高中化学专题复习学案：化学反应中的能量变化

1、高中化学专题复习学案:化学反应中的能量变化(新课标【考纲点击】1. 了解化学反应中能量转化的原因,能说出常见的能量转化形式。2. 了解化学能与热能的相互转化,了解吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。3. 了解热化学方程式的含义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4. 了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解合化学在解决能源危机中的重要作用。【核心要点突破】一、热化学方程式【典题训练1】(2010·全国卷·T7·6分下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 101Kp :(1C 4H 10 (g + 213O 2(g = 4 CO 2(g

2、+ 5H 2O (l ;H=-2878KJ/mol(2 C 4H 10 (g + 213O 2(g = 4 CO 2(g + 5H 2O (g ;H=-2658KJ/mol(3C 4H 10 (g + 29O 2(g = 4 CO (g + 5H 2O (l ;H=-1746KJ/mol(4C 4H 10 (g + 29O 2(g = 4 CO (g + 5H 2O (g ;H=-1526KJ/mol由此判断,正丁烷的燃烧热为A. -2878KJ/molB.-2658KJ/molC.-1746KJ/molD.-1526KJ/mol燃烧热的概念:在101 kPa 时,1 mol 纯物质完全燃烧生

3、成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热.在该题中稳定的氧化物指的是生成 CO 2(g 和H 2O (l ,由此可知A 答案正确。【类题拓展】热化学方程式的书写与计算应注意的几个问题与普通化学方程式相比,书写热化学方程式除了遵循书写普通化学方程式外,还应该注意以下几点:反应热H 与测定的条件(温度、压强有关,因此书写热化学方程式时应注明应热H 的测定条件。若没有注明,就默认为是在25、101KPa 条件下测定的。反应热H 只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。H 为“-”表示放热反应,H 为“+”表示吸热反应。H 的单位一般为kJ·mol -1(kJ/mol 。反

4、应物和生成物的聚集状态不同,反应热H 不同。因此热化学方程式必须注明物质的聚集状态固体用“s”、液体用“l”、气体用“g”、溶液用“aq”等表示,只有这样才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不标“”或“”。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的量,不表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H 与反应完成物质的量有关,所以方程式中前面的化学计量系数必须与H 相对应,如果化学计量系数加倍,那么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。在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应

5、生成1 mol 水时的反应热叫中和热。书写中和热的化学方程式应以生成1 mol 水为基准。反应热可分为多种,如燃烧热、中和热、溶解热等,在101Kpa 时,1 mol 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。热化学方程式与普通化学方程式的区别有三点不同(1热化学方程式必须标有热量变化。(2热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态,因为反应热除跟物质的量有关外,还与反应物和生成物的聚集状态有关。(3热化学方程式中各物质的系数只表示各物质对应的物质的量,因此,有时可用分数表示,但要注意反应热也发生相应变化练习1.(2010·新课标全国卷·T11

6、83;6分 已知:HCN(aq与NaOH(aq反应的H=-12.1 KJ·mol-1;HCl(aq与NaOH(aq反应的H=-55.6 KJ·mol-1,则HCN在水溶液中的电离的H等于A.-67.7KJ·mol·L-1B.-43.5 KJ·mol·L-1C.+43.5 KJ·mol·L-1D.+67.7 KJ·mol·L-12.已知:2H2(g+O2(g=2H2O(lH=-571.6 kJ·mol-1H+(aq+OH-(aq=H2O(lH=-57.3 kJ·mol-1下列说

7、法中错误的是(A.式表示25 ,101 kPa时,2 mol H2和1 mol O2完全燃烧生成2 mol H2O(l放热571.6 kJB.2H2(g+O2(g=2H2O(g中H大于 -571.6 kJ·mol-1C.将含1 mol NaOH的水溶液与50 g 98%的硫酸溶液混合后放出的热量为57.3 kJD.将含1 mol NaOH的稀溶液与含1 mol CH3COOH的稀溶液混合后放出的热量小于57.3 kJ二、燃烧热、中和热1.(2009·重庆高考下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确A.C2H5OH(l+3O2(g=2CO2(g+3H2O(g H=-1

8、367.0 kJ/mol(燃烧热B.NaOH(aq+HCl(aq=NaCl(aq+H2O(l H=+57.3 kJ/mol(中和热C.S(s+O2(g=SO2(g H=-296.8 kJ/mol(反应热D.2NO2=O2+2NO H=+116.2 kJ/mol(反应热【类题拓展】1、判断表示燃烧热的热化学方程式的正误或进行燃烧热的计算要注意两点:一是1 mol 物质完全燃烧;二是生成稳定化合物,如C CO 2(g H2(gH2O(lS SO2(g等。2、H=-57.3 kJ·mol-1是稀的强酸与强碱的中和热,如有弱酸或弱碱参与反应,中和热小于57.3 kJ·mol-1;如

9、强酸、强碱中有浓度很大的,则中和热大于57.3 kJ·mol-1。三、反应热的计算1、(题型一:已知一定量的物质参加反应放出的热量,计算反应热,写出其热化学反应方程式。例1 将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,该反应的热化学方程式为_。又已知:H2O(g=H2O(l;H2=-44.0kJ/mol,则11.2L(标准状况乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ。练习.已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是A. 2C2H2(g+5O2(

