化學復習課熱能

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1、一 、 焓 變 、 反 應 熱1.反 應 熱 (焓 變 )的 概 念 及 表 示 方 法化 學 反 應 過 程 中 所 釋 放 或 吸 收 的 能 量 ， 都 可 以 用 熱 量 來 描 述 ，叫 做 反 應 熱 ， 又 稱 焓 變 ， 符 號 為 H ， 單 位 為 kJ mol-1。注 意 ： (1)描 述 此 概 念 時 ， 無 論 是 用 “ 反 應 熱 ” “ 焓 變 ” 或“ H ” 表 示 ， 其 所 用 的 數(shù) 值 必 須 帶 “ +” 或 “ -” 。(2)單 位 是 kJ mol-1， 不 能 誤 用 kJ。(3)在 比 較 大 小 時 ， 所 帶 的 “ +” “ -”

2、符 號 均 參 加 比 較 。 2.放 熱 反 應 和 吸 熱 反 應(1)放 熱 反 應 的 H 為 “ -” 或 H 0 ； 吸 熱 反 應 的 H 為 “ +”或 H 0。 H E(生 成 物 的 總 能 量 ) E(反 應 物 的 總 能 量 ) H E(反 應 物 的 鍵 能 ) E(生 成 物 的 鍵 能 )。(2)常 見 的 放 熱 反 應 和 吸 熱 反 應 。 放 熱 反 應 ： 活 潑 金 屬 與 水 或 酸 的 反 應 、 酸 堿 中 和 反 應 、 燃 燒反 應 、 多 數(shù) 化 合 反 應 。 吸 熱 反 應 ： 多 數(shù) 的 分 解 反 應 、 氯 化 銨 固 體 與

3、氫 氧 化 鋇 晶 體 的反 應 、 水 煤 氣 的 生 成 反 應 、 炭 與 二 氧 化 碳 生 成 一 氧 化 碳 的 反 應 。 (3)需 要 加 熱 的 反 應 ， 不 一 定 是 吸 熱 反 應 ； 不 需 要 加 熱 的 反 應 ，不 一 定 是 放 熱 反 應 。(4)通 過 反 應 是 放 熱 還 是 吸 熱 ， 可 用 來 比 較 反 應 物 和 生 成 物 的 相對 穩(wěn) 定 性 。如 C(石 墨 ， s)=C(金 剛 石 ， s) H =+1.9 kJ mol-1， 該 反應 為 吸 熱 反 應 ， 金 剛 石 的 能 量 高 ， 石 墨 比 金 剛 石 穩(wěn) 定 。 二

4、、 熱 化 學 方 程 式 的 書 寫書 寫 熱 化 學 方 程 式 時 ， 除 了 遵 循 普 通 化 學 方 程 式 的 書 寫 要 求 外 ，還 要 注 意 以 下 幾 點 ：1.反 應 物 和 生 成 物 的 聚 集 狀 態(tài) 不 同 ， 反 應 熱 的 數(shù) 值 和 符 號 可 能不 同 ， 因 此 必 須 注 明 反 應 物 和 生 成 物 的 聚 集 狀 態(tài) ， 用 s、 l、 g分別 表 示 固 體 、 液 體 和 氣 體 ， 而 不 標 “ 、 ” 。2. H 只 能 寫 在 熱 化 學 方 程 式 的 右 邊 ， 用 空 格 隔 開 。 3.熱 化 學 方 程 式 中 各 物

5、質(zhì) 化 學 式 前 面 的 化 學 計 量 數(shù) 僅 表 示 該 物質(zhì) 的 物 質(zhì) 的 量 ， 并 不 表 示 物 質(zhì) 的 分 子 數(shù) 或 原 子 數(shù) ， 因 此 ， 化 學計 量 數(shù) 可 以 是 整 數(shù) ， 也 可 以 是 分 數(shù) 。4. H 的 值 要 與 熱 化 學 方 程 式 中 化 學 式 前 面 的 化 學 計 量 數(shù) 相 對應 ， 如 果 化 學 計 量 數(shù) 加 倍 ， H 也 要 加 倍 。5.正 反 應 若 為 放 熱 反 應 ， 則 其 逆 反 應 必 為 吸 熱 反 應 ， 二 者 H的 數(shù) 值 相 等 而 符 號 相 反 。 三 、 燃 燒 熱 、 中 和 熱 、 能 源

