专题5----化学能与热能

专题五化学能与热能重难点：用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。【考纲要求】1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知识梳理·题型构建化学能与热能考点四有关反应热的比较、计算考点三燃烧热和中和热考点二热化学方程式考点一焓变与反应热考点五能源基础再现·深度思考考点一化学反应的焓变1．化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：变化和变化。(2)化学反应中的两大守恒：守恒和守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：、光能、电能等。通常主要表现为的变化。2．焓变、反应热(1)定义：在条件下进行的反应的。(2)符号：。(3)单位：或。ΔHkJ·mol－1kJ/mol能量物质质量能量热能热量恒压热效应3．吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。吸放2012大纲理综反应A+B→C（△H＜0）分两步进行①A+B→X（△H＞0），②X→C（△H＜0）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(2011·上海，3)据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是()(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析已知断开1molH2中的H-H键需要吸收436.4kJ能量,断开1molCl2中的Cl-Cl键需要吸收242.7kJ能量,生成1molHCl中的H-Cl键放出431.8kJ能量.试说明H2+Cl2=2HCl是吸热反应还是放热反应.E反应历程H2+Cl22H+2Cl2HCl△E=kJ吸收436.4kJ(H2)吸收242.7kJ(Cl2)放出2×431.8kJ=863.6kJ184.5(注:1molH2和1molCl2反应)放热反应的逆反应一定是吸热反应吗?如:2HCl=H2+Cl2是吸热反应吗??(2012江苏4)某反应的反应过程中能量变化如图1所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是A.该反应为放热反应B.催化剂能改变该反应的焓变C.催化剂能降低该反应的活化能D.逆反应的活化能大于正反应的活化能()C4．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是()A．反应过程可表示为B．E1为反应物的平均能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能C．正反应的热效应为ΔH＝E1－E20，所以正反应为放热反应D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E20，所以逆反应为放热反应D常见的放热反应、吸热反应放热反应吸热反应酸碱中和：HCl+NaOH=NaCl+H2O所有的燃烧反应：C+O2＝CO2酸与金属反应：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑大多数的化合反应：CaO+H2O=Ca(OH)2有铵盐参加的反应持续加热的反应：A.如大多数分解反应，2KMnO4＝K2MnO4+MnO2+O2↑B.以及H2、CO、C还原金属氧化物等CuO+H2＝Cu＋H2O如：Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O(3)反应热ΔH的基本计算公式ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和有铵盐参加的反应持续加热的反应：A.如大多数分解反应，2KMnO4＝K2MnO4+MnO2+O2↑B.以及H2、CO、C还原金属氧化物等CuO+H2＝Cu＋H2O如：Ca(OH)2+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+2H2O盐的水解和弱电解质的电离知识梳理·题型构建1．熟记反应热ΔH的基本计算公式ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和2．规避两个易失分点(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任一个过程都不是化学变化。(2)计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1mol晶体硅中含2molSi—Si键。1molSiO2中含4molSi—O键。ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量1．放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不反应，对吗？答案不正确。反应放热还是吸热，与反应物和生成物具有的能量有关，与加热与否无必然关系。例如红磷和O2生成P2O5需要加热，Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl混合搅拌就可反应。2．做实验时，不管吸热反应和放热反应都用到酒精灯，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？答案持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应；开始用酒精灯加热，反应开始后，撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热目的一般是加快反应速率。思考：下列说法不正确的是()A．需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应B．任何放热反应在常温条件下一定能发生C．反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热D．吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生[例2]化学反应N2＋3H2＝2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是()A．N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1C.12N2(g)＋32H2(g)＝NH3(l)ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1D.12N2(g)＋32H2(g)＝NH3(g)ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1知识梳理·题型构建考点二I热化学方程式表示参与化学反应的物质的和的关系的化学方程式。1．概念表明了化学反应中的变化和变化。如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－12．意义表示：2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。(4)注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。(ΔH与化学计量数相对应)3．书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25℃、101kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用、、、分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol－1)。物质的量反应热物质能量slgaq知识梳理·题型构建考点二I热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。(5)区别于普通方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式练习1：已知在1×105Pa、298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量，写出热化学方程式练习2：已知在1×105Pa、298K条件下，56克CO燃烧放出566kJ热量，写出热化学方程式深度思考6．已知在1×105Pa、298K条件下，2mol氢气燃烧生成水蒸气，放出484kJ热量，下列热化学方程式正确的是()A．H2O(g)===H2(g)＋12O2(g)ΔH＝－242kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－484kJ·mol－1C．H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－242kJD．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－484kJ·mol－1D7．实验室用4molSO2与2molO2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.64kJ·mol－1，当放出314.624kJ热量时，SO2的转化率为()A．40%B．50%C．80%D．90%C反思归纳(1)热化学方程式表示已完成的数量，计算可逆反应的反应热时要注意其不能进行到底。(2)反应逆向进行时，其反应热数值不变，符号相反。(3)“五看”法判断热化学方程式的正误：①看各物质的聚集状态是否正确；②看ΔH的“＋”、“－”符号是否正确；③看反应热的单位是否为kJ·mol－1；④看反应热的数值与化学计量数是否对应。⑤看表示哪种反应热(如燃烧热、中和热)。3深度思考深度思考知识梳理·题型构建1．ΔH的单位“kJ·mol－1”的含义是什么？2．怎样理解可逆反应中的反应热？答案“kJ·mol－1”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化，而是指给定形式的具体反应的能量变化。如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1，此反应的反应热是指每摩尔反应[2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)]放出的热量为483.6kJ。ΔH与化学反应方程式的写法有关，如H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol－1。另外反应热还与反应物的状态有关，如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1。答案无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.64kJ·mol－1，ΔH是指2molSO2(g)和1molO2(g)完全转化为2molSO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2molSO2(g)和1molO2(g)，反应达到平衡时放出的能量为Q，因反应不能完全转化为SO3(g)，故Q196.64kJ。深度思考深度思考知识梳理·题型构建3．实验室用4molSO2与2molO2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.64kJ·mol－1，当放出314.624kJ热量时，SO2的转化率为________。解析当放出热量为314.624kJ时，参加反应的SO2的物质的量为314.624kJ196.64kJ×2mol＝3.2mol，故SO2的转化率为3.2mol4mol×100%＝80%。80%知识梳理·题型构建题组一热化学方程式的书写1．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2吸收16.95kJ热量。N2与O2反应的热化学方程式为____________________________________________________。(2)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。SiH4自燃的热化学方程式为__________________________________________________________________________________。(3)已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________________________________________________________________________________________。(4)在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为______________________________________________________________。N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝＋67.8kJ·mol－1SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1知识梳理·题型构建题组二热化学方程式的判断3．实验测得：101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量；1mol