【三維設(shè)計】(人教通用版)2015屆高考化學一輪總復習講義第一節(jié)化學反應的熱效應解析

1、1 明考綱要求 理主干脈絡(luò) 1. 了解化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量 轉(zhuǎn)化形式。 2. 了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應、放熱 反應、反應熱等概念。 3. 了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關(guān)反 應熱的簡單計算。 4. 了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化 學在解決能源危機中的重要作用。 it r r?i： 應聞甘帕卅骨一蓋斯父掙 反應熱：化學反應過程中放出或吸收的熱量，符號： AH , 單位：kJ/mol ( 或 J mo|T)。 焓變：生成物與反應物的內(nèi)能差， H= H(生成物)一H(反應物)。恒壓條件下的反應熱 等于焓變。 2. 吸熱反應與放熱反應

2、(1) 從能量高低角度理解 (2) 從化學鍵角度理解化學反應的熱效應 |濟槪念理論-系統(tǒng)梳理 歸納整合 圧點咸:面 打牢早毗得囪應手 一、焓變 i 定義 反應熱 生應物 反應物 ,A H aB H2= a H A H2 c aA - B H A H B, H = Hao 五、能源 二林丁化石能源不可再生 樂開源節(jié)蠶即開發(fā)新能 掠越源和肯約現(xiàn)冇能源 康魯囲測 1. 判斷下列描述的正誤(正確的打“V”，錯誤的打“X” ) o (1) 伴隨著能量變化的物質(zhì)變化都是化學變化。 ( ) (2) 同溫同壓下，Hz(g) + Cl2(g)=2HCI(g)在光照和點燃條件下的 H不同。( ) (3) 在稀溶液

3、中，H+ (aq) + OH (aq)=HaO(I) H= 57.3 kJ/mol ，若將含 0.5 mol H 2SQ的濃 H2SQ與含 1 mol NaOH 的溶液混合， 放出的熱量大于 57.3 kJ o ( ) 已知相同條件下 2SO(g) + Q居 2S()3(g) H,反應2SO(s) + O(曲 甌4(g) 厲，則 HA Hao ( ) 解析：(1) X 物質(zhì)的三態(tài)變化屬于物理變化，也伴隨著能量變化。 (2) X 反應條件不影響反應熱的大小，即光照和點燃條件下的 H相同。 (3) V 因濃HSQ溶解時放熱，故放熱大于 57.3 kJ o X 反應SQ為氣態(tài)，放出的熱量比反應要多，

4、所以 HvA H2o 2需要加熱才能進行的反應一定是吸熱反應嗎？不需要加熱就能進行的反應一定是放 熱反應嗎？ 答案：需要加熱的反應不一定是吸熱反應， 如燃料的燃燒一般需要加熱或點燃才能進行； 而不需要加熱進行的反應也不一定是放熱反應，如 Ba(OH)2和NHCI反應在常溫下進行，屬 于吸熱反應。 3. NaOH固體、濃HSC4溶于水時都放出熱量，該變化屬于放熱反應嗎？ NHNO固體溶于新能源 T 太陽能 氫能 風.能 地熱能 海洋能 吃物質(zhì)能 資源豐富. 優(yōu)息沒有或很少 一污染屬和占 能源能源 4 水時吸熱，屬于吸熱反應嗎？ 提示：前者不屬于放熱反應， 后者不屬于吸熱反應， 因為這兩個過程中都

5、沒有生成新物 質(zhì)，即沒有發(fā)生化學反應。 4. 已知 N2(g) + 3H2i；百； 2Nlh(g) H= a kJ/mol，現(xiàn)向一密閉容器中加入 1 mol N 2 和3 mol H 2,反應完全后，放熱為 a kJ，對嗎？ 提示：不對。N 2(g) + 3H2i；Q 2lh(g) H= a kJ/mol，表示 1 mol N 2與 3 mol H 2 完全反應生成2 mol NH,放出熱量為| a| kJ，由于該反應是可逆反應，即 1 mol N2和3 mol H2不可能完全反應，故其值要小于理論值。N 2與HL反應是一個放熱反應，故 a為負值，因 此，描述放出多少熱量時，應為一 a或| a