10、g=4CO2(g+2H2O(l;H=-2b kJ / molB. C2H2(g+5/2O2(g=2CO2(g+H2O(l;H=2b kJ / molC. 2C2H2(g+5O2(g=4CO2(g+2H2O(l;H=-4b kJ / molD. 2C2H2(g+5O2(g=4CO2(g+2H2O(l;H=b kJ / mol2、(题型二:利用盖斯定律求反应热科学家盖斯曾提出:“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。合理设计反应途径若2H ,则有: H = H 1+ H 2。 例题(2010·广东高考·T9

11、83;4分在298K 、100kPa 时,已知:2222(g2(H O g O H g =+ 1H22(g(g2l(gCl H HC += 2H2222(g2(g4l(g(gCl H O HC O +=+ 3H则3H 与1H 和2H 间的关系正确的是A.3H =1H +22HB. 3H =1H +2HC. 3H =1H -22HD. 3H =1H - 2H练习.由金红石(TiO 2制取单质Ti ,涉及到的步骤为:TiO 2TiCl 4Ar C /800/0镁Ti已知: C (s +O 2(g =CO 2(g ; H =-393.5 kJ·mol -1 2CO (g +O 2(g =2

12、CO 2(g ; H =-566 kJ·mol -1 TiO 2(s +2Cl 2(g =TiCl 4(s +O 2(g ; H =+141 kJ·mol -1则TiO 2(s +2Cl 2(g +2C (s =TiCl 4(s +2CO (g 的H = 。3、(题型三:根据一定量的物质参加反应放出的热量(或根据已知的热化学方程式,进行有关反应热的计算或比较大小练习: 已知下列两个热化学方程式:H 2 (g + 1/2 O 2(g = H 2O (l H =-285.8 kJ·mol -1C 3H 8(g+5O 2(g = 3 CO 2(g +4H 2O (l H

13、 =-2220.0 kJ·mol -1实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol ,完全燃烧时放热3847kJ ,则混合气体中氢气和丙烷的体积比是_,两者放出的热量之比约为_A 、1:3B 、3:1C 、1:4D 、5:13练习; 已知:(22g CO g O s C =+;mol kJ H /5.393-=(21(222l O H g O g H =+;mol kJ H /8.241-=欲得到相同的热量,需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为A. 2:3.25B. 12:3.25C. 1:1D. 393.5:241.84、(题型四:反应热大小比较练习:在同温同压下,下列各组热化学方程式中

14、,12Q Q >的是 A. (2(2222g O H g O g H =+ m o l kJ Q H /1-=(2(2222l O H g O g H =+ m o l kJ Q H /2-=B. (22g SO g O g S =+ m o l kJ Q H /1-=(22g SO g O s S =+ m o l kJ Q H /2-= C.(21(2g CO g O s C =+ m o l kJ Q H /1-= (22g CO g O s C =+ m o l kJ Q H /2-=D.(2(22g HCl g Cl g H =+ m o l kJ Q H /1-= (21(2

15、122g HCl g Cl g H =+ m o l kJ Q H /2-= 5 、(题型五:根据键能计算反应热练习:CH 3CH 3CH 2=CH 2+H 2;有关化学键的键能如下。化学键 C -H C =C C -C H -H键能(kJ/mol 414.4 615.3 347.4 435.3试计算该反应的反应热 练习:化学反应的能量变化(H 与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单的理解为断开1 mol 化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据: 已知白磷的燃烧热为2378.0 kJ/mol ,白磷完全燃烧的产物结构如上图所示,则上表中X = 。【高考真题探究】1.(2010&#

16、183;重庆高考· T12·6分已知2H (g +2Br (l=2HBr ;H=-72KJ/mol ,蒸发1mol 2Br (l需要吸收的能量为30KJ ,其它相关数据如下表:2H (g 2Br (g HBr (g 1mol 分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/ KJ 436 a 369则表中a 为A. 404B. 260C. 230D.200【思路点拨】利用键能来计算反应热时,H=反应物的键能之和-生成物的键能之和。2.(2010·山东高考·T9·4分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

17、的反应速率总是大于吸热反映的反应速率C .应用盖斯定律,可计算某些难以直接测量的反应焓变D .同温同压下,2H (g +2Cl (g = 2HCl (g 在光照和点燃条件下的H 不同【思路点拨】弱酸的电离是一个吸热过程。4.(2010·天津高考·T1·6分以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是A .发展氢能和太阳能B .限制塑料制品的使用C .提高原子利用率,发展绿色化学D .尽量用纯液态有机物代替水作溶剂【思路点拨】理解低碳经济的概念。所谓低碳经济,是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新、制度创新、产业转型、新能

18、源开发等多种手段,尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展氢能和太阳能,限制塑料的使用和发展绿色化学,都符合低碳经济。5.(2010·北京高考·T26·14分某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH 4+和NH 3·H 2O 的形式存在,该废水的处理流程如下: (1 过程:加NaOH 溶液,调节pH 至9后,升温至30,通空气将氨赶出并回收。用离子方程式表示加NaOH 溶液的作用: 。用化学平衡原理解释通空气的目的: 。(2 过程:在微生物作用的条件下,NH 4+经过两步反应被氧化成3NO -。两步反应的能量变化示意图如下: 第一步反应是 反应(选题“放热”或“吸热”,判断依据 。1mol NH 4+(aq全部氧