学生用-热化学知识点

1、热化学知识点一、化学反应与能量的变化 （一）化学键与化学反应中能量变化的关系1化学反应与体系的能量的变化：化学反应过程中伴随着体系 能量 的变化，物质的化学反应与体系的能量变化是 同时 发生的。2化学反应中能量变化的本质原因：是化学键的断裂与形成。 断开反应物中的化学键 吸收能量 （1）化学反应过程中 能量发生变化 形成生成物中的化学键 放出能量 例如： H2(g) Cl2(g) AUTOTEXT = * MERGEFORMAT = 2HCl(g) 断开1mol H2 分子中的 HH 键时需要吸收436kJ的热量 断开1molCl2分子中的 ClCl键时需要吸收243kJ的热量 形成2molH

2、Cl分子中的HCl 键时要释放2431kJ的热量 此反应中：生成物分子形成时释放的总能量 反应物分子断裂时吸收的总能量 反应中放出能量 AUTOTEXT = * MERGEFORMAT = 2431kJ（436kJ + 243kJ） AUTOTEXT = * MERGEFORMAT = 184.6kJ （反应中放出能量后，体系的能量 降低 ）若反应中：生成物分子形成时释放的总能量 反应物分子断裂时吸收的总能量,反应中就要吸收能量。（反应中吸收能量后，体系的能量 升高 。）（2）化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量：决定于反应物的总能量与生成物的总能量的 相对大小 。 （二）化学能与热能的

3、相互转化 1.质量守恒和能量守恒定律（两条基本自然定律）： （1）质量守恒定律：参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和。 （2）能量守恒定律：能量可以互相转化，但是体系包含的总能量不变。2.化学能与热能的相互转化 物质燃烧 化学能 热能 加热KClO3分解化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化吸热或放热（反应热）。（1）反应热：定义：化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热，又称为“焓变”，用符号：H表示 单位：kJmol1 计算：H AUTOTEXT = * MERGEFORMAT =生成物的总能量反应物的总能量。（2）放热反应:和吸热反应放热反应：化学反应过程中释放

4、能量的反应叫放热反应.。吸热反应：化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应.。 反应的化学方程式：Ba(OH)2 8H2O + 2NH4Cl = BaCl2 2NH3 10H2O（吸热反应）（3）常见的放热反应和吸热反应 常见的放热反应： 所有的燃烧反应 酸碱中和反应 大多数的化合反应 金属与酸的反应 生石灰和水反应 常见的吸热反应： 晶体Ba(OH)28H2O与NH4Cl 反应 大多数的分解反应 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应 放出热量：浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等（强酸、强碱的水化热大）溶解过程 吸收热量：铵盐溶解等。（三）化学反应中的能量变化与键能变化及反应热的关系：放热反应吸热

5、反应表现形式H 0或H为“+”能量变化生成物的总能量 低于反应物的总能量生成物的总能量 高于 反应物的总能量键能变化生成物总键能 高于 反应物总键能生成物总键能 低于 反应物总键能联 系键能越 大 ，物质能量越 低 ，越 稳定 ；反之键能越 小 ，物质能量越 高 ，越 不稳定 。图 示反应热： H =生成物的总能量反应物的总能量。 H = 反应物的总键能生成物的总键能课堂练习1、1molC与1molH2O(g)反应失成lmol CO(g)和1mol H2 (g)，需要吸收131.5kJ的热量，该反应的反应热为H=kJ/mol。2、拆开 lmol HH键、lmol NH键、lmolNN键分别需要

6、的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则1mol N2生成NH3的反应热为，1mol H2生成NH3的反应热为。3、H2 + F2 = 2HF H2 + Cl2 = 2HCl 预测当生成2 mol HF和2 mol HCl时，哪个反应放出的热量多？若干化学键的键能如下（ kJ/mol，25 ）4、下列说法正确的是 （ ）A、需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B、放热的反应在常温下一定很易发生C、反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D、吸热反应在一定的条件下也能发生5、反应C(石墨) C(金刚石)是吸热反应,由此可知 （ ）A、石墨比金刚石更稳定 B、金刚

7、石和石墨可以相互转化C、金刚石比石墨稳定 D、金刚石和石墨不能相互转化6、下列说法中，正确的是( D )。A放热反应的发生均无需加热 B需要加热后才能发生的反应均是吸热反应C伴有能量变化的物质变化都是化学变化 D物质发生化学反应都伴随着能量变化（四）热化学方程式的书写和应用1、热化学方程式定义：表明反应所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：不仅表明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、书写步骤： （1）写出化学方程式； （2）标明各物质的聚集状态（s、l、g）（不需要注明反应条件，不要用气体、沉淀符号）； （3）注明反应的温度和压强（常温、常压可以

8、不注明，中学阶段可不特别注明）； （4）写出H的值并标明“+”与“”； （5）检查化学计量数和H值是否对应。 书写热化学方程式要注明物质的聚集状态，因为物质呈现哪一种聚集状态（气、液、固）与他们所具有的能量有关。例如：水蒸气状态时所具有的能量与液态或固态时所具有的能量是不同的。化学计量数与H的关系：热化学方程式中，物质前的化学计量数不表示分子个数。因此它可以是整数，也可以是分数，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H也不同。例如：H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）；H= 184.6KJ/mol1/2 H2（g）+1/2Cl2（g）=HCl（g）；H= 92.3KJ/mol2 H2（

