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2014年高考化學復習指導----必須背的知識點10

化學反應與能量

化學反應的實質(zhì)是反應物化學鍵的斷裂和生成物化學鍵的形成,化學反應過程中伴隨著能量的釋放或吸收。

一、焓變  反應熱  

  1、化學反應的反應熱

  (1)反應熱的概念:

  當化學反應在一定的溫度下進行時,反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應,簡稱反應熱。用符號Q表示。

  (2)反應熱與吸熱反應、放熱反應的關系。

  Q>0時,反應為吸熱反應;Q<0時,反應為放熱反應。

  (3)反應熱的測定

  測定反應熱的儀器為量熱計,可測出反應前后溶液溫度的變化,根據(jù)體系的熱容可計算出反應熱,計算公式如下:Q=-C(T2-T1)式中C表示體系的熱容,T1、T2分別表示反應前和反應后體系的溫度。實驗室經(jīng)常測定中和反應的反應熱。 

2、化學反應的焓變

  (1)反應焓變

  物質(zhì)所具有的能量是物質(zhì)固有的性質(zhì),可以用稱為“焓”的物理量來描述,符號為H,單位為kJ·mol-1。

  反應產(chǎn)物的總焓與反應物的總焓之差稱為反應焓變,用ΔH表示。

  (2)反應焓變ΔH與反應熱Q的關系。

  對于等壓條件下進行的化學反應,若反應中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能,則該反應的反應熱等于反應焓變,其數(shù)學表達式為:Qp=ΔH=H(反應產(chǎn)物)-H(反應物)。

 (3)焓變(ΔH)的意義:在恒壓條件下進行的化學反應的熱效應

1.符號: H(2.單位:kJ/mol 

     (4) 產(chǎn)生原因:化學鍵斷裂——吸熱      化學鍵形成——放熱

    (5)反應焓變與吸熱反應,放熱反應的關系:

  ΔH>0,反應吸收能量,為吸熱反應。

  ΔH<0,反應釋放能量,為放熱反應。

  (6)反應焓變與熱化學方程式:

  把一個化學反應中物質(zhì)的變化和反應焓變同時表示出來的化學方程式稱為熱化學方程式,如:H2(g)+O2(g)=H2O(l);ΔH(298K)=-285.8kJ·mol-1

下表中的數(shù)據(jù)是破壞mol物質(zhì)中的化學鍵所消耗的能量(kJ)

物質(zhì)

H2(g)

O2(g)

H2O(g)

能量

436

496

926

1反應2H2(g)O2(g)===2H2O(g)放熱(吸熱放熱)反應,這說明mol H2(g)mol O2(g)具有的能量比mol H2O(g)具有的能量()。斷裂反應物中化學鍵吸收的能量小于(大于小于)形成生成物中化學鍵放出的能量。

2請用圖示表示出mol H2(g)mol O2(g)生成mol H2O(g)的反應過程。



3根據(jù)表中數(shù)據(jù),寫出H2(g)O2(g)完全反應生成H2O(g)的熱化學方程式:2H2(g)O2(g)===2H2O(g) ΔH=-484 kJ·mol1。

4若已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol1,則表示H2燃燒熱的熱化學方程式為H2(g)21O2(g)===H2O(l) ΔH=-286 kJ·mol1。

☆ 常見的放熱反應:① 所有的燃燒反應         ② 酸堿中和反應 

③ 大多數(shù)的化合反應       ④ 金屬與酸的反應 

⑤ 生石灰和水反應         ⑥ 濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等

☆ 常見的吸熱反應:① 晶體Ba(OH)2·8H2ONH4Cl             ② 大多數(shù)的分解反應 

③ H2、COC為還原劑的氧化還原反應    ④ 銨鹽溶解等

有下列變化:H2Cl2中燃燒 碳酸鈣分解 鋁熱反應 酸堿中和反應 緩慢氧化 Na2CO3水解 NaOH固體溶于水 鐵和稀H2SO4反應 Ba(OH)2·8H2ONH4Cl反應 工業(yè)合成氨

