第08讲化学能与热能

1、 2012年 高考总复习化学化学第第08讲讲 化学能与热能化学能与热能知识梳理知识梳理基础练习基础练习能力提升能力提升一一.放热反应和放热反应和吸热反应 放热反应：放热反应：放出热量的化学反应放出热量的化学反应EE（反应物）（反应物）E E（生成物）（生成物） （能量释放）（能量释放） EE（反应物）（反应物）E E（生成物）（生成物） （能量吸收）（能量吸收）1、据能量变化情况、据能量变化情况吸热反应：吸收热量的化学反应。 知识梳理知识梳理2.常见的放常见的放(吸吸)热反应热反应1.金属与酸的反应金属与酸的反应2.燃烧反应燃烧反应3.酸碱中和反应酸碱中和反应4.大多数化合反应大多数化合反应放

2、热反放热反应应1.分解反应分解反应2. C +H2O 、 C +CO2的反应的反应3. 铵盐和碱的反应铵盐和碱的反应4.电离和水解电离和水解吸热反吸热反应应3、注意问题：、注意问题：例例1下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A需加热方能发生的反应一定是吸热反应需加热方能发生的反应一定是吸热反应B放热反应在常温下一定很易发生放热反应在常温下一定很易发生C反应是吸热还是放热必须看反应物和生成反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物具有的总能量的相对大小物具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定条件下也能发生吸热反应在一定条件下也能发生 物质反应开始时需加热的反应：可能是吸热反物质反应开始时需加热的

3、反应：可能是吸热反应，也可能是放热反应。应，也可能是放热反应。 反应的热量变化与反应发生是否需要加热没有必反应的热量变化与反应发生是否需要加热没有必然联系。然联系。CD反应物反应物总能量高总能量高生成物生成物总能量低总能量低放热反放热反应应+ 放出的能量放出的能量反应物反应物总能量低总能量低生成物生成物总能量高总能量高吸热反应吸热反应+ 吸收的能吸收的能量量返回返回例例1下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（ ） A、碳酸钙受热分解、碳酸钙受热分解 B、乙醇燃烧、乙醇燃烧 C、铝粉与氧化铁粉末反应、铝粉与氧化铁粉末反应 D、氧化钙溶于水、氧化钙

4、溶于水 解析：生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应，解析：生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应，如：大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、如：大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、碳与碳与CO2的反应等，故选的反应等，故选A。A返回返回二反应热二反应热 在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热，用符号做反应热，用符号 H表示，单位：表示，单位：KJ/mol。 H为为“-”或或 H0时时,为吸热反应（反应本身的能量升高）为吸热反应（反应本身的能量升高）生成物所具有的总能量生成物所具有的总能量反应物具有的总能量反应物具有的总能量= H

5、返回返回 三热化学方程式三热化学方程式 1、概念：表明反应所放出或吸收热量的化、概念：表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式。学方程式叫做热化学方程式。 H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)； H= -241.8KJ/mol H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)； H= -285.8KJ/mol H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)； H= -184.6KJ/mol2热化学方程式表示的意义热化学方程式表示的意义：(1)化学反应中的物质变化化学反应中的物质变化 (2)化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化3书写热化学方程式时的注意事项书写热

6、化学方程式时的注意事项(1)需注明反应的温度和压强需注明反应的温度和压强 因为温度和压强不同，其因为温度和压强不同，其 H不同，但一般都是不同，但一般都是在在101KPa和和250C时的数据，不必特别注明，时的数据，不必特别注明， H需注需注明明“+”与与“” (2)要注明反应物和生成物的状态因物要注明反应物和生成物的状态因物质的状态不同，质的状态不同， H不同不同H2（g）Cl2（g） 2HCl（g）；H=184.6 kJmol (3)热化学方程式中的计量数可以是整数可以是分数热化学方程式中的计量数可以是整数可以是分数 （4 4）注意）注意H H的数值与反应物或生成物的的数值与反应物或生成物

7、的物质的量的匹配。物质的量的匹配。（5）注意：）注意： “+、-” ，/mol 。返回返回例、已知充分燃烧例、已知充分燃烧ag乙炔气体时生成乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，二氧化碳气体和液态水，并放出热量并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的化学方程式正确的是，则乙炔燃烧的化学方程式正确的是( )。A、2C2H2(g) + 5O2 (g) = 4CO2 (g) + 2H2O(l)；H4bkJ/molB、C2H2(g) +5/2O2 (g) = 2CO2 (g) + H2O(l)；H2bkJ/mol C、2C2H2 (g) + 5O2 (g) = 4CO2 (g) + 2H2O(l)；H2b

