專題五-化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(講解部分)課件

第二部分化學(xué)基本理論高考化學(xué)專題五化學(xué)反應(yīng)中的能量變化第二部分化學(xué)基本理論高考化學(xué)專題五化學(xué)反應(yīng)中的能量變化考點(diǎn)一反應(yīng)熱的有關(guān)概念考點(diǎn)清單基礎(chǔ)知識(shí)一、反應(yīng)熱(焓變)1.定義:化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的①熱量

叫反應(yīng)熱,在恒壓條件下,

它等于反應(yīng)前后體系的焓變。2.符號(hào):②

ΔH

。3.單位:③kJ/mol或kJ·mol-1

。4.測(cè)量:可用量熱計(jì)測(cè)量。5.表示方法:吸熱反應(yīng)的ΔH④>

0,放熱反應(yīng)的ΔH⑤<

0。6.產(chǎn)生原因:化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成放出的能量

不相等,故化學(xué)反應(yīng)均伴隨著能量變化?？键c(diǎn)一反應(yīng)熱的有關(guān)概念考點(diǎn)清單基礎(chǔ)知識(shí)2二、燃燒熱和中和反應(yīng)的反應(yīng)熱1.燃燒熱(1)定義:101kPa時(shí),⑥1mol

純物質(zhì)完全燃燒生成⑦穩(wěn)定

的氧化物

時(shí)所放出的熱量,叫該物質(zhì)的燃燒熱。(2)表示意義CH4(g)+2O2(g)

CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-890.31kJ/mol,表示101kPa條件下,1molCH4完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時(shí)⑧放出

的熱量是⑨890.31kJ

。2.中和反應(yīng)的反應(yīng)熱(1)定義:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生⑩中和

反應(yīng)生成

1mol

H2O時(shí)所釋放的熱量,叫中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。(2)熱化學(xué)方程式:H+(aq)+OH-(aq)

H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1。二、燃燒熱和中和反應(yīng)的反應(yīng)熱(1)定義:101kPa時(shí),⑥3

三、催化劑對(duì)活化能、焓變的影響催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能,但ΔH保持不變。如圖所示:?三、催化劑對(duì)活化能、焓變的影響4核心精講一、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的比較類(lèi)型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量表示方法ΔH<0ΔH>0圖示

實(shí)例H2(g)+Cl2(g)

2HCl(g)ΔH=-184.6kJ·mol-1C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1核心精講類(lèi)型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收5二、常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)1.常見(jiàn)的放熱反應(yīng)①活潑金屬與水或酸的反應(yīng),例如:2Na+2H2O

2NaOH+H2↑2Al+6HCl

2AlCl3+3H2↑②酸堿中和反應(yīng),例如:2KOH+H2SO4

K2SO4+2H2OCH3COOH+NaOH

CH3COONa+H2O③燃燒反應(yīng),例如:2CO+O2

2CO2CH3CH2OH+3O2

2CO2+3H2O二、常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)6SO3+H2O

H2SO4CaO+H2O

Ca(OH)2CuSO4+5H2O

CuSO4·5H2O2.常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)①一些分解反應(yīng),例如:CaCO3

CaO+CO2↑CuSO4·5H2O

CuSO4+5H2O②一些復(fù)分解反應(yīng),例如:2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)

BaCl2+2NH3↑+10H2O③一些置換反應(yīng),例如:C(s)+H2O(g)

CO+H2④一些化合反應(yīng),例如:SO3+H2O?H2SO4④一些化合反應(yīng),例如:7CO2+C

2CO3.反應(yīng)條件與放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的關(guān)系不同的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件不同,放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)均能在一定條件下

發(fā)生。反應(yīng)開(kāi)始需要加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng),也可能是放熱反應(yīng)。吸

熱反應(yīng)開(kāi)始時(shí)加熱,反應(yīng)后需要不斷加熱才能維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行;放熱反應(yīng)

開(kāi)始時(shí)加熱,反應(yīng)后會(huì)放出一定的熱量,此熱量能夠使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,則反