9、g）+O2（g）=2H2O（g）；H= 483.6KJ/mol H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；H= 241.8KJ/mol 规律：H与化学计量数成正比；无论化学计量数怎么变，H的单位都规定为KJ/mol。课堂练习例：若2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为 1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式 。2写出下列反应的热化学方程式1）1molN2(g)与适量O2(g)反应生成NO (g)，需吸收68kJ的热量； 2）2molCu

10、(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出314kJ热量； 3）1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。 4）在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H = 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l); H = 890 kJ/mol由1mol 氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为 kJ/mol。3、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol（2）2H2( g )

11、O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol（3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol（4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b04、已知C（s）+O2（g）=CO2（g）；H= 393.5KJ/mol H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；H= 241.5KJ/mol欲得到相同热量，需充分燃烧C和H2的质量比约为 （ ）A、12：3.25 B、3.25：12 C、1：1 D、6：1二、中和热、燃烧热、能源 化

12、学反应热的计算（一）中和热及测定 中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol水时所释放的热量称为中和热。1.中和热的表示：H+ (aq)+OH-(aq)=H2O (l)；H=-57.3kJmol。2.生成1mol水，中和反应的实质是H+ 和OH 化合生成 H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。中和热的测定：（1）实验用品：大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）、温度计、量筒（50mL）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。0.50mol/L盐酸、0.55mol/L NaOH溶液（2）实验步骤：1、在大烧杯底部垫泡沫塑料

13、（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。2、用一个量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。3、用另一个量筒量取50mL0.55mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。4、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NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃

14、搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合液的最高温度，记为终止温度，记入下表。5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。（三）实验数据处理：根据实验数据计算中和热（四）误差分析：下列操作会使所测得中和热有何影响？（偏高、偏低、无影响）1.俯视法量取50mL盐酸和50mL氢氧化钠溶液-（ ）2.量取盐酸溶液未用水洗涤，马上量取氢氧化钠溶液-（ ）3.未使用环形玻璃棒搅拌不均匀，未完全中和-（ ）4.实验时天气冷室温低，中和时放出的热量被烧杯吸收或散失到空气中-（ ）6.未将NaOH溶液一次倒入烧杯中-（ ）7.用50mL 0.1mol/L的HAc代替盐酸- （ ）8.未盖严纸板- （ ）例

15、：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)； H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出的热量。（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_kJ的热量。（2）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应，放出_kJ的热量。（二）燃烧热定义：在25,101 kPa时，1 mol 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。燃烧热通常可由实验测得。1、在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：研究条件： 25 ,101 kPa反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。燃烧物的物质的量：1 mol研究内容：放出的热量。（H0，单位kJ/mol）在未有特别说

16、明的情况下，外界压强一般指25 ,101 kPa.所谓完全燃烧也是完全氧化，它是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。如: CCO2(g)、H H2O（l）、S SO2 （g）例1：分析以下几个热化学方程式，哪个是表示固态碳和气态氢气燃烧时的燃烧热的？为什么？ A.C（s）O2（g）=CO(g);H=110.5 kJ/mol B.C（s）O2（g）=CO2(g);H=393.5 kJ/molC.2H2(g)O2(g)=2H2O(l);H=571.6 kJ/mol D.H2(g)1/2O2(g)=H2O(g);H=241.8 kJ/mol2、燃烧热的计算及应用例2.在101 kPa时，1 m

17、ol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出890.3 kJ的热量，CH4的燃烧热为多少？1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？练1：葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6（s）6O2（g）=6CO2（g）6H2O（l）H=2 800 kJ/mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算100 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量。练2：10 g硫磺在 O2中完全燃烧生成气态地，放出的热量能使 500 g H2O温度由18升至62.4，则硫磺的燃烧热为 ，热化学方程式为 。 （三）能源1、什么是能源

18、就是能提供能量的自然资源，包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。2、当今世界上重要的能源是什么？怎样解决能源枯竭问题？节约能源的重要措施是什么？什么是新能源？、当今世界上重要的能源是化石燃料：煤、石油、天然气、解决的办法 ：开源节流；即开发新能源，节约现有能源，提高能源的利用率。、措施：科学地控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，提高能源的利用率。、新能源：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物能。3、一级能源（从自然界直接取得的能源，如流水、原油、原煤）、二级能源（一级能源加工后获得的能源，如：电能、氢能）（四）有关反应热的计算1、盖斯定律：、定义：不管化学反应是分一

19、步完成或分几步完成，其反应热是相同的。化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。、盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现，反应是一步完成还是分步完成，最初的反应物和最终的生成物都是一样的，只要物质没有区别，能量也不会有区别。、 则H1=H2+H3课堂练习例1：已知 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H1=-110.5kJ/mol 2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) H2=-566.0kJ/mol求 C(s)+O2(g)=CO2(g) H3= 例2：同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；H = -2983.2 kJ/mol P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；H = -738.5 kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式_ _。例3、298K，101kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);H= -92.38kJ/mol。 在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在进行反应，测得