《选修4_化学反应原理》焓变知识点总结

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一、焓变、反应热
要点一：反应热（焓变）的概念及表示方法
化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量来描述，叫做反应热，又称焓变，符号为ΔH，单位为kJ/mol，规定放热反应的ΔH为“—”，吸热反应的ΔH为“+”。

特别提醒：
（1）描述此概念时，无论是用“反应热”、“焓变”或“ ΔH”表示，其后所用的数值必须带“+”或“—”。

（2）单位是kJ/mol，而不是kJ，热量的单位是kJ。

（3）在比较大小时，所带“+”“—”符号均参入比较。

要点二：放热反应和吸热反应
1．放热反应的ΔH为“—”或ΔH＜0 ；吸热反应的ΔH为“+”或ΔH ＞0
∆H＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）
∆H＝E（反应物的键能）－E（生成物的键能）
2．常见的放热反应和吸热反应
①放热反应：活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应。

②吸热反应：多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳的反应
3．需要加热的反应，不一定是吸热反应；不需要加热的反应，不一定是放热反应
4．通过反应是放热还是吸热，可用来比较反应物和生成物的相对稳定性。

如C（石墨，s）C（金刚石，s）△H3= +1.9kJ/mol，该反应为吸热反应，金刚石的能量高，石墨比金属石稳定。

二、热化学方程式的书写
书写热化学方程式时，除了遵循化学方程式的书写要求外，还要注意以下几点：
1．反应物和生成物的聚集状态不同，反应热的数值和符号可能不同，因此必须注明反应物和生成物的聚集状态，用s、l、g分别表示固体、液体和气体，而不标“↓、↑”。

2．△H只能写在热化学方程式的右边，用空格隔开，△H值“—” 表示放热反应，△H值“+”表示吸热反应；单位为“kJ/mol”。

3．热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数，因此，化学计量数可以是整数，也可以是分数。

4．△H的值要与热化学方程式中化学式前面的化学计量数相对应，如果化学计量数加倍，△H也要加倍。

5．正反应若为放热反应，则其逆反应必为吸热反应，二者△H的数值相等而符号相反。

三、燃烧热、中和热、能源
要点一：燃烧热、中和热及其异同
特别提醒：
1．燃烧热指的是1 mol可燃物燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，注意：稳定的化合物，如H2→H2O(l)而不是H2O(g)、C→CO2(g)而不是CO 、S→SO2(g)而不是SO3。

2．中和热是指酸、碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水所放出的热量。

注意：弱酸、弱碱电离出H+、OH－需要吸收热量，故所测定中和热的数值偏小；浓硫酸与碱测定中和热时，因浓硫酸释稀要放热，故测定的中和热的数值偏大。

3．因燃烧热、中和热是确定的放热反应，具有明确的含义，故在表述时不用带负号，如CH4的燃烧热为890KJ/mol。

4．注意表示燃烧热的热化学方程式和燃烧的热化学方程式；表示中和热的热化学方程式和表示中和反应的热化学方程式的不同。

燃烧热以可燃物1mol为标准，且燃烧生成稳定的化合物；中和热以生成1mol水为标准。

要点二：能源
新能源的开发与利用,日益成为社会关注的焦点,因此,以新型能源开发与利用为背景材料，考查热化学方程式的书写及求算反应热，已成为高考命题的热点。

关于能源问题，应了解下面的几个问题：
（1）能源的分类：常规能源（可再生能源，如水等，非再生能源，如煤、石油、天然气等）；新能源（可再生能源，如太阳能、风能、生物能；非再生能源，如核聚变燃料）
（2）能源的开发；①太阳能：每年辐射到地球表面的能量为5×1019kJ，相当于目前全世界能量消耗的1.3万倍。

②生物能：将生物转化为可燃性的液态或气态化合物，再利用燃烧放热。

③风能：利用风力进行发电、提水、扬帆助航等技术，风能是一种可再生的干净能源。

④地球能、海洋能。

四、反应热的求算
1．由盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是分步完成，其反应热总是相同的。

也就是说，化学反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体反应的途径无关。

2．反应热的数值等于E（形成新键释放的总能量）与E（断键所吸收的总能量）之差，放热反应△H的符号为“—”，吸热反应△H的符号为“+”。

特别提醒：
（1）运用盖斯定律的技巧：参照目标热化学方程式设计合理的反应途径，对原热化学方程式进行恰当“变形”（反写、乘除某一个数），然后方程式之间进行“加减”，从而得出求算新热化学方程式反应热△H的关系式。

（2）具体方法：①热化学方程式乘以某一个数时，反应热也必须乘上该数；②热化学方程式“加减”时，同种物质之间可相“加减”，反应热也随之“加减”；③将一个热化学方程式颠倒
时， H的“+”“—”号也随之改变，但数值不变。