應(yīng)過(guò)程中不需要再加熱,如煤的燃燒,一旦熱量足夠使煤燃燒起來(lái),之后煤

就可以繼續(xù)燃燒下去,不再需要外界加熱。由此可見(jiàn),反應(yīng)是吸熱還是放熱

與反應(yīng)的條件沒(méi)有必然的聯(lián)系,而是取決于反應(yīng)物和生成物具有的總能量

(或焓)的相對(duì)大小。④一些化合反應(yīng),例如:CO2+C?2CO④一些化合反應(yīng),例如:8考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式蓋斯定律及其應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)一、熱化學(xué)方程式1.定義:表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和①反應(yīng)熱

的關(guān)系的化學(xué)方程式。2.書(shū)寫(xiě)要求(1)注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(25℃、101kPa下進(jìn)行的反應(yīng)可不注明)。(2)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài):固態(tài)(②s

或注明晶型)、液態(tài)(③l)、氣態(tài)(④g

)、溶液(aq)。(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量,而不代表⑤分子個(gè)數(shù),因此可以寫(xiě)成分?jǐn)?shù)。考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式蓋斯定律及其應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)9二、蓋斯定律及其應(yīng)用1.內(nèi)容:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的,即化

學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的⑥始態(tài)

和⑦終態(tài)

有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。2.應(yīng)用:很多反應(yīng)很難直接測(cè)其反應(yīng)熱,這時(shí)可利用蓋斯定律來(lái)間接計(jì)算。二、蓋斯定律及其應(yīng)用101.反應(yīng)熱大小比較方法(1)同一反應(yīng)的生成物狀態(tài)不同時(shí)A(g)+B(g)

C(g)

ΔH1<0A(g)+B(g)

C(l)

ΔH2<0C(g)

C(l)

ΔH3<0因?yàn)棣3=ΔH2-ΔH1,ΔH3<0,所以ΔH2<ΔH1。也可以按以下思路分析:

C(g)

C(l)

知能拓展C(l)知能拓展C(l)11因?yàn)棣1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH2<ΔH1。(2)同一反應(yīng)的反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)S(g)+O2(g)

SO2(g)

ΔH1<0S(s)+O2(g)

SO2(g)

ΔH2<0S(g)

S(s)

ΔH3<0

因?yàn)棣2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。(3)兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比C(s)+O2(g)

CO2(g)

ΔH1<0C(s)+

O2(g)

CO(g)

ΔH2<0C(s)

CO2(g)因?yàn)棣1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<12C(s)

CO(g)

CO2(g)因?yàn)棣2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。并且據(jù)此可寫(xiě)出下面的熱化學(xué)方程式:CO(g)+

O2(g)

CO2(g)

ΔH=ΔH1-ΔH2。2.反應(yīng)熱的計(jì)算方法(1)應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱某化學(xué)反應(yīng)無(wú)論一步完成,還是分幾步完成,反應(yīng)的總熱效應(yīng)相同。即反應(yīng)

熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān),這就是蓋斯定律。

此定律的主要應(yīng)用是用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來(lái)推知相關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)熱。注意應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算的注意事項(xiàng)①設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)過(guò)程。②當(dāng)反應(yīng)方程式乘或除某數(shù)時(shí),ΔH也應(yīng)乘或除該數(shù)。C(s)?CO(g)?CO2(g)13③反應(yīng)方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí),ΔH也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算,且計(jì)算過(guò)程中

要帶“+”“-”。④應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算并比較反應(yīng)熱的大小時(shí),同樣要把ΔH看作一個(gè)

整體。⑤在設(shè)計(jì)的反應(yīng)過(guò)程中常會(huì)遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化,狀

態(tài)由固→液→氣變化時(shí),會(huì)吸熱;反之會(huì)放熱。⑥當(dāng)設(shè)計(jì)的反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí),其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號(hào)相

反。運(yùn)用蓋斯定律的關(guān)鍵在于分析總反應(yīng)可由哪些中間過(guò)程構(gòu)成,化簡(jiǎn)要

細(xì)心。(2)根據(jù)化學(xué)鍵鍵能計(jì)算ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和③反應(yīng)方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí),ΔH也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算,且計(jì)算14(3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算ΔH=生成物具有的總能量-反應(yīng)物具有的總能量。(3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算15例1

