高考化学 专题二 物质能量变化精品教案Word下载.docx

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0。

2．标准燃烧热与热值

燃烧热是反应热的一种形式，使用燃烧热的概念时要理解下列要点。

①规定是在101kPa压强下测出热量。

书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。

因为压强不同，反应热有所不同。

②规定可燃物的物质的量为1mol（这样才有可比性）。

因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。

例如，C8H18的燃烧热为5518kJ·

mol-1，用热化学方程式表示则为

C8H18（l）+

O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）；

△H=－5518kJ·

mol-1

③规定生成物为稳定的氧化物．例如C→CO2、H→H2O（l）、S→SO2等。

C（s）+

O2（g）=CO（g）；

△H=－110．5kJ·

C（s）+O2（g）=CO2（g）；

△H=－393．5kJ·

C的燃烧热为393．5kJ·

mol-1，而不是110．5kJ·

mol-1。

④叙述燃烧热时，用正值，在热化学方程式中用△H表示时取负值。

例如，CH4的燃烧热为890．3kJ·

mol-1，而△H＝－890．3kJ·

mol-1且必须以1mol可燃物燃烧为标准。

⑤要与热值概念进行区别。

热值：

1g物质完全燃烧的反应热叫该物质的热值。

3．中和热：

把在稀溶液中酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O时的反应热叫中和热，单位是kJ/mol。

燃烧热和中和热都属于反应热。

二、正确书写热化学方程式

1．ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“；

”隔开。

若为放热反应，ΔH为<

0：

若为吸热反应，ΔH为>

0。

ΔH的单位一般为kJ/mol。

2．注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的个数。

因此化学计量数可以是整数、也可以是分数。

3．反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。

因此，必须注明物质的聚集状态（s、l、g）才能完整地体现出热化学方程式的意义。

热化学方程式中不用↑和↓。

4．由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。

5．当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

6．用中文表示焓变时数值没有正负号，而用符号表示焓变时数值必须注明正负号。

如H2的燃烧热为285．8kJ/mol，△H=－285．8kJ/mol。

三、盖斯定律

1．定义：

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，而与反应的途径无关。

即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。

即

甲

乙，甲

丙

乙，ΔH=ΔH1+ΔH2。

2．应用

（1）利用关系图找出反应热之间的关系

①找起点和终点（起点是A，终点是C）；

②找途径：

一个是A→B→C，一个是A→C；

③列式：

△H3=△H1+△H2。

（2）利用方程组找出反应热之间的关系

①找出中间产物（中间产物是B）；

②利用方程组消去中间产物：

反应c＝反应a+反应b；

四、键能、反应热和稳定性的关系

1．键能定义：

在101kPa、298K条件下，1mol气态AB分子全部拆开成气态A原子和B原子时需吸收的能量称AB间共价键的键能，单位为kJ·

mol–1。

2．键能与反应热化学反应中最主要的变化是旧化学键发生断裂和新化学键的形成。

化学反应中能量的变化也主要决定于这两个方面吸热与放热，可以通过键能计算得到近似值。

①放热反应或吸热反应旧键断裂吸收的能量大于新键形成放出的能量，为吸热反应；

旧键断裂吸收的能量小于新键形成所放出的能量，该反应为放热反应。

②反应热化学反应中吸收或放出的热量称反应热，符号ΔH，单位kJ·

mol–1，吸热为正值，放热为负值。

可以通过热化学方程式表示。

反应热的大小与多个因素有关，其数据来源的基础是实验测定。

由于反应热的最主要原因是旧化学键断裂吸收能量与新化学键形成放出能量，所以通过键能粗略计算出反应热。

ΔH（反应热）===反应物的键能总和—生成物键能总和。

为方便记忆，可作如下理解：

断裂旧化学键需吸热（用＋号表示），形成新化学键则放热（用－号表示），化学反应的热效应等于反应物和生成物键能的代数和，即ΔH=（＋反应物的键能总和）＋（—生成物键能总和），若ΔH＜0，为吸热，若ΔH＞0，为放热。

