1、第2讲 化学能与热能【考纲资讯】【考情快报】【基础回顾】一、反应热 焓变 下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)结合表中数据完成下列问题：1.2H2(g)O2(g)=2H2O(g)是_(填“吸热”或“放热”)反应，这说明2 mol H2(g)和1 mol O2(g)具有的能量比2 mol H2O(g)具有的能量_(填“高”或“低”)。放热 高 2.请用图示表示出2 mol H2(g)与1 mol O2(g)生成2 mol H2O(g)的反应过程。_ 3.根据表中数据，写出H2(g)与O2(g)完全反应生成H2O(g)的热 化学方程式：_。2H2(g)O2(g)=2H2O
2、(g)H=484 kJmol-1 二、吸热反应和放热反应 有下列变化：H2在Cl2中燃烧 碳酸钙分解 铝热反应 酸碱中和反应 缓慢氧化 Na2CO3水解 NaOH固体溶于水 铁和稀硫酸反应 Ba(OH)28H2O和NH4Cl反应 工业合成氨 1.属于放热反应的有_，这些反应的进行，实现了 _能向_能的转变。2.属于吸热反应的有_，这些反应的进行，实现了_能向 _能的转变。化学 热 热 化学 三、盖斯定律 把煤作为燃料可通过下列两种途径：途径：C(s)O2(g)=CO2(g)Ha kJmol-1 途径：先制水煤气：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)Hb kJmol-1 再燃烧水煤气：2C
3、O(g)O2(g)=2CO2(g)Hc kJmol-1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)Hd kJmol-1 1两种途径放热：途径放出的热量_(填“大于”“小 于”或“等于”)途径放出的热量。2制水煤气的反应中，反应物具有的总能量_(填“大 于”“小于”或“等于”)生成物所具有的总能量，反应条件 应为_。3a、b、c、d的数学关系式为 _。等于 小于 高温 cd2(ab)【核心自查】一、书写热化学方程式时的“六个”注意 1注意 H 的符号和单位 若为放热反应，H 为“-”；若为吸热反应，H 为“”。H 的单位为kJmol-1。2注意反应热的测定条件 书写热化学方程式时应注明 H 的测定条
4、件（温度、压强），但绝大多数的 H 是在25、101 kPa下测定的，此时可不注 明温度和压强。3注意热化学方程式中的化学计量数 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。4注意物质的聚集状态 反应物和生成物的聚集状态不同，反应热 H不同。因此，必 须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意 义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“”和“”。5.注意 H 的数值与符号 热化学方程式中的 H 的值应是表示反应已完成的热量变化。由于 H 与反应完成的
5、物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与 H 相对应，如果化学计量数加倍，则 H 也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。6注意燃烧热和中和热 二、反应热的简单求算 1.根据“两个”公式计算 H=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)H=E(反应物的键能之和)-E(生成物的键能之和)2.根据热化学方程式计算 焓变与反应物的物质的量成正比 3.根据盖斯定律计算 若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则 该反应的焓变可通过这几个化学反应焓变的加减而得到。4.根据比热公式计算 Q=cm T，H=Qn【真题自测】判断下列说法是否正确或完成需填内容
6、一、反应热与热化学方程式 高考频次:1.化学反应与能量的变化关系（1）（2012大纲版全国卷）反应A+BC（H 0），XC（H 0)，则乙烯燃烧的热化学方程式可表示为 C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)H=-a kJmol-1（）分析：燃烧热指1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放 出的热量，而该反应的热化学方程式中生成的水为气态，不是 稳定的氧化物，故错。（3）（2012金华一模）在500、30 MPa条件下，将 0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3 kJ,其热化学方程式为 N2（g）+3H2（g）2N
7、H3(g)H=-38.6 kJmol-1（）分析：热化学方程式中的反应热是指反应进行完全时的热量变 化。由于该反应为可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2不可能 全部反应，若全部参加反应，放出的热大于19.3 kJ,则 1 mol N2和3 mol H2完全反应时放出的热大于38.6 kJ。催化剂 高温、高压 二、盖斯定律的应用 高考频次:（4）(2012广东六校联考)在高温下一氧化碳可将二氧化硫 还原为单质硫。已知：C(s)+O2(g)=CO2（g）H1=-393.5 kJmol-1 CO2(g)+C(s)=2CO(g)H2=+172.5 kJmol-1 S(s)+O2(g)=
8、SO2(g)H3=-296.0 kJmol-1 请写出CO除去SO2的热化学方程式_ _ 分析：CO除去SO2的化学方程式为 2CO+SO2=S+2CO2 由盖斯定律可知：由-可得：2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）H=H1-H2-H3=-393.5 kJmol-1-172.5 kJmol-1+296.0 kJmol-1=-270.0 kJmol-1 答案：2CO（g）+SO2（s）=S(s)+2CO2(g)H=-270.0 kJmol-1（5）（2011北京高考）25、101 kPa下：2Na(s)O2(g)=Na2O(s)H1414 kJmol1 2Na(s)O2(g)=
9、Na2O2(s)H2511 kJmol1 则25、101 kPa下，Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s)的 H317 kJmol-1（）分析：根据盖斯定律，利用方程式2可得Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s)H317 kJmol1，所以正确。12【热点考向1】热化学方程式的书写、判断及意义【典例训练】1.(2012台州二模)下列说法或表示方法正确的()A.等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多 B.由H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3 kJmol-1可知，若将含1 mol CH3COOH的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出