6、1.燃 燒 熱 、 中 和 熱 及 其 異 同 元 貝 駕 考 http:/ 元 貝 駕 考 2016科 目 一 科目 四駕 考 寶 典 網(wǎng) http:/ 駕 考 寶 典 2016科 目 一 科 目 四 注 意 ： (1)燃 燒 熱 指 的 是 1 mol純 物 質(zhì) 完 全 燃 燒 生 成 穩(wěn) 定 的 氧 化物 時 所 放 出 的 熱 量 。 穩(wěn) 定 的 氧 化 物 ， 如 H2 H2O(l)而 不 是 H2O(g)、 C CO2(g)而 不 是 CO、 S SO2(g)而 不 是 SO3。 (2)中 和 熱 是 指 強 酸 、 強 堿 的 稀 溶 液 發(fā) 生 中 和 反 應 生 成 1 mo

7、l水所 放 出 的 熱 量 。 弱 酸 、 弱 堿 電 離 出 H+、 OH-需 要 吸 收 熱 量 ， 故 所測 定 中 和 熱 的 數(shù) 值 偏 小 ； 濃 硫 酸 與 堿 反 應 測 定 中 和 熱 時 ， 因 濃硫 酸 稀 釋 要 放 熱 ， 故 測 定 的 中 和 熱 的 數(shù) 值 偏 大 。(3)因 燃 燒 熱 、 中 和 熱 是 確 定 的 放 熱 反 應 的 熱 效 應 ， 具 有 明 確 的含 義 ， 故 在 表 述 時 不 用 帶 負 號 ， 如 CH4的 燃 燒 熱 為 890 kJ mol-1，但 若 用 H 表 示 時 必 須 帶 負 號 。 (4)注 意 表 示 燃 燒

8、 熱 的 熱 化 學 方 程 式 和 物 質(zhì) 燃 燒 的 熱 化 學 方 程 式有 所 不 同 ； 燃 燒 熱 以 1 mol純 物 質(zhì) (反 應 物 )為 標 準 ， 且 燃 燒 生 成穩(wěn) 定 的 氧 化 物 。 表 示 中 和 熱 的 熱 化 學 方 程 式 和 表 示 中 和 反 應 的熱 化 學 方 程 式 不 同 ， 中 和 熱 以 生 成 1 mol 水 為 標 準 。 2.能 源 及 其 開 發(fā) 利 用新 能 源 的 開 發(fā) 與 利 用 ,日 益 成 為 社 會 關(guān) 注 的 焦 點 ,因 此 ,以 新 型 能源 開 發(fā) 與 利 用 為 背 景 材 料 ， 考 查 熱 化 學 方

9、程 式 的 書 寫 及 求 算 反應 熱 ， 已 成 為 高 考 命 題 的 熱 點 。關(guān) 于 能 源 問 題 ， 應 了 解 下 面 的 幾 個 問 題 ： (1)能 源 的 分 類 ： 常 規(guī) 能 源 (可 再 生 能 源 ， 如 水 等 ， 非 可 再 生 能源 ， 如 煤 、 石 油 、 天 然 氣 等 )； 新 能 源 (可 再 生 能 源 ， 如 太 陽 能 、風 能 、 生 物 質(zhì) 能 ； 非 可 再 生 能 源 ， 如 核 聚 變 燃 料 )。(2)能 源 的 開 發(fā) ： 太 陽 能 ： 每 年 輻 射 到 地 球 表 面 的 能 量 為5 1019kJ， 相 當 于 目 前

