高考化学一轮复习知识点大全:考点四化学能与热能
高考化学一轮复习第四辑考点五十焓变与反应热含解析
考点五十焓变与反响热聚焦与凝萃1.了解化学反响中能量转化原因,能说出常见能量转化形式;2.了解化学能与热能相互转化,了解吸热反响、放热反响、反响热等概念。
解读与打通常规考点1.化学反响中能量变化〔1〕化学反响中两大变化:物质变化与能量变化。
〔2〕化学反响中两大守恒:质量守恒与能量守恒。
①质量守恒定律:参加化学反响各物质质量总与等于反响后生成各物质质量总与。
②能量守恒定律:自然界中一种形式能量可以转化为另一种形式能量,转化途径与能量形式可以不同,但是体系包含总能量不变。
〔3〕化学反响中能量转化形式:热能、光能、电能等。
通常主要表现为热量变化。
〔4〕化学反响中能量变化原因:①微观视角:原子重新组合,即反响物中旧化学键断裂与生成物中新化学键形成过程。
②宏观角度:化学反响中能量变化决定于反响物总能量与生成物总能量相对大小。
〔5〕物质稳定性与能量关系:物质本身所具有能量越高,该物质越不稳定,物质本身具有能量越低,该物质越稳定,即能量越低越稳定。
2.焓变、反响热〔1〕定义:在恒压条件下进展反响热效应。
〔2〕符号:ΔH。
〔3〕单位:kJ·mol-1或kJ/mol。
3.吸热反响与放热反响〔1〕从反响物与生成物总能量相对大小角度分析,如下图。
化学反响吸热还是放热决定于反响物总能量(E1)与生成物总能量(E2)相对大小。
假设E1>E2,那么为放热反响;假设E1<E2,那么为吸热反响。
〔2〕从反响热量化参数——键能角度分析假设反响中,断裂反响物中化学键吸收能量为E1,形成生成物中化学键放出能量为E2,那么化学反响过程中能量变为ΔH=E1-E2,假设ΔH<0为放热反响,假设ΔH>0为吸热反响。
〔3〕常见放热反响①可燃物燃烧;②酸碱中与反响;③大多数化合反响;④金属跟酸置换反响:2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑⑤物质缓慢氧化。
〔4〕常见吸热反响①大多数分解反响;②盐水解与弱电解质电离;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反响:Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O④碳与水蒸气、C与CO2反响。
高三化学一轮复习化学能与热能
高三化学一轮复习化学能与热能在高三化学的一轮复习中,“化学能与热能”这一板块是非常重要的基础知识。
它不仅是高考的常考内容,也是理解化学反应本质和应用的关键。
首先,我们来明确一下什么是化学能。
化学能是物质发生化学反应时所释放或吸收的能量。
而热能呢,简单来说就是与温度相关的能量形式。
当化学能发生转化时,常常会以热能的形式表现出来。
化学反应的过程中,能量的变化是必然存在的。
有的反应会释放出能量,比如燃烧反应,燃料燃烧时会放出大量的热,这就是化学能转化为热能的典型例子。
而有的反应则需要吸收能量才能进行,像碳酸钙受热分解为氧化钙和二氧化碳的反应,就需要从外界吸收热量。
我们来深入探讨一下化学反应中能量变化的原因。
从微观角度看,化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
断裂旧化学键需要吸收能量,而形成新化学键则会释放能量。
如果吸收的能量大于释放的能量,反应就表现为吸热;反之,如果释放的能量大于吸收的能量,反应就表现为放热。
在判断一个化学反应是吸热还是放热时,我们可以通过反应热来衡量。
反应热是指化学反应在一定温度下进行时,所释放或吸收的热量。
如果反应热为正值,表示反应吸热;如果反应热为负值,表示反应放热。
那么,如何准确地计算反应热呢?这就需要用到盖斯定律。
盖斯定律指出,化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
这意味着,无论一个反应是一步完成还是分几步完成,其反应热都是相同的。
在实际应用中,化学能与热能的相互转化有着广泛的用途。
例如,在工业生产中,利用化学反应释放的热能来进行加热、发电等;在日常生活中,我们使用的暖宝宝,就是利用铁粉氧化这一放热反应来提供热量。
对于高三的同学们来说,掌握好化学能与热能这部分知识,不仅有助于应对考试中的相关题目,更能为后续学习更深入的化学知识打下坚实的基础。
在复习过程中,要注重理解概念,多做一些练习题来加深对知识的理解和应用。
比如,通过做一些关于反应热计算的题目,来提高自己的计算能力和解题技巧。
高考化学一轮复习第6章化学能与热能第1节化学反应与能量变化
4.最新报道:科学家首次用 X 射线激光技术观察到 CO 与 O 在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意 图如下,下列说法中正确的是( )
