1、第六单元第22讲化学能与热能考纲要求 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。考点一焓变与反应热知识归纳1反应热反应热是化学反应中_的热量。恒压条件下的反应热，称之为焓变，符号为_，单位为_。2吸热反应与放热反应(1)化学反应中的能量变化图6221a表示断裂旧化学键_的热量，也可以表示反应的_。b表示生成新化学键_的热量，也可以表示活化分子结合成生成物所_的能量。图中
2、c表示反应的反应热，可通过计算焓变值求得反应热：a从物质所具有的焓角度分析，焓变(H)为生成物的焓与反应物的焓之差：HH(_)H(_)。b从化学键角度分析，焓变为反应物的键能和与生成物的键能和之差：HE(_)E(_)_(用图中符号填空)。(2)常见放热反应和吸热反应常见的放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属与酸的置换反应；物质的缓慢氧化。常见的吸热反应：大多数分解反应；盐的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳与水蒸气、C与CO2的反应。 判断思考1判断正误(正确的打“”，错误的打“”) (1)伴随着能量变化的物质变化都是化学变化()(2)反应C
3、(s)CO2(g),2CO(g)H0，则反应物断裂化学键吸收的总能量低于产物形成化学键放出的总能量()(3)物质发生化学变化都伴有能量的变化()(4)Na转化为Na时，吸收的能量就是该过程的反应热()(5)同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同()(6)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关()2需要加热才能进行的反应一定是吸热反应吗？不需要加热就能进行的反应一定是放热反应吗？典型例题1 某反应由两步反应ABC构成，它的反应能量曲线如图6222所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是()图6222A两步反应均为吸
4、热反应B加入催化剂会改变反应的焓变C三种化合物中C最稳定DAC反应中HE1E22 (1)2015全国卷 已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJmol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。(2)2015海南卷 由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图6223所示，若生成1 mol N2，其H_kJmol1。图6223(3)2015浙江卷 乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应为CH2CH3(g)CHCH2(g)H2(g)。已知：化学键CHCCC
5、=CHH键能/(kJmol1)412348612436计算上述反应的H_kJmol1。1.正确理解活化能与反应热的关系催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。2反应热答题规范指导用“焓变(H)”表示反应热时，H0表示吸热，H57.3 kJmol1。3中和反应反应热的测定(1)装置图6226(2)50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液和50 mL 0.50 mol/L的稀盐酸混合反应。(3)计算公式：H_kJmol1t1起始温度，t2终止温度(反应过程最高温度)提醒 碎泡沫塑料和塑料板的作用是_。为保证酸完全被NaOH中和，采取的措施是_。因为弱酸或弱碱电离时吸热，实验若使用弱酸
6、、弱碱，则测得的中和热数值_。4能源 判断思考1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 367.0 kJ/mol(燃烧热)()(2)根据2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571 kJmol1可知氢气的燃烧热为571 kJmol1()(3)1 mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的燃烧热()(4)用稀醋酸溶液与稀的NaOH溶液测定中和热，所测的中和热H57.3 kJmol1()(5)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能()(6)我国目前最主要的能源是煤炭，煤炭地下蕴藏量丰富，属于可再生化石能源()2怎样
7、用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？典型例题5 下列有关热化学方程式的书写及对应的表述均正确的是()A密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成17.6 g硫化亚铁时，放出19.12 kJ热量。则Fe(s)S(s)=FeS(s)H95.6 kJmol1B稀醋酸与0.1 molL1 NaOH溶液反应：H(aq)OH(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1C已知1 mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5 kJ，则水分解的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1D已知2C(s)O2(g)2CO(g)H221
8、 kJmol1，则C的燃烧热H110.5 kJmol16 某实验小组用0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液进行中和热的测定。图6227(1)写出该反应的热化学方程式生成1 mol H2O(l)时的反应热为57.3 kJmol1：_。(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。请填写下表中的空白：近似认为0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密度都是1.0 gmL1，中和后生成溶液的比热容c4.18 J/(g)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热H_(取小数点后一位)。上述实验数值结果与57.3 kJ
9、mol1有偏差，产生偏差的原因不可能是(填字母)_。a实验装置保温、隔热效果差b量取NaOH溶液的体积时仰视读数c分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度中和热测定的易错细节(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.10.5 molL1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。(4)使用同一支温度计，分别先后测量酸、
10、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。 变式训练12015海南卷 已知丙烷的燃烧热H2215 kJmol1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为() A55 kJ B220 kJC550 kJ D1108 kJ2下列说法正确的是()AC(s)O2(g)=CO2(g)H0，则12 g C和32 g O2具有的能量高于44 g CO2具有的能量B已知2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则C的燃烧热为110.5kJ/molC1 mol甲
11、烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热D已知中和热H57.3 kJmol1，故将含0.5 mol H2SO4的浓H2SO4与含1 mol NaOH的NaOH溶液混合，放出的热量为57.3 kJ考点四盖斯定律反应热的计算知识归纳1盖斯定律(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的。即：化学反应的反应热只与反应体系的_有关，而与_无关。如：由反应物A生成产物B可以设计如下两条途径，则H、H1、H2的关系可以表示为_。(2)本质：盖斯定律的本质是_定律。(3)根据盖斯定律计算反应热：化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，
12、而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。应用盖斯定律除虚拟反应途径外，还可以用热化学方程式“四则运算”法计算，如由C(s)O2(g),CO2(g)H1C(s)O2(g),CO(g)H2可由上述方程式：_，得2CO(g)O2(g),2CO2(g)H_。2反应热的计算方法(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物和生成物各物质的物质的量_。(2)根据反应物和生成物的总能量计算。(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算。(4)根据盖斯定律进行计算。(5)根据物质燃烧热数值计算：Q(放)_。(6)根据比热公式进
13、行计算：Q_。3反应热大小的比较的三个要点(1)H的符号：比较反应热的大小时，不要只比较H数值的大小，还要考虑其符号。(2)参加反应的物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应的物质的量越多，放热反应的H越小，吸热反应的H越大。(3)反应的程度：参加反应的物质的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。(4)反应物和生成物的状态与反应热的关系。 判断思考1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)一个反应一步完成或几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越多()(2)已知C(s)O2(g),=CO2(g)H1；C(s)H2O(g),=H2(g)CO(g)H2；H2(g)
