度高二化學(xué)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化全章復(fù)習(xí)與鞏固知識(shí)點(diǎn) 典例導(dǎo)析

1、化學(xué)反應(yīng)與能量全章復(fù)習(xí)與鞏固【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式； 2、掌握熱化學(xué)方程式的意義并能正確書寫熱化學(xué)方程式；3、了解中和熱、燃燒熱的概念，并能進(jìn)行簡單的計(jì)算；4、知道蓋斯定律，能用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的簡單計(jì)算；了解反應(yīng)熱計(jì)算的過程和方法?！局R(shí)網(wǎng)絡(luò)】1、知識(shí)結(jié)構(gòu)2、知識(shí)聯(lián)系【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、反應(yīng)熱及燃燒熱、中和熱等概念1、反應(yīng)熱：化學(xué)上規(guī)定，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所釋放或吸收的熱量為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng)。2、燃燒熱(1)概念：在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJ/

2、mol表示。(2)表示的意義：例如C的燃燒熱為393.5kJ/mol，表示在101kPa時(shí)，1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量。要點(diǎn)詮釋： 規(guī)定是在101 kPa壓強(qiáng)下測出熱量。書中提供的燃燒熱數(shù)據(jù)都是在101kPa下測定出來的。因?yàn)閴簭?qiáng)不同，反應(yīng)熱有所不同。 規(guī)定可燃物的物質(zhì)的量為1mol(這樣才有可比性)。因此，表示可燃物的燃燒熱的熱化學(xué)方程式中，可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)常出現(xiàn)分?jǐn)?shù)。例如，C8H18的燃燒熱為5518kJ/mol，用熱化學(xué)方程式表示則為 C8H18(l)+O2(g)= 8CO2(g)+9H2O(l) H=5518kJ/mol 規(guī)定生成物為穩(wěn)定的氧

3、化物例如C CO2、H H2O(l)、S SO2等。C(s)+O2(g)=CO(g)H=110.5kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)H=393.5kJ/molC的燃燒熱為393.5kJ/mol而不是110.5kJ/mol。 敘述燃燒熱時(shí)，用正值，在熱化學(xué)方程式中用H表示時(shí)取負(fù)值。 例如，CH4的燃燒熱為890.3kJ/mol，而H890.3kJ/mol。必須以1mol可燃物燃燒為標(biāo)準(zhǔn)。3、中和熱(1)概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol H2O，這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。(2)中和熱的表示：H(aq)+OH(aq)=H2O(l)H=57.3kJ/mol。要點(diǎn)詮釋： 這里的

4、稀溶液一般要求酸溶液中的c(H)1mol/L，堿溶液中的c(OH)1mol/L。這是因濃酸溶液和濃堿溶液相互稀釋時(shí)會(huì)放出熱量。強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和反應(yīng)其實(shí)質(zhì)是H和OH反應(yīng)(即與酸、堿的種類無關(guān))，通過許多次實(shí)驗(yàn)測定，1molH和1molOH反應(yīng)生成1molH2O時(shí)，放出熱量57.3kJ。其熱化學(xué)方程式為 H(aq)+OH(aq)=H2O(l)H=57.3kJ/mol 因此，所有中和反應(yīng)的H都相同，都為57.3kJ/mol。 中和熱是以生成1molH2O為基準(zhǔn)，因?yàn)楸硎局泻蜔岬臒峄瘜W(xué)方程式中，水的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，其酸、堿或鹽的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以為分?jǐn)?shù)；中和反應(yīng)對(duì)象為稀溶液；強(qiáng)酸與強(qiáng)堿中和時(shí)生成1mol