10、全 世 界 能 量 消 耗 的 1.3萬 倍 。 生 物 質(zhì)能 ： 將 植 物 轉(zhuǎn) 化 為 可 燃 性 的 液 態(tài) 或 氣 態(tài) 化 合 物 ， 再 利 用 燃 燒 放熱 。 風 能 ： 利 用 風 力 進 行 發(fā) 電 、 提 水 、 揚 帆 助 航 等 技 術(shù) ， 風能 是 一 種 可 再 生 的 干 凈 能 源 。 地 熱 能 、 海 洋 能 。 四 、 利 用 蓋 斯 定 律 計 算 反 應 熱 的 方 法 及 注 意 事 項1.運 用 蓋 斯 定 律 的 技 巧 ： 參 照 目 標 熱 化 學 方 程 式 設(shè) 計 合 理 的 反應 途 徑 ， 對 原 熱 化 學 方 程 式 進 行 恰

11、當 “ 變 形 ” (反 寫 、 乘 除 某 一個 數(shù) )， 然 后 方 程 式 之 間 進 行 “ 加 減 ” ， 從 而 得 出 求 算 新 熱 化 學方 程 式 反 應 熱 H 的 關(guān) 系 式 。2.具 體 方 法 ： 熱 化 學 方 程 式 乘 以 某 一 個 數(shù) 時 ， 反 應 熱 也 必 須乘 上 該 數(shù) ； 熱 化 學 方 程 式 “ 加 減 ” 時 ， 同 種 物 質(zhì) 之 間 可 相“ 加 減 ” ， 反 應 熱 也 隨 之 “ 加 減 ” ； 將 一 個 熱 化 學 方 程 式 顛倒 時 ， H 的 “ +” “ -” 號 也 隨 之 改 變 ， 但 數(shù) 值 不 變 。 3.

12、注 意 1 mol H2、 O2、 P4分 別 含 有 1 mol H H、 1 mol O O、6 mol P P， 1 mol H2O中 含 有 2 mol O H， 1 mol NH3含 有3 mol N H， 1 mol CH4含 有 4 mol C H。 對 所 學 知 識 及 時 總 結(jié) ， 將 其 構(gòu) 建 成 知 識 網(wǎng) 絡(luò) ， 既 有 助 于 整體 把 握 知 識 結(jié) 構(gòu) ， 又 利 于 加 深 對 知 識 間 內(nèi) 在 聯(lián) 系 的 理 解 。 下 面是 本 階 段 的 知 識 結(jié) 構(gòu) 圖 ， 要 求 學 生 從 后 面 的 備 選 答 案 中 選 擇 準確 內(nèi) 容 ， 填 在

13、框 圖 中 的 相 應 位 置 。 化 學 鍵 與 化 學 反 應 中 能 量 變 化 的 關(guān) 系1.化 學 變 化 的 實 質(zhì)化 學 變 化 的 過 程 就 是 反 應 物 中 的 化 學 鍵 斷 裂 ， 同 時 形 成 生 成 物中 的 化 學 鍵 的 過 程 。 例 如 在 一 定 條 件 下 1 mol氫 氣 和 1 mol氯 氣反 應 生 成 2 mol氯 化 氫 的 過 程 ， 就 是 1 mol H H鍵 和 1 mol Cl Cl鍵 斷 裂 的 同 時 ， 形 成 2 mol H Cl 鍵 的 過 程 。 2.化 學 反 應 中 的 能 量 變 化 原 理斷 裂 化 學 鍵 時

14、 ， 需 要 克 服 直 接 相 鄰 的 兩 個 或 多 個 原 子 之 間 的 強烈 的 相 互 作 用 ， 即 需 要 吸 收 能 量 ； 而 形 成 化 學 鍵 時 ， 情 況 正 好相 反 ， 會 放 出 能 量 。 所 以 ， 化 學 變 化 必 然 伴 隨 著 能 量 變 化 。 各種 物 質(zhì) 發(fā) 生 化 學 反 應 時 ， 既 有 物 質(zhì) 變 化 ， 又 有 化 學 能 與 其 他 形式 的 能 量 之 間 的 轉(zhuǎn) 化 ， 也 就 既 要 遵 循 質(zhì) 量 守 恒 定 律 ， 又 要 遵 循能 量 守 恒 定 律 。 3.化 學 反 應 中 化 學 鍵 與 能 量 變 化 的 關(guān)