(2019安徽定遠(yuǎn)期末,5)肼(N2H4)在不同條件下分解產(chǎn)物不同,200℃時(shí)

在Cu表面分解的機(jī)理如圖1。已知200℃時(shí):反應(yīng)Ⅰ:3N2H4(g)

N2(g)+4NH3(g)

ΔH1=-32.9kJ/mol反應(yīng)Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)

2NH3(g)

ΔH2=-41.8kJ/mol

圖1下列說(shuō)法不正確的是

()A.圖1所示過(guò)程①、②都是放熱反應(yīng)B.反應(yīng)Ⅱ的能量過(guò)程示意圖如圖2所示例1

(2019安徽定遠(yuǎn)期末,5)肼(N2H4)在不同16

圖2C.斷開(kāi)3molN2H4(g)中的化學(xué)鍵吸收的能量小于形成1molN2(g)和4mol

NH3(g)中的化學(xué)鍵釋放的能量D.200℃時(shí),肼分解生成氮?dú)夂蜌錃獾臒峄瘜W(xué)方程式為N2H4(g)

N2(g)+2H2(g)

ΔH=+50.7kJ/mol解題導(dǎo)引理解能量變化與斷鍵、成鍵的關(guān)系。書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式應(yīng)注

明物質(zhì)的狀態(tài)和焓變。?解題導(dǎo)引理解能量變化與斷鍵、成鍵的關(guān)系。書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式17解析

A項(xiàng),由已知信息“反應(yīng)Ⅰ”知,過(guò)程①為放熱反應(yīng);根據(jù)蓋斯定律:

(Ⅰ)-2×(Ⅱ)得N2H4(g)

N2(g)+2H2(g)

ΔH=-32.9kJ/mol-2×(-41.8kJ/mol)=+50.7kJ/mol,過(guò)程②為吸熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤。B項(xiàng),反應(yīng)Ⅱ?yàn)榉艧岱磻?yīng),反應(yīng)

物能量高于生成物能量,故B正確。C項(xiàng),由反應(yīng)Ⅰ知斷開(kāi)3molN2H4(g)中的

化學(xué)鍵吸收的能量小于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化學(xué)鍵釋放的

能量,故C正確。D項(xiàng),根據(jù)A項(xiàng)分析可知D正確。答案

A解析

A項(xiàng),由已知信息“反應(yīng)Ⅰ”知,過(guò)程①為放熱反應(yīng);18例2

(2018河北邯鄲質(zhì)檢,13)工業(yè)上,在一定條件下利用乙烯和水蒸氣反

應(yīng)制備乙醇?；瘜W(xué)原理:CH2

CH2(g)+H2O(g)

CH3CH2OH(g)

ΔH。已知幾種共價(jià)鍵的鍵能如下表所示:下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是

()A.上述合成乙醇的反應(yīng)是加成反應(yīng)B.相同時(shí)間段內(nèi),反應(yīng)中用三種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率相等C.碳碳雙鍵的鍵能小于碳碳單鍵鍵能的2倍D.上述反應(yīng)中,ΔH=-96kJ·mol-1

化學(xué)鍵C—HC

CH—OC—CC—O鍵能/kJ·mol-1413615463348351例2

(2018河北邯鄲質(zhì)檢,13)工業(yè)上,在一定條件19解題導(dǎo)引

ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和。鍵能是從能量角度衡

量化學(xué)鍵強(qiáng)弱的物理量。解析題述反應(yīng)中,ΔH=615kJ·mol-1+413kJ·mol-1×4+463kJ·mol-1×2-348kJ·

mol-1-413kJ·mol-1×5-463kJ·mol-1-351kJ·mol-1=-34kJ·mol-1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案

D解題導(dǎo)引

ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和。鍵能是201.蓋斯定律的考查與節(jié)能減排、工業(yè)三廢資源化處理、開(kāi)發(fā)利用新能源

等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題相聯(lián)系,并運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)和方法解決生產(chǎn)、生活中

