化学反应与能量知识点总结.doc

《化学反应与能量》复习案

命题人 组长签字 评审领导

学习目标：
1．了解化学反应中的能量变化、吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。
2．掌握热化学方程式的含义，正确书写热化学方程式。
3．掌握有关燃烧热的计算
重点难点：
1、 化学反应热效应与反应的焓变之间的关系
2、 燃烧热的计算
知识梳理：
一、 化学反应及能量变化
1、化学反应的实质、特征和规律
实质：反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成
特征：既有新物质生成又有能量的变化
遵循的规律：质量守恒和能量守恒
2、化学反应过程中的能量形式：常以热能、电能、光能等形式表现出来
二、反应热与焓变
1、反应热定义：在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或放出的热量成为化学反应的反应热。
2、焓变定义：在恒温、恒压条件下的反应热叫反应的焓变，符号是△H，单位常用KJ/mol。
3、产生原因：化学键断裂—吸热      化学键形成—放热
4、计算方法：△H=生成物的总能量-反应物的总能量
=反应物的键能总和-生成物的键能总和
5、放热反应和吸热反应
化学反应都伴随着能量的变化，通常表现为热量变化。据此，可将化学反应分为放热反应和吸热反应。

放热反应
吸热反应
定义
放出热量的化学反应
吸收热量的化学反应
形成原因
反应物具有的总能量大于生成物的总能量
反应物具有的总能量小于生成物的总能量
与化学键
的关系
生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量
生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量
表示方法
△H＜0
△H＞0
常见反应类型
可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟酸的置换反应；物质的缓慢氧化
大多数分解反应；盐的水解；
Ba(OH)2与NH4Cl的反应；
碳和水蒸气、C和CO2的反应
【注意】（1）反应放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
（2）反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。

三、热化学方程式
（1）定义：表明反应放出或吸收的热量的化学方程式叫做热化学方程式。
（2）意义：不仅表示了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。
（3）热化学方程式的书写
①要注明温度、压强，但中学化学中所用的△H数据一般都是25℃、101Kpa下的数据，因此可不特别注明。
②必须注明△H的“＋”与“－”。“＋”表示吸收热量，“－”表示放出热量。
③要注明反应物和生成物的聚集状态。g表示气体，l表示液体，s表示固体，热化学方程式中不用气体符号或沉淀符号。
④热化学方程式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或原子数。因此热化学方程式中化学计量数可以是整数也可以是分数。
⑤注意热化学方程式表示反应已完成的数量，由于△H与反应完成的物质的量有关，所以化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应。即对于相同的物质反应，当化学计量数不同，其△H也不同。当化学计量数加倍时，△H也加倍。当 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。
⑥对于化学式形式相同的同素异形体，还必须在化学是后面标明其名称。如C（s，石墨）
四、燃烧热
（1）概念：101Kpa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为KJ/mol
【注意】①对物质的量限制：必须是1mol：
②1mol纯物质是指1mol纯净物（单质或化合物）；
③完全燃烧生成稳定的氧化物。如C→CO2(g)；H→H2O(l)；S→SO2(g)等；
④物质的燃烧热都是放热反应，所以表示物质燃烧热的△H＜0
（2）表示燃烧热热化学方程式的写法
以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数，所以热化学方程式中常出现分数。
五、中和热
1．定义：稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1mol水时的反应热
注意： ①稀溶液一般是指酸、碱的物质量浓度均小于或等于1mol·L-1；
②中和反应的实质是H+和OH-化合生成水； H+（aq）＋OH-（aq）＝H2O(l)；△H＝－57.3KJ/mol表示强酸强碱稀溶液反应的中和热
③弱酸弱碱因为电离时要吸热或电离出的H+和OH物质的量小于对应酸碱的物质的量，所以弱酸弱碱参加的中和反应，其中和热△H＞－57.3KJ/mol，表示中和热偏小。
④ 测定中和热实验关键因素：酸与碱充分反应；防止热量散失，酸碱溶液浓度等。如浓硫酸与碱反应测得中和热偏高。
2.书写中和热的热化学方程式时，以生成1molH2O为标准来配平其余物质的化学计量数
六、盖斯定律
内容：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；
即化学反应热只与其反应的始态和终态有关，而与具体反应进行的途径无关
反应热与物质稳定性的关系
不同物质的能量（即焓）是不同的，对于物质的稳定性而言，存在着“能量越低越稳定”的规律。
七、中和热的测定
1、实验用品
大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL）、温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。
0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液
2、装置图
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3、问题：
（1）大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎纸条的作用是什么？
（2）温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？
（3）酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
（4）实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是1∶1而是NaOH过量？若用HCl过量行吗？
答案：
（1）两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的。
（2）因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使总溶液的质量增加，而导致实验结果误差。
（3）因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。
（4）为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。若使盐酸过量，亦可。
八．高考题
1、（2014新课标I）已知：
甲醇脱水反应①2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H1＝－23.9 kJ/mol 甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)＝C2H4 (g)＋2H2O(g) △H2＝－29.1 kJ/mol 乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)＝CH3OCH3(g) △H3＝+50.7 kJ/mol
则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)的△H＝ -----------kJ/mol。-45.5
2、（2014新课标II）室温下，将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为△H1，将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为△H2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s) =====△CuSO4(s)+5H2O(l)， 热效应为△H3。则下列判断正确的是（ ）
A. △H2＞△H3 B. △H1＜△H3
C. △H1 + △H3 =△H2 D. △H1 + △H2 ＞△H3
3、（2014 四川）已知： 25℃、101kPa时，Mn(s)＋O2(g)＝MnO2(s) △H＝－520 kJ/mol S(s)＋O2(g)＝SO2(g) △H＝－297 kJ/mol
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)＝MnSO4(s) △H＝－1065 kJ/mol
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是________________。MnO2(s) + SO2(g) = MnSO4(s) △H＝－248 kJ/mol
4、（2014 海南）标准状态下，气态分子断开l mol化学键的焓变称为键焓。已知H-H、H-O和O-O键的键焓ΔH分别为436 kJ/mol、463 kJ/mol和495kJ/mol。下列热化学方程式正确的是（ ）
A．H2O (g) = H2(g) + 1/2O2(g); ΔH = -485 kJ/mol
B．H2O (g) = H2(g) + 1/2O2(g); ΔH = +485 kJ/mol
C．2H2(g) + O2 (g) = 2H2O(g)； ΔH = +485 kJ/mol
D．2H2(g) + O 2(g) = 2H2O(g)； ΔH = -485 kJ/mol
5、（2014 重庆）已知C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ/mol 2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－220 kJ/mol
H－H、O＝O和O－H键的键能分别为436、496和462 kJ/mol,则a为( )
A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130
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