6、| kJ。 5. 強酸和強堿的中和熱是 57.3 kJ/mol ，所以含有1 mol H 2SQ的稀硫酸溶液完全發(fā)生 中和反應時，放出 57.3 kJ的能量，這種說法對嗎？ 提示：不對。中和熱是指生成 1 mol H 2O。1 mol H 2SQ完全反應會生成 2 mol H 2O。 6. _ 1 mol H2分子斷裂開 H-H鍵需要吸收436 kJ的能量；1 mol Cl 2分子斷裂開Cl Cl 鍵需要吸收 243 kJ的能量，形成 1 mol H Cl鍵放出431 kJ的能量，則反應 H2(g) + Cl2(g)=2HCI(g)放出的熱量為 _ 。 解析：斷鍵所吸收的熱量為 436 kJ

7、+ 243 kJ = 679 kJ，成鍵所放出的熱量為 431 kJ X2 =862 kJ，則共放出的熱量為 862 kJ 679 kJ = 183 kJ。 答案：183 kJ 7. 已知熱化學方程式 2NQ 204(g) H= 56.9 kJ/mol ,則關(guān)于熱化學方程式 “N2O 汕2(g) H/的說法中正確的是( ) A. 熱化學方程式中的化學計量數(shù)表示分子數(shù) B. 該反應 H0大于零 C. 該反應 H0= 56.9 kJ/mol D. 該反應可表示1 mol N 2O投入容器中分解時的熱效應 解析：選B H0=+ 56.9 kJ/mol，化學計量數(shù)表示物質(zhì)的量， 由于該反應為可逆反應，

8、 1 mol N 2C4不可能完全分解，所以 D項錯誤。 8 . (2012 大綱全國卷 )反應 A + BTC( H0), 心C( H 498 kJ mol - Q(g) 二標條件) 1 r 四暢入円 1 二標狀態(tài)丄 8 H的 “ + ” 或“-” 根據(jù)化學計量數(shù)計算寫出 H的值9 2 判斷熱化學方程式正誤的“五審” 啟熱反應啟熱反應奸一”. .吸熱反應為吸熱反應為+ + 單位為單位為 mo”易錯寫成易錯寫成“mol”或漏寫或漏寫 物嚴的狀態(tài)必須正確，特別是溶蔽物嚴的狀態(tài)必須正確，特別是溶蔽中的中的 反應易寫錯反應易寫錯 反應離的數(shù)值必反應離的數(shù)值必須與方程式的化學計竝須與方程式的化學計竝

9、數(shù)相對應，即化學計量數(shù)與正匕數(shù)相對應，即化學計量數(shù)與正匕 半反應逆向半反應逆向進行時進行時其反應熱與正反應的其反應熱與正反應的 反應熱數(shù)值相等，符號相反反應熱數(shù)值相等，符號相反 如燃燒熱、中和熱的熱化學方程式如燃燒熱、中和熱的熱化學方程式 特別提醒(1)對于同素異形體，除注明聚集狀態(tài)外，還要注明名稱。 體雖然構(gòu)成元素相同，但屬于不同物質(zhì)，其本身具有的能量不同， 所以反應中的 H也不同。 (2)物質(zhì)本身具有的能量與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)。聚集狀態(tài)不同，反應熱 H的數(shù)值以 及符號都可能不同。等量的同一物質(zhì)，氣態(tài)時能量最大，其次為液態(tài)，最小的為固態(tài)。 (3)不論化學反應是否可逆，熱化學方程式中的反應熱

