第六章化学反应与能量电化学第六章化学反应与能量电化学考考 纲纲 解解 读读考考 点点 展展 示示1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常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。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。应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义。了解热化学方程式的含义。1.根据反应物、生成物能量变化来判根据反应物、生成物能量变化来判断放热反应和吸热反应。断放热反应和吸热反应。2.正确书写热化学方程式或判断热化正确书写热化学方程式或判断热化学方程式的正误。学方程式的正误。一、焓变、反应热一、焓变、反应热 1下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应B任何放热反应在常温条件下一定能发生任何放热反应在常温条件下一定能发生C反反应应物物和和生生成成物物所所具具有有的的总总能能量量的的相相对对大大小小决决定定了了反反应应是是放放热还是吸热热还是吸热D吸热反应在一定条件下吸热反应在一定条件下(如常温、加热等如常温、加热等)也能发生也能发生解解析析：放放热热反反应应有有时时需需要要点点燃燃或或加加热热才才能能发发生生(如如煤煤燃燃烧烧)，在在常常温下不一定发生，温下不一定发生，B不正确。不正确。答案：答案：B1化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：化学反应中的两大变化： 变化和变化和 变化。变化。(2)化学反应中的两大守恒：化学反应中的两大守恒： 守恒和守恒和 守恒。守恒。(3)化学反应中的能量变化形式：化学反应中的能量变化形式： 、光能、电能等。通常主要表、光能、电能等。通常主要表现为现为 的变化。的变化。2焓变、反应热焓变、反应热(1)定义：在定义：在 条件下进行的反应的条件下进行的反应的 。(2)符号：符号： ，可用，可用 测量。测量。(3)单位：单位： 或或 。物质物质能量能量质量质量能量能量热能热能热能热能恒压恒压热效应热效应H量热器量热器kJmol1kJ/mol二、燃烧热和中和热、热化学方程式二、燃烧热和中和热、热化学方程式 2写出下列反应的热化学方程式写出下列反应的热化学方程式(1)在在25 、101 kPa下下1 g H2完全燃烧生成液态水放出完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热热量，表示量，表示H2燃烧热的热化学方程式为燃烧热的热化学方程式为_，H2的燃烧热为的燃烧热为_。(2)在稀溶液中在稀溶液中1 mol H2SO4与足量与足量NaOH反应放热反应放热114.6 kJ，表示，表示该中和热的热化学方程式为该中和热的热化学方程式为_。(3)已知已知N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJmol1表示的意义是表示的意义是_。A将将1 mol N2和和3 mol H2充入密闭容器中反应放出充入密闭容器中反应放出92.4 kJ热量热量B每生成每生成2 mol NH3放出放出92.4 kJ热量热量1燃烧热和中和热燃烧热和中和热(1)定义：定义：101 kPa时，时， mol纯物质纯物质 燃烧生成燃烧生成 的的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。在在稀稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成溶液中，酸和碱发生中和反应生成 水所水所的热量。的热量。(2)单位：均为单位：均为 。(3)注意注意燃烧热和中和热的燃烧热和中和热的H均为均为负负值。值。稳定化合物：稳定化合物：C ，H ，S ，P(s)P2O5(s)。1完全完全稳定稳定1 mol放出放出kJmol1CO2H2O(l)SO22热化学方程式热化学方程式(1)概念概念表示表示 和和 的关系的化学方程式。的关系的化学方程式。(2)意义：不仅表明化学反应中意义：不仅表明化学反应中 的变化，也表明了化学反应的变化，也表明了化学反应中的中的 变化。如：变化。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，表示在，表示在 条件下，条件下， H2(g)和和 O2(g)完全反应生完全反应生成成 时要时要 的能量。