高中化学一轮复习 化学能与热能
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煌敦市安放阳光实验学校第三中学高中化学一轮复习 化学能与热能
考点一 化学反的焓变
一、自主学习
1．反热和焓变
(1)反热是化学反中放出或吸收的热量。
(2)焓变是化学反在恒温恒压下放出或吸收的热量。
(3)化学反的反热用一条件下的焓变表示，符号为ΔH，单位为kJ·mol－1。
2．吸热反与放热反
二、探究
1．需要加热才能进行的反一是吸热反吗？不需要加热就能进行的反一是放热反吗？
2．常见的吸热反、放热反有哪些？
提示： 1.吸热反和放热反与反所发生的外界条件无关，需要加热的不一是吸热反，如C＋O2=====点燃CO2
ΔH<0，不需要加热的反也不一是放热反，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反。
2．(1)常见放热反
①可燃物的燃烧；②酸碱反；③大多数化合反；④金属跟酸的置换反；⑤物质的缓慢氧化。
(2)常见吸热反
①大多数分解反；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反；④碳和水蒸气、C和CO2的反。
三、思维训练 题组一：性考查对焓变、反热的理解
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化 ( )
(2)伴有能量变化的物质变化都是化学变化 ( )
(3)吸热反在任何条件都不能发生 ( )
(4)Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反热( )
(5)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反热( )
答案： (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
2．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270 kJ/mol，下列说法正确的是( )
A．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反是放热反
B．1 mol H2与1 mol F2反生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJ
C．在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量
D．该反中的能量变化可用如图来表示
答案： C
题组二、量考查键能与焓变的关系
3．1 mol H2分子断裂开H—H键需要吸收436 kJ的能量；1 mol Cl2分子断裂开Cl—Cl键需要吸收243 kJ的能量，形成1 mol H—Cl键放出431 kJ的能量，则反H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)放出的热量为________________________________________________________________________。
答案： 183 kJ
4．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol
S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反热ΔH为________。
解析： 断裂1 mol S—S键吸收能量280 kJ，断裂3 mol F—F键吸收能量3×160 kJ，则吸收的总能量为Q吸＝280 kJ＋3×160 kJ＝760 kJ，释放的总能量为Q放＝330 kJ×6＝1 980 kJ，由反方程式：S(s)＋3F2(g)===SF6(g)可知，ΔH＝760 kJ/mol－1 980 kJ/mol＝－1 220 kJ/mol。
答案： －1 220 kJ/mol
归纳小结：
熟记反热ΔH的基本计算公式
ΔH＝生成物的总能量－反物的总能量
ΔH＝反物的总键能之和－生成物的总键能之和
考点二 热化学方程式
一、自主学习
1．概念：表示参加反物质的量和反热的关系的化学方程式。
2．意义：表明了化学反中的物质变化和能量变化。
如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1：表示在25 ℃、101 kPa条件下，2_mol_H2(g)和1_mol_O2(g)完全反生成2_mol_H2O(l)，放出571.6_kJ的热量。
3．书写热化学方程式的“五步”
二、探究
(1)已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1＝a kJ·mol－1
则12H2(g)＋12Cl2(g)===HCl(g)与2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的焓变ΔH2、ΔH3分别是多少？
(2)已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1，kJ·mol－1的含义是什么？若1 mol N2和3 mol H2在一条件下发生反，放出的热量于92 kJ吗？
提示： (1)ΔH2＝a2 kJ·mol－1 ΔH3＝－a kJ·mol－1。
(2)表示每摩尔反发生完成后所放出的热量；不，该反是可逆反，不能进行完全，放出的热量小于92 kJ。
三、思维训练
题组一、热化学方程式的书写
1．发射飞船的推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反，生成氮气和水蒸气放出356.652 kJ的热量。反的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： 首先根据题意写出化学方程式
N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O↑
再计算1 mol N2H4反放出的热量为
356.652 kJ0.4 mol×1 mol＝891.63 kJ，
标明物质的聚集状态，表示出ΔH，并检查。
答案： N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－891.63 kJ/mol。
2．已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反生成NH3的热化学方程式为________________________________________________________________________。
解析： N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝(946＋436×3－391×6)kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。
答案： N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
3．下图是NO2(g)和CO(g)反生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反的热化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： 由图可知，产物总能量低于反物总能量，该反是放热反，ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。
答案： NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)
ΔH＝－234 kJ·mol－1
题组二、热化学方程式正误判断
4．已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气，放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是( )
A．H2O(g)===H2(g)＋12O2(g) ΔH＝＋242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－484 kJ·mol－1 C．H2(g)＋12O2(g)===H2O(g) ΔH＝＋242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋484 kJ·mol－1
解析： H2燃烧是放热反，ΔH<0，C、D错误；题中注明生成水蒸气，B项中生成液态水，错误；根据题意热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－484 kJ·mol－1，推出H2(g)＋12O2(g)===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1，该反的逆反ΔH>0，则A正确。
答案： A
5．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃烧热)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ/mol(热)
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ/mol(反热)
D．2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反热)
解析： 本题考查热化学方程式的正误判断。选项A，H2O的状态是不稳的气态，不是表示燃烧热的热化学方程式。选项B，热为放热反，ΔH＝－57.3
kJ/mol。选项C，S燃烧生成SO2的反是放热反，ΔH<0，同时也注明了物质的聚集状态，正确。选项D，未注明物质的聚集状态，错误。
答案： C
归纳小结：
判断热化学方程式正误的“五看”
一看状态―→看各物质的聚集状态是否正确；
二看符号―→看ΔH的“＋”、“－”是否正确；
三看单位―→看反热的单位是否为kJ/mol； 四看数值―→看反热数值与化学计量数是否相对；
五看概念―→看燃烧热、热的热化学方程式。
考点三 燃烧热和热
一、自主学习
1．燃烧热
(1)概念：25 ℃、101 kPa时，1_mol纯物质完全燃烧生成稳的氧化物时所放出的能量。
(2)单位：kJ·mol－1。
(3)意义：C的燃烧热为393.5 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa条件下，1_mol_C完全燃烧生成CO2气体时放出393.5_kJ热量。
(4)元素燃烧生成的稳氧化物：
C―→CO2(g)、H―→H2O(l)、S―→SO2(g)。
2．热
3．反反热的测
(1)装置：(请在横线上填写仪器名称)
(2)计算公式
ΔH＝－0.418t2－t10.025kJ·mol－1
t1——起始温度，t2——终止温度。
(3)注意事项
①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少过程中的热量损失。
②为保证酸完全，采取的措施是使碱稍过量。
二、探究
(1)装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么？ (2)怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？
提示： (1)保温、隔热，减少过程中热量的损失。
(2)时用环形玻璃搅拌棒上下搅动；因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。
三、思维训练
题组一：考查对燃烧热和热的理解
1．在25 ℃、101 kPa下，1 g H2完全燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，表示H2燃烧热的热化学方程式为：
