江蘇省海門市三廠中學(xué)2012屆高三化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)

專題五  化學(xué)反應(yīng)與能量變化、燃燒熱與能源

【考綱要求】

1.能說明化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，知道化學(xué)變化中常見的能量轉(zhuǎn)化形式。

2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱(焓變)的概念。

3.能正確書寫熱化學(xué)方程式，能用蓋斯定律進(jìn)行簡單化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱的計算。

【命題趨勢】

要求熱化學(xué)方程式的正確表達(dá)（狀態(tài)、計量數(shù)、能量關(guān)系）和明確化學(xué)變化中的能量交換關(guān)系。主要考查吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的比較、計算，熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷。主要題型有反應(yīng)熱大小的比較，圖象分析題，鍵能計算題，定析題，計算反應(yīng)熱及綜合應(yīng)用等。重點還是在能正確書寫熱化學(xué)方程式，能用蓋斯定律進(jìn)行簡單化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱的計算。

【高考預(yù)測】

從09、10、11年江蘇高考題來看，12年江蘇高考化學(xué)反應(yīng)與能量的題目可能還是在大型填空題中出現(xiàn)。而此類題型往往將熱化學(xué)方程式與燃料的使用、環(huán)境保護(hù)、新能源、航空航天等高科技密切聯(lián)系起來，充分體現(xiàn)化學(xué)與實際生產(chǎn)生活相聯(lián)系的功能。

【知識框架】

                    反應(yīng)熱與焓變——反應(yīng)熱正負(fù)確定，反應(yīng)熱大小的比較

                    物質(zhì)鍵能大小與所具能量大小的關(guān)系

化學(xué)反應(yīng)與熱能      熱化學(xué)方程式的書寫

特殊的反應(yīng)熱：燃燒熱與中和熱，能源分類和利用

反應(yīng)熱的計算——蓋斯定律

一、了解反應(yīng)熱、燃燒熱、中和熱的概念

1.化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量叫做反應(yīng)熱，符號         ，單位           。

2.燃燒熱概念：燃燒熱指的在101 kPa時，1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量。

   概念中的關(guān)鍵詞:101 kPa、1 mol、完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物。

3.中和熱概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH₂O，這時的反應(yīng)熱叫做中和熱（中學(xué)階段主要討論強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的反應(yīng)）。

概念中的關(guān)鍵詞:稀溶液、生成1molH₂O。

二、正確書寫熱化學(xué)方程式

1.能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式稱為熱化學(xué)方程式。

表示含義：不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

2.熱化學(xué)方程式書寫注意事項：

（1）?H只能寫在標(biāo)有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊，并用“；”隔開。若為放熱反應(yīng)：?H為“－”；若為吸熱反應(yīng)：?H為“＋”。?H的單位一般為kJ/mol。

（2）注意反應(yīng)熱?H與測定條件（溫度、壓強(qiáng)等）有關(guān)。因此書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明?H的測定條件 絕大多數(shù)?H是在25℃、101 kPa下測定的，可不注明溫度和壓強(qiáng)。

（3）注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子或原子數(shù)。因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。

（4）注意反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱?H不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。氣體用“g”，液體用“l”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用↑和↓。

（5）注意熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于?H與反應(yīng)完成物質(zhì)的量有關(guān)，所以方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)必須與?H相對應(yīng)，如果化學(xué)計量數(shù)加倍，則?H也要加倍。當(dāng)反應(yīng)向逆向進(jìn)行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。

三、掌握化學(xué)反應(yīng)熱的計算

1.吸熱反應(yīng)：?H＞0；

(1)從物質(zhì)能量角度分析：反應(yīng)物總能量＜生成物總能量；

(2)從鍵能角度(實質(zhì))分析：反應(yīng)物斷鍵吸收的能量＞生成物成鍵釋放的能量；

(3)從常見反應(yīng)角度：屬于吸熱的有：

①大多數(shù)分解反應(yīng)                        特例:2KClO₃＝2KCl＋3O₂↑(放熱反應(yīng))

②Ba(OH)₂·8H₂O與NH₄Cl反應(yīng),

③工業(yè)上制水煤氣的反應(yīng)

④以C、H₂、CO 為還原劑的氧化還原反應(yīng)。

2.放熱反應(yīng)：?H＜0；

(1)從物質(zhì)能量角度分析：反應(yīng)物總能量＞生成物總能量；

(2)從鍵能角度(實質(zhì))分析：反應(yīng)物斷鍵吸收的能量＜生成物成鍵釋放的能量；

(3)從常見反應(yīng)角度：屬于放熱的有：

①所有燃燒反應(yīng)

②酸堿中和反應(yīng) 

③大多數(shù)化合反應(yīng)                        特例：C＋CO₂ ＝2CO(吸熱反應(yīng))

④鋁熱反應(yīng)

⑤金屬與酸(活潑金屬與水)反應(yīng)  

⑥金屬氧化物(如氧化鈣等)與水(或酸)反應(yīng)

