化学反应的热效应

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1、化学反应与化学反应与能量转化能量转化化化学学反反应应原原理理化学反应的化学反应的方向、限度方向、限度与速率与速率化学反应的化学反应的 热效应热效应化学反应的化学反应的 速率速率化学反应的化学反应的 限度限度化学反应的化学反应的 方向方向 化学反应的热效应 【复习目标】【复习目标】(1)了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式(2)了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念(3)了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算(4)了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用【考情分析】【考情分析】化学反应的热效应在历

2、年高考试题中有以下考查点和考查形式：1、主要考查点主要考查点有吸热反应、放热反应、反应热等有关概念的正误判断，热化学方程式的书写和正误判断，盖斯定律的应用等。2、主要考查形式主要考查形式有选择题、填空题，预计今后对化学反应中能量变化的考查形式会不断拓宽，题型会有新的变化。其中与热化学方程式有关的能源方面的试题也将其中与热化学方程式有关的能源方面的试题也将成为命题的重点，因为目前能源问题已成为社会热点。成为命题的重点，因为目前能源问题已成为社会热点。【复习指导】【复习指导】1、在对吸热反应、放热反应、反应热等有关概念进行复习时，要充分利用教材，准确领会概念的内涵和外延，加强对概念的辨析。2、复习

3、时要注意总结，如热化学方程式的书写规则和注意事项等以及求反应热的方法等。3、注意比较吸热反应、放热反应的图像。化化学学反反应应的的热热效效应应复习主线复习主线 化学反应的化学反应的 反应热反应热化学反应的化学反应的 焓变焓变热化学反应热化学反应方程式方程式盖斯定律盖斯定律化学反应中会伴化学反应中会伴随能量变化随能量变化化学反应中能量化学反应中能量变化的原因变化的原因化学反应热效应化学反应热效应的定量描述的定量描述化学反应热效应化学反应热效应的计算的计算化学反应热化学反应热1化学反应的实质与特征化学反应的实质与特征 (1)实质： 断裂和断裂和 形成。形成。 (2)特征：既有特征：既有 生成，又有

4、生成，又有 的的变化。化。2反应热反应热 (1)概念：当化学反概念：当化学反应在一定在一定 下下进行行时，反，反应所所 或或 的的热量。量。 (2)表示方法表示方法 吸吸热反反应： ；放；放热反反应： 。 (3)产生的原因生的原因 从从化化学学键的的角角度度：旧旧化化学学键断断裂裂所所吸吸收收的的能能量量与与新新化化学学键形形成成所所放放出出的的能量不能量不 同造成的。同造成的。 从从焓的角度：反的角度：反应物具有的物具有的总焓与生成物具有的与生成物具有的总焓不同造成不同造成的。的。反应物化学键反应物化学键生成物化学键生成物化学键新物质新物质能量能量温度温度放出放出吸收吸收Q0Q0(4)反反应

5、热的的测定定仪器：器： ,原原理理：QC(T2T1)，式式中中C代代表表仪器器和和反反应混混 合合 物物 的的 总 热 容容 ， 单 位位 是是 kJK1， T1、 T2分分 别 代代 表表 ，单位是位是K。量热计量热计反应前、后溶液的温度反应前、后溶液的温度（练一练练一练）下列过程伴随的能量变化中，属于反应热）下列过程伴随的能量变化中，属于反应热的的 （ ） A.形成形成1molH-Cl键放出的能量键放出的能量 B.石墨转变成金刚石吸收的能量石墨转变成金刚石吸收的能量 C.1molO2形成形成2molO原子吸收的能量原子吸收的能量 D.水蒸气变成液态水放出的能量水蒸气变成液态水放出的能量1下

6、列对化学反应的认识错误的是下列对化学反应的认识错误的是() A会引起化学键的变化会引起化学键的变化 B会产生新物质会产生新物质 C必然引起物质状态的变化必然引起物质状态的变化 D必然伴随着能量的变化必然伴随着能量的变化课下巩固提升课下巩固提升CB化学反应的焓变化学反应的焓变1焓焓(H) 用于描述物质用于描述物质 的物理量。的物理量。2焓变焓变(H) H 。3焓变与反应热的关系焓变与反应热的关系 对于于 条条件件下下的的化化学学反反应，当当物物质所所具具有有的的能能量量只只以以热能能的形式的形式 释放或吸收放或吸收时，有如下关系：，有如下关系： 。4热化学方程式热化学方程式 (1)概念概念 表示

