1、化学反应与能量转化 一、反应热 化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量(或换算成相应的热量)来描述，叫做反应热，又称为焓变，符号用H表示，单位采用kJmol1(或kJ/mol)，计算方法有两种： 1用生成物总能量减去反应物总能量(HH生成物H反应物) 2用反应物总键能减去生成物总键能(EE反应物E生成物) 计算时要考虑晶体类型及化学键数，如1 mol白磷中磷磷键为6 mol。放热反应放热反应吸热反应吸热反应定义定义放出热量的化学反应放出热量的化学反应吸收热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因形成原因反应物具有的总能量大于生成物反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量具有的总能量反应物
2、具有的总能量小于生反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量成物具有的总能量与化学键与化学键强弱关系强弱关系生成物分子成键时释放出的总能生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的量大于反应物分子断裂时吸收的总能量总能量生成物分子成键时释放的总生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量吸收的总能量表示方法表示方法H0图示图示 中学所学的很多反应是放热反应(燃烧反应、中和反应等大多数反应)，吸热反应较少。常见的吸热反应有：大多数分解反应；铵盐参与的大多数反应；以H2、CO、C为还原剂的反应。常见的放热反应有：大多数化合反应；燃烧反应；酸碱中和反
3、应；金属与酸的反应。 二、热化学方程式 书写要点： 1反应物和生成物的状态(热化学方程式中不用“”和“”)。 2H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，以空格隔开。H的单位总是kJ/mol。 3热化学方程式中的化学计量数只代表物质的量，故可以是整数，也可以是分数。方程式中化学计量数必须与反应热相对应。 4要注明反应温度和压强(如果是101 kPa和25，则可不特别注明)。 5热化学方程式像一个代数式一样具有加和性。 三、盖斯定律 化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应途径无关，即化学反应不管是一步还是分步完成，其反应热是相同的，即一个反应若分几步进行，各步反应的热效应的
4、代数和与这个反应由一步完成时的热效应相同。如图所示。 四、燃烧热和中和热 1燃烧热：在101 kPa和25时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做燃烧热。完全燃烧生成稳定的氧化物指物质 中 下 列 元 素 完 全 转 化 为 对 应 的 物 质 ：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放n(可燃物)Hc，式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量，n为可燃物的物质的量，Hc为可燃物的燃烧热。 2中和热 (1)概念：酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O所放出的热量叫中和热。 (2)对于强酸和强碱的稀溶液反应，其中和热基本上是相
5、等的，表示为：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol。 (3)对于强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液反应，中和热一般低于57.3kJ/mol，因为弱电解质的电离是吸热的。 (4)中和反应的实质是H和OH化合生成H2O，若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质或难电离的其他物质等)，这部分反应热不在中和热内。 五、使用化石燃料的利弊及新能源的开发 1燃料充分燃烧的条件 (1)足够的空气；燃料与空气有足够大的接触面积(块状固体需要粉碎处理)。燃料不充分燃烧，会造成浪费能源，污染环境。 (2)重要的化石燃料：煤、石油、天然气。 2煤作燃料的利弊问题 (1)煤是重要的化工原料，把
6、煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。 (2)煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。 (3)煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。 (4)可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。 3新能源的开发 (1)调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等显得尤为重要和迫切。 (2)最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。 已知充分燃烧a
7、 g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()A2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H4b kJmol1BC2H2(g) O2(g)=2CO2(g)H2O(l) H2b kJmol1C2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H2b kJmol1D2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) Hb kJmol1A热化学方程式书写正误的判断热化学方程式书写正误的判断 根据题给条件，乙炔燃烧生成1 mol CO2时放出b kJ热量，则生成4 mol CO2时放出4b kJ
8、热量，生成2 mol CO2时放出2b kJ热量。放热反应H为负。故B、C、D中H均错误。A1.在101 kPa时燃烧1 t含FeS2质量分数为70%的黄铁矿生成固态Fe2O3和气态SO2，放出4.98106 kJ的热量，表示上述反应的燃烧热的热化学方程式正确的是( ) 题目要求书写表示燃烧热的热化学方程式，燃烧热的定义是“1 mol物质完全燃烧”所以排除A、C选项，燃烧是放热反应，所以H应小于0。B2.化学反应N23H2=2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是( )AN2(g)3H2(g)=2NH3(l) H2(abc)kJ/molBN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H2(b
