(結(jié)果保留一位小數(shù))。(6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸，理由是_____________________________。易錯(cuò)警示

正確理解中和熱，注意操作與計(jì)算細(xì)節(jié)(1)中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離時(shí)的熱效應(yīng)。(2)酸堿溶液應(yīng)當(dāng)用稀溶液(0.1～0.5mol·L－1)。若溶液濃度過(guò)大，溶液中陰、陽(yáng)離子間的相互牽制作用就大，電離程度達(dá)不到100%，這樣使酸堿中和時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì)消耗一部分補(bǔ)償電離時(shí)所需的熱量，造成較大誤差。(3)使用兩只量筒分別量取酸和堿。易錯(cuò)警示(4)使用同一支溫度計(jì)，分別先后測(cè)量酸、堿及混合液的最高溫度，測(cè)完一種溶液后，必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干。(5)取多次實(shí)驗(yàn)t1、t2的平均值代入公式計(jì)算，而不是結(jié)果的平均值，計(jì)算時(shí)應(yīng)注意單位的統(tǒng)一。1.ΔH的比較比較ΔH的大小時(shí)需考慮正負(fù)號(hào)，對(duì)放熱反應(yīng)，放熱越多，ΔH

；對(duì)吸熱反應(yīng)，吸熱越多，ΔH

。2.反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算：反應(yīng)熱與反應(yīng)物的物質(zhì)的量成正比。(2)根據(jù)蓋斯定律求算:應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算時(shí)，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過(guò)程，同時(shí)注意：有關(guān)反應(yīng)熱的比較、計(jì)算考點(diǎn)四I越小

越大

①參照新的熱化學(xué)方程式(目標(biāo)熱化學(xué)方程式)，結(jié)合原熱化學(xué)方程式(一般2～3個(gè))進(jìn)行合理“變形”，如熱化學(xué)方程式顛倒、乘除以某一個(gè)數(shù)，然后將它們相加、減，得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式，求出目標(biāo)熱化學(xué)方程式的ΔH與原熱化學(xué)方程式之間ΔH的換算關(guān)系。②當(dāng)熱化學(xué)方程式乘、除以某一個(gè)數(shù)時(shí)，ΔH也應(yīng)相應(yīng)地乘、除以某一個(gè)數(shù)；方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，ΔH也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算，且要帶“＋”、“－”符號(hào)，即把ΔH看作一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)算。③將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒書寫時(shí)，ΔH的符號(hào)也隨之改變，但數(shù)值不變。④在設(shè)計(jì)反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)遇到同一物質(zhì)的三態(tài)(固、液、氣)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固→液→氣變化時(shí)，會(huì)吸熱；反之會(huì)放熱。(3)根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱的數(shù)值計(jì)算：Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|1.試比較下列三組ΔH的大小(1)同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時(shí)A(g)＋B(g)===C(g)

ΔH1<0A(g)＋B(g)===C(l)

ΔH2<0

則ΔH1____ΔH2(填“>”、“<”或“＝”，下同)。>深度思考<(2)同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH1<0S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH2<0則ΔH1____ΔH2。<

(3)兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1<0C(s)＋2(1)O2(g)===CO(g)

ΔH2<0則ΔH1____ΔH2?！痢痢练此?xì)w納

利用狀態(tài)，迅速比較反應(yīng)熱的大小若反應(yīng)為放熱反應(yīng)(1)當(dāng)反應(yīng)物狀態(tài)相同，生成物狀態(tài)不同時(shí)，生成固體放熱最多，生成氣體放熱最少。(2)當(dāng)反應(yīng)物狀態(tài)不同，生成物狀態(tài)相同時(shí)，固體反應(yīng)放熱最少，氣體反應(yīng)放熱最多。(3)在比較反應(yīng)熱(ΔH)的大小時(shí)，應(yīng)帶符號(hào)比較。對(duì)于放熱反應(yīng)，放出的熱量越多，ΔH反而越小。練習(xí)1利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式練習(xí)2利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱練習(xí)3利用蓋斯定律定性判斷ΔH間的關(guān)系A(chǔ)

思維建模1.概念能提供

的自然資源。2.發(fā)展階段

時(shí)期→

時(shí)期→

時(shí)期。能源I考點(diǎn)五能量柴草化石能源多能源結(jié)構(gòu)3.分類(1)化石燃料①種類：

、

、

。②特點(diǎn)：蘊(yùn)藏量有限，且

再生。(2)新能源①種類：

、

、

、

、

和

等。②特點(diǎn)：資源豐富，

再生，沒(méi)有污染或污染很小。I煤石油天然氣不能太陽(yáng)能