高考一轮复习化学反应与能量

《化学反应与能量》专题复习一、放热反应和吸热反应放热反应：　反应过程中放出热量的反应NaOH+HCl=NaCl+H2O典型放热反应CaO+H2O=Ca(OH)22Al+6HCl=AlCl3+3H2↑C+O2　　CO2点燃CH4+2O2CO2+2H2O点燃物质的燃烧中和反应H2+Cl22HCl点燃化合反应氧化还原反应　反应过程中吸收热量的反应CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH（水解）典型吸热反应CO2＋C　　　2CO高温Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O吸热反应：N2O4＝2NO21.化合反应一般放热，分解反应一般吸热；2.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应。Fe+S=FeS△注意CaCO3CaO+CO2↑高温C+H2OCO+H2高温1.下列说法正确的是()DA.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应；B.放热的反应在常温下一定很易发生;C.吸热反应一定需要加热才能进行反应;D.吸热反应发生过程中要不断从外界获得能量、放热反应发生过程中不再需要外界能量。二、反应热1.焓（H）用于描述物质的物理量。所具有的能量2.焓变（ΔH），表示为。始、终状态焓的变化ΔH=H（反应产物）-H（反应物）3.焓变与反应热的关系对于一定温度和压强下的化学反应，当物质所具有的能量只以热能的形式释放或吸收时，反应前后物质的焓变等于该反应的反应热。有如下关系：。ΔH=Qp单位：一般采用:kJ/mol1、反应热与键能的关系　△H＝反应物总键能－生成物总键能当△H为“－”或△H＜0时，为当△H为“＋”或△H＞0时，为放热反应吸热反应例：已知反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的△H＝－88.4　kJ/mol，键能H－H：436kJ/mol，N－H：390.4kJ/mol，试计算N≡N的键能。X＋3×436－6×390.4＝－88.4X＝946(kJ/mol)(2008海南8)白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P－PakJ·mol1-1、P－ObkJ·mol-1、P=OckJ·mol-1、O=OdkJ·mol-1根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H,其中正确的是A.(6a+5d－4c－12b)kJ·mol-1B.(4c+12b－6a－5d)kJ·mol-1C.(4c+12b－4a－5d)kJ·mol-1D.(4a+5d－4c－12b)kJ·mol-1（2008重庆13）化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如题13图所示，该反应的热化学方程式是A.N2(g)+3H2(g)=2NH3(1);△H=2(a-b-c)kJ·mol-1B.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g);△H=2(b-a)kJ·mol-1C.N2(g)+H2(g)=NH3(1);△H=(h+c-a)kJ·mol-1D.N2(g)+H2(g)=NH3(g);△H=(a+b)kJ·mol-12、反应热与物质内能的关系　反应物转化为生成物时放出热量，这是放热反应若E反应物＞E生成物若E反应物＜E生成物反应物转化为生成物时吸收热量，这是吸热反应△H＝生成物总能量－反应物总能量放热反应与吸热反应的比较放热反应吸热反应表现形式△H为“－”或△H＜0△H为“＋”或△H＞0时能量变化E生成物＜E反应物E生成物＞E反应物键能变化生成物键能>反应物键能反应物键能>生成物键能联系△H＝E生成物-E反应物=(键能)反应物-(键能)生成物键能越大，能量越低，越稳定.三、重要的反应热－燃烧热1.概念：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热2.单位：kJ/mol(1)燃烧的物质必须为:1mol(2)完全燃烧是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：C→CO2，H→H2O(l)，S→SO2等。(3)燃烧热通常由实验测得3.注意：4.表示的意义：例如:C的燃烧热为393.5kJ／mol，表示:在101kPa时1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。★燃烧热是以1mol物质完全燃烧放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 来配平其余物质的系数。例如：C8H18(g)+25/2O2（g）＝8CO2（g）十9H2O(l)；　△H＝－5518kJ／mol　C8H18的燃烧热为5518kJ／mol。四、重要的反应热－中和热在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。1.概念：①条件：②反应物：③生成物及物质的量：④放出的热量：稀溶液酸与碱（中学阶段只讨论强酸与强酸中和）生成1mol的H2O△H＝－57．3kJ／mol。2.注意：若用弱酸代替强酸，或用弱碱代替强碱，因中和过程中弱电解质电离吸热，会使测得中和热的数值偏低。