微型專題一化學(xué)反應(yīng)與能量第一章化學(xué)反應(yīng)與能量[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]1.會(huì)書寫熱化學(xué)方程式并能判斷其正誤。2.正確理解蓋斯定律并學(xué)會(huì)其應(yīng)用。3.掌握反應(yīng)熱的四種計(jì)算方法。4.會(huì)比較反應(yīng)熱(ΔH)的大小。1.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷例1已知在25℃、101kPa條件下，①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)

ΔH＝－2834.9kJ·mol－1，②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)

ΔH＝－3119.1kJ·mol－1。下列說法正確的是A.等質(zhì)量的O2比O3的能量低，由O2變?yōu)镺3是吸熱反應(yīng)B.等質(zhì)量的O2比O3的能量高，由O2變?yōu)镺3是放熱反應(yīng)C.O3比O2穩(wěn)定，由O2變?yōu)镺3是吸熱反應(yīng)D.O2比O3穩(wěn)定，由O2變?yōu)镺3是放熱反應(yīng)一、反應(yīng)熱焓變答案解析√解析要結(jié)合蓋斯定律比較出氧氣和臭氧焓的相對(duì)大小。A項(xiàng)，由①－②可得3O2(g)===2O3(g)

ΔH＝＋284.2kJ·mol－1，即等質(zhì)量的反應(yīng)物O2比生成物O3的能量低，反應(yīng)吸熱，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定，所以O(shè)2比O3穩(wěn)定，由O2變?yōu)镺3是吸熱反應(yīng)，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。易誤辨析物質(zhì)的焓是不易測(cè)出的，但可以通過化學(xué)反應(yīng)確定物質(zhì)的焓的相對(duì)大小，當(dāng)焓相對(duì)大時(shí)其穩(wěn)定性差、焓相對(duì)小時(shí)其穩(wěn)定性強(qiáng)，即物質(zhì)的能量越高越不穩(wěn)定，能量越低越穩(wěn)定。相關(guān)鏈接

判斷反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)的方法(1)理論分析判斷法①ΔH＝生成物具有的總能量－反應(yīng)物具有的總能量。當(dāng)ΔH＞0時(shí)，反應(yīng)吸熱；當(dāng)ΔH＜0時(shí)，反應(yīng)放熱。②ΔH＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和。反應(yīng)物的鍵能越小，穩(wěn)定性越弱，破壞它需要的能量就越少；生成物的鍵能越大，穩(wěn)定性越強(qiáng)，形成它釋放的能量就越多。當(dāng)ΔH＞0時(shí)，反應(yīng)吸熱；當(dāng)ΔH＜0時(shí)，反應(yīng)放熱。教師用書獨(dú)具(2)反應(yīng)條件判斷法反應(yīng)開始需要加熱，而停止加熱后，反應(yīng)亦可繼續(xù)進(jìn)行，則為放熱反應(yīng)；若反應(yīng)需要持續(xù)不斷地加熱才能進(jìn)行，則為吸熱反應(yīng)。(3)規(guī)律判斷法①常見的放熱反應(yīng)類型有：a.金屬與H2O或酸的反應(yīng)；b.酸堿中和反應(yīng)；c.燃燒反應(yīng)；d.多數(shù)化合反應(yīng)。2.限定條件的反應(yīng)熱的理解例2下列熱化學(xué)方程式，ΔH能正確表示物質(zhì)燃燒熱的是√解析燃燒熱是指在25℃、101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。答案解析規(guī)律方法書寫或判斷燃燒熱的熱化學(xué)方程式須“三看”(1)一看可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)是否為1。(2)二看元素完全燃燒是否生成穩(wěn)定氧化物。(3)三看ΔH是否為“－”及單位是否正確。相關(guān)鏈接

限定條件反應(yīng)熱的理解與比較(1)燃燒熱的理解：①研究條件：25℃、101kPa；②可燃物的量：1mol；③燃燒結(jié)果：C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)；④表示方法：ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)。教師用書獨(dú)具(2)燃燒熱和中和熱的比較：

燃燒熱中和熱相同點(diǎn)能量變化放熱反應(yīng)ΔH及其單位ΔH＜0，單位均為“kJ·mol－1”不同點(diǎn)反應(yīng)物的量可燃物為1mol不一定為1mol生成物的量不確定生成的水為1mol1.熱化學(xué)方程式的書寫例3完成下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4，常溫下，0.5molCH4完全燃燒生成CO2(g)和液態(tài)水時(shí)，放出445kJ熱量，則熱化學(xué)方程式為___________________________________________________。答案CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890kJ·mol－1二、熱化學(xué)方程式(2)已知H2S完全燃燒生成SO2(g)和H2O(l)，H2S的燃燒熱為akJ·mol－1，寫出H2S的燃燒熱的熱化學(xué)方程式__________________________________________________。答案ΔH＝－akJ·mol－1N(g)＋3H(g)===NH3(g)