A.CO 和 O 生成 CO2 是吸热反应 B.在该过程中,CO 断键形成 C 和 O C.CO 和 O 生成了具有极性共价键的 CO2 D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示 CO 与 O2 反应的过程
命题规律 能源是社会关注的热点之一,因此本节内容是高考的必 考点,考查形式有:一是以图像、图表为背景考查能量变化、 化学键键能、正逆反应的活化能的关系及简单计算;二是热 化学方程式的书写及正误判断;三是结合生产、生活考查燃 烧热、中和热和能源的开发利用,题型以选择题、填空题为 主,难度不大。
板块一 主干层级突破
题组二 反应过程中能量变化及图像分析 3.反应 A+B===C(放热)分两步进行:①A+B===X(吸 热);②X===C(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应 过程中能量变化的是( )
解析 反应 A+B===C 为放热反应,则 A、B 具有的总 能量高于 C 具有的总能量;A+B===X 为吸热反应,则 A、 B 具有的总能量低于 X 具有的总能量;X===C 为放热反应, 则 X 具有的总能量高于 C 具有的总能量,综上所述,只有 B 项符合题意。
解析 状态Ⅰ的总能量为反应物的总能量,状态Ⅲ的总 能量为生成物的总能量,由题图可知,反应物的总能量高于 生成物的总能量,则该反应为放热反应,A 错误;从状态Ⅰ~ Ⅲ的图示可知,反应中 CO 并未断键形成 C 和 O,C、O 原 子之间始终存在化学键,B 错误;由图示可知,CO 与 O 在 催化剂表面形成了 CO2,CO2 分子内存在 C===O 极性共价 键,C 正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示 CO 与 O 反应生成 CO2 的过程,并不是 CO 与 O2 反应的过程,D 错误。
高中化学知识点复习:化学能与热能
高中化学知识点复习:化学能与热能高中化学知识点复习:化学能与热能为了帮助考生们了解高中学习信息,分享了高中化学知识点复习:化学能与热能,供您参考!一、化学能与热能1、在任何的化学反应中总伴有能量的变化。
原因:当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
一个确定的化学反应在发生过程中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。
E反应物总能量E生成物总能量,为放热反应。
E反应物总能量2、常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应:①所有的燃烧与缓慢氧化。
②酸碱中和反应。
③金属与酸、水反应制氢气。
④大多数化合反应(特殊:C+CO2 2CO是吸热反应)。
常见的吸热反应:①以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应如:C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)。
②铵盐和碱的反应如Ba(OH)2?8H2O+NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O③大多数分解反应如KClO3、KMnO4、CaCO3的分解等。
[练习]1、下列反应中,即属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是( B )A.Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反应B.灼热的炭与CO2反应C.铝与稀盐酸D.H2与O2的燃烧反应2、已知反应X+Y=M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的是( C )A. X的能量一定高于MB. Y的能量一定高于NC. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D. 因该反应为放热反应,故不必加热就可发生以上就是的编辑为您准备的高中化学知识点复习:化学能与热能。
化学能与热能 高考化学大一轮单元复习(全国通用)
(1)反应放出的热量 Q=________J。 (2) 反 应 Zn(s) + CuSO4(aq) === ZnSO4(aq) + Cu(s) 的 ΔH = ________kJ·mol−1(列式计算)。
➢ 高考经典真题再现——反应热的计算
4.【2017 天津卷】(3)0.1 mol Cl2 与焦炭、TiO2 完全反应, 生成一种还原性气体和一种易水解成 TiO2·xH2O 的液态化合物, 放热 4.28 kJ,该反应的热化学方程式为__________。
【答案】 (3)2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=−85.6 kJ·mol−1
