2013学业水平考试复习：化学反应与能量变化

化学反应与能量

一、化学反应与能量变化(一) 反应热 焓变

【知识梳理】 1.吸热反应与放热反应的比较判断依据 反应物总能量与生成 物总能量的相对大小 放热反应 吸热反应

E反应物______E生成物 >

E反应物______E生成物 <

与化学键的关系

生成物分子成键时 生成物分子成键时 释放出的总能量 释放出的总能量 大于 小于 ________反应物分子 ________反应物分子 断裂时吸收的总能量 断裂时吸收的总能量

判断依据Δ H的符号

放热反应Δ H<0(“-”号)

吸热反应Δ H>0(“+”号)

反应过程图示

判断依据

放热反应

吸热反应

反应类型

①大多数分解反应 化合 ①大多数______反应 ②盐的水解，电解质 燃烧 ②所有的______反应 的电离 ③酸碱中和反应 ③Ba(OH)2· 2O与 8H ④金属与酸的反应 NH4Cl的反应 ④C和CO2、C和 H2O(g)的反应

2.反应热、焓变 所具有的能量 (1)焓(H):用来描述物质______________这一性质的一种 物理量。 ΔH(反应产物)-ΔH(反应物) (2)焓变(ΔH):ΔH=____________________________。 kJ· -1或J· -1 mol mol (3)单位：___________________。 放 吸 (4)ΔH<0,表示______热反应；ΔH>0,表示______热反 应。

【典例精析】例1 :下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 A.生成物总能量一定低于反应物总能量 B.放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 C.应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应的

焓变D.同温同压下，H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点 燃条件下的ΔH不同

C

(二)

热化学方程式

【知识梳理】 放出 吸收 1.定义：表明反应________或________热量的化学方程 式叫做热化学方程式。 物质变化 2.意义：不仅表明了化学反应中的____________,同时也 能量变化 表明了化学反应中的____________。 3.书写要求 (1)要注明反应的温度和压强(若在101 kPa和25 ℃可不注明),要 注明ΔH的________与________。 “+” “-” 聚集状态 (2)要注明反应物和生成物的____________(表示符号：气态用 “g”,液态用“l”,固态用“s”),若为同素异形体，要注明名称， 稀溶液中的溶质或离子，要注明“aq”。

(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分 个数 物质的量 整数 子________,只表示__________,它可以是_________, 简单分数 也可以是____________。例如： 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) 1 H2(g)+ O2(g)===H2O(l) 2 1 H2(g)+ O2(g)===H2O(g) 2 ΔH=-571.6 kJ· -1 mol ΔH=-285.8 kJ· -1 mol ΔH=-241.8 kJ· -1 mol

【典例精析】 例2 在 25 ℃、101 kPa 下，1 g 甲醇燃烧生成 CO2 和液态水时放热 22.68 kJ,下列热化学方程式正确的是( ) 3 A.CH3OH(l)+ O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) 2 ΔH=+725.8 kJ· -1 mol B.2CH3OH(l)+3O2(g

)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1452 kJ· -1 mol C.2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-725.8 kJ· -1 mol D.2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O ΔH=-1452 kJ· -1 mol

B

二、燃烧热 律 (一)

中和热

能源

盖斯定

燃烧热

中和热

能源

【知识梳理】 1.燃烧热与中和热的比较燃烧热 相 同 点 能量变化 ΔH 放热反应 ΔH<0,单位常用kJ· -1 mol 中和热

反应物类型 反应物的量 生成物类型 不 同 点 生成物的量 ΔH

燃烧热 可燃物 ________、氧气 1 ____ mol

中和热 稀 强酸、强碱的____溶液 不限量 盐和水 1 ____ mol H2O

稳定的氧化物，如 CO2(g)、H2O(l)不限量

反应物不同，燃烧 热不同在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧 生成稳定的氧化物时 放出的热量

中和热都相同，均约为 57.3 kJ· -1 mol稀 在____溶液中，强酸 与强碱发生中和反应， 1 生成____ mol H2O时放 出的热量

定义

2.中和热的测定 (1)实验步骤 ①实验装置如图19-1所示。

图19-1

初始 ②量取反应物并且测定其________温度。 最高 ③混合反应物并且测定反应的________温度。 ④平行试验。 两 平均 重复实验______次，取测量所得数据的________值作为计算 依据。 ⑤根据实验数据计算中和热。 (2)为了使获得的实验数据尽可能地准确，在实验过程中采取 的措施： ①酸和碱溶液的物质的量浓度尽可能准确。 ②所需酸和碱的浓度不宜太大，如可以都采用0.5 mol· -1。 L 过量 ③为使中和反应充分进行，应该使酸或者碱稍_______。

④尽量使酸和碱的起始温度相同，如在内筒中加入酸 时，插上温度计后，匀速搅拌，记录初始温度；在加入碱 之前调节碱溶液温度，使其与量热计中酸的温度相同。 ⑤实验动作要快，尽量减少______________。 热量的散失

【典例精析】 例1 [2010· 浙江卷] 下列热化学方程式或离子方程式中， 正确的是( ) A.甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJ· -1,则甲烷燃烧的热化 mol 学方程式可表示为：CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=- 890.3 kJ· -1 mol B.500 ℃、30 MPa 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： 2(g) N 催化剂 +3H2(g)     2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ· -1 mol 500 ℃、30 MPa C.氯化镁溶液与氨水反应：Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓ - D.氧化铝溶于 NaOH 溶液：Al2O3+2OH-===2AlO2 +H2O

D

(二)

盖斯定律

【知识梳理】

1840年，俄国化学家盖斯从大量实验事实中总结出 一条规律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成， 其反应热是相同的。即化学反应的反应热(能量)只与反 终态 各生成物 始态 各反应物 应的_______(_________)和_______(__________)有关， 而与具体反应进行的途径无关

。如果一个反应可以分几 步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成 时的反应热相同，这就是盖斯定律。如：

图19-2 ΔH2+ΔH3+ΔH4 有：ΔH1=____________________。应用：计算无法直接通过实验测量的反应的反应热。

【要点深化】 应用盖斯定律的注意事项 应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程，同时 注意： 1.当反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。 2.反应式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算， 且要带“+”、“-”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。 3.通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把ΔH 看作一个整体。 4.在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态 的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。

5.当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的 反应热数值相等，符号相反。 【典例精析】 例2 [2010· 广东卷]在298 K、100 kPa时，已知： 2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1 Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2 2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3 则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( ) A A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2 C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2

已知：Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH =-25 kJ· -1 mol 3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47 kJ· -1 mol Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19 kJ· -1 mol 请写出CO还原FeO的热化学方程式： _____________________________________________________ FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ____________________________________________________。 ΔH=-11 kJ· -1 mol

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