6.1化学反应的热效应

第六章第六章 化学反应与能量化学反应与能量 电化学基础电化学基础 第第1 1讲讲 化学反应的热效应化学反应的热效应抓住抓住5 5个高考重点个高考重点突破突破2 2个高考难点个高考难点揭秘揭秘3 3个高考考向个高考考向1.1.热化学方程式的书写与判断热化学方程式的书写与判断2.2.反应热的有关计算反应热的有关计算 1.1.焓变、反应热焓变、反应热 4.4.盖斯定律盖斯定律 2.2.热化学方程式热化学方程式 5.5.能源能源3.3.中和热和燃烧热中和热和燃烧热1.1.化学反应中能量变化及相关概念化学反应中能量变化及相关概念 2.2.热化学方程式的书写与判断热化学方程式的书写与判断3.3.盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用一、焓变、反应热一、焓变、反应热1化学反应的实质与特征化学反应的实质与特征(1)实质：实质：_ 的断裂和的断裂和_的形成。的形成。(2)特征：既有特征：既有_变化，又有变化，又有_变化。变化。(3)能量转化形式通常有热能、光能和电能等，但主要表能量转化形式通常有热能、光能和电能等，但主要表现为热量的变化。现为热量的变化。(1)焓焓(H):用于描述物质用于描述物质_的物理量。的物理量。(2)焓变焓变(H)H_。单位。单位Jmol1或或kJmol1。(3)焓变与反应热的关系焓变与反应热的关系对于对于_条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：化全部转化为热能，则有如下关系：_。2焓变焓变3反应热：反应热：指当化学反应在一定指当化学反应在一定_下进行时，反应所下进行时，反应所_或或 _的热量，通常用符号的热量，通常用符号Q表示，单位表示，单位Jmol1或或kJmol1。吸收吸收放出放出温度温度HQp等压等压H(生成物生成物)H(反应物反应物)所具有能量所具有能量能量能量物质物质生成物化学键生成物化学键反应物化学键反应物化学键 4能量变化的原因能量变化的原因反应物反应物旧化学键断裂旧化学键断裂新化学键生成新化学键生成吸收能量吸收能量E1释放能量释放能量E2E1 E2，为，为_ 反应，反应，H=_ _、H _0E1 E2，为，为_反应，反应，H=_ _、H _05反应热的测定反应热的测定(1)仪器：仪器：(2)原理：原理：QCm(T2T1)吸热吸热E1 E2放热放热E1 E2二、热化学方程式二、热化学方程式1定义：定义：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义：意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。明了化学反应中的能量变化。2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，表示在，表示在_。298K时，时，2mol气态氢气与气态氢气与1mol气态氧气完全反应生成气态氧气完全反应生成2mol液态水，放出液态水，放出571.6kJ的能量的能量3热化学方程式的书写步骤热化学方程式的书写步骤三、中和热和燃烧热三、中和热和燃烧热比较项目比较项目燃烧热燃烧热中和反应的反应热中和反应的反应热相相同同点点能量变化能量变化_反应反应HH 0，单位：，单位：_不不同同点点反应物的量反应物的量可燃物是可燃物是_mol不限量不限量生成物的量生成物的量 不限量不限量H2O是是_ mol反应热反应热的含义的含义_时，时，mol纯物质纯物质完全燃烧生成稳定完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的氧化物时所放出的热量；不同反应的热量；不同反应物，燃烧热不同物，燃烧热不同 中 强 酸 跟 强 碱中 强 酸 跟 强 碱发生中和反应生成发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量，时所释放的热量，不同反应物的中和热大不同反应物的中和热大致相同，均约为致相同，均约为57.3 kJmol1放热放热1125、101kPa1稀溶液稀溶液kJmol1酸碱中和反应生成酸碱中和反应生成1 mol H2O时，都放出时，都放出57.3 kJ的热量吗？的热量吗？四、盖斯定律四、盖斯定律1内容内容对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样。应焓变都是一样。即：化学反应的反应热只与反应体系的即：化学反应的反应热只与反应体系的_和和_有关，有关，而与而与_无关无关 2.意义意义：间接计算某些反应的反应热。间接计算某些反应的反应热。始态始态终态终态反应的途径反应的途径方程式方程式反应热间的关系反应热间的关系Aa B、A B_H1 H2 ABa1H1 H2 3应用应用H1aH2H1H2HH1H2五、能源五、能源1概念概念：能提供能提供_的自然资源。的自然资源。2发展阶段发展阶段:_时期时期_能源时期能源时期_时期。时期。3分类分类(1)化石燃料化石燃料种类：种类：_、_、_。特点：蕴藏量有限，且特点：蕴藏量有限，且_再生。再生。