2018-2019学年高中化学 第一章《化学反应与能量》章末总结 新人教版选修4.doc

化学反应与能量章末总结学习目标定位1.会书写热化学方程式并能判断其正误。2.正确理解盖斯定律并学会其应用。3.掌握反应热的四种计算方法。一热化学方程式的书写方法与正误判断热化学方程式是表明反应所放出或吸收热量的化学方程式。它不仅能表明化学反应中的物质变化，而且也能表明化学反应中的能量变化。1.书写方法要求(1)必须在化学方程式的右边标明反应热H的符号、数值和单位(H与最后一种生成物之间留一空格)：(2)H与测定条件(温度、压强等)有关、因此应注明H的测定条件。绝大多数H是在25 、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。(3)反应热与物质的聚集状态有关，因此必须注明物质的聚集状态(s，l，g)，溶液中的溶质标明“aq”。化学式相同的同素异形体除标明状态外还需标明其名称如C(金刚石，s)。热化学方程式中不标“”和“”，不在等号或箭头上写“点燃、高温、催化剂”等条件。(4)热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量而不表示分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。特别提示(1)H是一个宏观量，它与反应物的物质的量成正比，所以方程式中的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也随之加倍，当反应方向变化时，H的值也随之变号。(2)根据燃烧热、中和热书写的热化学方程式，要符合燃烧热、中和热的定义。【例1】已知下列热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.0 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1回答下列各问题：(1)上述反应中属于放热反应的是_。(2)H2的燃烧热H_；C的燃烧热H_。(3)燃烧10 g H2生成液态水，放出的热量为_。(4)CO的燃烧热H_，其热化学方程式为_。解析(1)已知四个热化学方程式的H皆小于0，故都是放热反应。(2)H2的燃烧热是指1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量，故H2的燃烧热H285.0 kJmol1；C的燃烧热是指1 mol碳完全燃烧生成CO2时放出的热量，故C的燃烧热H393.5 kJmol1。(3)燃烧10 g H2生成液态水时放出的热量为285.0 kJmol11 425.0 kJ。(4)将已知热化学方程式可得：CO(g)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1(110.5 kJmol1)283.0 kJmol1，故CO的燃烧热H283.0 kJmol1，CO燃烧的热化学方程式为CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1。答案(1)(2)285.0 kJmol1393.5 kJmol1(3)1 425.0 kJ(4)283.0 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol12.常见错误要回避(1)漏写物质的聚集状态(漏一种就全错)；(2)H的符号“”、“”标示错误；(3)H的值与各物质化学计量数不对应；(4)H后不带单位或单位写错(写成kJ、kJmol等)。3.正误判断方法判断热化学方程式的正误时要从以下几个方面进行检查：(1)热化学方程式是否已配平，是否符合客观事实；(2)各物质的聚集状态是否标明；(3)反应热H的数值与该热化学方程式的化学计量数是否对应；(4)反应热H的符号是否正确，放热反应的H为“”，吸热反应的H为“”。【例2】燃烧1 g乙炔生成二氧化碳和液态水放出热量50 kJ，则下列热化学方程式书写正确的是()A.2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H50 kJmol1B.C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJC.2C2H25O2=4CO22H2OH2 600 kJD.2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H2 600 kJmol1解析本题可结合热化学方程式的书写规则来具体分析。书写热化学方程式时，H只能写在化学方程式的右边，若为放热反应，则H为“”；若为吸热反应，则H为“”，其单位一般为kJmol1，故A、B、C项错误；并且反应物和生成物的聚集状态不同，反应热的数值可能不同，因此必须在反应方程式中用括号注明反应物和生成物在反应时的聚集状态(s、l、g)，H必须与反应方程式中化学式前面的化学计量数相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。答案D二盖斯定律及其应用1.盖斯定律的实质不管化学反应是一步完成或是分几步完成，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。则有HH1H2H3H4H5。2.盖斯定律的应用根据盖斯定律，通过计算反应热，可以书写新的热化学方程式；比较反应热的大小，判断物质的稳定性(同素异形体稳定性比较)。运用盖斯定律分析解题的关键，设计出合理的反应过程，利用热化学方程式进行适当的加减等“运算”。【例3】已知下列热化学方程式：(1)Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H25 kJmol1(2)3Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H47 kJmol1(3)Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H19 kJmol1写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe(s)和CO2(g)的热化学方程式：_。解析本题主要考查了盖斯定律的应用。根据题目中所给的有关热化学方程式进行分析：从方程式(3)与方程式(1)可以看到我们需要的有关物质。但方程式(3)必须通过方程式(2)才能和方程式(1)结合在一起。