化學能與熱能基礎知識梳理

1、化學反應與能量基礎知識梳理一、反應熱 火含變1.含義：在 恒壓 條件下化學反應的熱效應,其符號為 AH ,單位是kJ ? mol-1 測量儀器是量熱計 。2吸收能量及舊化學鍵斷裂新化學鍵形成生成物3.吸熱反應和放熱反應放出能量與反應一個確定的化學反應是吸熱反應還是放熱反應，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的 相對大小。(1)吸熱反應：反應物總能量 工生成物總能量。該過程中熱 能轉(zhuǎn)化為 化學 能。(2)放熱反應：反應物總能量 生成物總能量。該過程中 化學能轉(zhuǎn)化為 熱 能。判斷依據(jù)放熱反應吸熱反應A H的符號A H<0 （ “ - ” 號）A H>0 （ “ +” 號）與物質(zhì)能量

2、的關系E反應物E生成物E反應物E生成物A H4成物的總能量-反應物的總能量與化學鍵 的關系生成物分子成鍵時釋放出的總能量大 于反應物分子斷裂時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放出的總能量小于 反應物分子斷裂時吸收的總能量A H= 反應物的鍵能之和-生成物的鍵能之和反應過程 圖示國工f能量1生成物,后或 j熱量!|一反拽薪先相反俄物 1常見 反應燃燒反應中和反應金屬與水(或酸)的反應大多數(shù)的分解反應鹽的水解 NHCl 與 Ba(OH)2? 8H2O 的反應大多數(shù)的化合反應鋁熱反應C和CO、C和H2O (g)的反應，C吐、CO與CuO等【思考】1、濃硫酸的稀釋、NaOHK體溶解于水放熱，NHNO(固

3、體)溶于水吸熱，這些是否屬于放熱反 應或吸熱反應2、判斷某個反應是放熱反應還是吸熱反應，與反應條件有關嗎反應熱的多少與反應途徑有 關嗎3、物質(zhì)所具有的能量和物質(zhì)的鍵能之間有怎樣的關系【特別提醒】不論放熱反應還是吸熱反應，均指 化學 反應,如濃硫酸的稀釋、NaOM體的溶解，三態(tài)的變化(如水的汽化、碘的升華)等都 不是 放熱反應或吸熱反應。判斷某個反應是放熱反應還是吸熱反應，與反應條件(是否需要加熱)無關，反應熱的多少與反應途徑無關，只與反應物和生成物相應狀態(tài)的總能量大小有關。一般情況下，物質(zhì)越穩(wěn)定，具有的能量就越低，鍵能就 大 。利用放熱反應和吸熱反應可以比較反應物和生成物的相對穩(wěn)定性，能量越低

4、越穩(wěn)定。一個反應若正反應為放熱反應，則逆反應為 吸熱 反應,如H2在Q中燃燒為放熱反應，則水的分解即為吸熱反應4.常見物質(zhì)含共價鍵的物質(zhì)的量1 mol晶體硅中含 2 mol Si Si鍵，1 mol金剛石含2 molCC鍵，1 mol石墨含 molC C鍵，1 mol SiO 2 中含 4 mol Si O鍵。二熱化學方程式【知識梳理】1、定義：表示參加反應的物質(zhì)的量和反應熱的關系的化學方程式。2、意義：表明了化學反應中的物質(zhì)變化和完全反應時的能量變化。如：2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l) A H= kJ/mol 表示在 25 C、101Kpa 下，2molH2 (g)和

5、 1mol6 (g) 完全反應生成 2molHO (l ) 時釋放 kJ 的熱量。3、書寫要求：(1)注明？ H的 “+”、“ - ”和單位，注意“ +”不能省略(2)注明各物質(zhì)的 聚集狀態(tài)，如 s、l、g、aq,如H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)? H因為同種物質(zhì)狀態(tài)不同，具有的能量也不同，以物質(zhì)A為例：A(g)>A(l)>A(s)(3)注明反應的溫度和壓強。若不注明，即指該反應的？ H在 常溫常壓 下測定(4)熱化學方程式中的化學計量系數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示 分子數(shù)因此化學計量系數(shù)既可以是 整數(shù)，也可以是 分數(shù)。且？ H的大小與方程式中的化 學計量系數(shù)成 上比，如果