簡(jiǎn)單的化學(xué)問(wèn)題;在實(shí)踐中逐步形成節(jié)約成本、循環(huán)利用、保護(hù)環(huán)境等觀

念,體現(xiàn)了科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任這一化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。例1

(2017江蘇單科,8,2分)通過(guò)以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說(shuō)法不正確的是

()①C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)

ΔH1=akJ·mol-1②CO(g)+H2O(g)

CO2(g)+H2(g)

ΔH2=bkJ·mol-1③CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH3=ckJ·mol-1④2CH3OH(g)

CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH4=dkJ·mol-1實(shí)踐探究實(shí)踐探究21A.反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣B.反應(yīng)③也是CO2資源化利用的方法之一C.反應(yīng)CH3OH(g)

CH3OCH3(g)+

H2O(l)的ΔH=

kJ·mol-1D.反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)

CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol-1

思路分析

反應(yīng)①、②的生成物中CO2和H2是反應(yīng)③的反應(yīng)物。反應(yīng)③

是將CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH,變廢為寶。已知的4個(gè)熱化學(xué)方程式中的水都是氣

態(tài),沒(méi)有H2O(g)→H2O(l)的反應(yīng)熱,因此無(wú)法計(jì)算CH3OH(g)

CH3OCH3(g)+

H2O(l)的焓變。答案

CA.反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣思路分析

反應(yīng)①、②的22題目?jī)r(jià)值本題以新能源二甲醚的合成為背景,將化工流程簡(jiǎn)化為熱化學(xué)

方程式來(lái)考查學(xué)生對(duì)能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系、化學(xué)反應(yīng)焓變的概念、蓋斯定律

的運(yùn)用等知識(shí)的理解、掌握及應(yīng)用。引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)關(guān)心與環(huán)境保護(hù)、資

源開(kāi)發(fā)等有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題,形成與環(huán)境和諧共處、合理利用自然資源

的觀念。2.結(jié)合化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂與形成,通過(guò)實(shí)驗(yàn)歷程

圖來(lái)展示反應(yīng)的實(shí)質(zhì),考查學(xué)生對(duì)圖表信息的加工處理能力。題目?jī)r(jià)值本題以新能源二甲醚的合成為背景,將化工流程簡(jiǎn)化為熱23例2

(2018北京理綜,7,6分)我國(guó)科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附

加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。下列說(shuō)法不正

確的是

()

A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%B.CH4→CH3COOH過(guò)程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂C.①→②放出能量并形成了C—C鍵D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率例2

(2018北京理綜,7,6分)我國(guó)科研人員提出了24思路分析

根據(jù)反應(yīng)歷程知,該反應(yīng)為CH4+CO2

CH3COOH。根據(jù)CH4和CH3COOH的結(jié)構(gòu)式,判斷C—H鍵發(fā)生斷裂并形成了C—C鍵。根據(jù)

歷程圖可判斷,①的能量高于②的能量,因此①→②放出能量。此反應(yīng)沒(méi)有

副反應(yīng)發(fā)生,則原子利用率為100%。答案

D題目?jī)r(jià)值本題以高附加值產(chǎn)品CH3COOH的合成歷程圖為背景,分析物

質(zhì)化學(xué)變化和伴隨發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化與物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系?？疾?/p>

“原子經(jīng)濟(jì)”的概念、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的影響、物質(zhì)結(jié)構(gòu)

式和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式的理解和掌握。思路分析

根據(jù)反應(yīng)歷程知,該反應(yīng)為CH4+CO2?CH25第二部分化學(xué)基本理論高考化學(xué)專題五化學(xué)反應(yīng)中的能量變化第二部分化學(xué)基本理論高考化學(xué)專題五化學(xué)反應(yīng)中的能量變化考點(diǎn)一反應(yīng)熱的有關(guān)概念考點(diǎn)清單基礎(chǔ)知識(shí)一、反應(yīng)熱(焓變)1.定義:化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中放出或吸收的①熱量