10、H表示反應進行到底(完全轉(zhuǎn)化) 時的能量變化。如： 2SO(g) + Q； 鑒;)3(g) H=_ 197 kJ/mol 是指 2 mol SO 2(g)和 1 mol O 2(g)完全轉(zhuǎn)化為2 mol SO 3(g)時放出的能量。 反應熱的計算 _ 1 5. (2011 海南高考)已知：2Zn(s) + O(g)=2ZnO(s) Hh_ 701.0 kJ mol 一 1 2Hg(l) + Q(g)=2HgO(s) Hh_ 181.6 kJ mol 則反應 Zn(s) + HgO(s)=ZnO(s) + Hg(l)的 H 為( ) A.+ 519.4 kJ/mol B.+ 259.7 kJ/m

11、ol C. 259.7 kJ/mol D . _ 519.4 kJ/mol 解析：選C利用蓋斯定律將兩個已知熱化學方程式進行適當?shù)募訙p即可計算出所給反 應的反應熱。第一個熱化學方程式減去第二個熱化學方程式， 再除以2即得目標方程式，所 1 _ 1 _ 1 _ 1 以厶 Hh ( 701.0 kJ mol + 181.6 kJ mol ) = _ 259.7 kJ mol 。 6. (2013 新課標卷n )在1 200 C時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應 3 H2S(g) + 2Cb(g)=SO2(g) + H2O(g) H 2fS(g) + SQ(g)= |s(g) + 2H2 (g) H

12、H 因為同素異形 考點2 審也 H 的 話是否 10 1 H2S(g) + |Q2(g)=S(g) + HiQ(g) H3 2S(g)=Si(g) H4 則 H4的正確表達式為( ) 2 A. H4 = 3( H + H2- 3 H3) 2 B. H = 3(3 H3- A H H2) 3 C. A H =於 A H + A H2 3 A H3) 3 D. A H = 2( A H A H2 3 A H3) 2 2 解析：選A根據(jù)蓋斯定律，由第一個反應X 3 +第二個反應X第三個反應X2可得 2 2 2 第四個反應，則 A H4 = A HX 3 + A H2X 3 A H3X 2= 3( A

13、 H+A H2 3 A H3)。 7. (2013 海南高考)已知下列反應的熱化學方程式： ( ) 6C(s) + 5f(g) + 3N2(g) + 9Q(g)=2C3H5(ONQ) 3(1) A H 2Hz(g) + O2(g)= 2H 20(g) A H2 C(s) + O2(g)=CO2(g) A H3 則反應 4GH5(ONO)3(l)=12CO2(g) + 100(g) + 02(g) + 62(g)的 A H為( ) A. 12A H+ 5A H2 2A H B. 2 A H 5 A 12A H3 C. 12A H3 5A H2 2A H D. A H 5 A H2 12A H3

14、解析：選A蓋斯定律的常規(guī)考查。分別給已知方程式編號，由蓋斯定律可知所給方程 式由X 12+X 5X2 得到，故 A H= 12A H3+ 5 A f 2 A H。 &高考組合題 (1) (2013 四川節(jié)選)焙燒明磯產(chǎn)生的 SQ可用于制硫酸。已知 25C、101 kPa時： 2SO(g) + Q 2S()3(g) A H= 197 kJ/mol ; HO (g)=H2O(l) A Ha= 44 kJ/mol ; 2SO(g) + Q(g) + 2H2O(g)=2H2SQ(l) A H3= 545 kJ/mol。 則SO (g)與違0(1)反應的熱化學方程式是 _ 11 (2) (201

15、2 天津高考改編)金屬鎢用途廣泛，主要用于制造硬質(zhì)或耐高溫的合金，以及 燈泡的燈絲。 已知：溫度過高時， WQs)轉(zhuǎn)變?yōu)?WOg)； WQs) + 2f(g) W(s) + 2H2O(g) 1 H=+ 66.0 kJ mol WQg) + 2f(g) W(s) + 2H2O(g) 1 H= 137.9 kJ mol 則 WO* 膽 2(g)的 H= _ 。 (3) (2012 海南高考節(jié)選)肼可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑 N2O反應生成Nb和水 烝氣。 已知：N 2(g) + 2O(g)=N2O (l) H = 19.5 kJ mol 1 N2H(I) + Q(g)= N 2(g) + 2