15、系當 反 應 物 中 化 學 鍵 的 斷 裂 所 吸 收 的 能 量 大 于 形 成 生 成 物 中 的 化學 鍵 所 釋 放 的 能 量 時 ， 該 反 應 就 要 吸 收 能 量 ； 反 之 ， 該 化 學 反應 就 會 釋 放 能 量 。 或 者 說 ， 當 反 應 物 的 總 能 量 大 于 生 成 物 的 總能 量 ， 根 據(jù) 能 量 守 恒 定 律 ， 該 化 學 反 應 就 會 放 出 能 量 ； 當 生 成物 的 總 能 量 大 于 反 應 物 的 總 能 量 ， 根 據(jù) 能 量 守 恒 定 律 ， 該 化 學反 應 就 會 吸 收 能 量 。 因 此 ， 一 個 化 學 反

16、應 是 吸 收 能 量 還 是 放 出能 量 ， 就 取 決 于 反 應 物 的 總 能 量 和 生 成 物 的 總 能 量 的 相 對 大 小 ，它 與 物 質(zhì) 結(jié) 構(gòu) 中 的 化 學 鍵 的 關(guān) 系 密 切 。 【 典 例 1】 化 學 反 應 N2 3H2=2NH3的 能 量 變 化 如 圖 所 示 ， 該 反應 的 熱 化 學 方 程 式 是 ( ) A.N2(g) 3H2(g)=2NH3(l) H =2(a-b-c) kJ mol-1 B.N2(g) 3H2(g)=2NH3(g) H =2(b-a) kJ mol-1 C. N2(g) H2(g)=NH3(l) H =(b+c-a)

17、kJ mol-1 D. N2(g) H2(g)=NH3(g) H =(a b) kJ mol-11212 3232 【 解 析 】 選 A。 從 圖 示 上 可 以 看 出 ， 1/2 mol N2和 3/2 mol H2斷鍵 生 成 1 mol N和 3 mol H吸 收 的 能 量 為 a kJ， 同 時 ， 1 mol N和3 mol H形 成 新 鍵 生 成 1 mol NH3(g)、 NH3(l)所 放 出 的 能 量 分 別為 b kJ、 (b+c)kJ， 故 1/2 mol N2和 3/2 mol H2生 成 NH3(g)、NH3(l)所 放 出 的 熱 量 分 別 為 (b-a

18、) kJ、 (b+c-a) kJ， 故 它 們 對應 的 H 分 別 為 (a-b) kJ mol-1、 (a-b-c) kJ mol-1， 故 答 案選 A。 【 典 例 2】 已 知 ： 1 mol H2中 化 學 鍵 斷 裂 時 需 要 吸 收 436 kJ的能 量 1 mol Cl2中 化 學 鍵 斷 裂 時 需 要 吸 收 243 kJ的 能 量 由 H和 Cl形 成 1 mol HCl時 釋 放 431 kJ的 能 量下 列 敘 述 正 確 的 是 ( ) A.氫 氣 和 氯 氣 反 應 生 成 氯 化 氫 氣 體 的 熱 化 學 方 程 式 是 H2(g)Cl2(g)=2HCl(

19、g)B.氫 氣 和 氯 氣 反 應 生 成 2 mol氯 化 氫 氣 體 ， 反 應 的 H =183 kJ mol-1C.氫 氣 和 氯 氣 反 應 生 成 2 mol氯 化 氫 氣 體 ， 反 應 的 H = 183 kJ mol-1D.氫 氣 和 氯 氣 反 應 生 成 1 mol氯 化 氫 氣 體 ， 反 應 的 H = 183 kJ mol -1 【 解 析 】 選 C。 A未 注 明 焓 變 ； B項 反 應 放 熱 ， H 應 小 于 零 ；D項 ， 生 成 1 mol氯 化 氫 氣 體 反 應 放 熱 為 91.5 kJ。 化 學 能 與 熱 能 的 相 互 轉(zhuǎn) 化1.吸 熱