叫反應(yīng)熱,在恒壓條件下,

它等于反應(yīng)前后體系的焓變。2.符號(hào):②

ΔH

。3.單位:③kJ/mol或kJ·mol-1

。4.測(cè)量:可用量熱計(jì)測(cè)量。5.表示方法:吸熱反應(yīng)的ΔH④>

0,放熱反應(yīng)的ΔH⑤<

0。6.產(chǎn)生原因:化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成放出的能量

不相等,故化學(xué)反應(yīng)均伴隨著能量變化?？键c(diǎn)一反應(yīng)熱的有關(guān)概念考點(diǎn)清單基礎(chǔ)知識(shí)27二、燃燒熱和中和反應(yīng)的反應(yīng)熱1.燃燒熱(1)定義:101kPa時(shí),⑥1mol

純物質(zhì)完全燃燒生成⑦穩(wěn)定

的氧化物

時(shí)所放出的熱量,叫該物質(zhì)的燃燒熱。(2)表示意義CH4(g)+2O2(g)

CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-890.31kJ/mol,表示101kPa條件下,1molCH4完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時(shí)⑧放出

的熱量是⑨890.31kJ

。2.中和反應(yīng)的反應(yīng)熱(1)定義:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生⑩中和

反應(yīng)生成

1mol

H2O時(shí)所釋放的熱量,叫中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。(2)熱化學(xué)方程式:H+(aq)+OH-(aq)

H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1。二、燃燒熱和中和反應(yīng)的反應(yīng)熱(1)定義:101kPa時(shí),⑥28

三、催化劑對(duì)活化能、焓變的影響催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能,但ΔH保持不變。如圖所示:?三、催化劑對(duì)活化能、焓變的影響29核心精講一、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的比較類(lèi)型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量生成物分子成鍵時(shí)釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量表示方法ΔH<0ΔH>0圖示

實(shí)例H2(g)+Cl2(g)

2HCl(g)ΔH=-184.6kJ·mol-1C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)ΔH=+131.3kJ·mol-1核心精講類(lèi)型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收30二、常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)1.常見(jiàn)的放熱反應(yīng)①活潑金屬與水或酸的反應(yīng),例如:2Na+2H2O

2NaOH+H2↑2Al+6HCl

2AlCl3+3H2↑②酸堿中和反應(yīng),例如:2KOH+H2SO4

K2SO4+2H2OCH3COOH+NaOH

CH3COONa+H2O③燃燒反應(yīng),例如:2CO+O2

2CO2CH3CH2OH+3O2

2CO2+3H2O二、常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)31SO3+H2O

H2SO4CaO+H2O

Ca(OH)2CuSO4+5H2O

CuSO4·5H2O2.常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)①一些分解反應(yīng),例如:CaCO3

CaO+CO2↑CuSO4·5H2O

CuSO4+5H2O②一些復(fù)分解反應(yīng),例如:2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)

BaCl2+2NH3↑+10H2O③一些置換反應(yīng),例如:C(s)+H2O(g)

CO+H2④一些化合反應(yīng),例如:SO3+H2O?H2SO4④一些化合反應(yīng),例如:32CO2+C

2CO3.反應(yīng)條件與放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的關(guān)系不同的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件不同,放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)均能在一定條件下

發(fā)生。反應(yīng)開(kāi)始需要加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng),也可能是放熱反應(yīng)。吸

熱反應(yīng)開(kāi)始時(shí)加熱,反應(yīng)后需要不斷加熱才能維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行;放熱反應(yīng)

開(kāi)始時(shí)加熱,反應(yīng)后會(huì)放出一定的熱量,此熱量能夠使反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,則反

應(yīng)過(guò)程中不需要再加熱,如煤的燃燒,一旦熱量足夠使煤燃燒起來(lái),之后煤

就可以繼續(xù)燃燒下去,不再需要外界加熱。由此可見(jiàn),反應(yīng)是吸熱還是放熱

與反應(yīng)的條件沒(méi)有必然的聯(lián)系,而是取決于反應(yīng)物和生成物具有的總能量

(或焓)的相對(duì)大小。④一些化合反應(yīng),例如:CO2+C?2CO④一些化合反應(yīng),例如:33考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式蓋斯定律及其應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)一、熱化學(xué)方程式1.定義:表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和①反應(yīng)熱

