化學(xué)能與熱能

1、化學(xué)能與熱能考點(diǎn)一焓變與反應(yīng)熱【知識梳理】1焓變、反應(yīng)熱(1)反應(yīng)熱是化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量。(2)焓變是化學(xué)反應(yīng)在恒溫恒壓下放出或吸收的熱量。(3)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱用一定條件下的焓變表示，符號為H，單位為kJ/mol。2吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(1)從能量高低角度理解(2)從化學(xué)鍵角度理解(3)常見放熱反應(yīng):可燃物的燃燒；酸堿中和反應(yīng)；大多數(shù)化合反應(yīng)；金屬跟酸的置換反應(yīng)；物質(zhì)的緩慢氧化。(4)常見吸熱反應(yīng):大多數(shù)分解反應(yīng)；鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離；Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)；碳和水蒸氣、C和CO2的反應(yīng)。【問題與探究】 1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”

2、) (1)放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)() (2)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴有能量的變化() (3)伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化() (4)吸熱反應(yīng)在任何條件都不能發(fā)生() (6)水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水時放出的能量就是該變化的反應(yīng)熱() (7)同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的H不同() (8)可逆反應(yīng)的H表示完全反應(yīng)時的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)() 2同質(zhì)量的硫粉在空氣中燃燒和在純氧中燃燒，哪一個放出的熱量多，為什么？ 在空氣中燃燒放出的熱量多，因在純氧中燃燒火焰明亮，轉(zhuǎn)化成的光能多，故放出的熱量少。 1某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化

3、如圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能)。 下列有關(guān)敘述正確的是()A該反應(yīng)為放熱反應(yīng) B催化劑能改變該反應(yīng)的焓變 C催化劑能降低該反應(yīng)的活化能 D逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能解析：由題圖可知，生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；催化劑能降低該反應(yīng)的活化能，但不能改變該反應(yīng)的焓變；E1>E2，說明正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能。 2反應(yīng)ABC(H<0)分兩步進(jìn)行：AB X (H>0)；XC(H<0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是() 解析：AB C的H<0，說明生成物C的能量應(yīng)低于反應(yīng)物A、B的能量

4、之和，A、B兩項(xiàng)均錯誤；由于ABX的H>0，說明生成物X的能量應(yīng)高于反應(yīng)物A、B的能量之和，故C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確。 3已知：P4(g)6Cl2(g)=4PCl3(g)Ha kJ·mol1，P4(g)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb kJ·mol1，P4具有正四面體結(jié)構(gòu)，PCl5中PCl鍵的鍵能為c kJ·mol1，PCl3中PCl鍵的鍵能為1.2c kJ·mol1。下列敘述正確的是() APP鍵的鍵能大于PCl鍵的鍵能 B可求Cl2(g)PCl3(g)=PCl5(s)的反應(yīng)熱H CClCl鍵的鍵能為(ba5.6c)/4 kJ·mol

5、1 DPP鍵的鍵能為(5a3b12c)/8 kJ·mol1 解析：Cl的非金屬性大于P的非金屬性，故PCl鍵的鍵能大于PP鍵的鍵能，A項(xiàng)錯誤；不知道PCl5(g)PCl5(s)的反應(yīng)熱，無法求出B項(xiàng)中反應(yīng)的反應(yīng)熱，B項(xiàng)錯誤；根據(jù)蓋斯定律，消去P4，得到ClCl鍵的鍵能為(ba5.6c)/4 kJ·mol1，C項(xiàng)正確；根據(jù)蓋斯定律，消去Cl2，得到PP鍵的鍵能為(5a3b12c)/12 kJ·mol1，D項(xiàng)錯誤4SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在SF鍵。已知：1 mol S(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ，斷裂1 mol FF、SF鍵需要吸收的能

6、量分別為160 kJ、330 kJ。則S(s)3F2(g)=SF6(g)的反應(yīng)熱H為_解析：斷裂1 mol SS鍵吸收能量280 kJ，斷裂3 mol FF鍵吸收能量3×160 kJ，則吸收的總能量為Q吸280 kJ3×160 kJ760 kJ，釋放的總能量為Q放330 kJ×61 980 kJ，由反應(yīng)方程式：S(s)3F2(g)=SF6(g)可知考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式【知識梳理】量和反應(yīng)熱關(guān)系的化學(xué)方程式。2意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1：表示在25 、101 kPa條件下，

7、2_mol_H2(g)和1_mol_O2(g)完全反應(yīng)生成2_mol_H2O(l)，放出571.6_kJ的熱量。【問題與探究】1、H2a/2 kJ·mol1 H3a kJ·mol1 2.表示每摩爾反應(yīng)發(fā)生完成后所放出的熱量；不等，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能進(jìn)行完全，放出的熱量小于92 kJ3、（1）H2(g)1/2O2(g)=H2O(l) H285.8 kJ/mol （2）CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ/mol 【題組訓(xùn)練】題組一 熱化學(xué)方程式的書寫1發(fā)射飛船的火箭推進(jìn)器中盛有強(qiáng)還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強(qiáng)氧化劑液態(tài)雙氧水。當(dāng)它們混合反應(yīng)