1屬于放熱反應的有:①③④⑤⑧⑩,這些反應的進行,實現(xiàn)了化學能向能的轉(zhuǎn)變。

2屬于吸熱反應的有:②⑥⑨,這些反應的進行,實現(xiàn)了能向化學能的轉(zhuǎn)變。

二、熱化學方程式

  書寫熱化學方程式應注意以下幾點:

  ①化學式后面要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài):固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、氣態(tài)(g)、溶液(aq)。

  ②化學方程式后面寫上反應焓變ΔH,ΔH的單位是J·mol-1或 kJ·mol-1,且ΔH后注明反應溫度。

③熱化學方程式中物質(zhì)的系數(shù)加倍,ΔH的數(shù)值也相應加倍。反應逆向進行,△H改變符號,數(shù)值不變

    ④熱化學方程式中的化學計量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分數(shù)

    ⑤熱化學反應方程式要指明反應時的溫度和壓強。

三、燃燒熱

1.概念:25 ℃,101 kPa時,1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量。燃燒熱的單位用kJ/mol表示。

※注意以下幾點:

①研究條件:101 kPa

②反應程度:完全燃燒,產(chǎn)物是穩(wěn)定的氧化物。

③燃燒物的物質(zhì)的量:1 mol

④研究內(nèi)容:放出的熱量。(ΔH<0,單位kJ/mol)

四、中和熱

1.概念:在稀溶液中,酸跟堿發(fā)生中和反應而生成1mol H2O,這時的反應熱叫中和熱。

2.強酸與強堿的中和反應其實質(zhì)是H+和OH-反應,其熱化學方程式為:

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

3.弱酸或弱堿電離要吸收熱量,所以它們參加中和反應時的中和熱小于57.3kJ/mol。

4.中和熱的測定實驗

 五、蓋斯定律

  1蓋斯定律

  對于一個化學反應,無論是一步完成,還是分幾步完成,其反應焓變一樣,這一規(guī)律稱為蓋斯定律。

  2利用蓋斯定律進行反應焓變的計算。

  常見題型是給出幾個熱化學方程式,合并出題目所求的熱化學方程式,根據(jù)蓋斯定律可知,該方程式的ΔH為上述各熱化學方程式的ΔH的代數(shù)和。

1 已知:

ACH3OH(g)3/2O2(g)===CO2(g)2H2O(g)ΔH=-192.9 kJ·mol1

BH2O(l)===H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol1

請寫出32 gCH3OH(g)完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式_______________

答案 CH3OH(g)23O2(g)===CO2(g)2H2O(l)ΔH=-280.9 kJ·mol1

2 化學鍵的鍵能是指氣態(tài)原子間形成mol化學鍵時釋放的能量。如H(g)I(g)===H—I(g) ΔH=-297 kJ·mol1,即H—I鍵的鍵能為297 kJ·mol1,也可以理解為破壞mol H—I鍵需要吸收297 kJ的熱量。一個化學反應一般有舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成。如下表是一些鍵能數(shù)據(jù)(kJ·mol1)

 

鍵能

 

鍵能

 

鍵能

H—H

436

Cl—Cl

243

H—Cl

431

S===S

255

H—S

339

C—F

427

由熱化學方程式H2(g)Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-183 kJ·mol1,并結(jié)合表中數(shù)據(jù)可推知一個化學反應的反應熱(設反應物、生成物均為氣態(tài))與反應物和生成物的鍵能之間的關系是____________。由熱化學方程式2H2(g)S2(s)===2H2S(g) ΔH=-224.5 kJ·mol1和表中數(shù)據(jù)可計算出mol S2(s)氣化時將______(吸收放出)________kJ的熱量。

答案 化學反應的反應熱等于反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差 吸收 4.5

 

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