1、疱工巧解牛知识巧学一、化学反应中的热量变化1.化学反应的实质 任何一个化学反应都包括两个过程，即反应物化学键的断裂和生成物中化学键的形成。前者要吸收能量，后者要释放能量。 化学反应放出能量是因为反应中断开化学键所吸收的能量小于新化学键形成放出的能量，即反应物的总能量大于生成物的总能量。若化学反应吸收能量，则反应过程中，断开反应物化学键吸收的能量大于形成生成物化学键放出的能量，即反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量。也就是说，化学反应中反应物所具有的总能量始终与生成物所具有的总能量不相等，导致化学反应过程中必然伴随着能量变化。这些能量变化主要表现为化学反应的热效应。 若化学反应吸收能量，
2、则反应物总能量+吸收的能量=生成物的总能量； 若化学反应放出能量，则反应物总能量=生成物总能量+放出的能量。2.吸热反应和放热反应化学上将有热量放出的反应叫放热反应；把吸收热量的反应叫吸热反应。放热反应吸热反应表现形式H0H0能量变化反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能联系H=H(生成物)-H(反应物)键能越大，物质能量越低，越稳定；反之，键能越小，物质能量越高，越不稳定要点提示 化学反应的过程，可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等释放出来，或者是热能等转化为物质内部的能量被“贮存”起来的过程。
3、3.反应热(1)定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。(2)表示方法：用H表示，单位一般采用kJmol-1。(3)放热反应，规定H为“-”或H0；吸热反应，规定H为“+”或H0。4.热化学方程式(1)概念：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。(2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。要点提示 书写热化学方程式应注意：要标出反应物和产物的聚集状态(气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”)。若为同素异形体，还要注明名称。热化学方程式的化学计量数可以是整数，也可以是分数。因为该化学计量数表示物质的物质的量，不表
4、示物质的分子或原子数。H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“；”隔开。反应热H与测定条件(温度、压强)有关，因此要注明H的测定条件。若是在25 、101 k Pa下测定的，可不注明条件。H与反应完成的物质的量有关，因此化学计量数必须与H相对应，若化学计量数加倍，则H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。二、燃料燃烧释放的热量1.本质：化石燃料蕴藏的化学能来自远古时期生物体所吸收的太阳能，燃料在燃烧时，本身具有的化学能又以热能的形式释放出来。2.数值：一定物质的量的燃料燃烧释放出的热量等于一定物质的量的生成物化学键形成时所释放的总能量减去一定
5、物质的量的反应物化学键断裂时所消耗的总能量，反应物化学键断裂时所消耗的总能量越少，生成物化学键形成时所释放的总能量越多，燃料放出的热量越多。3.标准燃烧热在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧时的热效应叫做该物质的标准燃烧热，单位一般用kJmol-1表示。要点提示 必须以1 mol可燃物燃烧为标准；可燃物必须完全燃烧，生成稳定的氧化物,如物质中含有的氢元素转化为H2O(l)，碳元素转化为CO2(g)。4.中和热在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热叫中和热。要点提示 必须以生成1 mol水为标准；中和反应对象为稀溶液；强酸与强碱中和时生成1 mol H2O均放热57
6、.3 kJ；弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3 kJmol-1。问题探究问题1 你知道重要的化石燃料有哪些？化石燃料的利用有哪些利与弊？你认为燃料充分燃烧的条件是什么？哪些措施有利于燃料更充分燃烧？探究:(1)重要的化石燃料有：煤、石油、天然气(2)利：它们的燃烧热值高，在燃烧过程中将化学能转化为热能，给人类社会提供了巨大的能量。 弊：化石燃料是不可再生的能源。煤是主要的化石燃料，燃烧速率小；热利用效率低，运输不方便；煤、石油燃烧时，会产生烟尘和大量CO；某些燃料燃烧时排放出的废气中含SO2和氮氧化物，排放到大气中污染空气并形成酸雨；有些煤挥发成分含量大，水分
7、多，发热值低。(3)燃料充分燃烧的条件是：通入适当过量的空气；燃料与空气要有足够大的接触面积。可采用的措施有：使用鼓风机等方法以通入适当过量的空气，采用固体燃料粉碎、液体燃料喷雾等方法以增大燃料与空气的接触面。问题2 在所学的化学反应中，常见的放热反应和吸热反应有哪些？如何判断某个化学反应是吸热反应还是放热反应？探究:常见的放热反应有：燃料的燃烧反应；酸碱中和反应；金属和酸(或水)反应；生石灰与水反应，大多数的化合反应。常见的吸热反应有：灼热的碳和二氧化碳反应；氢气还原氧化铜的反应；碳和水蒸气的反应；强碱和铵盐反应。如Ba(OH)2晶体与氯化铵反应，大多数的分解反应。 判断某个化学反应是吸热反
