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一、概念辨析

1．反應熱和焓變

(1)反應熱是化學反應中放出或吸收的熱量。

(2)焓變是化學反應在恒溫恒壓下放出或吸收的熱量。生成物與反應物的內(nèi)能差，ΔH＝H(生成物)－H(反應物)

                恒壓條件下的反應熱等于焓變

2．吸熱反應與放熱反應

(1)從能量高低角度理解：

(2)從化學鍵角度理解：

3.熱化學方程式

(1)概念：表示參加反應物質(zhì)的量和反應熱的關(guān)系的化學方程式。

(2)意義：表明了化學反應中的物質(zhì)變化和能量變化。

(3)書寫熱化學方程式的“五步”

一看狀態(tài)：看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確；

二看符號：看ΔH的“＋”、“－”是否正確；

三看單位：看反應熱的單位是否為kJ/mol；

四看數(shù)值：看反應熱數(shù)值與化學計量數(shù)是否相對應；

五看概念：看燃燒熱、中和熱的熱化學方程式。

4．燃燒熱

(1)概念：25 ℃、101 kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的能量。

(2)單位：kJ·mol^－1。

(3)意義：C的燃燒熱為393.5 kJ·mol^－1，表示在25 ℃、101kPa條件下，1 molC完全燃燒生成CO₂氣體時放出393.5 kJ熱量。

(4)元素燃燒生成的穩(wěn)定氧化物：C―→CO₂(g) H―→H₂O(l) S―→SO₂(g)。

5．中和熱

6．蓋斯定律

(1)內(nèi)容

不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。

(2)應用

化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(guān)，利用蓋斯定律可以間接計算某些反應的反應熱。

赫斯定律（英語：Hess's law），又名反應熱加成性定律（the law of additivity of reaction heat）：若一反應為二個反應式的代數(shù)和時，其反應熱為此二反應熱的代數(shù)和。也可表達為在條件不變的情況下，化學反應的熱效應只與起始和終了狀態(tài)有關(guān)，與變化途徑無關(guān)。它是由瑞士化學家Germain Hess發(fā)現(xiàn)并用于描述物質(zhì)的熱含量和能量變化與其反應路徑無關(guān)，因而被稱為赫斯定律。

1．含義

(1)不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。

(2)化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(guān)。

2．意義

利用蓋斯定律，可以間接地計算一些難以測定的反應熱。

例如：C(s)＋O₂(g)===CO(g)

上述反應在O₂供應充分時，可燃燒生成CO₂；O₂供應不充分時，雖可生成CO，但同時還部分生成CO₂。因此該反應的ΔH不易測定，但是下述兩個反應的ΔH卻可以直接測得：

(1)C(s)＋O₂(g)===CO₂(g)          ΔH₁＝－393.5 kJ·mol^－1

(2)CO(g)＋O₂(g)===CO₂(g)        ΔH₂＝－283.0kJ·mol^－1

根據(jù)蓋斯定律，就可以計算出欲求反應的ΔH。

分析上述兩個反應的關(guān)系，即知：ΔH＝ΔH₁－ΔH₂。

則C(s)與O₂(g)生成CO(g)的熱化學方程式為C(s)＋O₂(g)===CO(g)ΔH＝－110.5 kJ·mol^－1。

注意：1、熱化學方程式可以進行方向改變，方向改變時，反應熱數(shù)值不變，符號相反；

      2、熱化學方程式中物質(zhì)的化學計量數(shù)和反應熱可以同時改變倍數(shù)；

      3、熱化學方程式可以疊加，疊加時，物質(zhì)和反應熱同時疊加。

1、　已知下列熱化學方程式：

①Fe₂O₃(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO₂(g)   ΔH₁＝－26.7 kJ·mol^－1

②3Fe₂O₃(s)＋CO(g)===2Fe₃O₄(s)＋CO₂(g) ΔH₂＝－50.75 kJ·mol^－1

③Fe₃O₄(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO₂(g)   ΔH₃＝－36.5 kJ·mol^－1

