第一单元化学反应中的热效应

访仙中学高三化学一轮复习选修4《化学反应原理》专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第1页共6页第1课时化学反应中的热量变化【考点要求】１．认识化学反应中能量转化的原因，知道常见的能量转化形式。２．了解化学能与热能的相互转化及其应用。了解吸热反应、放热反应、反应热（焓变）等概念。３．了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。【知识梳理】一、化学反应中的热量变化１．从热效应角度对化学反应分类：反应和反应。２．常见放热反应（1）所有燃烧反应（2）金属跟酸反应（3）大多数化合反应（4）酸碱中和反应３．常见的吸热反应（1）大多数分解反应（2）C＋CO2△2CO（3）C＋H2O△CO＋H2（4）Ca(OH)2＋2NH4Cl=CaCl2＋2H2O＋2NH3４．化学反应的本质：（1）有新物质的生成。（2）旧分子拆成原子，原子重新组合成新分子。（3）从化学键角度认识：即。５．化学反应伴有能量变化的原因：（1）从反应物与生成物能量的高低解释：△E0，热反应△E=∑E(生成物)－∑E(反应物)△E0，热反应（2）从化学键的角度解释△E=E1－E2△E0，热反应；△E0，热反应二、提高燃料的使用效率（1）燃料利用存在问题：①不完全燃烧，排放出大量烟尘及一氧化碳气体。②发热值较低。（2）解决方向：①研究燃料充分燃烧的条件，提高利用率。②如何防止环境污染。③化石燃料化学方法清洁燃料。④开发新能源。四、太阳能、生物质能和氢能的利用１.太阳能的利用（1）意义：①化石燃料不可再生和能源危机；②太阳能是洁净能源，不污染（2）问题：①太阳能吸热板的装置费用昂贵；②太阳能的利用受天气影响。２．生物质能的利用：３．氢能的开发与利用（1）氢能的三大优点：①燃烧放出的热量多；②燃烧产物是水，不污染环境③制备它的原料是水，资源不受限制（2）氢能的产生方式：①以天然气、石油和煤为原料，在高温下使之与水蒸气反应而制得。②以天然气、石油和煤为原料，用部分氧化法制得。③电解水制得氢气。④生物质气化制氢。⑤光解水制得氢气。（3）氢能利用的限制：安全、高效、高密度、低成本的储氢技术是氢能利用实用化、规模化的关键。旧化学键断裂吸收能量E1反应物新化学键形成释放能量E2生成物访仙中学高三化学一轮复习选修4《化学反应原理》专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第2页共6页《第1课时化学反应中的热量变化》考点解析１．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因２．了解吸热反应和放热反应的涵义例1．已知反应X+Y＝M+N为放热反应，下列有关说法正确的是（）A．X的能量一定高于NB．X、Y的总键能高于M、N的总键能C．X、Y的总能量一定高于M、N的总能量D．因该反应是放热反应，故不加热一定就可以反应例2．下列说法正确的是（）A．物质发生化学反应都伴随着能量变化B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化C．在一个确定的化学反应过程中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量D．凡是经过加热而发生的化学反应都是吸热反应例3．下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是（）３．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化例4．下列各组反应中都属于放热反应的是（）A．铁跟盐酸反应；氢氧化钾和硫酸中和B．C和CO2共热；氢气在氧气中燃烧C．碳酸钙的分解；CaO与H2O反应D．Ba(OH)2·8H2O跟NH4Cl晶体反应；葡萄糖在人体内氧化例5．下列说法中错误的是（）A．CO燃烧是放热反应B．H2SO4与NaOH反应是放热反应C．CaO与H2O反应是吸热反应D．CaCO3受热分解是吸热反应４．认识提高燃料的燃烧效率和开发高能清洁燃料的重要性（BⅡ）例6．下列说法不正确的是（）①化石燃料在任何条件下都能充分燃烧②化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体③直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好④固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将更低A．①④B．②③④C．②③D．①③④例7．绿色能源是指使用不会对环境造成污染的能源。下列属于绿色能源的是（）①太阳能②风能③石油④煤⑤木材⑥潮汐能A．①②③B．③④C．④D．①②⑥例8．有专家指出，如果燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合能够实现，那么，这不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为（）A．化学能B．热能C．生物能D．电能访仙中学高三化学一轮复习选修4《化学反应原理》专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第3页共6页第2课时化学反应的焓变【知识梳理】１．了解反应热和焓变的含义，了解焓变的表示符号（ΔH）及其常用单位（kJ/mol），认识ΔH的“－”、“＋”与放热反应和吸热反应的对应关系。（1）焓变（即“反应热”）：恒温、恒压条件下，化学反应过程中的热量称为焓变。（2）标准燃烧热：在101kPa下，1mol物质完全燃烧生成稳定产物的反应热，单位kJ/mol。热值：在101kPa下，1g物质完全燃烧生成稳定产物的反应热，单位kJ/g。关系：标准燃烧热＝热值×M（摩尔质量）例1．（2007高考江苏·7）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是①CH3OH(g)+H2O(g)＝CO2(g)+3H2(g)；△H＝+49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)+21O2(g)＝CO2(g)+2H2(g)；△H＝-192.9kJ·mol－1下列说法正确的是（）A．CH3OH的燃烧热为192.9kJ·mol－1B．反应①中的能量变化如右图所示C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量D．根据②推知反应：CH3OH(l)+21O2(g)＝CO2(g)+2H2(g)的△H-192.9kJ·mol－1２．认识热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式并利用热化学方程式进行简单计算。（1）热化学方程式：能够表示的化学方程式。（2）意义：既能表达质量守恒（方程式可加减），又能表达能量守恒（反应热可加减）。（3）注意事项：①必须标明各物质的聚集状态，气态（）、液态（）、固态（）。②热化学方程式的计量数只表示。③“”表示吸热，“”表示放热，反应热的单位为。例2．