2014年高考化学复习指导----必须背的知识点10

化学反应与能量

化学反应的实质是反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成，化学反应过程中伴随着能量的释放或吸收。

一、焓变  反应热  

  1、化学反应的反应热

　　(1)反应热的概念：

　　当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。用符号Q表示。

　　(2)反应热与吸热反应、放热反应的关系。

　　Q＞0时，反应为吸热反应；Q＜0时，反应为放热反应。

　　(3)反应热的测定

　　测定反应热的仪器为量热计，可测出反应前后溶液温度的变化，根据体系的热容可计算出反应热，计算公式如下：Q＝－C(T2－T1)式中C表示体系的热容，T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。实验室经常测定中和反应的反应热。 

2、化学反应的焓变

　　(1)反应焓变

　　物质所具有的能量是物质固有的性质，可以用称为“焓”的物理量来描述，符号为H，单位为kJ·mol-1。

　　反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为反应焓变，用ΔH表示。

　　(2)反应焓变ΔH与反应热Q的关系。

　　对于等压条件下进行的化学反应，若反应中物质的能量变化全部转化为热能，则该反应的反应热等于反应焓变，其数学表达式为：Qp＝ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)。

 (3)焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应

（1）.符号： △H（2）.单位：kJ/mol 

     (4) 产生原因：化学键断裂——吸热      化学键形成——放热

    (5)反应焓变与吸热反应，放热反应的关系：

　　ΔH＞0，反应吸收能量，为吸热反应。

　　ΔH＜0，反应释放能量，为放热反应。

　　(6)反应焓变与热化学方程式：

　　把一个化学反应中物质的变化和反应焓变同时表示出来的化学方程式称为热化学方程式，如：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)；ΔH(298K)＝－285.8kJ·mol－1

下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)：

物质	H2(g)	O2(g)	H2O(g)
能量	436	496	926

1． 反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)是放热(填“吸热”或“放热”)反应，这说明2 mol H2(g)和1 mol O2(g)具有的能量比2 mol H2O(g)具有的能量高(填“高”或“低”)。断裂反应物中化学键吸收的能量小于(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键放出的能量。

2． 请用图示表示出2 mol H2(g)与1 mol O2(g)生成2 mol H2O(g)的反应过程。

3． 根据表中数据，写出H2(g)与O2(g)完全反应生成H2O(g)的热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1。

4． 若已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol－1，则表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋21O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1。

☆ 常见的放热反应：① 所有的燃烧反应         ② 酸碱中和反应 

③ 大多数的化合反应       ④ 金属与酸的反应 

⑤ 生石灰和水反应         ⑥ 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等

☆ 常见的吸热反应：① 晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl             ② 大多数的分解反应 

③ 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应    ④ 铵盐溶解等

有下列变化：①H2在Cl2中燃烧　②碳酸钙分解　③铝热反应　④酸碱中和反应　⑤缓慢氧化　⑥Na2CO3水解　⑦NaOH固体溶于水　⑧铁和稀H2SO4反应　⑨Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应　⑩工业合成氨

1． 属于放热反应的有：①③④⑤⑧⑩，这些反应的进行，实现了化学能向热能的转变。

2． 属于吸热反应的有：②⑥⑨，这些反应的进行，实现了热能向化学能的转变。

二、热化学方程式

　　书写热化学方程式应注意以下几点：

　　①化学式后面要注明物质的聚集状态：固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。

　　②化学方程式后面写上反应焓变ΔH，ΔH的单位是J·mol－1或 kJ·mol－1，且ΔH后注明反应温度。

③热化学方程式中物质的系数加倍，ΔH的数值也相应加倍。反应逆向进行，△H改变符号，数值不变

    ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数

    ⑤热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。

三、燃烧热

1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。

※注意以下几点：

①研究条件：101 kPa

②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。

③燃烧物的物质的量：1 mol

④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol）

四、中和热

1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。

2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为：

H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l)    ΔH=－57.3kJ/mol

3．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。

4．中和热的测定实验

 五、盖斯定律

　　1、盖斯定律

　　对于一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成，其反应焓变一样，这一规律称为盖斯定律。

　　2、利用盖斯定律进行反应焓变的计算。

　　常见题型是给出几个热化学方程式，合并出题目所求的热化学方程式，根据盖斯定律可知，该方程式的ΔH为上述各热化学方程式的ΔH的代数和。

1． 已知：

A．CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－192.9 kJ·mol－1

B．H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1

请写出32 g的CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化学方程式_______________。

答案　CH3OH(g)＋23O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－280.9 kJ·mol－1

2． 化学键的键能是指气态原子间形成1 mol化学键时释放的能量。如H(g)＋I(g)===H—I(g)　ΔH＝－297 kJ·mol－1，即H—I键的键能为297 kJ·mol－1，也可以理解为破坏1 mol H—I键需要吸收297 kJ的热量。一个化学反应一般有旧化学键的断裂和新化学键的形成。如下表是一些键能数据(kJ·mol－1)：

	键能		键能		键能
H—H	436	Cl—Cl	243	H—Cl	431
S===S	255	H—S	339	C—F	427

由热化学方程式H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－183 kJ·mol－1，并结合表中数据可推知一个化学反应的反应热(设反应物、生成物均为气态)与反应物和生成物的键能之间的关系是____________。由热化学方程式2H2(g)＋S2(s)===2H2S(g)　ΔH＝－224.5 kJ·mol－1和表中数据可计算出1 mol S2(s)气化时将______(填“吸收”或“放出”)________kJ的热量。

答案　化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差　吸收　4.5