14、O2(g),=H2O(g)H3；CO(g)O2(g),=CO2(g)H4，则H1H2H3H4() (3)HH、O=O和OH键的键能分别为436 kJmol1、496 kJmol1和462 kJmol1，则反应H2O2=H2O 的H916 kJ/mol()(4)由H2(g)O2(g),H2O(g)Ha kJ/mol可知，1 g H2燃烧生成H2O(g)放出的热量为a kJ()(5)H2(g)O2(g)=H2O(g)H1和H2O(g)=H2(g)O2(g)H2中的H1H2()(6)已知相同条件下2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1，反应2SO2(s)O2(g)2SO3(g)H2，则H1H2(
15、)(7)C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，说明石墨比金刚石稳定()2已知：I2(g)H2(g)2HI(g)H9.48 kJmol1I2(g)I2(s)H35.96 kJmol1则I2(s)H2(g)2HI(g)的H_。典型例题72014新课标全国卷 室温下，将1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为H1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为H2；CuSO45H2O受热分解的化学方程式为CuSO45H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为H3，则下列判断正确的是()AH2H3BH1H3CH1H3H2 DH1H2H38 (1)2
16、015全国卷 甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3已知反应中相关的化学键键能数据如下：化学键HHCOCOHOCHE/(kJmol1)4363431076465413由此计算H1_kJmol1；已知H258 kJmol1，则H3_kJmol1。(2)2015福建卷 已知：Al2O3(s)3C(s)=2Al(s)3CO(g)H11 344.1 kJmol12AlCl3
17、(g)=2Al(s)3Cl2(g)H21 169.2 kJmol1由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为_。(3)2015 四川卷 已知25 ，101 kPa时：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1648 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393 kJ/mol2Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s)H1480 kJ/molFeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是_。(4)2014新课标全国卷 已知：甲醇的脱水反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H123.9 kJmol1甲醇制烯烃的反应2CH3OH(g
18、)=C2H4(g)2H2O(g)H229.1 kJmol1乙醇的异构化反应C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)H350.7 kJmol1则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)的H_kJmol1。叠加法求焓变首先观察已知的热化学方程式与目标热化学方程式的差异：(1)若目标热化学方程式中的某种反应物在某个已知热化学方程式中作生成物(或目标热化学方程式中的某种生成物在某个已知热化学方程式中作反应物)，可把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒，相应的H改变符号。(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热
19、化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致，热化学方程式中的H也要进行相应的换算。(3)将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的H也进行叠加。以上可概括为找目标看来源变方向调系数相叠加得答案。 变式训练12015重庆卷 黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g)Hx kJmol1已知：碳的燃烧热H1a kJmol1 S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJmol12K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJmol1则x为()A3abc Bc3abCabc Dcab2(1)在
20、25 、101 kPa下，1 g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6 kJ。则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为_。(2)下表中的数据表示破坏1 mol相应化学键需消耗的能量(即键能，单位为kJmol1)：化学键CHCFHFFF键能414489565158根据键能数据计算以下反应的反应热H：CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)H_。(3)发射卫星用N2H4气体为燃料，NO2气体为氧化剂，两者反应生成N2和水蒸气，已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H167.7 kJmol1；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2484 kJmol1；N2H4(g)O2(g)=N2(g
21、)2H2O(g)H3534 kJmol1；H2O(l)=H2O(g)H444.0 kJmol1。写出N2H4气体与NO2气体反应生成氮气和液态水的热化学方程式：_。(4)将煤转化为水煤气的主要化学反应为CH2O(g)COH2；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H242.0 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式：_。1反应ABC(H0)分两步进行：ABX(H0)，XC(H0)。下列示意图中，能正
22、确表示总反应过程中能量变化的是()图62282下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A若2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1，则H2燃烧热为241.8 kJmol1B若C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，则石墨比金刚石稳定C已知NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1，则20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量D已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1；2C(s)O2(g)=2CO(g)H2，则H1H23已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b k
23、J，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()A2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)H4b kJ/molBC2H2(g)O2(g)2CO2(g)H2O(l)H2b kJ/molC2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)H2b kJ/molD2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)Hb kJ/mol4(1)2015广东卷 用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。传统上该转化通过如图6229所示的催化循环实现。图6229其中，反应为2HCl(g)CuO(s)H2O(g)CuCl2(s)H1反应生成1 mol Cl2(g)的反应热为H2，则总反
24、应的热化学方程式为_(反应热用H1和H2表示)。(2)2015江苏卷 烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g)H200.9 kJmol1NO(g)O2(g)=NO2(g)H58.2 kJmol1SO2(g)O3(g)=SO3(g)O2(g)H241.6 kJmol1反应3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H_kJmol1。(3)2015山东卷 贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为_。已知温度为T时：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1