3．物质稳定性：

物质在反应中放出能量越多，则生成物能量越小，该物质越稳定，生成物中化学键越牢固。

反之亦然。

如：

同素异形体稳定性的比较：

根据△H正负和大小判断，反应放热，说明生成物能量小，较稳定。

五、常见的吸热反应与放热反应

常见吸热反应：

所有盐的水解和电离过程、大多数的分解反应。

常见放热反应：

燃烧、爆炸反应、金属与酸的置换、酸碱中和反应、2NO2N2O4、大多数的化合反应是放热的。

六、误点警示

1．吸热反应一定需要加热才能发生吗？

答：

吸热反应不一定需要加热才能发生，如氢氧化钡晶体[Ba（OH）2·

8H2O]和氯化铵晶体的反应为吸热反应，但只要用玻璃棒搅拌混合，温度即迅速降低，同时有刺激性气体产生，说明该反应已进行。

加热只是反应所需的一种条件，放热、吸热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，只要反应物总能量大于生成物总能量，反应一定放热，反之，就一定吸热。

有的放热反应如碳的燃烧需要加热到着火点才能进行。

2、中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。

若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。

以下反应热均非中和热：

①H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）==BaSO4（s）+H2O

（1）（此处还有BaSO4（s）的生成热）；

②NaOH（s）+HCl（aq）==NaCl（aq）+H2O（此处还有NaOH的溶解热）；

③CH3COOH（aq）+NaOH（aq）==CH3COONa（aq）+H2O

（1）（此处还有CH3COOH电离热）。

3．已知：

H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）ΔH=－184．6kJ·

mol-1，能由此判断出氢气的燃烧热为184．6KJ·

mol-1吗？

已知2C2H2（g）+5O2（g）4CO2（g）+2H2O（l）;

△H=-2600kJ·

mol-1，能说乙炔的燃烧热为-2600kJ·

另外，物质的燃烧热大，其产生的火焰温度就高吗？

“燃烧热”的定义是：

在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物（或单质）时放出的能量。

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（g），H→H2O（l），P→P2O5（s），N→N2（g），S→SO2（g）。

生成不稳定的氧化物所放出的热量不是燃烧热，如：

C→CO（g），H→H2O（g）。

氢气在氯气中虽能燃烧，但其热效应却不是燃烧热，只能称为反应热。

燃烧热叙说有两种形式：

一是用文字表示，此时只能用相应的数值和单位，不能用“—”号。

如乙炔的燃烧热为1300kJ·

mol-1；

一是用△H表示，此时需用负号表示，如乙炔的燃烧热△H=-1300kJ·

火焰的温度与可燃物的燃烧热和热量损失（如生成的水等）有关。

燃烧热相差不大时，生成的水越多，热量损失就越多，火焰温度就低。

【知识热点回顾】

一、燃烧热和中和热的概念

1．中和热

⑴概念：

在101kPa时，1mol物质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。

燃烧热的单位一般用kJ/mol表示。

⑵注意：

燃烧热是反应热的一种形式。

使用燃烧热的概念时要理解下列要点：

①规定是在101kPa压强下测出热量。

②规定可燃物的物质的量为1mol（这样才有可比性）。

例如，C8H18的燃烧热为5518kJ/mol，用热化学方程式表示则为

C8H18（l）+O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）；

△H=－5518kJ/mol

③规定生成物为稳定的氧化物．例如C→CO2、H→H2O（l）、S→SO2等。

C（s）+O2（g）=CO（g）；

△H=－110．5kJ/mol

△H=－393．5kJ/mol

C的燃烧热为393．5kJ/mol而不是110．5kJ/mol。

④叙述燃烧热时，用正值，在热化学方程式中用△H表示时取负值。

例如，CH4的燃烧热为890．3kJ/mol，而△H＝－890．3kJ/mol。

必须以1mol可燃物燃烧为标准。

⑶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。

2．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。

⑵中和热的表示：

H＋（aq）+OH－（aq）=H2O（l）；

△H=－57．3kJ/mol

⑶注意：

①这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c（H＋）≤1mol/L，碱溶液中的c（OH－）≤1mol/L。

这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。

②强酸与强碱的中和反应其实质是H＋和OH－反应（即与酸、碱的种类无关），通过许多次实验测定，1molH＋和1molOH－反应生成1molH2O时，放出热量57．3kJ。

其热化学方程式为

H＋（aq）+OH－（aq）=H2O（l）；

③中和热是以生成1molH2O为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数．必须以生成1mol水为标准；

中和反应对象为稀溶液；

强酸与强碱中和时生成1molH2O均放热57．3kJ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57．3kJ/mol。

二、燃烧热和中和热的比较

燃烧热

中和热

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。

在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。

定义理解

⑴规定在101kPa压强下测出热量，因为压强不定，反应热数值不相同；

⑵规定可燃物物质的量为1mol；

⑶规定可燃物完全燃烧生成稳定化合物的热量为标准。

⑴必须是酸和碱的稀溶液，因为浓酸和浓碱在相互稀释时会放热；

⑵强酸和强碱的稀溶液反应才能保证H+（aq）+OH－（aq）==H2O（l）的中和热均为57．3kJ／mol，而弱酸或弱碱中和反应中由于电离吸收热量，中和热小于57．3kJ／mol；

