熱點(diǎn)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的應(yīng)用

2011考綱展示2012高考導(dǎo)視1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解熱化學(xué)方程式的含義，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。4.了解能源是人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。1.這部分知識(shí)與生產(chǎn)生活密切相關(guān)，尤其是能源、新能源領(lǐng)域是常考的知識(shí)點(diǎn)。2.書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式以及蓋斯定律的應(yīng)用更是高考的熱點(diǎn)。3.中和熱、燃燒熱應(yīng)用也常在高考中出現(xiàn)。第一頁(yè)第二頁(yè)，共46頁(yè)。

(1)定義：在恒壓條件下，進(jìn)行反應(yīng)的_______。符號(hào)：____，單位：________。規(guī)定：放熱反應(yīng)ΔH取“－”，吸熱反應(yīng)ΔH取“＋”。

(2)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量變化的主要原因在于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量不盡相同，在破壞化學(xué)鍵和形成化學(xué)鍵的過(guò)程中能量變化不相等，使得化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量的變化?？键c(diǎn)1反應(yīng)熱1．焓變熱效應(yīng)ΔHkJ/mol第二頁(yè)第三頁(yè)，共46頁(yè)。2．放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)大于(1)定義：當(dāng)反應(yīng)物總能量______生成物總能量時(shí)，為放熱反應(yīng)。小于

當(dāng)反應(yīng)物總能量______生成物總能量時(shí)，為吸熱反應(yīng)。如圖2－6－1所示的能量變化與反應(yīng)過(guò)程的關(guān)系。

圖2－6－1當(dāng)E1＞E2

時(shí)，_____反應(yīng)，ΔH____；當(dāng)E1＞E2

時(shí)，_____反應(yīng)，ΔH____。吸熱>0放熱<0第三頁(yè)第四頁(yè)，共46頁(yè)。(2)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)中和反應(yīng)

放熱反應(yīng)：燃燒反應(yīng)、_________、大多數(shù)化合反應(yīng)、活潑金屬與強(qiáng)酸的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)、鈉與水的反應(yīng)等。 吸熱反應(yīng)：水解反應(yīng)、大多數(shù)分解反應(yīng)、一些需持續(xù)加熱才能發(fā)生的反應(yīng)、碳與二氧化碳的反應(yīng)、氫氧化鋇晶體與氯化銨的反應(yīng)等。物質(zhì)的量反應(yīng)熱3．熱化學(xué)方程式(1)定義：表示反應(yīng)物生成物的________和______的關(guān)系。第四頁(yè)第五頁(yè)，共46頁(yè)?；瘜W(xué)方程式熱化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)______，表示粒子數(shù)和物質(zhì)的量整數(shù)或分?jǐn)?shù)，只表示___________狀態(tài)不要求注明必須注明ΔH正負(fù)及單位必須注明意義表示化學(xué)變化中的物質(zhì)變化不僅表示某過(guò)程中的物質(zhì)變化，也表明了該過(guò)程中的___________kJ·mol(2)意義：表明了變化過(guò)程中的_________，而且也表明了該過(guò)程的__________。如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6－1，表示在25℃、101kPa條件下，_____________________________________________________________________。(3)熱化學(xué)方程式和化學(xué)方程式的區(qū)別整數(shù)物質(zhì)的量物質(zhì)變化能量變化能量變化1molO2(g)完全反應(yīng)生成2molH2O(l)時(shí)釋放571.6kJ的能量2molH2(g)和第五頁(yè)第六頁(yè)，共46頁(yè)。

(4)書(shū)寫(xiě)步驟：寫(xiě)熱化學(xué)方程式一般要先寫(xiě)出反應(yīng)過(guò)程，注明各物質(zhì)的狀態(tài)，再計(jì)算反應(yīng)熱，寫(xiě)出熱化學(xué)方程式。1．反應(yīng)熱的單位是“kJ/mol”，你是如何理解的？答：kJ/mol指的是每發(fā)生1mol化學(xué)方程式給出的反應(yīng)的熱效應(yīng)，而不是指1mol反應(yīng)物。

2．寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)要注意反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)，反應(yīng)熱要注意符號(hào)。為什么反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)熱密切相關(guān)？

變，進(jìn)而使反應(yīng)熱發(fā)生改變。

答：因?yàn)榉磻?yīng)物的聚集狀態(tài)發(fā)生改變也要伴隨著能量的改第六頁(yè)第七頁(yè)，共46頁(yè)。

1．已知：①1molH2

分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436kJ的能量；②1molCl2分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收243kJ的能量；③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子時(shí)釋放431kJ的能量。下列敘述正確的是()