已知在1×105Pa、298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ的热量，下列热化学方程式正确的是（）（4）键能与反应热的关系：△H＝ΣE（反应物）－ΣE（生成物）例3．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成（或拆开）lmol化学键时释放（或吸收）出的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能（kJ·mol－1）P－P：198P－O：360O－O：498，则反应P4(白磷)+3O2→P4O6的反应热△H为（）A．－1638kJ/molB．+1638kJ/molC．－126kJ/molD．+126kJ/mol３．了解盖斯定律的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。例4．火箭发射时可用肼（N2H4）做燃料、二氧化氮（NO2）作氧化剂，两者反应生成氮气和水蒸气。已知：（1）N2（g）＋2O2（g）＝2NO2（g）；△H＝+67.7KJ·mol－1（2）N2H4（g）＋O2（g）＝N2（g）＋2H2O（g）；△H＝－534KJ·mol－1计算：1mol气态肼和NO2完全反应时放出的热量为kJ，该反应的热化学方程式为。访仙中学高三化学一轮复习选修4《化学反应原理》专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第4页共6页《第2课时化学反应的焓变》练习１．H2、C、C8H18完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为：H2(g)+21O2(g)＝H2O(1)；△H＝－285.8kJ/molC(s)+O2(g)＝CO2(g)；△H＝一393.6kJ·mol－1C8H18（l）＋225O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（l）；△H＝－5472kJ·mol－1完全燃烧相等质量的上述物质，放出热量（热值）的大小顺序为。２．已知热化学方程式：C(金刚石，s)+O2(g)＝CO2(g)△H1；C(石墨，s)＋O2(g)＝CO2(g)△H2；C(石墨，s)＝C(金刚石，s)△H3=1.9kJ/mol下列说法正确的是（）A．石墨转化成金刚石的反应是吸热反应B．金刚石比石墨稳定C．△H3＝△H1－△H2D．△H1△H2３．下列各组热化学方程式程中，化学反应的△H前者大于后者的是（）①C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H1C(s)＋1/2O2(g)＝CO(g)；△H2②S(s)＋O2(g)＝SO2(g)；△H3S(g)＋O2(g)＝SO2(g)；△H4③H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(g)；△H52H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)；△H6④CaCO3(s)＝CaO(s)＋CO2(g)；△H7CaO(s)＋H2O(l)＝Ca(OH)2(s)；△H8A．①B．④C．②③④D．①②③４．钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，已知由金红石（TiO2）制取单质Ti，涉及的步骤为：已知：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)；ΔH=-393.5kJ·mol－1②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)；ΔH=-566kJ·mol－1③TiO2(s)+2Cl2(g)＝TiCl4(s)+O2(g)；ΔH=+141kJ·mol－1则：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)＝TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=。反应TiCl4+2Mg＝2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是。５．（10分）工业上制备BaCl2的工艺流程图如下：重晶石矿高温焙烧炭溶解盐酸气体吸收过滤结晶滤液产物某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业过程进行模拟实验。查表得BaSO4(s)+4C(s)高温4CO(g)+BaS(s)△H1=571.2kJ·mol－1①BaSO4(s)+2C(s)高温2CO2(g)+BaS(s)△H2=226.2kJ·mol－1②（1）气体用过量NaOH溶液吸收,得到硫化钠。Na2S水解的离子方程式为。（2）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，c(Br-)c(Cl-)=。[Ksp(AgBr)=5.4×10－13，Ksp(AgCl)=2.0×10－10]（3）反应C(s)+CO2(g)高温2CO(g)的△H2=kJ·mol－1。（4）实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是，。访仙中学高三化学一轮复习选修4《化学反应原理》专题1化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应第5页共6页第3课时中和热的测量与计算１．原理：H＋(aq)＋OH－(aq)＝H2O(l)△H＝－57.3kJ/mol２．操作步骤：用简易量热计测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的反应热。123盐酸的温度(t1)/℃氢氧化钠溶液的温度((t2)/℃反应体系的最高温度(t3)/℃反应体系的温度变化（2213tttt）/℃反应体系的热容[18.4)(NaOHNaOHHClHClVVC]/J·℃－1中和反应的反应热（310025.0)(18.4tVVHNaOHNaOHHClHCl）/kJ·mol－111．中和热的测定，实验步骤如下：（1）在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯口与大烧杯口相平。然后再在大小烧杯间填满碎泡沫塑料（或纸条）。大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过（如图所示）。（2）用一个量筒量取50mL0.5mol/L的盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表，然后用水将温度计上的酸冲洗干净。（3）用另一个量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液,并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。（4）把温度计和环形玻璃棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最