则反应 N2O5(g)===2NO2(g)+12O2(g)的 ΔH=________kJ·mol-1。
答案 53.1
解析 (1)已知:ⅰ.2N2O5(g)===2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·mol-1 ⅱ.2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·mol-1 根据盖斯定律可知ⅰ÷2-ⅱ即得到 N2O5(g)===2NO2(g)+21O2(g) ΔH=Δ2H1-ΔH2=53.1 kJ·mol-1。
➢ 高考经典真题再现
2.【2020 新课标Ⅰ卷】硫酸是一种重要的基本
化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是
SO2
的催化氧化:SO2(g)+
1 2
O2(g)
钒催 化剂
SO3(g)
ΔH=−98 kJ·mol−1。回答下列问题:
高考化学微一轮复习第20讲化学能与热能课件
12/10/2021
6.已知 1 g H2 完全燃烧生成水蒸气放出 121 kJ 的热量。有关数据如下:O===O(键 能为 496 kJ·mol-1)、H—H(键能为 436 kJ·mol-1)
试求 H2O(g)中 H—O 键的键能为( )
A.463 kJ·mol-1
(1)定义:表示参加反应_物___质__的__量___和_反__应__热___的关系的化学方程式。
(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。如 H2(g)+12O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1 表示:在 25 ℃、101 kPa 条件下,1 mol H2(g)和12 mol O2(g)生成 1 mol H2O(g)时释放 241.8 kJ 的热量。
环形玻璃搅拌棒 温度计
12/10/2021
②计算公式 ΔH=-0.4108.0t225-t1 kJ/mol。 t1——起始温度,t2——终止温度。 ③注意事项 a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热,减少实验过程中的热量损 失。 b.为保证酸完全中和,采取的措施是使碱稍过量。
12/10/2021
12/10/2021
D.已知 2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1,则可知 C 的燃烧热 ΔH=-110.5 kJ·mol-1 解析:稀醋酸是弱酸,电离过程是吸热过程,与 0.1 mol·L-1 NaOH 溶液反应放出的 热量小于中和热,结合焓变是负值,则 ΔH>-57.3 kJ·mol-1,故 B 错误;已知 1 mol 氢 气 完 全 燃 烧 生 成 液 态 水 所 放 出 的 热 量 为 285.5 kJ , 则 水 分 解 的 热 化 学 方 程 式 : 2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571 kJ·mol-1,故 C 错误;燃烧热是 1 mol 可燃物完 全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,碳燃烧生成的一氧化碳不是稳定氧化物,故 D 错误。 答案:A
4化学反应热效应
取之不尽的太阳能
储量丰富的海洋能 令人振奋的核能
能源利用新技术
盖斯定律直观化
△H=△H1+△H2
1.参照反应Br+H2―→HBr+H的能量对反应历程的示意图,下列叙述中正确的 是 ( A ) A.正反应为吸热反应 B.正反应为放热反应 C.加入催化剂,该化学反应的反应热增大 D.从图中可看出,该反应的反应热与反应途径有关
D.若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2到N2,整个过程中转移电子1.60 mol
4.有专家指出,如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等 利用太阳能使它们重新组合,使之能够实现如图转 化,那么,不仅可以消除对大气的污染,还可以节 约燃料,缓解能源危机.在此构想的物质循环中太 阳能最终转化为 ( ) A.化学能 C.生物能 B.热能 D.电能
测量仪器:量热计(该仪器由内、外两筒组成, 内筒是 反应容器 保温 作用。)实验:见课本第3页 ______外筒起______ 4. 化学反应放热或吸热的内因 在化学反应中反应物分子解离成原子(破坏化学键) 需要吸热,原子重新结合成新分子(成化学键)则放热 当吸热 > 放热吸热反应规定其Q为“+” 当吸热 < 放热放热反应规定其Q为“-”
计算CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) △H4= ?
