化学反应与能量-----高三一轮复习

《化学反应与能量》化学反应原理知识系统总览一、化学反应与能量变化(2)特征：既有_______生成，又有______的变化。(1)实质：______断裂和______形成。旧键新键新物质能量H—H+Cl—Cl吸收能量2H+2Cl2H+2Cl放出能量2H—Cl吸收能量≠放出能量，所以化学变化总是伴随着能量变化。化学反应的实质与特征一、化学反应中的能量变化放热反应与吸热反应的比较放热反应吸热反应表现形式△H为“－”或△H＜0△H为“＋”或△H＞0时能量变化E反应物＞E生成物E反应物＜E生成物键能变化生成物键能反应物键能反应物键能生成物键能主要类型酸碱中和、金属与酸的反应、燃烧、大多数的化合、有不稳定物质转化为稳定物质盐类的水解、大多数的分解、以C、CO、H2为还原剂的反应、铵盐与碱的反应、由稳定转化为不稳定联系△H＝E生成物-E反应物=(键能)反应物-(键能)生成物键能越大，能量越低，越稳定.【常见的放热反应】①活泼金属与H2O或酸的反应。如：2K＋2H2O===2KOH＋H2↑2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑②酸碱中和反应。如：CH3COOH＋KOH→CH3COOK＋H2O2KOH＋H2SO4===K2SO4＋2H2O③燃烧反应。如：2CO＋O2=====点燃2CO2CH4＋2O2――→点燃CO2＋2H2OCH3CH2OH＋3O2――→点燃2CO2＋3H2O④多数化合反应。如：Na2O＋H2O===2NaOHSO3＋H2O===H2SO4CaO＋H2O===Ca(OH)2【常见的吸热反应】①多数的分解反应。如：⑤铝热反应。如：2Al+Fe2O3==Al2O3+2Fe高温2KMnO4===K2MnO4+MnO2+O2↑△⑥铵盐与碱的反应。如2NH4Cl+Ca(OH)2==CaCl2+NH3↑+2H2O二、反应热反应物和生成物本身物质的状态1、含义：在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为________，单位是________。许多反应的反应热可通过实验测定测量仪器：量热计2、影响因素ΔHkJ·mol－1变式题下列变化一定是放热的化学反应的是()A．H2O(g)===H2O(l)ΔH＝－44.0kJ·mol－1B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g)ΔH＝＋14.9kJ·mol－1C．形成化学键时共放出能量862kJ的化学反应D．能量变化如图16－2所示的化学反应图16－2D[解析]A项，气态水变成液态水放出热量，但属于物理变化；B项，该反应的ΔH＞0，是吸热反应；C项，未告诉断裂化学键吸收的能量，无法判断该反应是吸热反应还是放热反应；D项，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。(2).比较反应热的大小：已知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)，△H=-393.5kJ/molC(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)，△H=-395.0kJ/mol问：金刚石和石墨谁更稳定？3、应用(1).判断物质的稳定性：C(石墨,s)C(金刚石,s)⊿H=+1.5kJ/mola.同一反应物质状态不同b.两个有联系的不同反应E(s)E(l)E(g)固态液态气态吸收能量吸收能量释放能量释放能量相加减后分析新反应的能量变化判断各种条件下反应热或△H的数量大小说明：由于反应物或生成物的状态不同、反应物的数量不同、反应产物不同，比较反应热的数量多少。本知识点是高考的重点，作题时要分清比较的是反应热值(即Q)还是“△H”。2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；H12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；H2分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定数量的热量∴H1H2例1、在同温同压下比较下列反应△H1、△H2的大小S(g)+O2(g)=SO2(g)；H1S(S)+O2(g)=SO2(g)；H2两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气态，再氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量∴H1H2例2、在同温同压下比较下列反应△H1、△H2的大小C(S)+1/2O2(g)=CO(g)；H1C(S)+O2(g)=CO2(g)；H2例3、在同温同压下比较下列反应△H1、△H2的大小固态C氧化为CO，释放出热量H1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量H3，两次释放热量的总和H1＋H3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量H2，∴H1＞H2H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；H11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)；H2状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，例4、在同温同压下比较下列反应H1、△H2的大小∴H1＜H2三、重要的反应热－燃烧热1.概念：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热2.单位：kJ/mol(1)燃烧的物质必须为:1mol(2)完全燃烧是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：C→CO2，H→H2O(l)，S→SO2等。(3)燃烧热通常由实验测得3.注意：4.表示的意义：例如:C的燃烧热为393.5kJ／mol，表示:在101kPa时1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。★燃烧热是以1mol物质完全燃烧放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的系数。例如：C8H18(g)+25/2O2（g）＝8CO2（g）十9H2O(l)；△H＝－5518kJ／molC8H18的燃烧热为5518kJ／mol。四、重要的反应热－中和热在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。1.概念：①条件：②反应物：③生成物及物质的量：④放出的热量：稀溶液酸与碱（中学阶段只讨论强酸与强酸中和）生成1mol的H2O△H＝－57．3kJ／mol。2.注意：如果浓度偏大，则溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，表观电离度就会减小，这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热，造成较大误差(偏低)。若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中弱电解质电离吸热，会使测得中和热的数值偏低。