10、的热量小于57.3 kJ C.由C(石墨)=C(金刚石)H=+1.90 kJmol-1可知，金刚石比石墨稳定 D.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g)H=-221 kJmol-1,则可知 1 mol C充分燃烧时放出的热量为110.5 kJ【解题指导】解答该题的关键有：(1)正确理解热化学方程式的意义；(2)明确反应热与物质稳定性的关系。【解析】选B。硫蒸气的能量比硫固体的高，完全燃烧放出的 热量多,A项错；CH3COOH是弱电解质，电离过程消耗能量，故 其放热小于57.3 kJ,B项正确；C(石墨)转化为C(金刚石)为吸 热反应，金刚石的能量高，不稳定，C项错；碳充分燃烧时应 生成CO2
11、，放出的热量应多于生成CO放出的热量，D项错。2.（2012北京高考改编）用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl+O2 2Cl2+2H2O 已知：.反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。.400 CuO/CuCl2（1）H2O的电子式是_。（2）反应A的热化学方程式是_。（3）断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差约 为_kJ，H2O中HO键比HCl中HCl键_（填“强”或“弱”）。【解题指导】解答本题时应注意以下两个方面：（1）书写热化学方程式时注意标明物质的状态及H 的正负 号；（2）
12、用化学键计算化学反应的热效应时，注意物质中化学键 的个数。【解析】设1 mol HCl键断开时需要的能量为x，1 mol HO 键断开时需要的能量为y，由热化学方程式得出等式：（4x+498）-（4y+2243）=-115.6，解得y-x=31.9 kJ。答案：（1）（2）4HCl（g）+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=-115.6 kJmol-1（3）31.9 强【误区警示】热化学方程式理解、应用、书写等方面的易错点 1.在书写热化学方程式时要注意燃烧热和中和热的含义（1）错误地认为1 mol可燃物燃烧时放出的热量就是燃烧热。燃烧热的定义是指101 kPa时1 mol纯物质完全燃
13、烧生成稳定的 氧化物时放出的热量。如H2是指生成H2O（l)而非H2O（g)、C是 指生成CO2（g）而非CO（g)等。（2）将酸碱中和反应中放出的热量与中和热混淆。对于中和热的理解要注意：中和热不包括电解质的电离和生成水合离子的热效应。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O，若反应过程中有其 他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。2.热化学方程式中不应标注反应条件 在热化学方程式的反应物和生成物连接符号(“=”或“”或“”)处，不应标注反应条件(如点燃、加热、电解等)。【热点考向2】有关反应热的求算【典例训练】3.(2012珠海一模)“生物质”是指由植物或动物生命体衍生 得到的物质的总
14、称。“生物质能”是人类解决能源危机的一种 重要的能源。“生物质”在一定条件下可气化为CO、H2等原料 气，进而合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3），相关反应为：2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）4H2（g）+2CO（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）请根据图示回答问题：由H2和CO合成二甲醚的热化学方程式是_ _。【解题指导】解答本题要明确以下两点：(1)反应物、生成物总能量的高低与放热、吸热反应的关系。(2)反应热（H）只与反应物和生成物的总能量有关，与中间 产物的总能量无关。【解析】由H2和CO合成二甲醚的反应为 4H2（g）+2CO（g）CH3OCH3(g)+H2O(g)由图示可
15、知该反应的H=H1+H2=-162.6 kJmol-1-23.5 kJmol-1=-186.1 kJmol-1 答案：4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H=-186.1 kJmol-1 4.（2011重庆高考）SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构 中只存在SF键。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、SF键需吸收的能量分别为 160 kJ、330 kJ。则 S(s)+3F2（g）=SF6（g）的反应热 H 为()A.-1 780 kJmol-1 B.-1 220 kJmol-1 C.-450 kJmol-1 D.+43
16、0 kJmol-1【解题指导】根据H=反应物的键能之和-生成物的键能之和 进行计算。【解析】选B。H=280 kJmol-13160 kJmol-16330 kJmol-1 =1 220 kJmol-1，由此可知B项正确。【方法总结】1.根据键能求反应热时的关键步骤（1）熟记计算公式。H=E(反应物的键能之和)-E(生成物的键能之和)（2）清楚物质中的化学键数目。注意以下物质中所含的化学键数目，如1 mol H2、O2、P4分别 含有1 mol HH键、1 mol OO键、6 mol PP键；1 mol CH4 含有4 mol CH键；1 mol NH3含有3 mol NH键；1 mol Si
17、O2含有4 mol SiO键。2.用盖斯定律计算焓变的步骤【常规题型】1.下列说法中正确的是()A在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学 键所需要的能量时，该反应为吸热反应 C生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，H 0 D.H 的大小与热化学方程式的化学计量数无关【解析】选C。化学反应中一定有能量变化，A错误；B项中，H反应物的键能总和生成物的键能总和，由此得H 0，故为放热反应。2.已知：101 kPa时辛烷的燃烧热为5 518 kJmol-1，强酸与强碱在稀溶液中发生反应时的中和热为57.3 kJmol-1，则
18、下列热化学方程式书写正确的是（）C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=+5 518 kJmol-1 C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)H=-5 518 kJmol-1 252252H+OH-=H2O H=-57.3 kJmol-1 NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)H=+57.3 kJmol-1 A.B.C.D.只有【解析】选D。燃烧热、中和热都是放热反应，H 0，故 错，中的热化学方程式未注明物质的聚集状态。12123.(双选)中国将超北美成为全球液晶显示器第二大市场。生产 液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂NF3是一种温室气体，其 存储能量的能力是CO2的12 000倍20 000倍，在大气中的寿命 可长达740年之久，以下是几种化学键的键能：下列说法中正确的是()A过程N2(g)2N(g)放出能量 B过程N(g)3F(g)NF3(g)放出能量 C反应N2(g)3F2(g)2NF3(g)的 H 0 a+bc B.H c C.H 0 a+bc D.H 0 a+bc；在相同压强下温度越高，Z的质量分 数越小，即保持其他条件不变，降低温度平衡向生成Z的方向 移动，所以H 0。