7、表示 的化学方程式。的化学方程式。 (2)表示意表示意义 2H2(g) O2(g)=2H2O(l)H 571.6 kJmol 1， 表表 示示 在在 _ 。 所具有能量所具有能量H(生成物生成物)H(反应物反应物)一定温度和压强一定温度和压强HQ(p)反应所放出或吸收热量反应所放出或吸收热量298 K时，2 mol气气 态氢气与气与1 mol气气态氧气完全反氧气完全反应生成生成2 mol液液态水，水，放出放出571.6 kJ的能量的能量5盖斯定律盖斯定律 对于于一一个个化化学学反反应，无无论是是一一步步完完成成，还是是分分几几步步完完成成，其反其反应焓变 。 如由如由A到到B可以可以设计如下两

8、个途径：如下两个途径： 途径一：途径一：AB(H) 途径二：途径二：ACB(H1H2) 即：即： 则H、H1、H2的的关关系系可可以以表表示示为 。相等相等HH1H2考点一考点一：放：放热反反应和吸和吸热反反应的比的比较放放热反反应吸吸热反反应定定义放出放出热量的化学反量的化学反应吸收吸收热量的化学反量的化学反应形成原因形成原因反反应物具有的物具有的总能量大于生能量大于生成物具有的成物具有的总能量能量反反应物具有的物具有的总能量小于生成能量小于生成物具有的物具有的总能量能量与化学与化学键的关系的关系生成物分子成生成物分子成键时释放的放的总能能量大于反量大于反应物分子断物分子断键时吸收吸收的的总

9、能量能量生成物分子成生成物分子成键时释放的放的总能量小能量小于反于反应物分子断物分子断键时吸收的吸收的总能量能量图示示H0 常常见反反应可燃物的燃可燃物的燃烧；酸碱中和反酸碱中和反应；大多数化合反大多数化合反应；金属跟酸的置金属跟酸的置换反反应；物物质的的缓慢氧化慢氧化 铝热反铝热反应应大多数分解反大多数分解反应；Ba(OH)28H2O2NH4Cl(s)=BaCl22NH310H2O；C(s)H2O(g)=COH2、CO2C=2CO；盐类的水解反的水解反应【例【例1】下列说法正确的是下列说法正确的是 ()A需要加热方能发生的反应一定是吸热反需要加热方能发生的反应一定是吸热反应应B放热反应在常温

10、下一定很容易发生放热反应在常温下一定很容易发生C反应是放热的还是吸热的必须看反应物反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小和生成物所具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定条件下也很难发生吸热反应在一定条件下也很难发生c【练一练】下列说法中正确的是 （ ）A焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化B当反应放热时H0，反应吸热时H0C. 在加热条件下发生的反应均为吸热反应D.一个化学反应中，当反应物能量大于生成物 能量时，反应放热，H为“”D3在热化学方程式中，为什么系数与在热化学方程式中，为什么系数与H有关？有关？提示：热化学方程式中计量系数只表示物质的量，提示：热化学

11、方程式中计量系数只表示物质的量，所以所以H与系数有关。与系数有关。思考思考3思考思考4 能量变化的原因能量变化的原因请同学们思考：化学反应过程中能量变化的原因是什么？微观:宏观: 反应物具有的总焓与生成物具有的总焓不同反应物具有的总焓与生成物具有的总焓不同反应物中旧化学键断裂吸收的能量和生成反应物中旧化学键断裂吸收的能量和生成物中新化学键形成所放出的能量不同。物中新化学键形成所放出的能量不同。反应物生成物吸收能量E1释放能量E2旧化学键断裂旧新学键形成反应过程反应过程能量能量E1E2 ，反应（，反应（ ）能量）能量E1E2 ，反应（，反应（ ）能量）能量 吸收吸收释放释放【例2】.(2011南