的關(guān)系的化學(xué)方程式。2.書(shū)寫(xiě)要求(1)注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(25℃、101kPa下進(jìn)行的反應(yīng)可不注明)。(2)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài):固態(tài)(②s

或注明晶型)、液態(tài)(③l)、氣態(tài)(④g

)、溶液(aq)。(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量,而不代表⑤分子個(gè)數(shù),因此可以寫(xiě)成分?jǐn)?shù)?？键c(diǎn)二熱化學(xué)方程式蓋斯定律及其應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)34二、蓋斯定律及其應(yīng)用1.內(nèi)容:不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的,即化

學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的⑥始態(tài)

和⑦終態(tài)

有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。2.應(yīng)用:很多反應(yīng)很難直接測(cè)其反應(yīng)熱,這時(shí)可利用蓋斯定律來(lái)間接計(jì)算。二、蓋斯定律及其應(yīng)用351.反應(yīng)熱大小比較方法(1)同一反應(yīng)的生成物狀態(tài)不同時(shí)A(g)+B(g)

C(g)

ΔH1<0A(g)+B(g)

C(l)

ΔH2<0C(g)

C(l)

ΔH3<0因?yàn)棣3=ΔH2-ΔH1,ΔH3<0,所以ΔH2<ΔH1。也可以按以下思路分析:

C(g)

C(l)

知能拓展C(l)知能拓展C(l)36因?yàn)棣1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH2<ΔH1。(2)同一反應(yīng)的反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)S(g)+O2(g)

SO2(g)

ΔH1<0S(s)+O2(g)

SO2(g)

ΔH2<0S(g)

S(s)

ΔH3<0

因?yàn)棣2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。(3)兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比C(s)+O2(g)

CO2(g)

ΔH1<0C(s)+

O2(g)

CO(g)

ΔH2<0C(s)

CO2(g)因?yàn)棣1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<37C(s)

CO(g)

CO2(g)因?yàn)棣2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。并且據(jù)此可寫(xiě)出下面的熱化學(xué)方程式:CO(g)+

O2(g)

CO2(g)

ΔH=ΔH1-ΔH2。2.反應(yīng)熱的計(jì)算方法(1)應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱某化學(xué)反應(yīng)無(wú)論一步完成,還是分幾步完成,反應(yīng)的總熱效應(yīng)相同。即反應(yīng)

熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān),這就是蓋斯定律。

此定律的主要應(yīng)用是用已知反應(yīng)的反應(yīng)熱來(lái)推知相關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)熱。注意應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算的注意事項(xiàng)①設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)過(guò)程。②當(dāng)反應(yīng)方程式乘或除某數(shù)時(shí),ΔH也應(yīng)乘或除該數(shù)。C(s)?CO(g)?CO2(g)38③反應(yīng)方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí),ΔH也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算,且計(jì)算過(guò)程中

要帶“+”“-”。④應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算并比較反應(yīng)熱的大小時(shí),同樣要把ΔH看作一個(gè)

整體。⑤在設(shè)計(jì)的反應(yīng)過(guò)程中常會(huì)遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化,狀

態(tài)由固→液→氣變化時(shí),會(huì)吸熱;反之會(huì)放熱。⑥當(dāng)設(shè)計(jì)的反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí),其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號(hào)相

反。運(yùn)用蓋斯定律的關(guān)鍵在于分析總反應(yīng)可由哪些中間過(guò)程構(gòu)成,化簡(jiǎn)要

細(xì)心。(2)根據(jù)化學(xué)鍵鍵能計(jì)算ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和③反應(yīng)方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí),ΔH也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算,且計(jì)算39(3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算ΔH=生成物具有的總能量-反應(yīng)物具有的總能量。(3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算40例1

(2019安徽定遠(yuǎn)期末,5)肼(N2H4)在不同條件下分解產(chǎn)物不同,200℃時(shí)

在Cu表面分解的機(jī)理如圖1。已知200℃時(shí):反應(yīng)Ⅰ:3N2H4(g)

N2(g)+4NH3(g)