比较项目燃烧热　中和热相同点能量变化△H不同点反应物的量生成物的量反应热的涵义燃烧热与中和热的区别和联系放热反应△H＜0　单位：kJ/mol1mol燃料可能是1mol,也可能是0.5或1/3mol等不限量生成的水为1mol1mol物质完全燃烧时放出的热量；不同物质，燃烧热不同生成1mol水时放出的热量；不同强酸强碱的中和热大致相同，均约为：57.3kJ/mol练习：强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H+(aq)+OH－(aq)=H2O(1)；H=-57.3kJ/mol，向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、浓H2SO4、稀HNO3，则恰好完全反应时的热效应H1，H2，H3的关系正确的是（）A.H1>H2>H3B.H1<H3<H2C.H2<H1<H3D.H1>H3>H2D五、热化学方程式表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。1.概念：　(1)注明各物质的聚集状态。(气：g，液：l，固：s)　(2)△H“-”，为放热反应，△H“+”为吸热反应(3)需注明反应的温度和压强，若不注明温度和压强，一般指250C,1.01×105Pa系数只表示物质的量，可以是整数、小数或分数。(5)系数必须与反应热相对应。3.书写热化学方程式注意事项2.意义:溶液：aq不仅表示化学反应中的物质变化，还表示化学反应中的能量变化。例：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H＝－571.6kJ/mol热化学方程式与普通方程式的比较；△H＝－483.6kJ/mol、小数。－＋2.下列热化学方程式中的H能表示可燃物燃烧热的是:（）DA.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)；H=－184.6kJ/molB.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)；H=－802.3kJ/molC.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g);H=－571.6kJ/molD.CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g)；H=－283kJ/mol六、有关热化学方程式的计算2.根据热化学方程式求反应热例题1已知：2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)；△H＝＋517.6kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；△H＝－890.3kJ/mol则：1g氢气和1g甲烷分别燃烧后，放出热量之比约为(A)1:34(B)1:1.7(C)2.3:1(D)4.6:1例题2：（1）用20gNaOH配成稀溶液与足量稀盐酸反应，放出　　　　　kJ热量；　　　　　　　　　　　（2）用10mol/L硫酸100ml配成稀溶液与足量稀　　　　　　NaOH溶液反应，放出　　　　　kJ热量。28.65114.6Exe1:298K时，取1molN2和3molH2放在一个密闭容器中发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4KJ/mol(1)在该温度下，在催化剂存在时进行反应，测得反应热总是小于92.4KJ，其原因是；(2)若测得反应放出的热量为69.3KJ，则N2的转化率为多少？75%Exe2：完全燃烧一定量的乙醇，放出的热量为Q，为了完全吸收所生成的CO2，消耗掉8mol/L的NaOH溶液50mL，则在相同条件下完全燃烧1mol的乙醇，放出的热量不可能为（　　　）A.10Q　　B.5~10Q　　C.＞10Q　　D.＜5QExe3：已知热化学方程式：2KNO3(s)==2KNO2(s)+O2(g)；△H=+Q1KJ/molC(s)+O2(g)==CO2(g)；△H=－Q2KJ/mol为提供1molKNO3分解所需的热量，理论上需要燃烧碳的物质的量为()mol(不考虑损耗)Q1/2Q2CD[例]在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H＝－571.6kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);△H＝－2220kJ/mol5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和丙烷的体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1解法1：设H2、C3H8的物质的量分别为x，yx+y=5(571.6/2)(x)+2220y=3847V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:13.求混合物的组成x=3.75moly=1.25mol选B方法2：1molH2燃烧放热571.6kJ/2=285.8kJ答：氢气和丙烷的体积比为3：11molC3H8燃烧放热2220kJ1mol混合气燃烧放热3847kJ/5=769.4kJH2285.8C3H42220769.41450.6483.631＝[例]在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H＝－571.6kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);△H＝－2220kJ/mol5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和丙烷的体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:13.