解:由化学方程式②+③-①可得反应式CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)
所以△H4= △H2 + △H3 - △H1 = -635.1kJ· mol-1-393.5 kJ· mol-1 –(-1206.8kJ· mol-1)= 178.2 kJ· mol-1
2 已知25℃、101 kPa条件下: 4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)ΔH=-2834.9 kJ/mol 4Al(s)+2O3(g)===2Al2O3(s)ΔH=-3119.1 kJ/mol 由此得出的正确结论是 ( D) A.等质量的O2比O3能量低,由O2变O3为放热反应 B.等质量的O2比O3能量高,由O2变O3为吸热反应 C.O3比O2稳定,由O2变O3为放热反应 D.O2比O3稳定,由O2变O3为吸热反应.
人教版高中化学一轮复习 化学能与热能
(7)化学反应 N2+3H2 2NH3 的能量变化如下图所示(假设该 反应反应完全)。
写 出 N2(g) 和 H2(g) 反 应 生 成 NH3(l) 的 热 化 学 方 程 式 : ____N_2_(_g_)+___3_H_2_(g_)____2_N__H_3_(_l)___Δ_H__=__-__2_(c_+__b_-__a_)__k_J·_m_o_l_-_1______ _______________。
(8)在 25 ℃、101 kPa 下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出 热量 Q kJ,其燃烧生成的 CO2 用过量饱和石灰水吸收可得 100 g CaCO3 沉 淀 , 则 乙 醇 燃 烧 的 热 化 学 方 程 式 为 __C_2_H_5_O__H_(_l)_+__3_O__2(_g_)_=_=_=_2_C_O__2(_g_)_+__3_H_2_O_(_l_) __Δ__H_=__-__2_Q__k_J_·_m_o。l-1
答案:C
2.右图表示某反应的能量变化,对于该图的理解,你认为一 定正确的是( )
A.曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示两个化学反应的能量变化
B.曲线Ⅱ可表示反应 2KClO3=M=△n=O==2 2KCl+3O2↑的能量变化 C.该反应不需要加热就能发生 D.该反应的 ΔH=E2-E1
解析:曲线Ⅰ(表示没有使用催化剂)和曲线Ⅱ(表示使用了催化 剂)是同一个反应的能量变化,A 项错误;曲线Ⅱ可以表示使用了催 化剂的放热反应的能量变化,但二氧化锰催化氯酸钾)+O2(g) 2SO3(g) ΔH1,反应 2SO2(s)+O2(g) 2SO3(g) ΔH2,则 ΔH1>ΔH2( × )
2 对点速练 练点一 识图判断相关概念 1.最新报道:科学家首次用 X 射线激光技术观察到 CO 与 O 在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:
高三化学一轮复习化学能与热能
高三化学一轮复习化学能与热能在高三化学的一轮复习中,“化学能与热能”这一板块是至关重要的。
它不仅是高考中的高频考点,也是理解化学反应本质和应用的关键。
首先,我们来明确一下什么是化学能。
化学能是物质发生化学反应时所释放或吸收的能量。
化学反应的本质就是旧化学键的断裂和新化学键的形成,而在这个过程中必然伴随着能量的变化。
当反应物的总能量高于生成物的总能量时,化学反应会放出能量,表现为放热反应。
比如常见的燃烧反应,像碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,就是一个典型的放热反应。
在这个反应中,碳和氧气之间的化学键断裂,形成二氧化碳分子中的化学键,释放出大量的热能。
相反,当反应物的总能量低于生成物的总能量时,化学反应需要吸收能量,这就是吸热反应。
比如碳酸钙在高温下分解为氧化钙和二氧化碳,这个反应就需要从外界吸收热量,才能使反应进行下去。
那么,如何判断一个反应是吸热还是放热呢?这就需要我们了解一些常见的反应类型和规律。
一般来说,燃烧、中和、金属与酸的反应等大多是放热反应;而大多数分解反应、以碳、氢气、一氧化碳为还原剂的氧化还原反应等通常是吸热反应。
但这并不是绝对的,还需要具体分析反应的热化学方程式。
热化学方程式是表示化学反应与热效应关系的化学方程式。
它不仅要表明反应物和生成物,还要注明反应的焓变(ΔH)。
焓变是一个非常重要的概念,它表示化学反应中能量的变化。
当ΔH 为负值时,反应为放热;当ΔH 为正值时,反应为吸热。
在书写热化学方程式时,需要注意以下几点:要标明物质的状态,因为同一物质在不同状态下的能量是不同的;ΔH 的单位是 kJ/mol,要注意与普通化学方程式中物质的量的对应关系;并且ΔH 的数值要与方程式的计量系数成正比。
接下来,我们再说说能源。
能源与化学能和热能的关系十分密切。
随着社会的发展,能源问题越来越受到关注。
传统的化石能源,如煤、石油、天然气等,在燃烧过程中会释放出大量的化学能,但同时也带来了环境污染等问题。