20、反 應 和 放 熱 反 應物 質(zhì) 無 論 發(fā) 生 吸 熱 反 應 還 是 放 熱 反 應 ， 其 能 量 轉(zhuǎn) 化 的 形 式 有 多種 ， 除 熱 能 外 ， 通 常 還 有 光 能 、 聲 能 等 形 式 ， 我 們 一 般 只 考 慮熱 能 ， 或 把 其 他 形 式 的 能 都 折 算 成 熱 能 。(1)放 熱 反 應 ： 如 果 反 應 物 所 具 有 的 總 能 量 高 于 生 成 物 所 具 有 的總 能 量 ， 則 該 化 學 反 應 就 是 放 熱 反 應 。 或 者 說 ， 化 學 反 應 中 舊鍵 斷 裂 所 吸 收 的 能 量 小 于 形 成 新 鍵 所 放 出 的 能

21、 量 ， 該 反 應 就 是放 熱 反 應 。 (2)吸 熱 反 應 ： 如 果 反 應 物 所 具 有 的 總 能 量 低 于 生 成 物 所 具 有 的總 能 量 ， 則 該 化 學 反 應 就 是 吸 熱 反 應 。 或 者 說 ， 化 學 反 應 中 舊鍵 斷 裂 所 吸 收 的 能 量 大 于 形 成 新 鍵 所 放 出 的 能 量 ， 該 反 應 就 是吸 熱 反 應 。(3)常 見 的 放 熱 反 應 。 所 有 的 燃 燒 反 應 ； 活 潑 金 屬 與 酸 或 水 的 反 應 ； 酸 堿 中 和反 應 ； 大 多 數(shù) 化 合 反 應 (但 有 些 化 合 反 應 是 吸 熱

22、反 應 ,如 ：H 2 I2=2HI， N2 O2=2NO， CO2 C=2CO)等 。 (4)常 見 的 吸 熱 反 應 。 銨 鹽 與 堿 的 復 分 解 反 應 ， 如 Ba(OH)2 8H2O和 NH4Cl晶 體 混 合 研磨 時 ， 溫 度 會 降 低 ， 說 明 該 反 應 是 吸 熱 反 應 ； 大 多 數(shù) 分 解 反應 (但 少 數(shù) 分 解 反 應 是 放 熱 反 應 ， 如 NH4ClO4分 解 時 放 出 大 量 的熱 )； 需 要 持 續(xù) 加 熱 才 能 發(fā) 生 的 反 應 ， 如 ： H2 CuO CuH2O， C H2O CO H2等 都 是 吸 熱 反 應 。 =高

23、 溫= 2.反 應 條 件 與 能 量 變 化反 應 條 件 與 化 學 反 應 的 能 量 變 化 之 間 沒 有 必 然 聯(lián) 系 。(1)放 熱 反 應 往 往 也 需 要 加 熱 。一 個 化 學 反 應 的 發(fā) 生 往 往 需 要 達 到 它 要 求 的 最 低 條 件 才 可 能 發(fā)生 。 例 如 氫 氣 和 氧 氣 的 混 合 氣 體 ， 常 溫 下 儲 存 很 久 也 不 反 應 ，但 是 在 點 燃 條 件 下 ， 瞬 間 就 能 完 成 。 點 燃 并 沒 有 提 供 太 多 的 能量 ， 但 為 反 應 的 發(fā) 生 提 供 了 必 要 條 件 ， 反 應 的 發(fā) 生 釋 放

