文檔：疑難解析

第2單元化學(xué)反應(yīng)中的熱量知識清單考點(diǎn)歸納●課程目標(biāo)1.了解化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化的實(shí)質(zhì)，初步學(xué)會從化學(xué)鍵的斷裂和形成的角度認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，善于將宏觀與微觀結(jié)合起來。2.以生產(chǎn)、生活中的實(shí)例了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，認(rèn)識提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料的重要性，培養(yǎng)節(jié)約能源及保護(hù)環(huán)境等意識，關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會熱點(diǎn)問題，逐步形成可持續(xù)發(fā)展的思想。3.了解化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的表示方法，學(xué)會書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式，并且會定量計算。●重點(diǎn)難點(diǎn)【重點(diǎn)】熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫?！倦y點(diǎn)】熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫和有關(guān)計算。要點(diǎn)歸納一、化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化1.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)(1)放熱反應(yīng)：化學(xué)上把有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)。(2)吸熱反應(yīng)：把吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。(3)比較：放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)表現(xiàn)形式ΔH＜0ΔH＞0能量變化反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量鍵能變化生成物總鍵能大于反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能小于反應(yīng)物總鍵能聯(lián)系ΔH=ΔH(生成物)-ΔH(反應(yīng)物)。鍵能越大，物質(zhì)能量越低，越穩(wěn)定；反之，鍵能越小，物質(zhì)能量越高，越不穩(wěn)定(4)表示方法：用ΔH表示，它既有數(shù)值的大小，又有正負(fù)。其中放熱反應(yīng)，規(guī)定ΔH為“-”或ΔH＜0；吸熱反應(yīng)，規(guī)定ΔH為“+”或ΔH＞0。單位一般采用kJ·mol-1。2.熱化學(xué)方程式(1)概念：表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式。(2)意義：不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表示了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。(3)書寫：與普通化學(xué)方程式相比，書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意：①熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)應(yīng)標(biāo)明狀態(tài)，用g、l、s分別表示氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)。若為同素異形體，還要注明名稱。因?yàn)槲镔|(zhì)所處的聚集狀態(tài)不同時，它所具有的能量是不同的。②ΔH標(biāo)在化學(xué)方程式后面。同時注意ΔH的符號，反應(yīng)放熱，ΔH＜0；反應(yīng)吸熱，ΔH＞0。③熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的量，可以用整數(shù)，也可以用分?jǐn)?shù)表示。因?yàn)樵摶瘜W(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的物質(zhì)的量，不表示物質(zhì)的分子或原子數(shù)。3.反應(yīng)放出或吸收的熱(ΔH)的簡單計算及比較(1)反應(yīng)物各物質(zhì)的物質(zhì)的量與ΔH的值成正比。(2)ΔH等于一定物質(zhì)的量的生成物化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量減去一定物質(zhì)的量的反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂時所消耗的總能量。(3)某種物質(zhì)的狀態(tài)或晶型不同會引起反應(yīng)熱的差異，計算時可將熱化學(xué)方程式進(jìn)行“加減”后，根據(jù)反應(yīng)過程放出或吸收的熱比較大小。二、燃料燃燒釋放的熱量1.當(dāng)今社會的主要能源：有煤、石油、天然氣等化石燃料。2.從化學(xué)鍵的角度來看化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)與能量變化的關(guān)系(1)從化學(xué)鍵角度看化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：反應(yīng)物的舊化學(xué)鍵的斷開過程和生成物的新化學(xué)鍵的形成過程。