5、H2O均放熱57.3kJ，弱酸或弱堿電離要吸收熱量，所以它們參加中和反應(yīng)時(shí)的中和熱小于57.3kJ/mol。4、中和熱的測定(1)主要儀器：大燒杯(500mL)、溫度計(jì)、量筒(50mL)兩個(gè)、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板(中心有兩個(gè)小孔)、環(huán)形玻璃攪拌棒。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：組裝儀器如圖6-1所示。分別量取50mL 0.50 mol/L的鹽酸和50mL 0.55mol/L NaOH溶液，記錄起始溫度t1?；旌戏磻?yīng)并準(zhǔn)確量取混合液最高溫度，記錄終止溫度t2。重復(fù)實(shí)驗(yàn)二次，取平均值。計(jì)算H=(3)可能的誤差未及時(shí)測出最高溫度其值偏小使用一個(gè)量筒且未洗干凈其值偏小燒杯過大其值偏小要點(diǎn)二、

6、化學(xué)反應(yīng)的焓變1、焓的定義物質(zhì)所具有的能量是性質(zhì)，符號(hào)為H。用焓變(H)來描述與反應(yīng)熱有關(guān)的能量變化。HH(生成物)H(反應(yīng)物)H為生成物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差，稱為化學(xué)反應(yīng)的焓變。注意：H >0，表示吸熱；H <0，表示放熱；單位：J/mol或kJ/mol2、反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系熱化學(xué)研究表明，對(duì)于等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化只轉(zhuǎn)化成熱能，而沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焓的改變。數(shù)學(xué)表達(dá)式：QP=H，其中：QP表示在壓強(qiáng)不變的條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。要點(diǎn)三、熱化學(xué)方程式及其書寫1、概念：能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)

7、熱之間的關(guān)系的化學(xué)方程式。2、意義：既表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。要點(diǎn)詮釋：(1).熱化學(xué)方程式必須標(biāo)出能量變化。(2).熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，因?yàn)榉磻?yīng)熱除跟物質(zhì)的量有關(guān)外，還與反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)有關(guān)。(3).熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，因此可以用分?jǐn)?shù)，但要注意反應(yīng)熱也發(fā)生相應(yīng)變化。3、書寫注意事項(xiàng)：(1)要注明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)(若為同素異形體，要注明名稱)，因?yàn)槲镔|(zhì)呈現(xiàn)哪一種聚集狀態(tài)，與它們所具有的能量有關(guān)，即反應(yīng)物的物質(zhì)相同，狀態(tài)不同，H也不同。(2)要注明反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)。因?yàn)镠的大小和反應(yīng)的溫度、壓

8、強(qiáng)有關(guān)，如不注明，即表示在101kPa和25°C。(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，而是表示物質(zhì)的量，故化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。相同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其H也同等倍數(shù)的改變。(4)H的表示：在熱化學(xué)方程式中H的“”“”一定要注明，“”代表吸熱，“”代表放熱。H的單位是：kJ/mol或J/mol。要點(diǎn)四、焓變的計(jì)算蓋斯定律及其應(yīng)用1、蓋斯定律的涵義：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的，也就是說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體的反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān)。如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各分步反

9、應(yīng)的反應(yīng)熱和該反應(yīng)一步完成的反應(yīng)熱相同，這就是蓋斯定律。2、蓋斯定律的應(yīng)用：蓋斯定律在科學(xué)研究中具有重要意義。因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行的很慢，有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生，有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純(有副反應(yīng)發(fā)生)，這給測定反應(yīng)熱造成了困難。此時(shí)如果應(yīng)用蓋斯定律，就可以間接的把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來。3、反應(yīng)熱計(jì)算根據(jù)熱化學(xué)方程式、蓋斯定律和燃燒熱的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算一些反應(yīng)的反應(yīng)熱。反應(yīng)熱、燃燒熱的簡單計(jì)算都是以它們的定義為基礎(chǔ)的，只要掌握了它們的定義的內(nèi)涵，注意單位的轉(zhuǎn)化即可。熱化學(xué)方程式的簡單計(jì)算的依據(jù)：(1)熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比，還等于反應(yīng)熱之比。(2)熱化學(xué)方程式之間可以進(jìn)行加減