16、fO(g) 1 H2 = 534.2 kJ mol 寫出肼和N2C4反應的熱化學方程式 _。 1 解析：(1)給題中的三個熱化學方程式分別編號為、，根據(jù)蓋斯定律由 H2= 130 kJ/mol (2) 利用蓋斯定律：由一可以得到目標熱化學方程式，則 H= H Ha 1 1 =+ 66.0 kJ mol ( 137.9 kJ mol ) 一 1 =+ 203.9 kJ mol 。 (3) 利用蓋斯定律，x 2可以得到 22也|) + NbO4(l)=3N 2(g) + 4HO(g) 貝U H= Hbx 2 H= 1 048.9 kJ mol 1。 答案：(1)SO 3(g) + HzO(l) =

17、 HzSQQ) H= 130 kJ/mol (2) + 203.9 kJ/moL (3) 2N 2(1) + N2O4(l) = 3Nz(g) + 4H2O(g) H= 1048.9 kJ/mol (一)一可得到目標熱化學方程式，即 SO(g) + H2O(I)=H2SQ(I) H= 1( H) 12 計算反應熱的四種方法 1 利用熱化學方程式進行有關(guān)計算 根據(jù)已知的熱化學方程式和已知的反應物或生成物的物質(zhì)的量或反應吸收或放出的熱 量，可以把反應熱當作產(chǎn)物，計算反應放出或吸收的熱量。 2 根據(jù)燃燒熱數(shù)據(jù)，計算反應放出的熱量 計算公式：Q=燃燒熱X n(可燃物的物質(zhì)的量) 如已知 f 的燃燒熱為

18、 H= 285.8 kJ mol ，燃燒2 mol Hz放出的熱量為 2 molx 285.8 kJ mol 1= 571.6 kJ 。 3根據(jù)舊鍵斷裂和新鍵形成過程中的能量差進行計算 如H與Cl2燃燒生成HCI的反應，H(g) + Cl2(g)=2HCI(g)，斷裂舊鍵吸收的總能量為 679 kJ mol _1，新鍵形成過程中釋放的總能量為 862 kJ mol _ ：故該反應的反應熱 H= 1 1 1 679 kJ mol 862 kJ mol = 183 kJ mol 。 4 利用蓋斯定律求解 根據(jù)已知的熱化學方程式， 若其反應物是所求目標熱化學方程式的反應物， 調(diào)整計量數(shù) 后作為基礎(chǔ)化

19、學方程式或與基礎(chǔ)化學方程式各對應部分相加； 若其反應物是所求目標熱化學 方程式的生成物，調(diào)整計量數(shù)后各對應部分由基礎(chǔ)化學方程式相減， 整理即可得到求解的熱 化學方程式和反應熱。調(diào)整計量數(shù)既是與目標相符，又能消除無關(guān)物質(zhì)。 常用以下兩種方法： 熱化學方程式相加或相減，如由 a. C(s) + Q(g)=CQ(g) Hi； 1 b. C(s) + 2Q(g)=CO(g) H2; 1 a. b.可得 CO(g) + 2Q(g)=CQ(g) H= A H H2 合理設(shè)計反應途徑如 順時針方向和逆時針方向變化反應熱代數(shù)和相等。 A H= A H+ A H2。 特別提醒在進行有關(guān)反應熱的計算時注意： (1

20、) 根據(jù)已知的熱化學方程式進行計算時，要清楚已知熱化學方程式的化學計量數(shù)表示 的物質(zhì)的量與已知物質(zhì)的量之間的比例關(guān)系，然后進行計算。 13 (2) 根據(jù)化學鍵斷裂和形成過程中的能量變化計算反應熱時， 需注意斷鍵和成鍵的總數(shù), 必須是斷鍵和成鍵時吸收或放出的總能量。 (3) 運用蓋斯定律進行計算，在調(diào)整方程式時，要注意A H的正負和數(shù)值也要隨之調(diào)整。14 1. 中和熱的計算公式為 H= 咲巾 C t終t始 kJ/mol，最終誤差與（t終一 n水 t始）有關(guān)，請以50 mL 0.50 mol/L 鹽酸與50 mL 0.55 moL/L NaOH 溶液反應為例，分析下 列誤差： 同一實驗 不問設(shè)計