不能不能天然气天然气石油石油煤煤多能源结构多能源结构化石化石柴草柴草能量能量4能源问题能源问题(1)我国目前使用的主要能源是我国目前使用的主要能源是_，它们的蕴藏量有限，而，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。且不能再生，最终将会枯竭。(2)化石燃料的大量使用带来严重的化石燃料的大量使用带来严重的_问题。问题。(2)新能源新能源种类：种类：_、_、_、_、_和和_等。等。特点：资源丰富，特点：资源丰富，_再生，没有污染或污染很小。再生，没有污染或污染很小。环境污染环境污染化石燃料化石燃料可以可以生物质能生物质能海洋能海洋能地热能地热能风能风能氢能氢能太阳能太阳能考点考点1 1 热化学方程式的书写与判断热化学方程式的书写与判断 书写热化学方程式书写热化学方程式卫星发射可用肼（卫星发射可用肼（N2H4）作燃料，）作燃料，0.5mol液态液态N2H4在在氧气中燃烧，生成氧气中燃烧，生成N2和和H2O（g），放出），放出267kJ热量。热量。【示例导悟】【示例导悟】写出下面的热化学方程式写出下面的热化学方程式1.写反应，要配平。写反应，要配平。N2H4 +O2 =N2 +H2O 22.标状态，要规范。标状态，要规范。3.注注H，要谨慎（单位、正负、与计量数成比例等）要谨慎（单位、正负、与计量数成比例等）(g)(l)(g)(g)H534kJmol1【典例【典例1 1胶状液氢胶状液氢(主要成分是主要成分是H2和和CH4)有望用于未来的运载火箭和有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得空间运输系统。实验测得101 kPa时，时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，完全燃烧生成液态水，放出放出285.8 kJ的热量；的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和完全燃烧生成液态水和CO2气体，气体，放出放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是的热量。下列热化学方程式书写正确的是()。A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1B【能力对接】【能力对接】【应用【应用1 1燃烧热是指通常状况下燃烧热是指通常状况下1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合纯物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量。下列说法正确的是物所放出的热量。下列说法正确的是()。A通常状况下，通常状况下，1 g氢气燃烧生成液态水时放出氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则热量，则 表示氢气燃烧热的热化学方程式为表示氢气燃烧热的热化学方程式为 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1B已知：已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJmol1，则，则 1 mol氢气与氢气与1 mol氟气反应生成氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小液态氟化氢放出的热量小 于于270 kJC500、30 MPa下，将下，将0.5 mol N2和和1.5 mol H2置于密闭的容器置于密闭的容器 中中 充分反应生成充分反应生成NH3(g)，放热，放热19.3 kJ，其热化学方程式为，其热化学方程式为 N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJmol1D已知：已知：C(s，石墨，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1 C(s，金刚石，金刚石)O2(g)=CO2(g)H395.0 kJmol1 则则C(s，金刚石，金刚石)=C(s，石墨，石墨)H1.5 kJmol1高温、高压高温、高压催化剂催化剂D反应物反应物生成物生成物反应过程反应过程能量能量E1E2H=H（生成物）（生成物）-H(反应物）反应物）H=E1（断键吸）（断键吸）-E2(成键放）成键放）H2cdH1H3H2Q2Q1解析解析(1)由于该反应为放热反应，且由于该反应为放热反应，且H2O(g)=H2O(l)H2cd。(2)由于由于CH3COOH电离吸热，浓电离吸热，浓H2SO4稀释时放热，故有稀释时放热，故有H1H3H2。(3)根据题意可得如下转化关系：根据题意可得如下转化关系：故有：故有：HQ2 kJmol1Q1 kJmol10，即：即：Q2Q1。比较反应热大小的四个注意要点比较反应热大小的四个注意要点1反应物和生成物的状态：物质的气、液、固三态的变化与反反应物和生成物的状态：物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系应热的关系2H的符号：比较反应热的大小时，不要只比较的符号：比较反应热的大小时，不要只比较H数值的大数值的大小，还要考虑其符号。