10、運(yùn)算。當(dāng)兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加(減)時(shí)，反應(yīng)熱同時(shí)相加(減)，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式。【典型例題】類型一、熱化學(xué)基本概念例1 下列說法正確的是( )A. 在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱；B. 酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水，這時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱；C. 燃燒熱或中和熱是反應(yīng)熱的種類之一；D. 在稀溶液中，1molCH3COOH和1mol NaOH完全中和時(shí)放出的熱量為57.3kJ。【思路點(diǎn)撥】明確燃燒熱、中和熱的概念，熟練掌握熱化學(xué)基本概念的要點(diǎn)。分析問題從基本概念入手。【答案】C【解析】本題旨在考查對(duì)燃燒熱、中和熱的定義的理解，特別是兩概念中應(yīng)注意的

11、問題?！究偨Y(jié)升華】熱化學(xué)的基本概念是理解熱化學(xué)相關(guān)問題的關(guān)鍵，只有熟練掌握這些基本概念才能使本部分內(nèi)容體系化。而準(zhǔn)確掌握這些基本概念的要點(diǎn)才能對(duì)一些命題進(jìn)行正確判斷。舉一反三：【變式1】“碘受熱升華，破壞的是分子間作用力，未破壞I-I共價(jià)鍵，因此未發(fā)生吸熱反應(yīng)”的說法是否正確？【答案】化學(xué)上把有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)叫做放熱反應(yīng)，把吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng)。而碘升華屬物理變化未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此上述說法正確?！咀兪?】中和熱的測定實(shí)驗(yàn)中將50mL 0.5mol/L的鹽酸改為60mL 0.5mol/L鹽酸所放出的熱量與所求中和熱與未改前是否相等？怎樣判斷？【答案】兩者相等；中和熱是指酸與堿發(fā)生

12、中和反應(yīng)生成1mol水所放出的熱量，與酸堿的用量無關(guān)?！窘馕觥坑?jì)算放出的熱量：Q=mt·C=(m2-m1)(t2-t1)·C，由于原反應(yīng)中堿稍過量，現(xiàn)增大鹽酸的量，生成的水增多，放出的熱量增多，因此放熱不等，又由于H=Q/n(H2O)，Q增大，n(H2O)增多，而比值不變，因此中和熱值不變。中和熱相等也可從概念判斷得出。類型二、熱化學(xué)方程式例2 在一定的條件下，當(dāng)64g SO2氣體被氧化成SO3氣體時(shí)，共放出熱量98.3kJ。據(jù)此，下列熱化學(xué)方程式正確的是( )【思路點(diǎn)撥】本題考查熱化學(xué)方程式的書寫，注意題目中給出的量出放出熱量的對(duì)應(yīng)關(guān)系?！敬鸢浮緾【解析】此題旨在考查H與

13、物質(zhì)的量的關(guān)系，及書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式的注意事項(xiàng)。1mol SO2完全氧化為SO3氣體時(shí)放出熱量為98.3kJ/mol，即H為負(fù)值。【總結(jié)升華】熱化學(xué)方程式的正確書寫是學(xué)好熱化學(xué)版塊的基本功。書寫時(shí)注意物質(zhì)的狀態(tài)、化學(xué)計(jì)量數(shù)、反應(yīng)熱數(shù)值的關(guān)系，并且要求準(zhǔn)確理解熱化學(xué)方程式的含義。舉一反三：【變式1】往有機(jī)聚合物中添加阻燃劑，可增加聚合物的使用安全性，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。例如，在某聚乙烯樹脂中加入等質(zhì)量由特殊工藝制備的阻燃型Mg(OH)2，樹脂可燃性大大降低。已知熱化學(xué)方程式：Mg(OH)2(s)=MgO(s)+H2O(g)H1=+81.5kJ·mol-1Al(OH)3(s)=Al2O3(