21、研透壬源不悵萬孌 中和熱的測定 多悟_些 實驗設(shè)計 e 魯科版采用簡 易量熱計，是專 門測量反應熱 的儀器，比人教 版采用大小燒 杯及蓋板保溫 效果好，測量更 準確 為增強攪 拌效果，蘇 教版改用 了電動攪 拌器，且所 有儀器均 固定，減少 了人工活 動，易于觀 察實驗數(shù) 據(jù)。 高考演變實驗 （2010 重慶高考）右 面實驗裝置（固定裝 置略去）和操作是否 正確？ 答案：溫度計的位置 S在理清實驗原理 的基礎(chǔ)上，高考題 重在考查基本儀器 應放在小燒杯內(nèi)，而不是放在泡沫塑料中，錯誤。 的使用及規(guī)范操 作。 多眾一些 4 考查角度 15 引起誤差的實驗操作 t終一 t始 丨 H 保溫措施不好 攪拌

22、不充分 所用酸、堿濃度過大 用同濃度的氨水代替 NaOH溶液 用同濃度的醋酸代表鹽酸 用 50 mL 0.50 mol/L NaOH 溶液 提示：偏小 偏小偏小偏小偏大偏大偏小 偏小偏小偏小偏小偏小 2. 中和熱測定的數(shù)據(jù)處理：以 NaOH和鹽酸反應為例，每次測量加入試劑量均相同。 錄如下表： 實驗次數(shù) 溫度差 1 20.0 C 2 20.2 C 3 18.5 C 4 19.8 C 則以上記錄有何不妥之處？平均溫度差應為多少？ 提示：缺少原始數(shù)據(jù)的記錄，即起始溫度、終止溫度；計算平均溫度時應刪去第 3組數(shù) 據(jù)，因為其誤差較大，故平均溫度差為 20C。 多學_些 - - J 1在化學反應中，為使

23、某一反應物充分反應常采用另一反應物過量的方法。 (1) 本實驗中采用 NaOH溶液的濃度稍大于鹽酸的濃度，原因是鹽酸的濃度越大越易揮 發(fā)，故不采用鹽酸過量的方法。 (2) 工業(yè)合成氨時，常采用通入過量氮氣從而使 H2盡可能轉(zhuǎn)化，原因是H2的原料成本高, 而氮氣成本低。 (3)工業(yè)合成SO，常采用通入過量空氣，以提高 SO的轉(zhuǎn)化率。 2.中和熱測定實驗中需注意的事項： (1) 注意溫度相同。必須確保酸、堿兩種溶液的溫度相同。 (2) 注意酸、堿的濃度大小。為使測得的中和熱更準確，所用鹽酸和NaOH溶液的濃度宜 小不宜大。 (3)注意保溫。必須確保實驗過程中酸、堿中和反應放出的熱量不能擴散到測定儀器以 16 外。17 (4) 注意溫度計的使用。實驗宜使用精確度為 0.1 C的溫度計，且測量時應盡可能讀準。 溫度計的水銀球要完全浸沒在溶液中， 而且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)， 以提高所測溫度的精 度。 (5) 注意兩個近似。一個是體系的比熱容近似等于水的比熱容，二是酸、堿溶液的密度 近似等于水的密度。 以“ PM2.5污染物的研究”為載體串聯(lián)反應熱知識 咼考載體(2013 天津咼考 Tio) 某市對大氣進行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物 PM.5(直徑小于等于2.5卩m 的懸浮顆粒物)，其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此