12、安模拟)已知化学反应N2O2 = 2NO的能量变化如图所示，判断下列叙述正确的是 ( )A该反应为放热反应B该反应每生成2 mol NO, 吸收b kJ热量C该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量D该反应吸收(ab)/2 kJ热量时，参加反应的O2为 0.5 molD 达达标检测标检测6判断下列判断下列说法是否正确。法是否正确。(1)物物质的化学的化学变化都伴随着能量化都伴随着能量变化化()(2)伴随着能量伴随着能量变化的物化的物质变化都是化学化都是化学变化化 ()(3) 化学化学变化中的能量化中的能量变化都是以化都是以热能形式表能形式表现出来的出来的()(4) 对于吸于吸热反反应，反，反

13、应物所具有的物所具有的总能量低于生成物所具有的能量低于生成物所具有的总能量能量()(5) 等等质量的硫蒸气和硫固体分量的硫蒸气和硫固体分别完全燃完全燃烧，后者放出，后者放出热量更多量更多()(6) 同温同同温同压下，下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的在光照和点燃条件下的H不同不同( )(7) 物物质本身具有的能量越高，其本身具有的能量越高，其稳定性越差定性越差()(8) 相同条件下，相同条件下，2 mol氢原子所具有的能量小于原子所具有的能量小于1 mol氢分子所具有的能量分子所具有的能量()(9) 对于可逆反于可逆反应，热化学方程式后的化学方程式后的H代表前面的化

14、学代表前面的化学计量数量数对应物物质物物质的量完全反的量完全反应的的热效效应()(10) 如如图表示某吸表示某吸热反反应分分别在有、无催化在有、无催化剂的情况下反的情况下反应过程中的能量程中的能量变化化 ( )【考点二】热化学方程式1、定义：把一个化学反应中 和 同时表示出来的化学方程式。2、意义：同时表示化学反应中的_ 和 。 2H2(g) O2(g)=2H2O(l) H（298K） 571.6 kJmol-1， 表示是 。3、书写步骤：先写 ，再注明物的 ，最后标明相应的 ，必要时标明反应的温度温度。 物质的变化物质的变化 反应的焓变反应的焓变 物质变化物质变化 能量变化能量变化 2mol

15、H2(g)与与1molO2(g)反应生成反应生成2molH2O(l)放热放热571.6KJ 化学方程式化学方程式 聚集状态聚集状态 焓变焓变特别提醒特别提醒 在可逆反应中的反应热数值是指按化学方程式中反应物的在可逆反应中的反应热数值是指按化学方程式中反应物的计量数完全反应时放出或吸收的能量，如计量数完全反应时放出或吸收的能量，如3H2(g)N2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1，是指，是指3 mol H2与与1 mol N2完全完全反应生成反应生成2 mol NH3时放出时放出92.4 kJ热量。热量。（考点二考点二）4注意热化学方程式的化学计量数注意热化学方程式的化学计量数:热化

16、学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化。方程式中化学式前面的化学计量数必须与量变化。方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相相对应，如果化学计量数加倍，则对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应逆也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。相反。 高考警示钟书写热化学方程式时应注意什么问题？【回归教材】学生阅读教材P7，并体会！“五看五看”法判断热化学方程式的正误：法判断热化学方程式的正误： (1)看化学反应原理即化学方程式是否正确；看化学反应原理即化学

17、方程式是否正确； (2)看各物质的聚集状态是否正确；看各物质的聚集状态是否正确； (3)看看H变化的变化的“”、“”是否正确；是否正确； (4)看反应热的单位是否为看反应热的单位是否为kJmol-1； (5)看反应热数值与计量数是否相对应。看反应热数值与计量数是否相对应。例4在101 325 Pa和298 K条件下，2 mol H2生成水蒸气放出484 kJ热量。下列热化学方程式正确的是 ()A2H2O2=2H2O H484 kJmol1BH2O(g)=H2(g)1/2O2(g)H242 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H484 kJmol1DH2(g)1/2O2(g)=

