1、第1节 化学反应的热效应复习课 学习目标1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。3.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性。4.明确盖斯定律的含义，能运用盖斯定律进行简单的计算。 学习过程一、焓变与反应热1.化学反应中的能量变化【思考】化学反应中的两大变化、两大守恒、能量转化形式是什么？(1)化学反应中的两大变化：变化和变化。(2)化学反应中的两大守恒：守恒和守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：、光能、电能等。通常主要表现为的变化。2.焓变【思考】焓变的定义、符号、单位是什么？(1)定义：在条件下进行的反应的。
2、(2)符号：。(3)单位：或。3.吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示：(2)从反应热的量化参数键能的角度分析：(3)记忆常见的放热反应和吸热反应【回顾】常见的放热反应和吸热反应有哪些？【跟踪练习1】某反应的H=+100 kJmol-1，下列有关该反应的叙述正确的是()A.正反应活化能小于100 kJmol-1B.逆反应活化能一定小于100 kJmol-1C.正反应活化能不小于100 kJmol-1D.正反应活化能比逆反应活化能小100 kJmol-1【跟踪练习2】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
3、原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ，则S(s)+3F2(g)SF6(g)的反应热H为。【练后反思】1.正确理解活化能与反应热的关系(1)E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，H=E1-E2；(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。2.熟记反应热H的基本计算公式H=生成物的总能量-反应物的总能量H=反应物的总键能之和-生成物的总键能之和二、热化学方程式【思考】热化学方程式的概念、意义及书写时的注意事项有哪些？1.概念：表示参加反应和的关系的化学方程式。2.意义：表明了化学反应中的变化和变化。如：2H2(g)+O2(
4、g)2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1表示：氢气和氧气反应生成液态水时放出kJ的热量。3.书写注意事项：(1)注明反应时的温度和压强。反应热与测定条件(温度、压强等)有关，若在25 、101 kPa下进行的反应，可不注明。(2)注明物质状态。常用、分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)方程式右边必须写上H，并注意符号、单位。H应包括“+”或“-”、数字和单位(kJmol-1)。(4)注意守恒关系。原子守恒和得失电子守恒。(5)区别于普通方程式。一般不注“” “”以及“点燃” “加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数。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
5、的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H数值也要加倍。【跟踪练习3】已知化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式：。【跟踪练习4】在298 K、101 kPa时，充分燃烧一定量的丁烷，放出热量Q kJ(Q0)，经测定完全吸收生成的二氧化碳需要消耗5 molL-1的KOH溶液100 mL，且恰好生成正盐。则此条件下，下列热化学方程式正确的是()A.C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)H=-16Q kJmol-1B.C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)
6、H=-8Q kJmol-1C.C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)H=-Q kJmol-1D.C4H10(g)+132O2(g)4CO2(g)+5H2O(g)H=-Q kJmol-1【练后反思】“五看”判断热化学方程式的正误：(1)看热化学方程式是否配平；(2)看各物质的聚集状态是否正确；(3)看H的“+”“-”符号是否正确；(4)看反应热的单位是否为kJmol-1；(5)看反应热的数值与化学计量数是否对应。三、两类重要反应热燃烧热、中和热1.燃烧热【思考】燃烧热的概念、意义是什么？如何正确书写表示燃烧热的热化学方程式以及进行燃烧热的相关计算？(1)概念：在101
7、kPa时，纯物质完全燃烧生成稳定的时所放出的热量。燃烧热的单位一般用kJmol-1表示。燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指可燃物中的下列元素完全转变成对应的氧化物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。(2)表示的意义：例如C的燃烧热H=-393.5 kJmol-1，表示在101 kPa时，1 mol C燃烧393.5 kJ的热量。(3)书写热化学方程式：燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol纯物质为标准来配平其余物质的化学计量
8、数。例如：C8H18(l)+252O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)H=-5518 kJmol-1，即C8H18的燃烧热H=。(4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算公式为Q放=n(可燃物)H(燃烧热)，式中：Q放为 ；n为；H为。2.中和热【思考】中和热的概念，以及中和热的测定原理装置图是怎样的？(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成H2O时的反应热。(2)注意几个限定词：；产物是；用离子方程式可表示为。(3)中和热的测定：测定原理：H=。式中：c=4.18 J(g)-1=4.1810-3 kJ(g)-1；n为。实验装置如图：【跟踪练习5】下列说法中，正确的画“”
9、，错误的画“”(以下H的数值均正确)。(1)S(s)+32O2(g)SO3(g)H=-315 kJmol-1(燃烧热)()(2)NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1(中和热)()(3)已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热H=2(-57.3)kJmol-1()(4)已知CH3OH(g)+12O2(g)CO2(g)+2H2(g)H=-192.9 kJmol-1，则CH3OH(g)的燃烧热H=-192.9 kJmol-1()(5)H2(g)的燃烧热H=-285.8
10、kJmol-1，则2H2O(g)2H2(g)+O2(g)H=+571.6 kJmol-1()(6)葡萄糖的燃烧热H=-2 800 kJmol-1，则 12C6H12O6(s)+3O2(g)3CO2(g)+3H2O(l)H=-1 400 kJmol-1()(7)已知101 kPa时，2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221 kJmol-1，则该反应的反应热为221 kJmol-1()(8)已知稀溶液中，H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量()(9)已知HCl和NaOH反应的中和热H=-