A．氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) B．氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體，反應(yīng)的ΔH＝＋183kJ/mol C．氫氣和氯氣反應(yīng)生成2mol氯化氫氣體，反應(yīng)的ΔH＝－183kJ/mol D．氫氣和氯氣反應(yīng)生成1mol氯化氫氣體，反應(yīng)的ΔH＝－183kJ/mol第七頁(yè)第八頁(yè)，共46頁(yè)。

解析：根據(jù)反應(yīng)熱的含義，生成2mol氯化氫放出熱量431×2kJ，斷裂1molH2和Cl2分別吸收熱量436kJ、243kJ，故ΔH＝436+243-431×2=-183kJ/mol。

答案：C第八頁(yè)第九頁(yè)，共46頁(yè)。

解析：燃料要充分燃燒，除了要有足夠的空氣，還要使溫度達(dá)到其著火點(diǎn)，C錯(cuò)誤?；瘜W(xué)反應(yīng)的過(guò)程，是化學(xué)鍵斷裂和形成的過(guò)程，化學(xué)鍵形成可以看成是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等而被釋放出來(lái)，但同時(shí)化學(xué)鍵的斷裂，則需要吸收外界的能量“貯存”為物質(zhì)內(nèi)部的能量，D的說(shuō)法是片面的。

答案：CD2．(2010年廣東深圳檢測(cè)，雙選)下列說(shuō)法不正確的是(

A．焦炭在高溫下與水蒸氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

B．氫氧化鉀與硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)

C．燃料有足夠的空氣就能充分燃燒

D．化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，都可以看成是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等而被釋放出來(lái)的過(guò)程)第九頁(yè)第十頁(yè)，共46頁(yè)。

(3)注意事項(xiàng) ①燃燒為放熱反應(yīng)，所以燃燒熱一定為負(fù)值；②某些元素完全燃燒生成的穩(wěn)定物是C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)。1molH2完全燃燒生成H2O(l)時(shí)放出的熱量為285.8kJ·mol－1考點(diǎn)2燃燒熱與中和熱1．燃燒熱(1)定義1mol完全穩(wěn)定在25℃、101kPa時(shí)________純物質(zhì)_____燃燒生成_____

第十頁(yè)第十一頁(yè)，共46頁(yè)。(2)反應(yīng)熱的測(cè)定：實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖2－6－2。圖2－6－2①原理：___________________________________________________________________________。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)前后的溫度變化，根據(jù)熱量的計(jì)算公式求出放出的熱量，再計(jì)算中和熱2．中和熱

(1)定義：在稀溶液中，______________________________時(shí)放出的熱叫中和熱。酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共46頁(yè)。

②操作(實(shí)驗(yàn)步驟)：a.量取50.00mL0.5mol/LHCl，倒入到小燒杯中，測(cè)定溫度；b.再量取50.00mL0.55mol/LNaOH，測(cè)定溫度；c.混合、攪拌測(cè)定溫度；d.重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次；e.數(shù)據(jù)處理。 ③最后計(jì)算得到的ΔH＝___________________________。3．能源圖2－6－3－0.418(t2－t1)/0.025kJ·mol－1第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共46頁(yè)。

燃燒熱和中和熱都可以看成是特定條件下的反應(yīng)熱，或者是限定條件下的反應(yīng)熱。在中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中，要注意使用的儀器裝置、操作、中和熱的計(jì)算(數(shù)據(jù)處理)等。中和熱一定等于－57.3kJ/mol嗎？為什么？

答：中和熱不一定等于－57.3kJ/mol。57.3kJ/mol是強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)生成1molH2O時(shí)放出的熱量。若是弱酸或弱堿時(shí)，由于電離要吸熱，所以放出的熱量小于57.3kJ/mol。生成沉淀時(shí)也要伴隨著熱效應(yīng)，所以反應(yīng)熱也發(fā)生變化。第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共46頁(yè)。3．(2010年廣東汕頭模擬)下列屬于新能源的是()①天然氣②煤③海洋能④石油⑤太陽(yáng)能⑥生物質(zhì)能⑦風(fēng)能⑧氫能A．①②③④C．①③⑤⑥⑦⑧B．③⑤⑥⑦⑧D．③④⑤⑥⑦⑧

4．HCl和NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為ΔH＝－57.3kJ/mol，則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱是_____________________。答案：－57.3kJ·mol－1

解析：①天然氣、②煤、④石油屬于傳統(tǒng)能源。

答案：B第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共46頁(yè)?？键c(diǎn)3蓋斯定律1．定義相同反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)途徑

不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是_____的。反應(yīng)熱只和____________________有關(guān)，而與_____無(wú)關(guān)。

2．舉例

如圖2－6－4，始態(tài)為S，終態(tài)為L(zhǎng)，中間過(guò)程為R，

圖2－6－4則有ΔH＝_____________。ΔH1＋ΔH2第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共46頁(yè)。