14、s)+H2O(g) H2=+87.7kJ·mol-1Mg(OH)2和Al(OH)3起阻燃作用的主要原因是_等質(zhì)量Mg(OH)2和Al(OH)3相比，阻燃效果較好的是_，原因是_。常用阻燃劑主要有三類：A.鹵系，如四溴乙烷；B.磷系，如磷酸三苯酯；C.無機(jī)類，主要是Mg(OH)2和Al(OH)3。從環(huán)保的角度考慮，應(yīng)用時(shí)較理想的阻燃劑是_(填代號(hào))，理由是_?！窘馕觥縈g(OH)2和Al(OH)3受熱分解時(shí)吸收大量的熱，使環(huán)境溫度下降；同時(shí)生成的耐高溫、穩(wěn)定性好的MgO、Al2O3覆蓋在可燃物表面，阻燃效果更佳。Mg(OH)2 Mg(OH)2的吸熱效率為：81.5kJ

15、3;mol-1/58g·mol-1=1.41 kJ·g-1；Al(OH)3的吸熱效率為：87.7kJ·mol-1/78g·mol-1=1.12 kJ·g-1 等質(zhì)量的Mg(OH)2比Al(OH)3吸熱多。C四溴乙烷、磷酸三苯酯沸點(diǎn)低，高溫時(shí)有煙生成，且高溫時(shí)受熱分解產(chǎn)生有毒、有害的污染物。無機(jī)類阻燃劑Mg(OH)2和Al(OH)3無煙、無毒、腐蝕性小?！究偨Y(jié)升華】熱化學(xué)方程式的書寫常見錯(cuò)誤 未標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 沒有配平反應(yīng)熱計(jì)算錯(cuò)誤反應(yīng)熱的值與方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)不匹配反應(yīng)熱沒有單位反應(yīng)熱沒有帶上“+”號(hào)或“”號(hào)

16、。 【變式2】用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染，傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如下圖所示的催化劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)其中，反應(yīng)為：2HCl(g) + CuO(s) H2O(g)+CuCl2(g) H1反應(yīng)生成1molCl2 (g)的反應(yīng)熱為H2，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 , (反應(yīng)熱用H1和H2表示)?！敬鸢浮?HCl(g) + 1/2O2(g) H2O(g)+Cl2(g) H=H1+H2【解析】根據(jù)圖像信息，箭頭指向的是生成物可寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式： CuCl2 (g)+1/2 O2 (g)CuO (s)+Cl2 (g) H2，則+可得總反應(yīng)。類型三、反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算例3 甲醇是重要的化工原料，又可

17、稱為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的主反應(yīng)如下： CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1 CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) H2 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H3已知反應(yīng)中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵HHCOC OHOCHE/（kJ·mol-1）4363431076465413由此計(jì)算H1 kJ·mol-1，已知H2-58kJ·mol-1，則H3 kJ·mol-1?！舅悸伏c(diǎn)撥】反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值?！敬鸢浮?9；4

18、1【解析】根據(jù)表中數(shù)據(jù)和反應(yīng)熱的化學(xué)方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)可知反應(yīng)熱H1=1076 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-3×413 kJ·mol-1-343 kJ·mol-1-465 kJ·mol-1=-99 kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律可知-即可得到反應(yīng)，則H3=-58 kJ·mol-1+99 kJ·mol-1=+41 kJ·mol-1?！究偨Y(jié)升華】反應(yīng)熱的計(jì)算方法： (1)利用反應(yīng)物和生成物鍵能之和計(jì)算，H = 反應(yīng)物鍵能總和生成物鍵能總和 (2)利用反應(yīng)物和生成物的總能量計(jì)算，H = 生成物總能量反應(yīng)物總能量。 (3)熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相似，可以移項(xiàng)同時(shí)改變正、負(fù)號(hào)；各項(xiàng)的計(jì)量數(shù)包括H的數(shù)值可以同時(shí)擴(kuò)大或縮小相同的倍數(shù)。 (4)根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程