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,考点清单,知能拓展,实践探究,栏目索引,专题,6,化学能能与热能,化学 江苏省专用,考点一化学反应中的热效应及热化学方程式,考点清单,基础知识,一、反应热(焓变),1.定义:化学反应过程中放出或吸收的,热量,叫作反应热,在恒压条件,下,它等于反应前后体系的焓变。,2.符号:,H,。,3.单位:,kJ/mol或kJmol,-1,。,4.测量:可用量热计测量。,5.表示方法:吸热反应的,H,0,放热反应的,H,0。,6.产生原因:化学反应过程中,旧键断裂吸收的能量与新键形成放出的能量,不相等,故化学反应均伴随着能量变化。,二、燃烧热和中和热,1.燃烧热,(1)定义:101 kPa时,1 mol,纯物质,完全燃烧,生成,稳定,的氧化物,时所放出的热量,叫作该物质的燃烧热。,(2)表示意义,CH,4,(g)+2O,2,(g),CO,2,(g)+2H,2,O(l),H,=-890.31 kJ/mol,表示101 kPa条件,下,1 mol CH,4,完全燃烧生成CO,2,(g)和H,2,O(l)时,放出,的热量是,890.31kJ,。,2.中和热,(1)定义:在,稀溶液,中,酸跟碱发生,中和,反应生成,1 mol,H,2,O时,所释放的热量,叫作中和反应的反应热。,(2)热化学方程式:H,+,(aq)+OH,-,(aq),H,2,O(l),H,=-57.3 kJmol,-1,。,三、催化剂对活化能、焓变的影响,催化剂能降低反应所需的活化能,但,H,保持不变,。如图所示:,四、热化学方程式,1.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。,2.书写要求,(1)注明反应的温度和压强(25、101 kPa下进行的反应可不注明)。,(2),注明反应物和生成物的状态,:固态(,s,或注明晶型)、液态(,l,)、气态(,g,),、溶液(aq)。,(3)热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,而不代表,分子个数,因此可以写成分数。,重点突破,一、放热反应和吸热反应的比较,类型比较,放热反应,吸热反应,定义,有热量放出的化学反应,吸收热量的化学反应,形成,原因,反应物具有的总能量大于生成,物具有的总能量,反应物具有的总能量小于生成,物具有的总能量,与化学,键强弱,的关系,生成物分子成键时释放出的总,能量大于反应物分子断键时吸,收的总能量,生成物分子成键时释放出的总,能量小于反应物分子断键时吸,收的总能量,表示方法,H,0,图示,实例,H,2,(g)+Cl,2,(g),2HCl(g),H,=-184.6 kJmol,-1,C(s)+H,2,O(g),CO(g)+H,2,(g),H,=+131.3 kJmol,-1,二、常见的放热反应和吸热反应,1.常见的放热反应,活泼金属与水或酸的反应,例如:,2Na+2H,2,O,2NaOH+H,2,2Al+6HCl,2AlCl,3,+3H,2,酸碱中和反应,例如:,2KOH+H,2,SO,4,K,2,SO,4,+2H,2,O,CH,3,COOH+NaOH,CH,3,COONa+H,2,O,燃烧反应,例如:,2CO+O,2,2CO,2,CH,3,CH,2,OH+3O,2,2CO,2,+3H,2,O,一些化合反应,例如:,SO,3,+H,2,O,H,2,SO,4,CaO+H,2,O,Ca(OH),2,CuSO,4,+5H,2,O,CuSO,4,5H,2,O,2.常见的吸热反应,一些分解反应,例如:,CaCO,3,CaO+CO,2,CuSO,4,5H,2,O,CuSO,4,+5H,2,O,一些复分解反应,例如:,2NH,4,Cl(s)+Ba(OH),2,8H,2,O(s),BaCl,2,+2NH,3,+10H,2,O,一些置换反应,例如:,C(s)+H,2,O(g),CO+H,2,CO,2,+C,2CO,3.反应条件与放热反应、吸热反应的关系,不同的化学反应发生的条件不同,放热反应和吸热反应均能在一定条件下,发生。反应开始需要加热的反应可能是吸热反应也可能是放热反应。吸,热反应开始时加热,反应后需要不断加热才能维持反应继续进行;放热反应,开始时加热,反应后会放出一定的热量,此热量能够使反应继续进行,则反,应过程中不需要再加热,如煤的燃烧,一旦热量足够使煤燃烧起来,之后煤,就可以继续燃烧下去,不再需要外界加热。由此可见,反应是吸热还是放热,与反应的条件没有必然的联系,而是取决于反应物和生成物具有的总能量,(或焓)的相对大小。,一些化合反应,例如:,考点二盖斯定律及其应用,基础知识,1.内容:不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的,即化,学反应的反应热只与反应体系的,始态,和,终态,有关,而与反应的,途径,无关。,2.应用:很多反应很难直接测其反应热,可,用盖斯定律间接计算,。,反应热大小比较和反应热的计算,1.反应热大小比较,(1)同一反应的生成物状态不同时,A(g)+B(g),C(g),H,1,0,A(g)+B(g),C(l),H,2,0,C(g),C(l),H,3,0,因为,H,3,=,H,2,-,H,1,H,3,0,所以,H,2,H,1,。,也可以按以下思路分析:,C(g),C(l),C(l),知能拓展,因为,H,1,+,H,3,=,H,2,H,1,0,H,2,0,H,3,0,所以,H,2,H,1,。,(2)同一反应的反应物状态不同时,S(g)+O,2,(g),SO,2,(g),H,1,0,S(s)+O,2,(g),SO,2,(g),H,2,0,S(g),S(s),H,3,0,因为,H,2,+,H,3,=,H,1,H,1,0,H,2,0,H,3,0,所以,H,1,H,2,。,(3)两个有联系的不同反应相比,C(s)+O,2,(g),CO,2,(g),H,1,0,C(s)+,O,2,(g),CO(g),H,2,0,C(s),CO,2,(g),C(s),CO(g),CO,2,(g),因为,H,2,+,H,3,=,H,1,H,1,0,H,2,0,H,3,0,所以,H,1,H,2,。