（4）注意1molH2、O2、、P4分别含有1molH－H、1mol O=O、6molP－P，1molH2O中含有2molO—H，1molNH3含有3molN－H ，1molCH4含有4molC－H。

特别提醒】“五看”法判断热化学方程式正误：
①看方程式是否配平；
②看各物质的聚集状态是否正确；
③看ΔH变化的“＋”、“－”是否正确；
④反应热的单位是否为 kJ·mol－1
⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应。

1.下列说法中正确的是 ( )
A．物质发生化学反应都伴随着能量变化 B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
〖解析〗物质发生化学反应都伴随着能量的变化，伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化，物质发生物理变化、核变化(如原子弹的爆炸)也都伴有能量变化。

在一个确定的化学反应中，反应物的总能量(设为x)与生成物的总能量(设为y)之间的关系为：(1)x>y，化学反应为放热反应；(2)x<y，化学反应为吸热反应。

〖答案〗AC
2.（2010 山东）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是
A．生成物能量一定低于反应物总能量
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
〖解析〗生成物的总能量低于反应总能量的反应，是放热反应，若是吸热反应则相反，故A 错；反映速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系，故B错；C是盖斯定律的重要应用，正确；根据H=生成物的焓-反应物的焓可知，焓变与反应条件无关，故D错。

〖答案〗C
3. 已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是 ( )
A．H2O(g)=H2(g)＋O2(g)；ΔH＝＋242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)；ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋ O2(g)=H2O(g)；ΔH＝＋242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)；ΔH＝＋484 kJ·mol－1
〖解析〗热化学方程式的书写要求与普通方程式的区别：①一定要标明各物质的状态，B项中水为液态，排除。

②化学计量数可用分数表示其实际物质的量，与热量成正比。

③用ΔH 表示其热效应时，吸热，其值为正；放热，其值为负。

H2与O2反应生成水蒸气是放热反应，ΔH应为负值，而其逆反应ΔH则为正值。

故排除C、D两项，〖答案〗A
4.①CaCO3(s)===CaO＋CO2(g) ΔH＝＋177.7 kJ
②C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝－131.3 kJ/mol
③H2SO4(l)＋NaOH(l)=== Na2SO4(l)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
④C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
⑤CO(g)＋ O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/mol
⑥HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ/mol ⑦2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－517.6 kJ/mol
(1)上述热化学方程式中，不正确的有____，不正确的理由分别是__________________。

(2)根据上述信息，写出C转化为CO的热化学方程式________________________。

(3)上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式有____；表示中和热的热化学方程式有____。

〘导航〙中和热、燃烧热是两种特定形式的反应热，其基本要求与反应热相同，同时要注意两个概念本身的内涵。

〖解析〗①中CaO未注明聚集状态；ΔH单位应为kJ/mol；②式不符合实际反应情况，碳和水的反应属于吸热反应，ΔH>0；③式中各物质聚集状态标注中，除H2O外，应为(aq)；由④、⑤可得C转化为CO的热化学方程式；101 kPa时，1 mol纯物质(指纯净物：单质或化合物)完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热；在稀溶液中酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时，所释放的热量称为中和热。

〖答案〗 (1)①②③①中CaO未注明状态，ΔH单位错；②式不符合反应事实，吸热反应ΔH>0；③式中各物质均处于稀溶液中，状态(除H2O外)均为溶液(aq) (2) C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ/mol (3)④⑤⑥
6.（2010广东理综卷，9）
在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH2
2 Cl2(g)+ 2H2O(g)=4HCl(g)+ O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是
A．ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B．ΔH3=ΔH1+ΔH2
C．ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D．ΔH3=ΔH1-ΔH2
〖解析〗第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加，有盖斯定律可知ΔH3=ΔH1+2ΔH2 〖答案〗A
7.已知下列热化学反应方程式：
Fe2O3(s)＋ 3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－24.8 kJ/mol
Fe2O3(s)＋CO(g)= Fe3O4(s)＋ CO2(g) ΔH＝－15.73 kJ/mol
Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋640.4 kJ/mol
则14 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为( )
A．－218 kJ/mol B．－109 kJ/mol C．＋218 kJ/mol D．＋109 kJ/mol
〘导航〙像这种根据盖斯定律进行反应热计算的试题，关键是找出欲求的热化学方程式与已知几个热化学方程式的关系，通过必要的加减乘除除掉欲求热化学方程式中没有，而已知热化学方程式有的物质，如该题欲求的热化学方程式中没有Fe2O3和Fe3O4，所以只要想办法除掉这两种物质即可。

〖解析〗该问题可以转化为 12 CO(g)＋12 FeO(s)= 12 Fe(s)＋1
2 CO2(g) ΔH＝？所以应用盖斯定律，若把已知给出的3个热化学方程式按照顺序编号为①、
②、③，那么[(①－②)×32 －③]×16 即可。

〖答案〗B。