ΔH1=-32.9kJ/mol反應(yīng)Ⅱ:N2H4(g)+H2(g)

2NH3(g)

ΔH2=-41.8kJ/mol

圖1下列說(shuō)法不正確的是

()A.圖1所示過(guò)程①、②都是放熱反應(yīng)B.反應(yīng)Ⅱ的能量過(guò)程示意圖如圖2所示例1

(2019安徽定遠(yuǎn)期末,5)肼(N2H4)在不同41

圖2C.斷開(kāi)3molN2H4(g)中的化學(xué)鍵吸收的能量小于形成1molN2(g)和4mol

NH3(g)中的化學(xué)鍵釋放的能量D.200℃時(shí),肼分解生成氮?dú)夂蜌錃獾臒峄瘜W(xué)方程式為N2H4(g)

N2(g)+2H2(g)

ΔH=+50.7kJ/mol解題導(dǎo)引理解能量變化與斷鍵、成鍵的關(guān)系。書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式應(yīng)注

明物質(zhì)的狀態(tài)和焓變。?解題導(dǎo)引理解能量變化與斷鍵、成鍵的關(guān)系。書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式42解析

A項(xiàng),由已知信息“反應(yīng)Ⅰ”知,過(guò)程①為放熱反應(yīng);根據(jù)蓋斯定律:

(Ⅰ)-2×(Ⅱ)得N2H4(g)

N2(g)+2H2(g)

ΔH=-32.9kJ/mol-2×(-41.8kJ/mol)=+50.7kJ/mol,過(guò)程②為吸熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤。B項(xiàng),反應(yīng)Ⅱ?yàn)榉艧岱磻?yīng),反應(yīng)

物能量高于生成物能量,故B正確。C項(xiàng),由反應(yīng)Ⅰ知斷開(kāi)3molN2H4(g)中的

化學(xué)鍵吸收的能量小于形成1molN2(g)和4molNH3(g)中的化學(xué)鍵釋放的

能量,故C正確。D項(xiàng),根據(jù)A項(xiàng)分析可知D正確。答案

A解析

A項(xiàng),由已知信息“反應(yīng)Ⅰ”知,過(guò)程①為放熱反應(yīng);43例2

(2018河北邯鄲質(zhì)檢,13)工業(yè)上,在一定條件下利用乙烯和水蒸氣反

應(yīng)制備乙醇?；瘜W(xué)原理:CH2

CH2(g)+H2O(g)

CH3CH2OH(g)

ΔH。已知幾種共價(jià)鍵的鍵能如下表所示:下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是

()A.上述合成乙醇的反應(yīng)是加成反應(yīng)B.相同時(shí)間段內(nèi),反應(yīng)中用三種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率相等C.碳碳雙鍵的鍵能小于碳碳單鍵鍵能的2倍D.上述反應(yīng)中,ΔH=-96kJ·mol-1

化學(xué)鍵C—HC

CH—OC—CC—O鍵能/kJ·mol-1413615463348351例2

(2018河北邯鄲質(zhì)檢,13)工業(yè)上,在一定條件44解題導(dǎo)引

ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和。鍵能是從能量角度衡

量化學(xué)鍵強(qiáng)弱的物理量。解析題述反應(yīng)中,ΔH=615kJ·mol-1+413kJ·mol-1×4+463kJ·mol-1×2-348kJ·

mol-1-413kJ·mol-1×5-463kJ·mol-1-351kJ·mol-1=-34kJ·mol-1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案

D解題導(dǎo)引

ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和。鍵能是451.蓋斯定律的考查與節(jié)能減排、工業(yè)三廢資源化處理、開(kāi)發(fā)利用新能源

等社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題相聯(lián)系,并運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)和方法解決生產(chǎn)、生活中

簡(jiǎn)單的化學(xué)問(wèn)題;在實(shí)踐中逐步形成節(jié)約成本、循環(huán)利用、保護(hù)環(huán)境等觀

念,體現(xiàn)了科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任這一化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。例1

(2017江蘇單科,8,2分)通過(guò)以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說(shuō)法不正確的是

()①C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)

ΔH1=akJ·mol