18、H2O(g)H242 kJmol1 B【知识链接】【知识链接】热化学方程式与普通化学方程式的区别 化学方程式 热化学方程式 化学计量数是整数，既表示微粒个数又表示物质的量 是整数或分数， 只表示物质的量 状态 无须注明 必须注明H正负号及单位 无 必须注明 意义表明了化学反应中的物质变化不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化【例3】 下列说法错误的是()A热化学方程式各物质前的化学计量数不表示 分子个数只代表物质的量B热化学方程式未注明温度和压强，H表示 标准状况下的数据C同一化学反应，化学计量数不同，H值不 同，化学计量数相同而状态不同，H值也 不相同D. 化学反应过程

19、所吸收或放出的热量与参加反 应的物质的物质的量成正比B5.盖斯定律盖斯定律1、内容：对于一个化学反应，无论是一步完成，还是分、内容：对于一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成，其反应焓变几步完成，其反应焓变 。即。即 化学反应的焓变只与反应的化学反应的焓变只与反应的 和和 有关，而与有关，而与反应的反应的 无关。无关。2、应用：计算很难直接测定的反应焓变。、应用：计算很难直接测定的反应焓变。3、计算法：、计算法： 中，中， H= 。 都是一样的都是一样的 始态始态 终态终态 途径途径 H1+ H2【教材P8】例 在298K、100KPa时，已知： C(s，石墨) + O2 = CO2(g

20、) H1 = 393.5 kJ mol1 CO(g) +1/2 O2 =2CO2(g) H2=571.6 kJ mol-1根据盖斯定律，计算298K时C(s，石墨) +1/2 O2(g) = CO(g)的反应焓变。【反思】解题步骤1.写出目标方程式写出目标方程式2.将已知方程式编号、变形（改变方向和系数）将已知方程式编号、变形（改变方向和系数）3.应用盖斯定律运算应用盖斯定律运算例例5.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化和强氧化剂双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水剂双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知：蒸气

21、，并放出大量热。已知：0.4 mol液态肼与足量液态肼与足量的双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出的双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256.652 kJ的热量。的热量。 该反应的热化学方程式为：该反应的热化学方程式为：_。N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) H=-641.63KJ.mol-1提示：写与化学方程式相对应的热化学方程式题号123答案BCB达标检测答案达标检测答案达标检测达标检测1.在在25、101 kPa下，下，1 g甲醇甲醇(CH3OH)燃烧生成燃烧生成CO2和液态的水时放出和液态的水时放出热量热量22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是，下列热化学方

22、程式正确的是 ()ACH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H725.8 kJmol1B2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H1452 kJmol1C2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H725.8 kJmol1D2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H1452 kJmol12.如下图所示是如下图所示是101 kPa时氢气在氯气中燃烧生成氯化时氢气在氯气中燃烧生成氯化氢气体的能量变化，则下列有关说法中不正确的是氢气体的能量变化，则下列有关说法中不正确的是 ()3.列关于反应能量的说法正确的是 ()AZn

23、(s)CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)Cu(s) H216 kJmol1，反应物总能量小于生成物总能量B相同条件下，如果1 mol氢原子所具有的能量为E1, 1 mol氢分子的能量为E2，则2E1E2CH2O(g)=H2O(l)H44.0 kJmol1，该过程为放热反应D由C(石墨)=C(金刚石)H1.9 kJmol1可知，金刚石比石墨稳定4.用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=574 kJmol1CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=1 160 kJmol

24、1若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为_(阿伏加德罗常数的值用NA表示)，放出的热量为_kJ。 1.6NA173.45.O2 (g)= O+2(g)+e- H1= 1175.7 kJmol-1PtF6(g)+ e-1 PtF6-(g)H2= - 771.1 kJmol-1O2+PtF6-(s)=O2+(g)+PtF6- H3=482.2 kJmol-1则反应O2（g）+ PtF6 (g) = O2+PtF6- (s)的H=_ kJmol-1。-77.6【例6】(2010广东，9)在298 K、100 kPa时，已知： 2H2O(g)=O2(g)2H2(

25、g)H1 Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H2 2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3，则H3与H1和H2间的关系正确的是 ()AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H2A【例【例7】化学反化学反应N23H22NH3的能量的能量变化如化如图所示，所示，该反应的热化学方程式是该反应的热化学方程式是()AN2(g)3H2(g)2NH3(l)； H2(abc) kJmol12NH3(g)； H2(ba) kJmol1NH3(l)； H(bca) kJmol1NH3(g)； H(ab) kJmol1BN2(g)3H2(g)C.N2(g)H2(g)D.N2