⑶以1molH2O为基准

三、热化学方程式

1．热化学方程式的含义

⑴热化学方程式必须标出能量变化。

⑵热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。

⑶热化学方程式中加各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相应变化。

2．热化学方程式的书写

⑴△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“；

放热反应，△H为“-”，吸热反应△H为“＋”，△H的单位一般为KJ·

⑵反应热△H的测定与条件有关。

绝大多数△H是在25℃、101KPa下测定的。

书写时可不注明温度和压强。

⑶热化学方程式中的热量数据，是与各化学计量数为物质的量时相对应的，不是几分子反应的热效应。

因此式中的计量数可是整数，也可以是分数。

一般出现分数时是以某反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的，不能随便都写分数。

⑷必须注明聚集状态，用s、l、g分别表示固体、液体、气体。

⑸无论热化学方程式中化学计量数为多少，△H的单位总是KJ·

mol-1，但△H的数值与反应式中的系数有关。

四、中和热的测定

1．测定前的准备工作

⑴选择精密温度计（精确到0．10C），并进行校对（本实验温度要求精确到0．10C）。

⑵使用温度计要轻拿轻声放。

刚刚测量高温的温度计不可立即用水冲洗，以免破裂。

⑶测量溶液的温度应将温度计悬挂起来，使水银球处于溶液中间，不要靠在烧杯壁上或插到烧杯底部。

不可将温度计当搅拌棒使用。

2．要想提高中和热测定的准确性，实验时应注意的问题

⑴作为量热器的仪器装置，其保温隔热的效果一定要好。

因此可用保温杯来做。

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。

⑵盐酸和氢氧化钠溶液的浓度的配制须准确，且氢氧化钠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，所用盐酸和氢氧化钠溶液的浓度宜小不宜大。

⑶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。

⑷实验操作时动作要快，以尽量减少热量的散失。

⑸为了减少实验误差，重复实验2~3次，数据取平均值。

【例题解析】

例1．已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（）

A．A的能量一定高于C

xx0318

B．B的能量一定高于D

C．A和B的总能量一定高于C和D的总能量

D．该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生

解析:

化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化——吸热或放热，当反应物的总能量高于生成物质总能量时为放热反应中，当反应物的总能量低于生成物的总能量时为吸热反应。

值得注意的是：

总能量是指所有反应物或所有生成物，而不是其中某些反应物或某些生成物,所以A、B是不正确的；

而有的放热反应在开始时也是需要加热的，例如炭的燃烧。

答案:

C

例2．关于吸热反应的说法正确的是（）

A．凡需加热的反应一定是吸热反应

B．只有分解反应才是吸热反应

C．使用催化剂的反应是吸热反应

D．CO2与CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热反应

解析：

A组见上一题目分析，有些化合反应也是吸热反应，例如炭和二氧化碳化合生成一氧化碳的反应就是吸热反应，故B不正确，催化剂是用来改变化学反应速率的，它不能改变反应物和生成自身的能量，故不影响反应热，像合成氨、二氧化硫的催化氧化都是放热反应，故C也是不对的。

