化学能与热能基础知识梳理.doc

化学反应与能量 基础知识梳理一、反应热 焓变1含义：在 恒压 条件下化学反应的热效应，其符号为 H ，单位是 kJmol-1 测量仪器是 量热计 。2产生原因：3吸热反应和放热反应一个确定的化学反应是吸热反应还是放热反应，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。（1）吸热反应：反应物总能量 生成物总能量。该过程中 化学能转化为 热 能。判断依据放热反应吸热反应H的符号H0（“+”号）与物质能量的关系E反应物E生成物E反应物A(l)A(s) （3）注明反应的温度和压强。若不注明，即指该反应的H在 常温常压 下测定 （4）热化学方程式中的化学计量系数只表示 物质的量 ，不表示 分子数 因此化学计量系数既可以是 整数 ，也可以是 分数 。且H的大小与方程式中的化学计量系数成 正 比，如果化学计量系数加倍时，则H也要加倍。当反应逆向进行时，逆反应的H与正反应的H 绝对值 相等， 符号 相反。则 H1、H2、H3三者之间的关系为： H1 = 2H2 = -H3 如 2H2（g）+ O2（g）= 2H2O（l） H1 H2（g）+1/2 O2（g）= H2O（l） H2 2H2O（l）= 2H2（g）+ O2（g） H3（5）一般不需注明反应条件（如加热、点燃等）。（6）中间用“=”不用“”，常见的可逆反应仍用“”，但要注意理解其含义。【要点深化】1、 判断热化学方程式正误的“四看”法（1）“一看”各物质的聚集状态是否正确；（2）“二看” H的“+”、“-”是否正确；（3）“三看”反应热的单位是否为kJ/mol（4）“四看”反应热数值与化学计量数是否对应。2、根据两个热化学方程式比较反应热大小时要注意：（1）物质的聚集状态及其化学计量数；（2）反应热所带的“+”、“-”号均具有化学意义，参与大小比较。 三燃烧热和中和热1燃烧热(1)概念：在101 kPa时，1 mol纯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。燃烧热的单位一般用kJmol1表示。燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。(2)表示的意义：例如C的燃烧热为393.5 kJmol1，表示在101 kPa时，1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。(3)书写热化学方程式：燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所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1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1，即C8H18的燃烧热为5 518 kJmol1。(4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放n(可燃物)H式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；H为可燃物的燃烧热。2中和热(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol液态H2O时的反应热叫中和热。(2)注意几个限定词：稀溶液；产物是1 mol液态H2O；用离子方程式可表示为OH(aq)H(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。(3)中和热的测定测定原理：Hc4.18 Jg114.18103 kJg11；n为生成H2O的物质的量。装置如图(在横线上填出仪器的名称) 四有关反应热的比较、计算1H的比较：比较H的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，H越小；对吸热反应，吸热越多，H越大。2反应热的有关计算(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物的物质的量成正比。(2)根据盖斯定律求算：应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般23个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的H与原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时，H也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“”“”符号，即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时，H的符号也随之改变，但数值不变。在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。(3)根据物质燃烧放热的数值计算：Q(放)n(可燃物)|H|反应热与焓变的区别：当系统发生了化学反应之后，使反应产物的温度回到反应前始态的温度，系统放出或吸收的热量就称为该反应的热效应，简称反应热，用Q表示，Q与过程有关，不是状态函数，即使始末状态相同，只要过程不同（如等压过程和等容过程），Q值就不同。我们研究的反应热通常有两种：等容反应热和等压反应热。等容过程反应的热效应(Qv)等于反应的内能变化(U)；等压过程反应的热效应(Qp)等于反应的焓变(H)。通常反应是在等压条件下进行的，所以我们经常提及的反应热如无特别注明都是指等压下的热效应Qp。焓是热力学中表示物质系统能量的一个状态函数，用符号H表示，H=U+pV。焓的变化是系统在等压可逆过程中所吸收的热量的度量。焓是状态函数，它的值只与状态有关而与过程无关，例如系统由状态1（H1）状态2（H2），不管经过什么样的过程由12，只要始末状态相同，焓变H=H2-H1就是不变的。这与Q不同，过程变化，Q值就发生变化。只有过程是等压过程时，Q值与焓变相等，此时二者可以互求，其它过程二者均不相同，当然计算公式也就不同啦。近五年新课标卷3、 45.5污染小、腐蚀性小等4、 大于5、2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)；H=-204.7kJ/mol；6、5.52103 kJ7、（1）2858 （2）CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l） H=-443.5kJmol-1；2014年其它省市高考试题9、(1)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJ/mol10、(1)b(2)氩Na(或钠离子)(3)MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本AlCl3是共价化合物，熔融态难导电(4)SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)H0.025a kJmol1(5)b(6)4KClO3KCl3KClO411、(1)三 A21s22s22p63s23p2(2)(3)4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s)H177.6 kJmol1(合理答案均可)(4)2ClOC2el2=2ClO22Cl(合理答案均可)12、(1)(2)b、c(3)NaClH2O=NaClO3H2复分解反应室温下，氯酸钾在水中的溶解度明显小于其他晶体(4)ClO3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H117 kJmol113(1)A、C(2)消耗溶液中的酸，促进Al3和Fe3水解生成氢氧化物沉淀(3)MnO2(s)SO2(g)=MnSO4(s)H248 kJ/mol(4)Mn22H2O2e=MnO24H(5)MnO2H2Oe=MnO(OH)OH(6)14(1)4H1H22H3(2)a.放热反应， lg K随T增大而减小；吸热反应， lg K随T增大而增大b焓变越大，lgK随T的变化程度越大(3)99%(4)Ca(ClO)2(或KClO3、KMnO4等氧化性物质)(5)CaS2O2CaSO4 原电池：是利用两个电极之间金属性的不同，产生电势差，从而使电子的流动，产生电流。原电池工作原理：原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。电解池：电解原理（电解池装置如图） （1）什么是电解 电解是使电流通过电解质溶液（或熔化的电解质）而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。上图是电解CuCl2溶液的装置。通电后，发生反应：CuCl2=Cu + Cl2或用离子方程式表示：Cu2+ 2Cl=Cu + Cl2 （2）电解过程中的能量转化：电能转化为化学能（3）发生电解反应的条件与电源相连的两个电极；电解质溶液（或熔化的电解质）；两个电极浸泡在电解质溶液中，形成闭合回路。（4）电极反应与电源的正极相连的电极称为阳极。物质在阳极上失去电子，发生氧化反应。如上图装置中，Cl-在阳极上失去电极转化为Cl，阳极反应式：2Cl-2e-Cl2与电源的负极相连的电极成为阴极。物质在阴极上得到电子，发生还原反应。如上图装置中，Cu2+在阴极是得到电子转化为Cu，阴极反应式：Cu2+2e-Cu（5）意义使在通常情况下不发生变化的物质发生氧化还原反应，得到所需的化工产品、进行电镀以及冶炼活泼的金属。2、电解时，物质在电极上的放电顺序（1）阳极：与电源的正极相连。当阳极的电