比较项目燃烧热中和热相同点能量变化△H不同点反应物的量生成物的量反应热的涵义燃烧热与中和热的区别和联系放热反应△H＜0单位：kJ/mol1mol燃料可能是1mol,也可能是0.5或1/3mol等不限量生成的水为1mol1mol物质完全燃烧时放出的热量；不同物质，燃烧热不同生成1mol水时放出的热量；不同强酸强碱的中和热大致相同，均约为：57.3kJ/mol练习：1．下列热化学方程式中△H的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是（）A．H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）；△H=-184.6kJ/molB．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）；△H=-802.3kJ/molC．2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=-571.6kJ/molD．CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）；△H=-283kJ/molD2.下列有关中和热的说法不正确的是（）A、在稀溶液里酸与碱反应，生成1molH2O放出的热量，叫中和热B、1mol硫酸与1molBa(OH)2完全中和所放出的热量为中和热C、书写中和热的热化学方程式应以生成1molH2O(l)为标准来配平其余物质的化学计量数D、醋酸(aq)与氢氧化钠(aq)反应的反应热为ΔH＝－akJ/mol，则a57.3B五、热化学方程式表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。1.概念：(1)注明各物质的聚集状态。(气：g，液：l，固：s)(2)△H“-”，为放热反应，△H“+”为吸热反应(3)需注明反应的温度和压强，若不注明温度和压强，一般指250C,1.01×105Pa(4)系数只表示物质的量，可以是整数、小数或分数。(5)系数必须与反应热相对应。3.书写热化学方程式注意事项2.意义:溶液：aq不仅表示化学反应中的物质变化，还表示化学反应中的能量变化。例：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H＝－571.6kJ/mol热化学方程式与普通方程式的比较；△H＝－483.6kJ/mol、小数。－＋例2在25℃、101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时，放出48.40kJ的热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是()A．C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－48.40kJ·mol－1B．C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1BC．C8H18(l)＋252O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝＋5518kJ·mol－1D．2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－96.8kJ·mol－1变式题1[2010·三明质检]分析能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是()图16－3A．S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝＋297.16kJ·mol－1B．S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.83kJ·mol－1C．S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.83kJ·mol－1D．单斜硫比正交硫更稳定C[解析]分析能量变化示意图可知S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－297.16kJ·mol－1；单斜硫转化为正交硫，反应放热，即正交硫比单斜硫更稳定；S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.83kJ·mol－1。变式题2(1)在25℃、101kPa下，已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1mol电子放热190.0kJ，该反应的热化学方程式是_________________________________________________。(2)根据图16－4写出反应：CO(g)＋2H23OH(g)的热化学方程式_____________________________________________________。(3)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)ΔH＝＋140kJ·mol－12C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1写出TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：________________________________________________________。SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1520.0kJ·mol－1TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－81kJ·mol－1[解析](1)由反应方程式：SiH4＋2O2=====点燃SiO2＋2H2O可知，1molSiH4完全燃烧转移8mol电子，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1520.0kJ·mol－1。(2)ΔH＝吸收的能量－释放的能量＝＋419kJ·mol－1＋(－510kJ·mol－1)＝－91kJ·mol－1，该反应的热化学方程式为：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＝－91kJ·mol－1。(3)反应1加反应2可得热化学方程式：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－81kJ·mol－1。变式题[2011·常州模拟]已知下列热化学方程式：(1)H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1(2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1(3)H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH3＝ckJ·mol－1(4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH4＝dkJ·mol－1下列关系式正确的是()A．a