高中化学能与热能知识点
高中化学能与热能知识点化学学科中,能及热是一种重要的概念。
它们之间密切相关,通过热反应,化学能量可以转化为其他形式的能量。
这对于高中化学学科而言,是不可或缺的知识点。
在本文中,我们将会深入探讨化学能及热能的概念以及其相互关系。
能的概念在化学学科中,能可以被定义为任何能够产生或者执行工作或者运动的能力。
这些能力可以在物理、化学或者生物等层面上存在。
而对于化学层面上的能,则被称为“化学能”。
化学能的概念化学能是指一种和化学反应相关的物理量,用它来度量任何化学反应中所包含的能量。
这种能可以是化学键中储存的势能、化学反应中吸放出的能量、或者是电子、原子或者分子的平动、转动、振动能量等。
在化学中,通常使用焓变(ΔH)来表示化学反应所涉及到的能量变化。
热能的概念热能指的是物质的温度和热量的总和,它的大小取决于物质的种类、质量、温度、压力和相对湿度等因素。
在化学反应中,热能可以被看作是一种表现形式,因为在化学反应中,化学能一定会受到热的影响并发生变化。
能与热的转化在化学反应过程中,能可以被转化为热。
这种能量的转化可以包括但不限于热能、电能、光能、或是其他类型的能。
在热能转化中,通常使用焓变(ΔH)来表示能量的变化。
焓的定义焓是热力学中的一个基本物理量,它被定义为在恒温、恒压下的系统的总能量。
在热化学反应中,通过计算解放或消耗的焓变量,可以了解反应的热效应和反应速率等信息,以进一步了解反应的特性。
焓变的计算在化学反应中,焓变可以通过物质的热能变化以及物质内部的重组来计算。
例如在化学反应中,如果反应产生了热量,则焓变数值为负数,反之则为正数。
在计算出化学反应的焓变后,我们就可以了解这个反应的特性和热效应,以帮助我们更好地理解化学反应的机制。
结束语总之,在高中化学学科中,能及热是很重要的知识点。
了解化学能及热能的概念以及如何计算它们之间的转化,能够帮助学生更好地深入了解化学反应的过程与机制,同时也能够为之后的学习和研究奠定基础。
2024届高考化学一轮复习:《第19讲 化学能与热能》
高考化学一轮复习: 《第19讲 化学能与热能》【真题再现·辨明考向】1.(2023年江苏卷) 氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。
11H 、21H 、31H 是氢元素的3种核素,基态H 原子1s 1的核外电子排布,使得H 既可以形成H +又可以形成H -,还能形成H 2O 、H 2O 2、NH 3、N 2H 4、CaH 2等重要化合物;水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H 2,如水煤气法制氢反应中,H 2O(g)与足量C(s)反应生成1molH 2(g)和1molCO(g)吸收131.3kJ 的热量。
H 2在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用,如HCO -3在催化剂作用下与H 2反应可得到HCOO -。
我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。
下列化学反应表示正确的是A. 水煤气法制氢:C(s)+H 2O(g)=H 2(g)+CO(g) △H =-131.3kJ∙mol -1B. HCO -3催化加氢生成HCOO -的反应:HCO -3+H 2=======催化剂 HCOO -+H 2OC. 电解水制氢的阳极反应:2H 2O -2e -=H 2↑+2OH -D. CaH 2与水反应:CaH 2+2H 2O =Ca(OH)2+H 2↑2. (2023年江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为:CO 2(g)+4H 2(g)=CH 4(g)+2H 2O(g) △H =-164.7kJ∙mol -1CO 2(g)+H 2(g)=COg)+H 2O(g) △H =41.2kJ∙mol -1在密闭容器中,1.01×105Pa 、n 起始(CO 2)∶n 起始(H 2)=1∶4时,CO 2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO 2实际转化率随温度的变化如题图所示。
CH 4的选择性可表示为n 生成(CH 4) n 生成(CO 2)×100%。
高三化学一轮复习化学能与热能精品PPT课件
(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热 19.3kJ,其热化学方程式为:
• N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-38.6kJ•mol-1
未标注反应条件
可逆反应中的△H表示反应进行到底时的能量变化
△H=生成物的总能量 - 反应物的总能量
-
+
当反应物的总能量 高于生成物时,该 反应为放热反应
当反应物的总能量 低于生成物时,该 反应为吸热反应
一、反应热与焓变
• 2、反应热的计算方法 • ②微观角度 • 化学反应的实质是:
反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成