8、kJ/molD、2C2H2(g) + 5O2 (g) = 4CO2 (g) + 2H2O(l)；HbkJ/mol解析：由于乙炔燃烧是放热反应，解析：由于乙炔燃烧是放热反应，H为为“”,可排除可排除B、D项；项；又因为生成又因为生成4mol CO2应该放出热量应该放出热量4bkJ，故选，故选A。 A例、例、CO、CH4均为常见的可燃性气体。均为常见的可燃性气体。(1)略。略。(2)已知已知在在101kPa时，时，CO的燃烧热为的燃烧热为283kJ/mol相同条件下，若相同条件下，若2molCH4完完全燃烧生成液态水，所放出的热量为全燃烧生成液态水，所放出的热量为1molCO完全燃烧放出热量的完全

9、燃烧放出热量的6.30倍，倍，CH4完全燃烧反应的热化学方程式是：完全燃烧反应的热化学方程式是： _ 解析：热化学方程式有多种写法，一般情况下写出化学计量数为解析：热化学方程式有多种写法，一般情况下写出化学计量数为整数的热化学方程式：整数的热化学方程式：CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l)；H891kJ/molCH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l)；H891kJ/mol例、已知：例、已知：(1) H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(g)；Ha kJ/mol(2) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g)；Hb kJ

10、/mol(3) H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)；Hc kJ/mol(4) 2H2 (g) + O2(g) = 2H2O(l)；Hd kJ/mol下列关系式中正确的是（下列关系式中正确的是（ ）A、ac0B、bd0C、2a=b0D、2c=d0解析：由热化学方程式可知，解析：由热化学方程式可知，(2)式的化学计量数为式的化学计量数为(1)式的式的2倍，倍，则则2a=b。氢气燃烧是放热反应，则。氢气燃烧是放热反应，则a、b、c、d均应小于零均应小于零 。 C返回返回 盖斯定律：盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关

11、，与具体反（各反应物）和终态（各生成物）有关，与具体反应进行的途径无关。应进行的途径无关。 练习练习 已知：已知： C(s)+O2(g)=CO2(g) ； H= -393.5KJ/mol CO(g)+O2(g)=CO2(g)； H= -283.04KJ/mol 写出石墨燃烧生成写出石墨燃烧生成CO的热化学方程式。的热化学方程式。四、盖斯定律及其应用四、盖斯定律及其应用C(s)+O2(g)=CO(g)； H= -110.46KJ/mol 例：例：18401840年盖斯根据一系列实验事实得出规律，他提出年盖斯根据一系列实验事实得出规律，他提出“若是一个反应可以分几步进行，则各步反应的反应热总和与若

12、是一个反应可以分几步进行，则各步反应的反应热总和与这个反应一次发生时的反应热相同这个反应一次发生时的反应热相同”。已知：。已知： Mg(s)+1/2O2（g）=MgO(s)；H=Q1 2Hg(l)+O2（g）=2HgO(s) ；H=Q2 现有反应：现有反应： Mg(s)+HgO（s）=Hg(l)+MgO(g)；H=Q3 ，则其中，则其中Q3的值应该是的值应该是( )A. Q2Q1 B. Q2+Q1 C. Q1Q2/2 D. 2Q1Q2C解析：先使解析：先使HgO分解生成分解生成Hg和和 O2 ，然后，然后Mg与与O2反应成反应成MgO。例：已知例：已知25101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化

13、学方程式分下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：别为：C(石墨石墨) + O2(g) = CO2(g)；H393.55kJ/mol；C(金刚石金刚石) + O2(g) = CO2(g)；H395.41kJ/mol。据此判断，。据此判断，下列说法正确的是下列说法正确的是( )A、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低刚石的低B、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金、由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高刚石的高C、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金、由石墨制备金

14、刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低刚石的低D、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金、由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高刚石的高 解析：根据盖斯定律将题中两个热化学方程式相减得：解析：根据盖斯定律将题中两个热化学方程式相减得：C(石墨石墨)C(金刚石金刚石)；H1.91kJ/mol。说明由石墨。说明由石墨制备金刚石是吸热反应，吸收的热量作为化学能的形制备金刚石是吸热反应，吸收的热量作为化学能的形式贮存在金刚石中，也就是说同质量的石墨具有的能式贮存在金刚石中，也就是说同质量的石墨具有的能量比金刚石低，说明石墨更稳定。故选量比金刚石低，说明石墨