(2)從能量變化看實(shí)質(zhì)：先斷開舊的化學(xué)鍵需要吸收能量，后形成新的化學(xué)鍵需要釋放能量。(3)從反應(yīng)的全過程看化學(xué)反應(yīng)的能量變化：若反應(yīng)過程中，斷開化學(xué)鍵所吸收的能量大于形成化學(xué)鍵所放出的能量，即反應(yīng)物(可燃物與氧氣或其他助燃劑)的總能量小于生成物的總能量，則反應(yīng)的總過程就吸收能量；若反應(yīng)過程中，斷開化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成化學(xué)鍵所放出的能量，即反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則反應(yīng)的總過程就放出能量。3.燃料燃燒過程放出能量的大小(1)定性判斷：燃料燃燒過程放出能量的大小，決定于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量相對大小。(2)定量計算：一定物質(zhì)的量的燃料燃燒釋放出的熱量等于一定物質(zhì)的量的生成物化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量減去一定物質(zhì)的量的反應(yīng)物(可燃物與氧氣或其他助燃劑)化學(xué)鍵斷裂時所消耗的總能量，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂時所消耗的總能量越少，生成物化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量越多，燃料放出的熱量越多。4.提高燃料的使用效率(1)燃料利用還存在的亟需解決的問題有：①煤和石油燃燒時，常發(fā)生不完全燃燒，排放出大量煙塵和CO有毒氣體。②有些煤灰水分含量大，水分多，發(fā)熱值較低。③某些燃料燃燒排放的廢氣中含有SO2和氮的氧化物，直接排放到大氣中會污染空氣并形成酸雨。(2)為解決燃料燃燒存在的問題需要研究涉及的問題有：①化石燃料完全燃燒的條件，減少燃料燃燒產(chǎn)生的熱量損耗技術(shù)，提高燃料利用率的措施。②防止燃料燃燒造成環(huán)境污染的方法。③通過化學(xué)方法把化石燃料轉(zhuǎn)化成潔凈燃料。④開發(fā)氫能、核能、太陽能等潔凈高效的新能源。課堂互動疑難探究典例探究典例11955年，美國通用電氣公司專門制造了高溫高壓靜電設(shè)備，得到世界上第一批工業(yè)用人造金剛石小晶體，從而開創(chuàng)了工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)人造金剛石磨料的先河，現(xiàn)在他們的年產(chǎn)量在20噸左右。不久，杜邦公司發(fā)明了爆炸法，利用瞬時爆炸產(chǎn)生的高壓和急劇升溫，也獲得了幾毫米大小的人造金剛石。已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學(xué)方程式分別為C(石墨,s)+O2(g)====CO2(g)ΔH=kJ·mol-1C(金剛石,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=kJ·mol-1據(jù)此判斷，下列說法正確的是()A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低B.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高思路解析：本題考查反應(yīng)熱、燃燒熱的概念以及物質(zhì)所含能量的高低與穩(wěn)定性的關(guān)系。經(jīng)過反應(yīng)，金剛石和石墨都生成了CO2，終點(diǎn)相同。方法1：兩式相減可得C(石墨,s)====C(金剛石,s)；ΔH=+kJ·mol-1。由此可知，石墨轉(zhuǎn)變成金剛石需要吸熱，吸熱后金剛石能量更高。方法2(畫圖法)：由放熱數(shù)據(jù)知，在終點(diǎn)相同的情況下，金剛石放熱多，則金剛石的起點(diǎn)高，能量高，如下圖所示：所以石墨轉(zhuǎn)變成金剛石需要吸熱。金剛石的能量更高，石墨的能量更低。此外，通過研究轉(zhuǎn)化條件，我們可以讓反應(yīng)向我們需要的方向進(jìn)行。答案：A綠色通道：判斷反應(yīng)是吸熱還是放熱，可以通過熱化學(xué)方程式相加減來進(jìn)行；用畫圖法可以直觀地理解和判斷能量的高低。物質(zhì)的能量越低，該物質(zhì)越穩(wěn)定。例如，由該題可知石墨比金剛石能量低，更穩(wěn)定。典例2下列說法正確的是()A.反應(yīng)熱就是反應(yīng)中放出的能量B.在101kPa時，1mol碳燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱C.由C(石墨,s)====C(金剛石,s)ΔH=+kJ·mol-1可知，金剛石比石墨穩(wěn)定D.等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，前者放出的熱量多思路解析：反應(yīng)過程中所放出或吸收的熱都是反應(yīng)熱，因此A錯；在101kPa時，1mol物質(zhì)完全燃燒時的熱效應(yīng)叫做該物質(zhì)的燃燒熱，B選項(xiàng)未指明碳完全燃燒生成二氧化碳，是錯誤的；比較穩(wěn)定性應(yīng)比較其能量的高低，而不是硬度的大小，由C(石墨,s)====C(金剛石,s)ΔH=+kJ·mol-1可知，金剛石能量高，不穩(wěn)定，C錯；因?yàn)榱蚬腆w變?yōu)榱蛘魵庖鼰?，所以等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，前者放出的熱量多是正確的。答案：D疑難探究例1某些化學(xué)鍵的鍵能如下表(kJ·mol-1):鍵H—HBr—BrI—ICl—ClH—ClH—IH—Br鍵能193436151247431299356(1)1molH2在2molCl2中燃燒，放出熱量____________kJ。