吸热
放热
断键吸收的热量<成键放出的热量
能量守恒
煤转化为水煤气之后可以使煤燃烧放出更 多的热量吗?
煤的气化 直接气化:使煤与氢气作用生成液体燃料; 间接气化:先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成 甲醛等。写出CO和H2合成甲醛的热化学方程式。 CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-128.1kJ·mol-1
目前可使用铜基催化剂催化该反应,请用画出反应过 程中的能量变化情况,并用曲线I和曲线II分别表示不 使用催化剂和使用催化剂的两种情况,
不是生成稳 定化合物
燃料的系数 不是1
燃烧热定义:在101kPa时,1mol物质完全燃烧生 成稳定的氧化物时所放出的热量。
表示燃烧热的热化学方程式注意: 1、生成物是常温下完全燃烧时的稳定氧化物 2、燃料的系数为1
二、热化学方程式
• 3、书写热化学方程式的注意事项:
配平方程式
标明各物质的聚 集状态(g、l、s)
高考化学一轮总复习课件-化学能和热能
表示方法
Байду номын сангаас
ΔH<0
ΔH>0
图示
实例
H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1
二、常见的放热反应和吸热反应 1.常见的放热反应 ①活泼金属与水或酸的反应,例如: 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑ 2Al+6HCl 2AlCl3+3H2↑ ②酸碱中和反应,例如: 2KOH+H2SO4 K2SO4+2H2O CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2O ③燃烧反应,例如: 2CO+O2 2CO2
(2)根据化学键键能计算 ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和 (3)根据反应物和生成物的能量计算 ΔH=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量。
例 [2019启东、海门、通州联考,20(1)]高铁酸钾是一种集氧化、絮凝、
吸附、杀菌、消毒、除臭为一体的新型绿色高效水处理的无机药剂。
(1)Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe都可以作为制取高铁酸钾的原料,转化关系如 下:
解析 催化剂只影响化学反应速率,不会使化学平衡发生移动,故不会提高 反应物的平衡转化率,D不正确。 答案 D
题目价值 本题以高附加值产品CH3COOH合成历程图为背景,分析物质 化学变化和伴随发生的能量转化与物质微观结构之间的关系。考查了能 量变化、催化剂对化学反应速率和平衡的影响、物质结构式和结构简式 等。
①Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25 kJ·mol-1
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考点四化学能与热能Ⅰ.课标要求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.通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础,了解化学在解决能源危机中的重要作用。
知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
3.能举例说明化学能与热能的相互转化,了解反应热和焓变的涵义,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
Ⅱ.考纲要求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,了解化学在解决能源危机中的重要作用。
Ⅲ.教材精讲一.化学反应的焓变1.定义:化学反应过程中所释放或吸收的能量,都可以热量(或转换成相应的热量)来表示,称为焓变(ΔH),单位:kJ/mol 或kJ•mol-1在化学反应中,旧键的断裂需要吸收能量,而新键的形成则放出能量。
总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。
任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。
在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。
注意:(1)反应热和键能的关系例如:1molH2和1molCl2反应生成2molHCl的反应热的计算。