ΔH2＝－bkJ·mol－1NH3(g)===NH3(l)

ΔH3＝－ckJ·mol－1寫出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成液氨的熱化學(xué)方程式______________________________________________。答案N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)

ΔH＝－2(b＋c－a)kJ·mol－1(4)已知：①HF(aq)＋OH－(aq)===F－(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－67.7kJ·mol－1②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1試寫出HF電離的熱化學(xué)方程式_______________________________________________________。(5)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，F(xiàn)—F鍵能為160kJ·mol－1，S—F鍵能為330kJ·mol－1，試寫出S(s)和F2(g)反應(yīng)生成SF6(g)的熱化學(xué)方程式_________________________________________。答案ΔH＝－10.4kJ·mol－1S(s)＋3F2(g)===SF6(g)

ΔH＝－1220kJ·mol－1誤區(qū)警示(1)漏寫物質(zhì)的聚集狀態(tài)(漏一種就全錯(cuò))；(2)ΔH的符號(hào)“＋”、“－”標(biāo)示錯(cuò)誤；(3)ΔH的值與各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)不對(duì)應(yīng)；(4)ΔH后不帶單位或單位寫錯(cuò)(寫成kJ、kJ·mol等)。相關(guān)鏈接1.熱化學(xué)方程式書寫的基本步驟寫出化學(xué)反應(yīng)方程式2.書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的問題(1)ΔH的符號(hào)和單位在化學(xué)方程式的右邊寫出ΔH＝數(shù)值和單位(kJ·mol－1)，吸熱反應(yīng)的ΔH為“＋”，放熱反應(yīng)的ΔH為“－”。教師用書獨(dú)具→注明物質(zhì)狀態(tài)→計(jì)算ΔH數(shù)值，與系數(shù)對(duì)應(yīng)并注明符號(hào)→檢查熱化學(xué)方程式(2)注明反應(yīng)條件ΔH與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)，因此書寫熱化學(xué)方程式時(shí)需注明ΔH的測(cè)定條件。一般反應(yīng)ΔH是在25℃、1.01×105Pa條件下測(cè)定的，可以不注明測(cè)定條件。(3)注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)ΔH與反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)有關(guān)，因此必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。(4)注意ΔH與方程式的系數(shù)有關(guān)①熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，而不表示物質(zhì)的分子個(gè)數(shù)或原子個(gè)數(shù)，因此系數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。②ΔH與方程式的系數(shù)相對(duì)應(yīng)，若熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)加倍，則ΔH的數(shù)值也加倍。③若反應(yīng)逆向進(jìn)行，則ΔH改變符號(hào)，但數(shù)值不變。④根據(jù)燃燒熱、中和熱書寫的熱化學(xué)方程式，要符合燃燒熱、中和熱的定義。2.熱化學(xué)方程式的正誤判斷例4

(2017·沭陽(yáng)高二期中調(diào)研)25℃、101kPa時(shí)，1g甲醇完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，同時(shí)放出22.68kJ熱量，下列表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式的是A.CH3OH(l)＋

O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－725.76kJ·mol－1B.2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋145.6kJ·mol－1C.2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－22.68kJ·mol－1D.CH3OH(l)＋

O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－725.76kJ·mol－1答案解析√解析

在25℃、101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ，32g甲醇完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳?xì)怏w放熱22.68kJ×32＝725.76kJ，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)＋

O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－725.76kJ·mol－1，A項(xiàng)正確。相關(guān)鏈接判斷熱化學(xué)方程式正誤的“五審”一審“＋”“－”——放熱反應(yīng)ΔH一定為“－”，吸熱反應(yīng)ΔH一定為“＋”二審單位——單位一定為“kJ·mol－1”，易錯(cuò)寫成“kJ”或漏寫三審狀態(tài)——物質(zhì)的狀態(tài)必須正確，特別是溶液中的反應(yīng)易寫錯(cuò)四審數(shù)值——反應(yīng)熱的數(shù)值必須與方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)，即ΔH與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反五審是否符合概念——如燃燒熱(燃料的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，生成穩(wěn)定的氧化物)、中和熱(H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1)的熱化學(xué)方程式教師用書獨(dú)具1.利用蓋斯定律進(jìn)行焓變的計(jì)算例5甲醇(CH3OH)廣泛用作燃料電池的燃料，可由天然氣來合成，已知：①2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)

ΔH＝－71kJ·mol－1，②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(l)