8、時，即產(chǎn)生大量氮?dú)夂退魵猓⒎懦龃罅繜?。已?.4 mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應(yīng)，生成氮?dú)夂退魵夥懦?56.652 kJ的熱量。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為： N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H891.63 kJ/mol。N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92 kJ·mol1 3下圖是NO2(g)和CO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJ·mol1 解析：由圖可知，產(chǎn)物總能量低于反應(yīng)物總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，HE1E21

9、34 kJ·mol1368 kJ·mol1234 kJ·mol1。題組二 熱化學(xué)方程式正誤判斷4已知在1×105 Pa、298 K條件下，2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣，放出484 kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是() AH2O(g)=H2(g)1/2O2(g)H242 kJ·mol1 B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H484 kJ·mol1 CH2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H242 kJ·mol1 D2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJ·mol1 解析：H2燃燒是放熱反應(yīng)，H&l

10、t;0，C、D錯誤；題中注明生成水蒸氣，B項(xiàng)中生成液態(tài)水，錯誤；根據(jù)題意熱化學(xué)方程式應(yīng)為2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJ·mol1，推出H2(g)1/2O2(g)=H2O(g)H242 kJ·mol1，該反應(yīng)的逆反應(yīng)H>0，則A正確。 5下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(H的絕對值均正確)() AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g) H1 367.0 kJ/mol(燃燒熱) BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol(中和熱) CS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJ/m

11、ol(反應(yīng)熱) 考點(diǎn)三 燃燒熱和中和熱【知識梳理】1燃燒熱(1)概念：25 、101 kPa時，1_mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的能量。(2)單位：kJ·mol1。(3)意義：C的燃燒熱為393.5 kJ·mol1，表示在25 、101 kPa條件下，1_mol_C完全燃燒生成CO2氣體時放出393.5_kJ熱量。(4)元素燃燒生成的穩(wěn)定氧化物：CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)。2、3中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定(1)裝置：(請在橫線上填寫儀器名稱)(2)計算公式t1起始溫度，t2終止溫度(3)注意事項(xiàng)泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫隔熱，

12、減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失。為保證酸完全中和，采取的措施是使堿稍過量。4能源 【問題與探究】1. 裝置中碎泡沫塑料(或紙條)及泡沫塑料板的作用是什么？保溫、隔熱，減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失。2.怎樣用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液，不能用銅絲攪拌棒代替的理由是什么？實(shí)驗(yàn)時應(yīng)用環(huán)形玻璃攪拌棒上下攪動；因?yàn)殂~傳熱快，熱量損失大，所以不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒。3判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”) (1)太陽能是清潔能源() (2)化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能() (3)農(nóng)村用沼氣池產(chǎn)生的沼氣作燃料屬于生物質(zhì)能的利用() (4)人類利用的能源都是通過化學(xué)反應(yīng)獲得的()

13、 (5)隨著科技的發(fā)展，氫氣將成為主要能源之一() (6)糧食作物是制乙醇燃料的重要原料() (7)化石燃料屬于可再生能源，不影響可持續(xù)發(fā)展() (8)開發(fā)利用各種新能源，減少對化石燃料的依賴，可以降低空氣中PM2.5的含量() (9)開發(fā)太陽能、水能、風(fēng)能、可燃冰等新能源，減少使用煤、石油等化石燃料() (10)低碳生活注重節(jié)能減排，盡量使用太陽能等代替化石燃料，減少溫室氣體的排放() 【題組訓(xùn)練】題組一 理解燃燒熱和中和熱1在25 、101 kPa下，1 g H2完全燃燒生成液態(tài)水時放出142.9 kJ熱量，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為：_，H2的燃燒熱為_。 2已知稀溶液中，1 mol

14、 H2SO4與NaOH溶液恰好完全反應(yīng)時，放出114.6 kJ熱量，寫出表示H2SO4與NaOH反應(yīng)生成1 mol H2O的熱化學(xué)方程式_。答案：1、H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol、285.8 kJ/mol2、1/2H2SO4(aq)NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol3判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“×”)(1)已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1，則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量()(2)已知HCl和NaOH反應(yīng)的中和

15、熱H57.3 kJ·mol1，則98%的濃硫酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol水的中和熱為57.3 kJ·mol1()(3)CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol1，則2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反應(yīng)的H2×283.0 kJ·mol1()(4)氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·mol1，則電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)2H2(g)O2(g)H285.5 kJ·mol1()題組二 中和熱測定的誤差分析和數(shù)據(jù)處理4某實(shí)驗(yàn)小組用0.50 mol/LNaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液進(jìn)行反應(yīng)熱的測定。(

16、1)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式生成1 mol H2O(l)時的反應(yīng)熱為57.3 kJ/mol：H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l) H114.6 kJ/mol (2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝浩鹗紲囟萾1/終止溫度t2/溫度差平均值(t2t1)/H2SO4 NaOH 平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4解析：(2)第2組數(shù)據(jù)偏差較大，應(yīng)舍去，其他三組的溫度差平均值為4.0 近似認(rèn)為0.50 mol·L1 NaOH溶液和0.50 mol·L1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL1，中和后生成溶液的比熱容c4.18 J/(g·)。則生成1 mol H2O(l)時的反應(yīng)熱H_(取小數(shù)點(diǎn)后一位)。53.5 kJ·mol1 上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與57.3 kJ·