1moLH2分子断裂开H—H键需要吸收436kJ的能量;1molCl2分子断裂开Cl—Cl键需要吸收243kJ的能量,而2molHCl分子形成2molH—Cl键放出431kJ·mol-1×2mol=862kJ的能量,所以,该反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热△H===生成物分子形成时释放的总能量—反应物分子断裂时所需要吸收的总能量===862kJ·mol--436 kJ·mol-1-243 kJ·mol—1===183kJ·mol-1由于反应后放出的能量使反应本身的能量降低,故规定△H=反应物的键能总和—生成物的键能总和(2)反应焓变与反应条件的关系焓是科学家们为了便于计算反应热而定义的一个物理量,它的数值与物质具有的能量有关。
对于一定量的纯净物质,在一定的状态(如温度、压强)下,焓有确定的数值。
在同样的条件下,不同的物质具有的能量也不同,焓的数值也就不同;同一物质所处的环境条件(温度、压强)不同,以及物质的聚集状态不同,焓的数值也不同。
焓的数值的大小与物质的量有关,在相同的条件下,当物质的物质的量增加一倍时,焓的数值也增加一倍。
因此,当一个化学放映在不同的条件下进行,尤其是物质的聚集状态不同时,反应焓变是不同的。
2.放热反应和吸热反应(1)放热反应:即有热量放出的化学反应,其反应物的总能量大于生成物的总能量。
(2)吸热反应:即吸收热量的化学反应,其反应物的总能量小于生成物的总能量。
3.化学反应中的能量变化示意图对于该“示意图”可理解为下列形式:由能量守恒可得:反应物的总能量:生成物的总能量+热量(放热反应)反应物的总能量:生成物的总能量-热量(吸热反应)4.燃料充分燃烧的两个条件(1)要有足够的空气(2)燃料与空气要有足够大的接触面。
二.热化学方程式1. 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。
2.书写热化学方程式时明确以下问题:(1)反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关,需要注明,未特别注明的指101kPa 和25℃时的数据。
(2)物质的聚集状态不同,反应吸收和放出的热量不同,因此要注明反应物和生成物的聚集状态。
(3)热化学方程式中的热量数据,是与各化学计量数为物质的量时相对应的,不是几个分子反应的热效应。
因此式中化学计量数可以是整数,也可以是分数。
一般出现分数时是以某一反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的。
(4)无论热化学方程式中化学计量数为多少,△H 的单位总是KJ/mol ,但△H 的数值与反应式中的系数有关。
三.燃烧热、中和热能量 反应过程 反应过程能量1.燃烧热(1)概念:在101kPa时,1mol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。
燃烧热的单位一般用kJ/mol表示。
注意:完全燃烧,是指物质中下列元素完全转变成对应的物质:C→C02,H→H20,S→S02等。
(2)表示的意义:例如C的燃烧热为393.5kJ/mol,表示在101kPa时,1molC 完全燃烧放出393.5kJ的热量。
2.中和热(1)概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1 molH20,这时的反应热叫中和热。
(2)中和热的表示:H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1);△H=-57.3kJ/mol。
3.使用化石燃料的利弊及新能源的开发(1)重要的化石燃料:煤、石油、天然气(2)煤作燃料的利弊问题①煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单烧掉太可惜,应该综合利用。
②煤直接燃烧时产生S02等有毒气体和烟尘,对环境造成严重污染。
③煤作为固体燃料,燃烧反应速率小,热利用效率低,且运输不方便。
④可以通过清洁煤技术,如煤的液化和气化,以及实行烟气净化脱硫等,大大减少燃煤对环境造成的污染,提高煤燃烧的热利用率。
(3)新能源的开发①调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。
②最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。
这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,为再生性能源,对环境没有污染或污染少。
●理解中和热时注意:①稀溶液是指溶于大量水的离子。
②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。
③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。
四.中和热测定实验在50 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应。
通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
试回答下列问题。
