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1、专题6化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应,考点1:焓变、热化学方程式一、焓变(a、b、c)1.化学反应的实质与特征,2.焓变、反应热(1)焓(H)。用于描述物质所具有能量的物理量。(2)焓变(H)。H=_。单位kJmol-1。,H(生成物)-H(反应物),(3)反应热。指当化学反应在一定_下进行时,反应所_或_的热量,通常用符号Q表示,单位kJmol-1。(4)焓变与反应热的关系。对于_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:H=Qp。,放出,吸收,等压,温度,3.吸热反应与放热反应(1)从能量高低角度理解。,(2)从化学键角度理解。,(3)常见的
2、放热反应和吸热反应。放热反应:可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数_反应;金属跟水或酸的置换反应;物质的缓慢氧化;铝热反应。吸热反应:大多数_反应;盐类的水解反应;Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应;碳和水蒸气、C和CO2的反应。,化合,分解,二、热化学方程式(b)1.概念:表示参加反应物质的量和_关系的化学方程式。2.意义:表明了化学反应中的_变化和_变化。如:C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJmol-1表示在25,101kPa时,_。,反应热,物质,能量,1mol固体碳和1mol氧气反,应生成1mol二氧化碳,同时放出393.5kJ的热量,3.热化学方程的书写,三、中
3、和热、燃烧热和能源(b)1.燃烧热和中和热,0,则金刚石比石墨稳定,C.在稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJmol-1,若将含0.6molH2SO4的稀硫酸与含1molNaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3kJD.放热反应一定不需要加热,【解析】选C。碳完全燃烧放出的热量多,放热反应的反应热为负值,所以H10,即金刚石的能量比石墨高,故石墨更稳定,B错误;燃烧反应是放热反应,需要加热才能发生,D错误。,5.写出下列反应的热化学方程式。(1)25、101kPa时,1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出890.3kJ的热量,反应的热化学方程式为_
4、。(2)0.3mol乙硼烷气体(分子式为B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,则其热化学方程式为_。,【解析】(1)1mol甲烷完全燃烧放出890.3kJ热量,则反应热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3kJmol-1(2)1mol乙硼烷完全燃烧生成固体B2O3和H2O(l)时,放出的热量为=2165kJmol-1则热化学方程式为B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)H=-2165kJmol-1,答案:(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3kJm
5、ol-1(2)B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l)H=-2165kJmol-1,【加固训练】1.有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是()A.稀硫酸与0.1molL-1NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJmol-1,B.在101kPa下氢气的燃烧热H=-285.8kJmol-1,则水分解的热化学方程式:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)H=285.8kJmol-1C.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g)H=-221kJmol-1,则可知C的燃烧热为110.5kJmol-1,D.1mol氢气完全燃烧生成液态水放热为28
6、5.8kJ,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-285.8kJmol-1,【解析】选A。根据中和热的含义判断,A正确;2molH2O(l)完全分解的反应热应为H=285.82kJmol-1,B错误;燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,C项生成CO和D项生成H2O(g)不是稳定氧化物,并且可燃物不是1mol,均错误。,2.(2016浙江10月选考真题)根据能量变化示意图,下列热化学方程式正确的是(),A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-(b-a)kJmol-1B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-(a-b)kJm
7、ol-1C.2NH3(l)N2(g)+3H2(g)H=2(a+b-c)kJmol-1D.2NH3(l)N2(g)+3H2(g)H=2(b+c-a)kJmol-1,【解析】选D。根据图象可知,合成氨反应的反应物的能量和大于生成物的能量和,所以该反应为放热反应,HH1(CaCO3)0B.H2(MgCO3)=H2(CaCO3)0C.H1(CaCO3)-H1(MgCO3)=H3(CaO)H3(MgO)D.对于MgCO3和CaCO3,H1+H2H3,【解题思路】(1)根据盖斯定律,得H=H1+H2+H3。(2)又易知Ca2+半径大于Mg2+半径,所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,CaO的离子键强
8、度弱于MgO。,【解析】选C。根据盖斯定律,得H=H1+H2+H3,又易知Ca2+半径大于Mg2+半径,所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,CaO的离子键强度弱于MgO。A.H1表示断裂和M2+的离子键所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,因而H1(MgCO3)H1(CaCO3)0,A项正确;B.H2表示断裂中共价键形成O2-和CO2吸收的能量,与M2+无关,因而H2(MgCO3)=H2(CaCO3)0,B项,正确;C.由上可知H1(CaCO3)-H1(MgCO3)H3(MgO),H3(CaO)-H3(MgO)0,C项错误;D.由上分析可知H1+H20,H3H3,D项正确。,【强
9、化训练】1.将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)H=+140.5kJmol-1C(s,石墨)+O2(g)=CO(g)H=-110.5kJmol-1,则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s,石墨)=TiCl4(l)+2CO(g)的H是()A.80.5kJmol-1B.30.0kJmol-1C.-30.0kJmol-1D.-80.5kJmol-1,【解析】选D。将已知反应依次标记为、,则+2可以得到目标方程式,则H=H1+H22=+140.5kJmol-1+(-110.5kJmol-1)2=-80.5k