求混合物的组成盖斯定律及其应用　　化学反应不管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，只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应具体进行的途径无关。应用：间接计算一些无法直接测定的反应热　例　题　剖　析已知：C(s)+O2(g)=CO2；△H＝－393.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)；△H＝－283.0kJ/mol计算反应：C(s)+1/2O2(g)=CO的△H＝？CO(g)+1/2O2(g)C(s)+O2(g)CO2(g)△H1△H2△H3△H1＝△H2＋△H3由盖斯定律有：△H2＝△H1－△H3＝－393.5kJ/mol－（－283.0kJ/mol）＝－110.5kJ/molExe1:已知：C(s、金刚石)+O2(g)=CO2(g);△H=－395.41KJ/molC(s、石墨)+O2(g)=CO2(g);△H=－393.51KJ/mol回答下列问题：（1）石墨转化为金刚石的热化学方程式：（2）石墨和金刚石相比较，的稳定性更大；C(s、石墨)＝C(s、金刚石);△H=＋1.9KJ/mol石墨Exe2:在同温同压下，下列各组热化学方程式中　　　Q2﹥Q1的是(　　　)(A)2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)；　△H=－Q1KJ/mol2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)；　△H=－Q2KJ/mol(B)S(g)+O2(g)==SO2(g)；　△H=－Q1KJ/molS(s)+O2(g)==SO2(g)；　△H=－Q2KJ/mol(C)C(s)+1/2O2(g)==CO(g)；　△H=－Q1KJ/molC(s)+O2(g)==CO2(g)；　△H=－Q2KJ/mol(D)H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)；　△H=－Q1KJ/mol1/2H2(g)+1/2Cl2(g)===HCl(g)；△H=－Q2KJ/molAC能源的分类①从能源的原有形态是否改变的角度分为自然界现存的一次能源:由一次能源加工转化而成的二次能源:②从能源能否循环再生角度，可将能源分为可再生能源和不可再生能源。煤、石油是古代动植物经长期地质运动作用形成的，这是不可再生能源；像太阳能、风力、或从绿色植物中制取的酒精等，是可再生能源。煤、石油、天然气、水力、太阳能如：煤气、液化气、汽油、煤油、酒精、电能等。使用化石燃料的利弊及新能源的开发矿物燃料、植物燃料、气体燃料及新型燃料燃料种类：（1）重要的化石燃料：煤、石油、天然气。（2）煤作燃料的利弊问题：①煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。②煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。③煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。④可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。（3）燃料充分燃烧的条件：①要有足够的空气；（1）木材：可以采用多种形式来灭火；（2）活泼金属：不能用水、不能用二氧化碳等来灭火；因为水、二氧化碳与活泼金属都会反应，从而加剧燃烧；（3）带电物质：不能用水，否则易出人命事故；（4）油料：可以采用切断油源、实物覆盖、隔绝空气、爆炸堵绝等方式来灭火。②跟空气有足够大的接触面。灭火的方法①调整和优化能源结构，降低化石燃料在能源结构中的比率。②最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能地热能、海洋能和氢能等。这些新能源的特点是：①资源丰富、经济，②有些可以再生，为再生能源，③对环境没有污染或污染少。（4）新能源的开发：中和热的测定P97例题1．作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。因此，可以用保温杯来做，也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝热外套来做，以保证实验时的保温隔热效果。如果按教材中的方法做，一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，这样可以减少热量损失。2．盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确，且NaOH溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确，所用盐酸和NaOH溶液的浓度宜小不宜大，如果浓度偏大，则溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，表观电离度就会减小，这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热，造成较大误差(偏低)。3．宜用有0.1分刻度的温度计，且测量时应尽可能读准，并估读到小数点后第二位。温度计的水银球部分要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。4．实验操作时动作要快，以尽量减少热量的散失。3.实验注意事项：