運(yùn)用蓋斯定律的關(guān)鍵是處理好熱化學(xué)方程式的疊加。要注意計(jì)量數(shù)的改變(實(shí)質(zhì)是物質(zhì)的量發(fā)生了變化)引起的反應(yīng)熱的改變。 如已知：H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1則2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)中的ΔH為多少？

第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共46頁(yè)。H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收的能量/kJ436a3695．(2010年重慶理綜)已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)ΔH＝－72kJ/mol，蒸發(fā)1molBr2(l)需要吸收的能量為30kJ，其它相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：則表中a為()A.404B．260C．230D．200第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共46頁(yè)。

(1)乙酸___________________________________________；

(2)乙醇__________________________________________。

解析：先寫(xiě)出熱化學(xué)方程式：第十八頁(yè)第十九頁(yè)，共46頁(yè)。第十九頁(yè)第二十頁(yè)，共46頁(yè)。熱點(diǎn)1熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的應(yīng)用

【典例1】磷單質(zhì)及其化合物有廣泛應(yīng)用。

(1)同磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高溫下制備黃磷(P4)的熱化學(xué)方程式為

4Ca5(PO4)3F(s)＋21SiO2(s)＋30C(s)===3P4(g)＋20CaSiO3(s)＋30CO(g)＋SiF4(g)；ΔH。 ①上述反應(yīng)中，副產(chǎn)物礦渣可用來(lái)____________。 ②已知相同條件下：

4Ca5(PO4)3F(s)＋3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)＋2CaSiO3(s)＋SiF4(g)；ΔH1第二十頁(yè)第二十一頁(yè)，共46頁(yè)。2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===P4(g)＋6CaO(s)＋10CO(g)；ΔH2SiO2(s)＋CaO(s)===CaSiO3(s)；ΔH3用ΔH1、ΔH2

和ΔH3

表示ΔH，ΔH＝______________。圖2－6－5

(2)三聚磷酸可視為三個(gè)磷酸分子(磷酸結(jié)構(gòu)式見(jiàn)圖2－6－5)之間脫去兩個(gè)水分子產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)式為_(kāi)___________。三聚磷酸鈉(俗稱“五鈉”)是常用的水處理劑，其化學(xué)式為_(kāi)_______。第二十一頁(yè)第二十二頁(yè)，共46頁(yè)。

③利用②中反應(yīng)可在塑料鍍件表面沉積鎳—磷合金，從而達(dá)到化學(xué)鍍鎳的目的，這是一種常見(jiàn)的化學(xué)鍍。請(qǐng)從以下方面比較化學(xué)鍍與電鍍。第二十二頁(yè)第二十三頁(yè)，共46頁(yè)。2H+

方法上的不同點(diǎn)：____________________；原理上的相同點(diǎn)：__________；化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn)：__________________。

答案：(1)①水泥②ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3②Na5P3O10(3)①＋1②11H2O11③化學(xué)鍍無(wú)需通電，而電鍍需要通電都利用氧化還原反應(yīng)化學(xué)鍍對(duì)鍍件的導(dǎo)電性無(wú)特殊要求

解析：(1)①CaSiO3可以用來(lái)制水泥；②把幾個(gè)熱化學(xué)方程式按一定的比疊加即得出所求熱化學(xué)方程式。

(2)一個(gè)磷酸中的羥基與另一個(gè)磷酸的H之間可以脫水?！拔邂c”即五個(gè)鈉離子，以化合價(jià)代數(shù)和為零可求解。第二十三頁(yè)第二十四頁(yè)，共46頁(yè)。

1．(2008年全國(guó)卷Ⅱ)紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應(yīng)過(guò)程和能量關(guān)系如圖2－6－6所示(圖中的ΔH表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。圖2－6－6第二十四頁(yè)第二十五頁(yè)，共46頁(yè)。根據(jù)圖2－6－6回答下列問(wèn)題：

(1)P和Cl2

反應(yīng)生成PCl3

的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________。

(2)PCl5

分解成PCl3

和Cl2

的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________。上述分解反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，溫度T1

時(shí)，在密閉容器中加入0.80molPCl5，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)PCl5

還剩0.60mol，其分解率α1

等于__________；若反應(yīng)溫度由T1

升高到T2，平衡時(shí)PCl5

的分解率為α2，α2__________α1(填“大于”、“小于”或“等于”)。第二十五頁(yè)第二十六頁(yè)，共46頁(yè)。

(3)工業(yè)上制備PCl5

通常分兩步進(jìn)行，先將P和Cl2

反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl3，然后降溫，再和Cl2

反應(yīng)生成PCl5。原因是________________________________________。

(4)P和Cl2

分兩步反應(yīng)生成1molPCl5

的ΔH3＝________，P和Cl2

一步反應(yīng)生成1molPCl5

的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(5)PCl5

與足量水充分反應(yīng)，最終生成兩種酸，其化學(xué)方程式是__________________________________________。第二十六頁(yè)第二十七頁(yè)，共46頁(yè)。第二十七頁(yè)第二十八頁(yè)，共46頁(yè)。第二十八頁(yè)第二十九頁(yè)，共46頁(yè)。熱點(diǎn)2能源問(wèn)題【典例2】(雙選)下列有關(guān)能源和能量的說(shuō)法正確的是(

