单元复习01化学反应的热效应【过知识】-2022-2023学年高二化学单元复习过过过（人教版2019选择性必修1）.docx

1、单元复习01 化学反应的热效应考点01 中和反应反应热的测定1中和热的概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时所释放的热量称为中和热。在25 和101 kPa下，一般强酸和强碱的稀溶液混合生成可溶性盐和水的中和热基本上是相等的，为57.3 kJmol1或H57.3 kJmol1。2实验原理：通过测量一定量的酸碱稀溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得中和热。3数据处理：(1)计算反应过程中放出的热量Q。为了简便计算，可以近似认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同，并忽略量热计的比热容。实验所用50 mL 0.5 molL1盐酸和50 mL 0

2、.55 molL1氢氧化钠溶液的质量均为50 g，混合后溶液总质量为100 g。混合溶液的比热容c4.18 J/(g)。取盐酸温度和氢氧化钠溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)，混合后，取反应体系的最高温度记为反应后的温度(t2)，计算温度差(t2t1)，取三次测量所得温度差的平均值t作为计算依据。将数据代入Qcmt进行计算。(2)计算反应过程中产生的水的物质的量。50 mL 0.5 molL1盐酸和50 mL 0.55 molL1氢氧化钠溶液混合后发生反应，碱过量，依据酸的物质的量可求算n(H2O)0.025 mol。(3)利用已知数据计算中和热。HkJmol14中和反应反应热的测定

3、实验中，提高测定反应热准确度的措施：措施作用实验药品用量采用碱稍过量的方法为了保证酸、碱完全中和实验装置、仪器选择内筒和外筒上口对齐，内外筒中间有隔热层可以减少热量损失实验过程使用同一支温度计进行温度测量减少仪器本身的误差，使测量的温度更准确实验操作用温度计测量完盐酸的温度后，用水将温度计上的酸冲洗干净，擦干再测量碱溶液的温度测量的初始温度更准确将溶液迅速倒入内筒后，立即盖上杯盖减少热量的损失重复实验23次测量的温度差更准确【典例1】50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答

4、下列问题：(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。(2)该实验常用0.50 molL1HCl和0.55 molL1NaOH溶液各50 mL进行实验，其中NaOH溶液浓度稍大于盐酸浓度的作用是_，当室温低于10 时进行实验，对实验结果会造成较大的误差，其原因是_。(3)实验中改用60 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.50 molL1NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求得的中和热_(填“相等”或“不相等”)，简述理由：_ _。(4)用相同浓度和体积的醋酸代替盐酸溶液进行上述实验，测得的中和热数值将_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。【答案】(1)玻璃搅拌器(2)

5、保证盐酸完全被中和体系内、外温差大，会造成热量损失(3)相等改用60 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.50 molL1NaOH溶液进行反应，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但是中和热是指强酸和强碱反应生成1 mol水时放出的热，故中和热相等(4)偏小【解析】(1)由量热计的构造可知该装置缺少的仪器是玻璃搅拌器。(2)NaOH的浓度稍大于盐酸的浓度，目的是使盐酸完全被中和；当室温低于10 时进行，体系内、外温差大，会造成热量损失。(3)改用60 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.50 molL1NaOH溶液进行反应，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但是中和热是指

6、强酸和强碱反应生成1 mol水时放出的热，故中和热相等。(4)醋酸为弱酸，电离过程为吸热过程导致反应放出的热量偏小，所求中和热数值也偏小。【特别提示】(1)实验中改变酸碱的用量时，反应放出的热量发生改变，误认为中和热也发生改变，因为中和热是酸碱发生中和反应生成1 mol H2O的反应热，故中和热与酸碱用量无关。(2)误认为中和热的数值(57.3 kJmol1)是针对所有酸碱反应，57.3 kJmol1是稀的强酸和强碱反应生成可溶性盐和水时的反应热，浓酸或浓碱溶于水时也要放热，中和热数值会大于57.3 kJmol1，而弱酸或弱碱参与的中和反应，因弱酸或弱碱电离时要吸收热量，则中和热数值小于57.

