文档：疑难解析

第2单元化学反应中的热量知识清单考点归纳●课程目标1.了解化学反应中物质变化和能量变化的实质，初步学会从化学键的断裂和形成的角度认识化学反应，善于将宏观与微观结合起来。2.以生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化，认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，培养节约能源及保护环境等意识，关注与化学有关的社会热点问题，逐步形成可持续发展的思想。3.了解化学反应热效应的表示方法，学会书写热化学反应方程式，并且会定量计算。●重点难点【重点】热化学反应方程式的书写。【难点】热化学反应方程式的书写和有关计算。要点归纳一、化学反应中的热量变化1.放热反应和吸热反应(1)放热反应：化学上把有热量放出的化学反应称为放热反应。(2)吸热反应：把吸收热量的化学反应称为吸热反应。(3)比较：放热反应吸热反应表现形式ΔH＜0ΔH＞0能量变化反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量键能变化生成物总键能大于反应物总键能生成物总键能小于反应物总键能联系ΔH=ΔH(生成物)-ΔH(反应物)。键能越大，物质能量越低，越稳定；反之，键能越小，物质能量越高，越不稳定(4)表示方法：用ΔH表示，它既有数值的大小，又有正负。其中放热反应，规定ΔH为“-”或ΔH＜0；吸热反应，规定ΔH为“+”或ΔH＞0。单位一般采用kJ·mol-1。2.热化学方程式(1)概念：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。(2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表示了化学反应中的能量变化。(3)书写：与普通化学方程式相比，书写热化学方程式应注意：①热化学方程式中各物质应标明状态，用g、l、s分别表示气态、液态和固态。若为同素异形体，还要注明名称。因为物质所处的聚集状态不同时，它所具有的能量是不同的。②ΔH标在化学方程式后面。同时注意ΔH的符号，反应放热，ΔH＜0；反应吸热，ΔH＞0。③热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以用整数，也可以用分数表示。因为该化学计量数表示物质的物质的量，不表示物质的分子或原子数。3.反应放出或吸收的热(ΔH)的简单计算及比较(1)反应物各物质的物质的量与ΔH的值成正比。(2)ΔH等于一定物质的量的生成物化学键形成时所释放的总能量减去一定物质的量的反应物化学键断裂时所消耗的总能量。(3)某种物质的状态或晶型不同会引起反应热的差异，计算时可将热化学方程式进行“加减”后，根据反应过程放出或吸收的热比较大小。二、燃料燃烧释放的热量1.当今社会的主要能源：有煤、石油、天然气等化石燃料。2.从化学键的角度来看化学反应的实质与能量变化的关系(1)从化学键角度看化学反应的实质：反应物的旧化学键的断开过程和生成物的新化学键的形成过程。(2)从能量变化看实质：先断开旧的化学键需要吸收能量，后形成新的化学键需要释放能量。(3)从反应的全过程看化学反应的能量变化：若反应过程中，断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，即反应物(可燃物与氧气或其他助燃剂)的总能量小于生成物的总能量，则反应的总过程就吸收能量；若反应过程中，断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量，即反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应的总过程就放出能量。3.燃料燃烧过程放出能量的大小(1)定性判断：燃料燃烧过程放出能量的大小，决定于反应物的总能量和生成物的总能量相对大小。(2)定量计算：一定物质的量的燃料燃烧释放出的热量等于一定物质的量的生成物化学键形成时所释放的总能量减去一定物质的量的反应物(可燃物与氧气或其他助燃剂)化学键断裂时所消耗的总能量，反应物化学键断裂时所消耗的总能量越少，生成物化学键形成时所释放的总能量越多，燃料放出的热量越多。4.提高燃料的使用效率(1)燃料利用还存在的亟需解决的问题有：①煤和石油燃烧时，常发生不完全燃烧，排放出大量烟尘和CO有毒气体。②有些煤灰水分含量大，水分多，发热值较低。③某些燃料燃烧排放的废气中含有SO2和氮的氧化物，直接排放到大气中会污染空气并形成酸雨。(2)为解决燃料燃烧存在的问题需要研究涉及的问题有：①化石燃料完全燃烧的条件，减少燃料燃烧产生的热量损耗技术，提高燃料利用率的措施。②防止燃料燃烧造成环境污染的方法。③通过化学方法把化石燃料转化成洁净燃料。④开发氢能、核能、太阳能等洁净高效的新能源。课堂互动疑难探究典例探究典例11955年，美国通用电气公司专门制造了高温高压静电设备，得到世界上第一批工业用人造金刚石小晶体，从而开创了工业规模生产人造金刚石磨料的先河，现在他们的年产量在20吨左右。不久，杜邦公司发明了爆炸法，利用瞬时爆炸产生的高压和急剧升温，也获得了几毫米大小的人造金刚石。已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨,s)+O2(g)====CO2(g)ΔH=kJ·mol-1C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=kJ·mol-1据此判断，下列说法正确的是()A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高思路解析：本题考查反应热、燃烧热的概念以及物质所含能量的高低与稳定性的关系。经过反应，金刚石和石墨都生成了CO2，终点相同。方法1：两式相减可得C(石墨,s)====C(金刚石,s)；ΔH=+kJ·mol-1。