,并且据此可写出下面的热化学方程式:,CO(g)+,O,2,(g),CO,2,(g),H,=,H,1,-,H,2,。,2.反应热的计算,(1)应用盖斯定律计算反应热,某化学反应无论一步完成,还是分几步完成,反应的总热效应相同。即反应,热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关,这就是盖斯定律。,此定律的主要应用是用已知反应的反应热来推知相关反应的反应热。,注意应用盖斯定律进行简单计算的注意事项,设计合理的反应过程。,当反应方程式乘或除某数时,H,也应乘或除该数。,反应方程式进行加减运算时,H,也同样要进行加减运算,且计算过程中,要带“+”“-”。,应用盖斯定律进行计算并比较反应热的大小时,同样要把,H,看作一个,整体。,在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,状,态由固液气变化时,会吸热;反之会放热。,当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相,反。运用盖斯定律的关键在于分析总反应可由哪些中间过程构成,化简要,细心。,(2)根据化学键键能计算,H,=反应物的键能总和-生成物的键能总和,(3)根据反应物和生成物的能量计算,H,=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量。,例2019启东、海门、通州联考,20(1)高铁酸钾是一种集氧化、絮凝、,吸附、杀菌、消毒、除臭为一体的新型绿色高效水处理的无机药剂。,(1)Fe,2,O,3,、Fe,3,O,4,、FeO、Fe都可以作为制取高铁酸钾的原料,转化关系如,下:,Fe,2,O,3,(s)+3CO(g),2Fe(s)+3CO,2,(g),H,=-25 kJmol,-1,3Fe,2,O,3,(s)+CO(g),2Fe,3,O,4,(s)+CO,2,(g),H,=-47 kJmol,-1,Fe,3,O,4,(s)+CO(g),3FeO(s)+CO,2,(g),H,=+17 kJmol,-1,则反应:FeO(s)+CO(g),Fe(s)+CO,2,(g)的,H,=,。,解析(1)目标反应热化学方程式可由三个已知热化学方程式通过,-,-,得到,根据盖斯定律,H,=(,+,-,)kJmol,-1,=-10.3 kJmol,-1,。,答案(1)-10.3 kJmol,-1,命题分析本题考查、反应热,H,的求算。考查学生的观察、分析、推理能力和计算能力,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养。,1.盖斯定律的考查常与节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能,源等社会热点问题相联系,并要求运用所学的化学知识和方法解决生产、,生活中简单的化学问题,在实践中逐步形成节约成本、循环利用、保护环,境等观念,体现了科学态度与社会责任的学科核心素养。,实践探究,例1(2017江苏单科,8,2分)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH,3,OCH,3,)。下列说法,不正确,的是,(),C(s)+H,2,O(g),CO(g)+H,2,(g),H,1,=,a,kJmol,-1,CO(g)+H,2,O(g),CO,2,(g)+H,2,(g),H,2,=,b,kJmol,-1,CO,2,(g)+3H,2,(g),CH,3,OH(g)+H,2,O(g),H,3,=,c,kJmol,-1,2CH,3,OH(g),CH,3,OCH,3,(g)+H,2,O(g),H,4,=,d,kJmol,-1,A.反应、为反应提供原料气,B.反应也是CO,2,资源化利用的方法之一,C.反应CH,3,OH(g),CH,3,OCH,3,(g)+,H,2,O(l)的,H,=,kJmol,-1,D.反应2CO(g)+4H,2,(g),CH,3,OCH,3,(g)+H,2,O(g)的,H,=(2,b,+2,c,+,d,)kJmol,-1,解析本题考查盖斯定律的应用等知识。结合题给信息可知反应、,产生的H,2,和CO,2,可以作为反应的原料,故A正确;反应产生了甲醇,是CO,2,资源化利用的一种方法,故B正确;根据反应可知CH,3,OH(g),CH,3,OCH,3,(g)+,H,2,O(g)的,H,=,kJmol,-1,但选项反应中水呈液态,故,H,不等于,kJmol,-1,C错误;根据盖斯定律,2+,2+可得2CO(g)+4H,2,(g),CH,3,OCH,3,(g)+H,2,O(g)的,H,=(2,b,+2,c,+,d,)kJmol,-1,故D正确。,答案C,题目价值本题以新型能源二甲醚的合成为背景,将化工流程简化为热化,学方程式来考查学生对能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定,律的运用等知识的理解、掌握及应用程度。,2.结合化学反应中能量变化的本质是化学键的断裂与形成,通过实验历程,图来展示反应的实质,考查学生对图表信息的加工处理能力。,例2(2018北京理综,7,6分)我国科研人员提出了由CO,2,和CH,4,转化为高附,加值产品CH,3,COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。,下列说法,不正确,的是,(),A.生成CH,3,COOH总反应的原子利用率为100%,B.CH,4,CH,3,COOH过程中,有CH键发生断裂,C.放出能量并形成了CC键,D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率,解析催化剂只影响化学反应速率,不会使化学平衡发生移动,故不会提高,反应物的平衡转化率,D不正确。,答案D,题目价值本题以高附加值产品CH,3,COOH合成历程图为背景,分析物质,化学变化和伴随发生的能量转化与物质微观结构之间的关系。考查了能,量变化、催化剂对化学反应速率和平衡的影响、物质结构式和结构简式,等。,
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