11、57.3 kJmol-1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出的热量为57.3 kJ()(10)CO(g)的燃烧热H=-283.0 kJmol-1，则2CO2(g)2CO(g)+O2(g)反应的H=+(2283.0)kJmol-1()【练后反思】1.反应热答题规范指导(1)用“焓变(H)”表示反应热时，H0表示吸热，H0表示放热，因而，H后所跟数值需要带“+”“-”号。(2)描述反应热时，无论是用“反应热”表示还是用“焓变”表示，其后所跟数值需要带“+”“-”号。2.正确理解中和热，注意实验操作与计算细节(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时
12、的热效应。(2)酸、碱溶液应当用稀溶液(0.10.5 molL-1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。(4)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度时，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。(5)取多次实验所得t1、t2的平均值代入公式计算，而不是求结果的平均值，计算时应注意单位的统一。四、有关反应热的比较、计算1.H的比较方法比较H的大小时需考虑，对放热反应，放热越多，H；对于吸热反应，吸热越多，H。2.反应热的有关计
13、算(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物的物质的量成；(2)根据求算。【强调】应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般23个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒或乘、除以某一个数，然后将它们相加减，得到目标热化学方程式，得目标热化学方程式的H与原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时，H也应相应地乘、除以某一个数；当热化学方程式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“+”“-”符号运算，即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时，H的符号也随之改变，但数值不
14、变。在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。(3)根据物质的燃烧热进行计算：Q(放)=n(可燃物)H(燃烧热)【跟踪练习6】若向三份等体积0.100 0 molL-1 NaOH溶液中分别加入稀醋酸，浓硫酸，稀硝酸至恰好完全反应，则上述过程中的焓变H1、H2、H3的大小关系为。【跟踪练习7】已知胆矾溶于水时，溶液温度降低。在室温下将1 mol无水硫酸铜制成溶液时，放出热量为Q1 kJ，而胆矾分解的热化学方程式是CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)H=+Q2 kJmol-1，则Q1与Q2的大小关系为。五、能源【思考
15、】能源的概念、发展阶段、分类及目前面临的能源问题和解决能源问题的措施有哪些？1.概念：能提供能量的资源。2.发展阶段：柴草时期化石能源时期多能源结构时期。3.分类：(1)化石燃料：种类：、。特点：蕴藏量有限，且再生。(2)新能源：种类：、氢能、风能、地热能、海洋能和等。特点：资源丰富，再生，没有污染或污染很小。4.能源问题：(1)我国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不可再生，最终将会枯竭。(2)化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。5.解决能源问题的措施：(1)提高能源的使用效率：改善开采、运输、加工等各个环节。科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧：一是保证燃烧时有适当过量
16、的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等；二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体燃料粉碎成粉末，将液体燃料喷成雾状等。(2)开发新的能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。【跟踪练习8】能源分类相关图如下图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是()A.煤炭、石油、沼气B.水能、生物能、天然气C.太阳能、风能、潮汐能D.地热能、海洋能、核能u 随堂检测1.某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是()反应过程的能量图A.反应过程可表示为A+BC(反应物)ABC(过渡态)AB+C(生成物)B.E1为反应物的平均能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能C.正
17、反应的热效应H=E1-E20，所以正反应为放热反应D.此图中逆反应的热效应H=E1-E2H3H2。答案：H1H3H2【跟踪练习7】解析：根据题意可得如下转化关系：故有：H=+Q2 kJmol-1-Q1 kJmol-10，即Q2Q1。答案：Q2Q1五、3.(1)煤石油天然气不可(2)太阳能生物质能可以【跟踪练习8】Cu 随堂检测1.D2.D3.解析：SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算，而产物硅属于原子晶体，可根据原子晶体的结构计算晶体硅中的共价键的数目。1 mol晶体硅中所含的SiSi键为2 mol，即制取高纯硅反应的反应热H=4360 kJmol-1+2436 kJmol-1-
18、(2176 kJmol-1+4431 kJmol-1)=+236 kJmol-1。答案：+236 kJmol-14.Q1+Q2=196.64 kJ5.解析：当放出热量为314.624 kJ时，参加反应的SO2的物质的量为314.624 kJ196.64 kJmol-12=3.2 mol，故SO2的转化率为3.2mol4mol100%=80%。答案：80%6.解析：写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点：(1)生成物的稳定状态，H2O为液态，C的稳定化合物为CO2；(2)H的单位是kJmol-1，不是kJ；(3)H的数值要与方程式中物质前的化学计量数保持一致；(4)H的符号，吸热
19、反应用“+”，放热反应用“-”。故仅符合要求。答案：B7.解析：(1)由能量图像和有效碰撞理论可知：本反应为放热反应，A表示反应物的能量、C表示生成物的能量，其中AB的能量变化E为活化能，反应热为A、C点之间的能量差(H)，H与活化能E无关，使用催化剂V2O5，可改变反应历程，降低反应的活化能，使B点降低。(2)H与热化学反应方程式中物质的化学计量数成正比，因图像中反映的是2 mol SO2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)的能量变化过程，结合题给信息“1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H=-99 kJmol-1”可知图中H=-99 kJmol-12=-198 kJmol-1。(3)根据催化剂的定义：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有改变的物质；可知催化剂的催化循环机理应同时包括催化剂的消耗和生成两个反应，因此其化学反应方程式为SO2+V2O5SO3+2VO2，4VO2+O22V2O5。答案：(1)反应物能量生成物能量无影响降低V2O5作催化剂改变了反应历程，使活化能E降低(2)-198(3)SO2+V2O5SO3+2VO2，4VO2+O22V2O5