由此可知，石墨转变成金刚石需要吸热，吸热后金刚石能量更高。方法2(画图法)：由放热数据知，在终点相同的情况下，金刚石放热多，则金刚石的起点高，能量高，如下图所示：所以石墨转变成金刚石需要吸热。金刚石的能量更高，石墨的能量更低。此外，通过研究转化条件，我们可以让反应向我们需要的方向进行。答案：A绿色通道：判断反应是吸热还是放热，可以通过热化学方程式相加减来进行；用画图法可以直观地理解和判断能量的高低。物质的能量越低，该物质越稳定。例如，由该题可知石墨比金刚石能量低，更稳定。典例2下列说法正确的是()A.反应热就是反应中放出的能量B.在101kPa时，1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C.由C(石墨,s)====C(金刚石,s)ΔH=+kJ·mol-1可知，金刚石比石墨稳定D.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多思路解析：反应过程中所放出或吸收的热都是反应热，因此A错；在101kPa时，1mol物质完全燃烧时的热效应叫做该物质的燃烧热，B选项未指明碳完全燃烧生成二氧化碳，是错误的；比较稳定性应比较其能量的高低，而不是硬度的大小，由C(石墨,s)====C(金刚石,s)ΔH=+kJ·mol-1可知，金刚石能量高，不稳定，C错；因为硫固体变为硫蒸气要吸热，所以等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多是正确的。答案：D疑难探究例1某些化学键的键能如下表(kJ·mol-1):键H—HBr—BrI—ICl—ClH—ClH—IH—Br键能193436151247431299356(1)1molH2在2molCl2中燃烧，放出热量____________kJ。(2)在一定条件下，1molH2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是___________。＞Br2＞I2＞Br2＞Cl2预测1molH2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热___________。思路解析：本题涉及键能与吸、放热的关系,考查了键能与反应热的定量关系。(1)1molH2在2molCl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1mol，生成HCl2mol。则放出热量431kJ·mol-1×2mol-436kJ·mol-1×1mol-247kJ·mol-1×1mol=179kJ。(2)由于键能Cl—Cl键＞Br—Br键＞I—I键，故H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中燃烧放热最少。推测键能F—F键＞Cl—Cl键，故知H2在F2中燃烧放热多。答案：(1)179(2)a多绿色通道：在化学反应中，旧化学键断裂时，需要吸收能量；当原子重新组合，形成新化学键生成新物质时，又要释放能量。断裂1mol化学键吸收的能量或形成1mol化学键释放的能量，就是该化学键的键能。例2已知：H—H、Cl—Cl、H—Cl的键能(即拆开1mol该共价键所吸收的能量)分别为436kJ·mol-1、243kJ·mol-1和431kJ·mol-1，估计Cl2、H2生成1molHCl的反应热为()A.放热183kJ·mol-1B.放热kJ·mol-1C.吸热183kJ·mol-1D.吸热kJ·mol-1思路解析：任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量；当原子重新组合成生成物分子，即新化学键形成时，又要释放能量。就上述反应来说，当1molH2与1molCl2在一定条件下反应生成2molHCl时，1molH2分子中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量，1molCl2分子中的化学键断裂时需要吸收243kJ的能量，而2molHCl分子中的化学键形成时要释放431kJ·mol-1×2mol=862kJ的能量。H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)的反应热，应等于生成物分子形成时所释放的总能量(862kJ)与反应物分子断裂时所吸收的总能量(679kJ)的差，即放出183kJ的能量。Cl2、H2生成1molHCl的反应热为kJ·mol-1。答案：B例3已知在25℃、101kPa下，1gH2燃烧生成液态水时放出kJ的热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH=kJ·mol-1(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH=kJ·mol-1+O2====2H2OΔH=kJ·mol-1(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH=+kJ·mol-1思路解析：该题考查热化学方程式书写。因为ΔH与反应完成的物质的量有关，化学计量数必须与ΔH相对应，所以先求25℃、101kPa下，2molH2燃烧生成液态水时放出的热量ΔH=×(4g÷1g)=(kJ·mol-1)，放热反应时ΔH为“-”。同时，还要注意反应物和产物的聚集状态是否符合题意。答案：B绿色通道：反应热与反应物的状态有关；ΔH数值的大小与反应物的量成正比。反应物的量加倍，则ΔH也要加倍。拓展训练勇于创新1.已知方程式2H2(g)+O2(g)====2H2O(l);ΔH1=kJ·mol-1，则关于方程式2H2O(l)====2H2(g)+O2(g);ΔH2=？的说法正确的是()A.