小，还要考虑其符号。3参加反应物质的量，当反应物和生成物的状态相同时，参加参加反应物质的量，当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多放热反应的反应物质的量越多放热反应的H越小，吸热反应的越小，吸热反应的H越大。越大。4反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。越大，热量变化越大。【应用【应用3 3】(2013西安二检西安二检)如图所示，下列说法不正确的是如图所示，下列说法不正确的是()。A反应过程反应过程(1)的热化学方程式为的热化学方程式为A2(g)B2(g)=C(g)H1Q1kJmol1B反应过程反应过程(2)的热化学方程式为的热化学方程式为C(g)=A2(g)B2(g)H2Q2 kJmol1CQ1与与Q2的关系：的关系：Q1Q2DH2H1CHold住考向考向考向1化学反应中能量变化及相关概念化学反应中能量变化及相关概念 5年年6考考考向考向2热化学方程式的书写与判断热化学方程式的书写与判断 5年年12考考考向考向3盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用 5年年9考考1(2012大纲全国，大纲全国，9)反应反应ABC(H0)分两步进行：分两步进行：ABX(H0)，XC(H0)。下列示意图中，能。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是正确表示总反应过程中能量变化的是()。考向考向1 化学反应中能量变化及相关概念化学反应中能量变化及相关概念D D2(2012江苏化学，江苏化学，4)某反应的反应过程中能量变化如图所示某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中图中E1表示正反应的活化能，表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能表示逆反应的活化能)。下列。下列有关叙述正确的是有关叙述正确的是()。C CA该反应为放热反应该反应为放热反应B催化剂能改变该反应的焓变催化剂能改变该反应的焓变C催化剂能降低该反应的活化能催化剂能降低该反应的活化能D逆反应的活化能大于正反应的活化能逆反应的活化能大于正反应的活化能1判断正误判断正误(1)氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。已知氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。已知25 时：时：HF(aq)OH(aq)=F(aq)H2O(l)H67.7 kJmol1H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1在在20 mL 0.1 molL1氢氟酸中加入氢氟酸中加入V mL 0.1 molL1 NaOH溶液溶液则氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为：则氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为：HF(aq)H(aq)F(aq)H10.4 kJmol1()考向考向2 热化学方程式的书写与判断热化学方程式的书写与判断(2)25、101 kPa下：下：2Na(s)O2(g)=Na2O(s)H1414 kJmol12Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H2511 kJmol1则：则：25、101 kPa下下Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s)H317 kJmol1(1)H2O的电子式是的电子式是_。(2)反应反应A的热化学方程式是的热化学方程式是_。(3)断开断开1 mol HO键与断开键与断开1 mol HCl键所需能量相差约键所需能量相差约为为_kJ，H2O中中HO键比键比HCl中中HCl键键(填填“强强”或或“弱弱”)_。H115.6 kJmol131.9强强4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)2用用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应。利用反应A，可实现氯的循环利用。可实现氯的循环利用。反应反应A：4HClO2 2Cl22H2O已知：已知：.反应反应A中，中，4 mol HCl被氧化，放出被氧化，放出115.6 kJ的热量。的热量。.2/400CuOCuCl 考向考向3 盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用1温度过高时，温度过高时，WO2(s)转变为转变为WO2(g)：已知：已知：WO2(s)2H2(g)W(s)2H2O(g)H66.0 kJmol1WO2(g)2H2(g)W(s)2H2O(g)H137.9 kJmol1则则WO2(s)WO2(g)的的H_。203.9 kJmol1