6、化學計量系數(shù)加倍時， 則？ H也要加倍。當反應逆向進行時， 逆反應的？ H與正反應的？ H絕對值 相等, 符號 相反。如 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (l )？ Hi則？ H、？ H2、？ H3三者之間的關系2 (g) +1/2 O2 (g) = H2O (l )? H22H2O (l ) = 2H2 (g) + O2 (g) ? H3(5) 一般不需注明反應條件(如加熱、點燃等)。(6)中間用“=”不用“一”，常見的可逆反應仍用“.一”，但要注意理解其含義。【要點深化】1、判斷熱化學方程式正誤的“四看”法(1) “一看”各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確；“二看”？H的“+”、“-

7、”是否正確；(3)“三看”反應熱的單位是否為kJ/mol(4)“四看”反應熱數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應。2、根據(jù)兩個熱化學方程式比較反應熱大小時要注意：(1)物質(zhì)的聚集狀態(tài)及其化學計量數(shù)；(2)反應熱所帶的“ +”、“ -”號均具有化學意義，參與大小比較。三燃燒熱和中和熱1 .燃燒熱(1)概念：在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熱量，叫做該 物質(zhì)的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用物 mol 1表示。燃燒熱的限定詞有恒壓(101 kPa時)、可燃物的物質(zhì)的量(1 mol)、完全燃燒、穩(wěn)定的氧化物等, 其中的“完全燃燒”，是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應的氧化物：G-C

8、O(g) , HR H2O(l),Sf SQ(g)等。(2)表示的意義：例如 C的燃燒熱為 kJ - mol1,表示在101 kPa時，1 mol C完全燃燒放出 kJ的熱量。(3)書寫熱化學方程式：燃燒熱是以1 mol物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量來定義的，因此在書寫它的熱化學方程式時，應以燃燒1 mol物質(zhì)為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)。例如：251 r，,GH8(l) +-2O2(g)=8CO2(g) +9HzO(l)AH= - 5 518 kJ - mol ,即 QHw 的燃燒熱為 5 5181 kJ mol 。(4)燃燒熱的計算：可燃物完全燃燒放出的熱量的計算方法為Q放=n(可燃物)x

9、A H式中：Q放為可燃物燃燒反應放出的熱量；n為可燃物的物質(zhì)的量；A H為可燃物的燃燒熱。2 .中和熱(1)概念：在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1 mol液態(tài)H2O時的反應熱叫中和熱。(2)注意幾個限定詞：稀溶液；產(chǎn)物是1 mol液態(tài)HbO;用離子方程式可表示為OH(aq)+ H (aq)=H2O(l) A H= kJ - mol (3)中和熱的測定測定原理：A H=nrn+觸 C 1=x 10 3c t終一 t始nkJ - g 1 - C 1； n為生成H2O的物質(zhì)的量。裝置如圖（在橫線上填出儀器的名稱） 四有關反應熱的比較、計算1. A H的比較：比較 A H的大小時需考慮正負號，

10、對放熱反應，放熱越多，AH越小;對吸熱反應，吸熱越多，A H越大。2.反應熱的有關計算（1）根據(jù)熱化學方程式計算：反應熱與反應物的物質(zhì)的量成正比。（2）根據(jù)蓋斯定律求算：應用蓋斯定律進行簡單計算時，關鍵在于設計反應過程，同時注意：參照新的熱化學方程式（目標熱化學方程式），結合原熱化學方程式（一般23個）進行合 理“變形”，如熱化學方程式顛倒、乘除以某一個數(shù)，然后將它們相加、減，得到目標熱化學方 程式，求出目標熱化學方程式的A H與原熱化學方程式之間 A H的換算關系。當熱化學方程式乘、除以某一個數(shù)時，AH也應相應地乘、除以某一個數(shù)；方程式進行加減運算時，A H也同樣要進行加減運算，且要帶“ +