方程式中化学计量数表示分子数B.该反应ΔH2大于零C.该反应的ΔH2=kJ·mol-1D.该反应可表示18g水分解时的热效应2.沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ热量。则下列热化学方程式正确的是()(g)+4O2(g)====2CO2(g)+4H2O(l);ΔH=890kJ·mol-1(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l);ΔH=890kJ·mol-1(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890kJ·mol-12CH4(g)+O2(g)====1/2CO2(g)+H2O(l);ΔH=-890kJ·mol-13.近年来，有科学家提出硅是“21世纪的能源”“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中你认为不妥当的是()A.硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料B.硅的来源丰富，易于开采，且可再生C.硅燃料放出的热量大，且燃料产物对环境污染较低，容易有效控制D.寻找高效催化剂，使二氧化硅分解产生硅的同时释放能量，是硅能源大规模开发利用的一项关键技术4.下列各图中，表示正反应是吸热反应的是()5.“即食即热型快餐”适合外出行使时使用，其内层是用铝箔包裹的并已加工好的真实包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，使用时拉动预留在外的拉线使这两种化学物质反应，放出的热量便可对食物进行加热，这两包化学物质最适合的选择是()A.浓硫酸和水B.生石灰和水C.熟石灰和水D.氯化钠和水6.氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH—H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molOO键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH—O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是()+Q2＞4Q3+Q2＜4Q3+Q2＜Q3+Q2=Q37.下列变化中属于吸热反应的是()①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰A.①④B.②③C.①④⑤D.②④解8.对于放热反应2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)，下列说法正确的是()A.产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量B.反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量C.反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量D.反应物H2和O2具有的能量相等9.已知在25℃，101kPa下，1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出kJ热量。表示上述反应的热化学方程式正确的是()(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(g)；ΔH=kJ·mol-1(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)；ΔH=-5518kJ·mol-1(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)；ΔH=+5518kJ·mol-1(l)+O2(g)====8CO2(g)+9H2O(l)；ΔH=kJ·mol-110.下列说法正确的是()A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应C.反应物和生成物所具有的总能量决定反应放热还是吸热D.吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)才能发生反应11.已知下列热化学方程式：C(s)+O2(g)====CO2(g)；ΔH＝kJ·mol-12H2(g)+O2(g)====2H2O(g)；ΔH＝kJ·mol-1现有mol的炭粉和氢气组成的悬浮气、固混合物在氧气中完全燃烧，共放出kJ热量，则炭粉与氢气的物质的量之比为()∶1∶2C.2∶312.下列叙述正确的是()A.氢气和氧气生成水后，氢和氧的能量均有明显增高+H需要吸收能量C.燃料有足够的空气就能充分燃烧D.化学反应的过程，都可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等而被释放出来的过程参考答案与解析1解析：热化学方程式中化学计量数表示物质的量，故A项错。ΔH2=kJ·mol-1＞0，B项正确，C项错误。D项，该反应表示的是36g液态水分解时的热效应，故D项错。答案：B2解析：molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445kJ热量，即1molCH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出890kJ热量。根据热化学方程式的有关规定，要注明聚集状态，要标出热效应，故符合题意的是C项。热化学方程式的书写，要注意到反应物、生成物都表示出其状态，正确表达反应的热量变化，同时要注意热量值与方程式中的化学计量数对应。答案：C3解析：