CO2和CaO的化合反应与CaCO3的分解反应是相反过程，故D正确。

答案D

例3．在同温同压下，下列各组热化学方程式中，△H1＞△H2的是（）

A．2H2（g）+O2（g）==2H2O（g）；

△H12H2（g）+O2（g）==2H2O（l）；

△H2

B．S（g）+O2（g）==SO2（g）；

△H1S（s）+O2（g）==SO2（g）；

C．C（s）+

O2（g）==CO（g）；

△H1C（s）+O2（g）==CO2（g）；

D．H2（g）+Cl2（g）==2HCl（g）；

△H1

H2（g）+

Cl2（g）==HCl（g）；

上述各反应均是燃烧反应，故都是放热反应，所有△H1和△H2均为负值，反应放出或吸收热量的多少，跟反应物和生成物的聚集状态有密切关系。

A中，由于从气态水到液态水会放热，所以生成液态水比生成气态水放出热量多，又因为放热△H为负值，放热越多△H越小，故△H1>

△H2；

B中，由于从固态硫到气态硫要吸热，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即△H1<

C中，生成CO放热，因为氧气过量会与CO反应又放出热量，所以△H1>

D中，△H1=2△H2，因为△H1和△H2均为负值，所以△H1<

△H2。

AC

［感悟］比较△H大小时，一要注意反应物和生成物的聚集状态，二要注意热化学方程式中化学计量数，三要注意放热反应的反应热△H<

0，放热越多，│△H│越大，△H越小。

例4．灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。

已知：

①Sn（s、白）＋2HCl（aq）＝SnCl2（aq）＋H2（g）；

△H1

②Sn（s、灰）＋2HCl（aq）＝SnCl2（aq）＋H2（g）；

③Sn（s、灰）Sn（s、白）；

△H3＝＋2．1kJ/mol

下列说法正确的是（）

A．△H1＞△H2

B．锡在常温下以灰锡状态存在

C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应

D．锡制器皿长期处于低于13．2℃的环境中，会自行毁坏

②－①可得③，△H2－△H1＞0，故△H2＞△H1，A错，根据③，在常温下，灰锡会向白锡转化故常温下以白锡状态存在，正反应为吸热反应，故B、C错，当锡制器皿长期处于低于13．2℃的环境中会转化为灰锡，灰锡以粉末状存在，故会自行毁坏。

D

［感悟］利用盖斯定律可快速、简便地判断△H1、△H2的大小，记住：

热化学方程式之间的计算中，盖斯定律大有用途。

例5．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是（）

①C（s）+O2（g）====CO2（g）;

ΔH1C（s）+O2（g）====CO（g）;

ΔH2

②S（s）+O2（g）====SO2（g）;

ΔH3S（g）+O2（g）====SO2（g）;

ΔH4

③H2（g）+2O2（g）====H2O（l）;

ΔH52H2（g）+O2（g）====2H2O（l）;

ΔH6

④CaCO3（s）====CaO（s）+CO2（g）;

ΔH7CaO（s）+H2O（l）====Ca（OH）2（s）;

ΔH8

A．①B．④C．②③④D．①②③

碳与氧气反应放热，即ΔH1<

0，ΔH2<

0,CO再与O2作用时又放热，所以ΔH1<

ΔH2；

等量的固态硫变为气态硫蒸气时吸收热量，故在与O2作用产生同样多的SO2时，气态硫放出的热量多，即ΔH3>

ΔH4；

发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5>

ΔH6；

碳酸钙分解吸收热量，ΔH7>

0，CaO与H2O反应放出热量，ΔH8<

0，显然ΔH7>

ΔH8。

故本题答案为C。

答案：

例6．已知反应：

①101kPa时，2C（s）+O2（g）====2CO（g）；

ΔH=-221kJ·

②稀溶液中，H+（aq）+OH-====（aq）H2O（l）；

ΔH=-57．3kJ·

下列结论正确的是（）

A．碳的燃烧热大于110．5kJ·

B．①的反应热为221kJ·

C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57．3kJ·

D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57．3kJ热量

1molC不完全燃烧生成CO放出热量=110．5kJ，1molC完全燃烧生成CO2放出热量大于110．5kJ，即C的燃烧热大于110．5kJ·

反应①的反应热为-221kJ·

稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57．3kJ·

醋酸是弱酸，与NaOH溶液中和生成1mol水时放出的热量小于57．3kJ。

A

例7．25℃、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393．5kJ·

mol-1、285．8kJ·

mol-1、890．3kJ·

mol-1、2800kJ·

mol-1，则下列热化学方程式正确的是（）

A．C（s）+O2（g）====CO（g）;

ΔH=-393．5kJ·

B．2H2（g）+O2（g）====2H2O（g）;

ΔH=+571．6kJ·

C．CH4（g）+2O2（g）====CO2（g）+2H2O（g）;

ΔH=-890．3kJ·

D．C6H12O6（s）+3O2（g）====3CO2（g）+3H2O（l）;

ΔH=-1400kJ·

燃烧热是指在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。

对C而言稳定的氧化物指CO2（g）、对H而言稳定的氧化物指H2O（l）。

所以A、B、C错误，正确答案为D。

例8．已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（）

A．2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）；

ΔH＝－4bkJ·

mol—1l

B．C2H2（g）＋5/2O2（g）＝2CO2（g）＋H2O（l）；

ΔH＝2bkJ·

mol—1

C．2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）；

ΔH＝－2bkJ·

D．2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）；

ΔH＝bkJ·

乙炔燃烧是放热反应，△H为负值，通过定性判断，排除B、D，生成1摩尔CO2，放热bkJ，故生成4摩尔CO2放热4bkJ。

［感悟］此题考察的是热化学方程式的正误判断，注意