1、本章整合第一章内容索引0102知识网络 系统构建专题归纳 素养整合知识网络 系统构建专题归纳 素养整合专题1化学键与化学反应的焓变(宏观辨识与微观探析)1.化学变化的实质化学变化的过程就是反应物分子中的化学键断裂,同时生成物分子中的化学键形成的过程。例如在一定条件下1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的过程,就是1 mol HH和1 mol ClCl断裂的同时,形成2 mol HCl的过程。2.化学反应中的能量变化原理断裂化学键时需要吸收能量,形成化学键时要释放能量,反应物的总焓与生成物的总焓一定不相等,因此化学变化中必然伴随着能量变化。发生化学反应时,既有物质变化(
2、遵循质量守恒定律),又有能量变化(遵循能量守恒定律)。3.化学反应中化学键与焓变的关系当反应物分子中的化学键断裂所吸收的能量小于生成物分子中的化学键形成所释放的能量时,该反应为放热反应,反应物的总焓大于生成物的总焓;反之,当反应物分子中的化学键断裂所吸收的能量大于生成物分子中的化学键形成所释放的能量时,该反应为吸热反应,反应物的总焓小于生成物的总焓。一个化学反应是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总焓和生成物的总焓的相对大小,它与物质结构中的化学键的强弱关系密切。化学反应中的焓变(H)等于生成物的总焓减去反应物的总焓,也等于反应物分子中的化学键断裂时吸收的总能量减去生成物分子中的化学键形成时
3、所释放的能量。【例题1】SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在SF。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol FF需吸收的能量为160 kJ,形成1 mol SF需要释放的能量为330 kJ。则S(s)+3F2(g)SF6(g)的反应热H为()。A.-1 780 kJmol-1B.-1 220 kJmol-1C.+430 kJmol-1D.+110 kJmol-1答案:B解析:反应S(s)+3F2(g)SF6(g)的H=(280+1603-3306)kJmol-1 =-1220 kJmol-1。专题2热化学方程式的正误判断(证据推理与模型认知)热化学
4、方程式是表示参加反应物质的物质的量与反应热关系的化学方程式。热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,而且表明了化学反应中的能量变化。判断热化学方程式的书写是否正确时,除了遵循书写一般的化学方程式的基本要求外,应从以下几个方面考虑:1.检查物质的聚集状态必须注明每种反应物和生成物的聚集状态。化学反应中,物质的聚集状态不同,H数值也不同。2.检查H的符号和单位放热反应的H为负值,吸热反应的H为正值,单位是kJmol-1,逆反应的H与正反应的H绝对值相同,符号相反。3.检查H的数值与化学计量数是否对应H的大小与反应物的物质的量的多少有关,相同的反应,化学计量数不同,H不同。4.特殊热化学方程式的
5、书写(1)书写表示物质燃烧热的热化学方程式时,纯物质的化学计量数为1;产物应为指定物质,例如C燃烧应生成CO2(g)而不是CO(g);H2(g)燃烧生成的是H2O(l),而不是H2O(g)。(2)书写表示中和热的热化学方程式时,H2O的化学计量数为1,并以此配平其余物质的化学计量数。【例题2】下列热化学方程式书写正确的是()。C.2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJD.C(s)+O2(g)CO2(g)H=+393.5 kJmol-1答案:B解析:A项中没有注明反应物和生成物的聚集状态;C项中H的单位应为kJmol-1;D项中的反应为放热反应,H应为负值。专题3反应热大小
6、的比较(宏观辨识与微观探析)1.比较反应热大小的方法(1)根据反应物和生成物的聚集状态比较。物质由固体变成液态,由液态变成气态,都必定吸收热量;而由液态变成固态,由气态变成液态,或由气态直接变成固态,则放出热量。因此在进行反应热计算或大小比较时,应特别注意各反应物或生成物的状态,存在同素异形体的要注明其同素异形体的名称。(2)根据热化学方程式中化学计量数比较。热化学方程式中的化学计量数不表示分子数,而是表示反应物和生成物的物质的量,可以是分数。当化学计量数发生变化时,反应热也要随之变化。(3)根据反应物和生成物的性质比较。对互为同素异形体的单质来说,由不稳定状态的单质转化为稳定状态的单质要放出
7、热量,因为能量越低越稳定;对于同一主族的不同元素的单质来说,与同一物质反应时,生成物越稳定或反应越易进行,放出的热量越多。(4)根据反应进行的程度比较。对于分步进行的反应来说,反应进行得越彻底,其热效应越大。如果是放热反应,放出的热量越多;如果是吸热反应,吸收的热量越多。如等量的碳燃烧生成一氧化碳放出的热量少于生成二氧化碳时放出的热量。2.注意事项(1)比较“反应热”或H的大小时,必须考虑“+”“-”符号。(2)参加反应的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的变化。2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1。(3)对于可逆反应,如3H2(g)+N2(g)2NH3
8、(g)H=-92.4 kJmol-1,是指生成2 mol NH3时放出92.4 kJ的热量,而不是3 mol H2与1 mol N2混合,在一定条件下反应就能放出92.4 kJ的热量,因为该反应可逆,反应物不能完全转化为生成物,3 mol H2与1 mol N2在一定条件下反应放出的热量小于92.4 kJ。(4)反应中物质的聚集状态不同,反应热数值大小也不同。例如,S(g)+O2(g)SO2(g)H1=-Q1 kJmol-1,S(s)+O2(g)SO2(g)H2=-Q2 kJmol-1,可以理解成固态硫变成气态硫后再发生反应,而由固态到气态是需要吸收能量的,所以Q2Q1、H1b,b=2cB.a
9、=b=cC.ab,c=aD.无法比较答案:C解析:三个反应虽均表示H2与O2的反应,但由于反应物的用量不同,生成物的聚集状态不同,三个反应的反应热各不相同。反应和分别表示2mol H2(g)燃烧生成2 mol H2O(g)、H2O(l)放出的热量,由于同温、同压下,2mol H2O(g)转变成2 mol H2O(l)时要放出热量,故ab。而反应表示1 molH2(g)燃烧生成1 mol H2O(g)放出的热量,其化学计量数恰好是反应的一半,因而c=a。专题4利用盖斯定律计算反应热(证据推理与模型认知)1.基本思路分析已知反应热的热化学方程式和未知反应热的热化学方程式之间的关系,利用加减法则列出
10、反应热之间的关系式,计算未知反应的反应热。注意以下几点:(1)热化学方程式的化学计量数同乘以某一个数时,其反应热数值也必须乘以该数。(2)热化学方程式相加减时,物质之间可相加减,反应热也随之相加减。(3)热化学方程式逆向书写时,H的“+”“-”号随之改变,但绝对值不变。2.依据盖斯定律书写热化学方程式的常用思维模式(1)先确定待求的方程式;(2)找出待求方程式中各物质在已知方程式中的位置及其化学计量数;(3)根据待求方程式中各物质的化学计量数和位置对已知方程式进行处理,得到变形后的新方程式;(4)将新得到的方程式进行加减,反应热也作相应的加减;(5)写出待求的热化学方程式。【例题4】已知下列化学反应的反应热:C2H2(g)+O2(g)2CO2(g)+H2O(g)H1=-1 255.6 kJmol-1C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)H2=+90.9 kJmol-12H2O(g)2H2(g)+O2(g)H3=+483.6 kJmol-1求反应2C(s)+H2(g)C2H2(g)的H。答案:2C(s)+H2(g)C2H2(g)的H=+228.4 kJmol-1