(2)在一定條件下，1molH2與足量的Cl2、Br2、I2分別反應(yīng)，放出熱量由多到少的順序是___________。＞Br2＞I2＞Br2＞Cl2預(yù)測1molH2在足量F2中燃燒比在Cl2中放熱___________。思路解析：本題涉及鍵能與吸、放熱的關(guān)系,考查了鍵能與反應(yīng)熱的定量關(guān)系。(1)1molH2在2molCl2中燃燒，參加反應(yīng)的H2和Cl2都是1mol，生成HCl2mol。則放出熱量431kJ·mol-1×2mol-436kJ·mol-1×1mol-247kJ·mol-1×1mol=179kJ。(2)由于鍵能Cl—Cl鍵＞Br—Br鍵＞I—I鍵，故H2在Cl2中燃燒放熱最多，在I2中燃燒放熱最少。推測鍵能F—F鍵＞Cl—Cl鍵，故知H2在F2中燃燒放熱多。答案：(1)179(2)a多綠色通道：在化學(xué)反應(yīng)中，舊化學(xué)鍵斷裂時，需要吸收能量；當(dāng)原子重新組合，形成新化學(xué)鍵生成新物質(zhì)時，又要釋放能量。斷裂1mol化學(xué)鍵吸收的能量或形成1mol化學(xué)鍵釋放的能量，就是該化學(xué)鍵的鍵能。例2已知：H—H、Cl—Cl、H—Cl的鍵能(即拆開1mol該共價鍵所吸收的能量)分別為436kJ·mol-1、243kJ·mol-1和431kJ·mol-1，估計Cl2、H2生成1molHCl的反應(yīng)熱為()A.放熱183kJ·mol-1B.放熱kJ·mol-1C.吸熱183kJ·mol-1D.吸熱kJ·mol-1思路解析：任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱，這是由于在化學(xué)反應(yīng)過程中，當(dāng)反應(yīng)物分子間的化學(xué)鍵斷裂時，需要克服原子間的相互作用，這需要吸收能量；當(dāng)原子重新組合成生成物分子，即新化學(xué)鍵形成時，又要釋放能量。就上述反應(yīng)來說，當(dāng)1molH2與1molCl2在一定條件下反應(yīng)生成2molHCl時，1molH2分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收436kJ的能量，1molCl2分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收243kJ的能量，而2molHCl分子中的化學(xué)鍵形成時要釋放431kJ·mol-1×2mol=862kJ的能量。H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)的反應(yīng)熱，應(yīng)等于生成物分子形成時所釋放的總能量(862kJ)與反應(yīng)物分子斷裂時所吸收的總能量(679kJ)的差，即放出183kJ的能量。Cl2、H2生成1molHCl的反應(yīng)熱為kJ·mol-1。答案：B例3已知在25℃、101kPa下，1gH2燃燒生成液態(tài)水時放出kJ的熱量。表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是()(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH=kJ·mol-1(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH=kJ·mol-1+O2====2H2OΔH=kJ·mol-1(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH=+kJ·mol-1思路解析：該題考查熱化學(xué)方程式書寫。因?yàn)棣與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，化學(xué)計量數(shù)必須與ΔH相對應(yīng)，所以先求25℃、101kPa下，2molH2燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量ΔH=×(4g÷1g)=(kJ·mol-1)，放熱反應(yīng)時ΔH為“-”。同時，還要注意反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)是否符合題意。答案：B綠色通道：反應(yīng)熱與反應(yīng)物的狀態(tài)有關(guān)；ΔH數(shù)值的大小與反應(yīng)物的量成正比。反應(yīng)物的量加倍，則ΔH也要加倍。拓展訓(xùn)練勇于創(chuàng)新1.已知方程式2H2(g)+O2(g)====2H2O(l);ΔH1=kJ·mol-1，則關(guān)于方程式2H2O(l)====2H2(g)+O2(g);ΔH2=？的說法正確的是()A.方程式中化學(xué)計量數(shù)表示分子數(shù)B.該反應(yīng)ΔH2大于零C.該反應(yīng)的ΔH2=kJ·mol-1D.該反應(yīng)可表示18g水分解時的熱效應(yīng)2.沼氣是一種能源，它的主要成分是CH4。molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445kJ熱量。則下列熱化學(xué)方程式正確的是()(g)+4O2(g)====2CO2(g)+4H2O(l);ΔH=890kJ·mol-1(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l);ΔH=890kJ·mol-1(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890kJ·mol-12CH4(g)+O2(g)====1/2CO2(g)+H2O(l);ΔH=-890kJ·mol-13.近年來，有科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”“未來的石油”的觀點(diǎn)。