3. 反應(yīng)熱與焓變

?H＝E（     物的總能量）－E（     物的總能量）

?H＝E（     物的鍵能）－E（     物的鍵能）

四、了解能源：能源就是能提供能量的自然資源

目前主要使用的能源是化石燃料，常見的能源有化石燃料、風(fēng)力、陽光、潮汐等。

★★★★★【考點剖析一】熱化學(xué)方程式的書寫、判斷

【例1】已知充分燃燒a g乙炔氣體時生成1 mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量b kJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是

A.2C₂H₂（g）＋5O₂（g）＝4CO₂（g）＋2H₂O（l）；?H＝－4bkJ/mol

B.C₂H₂（g）＋O₂（g）＝2CO₂（g）＋H₂O（l）；?H＝＋2bkJ/mol

C.2C₂H₂（g）＋5O₂（g）＝4CO₂（g）＋2H₂O（l）；?H＝－2bkJ/mol

D.2C₂H₂（g）＋5O₂（g）＝4CO₂（g）＋2H₂O（l）；?H＝＋bkJ/mol

【變式訓(xùn)練1】（1）肼（N₂H₄）和NO₂是一種雙組分火箭推進(jìn)劑。兩種物質(zhì)混合發(fā)生反應(yīng)生成N₂和H₂O（g），已知8g氣體肼在上述反應(yīng)中放出142kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為

                                                                      。

（2）0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B₂H₆）在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出9.5kJ熱量，其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為                                ；

又知H₂O（l）H₂O（g）；?H＝＋44kJ/mol，則11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時，放出的熱量是                kJ。

【考點剖析二】化學(xué)反應(yīng)熱的有關(guān)計算

【例2】（2011重慶） SF₆是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在S－F鍵。已知：1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,斷裂1molF－F 、S－F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ。則S(s)＋3F₂(g)＝SF₆(g)的反應(yīng)熱?H為：

A.－1780kJ/mol                      B.－1220 kJ/mol

C.－450 kJ/mol                      D.＋430 kJ/mol

【變式訓(xùn)練2】（08年海南）白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng)：P₄＋5O₂＝P₄O₁₀。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：P－P：a kJ·mol^－1、P－O： b kJ·mol^－1、P＝O： c kJ·mol^－1、O＝O：d kJ·mol^－1。根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的?H，其中正確的是

A.(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol^－1       B.(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol^－1

C.(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol^－1        D.(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol^－1

【考點剖析三】有關(guān)燃燒熱、中和熱的知識

【例3】下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是

A.已知2H₂(g)＋O₂(g)＝2H₂O(l)；?H＝－571.6kJ·mol^－1，

則氫氣的燃燒熱為285.8kJ·mol^－1

B.已知C（石墨，s）＝C（金剛石，s）；?H＞0，則金剛石比石墨穩(wěn)定

C.含20.0g NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7kJ的熱量，則稀醋酸和稀NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

  NaOH(aq)＋CH₃COOH(aq)＝CH₃COONa(aq)＋H₂O(l) ?H＝－57.4kJ·mol^－1

D.已知2C(s)＋2O₂(g)＝2CO₂(g) ?H₁；2C(s)＋O₂(g)＝2CO(g) ?H₂，則?H₁＞?H₂

【變式訓(xùn)練3】下列說法或表示方法中正確的是：
A.等質(zhì)量的硫蒸氣和硫磺分別完全燃燒，后者放出的熱量多
B.氫氣的燃燒熱為285.8kJ·mol^-1，則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為
  2H₂(g)＋O₂(g)＝2H₂O(l)；?H＝－285.8 kJ·mol^－1
C.Ba(OH)₂·8H₂O(s)＋2NH₄Cl(s)＝BaCl₂(s)＋2NH₃(g)＋10H₂O(l)；?H＜0
D.已知中和熱為57.3 kJ·mol^－1，若將含0.5mol H₂SO₄的濃溶液與含1mol NaOH的溶液混合，放出的熱量要大于57.3 kJ

★★★★★【考點剖析四】蓋斯定律的應(yīng)用：

多步反應(yīng)的計算：運(yùn)用蓋斯定律將熱化學(xué)方程式（包括△H）進(jìn)行加或減，得到新的熱化學(xué)方程式后，再列比例關(guān)系式。

【例4】（09江蘇

Cu(s)＋2H^＋(aq) ＝Cu^2＋(aq)＋H₂(g) ；?H＝＋.39KJ·mol^－1

2H₂O₂(l)＝2H₂O(l) ＋O₂(g) ；?H＝－196. 46KJ·mol^－1

H₂(g)＋O₂(g) ＝H₂O(l) ；?H＝－285. 84KJ·mol^－1

在H₂SO₄溶液中Cu與H₂O₂反應(yīng)生成Cu^2＋和H₂O的熱化學(xué)方程式為                    。

                         2Hg（l）＋O₂（g）＝2HgO（s）；?H＝－181.6kJ·mol^-1

則反應(yīng)Zn（s）＋HgO（s）＝ZnO（s）＋Hg（l）的?H為

A.＋519.4kJ·mol^-1                 B.＋259.7 kJ·mol^-1

C.－259.7 kJ·mol^-1                D.－519.4kJ·mol^-1

【變式訓(xùn)練5】（11上海）根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

(i)I₂(g)＋H₂(g)