15、更稳定。故选A。 答案：答案：A有热化学方程式：有热化学方程式： C(石墨石墨)+2H2(g)CH4(g) H =x 2C(石墨石墨)+H2(g)C2H2(g) H =2y 2C(石墨石墨)+2H2(g)C2H4(g) H =2z 已知已知xyz，对下列反应：，对下列反应： C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) H 1， 2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) H 2 。返回返回五、反应热和键能的关系五、反应热和键能的关系拆开化学键拆开化学键吸收能量吸收能量形成化学键形成化学键释放能量释放能量键能：拆开或形成键能：拆开或形成1 mol化学键所吸收化学键所吸收 或释放的能量。或释放的能量

16、。化学反应的反应热（化学反应的反应热（H）等于反应物化学键的）等于反应物化学键的键能之和与生成物化学键的键能之和的差键能之和与生成物化学键的键能之和的差 即即HE（反应物）（反应物）E（生成物）（生成物）例：例：1molH2分子中化学键断裂时需要吸收分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量的能量1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量由的能量由H原子和原子和Cl原子形成原子形成1molHCl分子时释放分子时释放431kJ的能量。下列叙述正确的是（的能量。下列叙述正确的是（ ）A、氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是、氢气和氯气反应生成氯化

17、氢气体的热化学方程式是 H2(g)Cl2(g)2HCl(g)B、氢气和氯气反应生成、氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的氯化氢气体，反应的H183kJ/molC、氢气和氯气反应生成、氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的氯化氢气体，反应的H183kJ/molD、氢气和氯气反应生成、氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的氯化氢气体，反应的H183kJ/mol 解析：解析：H436kJ/mol243kJ/mol2431kJ/mol183kJ/mol， 故氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是：故氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是： H2(g)Cl2(g)2HCl

18、(g)；H183kJ/mol。故。故C正确。正确。 C例：白磷与氧可发生如下反应：例：白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP akJmol1、PO bkJmol1、P=O ckJmol1、O=O dkJmol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其，其中正确的是中正确的是A.（6a+5d4c12b）kJmol1 B（4c+12b6a5d）kJmol1 C.（4c+12b4a5d）kJmol1 D.（4a+5d4c12b）kJmol1 A返回返回 在

19、在101kPa时，时，1mol物质完全燃烧生成物质完全燃烧生成稳稳定的定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。烧热。 例如，测得例如，测得101 kPa时时1molC完全燃烧放完全燃烧放出出393.5kJ的热量，这就是的热量，这就是C的燃烧热。的燃烧热。C（s）O2（g） = CO2（g）；）；H=393.5 kJmol （一）燃烧热（一）燃烧热六六. 燃烧热和中和热燃烧热和中和热 又如，由实验测得，又如，由实验测得，101 kPa时时 1molH2完全燃烧生成完全燃烧生成液态水液态水，放出，放出 285. 8 kJmol的热量，这就是的热量，这就是H

20、2 的燃烧热。的燃烧热。 热化学方程式为热化学方程式为:返回返回 （二）中和热（二）中和热 酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测酸和碱的中和反应有热量放出，可以通过实验测得中和反应的反应热。当得中和反应的反应热。当1 L 1 molL的稀盐酸跟的稀盐酸跟1 L 1 molL的的NaOH溶液起中和反应时，能放出溶液起中和反应时，能放出57.3kJ的热量。的热量。NaOH（aq）HCI（aq）=NaCl（aq）H2O（l）；）；H=57.3 kJmol 如果用如果用1L1molL的的 KOH溶液中和溶液中和 1L1molL的的HNO3溶液，也能放出溶液，也能放出57.3 kJ的热量。的热量。

21、KOH（aq）HNO3（aq）= KNO3（aq）H2O（l）；）；H=57.3 kJmol在在稀稀溶液中，（强）酸跟（强）碱发生中和反应溶液中，（强）酸跟（强）碱发生中和反应而生成而生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。，这时的反应热叫做中和热。H+（aq）+OH（aq）= H2（l）；）；H=57.3 kJmol 思考：思考： 1、如果用、如果用1 L 1 molL的的 NH3H2O溶液中溶液中和和 1L1molL的的CH3COOH溶液，也能放出溶液，也能放出57.3 kJ的热量的热量? 2、如果用、如果用1 L 1 molL的的 NaOH溶液中和溶液中和 浓硫浓硫酸生成酸生成1 m

22、ol 水，也能放出水，也能放出57.3 kJ的热量的热量? 3、如果用稀、如果用稀Ba(OH)2与稀硫酸溶液生成与稀硫酸溶液生成1 mol 水水，也能放出，也能放出57.3 kJ的热量的热量? 定义：定义： 中和热与燃烧热不同，燃烧热是以中和热与燃烧热不同，燃烧热是以 1mol物质物质完全燃烧所放出的热量来定义的，而中和热是以生完全燃烧所放出的热量来定义的，而中和热是以生成成1 mol H2O所放出的热量来定义的。所放出的热量来定义的。因此若用热因此若用热化学方程式表示它们时，化学方程式表示它们时，应以燃烧应以燃烧1mol物质或生物质或生成成1 mol H2O为标准来配平其余物质的化学计量数。