10、Jmol-1。,2.(2018浙江4月学考真题)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是(),A.已知HF气体溶于水放热,则HF的H10,A错误;Cl的非金属性更强,HCl更稳定,对应H2更大,B错误;H3+H4表示H(g)H+(aq)的能量变化,相同条件下,HCl的(H3+H4)与HI的相等,C错误;H2即为键能,D正确。,【考题变式】(1)氢卤酸中的H最大的是_。提示:HF。H表示氢卤酸电离时的热效应,电离过程是吸热的,HF是弱电解质,其余为强电解质,故HF最大。,(2)相同条件下,HCl的(H5+H6)与HI的是否相同?提示:不相同。H5+H6表示X(g)X-(aq)的能量变化,卤原子
11、得电子能力不同,能量变化不同。,3.(2017江苏高考)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是()世纪金榜导学号C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H1=akJmol-1CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)H2=bkJmol-1,CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)H3=ckJmol-12CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)H4=dkJmol-1A.反应、为反应提供原料气B.反应也是CO2资源化利用的方法之一,C.反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(l)的H=kJmol-1D.反应2C
12、O(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=(2b+2c+d)kJmol-1,【解题思路】本题的解题关键有:(1)反应物状态改变,反应的焓变也改变。(2)利用盖斯定律解题,注意焓变随系数的改变而改变。,【解析】选C。A项,反应生成CO和H2,生成的CO继续发生反应生成CO2和H2,反应的原料为CO2和H2,正确;B项,反应将温室气体CO2转化为燃料CH3OH,正确;C项,反应中H2O为气体,选项中H2O为液体,故焓变不是的关系,错误;D项,依据盖斯定律,按“2+2+”,可得所求反应的焓变,正确。,4.肼(H2NNH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂
13、1mol化学键所需的能量单位(kJ):NN为942、OO为500、NN为154,则断裂1molNH键所需的能量(kJ)是()A.194B.391C.516D.658,【解析】选B。利用图示可知肼和氧气变成原子时断键需要的能量为2752kJ-534kJ=2218kJ。1mol肼和1mol氧气断键变为原子时要断裂1molNN,4molNH,1molOO键,所以1mol154kJmol-1+4mol(NH键的键能)+1mol500kJmol-1=2218kJ,解得NH键的键能为391kJmol-1,所以断裂1molNH键所需的能量是391kJ,B项正确。,【加固训练】1.NH3是重要的化工原料,已知
14、:N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=akJmol-14NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)H=-bkJmol-12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=-ckJmol-1则N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)的H是(),A.(a+0.5b-1.5c)kJmol-1B.(a-2.5b+1.5c)kJmol-1C.(2a+3b-2c)kJmol-1D.(2c+b-a)kJmol-1,【解析】选A。+3/2-1/2,整理可得:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H=(a+0.5b-1.5c)kJmol-1,故选项A正确。,2.已知H2SO4(aq)与Ba(OH)
15、2(aq)反应的H=-1584.2kJmol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H=-55.6kJmol-1。则生成BaSO4(s)的反应热等于()A.-1528.6kJmol-1B.-1473kJmol-1C.1473kJmol-1D.1528.6kJmol-1,【解析】选B。HCl(aq)与NaOH(aq)的反应、生成BaSO4(s)的反应和H2SO4(aq)与Ba(OH)2(aq)的反应的热化学方程式分别如下:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H1=-55.6kJmol-1Ba2+(aq)+(aq)=BaSO4(s)H2,2H+(aq)+2OH-(aq)+Ba2+(aq)
16、+(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)H3=-1584.2kJmol-1根据盖斯定律知,H3=2H1+H2,H2=-1473kJmol-1。,3.已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H13H2(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3H2O(g)H22Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)H32Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)H42Al(s)+Fe2O3(g)=Al2O3(s)+2Fe(s)H5,下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A.H10B.H50,H4H3C.H1=H2+H3D.H3=H4+H5,【解析】选B。大多数化合反应为放热反应,而放热反应的反应热(H)
17、均小于零,故A错误;铝热反应为放热反应,故H50,而2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)H3,2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)H4,由-可得:2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)H5=H4-H30,可得H4H3、H3=H4-H5,故B正确,D错误;已知:3H2(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3H2O(g)H2,2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)H3,将(+)可得:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H1=(H2+H3),故C错误。,【归纳总结】1.反应热的计算方法(1)利用热化学方程式进行有关计算。根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应焓变当作“产物”,计算反应的反应热。,(2)依据燃烧热数据,利用公式直接计算反应热。反应热=燃烧热n(可燃物的物质的量)(3)根据图示中能量变化来确定焓变。H=H(生成物)-H(反应物)如图:H=H1-H20,该反应为吸热反应。,(4)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算反应热。如反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的H=E1-E2。,2.利用盖斯定律进行计算的一般步骤,