26、(g)H2(g)A【例【例8】(2011重庆高考)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF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键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为 ()A1780 kJmol1 B1220 kJmol1C450 kJmol1 D430 kJmol1B题号12345678答案CDACCDAB课下巩固提升课下巩固提升2.N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) 3.4.甲甲(g)2乙乙(g)=丙丙(g)丁丁(g) Ha kJmol1(a0) 7

27、2SO3(g)2SO2(g)O2(g) H196.6 kJmol18.C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g) 【高考再现】 变化的情景，不变的知识点变化的情景，不变的知识点纵观近几年的高考题，常以环境、能源为情景，纵观近几年的高考题，常以环境、能源为情景，考查热化学方程式的书写及盖斯定律的应用等。考查热化学方程式的书写及盖斯定律的应用等。A.O2和 O2互为同位素，性质相似（2007高考）高考）12.下列叙述正确的是下列叙述正确的是 B.常温下，pH=1的水溶液中Na+、NO3-、HCO3-、C.明明矾和漂白粉常用于自来水的和漂白粉常用于自来水的净化和化和杀菌消毒，菌消毒，两

28、者的作用原理相同两者的作用原理相同D.C(石墨，石墨，s)=C(金金刚石，石，s) H0，所以石墨比金，所以石墨比金刚石石稳定定Fe2+可以大量共存。答案：D（2007高考）28.(2)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=574 kJmol1CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=1 160 kJmol1若用标准状况下4.48 L CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为_(阿伏加德罗常数的值用NA表示)，放出的热量为_kJ。1.6NA173.4（2008

29、高考）高考）29（12分）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。丙烷脱氢可得丙烯。已知：丙烷脱氢可得丙烯。已知：C3H8(g)=CH4(g)HCCH(g)H2(g) H1156.6kJmol-1CH3CHCH2(g)=CH4(g)HCCH(g) H232.4kJmol-1 则相同条件下，反应则相同条件下，反应C3H8(g)=CH3CHCH2 (g)H2(g)的的 H kJmol-1。124.2 （2009高考） H1= 1175.7 kJmol-1PtF6(g)+ e-1 PtF6-(g)H2= - 771.1 kJmol-1O2+PtF6-(

30、s)=O2+(g)+PtF6- H3=482.2 kJmol-1则反应O2（g）+ PtF6 (g) = O2+PtF6- (s)的H=_ kJmol-1。O2 (g)= O+2(g)+e-77.6 28（2）.2010高考10下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的（ ）A生成物总能量一定低于反应物总能量B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反 应速率C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D同温同压下，H2(g)+Cl2(g) = 2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同 C2011高考28.（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） H=-196.6 kJmol-12NO

31、2（g） H=-113.0 kJmol-1SO3（g）+NO（g）的2NO（g）+O2（g） 则反应NO2（g）+SO2（g）-83.6H= kJmol-1。29.（16分）偏二甲肼与N2O4 是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应： (CH3)2NNH2 ()+2N2O4 ()=2CO2 (g)+3N2(g)+4H2O(g)（）(1)反应（）中氧化剂是_.(2)火箭残骸中常现红棕色气体，原因为N2O4 (g) （3）一定温度下，反应（）的焓变为H。现将1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_.2012高考 2NO2 (g) （）N2O4ad化化学学反反应应的的热热效效应应复习主线复习主线 化学反应的化学反应的 反应热反应热化学反应的化学反应的 焓变焓变热化学反应热化学反应方程式方程式盖斯定律盖斯定律化学反应中会伴化学反应中会伴随能量变化随能量变化化学反应中能量化学反应中能量变化的原因变化的原因化学反应热效应化学反应热效应的定量描述的定量描述化学反应热效应化学反应热效应的计算的计算 “人的巨大的力量就在这里人的巨大的力量就在这里觉得自己觉得自己是是 在友好的集体里面。在友好的集体里面。” 作者作者奥斯特洛夫斯基奥斯特洛夫斯基