将方程式(3)2方程式(2)得：2Fe3O4(s)2CO(g)3Fe2O3(s)CO(g)=6FeO(s)2CO2(g)2Fe3O4(s)CO2(g)H19 kJmol12(47 kJmol1)，整理得：(4)Fe2O3(s)CO(g)=2FeO(s)CO2(g)H3 kJmol1。将(1)(4)得：2CO(g)=2Fe(s)2CO2(g)2FeO(s)H25 kJmol1(3 kJmol1)，整理得：FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H11 kJmol1。答案FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H11 kJmol1易错辨析利用盖斯定律的计算主要易出现两方面的错误：(1)不能设计出合理的反应路线进行加减；(2)加减时未正确利用化学计量数。【例4】已知下列反应的热化学方程式为(1)CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1870.3 kJmol1(2)C(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJmol1(3)H2(g)O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJmol1则反应2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的H为()A.488.3 kJmol1 B.191 kJmol1C.476.8 kJmol1 D.1 549.6 kJmol1解析根据盖斯定律，反应2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)实质上是反应(2)2反应(3)2反应(1)，即所求的反应热HH22H32H1393.52(285.8)2(870.3) kJmol1488.3 kJmol1。答案A三反应热的四种计算方法1.利用热化学方程式进行相关量的求解，可先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质与物质间、物质与反应热间的关系直接或间接求算物质的质量或反应热。其注意的事项有：(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时做相同倍数的改变。(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。(3)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。2.根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减，得到新的热化学方程式，可进行反应热的有关计算。其注意的事项有：(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减。(3)将一个热化学方程式颠倒时，H的“”、“”号必须随之改变。3.根据燃烧热计算：可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量燃烧热。4.根据键能计算：反应热(焓变)等于反应物中的键能总和减去生成物中的键能总和，HE反E生(E表示键能)。如反应3H2(g)N2(g)2NH3(g)H3E(HH)E(NN)6E(NH)。【例5】(1)在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：第一步反应是_(填“放热”或“吸热”)反应，判断依据是_。1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是_。(2)已知红磷比白磷稳定，则反应P4(白磷，s)5O2(g)=2P2O5(s)H1；4P(红磷，s)5O2(g)=2P2O5(s)H2；H1和H2的关系是H1_H2(填“”、“”或“”)。(3)在298 K、101 kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1；Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H2；2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3则H3与H1和H2之间的关系正确的是_。A.H3H12H2 B.H3H1H2C.H3H12H2 D.H3H1H2(4)已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1Na2O2(s)CO2(g)=Na2CO3(s)O2(g)H226 kJmol1则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数目为_。(5)已知H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H72 kJmol1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：物质H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量(kJ)436200a则表中a_。解析(1)由图可知：NH(aq)O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H273 kJmol1，NO(aq)O2(g)=NO(aq)H73 kJmol1，2个热化学方程式相加即可得第问答案。(2)将2个热化学方程式相减得P4(白磷，s)=4P(红磷，s)HH1H2，由红磷比白磷稳定可知白磷的能量高，白磷转化为红磷是放热反应，H0，所以H1H2。(3)将题中3个热化学方程式依次编号为、，则2，所以H3H12H2。(4)(2)得：CO(g)Na2O2(s)=Na2CO3(s)H509 kJmol1，即该反应放出590 kJ热量时转移2 mol e。(5)由题中热化学方程式及蒸发1 mol Br2(l)吸热30 kJ可得：H2(g)Br2(g)=2HBr(g)H102 kJmol1，则4362002a102，a369。答案(1)放热H0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H346 kJmol1(2)(3)A(4)2 mol(或1.2041024，或2NA)(5)369