11、 ” “”符號，即把A H看作一個整體進行運算。將一個熱化學方程式顛倒書寫時，AH的符號也隨之改變，但數(shù)值不變。在設計反應過程中，會遇到同一物質(zhì)的三態(tài)（固、液、氣）的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固一液一氣變化時，會吸熱；反之會放熱。（3）根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱的數(shù)值計算：q放）=n（可燃物）X | A H反應熱與始變的區(qū)別：當系統(tǒng)發(fā)生了化學反應之后，使反應產(chǎn)物的溫度回到反應前始態(tài)的溫度，系統(tǒng)放 出或吸收的熱量就稱為該反應的熱效應，簡稱反應熱，用 Q表示，Q與過程有關，不 是狀態(tài)函數(shù)，即使始末狀態(tài)相同，只要過程不同（如等壓過程和等容過程），Q值就不同。我們研究的反應熱通常有兩種：等容反應熱和等壓反應熱。等容過程反

12、應的熱效 應（Qv）等于反應的內(nèi)能變化（AU）;等壓過程反應的熱效應（Qp）等于反應的始變 （AH）。通常反應是在等壓條件下進行的,所以我們經(jīng)常提及的反應熱如無特別注明 都是指等壓下的熱效應Qp始是熱力學中表示物質(zhì)系統(tǒng)能量的一個狀態(tài)函數(shù)，用符號H表示，H=U+pV始的 變化是系統(tǒng)在等壓可逆過程中所吸收的熱量的度量。始是狀態(tài)函數(shù)，它的值只與狀態(tài) 有關而與過程無關，例如系統(tǒng)由狀態(tài)1 （H1） ?狀態(tài)2 （H2）,不管經(jīng)過什么樣的過 程由1? 2,只要始末狀態(tài)相同，始變 AH=H2H1就是不變的。這與Q不同，過程變 化，Q值就發(fā)生變化。只有過程是等壓過程時，Q值與始變相等，此時二者可以互求， 其它過

13、程二者均不相同，當然計算公式也就不同啦。近五年新課標卷3、 污染小、腐蝕性小等4、大于5、2CO(g)+4H2(g尸CH3OCH(g)+H 2O(g) ； A H=mol;6、X 103 kJmol-1 ;7、( 1) 2858(2) CHOH (l) +O (g) =CO(g) +2H2O (l) H= 2014年其它省市高考試題9、（1）AX3（l） + X2（g）=AX5（s）AH= kJ/mol10、（1）b（2）僦 Na*（或鈉離子）（3）MgO的熔點高，熔融時耗費更多能源，增加生產(chǎn)成本AlCl 3是共價化合物，熔融態(tài)難導電SiCl 4(g) +2H2(g) 1100= Si(s)

14、+ 4HCl(g)A H= + kJ - mol 1(5)b 400 C(6)4KClO 3 =KCl + 3KClO411、(1)三 I A 2 1s22s22p63s23p2(2)<><<4CuCl(s) + Q(g)=2CuCl 2(s) + 2CuO(s)AH= kJ mol 1(合理答案均可)(4)2ClO 2 + C2e l 2=2ClQ+ 2cl (合理答案均可)12、(2)b、c 臼NaCl + 國HO=1NaCQ+同H2 T復分解反應室溫下，氯酸鉀在水中的溶解度明顯小于其他晶體_ _ _ _ 一一 1(4) CQ 3ClO (aq)=ClO3(aq) + 2Cl (aq)A H= - 117 kJ mol13. (1)A、C(2)消耗溶液中的酸，促進 A13+和Fe3+水解生成氫氧化物沉淀(3)MnO2(s) + SO(g)=MnSO(s) A H= 248 kJ/mol(