)A．目前我國(guó)發(fā)電量中火力發(fā)電居于首位B．蒸汽屬于二次能源C．凡經(jīng)過(guò)加熱而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)D．酸堿中和反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)解析：略。答案：AB第二十九頁(yè)第三十頁(yè)，共46頁(yè)。2．(雙選)下列說(shuō)法正確的是()

A．硫酸、純堿、醋酸鈉和生石灰分別屬于酸、堿、鹽和氧化物

B．蔗糖、硫酸鋇和水分別屬于非電解質(zhì)、強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)

C．Mg、Al、Cu可以分別用置換法、直接加熱法和電解法冶煉得到

D．天然氣、沼氣和水煤氣分別屬于化石能源、可再生能源和二次能源

解析：A項(xiàng)純堿不屬于堿，C項(xiàng)Mg、Al用電解法冶煉，Cu用置換法等方法來(lái)冶煉。

答案：BD第三十頁(yè)第三十一頁(yè)，共46頁(yè)。第三十一頁(yè)第三十二頁(yè)，共46頁(yè)。1．(2011年廣東廣州聯(lián)考)化學(xué)與生活、社會(huì)密切相關(guān)。下列說(shuō)法不正確的是()

A．利用太陽(yáng)能等清潔能源代替化石燃料，有利于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境

B．凡含有食品添加劑的食物對(duì)人體健康均有害，不可食用

C．為防止電池中的重金屬等污染土壤和水體，應(yīng)積極開(kāi)發(fā)廢電池的綜合利用技術(shù)

D．提倡人們購(gòu)物時(shí)不用塑料袋，是為了防止白色污染

答案：B第三十二頁(yè)第三十三頁(yè)，共46頁(yè)。

2．(2011年廣東汕頭質(zhì)檢)已知在298K時(shí)下述反應(yīng)的有關(guān)數(shù)據(jù)：C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1＝－110.5kJ/mol；ΔH2＝－393.5kJ/mol；)則C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH為(A．＋283.5kJ/molB．＋172.5kJ/molC．－172.5kJ/molD．－504kJ/mol答案：B第三十三頁(yè)第三十四頁(yè)，共46頁(yè)。答案：D第三十四頁(yè)第三十五頁(yè)，共46頁(yè)。

4．(2010年廣東汕頭模擬)(1)請(qǐng)寫(xiě)出乙烷在高溫、催化劑的作用下與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳的化學(xué)方程式：_____________________________________。

(2)已知：C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為

試寫(xiě)出由C與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳的熱化學(xué)方程式：_________________________________________________________________________________________。第三十五頁(yè)第三十六頁(yè)，共46頁(yè)。第三十六頁(yè)第三十七頁(yè)，共46頁(yè)。

1．“低碳經(jīng)濟(jì)”是指通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、新能源開(kāi)發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源的消耗，減少溫室氣體的排放的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)、下列措施中，不符合“低碳經(jīng)濟(jì)”的是()

A．開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能、氫能等代替高碳能源

B．農(nóng)作物收獲后，就地焚燒秸稈，增加土壤中的鉀肥

C．發(fā)展羰基合成等工藝技術(shù)，利用二氧化碳生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品

D．以煤的氣化為龍頭，大力發(fā)展以一碳化學(xué)為基礎(chǔ)的新一代煤化工技術(shù)

答案：B第三十七頁(yè)第三十八頁(yè)，共46頁(yè)。2．C(石墨)在高溫、高壓及催化劑存在的條件下能轉(zhuǎn)化為C(金剛石)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，由此可知()

A．石墨比金剛石穩(wěn)定

B．石墨總能量比等質(zhì)量的金剛石高

C．該變化屬于物理變化

D．該反應(yīng)的焓變?chǔ)<0

解析：石墨到金剛石的轉(zhuǎn)化需要吸熱，則金剛石的總能量比石墨高，B錯(cuò)；同素異形體之間的轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化，C錯(cuò)；反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，D錯(cuò)。

答案：A第三十八頁(yè)第三十九頁(yè)，共46頁(yè)。

3．(雙選)單斜硫和正交硫是硫元素形成的兩種不同單質(zhì)。已知：①S(單斜，s)＋