8、应还是放热反应的方法：(1)可据经验规律判断，利用以上问题中常见吸、放热反应类型进行判断。 (2)据反应条件判断，凡是只有在持续加热条件下才进行的反应一般是吸热反应，多数高温下进行的反应也是吸热反应。 (3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。由稳定物质生成不稳定物质需吸热；反之，需放热。典题热题例1 下列说法正确的是( )A.物质发生反应时放出的热量来源于对反应的加热B.化学反应除了生成新物质外，还发生能量变化C.化学反应过程中放出或吸收的热都是物质本身所具有的能量变化的表现D.化学反应总是放出热量解析：化学反应中有新物质生成的同时，必然伴有能量的变化。因为各种物质中所具有的能量不一定相等，
9、反应物具有的能量与生成物具有的能量不相等，导致了反应中能量的变化。因此A、D的叙述是错误的，正确的是B、C。答案：BC深化升华 化学反应中能量的变化是物质中具有能量的一种表现，与反应的条件没有必然关系。反应条件只是反应发生的前提，是启动反应开始发生的条件；当化学反应一旦发生，可能要放出热量或者吸收热量，而与反应条件无关。例3 下列说法正确的是( )A.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化B.当反应放热时H0,反应吸热时H0C.在加热条件下发生的反应均为吸热反应D.一个化学反应中，当反应物能量大于生成物能量时，反应放热，H为“-”解析：焓变与参加反应的物质有关，反应物越多则焓变数值越大。但
10、是与反应条件没有直接关系。所以A、C均不正确。在反应中物质所具有的总能量减少，反应就放热，反之就吸热。因此，D正确。B错误是显然的。答案：D深化升华 焓变是由反应中能量的变化决定的，只与反应物有关。在分析题目时，应注意焓变与物质所含能量变化的关系。注意：H0时，物质中总能量增加，反应吸热；H0时，物质中总能量减少，反应放热。例3 相同条件下，下列物质分别与H2反应，当消耗等物质的量的H2时，放出热量最多的是( )A.Cl2 B.Br2 C.I2 D.S解析：该题中无反应热的数值和热化学方程式，所以只能从键能角度分析。消耗H2的物质的量相等，所以形成的化学键数目相等。形成的化学键越牢固，键能越大
11、则物质越稳定，物质所具有的能量就越低，放出的热量越多。因为键能：HClHBrHSHI，所以正确选项为A。答案：A方法归纳 本题主要考查反应热与化学键的关系。分析时应从“H=反应物的键能之和-生成物的键能之和”入手，通过键能与物质所具有能量间的关系，得出正确结论。例4 下列对H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)；H=-184.6 kJmol-1的叙述正确的是( )A.一分子H2和Cl2反应，放出热量184.6 kJB.1 mol H2(g)完全反应生成2 mol HCl(g),放出的热量为184.6 kJC.在101 kPa 25 的条件下，1 mol H2和1 mol Cl2完全反应生成2
12、 mol HCl(g)放出的热量为184.6 kJD.在101 kPa 25 的条件下，1 mol H2和1 mol Cl2完全反应生成2 mol HCl(g)吸收的热量为184.6 kJ解析：反应方程式中H的值与具体化学反应相对应，在反应中各物质前的化学计量数不再表示微粒数目，只表示物质的“物质的量”。所以A错。在描述反应时应说明外界条件，而B中没有温度和压强。H0,反应放热而非吸热，D错误。应该选C。答案：C要点提示 在描述热化学方程式时，应注意必须标明T、p(其中压强可以不标明，因为反应均在恒定压强下进行的，一般是常压)，以及参加反应的物质的物质的量。特别应注意反应热(H)的符号与吸、放
13、热的关系。例5 燃烧a g乙醇(液态)生成CO2气体和液态H2O，放出热量为Q kJ，经测定a g乙醇与足量Na反应能生成H2 5.6 L(标准状况下)，则对乙醇燃烧的热化学方程式表示正确的是( )A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)；H=-Q kJmol-1B.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)；H=Q kJmol-1C.C2H5OH(l)+O2(g)CO2(g)+H2O(l)；H=-Q kJmol-1D.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)；H=-2Q kJmol-1解析：据化学方程式2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H22 mol 22.4 Ln(C2H5OH) 5.6 L则有n(C2H5OH)=0.5 mol，这些乙醇燃烧后放出的热量为Q kJ。因此0.5 mol C2H5OH完全燃烧生成CO2、H2O的反应热为H=-Q kJmol-1。所以该热化学方程式书写如下：C2H5OH(l)+O2(g)CO2(g)H2O(l)；H=-Q kJmol-1当上述方程式同乘2，得答案D。答案：CD方法归纳 通过2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2求出C2H5OH的物质的量，然后再求出对应的热量。