假如硅作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用，關(guān)于其有利因素的下列說法中你認(rèn)為不妥當(dāng)?shù)氖?)A.硅便于運(yùn)輸、貯存，從安全角度考慮，硅是最佳的燃料B.硅的來源豐富，易于開采，且可再生C.硅燃料放出的熱量大，且燃料產(chǎn)物對環(huán)境污染較低，容易有效控制D.尋找高效催化劑，使二氧化硅分解產(chǎn)生硅的同時釋放能量，是硅能源大規(guī)模開發(fā)利用的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)4.下列各圖中，表示正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是()5.“即食即熱型快餐”適合外出行使時使用，其內(nèi)層是用鋁箔包裹的并已加工好的真實(shí)包裝食品，外層則是分別包裝的兩包化學(xué)物質(zhì)，使用時拉動預(yù)留在外的拉線使這兩種化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，放出的熱量便可對食物進(jìn)行加熱，這兩包化學(xué)物質(zhì)最適合的選擇是()A.濃硫酸和水B.生石灰和水C.熟石灰和水D.氯化鈉和水6.氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反應(yīng)中，破壞1molH—H鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molOO鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molH—O鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是()+Q2＞4Q3+Q2＜4Q3+Q2＜Q3+Q2=Q37.下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是()①液態(tài)水汽化②將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰蹪饬蛩嵯♂將苈人徕浄纸庵蒲鯕猗萆腋磻?yīng)生成熟石灰A.①④B.②③C.①④⑤D.②④解8.對于放熱反應(yīng)2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)，下列說法正確的是()A.產(chǎn)物H2O所具有的總能量高于反應(yīng)物H2和O2所具有的總能量B.反應(yīng)物H2和O2所具有的總能量高于產(chǎn)物H2O所具有的總能量C.反應(yīng)物H2和O2所具有的總能量等于產(chǎn)物H2O所具有的總能量D.反應(yīng)物H2和O2具有的能量相等9.已知在25℃，101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出kJ熱量。表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是()(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(g)；ΔH=kJ·mol-1(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)；ΔH=-5518kJ·mol-1(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)；ΔH=+5518kJ·mol-1(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)；ΔH=kJ·mol-110.下列說法正確的是()A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B.任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生反應(yīng)C.反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定反應(yīng)放熱還是吸熱D.吸熱反應(yīng)在一定條件下(如常溫、加熱等)才能發(fā)生反應(yīng)11.已知下列熱化學(xué)方程式：C(s)+O2(g)====CO2(g)；ΔH＝kJ·mol-12H2(g)+O2(g)====2H2O(g)；ΔH＝kJ·mol-1現(xiàn)有mol的炭粉和氫氣組成的懸浮氣、固混合物在氧氣中完全燃燒，共放出kJ熱量，則炭粉與氫氣的物質(zhì)的量之比為()∶1∶2C.2∶312.下列敘述正確的是()A.氫氣和氧氣生成水后，氫和氧的能量均有明顯增高+H需要吸收能量C.燃料有足夠的空氣就能充分燃燒D.化學(xué)反應(yīng)的過程，都可以看成是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等而被釋放出來的過程參考答案與解析1解析：熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)表示物質(zhì)的量，故A項(xiàng)錯。ΔH2=kJ·mol-1＞0，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯誤。D項(xiàng)，該反應(yīng)表示的是36g液態(tài)水分解時的熱效應(yīng)，故D項(xiàng)錯。答案：B2解析：molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出445kJ熱量，即1molCH4完全燃燒生成CO2和H2O時，放出890kJ熱量。根據(jù)熱化學(xué)方程式的有關(guān)規(guī)定，要注明聚集狀態(tài)，要標(biāo)出熱效應(yīng)，故符合題意的是C項(xiàng)。熱化學(xué)方程式的書寫，要注意到反應(yīng)物、生成物都表示出其狀態(tài)，正確表達(dá)反應(yīng)的熱量變化，同時要注意熱量值與方程式中的化學(xué)計量數(shù)對應(yīng)。答案：C3解析：