7、3 kJmol1。考点02 反应热与焓变1焓变与反应热焓变反应热概念一定条件下，生成物与反应物焓值差，决定某一化学反应是放热反应还是吸热反应在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量符号及单位H，kJmol1恒压条件下用H表示，单位：kJmol1相互关系在等压条件下进行的化学反应(严格地说，对反应体系做功还有限定，中学阶段一般不考虑)，其反应热等于反应的焓变2焓变与吸、放热反应(1)吸热反应：H0或H为正值，体系的能量升高。(2)放热反应：H0或H为负值，体系的能量降低。3反应热和焓变的比较 类别项目反应热焓变不同点概念化学反应释放或吸收的热量化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之

8、差相同点“”“”的意义“”表示反应吸热，“”表示反应放热数据来源可以通过实验直接测得，也可以利用已知数据通过计算求得联系等值关系：恒压条件下反应的反应热等于焓变等价关系：符号是H，单位是kJmol1【典例2】下列关于反应热和焓变的说法正确的是()A任何条件下，焓变完全等于反应热B放热反应的H0，吸热反应的H0C所有化学反应的反应热都可以通过实验直接测得D生成物的总焓大于反应物的总焓时，H0【答案】B【解析】恒压条件下的反应热才等于焓变，A项错误；放热反应H0，吸热反应H0，B项正确；有些化学反应的反应热与焓变不能通过实验直接测得，C项错误；生成物的总焓大于反应物的总焓，说明反应吸热，H0，D项

9、错误。【特别提示】(1)掌握反应热和焓变的概念化学反应中吸收或释放的热简称为反应热，燃料燃烧放出的热和中和反应放出的热都属于反应热。焓变：焓的数值变化称为焓变，HH(生成物)H(反应物)。(2)理解焓变和反应热的关系等压条件下，在体系仅做体积功，不做其他功的变化过程中，化学反应的焓变等于反应热，即QpH。(3)清楚吸热反应、放热反应与焓变的关系吸热反应：Q0，H0，放热反应：Q0，H0。考点03 放热反应和吸热反应1基本概念(1)放热反应：反应完成时，生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量的反应是放热反应。由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量降低，故H0，即H为2图示法描述吸热

10、反应与放热反应图示结论反应物的总能量大于生成物的总能量为放热反应，即：E(反应物)E(生成物)反应物的总能量小于生成物的总能量为吸热反应，即：E(反应物)E(生成物)3常见的放热反应、吸热反应(1)常见的放热反应所有的燃烧反应，如：木炭、CH4等在空气或氧气中的燃烧，钠、H2在氯气中燃烧，镁条在CO2中燃烧所有的酸碱中和反应，如：HClNaOH=NaClH2O大多数的化合反应，如：CaOH2O=Ca(OH)2 H2F2=2HF 铝热反应，如：2AlFe2O32FeAl2O3活泼金属与水、与酸的反应，如：2Na2H2O=2NaOH+H2 Mg2H+=Mg2+H2生成沉淀的反应(2)常见的吸热反应

11、大多数分解反应，如：NH4ClNH3HCl CaCO3CaOCO2Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应：如：H2CuOH2OCu CH2O(g)COH2【典例3】CO(g)与H2O(g)反应的能量变化如图所示，下列有关两者反应的说法正确的是()A该反应为吸热反应B1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)具有的总能量大于1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)具有的总能量C该反应不需要加热就能进行D1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H

12、2O(g)要放出41 kJ热量【答案】B【解析】由能量变化示意图可知，生成物的总能量比反应物的总能量低，该反应为放热反应，但并不是不需要加热；当1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)时，要吸收41 kJ热量。【特别提示】放热反应和吸热反应的判断(1)H为“”或H0是放热反应，H为“”或H0是吸热反应(2)若生成物的总能量大于反应物的总能量，则为吸热反应(3)由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应(4)加热引发的反应，停止加热后反应能继续进行的，则为放热反应，停止加热后反应随之停止，则为吸热反应考点04 化学反应中能量变化的

13、原因1从反应物和生成物焓(H)的变化角度分析反应物总焓大于生成物总焓，反应放热反应物总焓小于生成物总焓，反应吸热2从化学键的断裂和生成的角度分析化学反应是旧键断裂，新键生成的反应，两者吸收和释放能量的差异表现为反应能量的变化。化学键的断裂和形成时吸收和放出的能量差别是化学反应伴随能量变化的本质原因。化学反应的过程规律新键生成释放的能量大于旧键断裂吸收的能量，则反应放热新键生成释放的能量小于旧键断裂吸收的能量，则反应吸热【典例4】根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中能量变化情况，判断下列说法错误的是()A该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量B2 mol气态

14、氧原子结合生成O2(g)时，能放出498 kJ能量C断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收632 kJ能量D1 mol N2和1 mol O2的反应热H180 kJmol1【答案】D【解析】HE(反应物断键吸收的总能量)E(生成物成键放出的总能量)，则N2(g)O2(g)=2NO(g)的H946 kJmol1498 kJmol12632 kJmol1 180 kJmol1，故化学反应吸热，说明反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，A项正确；图中1 mol O2(g)断裂为O原子，吸收498 kJ能量，则2 mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498 kJ能量，B项正确；图中形