24、 出 大 量的 熱 量 ， 維 持 反 應 所 需 要 的 條 件 。 (2)吸 熱 反 應 也 能 自 發(fā) 進 行 。例 如 固 體 Ba(OH)2 8H2O和 固 體 NH4Cl之 間 的 反 應 ， 兩 固 體 混 合 后加 少 量 的 水 溶 解 ， 用 玻 璃 棒 攪 拌 ， 反 應 即 可 發(fā) 生 。一 個 反 應 能 否 自 發(fā) 進 行 ， 主 要 看 在 通 常 環(huán) 境 下 是 否 能 達 到 該 反應 發(fā) 生 的 條 件 。 【 典 例 3】 (雙 選 )下 列 說 法 正 確 的 是 ( )A.需 要 加 熱 才 能 發(fā) 生 的 化 學 反 應 一 定 是 吸 熱 反 應B

25、.任 何 放 熱 反 應 在 常 溫 條 件 下 一 定 能 發(fā) 生C.反 應 物 和 生 成 物 所 具 有 的 總 能 量 決 定 了 反 應 是 放 熱 還 是 吸 熱D.吸 熱 反 應 在 一 定 條 件 下 (如 常 溫 、 加 熱 等 )也 能 發(fā) 生 【 解 析 】 選 C、 D。 化 學 反 應 的 能 量 變 化 主 要 表 現(xiàn) 為 放 熱 或 吸 熱 。反 應 是 放 熱 還 是 吸 熱 主 要 取 決 于 反 應 物 和 生 成 物 所 具 有 的 總 能量 的 相 對 大 小 。 放 熱 反 應 和 吸 熱 反 應 在 一 定 的 條 件 下 都 能 發(fā) 生 。反 應

26、開 始 時 需 加 熱 的 反 應 可 能 是 吸 熱 反 應 ， 也 可 能 是 放 熱 反 應 。 【 典 例 4】 2SO2(g) O2(g) 2SO3(g)反 應 過 程 的 能 量 變 化 如圖 所 示 。 已 知 1 mol SO2(g)氧 化 為 1 mol SO3(g)的 H 1 99 kJ mol 1。 請 回 答 下 列 問 題 ：(1)該 反 應 屬 于 _反 應 (填 “ 放 熱 ” 或 “ 吸 熱 ” )。(2)圖 中 C表 示 _。(3)從 化 學 鍵 的 角 度 分 析 ， F代 表 _。(4)改 變 反 應 條 件 可 改 變 E值 大 小 ， 如 加 入 V2

27、O5作 催 化 劑 ， 可 使 E值 減 小 。 E的 大 小 對 該 反 應 的 反 應 熱 _(填 “ 無 影 響 ” “ 有影 響 ” 或 “ 不 確 定 ” )。(5)圖 中 H _kJ mol 1。(6)若 已 知 1 mol SO2(g)氧 化 為 1 mol SO3(l)的 H 2 Q kJ mol 1， 則 H 1_ H 2(填 “ ” “ ” 或 “ ” )。 【 解 析 】 (1)由 題 目 條 件 可 知 ， 1 mol SO2(g)氧 化 為 1 mol SO3(g)的 H 1 99 kJ mol 10,該 反 應 為 放 熱 反 應 。(2)圖 中 C點 為 反 應

28、過 程 的 最 終 時 刻 ， 即 代 表 生 成 物 的 總 能 量 。(3)E代 表 舊 鍵 斷 裂 時 吸 收 的 能 量 ， 則 F代 表 形 成 新 鍵 時 釋 放 的能 量 。 (4)E值 的 大 小 代 表 了 斷 裂 舊 鍵 時 所 吸 收 的 能 量 ， 而 反應 熱 的 數(shù) 值 取 決 于 舊 鍵 斷 裂 吸 收 能 量 與 新 鍵 形 成 釋 放 能 量 的差 值 ， 所 以 E的 大 小 對 反 應 熱 無 影 響 。 (5)圖 示 代 表 2SO2(g)O 2(g) 2SO3(g)反 應 過 程 的 能 量 變 化 ， 所 以 H 2( 99) kJ mol 1= 198 kJ mol 1。 (6)SO3(g)=SO3(l) H H 2。 答 案 :(1)放 熱 (2)生 成 物 的 總 能 量(3)形 成 新 鍵 釋 放 的 能 量 (4)無 影 響 (5)-198(6)