則反應FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO₂(g)的焓變?yōu)?/span>()

A．＋7.28 kJ·mol^－1       B．－7.28 kJ·mol^－1

C．＋43.68 kJ·mol^－1      D．－43.68 kJ·mol^－1

 [解析]　根據(jù)蓋斯定律，首先考慮目標反應與三個已知反應的關(guān)系，三個反應中，F(xiàn)eO、CO、Fe、CO₂是要保留的，而與這四種物質(zhì)無關(guān)的Fe₂O₃、Fe₃O₄要通過方程式的疊加處理予以消去：因此將①×3－②－③×2得到：

6FeO(s)＋6CO(g)＝6Fe(s)＋6CO₂(g)     ΔH＝＋43.65kJ·mol^－1

化簡：FeO(s)＋CO(g)＝Fe(s)＋CO₂(g)   ΔH＝＋7.28 kJ·mol^－1

答案A   

2．已知：H₂O(g)===H₂O(l)        ΔH＝Q₁ kJ·mol^－1

C₂H₅OH(g)===C₂H₅OH(l)        ΔH＝Q₂ kJ·mol^－1

C₂H₅OH(g)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋3H₂O(g)  ΔH＝Q₃ kJ·mol^－1

若使46 g酒精液體完全燃燒，最后恢復到室溫，則放出的熱量為(　　)

A．(Q₁＋Q₂＋Q₃) Kj                     B．0.5(Q₁＋Q₂＋Q₃)kJ

C．(0.5Q₁－1.5Q₂＋0.5Q₃) kJ             D．(3Q₁－Q₂＋Q₃)kJ

[解析]　46 g酒精即1 mol C₂H₅OH(l)   根據(jù)題意寫出目標反應

C₂H₅OH(l)＋3O₂(g)===2CO₂(g)＋3H₂O(l)　ΔH

然后確定題中各反應與目標反應的關(guān)系

則ΔH＝(Q₃－Q₂＋3Q₁)kJ·mol^－1                    答案　D

3．能源問題是人類社會面臨的重大課題，H₂、CO、CH₃OH都是重要的能源物質(zhì)，它們的燃燒熱依次為－285.8 kJ·mol^－1、－282.5 kJ·mol^－1、－726.7 kJ·mol^－1。已知CO和H₂在一定條件下可以合成甲醇CO(g)＋2H₂(g)===CH₃OH(l)。則CO與H₂反應合成甲醇的熱化學方程式為(　　)

A．CO(g)＋2H₂(g)===CH₃OH(l)    ΔH＝－127.4 kJ·mol^－1

B．CO(g)＋2H₂(g)===CH₃OH(l)    ΔH＝＋127.4 kJ·mol^－1

C．CO(g)＋2H₂(g)===CH₃OH(g)    ΔH＝－127.4 kJ·mol^－1

D．CO(g)＋2H₂(g)===CH₃OH(g)    ΔH＝＋127.4 kJ·mol^－1

解析　根據(jù)目標反應與三種反應熱的關(guān)系，利用蓋斯定律，首先計算出目標反應的反應熱ΔH＝2×(－285.8 kJ·mol^－1)＋(－282.5 kJ·mol^－1)－(－726.7 kJ·mol^－1)＝－127.4 kJ·mol^－1。 答案　A

4.由磷灰石[主要成分Ca₅(PO₄)₃F]在高溫下制備黃磷(P₄)的熱化學方程式為

4Ca₅(PO₄)₃F(s)＋21SiO₂(s)＋30C(s)===3P₄(g)＋20CaSiO₃(s)＋30CO(g)＋SiF₄(g)　ΔH             已知相同條件下：