15、成1 mol NO(g)放出632 kJ热量，则断裂1 mol NO分子中的化学键，需要吸收632 kJ能量，C项正确；根据计算可知H180 kJmol1，D项错误。【特别提示】(1)从宏观角度，H为反应物总能量和生成物总能量的差值，反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，H0。(2)从微观角度，H为反应物断开化学键吸收的总能量与生成物形成化学键放出的总能量的差值，HE(反应物断键吸收的总能量)E(生成物成键放出的总能量)。(3)能量越低越稳定，物质中的化学键断裂形成原子，要吸收能量，能量升高；原子结合成新物质，形成新的化学键，要放出能量，能量降低。考点05 热化学方程式1热化学方程式(

16、1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。(2)意义：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，还说明了物质的“物质的量”与“能量”之间的数量关系。示例：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1表示的意义是在25 、101 kPa下，1 mol气态H2与0.5 mol气态O2反应生成1 mol液态H2O时，放出的热量是285.8 kJ。2书写热化学方程式时应注意的问题书写步骤注意事项书写配平的热化学方程式化学计量数可以是整数，也可以是分数标明反应所需的条件在25 、101 kPa下进行的反应，可不注明条件注明物质的聚集状态固体s、液体l、气体g、

17、溶液aq标明H的符号、数值及单位放热反应：H0计算H的数值各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数、原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数无论化学反应是否可逆，H都表示每摩尔反应进行到底时的能量变化H的数值与各物质前的化学计量数成比例增加或减小；若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不变【典例5】工业生产硫酸的过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后，放出热量98.3 kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是()A2SO2(g)O2(g

18、)2SO3(g) H196.6 kJmol1B2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H98.3 kJmol1CSO2(g)O2(g)SO3(g) H98.3 kJmol1DSO2(g)O2(g)SO3(g) H49.2 kJmol1【答案】A【解析】根据题意可知，实际参加反应的SO2为1 mol，即1 mol SO2和0.5 mol O2完全反应时，放出热量98.3 kJ，那么当2 mol SO2完全反应时，即可放出热量196.6 kJ，A项正确。【特别提示】热化学方程式书写中的常见错误(1)物质的状态标注错误或漏写，物质的状态不同，H的值不同。(2)H的正、负及单位书写错误，放热反应的H为

19、“”，吸热反应的H为“”。(3)H与热化学方程式中化学计量数不对应，相同的反应，化学计量数不同时，H不同。考点06 燃烧热1燃烧热(1)概念：在25 、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。燃烧热的单位是kJmol1。(2)意义：甲烷的燃烧热为H890.3 kJmol1，它表示25 、101kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2(g)和液态H2O时放出890.3 kJ的热量。2对燃烧热的理解反应条件25 和101 kPa(书中给出的燃烧热数值均为此条件下测得)可燃物用量1 mol完全燃烧生成产物是指单质或化合物燃烧后变为指定产物，即完全燃烧时，下列元素要

20、生成对应的物质：CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)、NN2(g)H为放热反应，H均为负值文字叙述燃烧热用正值或H表示，例如，CH4的燃烧热为890.3 kJmol1或 H890.3 kJmol13表示燃烧热的热化学方程式的书写在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18的燃烧热的热化学方程式为C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H5 518 kJmol1。不能是2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l) H11 036 kJmol1。【典例6】天然气作为一种清洁能源，能减少二

21、氧化硫和粉尘排放量近100%、二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，有助于减少酸雨形成。天然气的主要成分为甲烷，在25 、1.01105 Pa时，1 g CH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出55.6 kJ的热量，则CH4的燃烧热H为()A55.6 kJmol1B889.6 kJmol1C889.6 kJmol1D444.8 kJmol1【答案】C【解析】在25 、1.01105 Pa时，1 g CH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出55.6 kJ的热量，则1 mol CH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出889.6 kJ的热量，CH4的燃烧热H为889.6 kJmol1。【特别

22、提示】燃烧热的计算由燃烧热的定义可知：可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量其燃烧热，即Q放n(可燃物)|H|，物质的燃烧热：H。此公式中的H是指物质的燃烧热，而不是指一般反应的反应热。考点07 盖斯定律1盖斯定律(1)实验证明，一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。换句话说，在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。例：下图表示始态到终态的反应热。(2)盖斯定律的意义应用盖斯定律可以间接计算出反应很慢的或不容易直接发生的或者伴有副反应的反应的反应热。2应用盖斯定律计算H的方法(1)“虚拟路径”法若反应物A变为生成物D，可

