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1、章末核心素养整合章末核心素养整合1.化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化认识视角认识视角。2.化学反应的热效应化学反应的热效应宏观辨识与微观探析。宏观辨识与微观探析。3.化学反应的反应热计算与比较化学反应的反应热计算与比较证据推理与模型认知证据推理与模型认知。专题一专题一反应热的计算方法反应热的计算方法1.利用热化学方程式进行相关量的求解。利用热化学方程式进行相关量的求解。先写出热化学方程式先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质与再根据热化学方程式所体现的物质与物质间、物质与反应热间的关系直接或间接计算物质的质量物质间、物质与反应热间的关系直接或间接计算物质的质量或反应热。其注
2、意事项有或反应热。其注意事项有:(1)反应热数值与各物质的化学计量数成正比反应热数值与各物质的化学计量数成正比,因此热化学方因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时程式中各物质的化学计量数改变时,其反应热数值需同时做其反应热数值需同时做相应的改变。相应的改变。(2)热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全反应热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全反应时的反应热。时的反应热。(3)正、逆反应的反应热绝对值相等正、逆反应的反应热绝对值相等,符号相反。符号相反。2.根据反应物和生成物所具有的总焓计算。根据反应物和生成物所具有的总焓计算。已知反应物的总焓已知反应物的总焓H(反应物反应物)和
3、生成物的总焓和生成物的总焓H(生成物生成物),H=生成物的总焓生成物的总焓-反应物的总焓反应物的总焓,即即H=H(生成物生成物)-H(反应物反应物)。3.根据化学键变化时吸收或放出的热量计算。根据化学键变化时吸收或放出的热量计算。H=反应物的化学键断裂所吸收的总能量反应物的化学键断裂所吸收的总能量-生成物的化学键生成物的化学键形成所释放的总能量形成所释放的总能量。4.根据物质的燃烧热根据物质的燃烧热H计算。计算。可燃物完全燃烧产生的热量可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量可燃物的物质的量燃烧热燃烧热,即即Q(放放)=n(可燃物可燃物)|H|。5.根据盖斯定律计算。根据盖斯定律计算。将两个
4、或两个以上的热化学方程式包括其将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减相加或相减,得得到一个新的热化学方程式。到一个新的热化学方程式。6.根据比热公式计算。根据比热公式计算。计算中和反应的反应热时计算中和反应的反应热时,会利用比热公式会利用比热公式Q=cmt计算中和计算中和反应放出的热量。反应放出的热量。【典型例题【典型例题1】已知已知:P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g)H=akJmol-1,P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g)H=bkJmol-1,P4具有具有正四面体结构正四面体结构,PCl5中中PCl的键能为的键能为ckJmol-1,PCl3中中PCl的键能为的键能
5、为1.2ckJmol-1。下列叙述中正确的是下列叙述中正确的是()。A.PP的键能大于的键能大于PCl的键能的键能B.可求可求Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反应热的反应热HC.ClCl的键能的键能为为kJmol-1D.PP的键能的键能为为kJmol-1C【跟踪训练【跟踪训练1】(1)SF6是一种优良的绝缘气体是一种优良的绝缘气体,分子结构中只分子结构中只存在存在SF键。已知键。已知:1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂断裂1molFF键、键、SF键需吸收的能量分别键需吸收的能量分别为为160kJ、330kJ。则。则S(s)+3F2(g)
6、SF6(g)的反应热的反应热H为为()。A.-1780kJmol-1B.-1220kJmol-1C.+430kJmol-1D.+110kJmol-1(2)CO2与与CH4经催化重整经催化重整,制得合成气制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:则则该反应的该反应的H=。化学键化学键CHC=OHHC O(CO)4137454361075答案答案:(1)B(2)+120kJmol-1解析解析:(1)反应反应S(s)+3F2(g)SF6(g)的的H=(280+1603-3306)kJmol-1=-1
7、220kJmol-1。(2)H=4E(CH)+2E(C=O)-2E(C O)+2E(HH)=(4413+2745)kJmol-1-(21075+2436)kJmol-1=+120kJmol-1。【典型例题【典型例题2】(1)已知已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g)H1=-4.4kJmol-12NO2(g)N2O4(g)H2=-55.3kJmol-1则反应则反应N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)的的H=kJmol-1。(2)SiHCl3在催化剂作用下发生反应在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)H1=48kJmol-13SiH2Cl