4Ca₅(PO₄)₃F(s)＋3SiO₂(s)===6Ca₃(PO₄)₂(s)＋2CaSiO₃(s)＋SiF₄(g)　ΔH₁

2Ca₃(PO₄)₂(s)＋10C(s)===P₄(g)＋6CaO(s)＋10CO(g)　ΔH₂

SiO₂(s)＋CaO(s)===CaSiO₃(s)　ΔH₃

用ΔH₁、ΔH₂和ΔH₃表示ΔH , ΔH＝________。

答案　(1)ΔH₁＋3ΔH₂＋18ΔH₃

5.廢舊印刷電路板的回收利用可實現(xiàn)資源再生，并減少污染。廢舊印刷電路板經(jīng)粉碎分離，能得到非金屬粉末和金屬粉末。

用H₂O₂和H₂SO₄的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知：

Cu(s)＋2H^＋(aq)===Cu^2＋(aq)＋H₂(g)   ΔH＝＋64.39 kJ·mol^－1

2H₂O₂(l)===2H₂O(l)＋O₂(g)       ΔH＝－196.46 kJ·mol^－1

H₂(g)＋O₂(g)===H₂O(l)      ΔH＝－285.84 kJ·mol^－1

在H₂SO₄溶液中，Cu與H₂O₂反應生成Cu^2＋和H₂O的熱化學方程式為                                 

答案　Cu(s)＋H₂O₂(l)＋2H^＋(aq)===Cu^2＋(aq)＋2H₂O(l)　ΔH＝－319.68 kJ·mol^－1

解析　已知熱反應方程中①＋×②＋③得：

Cu(s)＋2H^＋(aq)＋H₂O₂(l)===Cu^2＋(aq)＋2H₂O(l)  ΔH＝－319.68 kJ·mol^－1

ΔH＝ΔH₁＋×ΔH₂＋ΔH₃＝＋64.39 kJ·mol^－1＋×(－196.46kJ·mol^－1)＋(－285.84 kJ·mol^－1)＝－319.68 kJ·mol^－1

常見的放熱反應：

①可燃物的燃燒反應；

②酸堿中和反應；

③大多數(shù)化合反應；

④金屬跟水、酸的置換反應；

⑤物質(zhì)的緩慢氧化。

6.鋁熱反應 

7. 少數(shù)的分解反應如H₂O₂分解制備O₂

常見吸熱反應：

①大多數(shù)分解反應；

②鹽的水解；

③Ba(OH)₂·8H₂O與NH₄Cl的反應；

④反應條件是高溫、電解的反應如H₂、C、CO等參于的反應。

⑤少數(shù)化合反應如工業(yè)煉鋼中 C+CO₂=2CO (高溫)

1 .某反應過程中體系的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是(　　 )

2．肼(H₂N-NH₂)是一種高能燃料，有關(guān)化學反應的能量變化如圖所示。已知斷裂1 mol化學鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、O﹦O為500、N—N為154，則斷裂 1 mol N—H鍵所需的能量(kJ)是(　　)

A．反應過程a有催化劑參與

B．該反應為放熱反應，熱效應等于ΔH

C．改變催化劑，可改變該反應的活化能

D．有催化劑條件下，反應的活化能等于E₁+E₂

4.甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應原理是

①CH₃OH(g)＋H₂O(g)===CO₂(g)＋3H₂(g)  ΔH＝＋49.0 kJ·mol^－1

②CH₃OH(g)＋O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂(g)  ΔH＝－192.9 kJ·mol^－1

下列說法正確的是(　　)。

A．CH₃OH的燃燒熱為192.9 kJ·mol^－1

B．反應①中的能量變化如下圖所示

C．CH₃OH轉(zhuǎn)變成H₂的過程一定要吸收能量

D．根據(jù)②推知反應CH₃OH(l)＋1/2O₂(g)===CO₂(g)＋2H₂(g)的ΔH>－192.9 kJ·mol^－1

^{答案在下方}

答案: 1、D 2、B 3、BC 4、D