23、为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：例如： H=283.0 kJmolH=57.3 kJmol（三）实验（三）实验 中和热的测定中和热的测定1、准备反应器等。、准备反应器等。2用一个量筒量取用一个量筒量取 50 mL 0.50 mol L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。把温度计上的酸用水冲洗干净。3用另一个量筒量取用另一个量筒量取 50 mL 0.55 molL NaOH溶液，并用温度计测量溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。溶液的温度，记入下表。4把温度计和环

24、形玻璃搅拌棒放入小把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，液，并准确读取混合溶液的最高温度，(课本p45)5重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。依据。 实验实验次数次数起始温度起始温度t1终止温度终止温度t2温度差温度差（t2t1）HClNaOH平均值平均值1 2 3 6根据实验数据计算中和热。根据实验数据计算中和热。返回返

25、回例例 、在、在25、101kPa，1 g 甲醇燃烧甲醇燃烧CO2和液态水时放热和液态水时放热 22. 68 kJ，下列热化学方程式正确的是，下列热化学方程式正确的是( )ACH3OH（l）O2（g） CO2（g）2H2O（l） H725.8 kJ/molB2CH3OH（l）3 O2（g） 2CO2（g）4H2O（l） H1452 kJ/molC2CH3OH（l）3 O2（g） 2CO2（g）4H2O（l） H725.8 kJ/molD2CH3OH（l）3 O2（g） 2CO2（g）4H2O（l） H1452 kJ/mol B例例.已知葡萄糖的燃烧热是已知葡萄糖的燃烧热是2804 KJ/mol

26、，当，当它氧化生成它氧化生成1 g水时放出的热量是（水时放出的热量是（ ） A. 26.0 KJ B. 51.9 KJ C. 155.8 KJ D. 467.3 KJA返回返回基础练习基础练习解析：解析：A项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，就会的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，就会引发疾病；引发疾病；B项充电电池放电时，化学能转变为电能；项充电电池放电时，化学能转变为电能；D项项有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧

27、。烧。答案：答案：C解析：需要加热的化学反应也可能是放热反应，如可燃物解析：需要加热的化学反应也可能是放热反应，如可燃物的燃烧反应，的燃烧反应，A选项错误；原电池是将化学能转化为电能的选项错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，故装置，故C选项错误；水力发电是将机械能转化为电能的过选项错误；水力发电是将机械能转化为电能的过程，故程，故D选项错误。正确选项为选项错误。正确选项为B答案：答案：B解析：以煤等燃料作为主要生活燃料时会产生大量的空气污解析：以煤等燃料作为主要生活燃料时会产生大量的空气污染物；私人汽车代替公交车会使汽油的消耗量增加，导致空染物；私人汽车代替公交车会使汽油的消耗量增加，导致

28、空气污染物增多，限制使用电动车会增加有害气体的排放。因气污染物增多，限制使用电动车会增加有害气体的排放。因此正确的选项为此正确的选项为B答案：答案：B解析：本题考查了热化学方程式书写规律，由已知解析：本题考查了热化学方程式书写规律，由已知、 热化学方程式可知：热化学方程式可知： 即可得出答案。即可得出答案。答案：答案：A答案：答案：A解析：节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放，大力解析：节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放，大力发展火力发电，既不利于节能也不利于减排，故发展火力发电，既不利于节能也不利于减排，故A选项符合选项符合题意。其余选项的措施或做法都符合节能减排的原则。题意。其余

29、选项的措施或做法都符合节能减排的原则。答案：答案：A解析：解析：A项，燃烧热的单位出错，应为项，燃烧热的单位出错，应为kJ/mol，错；图中的，错；图中的量标明错误，应标为量标明错误，应标为2molCO和和2molCO2,故错。故错。CO2气体的气体的能量大于固体的能量，故能量大于固体的能量，故C项中放出的能量应小于项中放出的能量应小于452kJ，而而H用负值表示时，则大于用负值表示时，则大于-452Kj/mol，正确；将下式乘，正确；将下式乘以以2，然后与上式相加，再除以，然后与上式相加，再除以2，即得，即得CO与与Na2O2的反应热，的反应热，所得热量为所得热量为57kJ，故，故D项错。项错。答案：答案：C返回返回能力提升能力提升解析：中和反应为放热反应，解析：中