9、a)kJ/molC.N2(g)H2(g)=NH3(l ) H(bca)kJ/molD.N2(g)H2(g)=NH3(g) H(ab)kJ/mol化学键的断裂要吸热，化学键的形成要放热。A反应热大小比较反应热大小比较 在同温同压下，下列各组热化学方程式中，H2H1的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2BS(g)O2(g)=SO2(g)H1 S(s)O2(g)=SO2(g)H2CH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H1 H2(g) Cl2(g)=HCl(g)H2DC(s) O2(g)=CO(g)H1 C(g)O2(g)=CO2(g)H2B
10、C 同一种物质在不同状态时的能量不同，一般地，气态液态固态。A项，产物H2O的状态不同，放出的热量：反应1H2；B项，反应物S的状态不同，放出的热量：反应1反应2，放热反应H为负值，所以H1H2；C项，放出的热量：反应12反应2，H1H2；D项，反应1为1 mol C不完全燃烧，反应2为1 mol C完全燃烧，放出的热量：反应1H2。BC1.灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知： 下列说法正确的是( ) AH1H2 B锡在常温下以灰锡状态存在 C灰锡转化为白锡的反应是放热反应 D锡制器皿长期处于低于13.2的环境中，会自行毁坏D 由盖斯定律，得，H3H2H12.1 kJ/mol
11、。因此，AC均错。由可知，B错。在低于13.2的环境中，锡容易变成粉末状的灰锡，锡制器皿会自行毁坏。 2.在25、10kPa下，白磷(化学式为P4)、红磷(化学式为P)燃烧的热化学方程式分别为：P4(s)5O2(g)=P4O10(s)H3093.2kJ mol 1 4P(s)5O2(g)=P4O10(s)H2954.0kJmol 1 由此判断下列说法正确的是( ) A由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高 B由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低 C由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高 D由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低D 分析两
12、个热化学方程式，放出的热量：，产物相同，所以中反应物，即白磷能量较高，红磷转化为白磷为吸热反应。 已知： 2C(s)O2(g)=2CO(g)H1221.0 kJ/mol； 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2483.6 kJ/mol。 则制备水煤气的反应C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H为() A262.6 kJ/mol B131.3 kJ/mol C352.3 kJ/mol D131.3 kJ/molD反应热的理解盖斯定律的应用反应热的理解盖斯定律的应用2C(s)O2(g)=2CO(g)H1221.0 kJ/mol；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2483.6 kJ/
13、mol。()2得：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)，所以H(H1H2)2221.0 kJ/mol(483.6 kJ/mol)2131.3 kJ/mol。D1.已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ/mol；CO(g) O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJ/mol。试写出石墨燃烧生成CO的热化学方程式：C(s，石墨) O2(g)=CO(g)H3110.5 kJ/mol 两个热化学方程式相减即可得。2.由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤为已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H56
14、6 kJmol1TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)H141 kJmol1则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H 。80 kJmol1 欲求TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H，分析可知，把该反应看成TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)和2C(s)O2(g)=2CO(g)的总反应。由C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1得出2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H787 kJ mol1 (a)由2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJ mol1得出2C
15、O2(g)=2CO(g)O2(g)H566 kJmol1 (b)由(a)(b)，得2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1 (c) 由(c)TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)H141 kJmol1，可得出TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H221 kJmol1141 kJmol180 kJmol1。 3.已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJmol1、1411.0 kJmol1和1366.8 kJmol1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为( ) A44.2 kJmol1 B44.2 kJmol1 C330 kJmol1 D330 kJmol1A有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。最聪明的人是最不愿浪费时间的人。