8、2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g)H2=-30kJmol-1则反应则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的的H为为_kJmol-1。答案答案:(1)+53.1(2)+114(2)将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。科学将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。科学家发明的直接氧化法的原理为家发明的直接氧化法的原理为4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)。直接氧化法可按下列催化过程进行。直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g)H1=+83kJmol-1CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g
9、)H2=-20kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121kJmol-1则则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的的H=kJmol-1。答案答案:(1)+89.3(2)-116解析解析:(1)根据盖斯定律根据盖斯定律,反应反应+可得反应可得反应,则则H3=H1+H2=+100.3kJmol-1+(-11.0kJmol-1)=89.3kJmol-1。(2)把题中热化学方程式依次编号为把题中热化学方程式依次编号为、,根据盖斯定根据盖斯定律律,2+2+2可得可得4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=2H1+2H2+2
10、H3=+83kJmol-12+(-20kJmol-12)+(-121kJmol-12)=-116kJmol-1。专题二专题二反应热大小的反应热大小的比较比较比较比较反应热的大小反应热的大小,一般从以下几个方面考虑。一般从以下几个方面考虑。1.比较比较“反应热反应热”或或H的大小时的大小时,必须带必须带“+”“-”符号。符号。2.参加反应的物质的量不同参加反应的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的则反应热的数值也会发生相应的变化变化,如如1molH2完全燃烧生成液态水时放出完全燃烧生成液态水时放出285.8kJ的热量的热量,2molH2完全燃烧生成液态水时则放出完全燃烧生成液态水时则放出5
11、71.6kJ的热量。的热量。3.对于可逆反应对于可逆反应,如如3H2(g)+N2(g)2NH3(g)H=-92.4kJmol-1,是指生成是指生成2molNH3时放出时放出92.4kJ的热量的热量,而而不是不是3molH2和和1molN2混合混合,在一定条件下反应就可放出在一定条件下反应就可放出92.4kJ的热量的热量,实际实际3molH2和和1molN2混合混合,在一定条件下反应放出在一定条件下反应放出的热量小于的热量小于92.4kJ,因为该反应的反应物不能完全转化为生因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。成物。4.反应中物质的聚集状态不同反应中物质的聚集状态不同,反应热数值大小也不同。例
12、如反应热数值大小也不同。例如,S(g)+O2(g)SO2(g)H1=-Q1;S(s)+O2(g)SO2(g)H2=-Q2,可以理解成固态硫变成气态硫后再发生反应可以理解成固态硫变成气态硫后再发生反应,而硫而硫由固态到气态是需要吸收能量的由固态到气态是需要吸收能量的,所以所以Q1Q2、H1b,b=2cB.a=b=cC.ab,c=aD.无法比较无法比较答案答案:C解析解析:三个反应虽均表示三个反应虽均表示H2和和O2的反应的反应,但由于反应物的用量但由于反应物的用量不同不同,生成物的聚集状态不同生成物的聚集状态不同,三个反应的反应热各不相同。三个反应的反应热各不相同。反应反应和和分别表示分别表示2
13、molH2(g)燃烧生成燃烧生成2molH2O(g)、H2O(l)放出的热量放出的热量,由于同温、同压下由于同温、同压下,2molH2O(g)转变转变成成2molH2O(l)时要放出热量时要放出热量,故故a”“”或或“=”)H2。(2)已知下列两个反应已知下列两个反应:C2H2(g)+H2(g)C2H4(g)H10判断以下判断以下3个热化学方程式的个热化学方程式的H3、H4、H5由大到小的顺由大到小的顺序是序是。C(g)+2H2(g)CH4(g)H3答案答案:(1)(2)H4H5H3解析解析:(1)根据盖斯定律由根据盖斯定律由-可得可得2Al(s)+Fe2O3(s)Al2O3(s)+2Fe(s
14、),该该反应为铝热反应反应为铝热反应,是放热反应是放热反应,即即H2-H1H2。(2)由热化学方程式之间的关系列式由热化学方程式之间的关系列式2(-)=,则则2(H5-H4)=H10,即即H50,即即H5H3。【典型例题【典型例题4】已知热化学方程式已知热化学方程式:2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(l)H=-Q1kJmol-12H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(l)H=-Q2kJmol-12H2S(g)+O2(g)2S(s)+2H2O(g)H=-Q3kJmol-1则则Q1、Q2、Q3三者大小关系正确的是三者大小关系正确的是()。A.Q1Q2Q3B.Q1Q3Q2
15、C.Q3Q2Q1D.Q2Q1Q3答案答案:A解析解析:Q1、Q2、Q3都是正值都是正值,表示放出热量。表示放出热量。是是H2S(g)完全完全燃烧燃烧,且生成且生成H2O(l),放出的热量最多。放出的热量最多。和和表示表示H2S(g)不完不完全燃烧全燃烧,放出的热量少放出的热量少,其中其中生成生成H2O(g),放出的热量最少。放出的热量最少。【跟踪训练【跟踪训练4】下列各组热化学方程式的前者下列各组热化学方程式的前者H大于后者的大于后者的是是()。S(s)+O2(g)SO2(g)H1S(g)+O2(g)SO2(g)H22H2(g)+O2(g)2H2O(g)H32H2(g)+O2(g)2H2O(l)H4CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H5CaO(s)+H2O(l)Ca(OH)2(s)H6A.B.C.D.D解析解析:都为放热反应都为放热反应,由于由于S(s)S(g)吸收热量吸收热量,则前者放出则前者放出的热量少的热量少,H1H2,符合题意符合题意;都为放热反应都为放热反应,HH4,符合题意符合题意;前者为吸热反应前者为吸热反应,H50,后者为放后者为放热反应热反应,H6H6,符合题意。符合题意。
