高三一轮反应热

第六章化学反应与能量电化学一、反应热焓变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)化学反应中的能量变化形式：、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：，可用测量。(3)单位：或。物质能量质量能量热能热能恒压热效应ΔH量热器kJ·mol－1kJ/mol(4)产生原因：[重点提示](1)吸热反应完成后体系能量增加，故ΔH0，为正值。放热反应完成后体系能量减少，故ΔH0，为负值。(2)比较反应热(ΔH)的大小时，不要忽视“＋”、“－”号。放热越多，ΔH就越小。3．放热反应和吸热反应[重点提示](1)化学反应表现为吸热或放热与反应开始是否需要加热无关，需要加热的反应不一定是吸热反应(如C＋O2=====点燃CO2，为放热反应)，不需要加热的反应也不一定是放热反应。(2)吸热反应与放热反应均指化学反应。①浓H2SO4、NaOH固体溶于水放热，但不是放热反应；②NH4NO3溶于水时溶液温度降低，也不属于吸热反应。(3)物质的能量(焓)越大，键能越小，越不稳定。二、热化学方程式1．概念：表示和的关系的化学方程式。2．意义：不仅表明化学反应中的变化，也表明了化学反应中的变化。如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示在条件下，H2(g)和O2(g)完全反应生成时要的能量。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。25℃、101kPa2mol1mol2molH2O(l)释放571.6kJslaq参加反应物质的量反应热物质能量g三、燃烧热、中和热1．燃烧热2.中和反应反应热(1)定义：在溶液中，酸和碱发生中和反应生成水所放出的热量。(2)示例：1L1mol/L的盐酸与1L1mol/L的NaOH溶液发生中和反应时，放出57.3kJ的热量，该反应的热化学方程式为：。3．中和反应反应热的测定(1)装置如图稀1molHCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1在中和热的测定实验中，使用弱酸或弱碱为什么会使测得的中和热的数值偏低？提示：因为弱酸或弱碱的电离过程中会吸收一部分热量，从而使测得的结果偏低。(2)注意事项①碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板(或硬纸板)的作用是，减少实验过程中热量的损失。②为保证酸(碱)完全中和，常使碱(酸)稍稍。③实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值。保温过量偏小四、能源五、盖斯定律1．含义不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，它只与反应体系的和有关，而与反应无关。2．应用间接计算某些反应(反应热无法直接测得)的反应热。3．举例始态终态途径1．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是()A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量解析：已知X＋Y===M＋NΔH0，说明X与Y的总能量低于M与N的总能量，A错误，D正确；破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C错误；吸热反应有的不需要加热也可进行，如氢氧化钡晶体与氯化铵搅拌即可反应，B错误。答案：D2．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)()A．S(s)＋32O2(g)===SO3(g)；ΔH＝－315kJ·mol－1(燃烧热)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)；ΔH＝－57.3kJ·mol－1(中和热)C．C2H5OH＋3O2===2CO2＋3H2O；ΔH＝－1368.8kJ·mol－1D．2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)；ΔH＝－483.6kJ·mol－1(反应热)解析：选项A中根据燃烧热的定义可知产物应是SO2。选项C中热化学方程式没有标明各物质的聚集状态。选项D中ΔH应取正值。答案：B3．(2010年高考全国Ⅱ理综)下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃，101kPa)：①C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2878kJ·mol－1②C4H10(g)＋132O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)ΔH＝－2658kJ·mol－1③C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)ΔH＝－1746kJ·mol－1④C4H10(g)＋92O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)ΔH＝－1526kJ·mol－1由此判断，正丁烷的燃烧热是()A．2878kJ·mol－1B．2658kJ·mol－1C．1746kJ·mol－1D．1526kJ·mol－1解析：燃烧热的定义是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量。本题中的稳定氧化物指的是CO2(g)和H2O(l)，故A项正确。答案：A4．用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ·mol－12H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46kJ·mol－1H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.84kJ·mol－1在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为_________________。