ΔH＝－90.5kJ·mol－1，③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890kJ·mol－1，則甲醇的燃燒熱為____________。若CO的燃燒熱為282.5kJ·mol－1，則H2的燃燒熱為____________。答案解析764kJ·mol－1286kJ·mol－1三、蓋斯定律及其應(yīng)用誤區(qū)警示求總反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)，不能不假思索地將各步反應(yīng)的反應(yīng)熱簡(jiǎn)單相加，只關(guān)注消去不需要的物質(zhì)，而忽視反應(yīng)的始態(tài)與終態(tài)是否一致；另外，易忽視ΔH的數(shù)值和符號(hào)要做出相應(yīng)的變化。2.利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式例6發(fā)射衛(wèi)星時(shí)可用肼(N2H4)為燃料和二氧化氮(NO2)作氧化劑，兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋67.7kJ·mol－1①N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－543kJ·mol－1②答案(1)肼和二氧化氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________________________________________。2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝－1153.7kJ·mol－1解析解析結(jié)合蓋斯定律：②×2－①便得反應(yīng)2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)，其反應(yīng)熱ΔH＝(－543kJ·mol－1)×2－(＋67.7kJ·mol－1)＝－1153.7kJ·mol－1。答案(2)有人認(rèn)為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑，反應(yīng)釋放的能量更大，試寫出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________________________________________________。N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)ΔH＝－1135kJ·mol－1解析結(jié)合蓋斯定律知：②＋③×4－④×2得反應(yīng)N2H4(g)＋2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)，其反應(yīng)熱ΔH＝(－543kJ·mol－1)＋(－269kJ·mol－1)×4－(－242kJ·mol－1)×2＝－1135kJ·mol－1。解析相關(guān)鏈接利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式的思維模型先確定待求的化學(xué)反應(yīng)方程式?找出待求熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)在已知熱化學(xué)方程式中的位置?根據(jù)待求熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)和位置對(duì)已知熱化學(xué)方程式進(jìn)行處理，得到變形后的新熱化學(xué)方程式?將新得到的熱化學(xué)方程式進(jìn)行加減(反應(yīng)熱也需要相應(yīng)加減)?計(jì)算反應(yīng)熱或?qū)懗龃蟮臒峄瘜W(xué)方程式。教師用書獨(dú)具規(guī)律方法利用蓋斯定律書寫或計(jì)算ΔH的注意事項(xiàng)(1)熱化學(xué)方程式同乘以n時(shí)，ΔH必須乘以n。(2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)相加減，ΔH也隨之相加減，同時(shí)帶上“＋”、“－”號(hào)。(3)寫一個(gè)熱化學(xué)方程式的逆反應(yīng)時(shí)，ΔH的數(shù)值不變，符號(hào)相反。1.反應(yīng)熱的計(jì)算例7

(1)隨著化石能源的減少，新能源的開發(fā)利用日益迫切。Bunsen熱化學(xué)循環(huán)制氫工藝由下列三個(gè)反應(yīng)組成：SO2(g)＋I(xiàn)2(g)＋2H2O(g)===2HI(g)＋H2SO4(l)

ΔH＝akJ·mol－12H2SO4(l)===2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝bkJ·mol－12HI(g)===H2(g)＋I(xiàn)2(g)

ΔH＝ckJ·mol－1則：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝__________kJ·mol－1。2a＋b＋2c答案解析解析將題給熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ×2＋Ⅱ＋Ⅲ×2得2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝(2a＋b＋2c)kJ·mol－1。四、反應(yīng)熱的計(jì)算與比較(2)據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，我國(guó)沒有經(jīng)過處理便排放的焦?fàn)t煤氣已超過250億立方米，這不僅是能源的浪費(fèi)，也對(duì)環(huán)境造成極大污染。為解決這一問題，我國(guó)在2004年起已利用焦?fàn)t煤氣制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C與O之間為三鍵連接，且合成甲醇的主要反應(yīng)原理為CO(g)＋2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH。下表所列為常見化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：答案解析化學(xué)鍵C—CC—HH—HC—OC≡O(shè)H—O348414436326.81032464則該反應(yīng)的ΔH＝_______kJ·mol－1。－128.8解析ΔH＝1032kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－3×414kJ·mol－1－326.8kJ·mol－1－464kJ·mol－1＝－128.8kJ·mol－1。(3)恒溫恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，其反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示。已知：2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

ΔH＝－196.6kJ·mol－1答案①寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式：____________________________________________。解析S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－297kJ·mol－1解析由圖可知1molS(s)完全燃燒放出的熱量為297kJ，故能表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－297kJ·mol－1。答案②ΔH2＝_______kJ·mol－1。解析－78.64相關(guān)鏈接

計(jì)算反應(yīng)熱的常用方法(1)利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行相關(guān)量的求解。可先寫出熱化學(xué)方程式，再根據(jù)熱化學(xué)方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)與物質(zhì)間、物質(zhì)與反應(yīng)熱間的關(guān)系直接或間接求算物質(zhì)的質(zhì)量或反應(yīng)熱。(2)根據(jù)蓋斯定律求算可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減，得到新的熱化學(xué)方程式，可進(jìn)行反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算。教師用書獨(dú)具(3)根據(jù)燃燒熱計(jì)算：可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量＝可燃物的物質(zhì)的量×燃燒熱。(4)根據(jù)鍵能計(jì)算：反應(yīng)熱(焓變)等于反應(yīng)物中的鍵能總和減去生成物中的鍵能總和，ΔH＝∑E反