23、以有两个途径：由A直接变成D，反应热为H；由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为H1、H2、H3。如图所示：则：HH1H2H3。(2)加合法依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数，调整已知方程式，最终加合成目标方程式，H同时作出相应的调整和运算。【典例7】已知反应：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1N2(g)O2(g)=NO2(g)H2N2(g)H2(g)NH3(g)H3则反应2NH3(g)O2(g)=2NO2(g)3H2O(g)的H为()A2H12H22H3 BH1H2H3C3H12H22H3 D3H12H22H3【答案】D【解析】根据目标方程式中NH3、NO2、H2O在已

24、知方程式中只出现一次的物质作为调整依据：22得目标方程式，同时H3H12H22H3【特别提示】利用盖斯定律时注意以下三点：(1)依据目标方程式中只在已知方程式中出现一次的物质调整已知方程式方向和化学计量数。(2)每个已知方程式只能调整一次。(3)H与化学方程式一一对应调整和运算。考点08 反应热的计算1根据热化学方程式计算热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)Habcd|H|n(A)n(B)n(C)n(D)Q则。【典例8】已知由氢气和氧气反应生成4.5 g水蒸气时放出60.45 kJ的热量。(1)写出H2燃烧的热化学方程式。(2)计

25、算该条件下50 g H2燃烧放出的热量。【答案】(1)已知生成4.5 g水蒸气(0.25 mol)放出60.45 kJ的热量2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2 mol1 mol2 mol|H| 0.25 mol60.45 kJ则，|H|483.6 kJmol1，由于反应放热，所以H483.6 kJmol1，故热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1。(2)50 g H2的物质的量为25 mol，50 g H2放出热量为25 mol kJmol16 045 kJ。2根据反应物、生成物的键能计算HE(反应物的键能总和)E(生成物的键能总和)。【典例9】

26、根据键能数据计算CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)的反应热H_。化学键CHCFHFFF键能/(kJmol1)414489565155【答案】1 940 kJmol1【解析】HE(反应物键能总和)E(生成物键能总和)(4414415544894565) kJmol11 940 kJmol1。3根据物质的燃烧热数值计算Q(放)n(可燃物)|H|(燃烧热)。【典例10】已知丙烷的燃烧热H2 215 kJmol1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为()A55 kJ B220 kJ C550 kJ D1 108 kJ【答案】A【解析】丙烷分子式是C3H8，燃烧热为

27、2 215 kJmol1，则1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol水，放热2 215 kJ，1.8 g水的物质的量为0.1 mol，则消耗丙烷的物质的量为0.025 mol，所以反应放出的热量为0.025 mol2 215 kJmol155.375 kJ，则放出的热量约为55 kJ。4根据图像计算【典例11】根据如图写出反应CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)的热化学方程式。【答案】CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H91 kJmol1。5根据盖斯定律计算将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减，得到一个新的热化学方程式及其H。【典例12】CH4CO2催化重整反应为CH4(g

28、)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H111 kJmol1该催化重整反应的H_kJmol1。【答案】247【解析】将题给三个反应依次编号为：C(s)2H2(g)=CH4(g)H75 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H394 kJmol1C(s)O2(g)=CO(g)H111 kJmol1根据盖斯定律，由2可得CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1。考点09 H的大小比较1同一物质不同聚集状态H2O(s

29、)=H2O(l)H1H2O(s)=H2O(g)H2由物质的能量E大小比较知热量：Q1Q2，且均为吸热反应，H为正值，H1Q1 kJmol1，H2Q2 kJmol1，得H1Q2，此反应为放热反应，则H1Q1 kJmol1，H2Q2 kJmol1得H1H2。【典例13】下列各组热化学方程式中，H1H2的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H1S(g)O2(g)=SO2(g)H2H2(g)O2(g)=H2O(l)H12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H1CaO(s)H2O(l)=

30、Ca(OH)2(s)H2A B C D【答案】A【解析】相同量的碳不完全燃烧放热少，焓变比较大小时考虑符号，所以H1H2，故符合；固态硫变为气态硫需要吸收热量，所以H1H2，故不符合；相同条件下物质的量少的反应放热少，1 mol氢气燃烧放热小于2 mol氢气燃烧放热，所以H1H2，故不符合；碳酸钙分解吸热，焓变为正值，氧化钙和水反应是化合反应，放热，焓变是负值，所以H1H2，故不符合。【特别提示】(1)H的大小比较时包含“”“”比较。(2)先画出物质的能量(E)的草图，比较热量的大小，再根据吸、放热加上“”“”进行比较。(3)可逆反应的H为完全反应时的值，因不能完全反应，吸收或放出的能量一般小于|H|。