(1)大小烧杯间填满碎纸条的作用是什么?(2)大烧杯上如不盖硬纸板,对求得中和热的数值有何影响?(3)改用60 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,所放热量是否相等?所求中和热数值是否相等?简述理由。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行上述实验,为什么测得中和热的数值偏低?五.反应焓变的计算1.盖斯定律:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓(热量)变是一样的。
2.据盖斯定律计算化学反应的焓变进行反应的焓变计算应注意的问题(1)由于△H与反应物的物质的量有关,因此热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应。
如化学计量数成倍减少或增加,则△H也要成倍的减少或成倍的增加。
当反应向逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,正负号相反。
(2)在使用盖斯定律时,伴随着两个或多个方程式的加减处理时,△H的计算一定要带上正负号。
Ⅳ.典型例题题型一:有关热化学反应方程式的的含义及书写1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量,写出其热化学反应方程式例1.将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(g)=H2O(l);水,放出649.5kJ热量,该反应的热化学方程式为_____________。
又已知:H2O44.0kJ/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△H2=-_____________kJ。
【解析】3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ热量,则1mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为:因此乙硼烷燃烧的热化学反应方程式为:。
由于1mol水汽化需吸热44kJ,则3mol液态水全部汽化应吸热:,所以1mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时放热:,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量是:。
2、有关反应焓变的计算(1)盖斯定律及其应用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,而与具体反应进行的途径无关,如果一个反应可以分几步进行,则各分步及反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的,这就是盖斯定律。
例如:可以通过两种途径来完成。
如上图已知:H 2(g )+1/2O 2(g )= H 2O (g );△H 1=-241.8kJ/molH 2O (g )=H 2O (l );△H 2=-44.0kJ/mol根据盖斯定律,则△H=△H 1+△H 2=-241.8kJ/mol+(-44.0kJ/mol )=-285.8kJ/mol其数值与用量热计测得的数据相同。
例2.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。
(1)P 4(s ,白磷)+;∆H kJ mol 129832=-./ (2) ;∆H kJ mol 27385=-./ 则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。
相同的状况下,能量较低的是_________;白磷的稳定性比红磷___________(填“高”或“低”)。
【解析】依题意求:P s P s 44(),白磷(,红磷)=;∆H =?可设计如下反应过程:P s P O P s 44104(,白磷)(,红磷)→→;据盖斯定律有∆∆∆H H H =+-124()=(-2983.2+4×738.5)kJ/mol=-29.2kJ/mol ,即;∆H kJ mol =-292./。
白磷转化为红磷是放热反应,稳定性比红磷低(能量越低越稳定)。
(2) 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),进行有关反应焓变的计算或比较大小。
例3、已知:)()()(22g CO g O s C =+;mol kJ H /5.393-=∆; 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. 393.5:241.8【解析】由题意可列得方程mol kJ H n mol kJ C n /8.241)(/5.393)(2⨯=⨯5.3938.241)()(2=H n C n25.31225.393128.241)()(2=⨯⨯=H m C m 答案: B(3)利用键能计算反应热方法:ΔH=∑E(反应物)-∑E (生成物),即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。