解析：将第二个热化学方程式乘以12，然后将三个热化学方程式相加，即得：Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)＋H2(g)＋12O2(g)===Cu2＋(aq)＋H2(g)＋H2O(l)＋12O2(g)＋H2O(l)ΔH＝64.39kJ·mol－1＋12×(－196.46kJ·mol－1)＋(－285.84kJ·mol－1)即：Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－319.68kJ·mol－1答案：Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－319.68kJ·mol－1热化学方程式的书写及正误判断与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下四点：1．注意ΔH的符号和单位ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。2．注意反应条件反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25℃、101325Pa下测定的，可不注明温度和压强。3．注意物质的聚集状态反应物和产物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。因此，必须注明物质的聚集状态。这是因为：4．注意热化学方程式的化学计量数(1)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，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(2)方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。如：①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH1②12H2(g)＋12Cl2(g)===HCl(g)ΔH2③2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)ΔH3则有：ΔH1＝2ΔH2＝－ΔH3[特别提醒]在可逆反应中的反应热数值是按生成物的量在反应完成时放出或吸收的能量，而不是按反应物的量反应时的能量变化。如3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1是指生成2molNH3时放出92.4kJ的热量，因反应不能进行完全，3molH2(g)和1molN2(g)混合反应实际放出的热量小于92.4kJ。[例1]下列热化学方程式的书写正确的是()A．1mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋642kJ·mol－1B．101kPa下，26g乙炔在足量氧气中完全燃烧生成液态水，放出1299.6kJ的热量：C2H2(g)＋52O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1299.6kJC．12g石墨转化为CO时，放出110.5kJ的热量：2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－110.5kJ·mol－1D．1molB2H6气体完全燃烧生成固态三氧化二硼和液态水，放出2165kJ的热量：B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ·mol－1[听课记录]放热反应ΔH为“－”，A项不正确。反应热的单位为kJ·mol－1，B不正确；反应热与化学计量数有关，C不正确。答案为D。[答案]D1．下列有关热化学方程式及其叙述正确的是()A．氢气的燃烧热为285.8kJ/mol，则水电解的热化学方程式为：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.8kJ/molB．1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890kJ热量，它的热化学方程式为：12CH4(g)＋O2(g)===12CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－445kJ/molC．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ/mol，则C的燃烧热为110.5kJ/molD．HF与NaOH溶液反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol解析：燃烧热的概念是：在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，而这里水电解的热化学方程式中生成2molH2，则ΔH＝＋571.6kJ/mol，A选项错；热化学方程式中热量值要与方程式中反应物的物质的量成比例，这里1mol甲烷完全燃烧放出890kJ热量，12molCH4完全燃烧放出445kJ的热量，B选项正确；C选项中碳燃烧生成CO，不是稳定的氧化物，应该为CO2，C选项错；由于HF是弱酸，不完全电离，在与NaOH反应时，发生电离而吸热，则最终放出的热量小于57.3kJ，D选项错。答案：B反应热大小的比较1．吸热反应与放热反应吸热反应ΔH0，放热反应ΔH0，故吸热反应的反应热一定大于放热反应的反应热。2．反应物或生成物状态不同的反应因为反应物和生成物的聚集状态不同，反应热亦不同。3．化学计量数不同的反应对于同一反应，化学计量数越大，吸收或放出的热量就越多。4．不同中和反应的反应热(1)如果是弱酸或弱碱参加的中和反应，要考虑弱电解质电离过程中要吸收热量；(2)如果是浓H2SO4直接和强碱混合，就要考虑浓H2SO4被稀释时放出的热量；(3)如果是固体物质直接反应，就要考虑溶解过程中的热效应；(4)如果反应过程中有沉淀、气体等其它物质生成，则要全面综合考虑该反应的反应热等。5．燃烧反应的反应热比较燃烧反应的反应热要全面分析，可燃物的物质的量、燃烧是否完全、燃烧产物的状态等因素。6．运用盖斯定律列等式作差比较对于一些不便于直接比较的反应或过程，可以设计循环转化关系图，然后利用盖斯定律，列等式，作差比较它们的大小。[特别提醒](1)ΔH有正负之分，比较ΔH时要连同“＋”、“－”号包含在内，类似于数学上正负数大小的比较。(2)若只比较放出热量的多少，则只比较数值大小，不考虑正负号。例：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；ΔH1＝－Q12H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)；ΔH2＝－Q2则ΔH1ΔH2，Q1Q2。(3)能量最低原理：物质本身所具有的能量越低，说明其结构越稳定，热稳定性越强，化学键越牢固。因此反应放出