的能量。(3)书写书写注明反应条件：反应热与测定条件注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等温度、压强等)有关。有关。绝大多数反应是在绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。下进行的，可不注明。注明物质状态：常用注明物质状态：常用 、 、g、 分别表示固体、液体、分别表示固体、液体、气体、溶液。气体、溶液。参加反应物质的量参加反应物质的量反应热反应热物质物质能量能量25 、101 kPa2 mol1 mol2 mol H2O(l)释放释放571.6 kJslaq吸热反应与放热反应吸热反应与放热反应 放热反应和吸热反应放热反应和吸热反应 特别提醒特别提醒(1)化学反应表现为吸热或放热与反应开始是否需要化学反应表现为吸热或放热与反应开始是否需要加热无关，需要加热的反应不一定是吸热反应加热无关，需要加热的反应不一定是吸热反应(如如CO2 CO2，为放热反应为放热反应)，不需要加热的反应也不一定是放热反应。，不需要加热的反应也不一定是放热反应。(2)吸热反应与放热反应均指化学反应。吸热反应与放热反应均指化学反应。浓浓H2SO4、NaOH固体溶于水放热，但不是放热反应；固体溶于水放热，但不是放热反应；NH4NO3溶于水时溶液温度降低，也不属于吸热反应。溶于水时溶液温度降低，也不属于吸热反应。(3)物质的能量物质的能量(焓焓)越大，键能越小，越不稳定。越大，键能越小，越不稳定。 下列说法或表示方法正确的是下列说法或表示方法正确的是()A反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应B已知反应已知反应H2S(g)aO2(g)=xbH2O(l)H，若，若H表示表示H2S的的燃烧热，则燃烧热，则x为为SO2(g)C已知：已知：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H98.3 kJ/mol。将将1 mol SO2和和0.5 mol O2置于一密闭容器中充分反应，放出置于一密闭容器中充分反应，放出49.15 kJ的热量的热量D由石墨比金刚石稳定可知：由石墨比金刚石稳定可知：C(金刚石，金刚石，s)=C(石墨，石墨，s)H0听课记录听课记录A项中反应能否发生，不取决于吸热或放热；项中反应能否发生，不取决于吸热或放热；C项中项中1 mol SO2和和0.5 mol O2在密闭容器中不能完全反应，则放出的热量在密闭容器中不能完全反应，则放出的热量小于小于49.15 kJ；D项中因石墨比金刚石稳定，故项中因石墨比金刚石稳定，故H0，放热反应，放热反应H0，故吸热反应的反应热一定大于，故吸热反应的反应热一定大于放热反应的反应热。放热反应的反应热。2反应物或生成物状态不同的反应反应物或生成物状态不同的反应因为反应物和生成物的聚集状态不同，反应热亦不同。因为反应物和生成物的聚集状态不同，反应热亦不同。反应热大小的比较反应热大小的比较3化学计量数不同的反应化学计量数不同的反应对于同一反应，化学计量数越大，吸收或放出的热量就越多。对于同一反应，化学计量数越大，吸收或放出的热量就越多。4不同中和反应的反应热不同中和反应的反应热(1)如果是弱酸或弱碱参加的中和反应，要考虑弱电解质电离过程如果是弱酸或弱碱参加的中和反应，要考虑弱电解质电离过程中要吸收热量；中要吸收热量；(2)如果是浓如果是浓H2SO4直接和强碱混合，就要考虑浓直接和强碱混合，就要考虑浓H2SO4被稀释时放被稀释时放出的热量；出的热量；(3)如果是固体物质直接反应，就要考虑溶解过程中的热效应；如果是固体物质直接反应，就要考虑溶解过程中的热效应；(4)如果反应过程中有沉淀、气体等其它物质生成，则要全面综合如果反应过程中有沉淀、气体等其它物质生成，则要全面综合考虑该反应的反应热等。考虑该反应的反应热等。5燃烧反应的反应热燃烧反应的反应热比较燃烧反应的反应热要全面分析，可燃物的物质的量、燃烧是否比较燃烧反应的反应热要全面分析，可燃物的物质的量、燃烧是否完全、燃烧产物的状态等因素。完全、燃烧产物的状态等因素。6运用盖斯定律列等式作差比较运用盖斯定律列等式作差比较对于一些不便于直接比较的反应或过程，可以设计循环转化关系图，对于一些不便于直接比较的反应或过程，可以设计循环转化关系图，然后利用盖斯定律，列等式，作差比较它们的大小。然后利用盖斯定律，列等式，作差比较它们的大小。特别提醒特别提醒(1)H有正负之分，比较有正负之分，比较H时要连同时要连同“”、“”号号包含在内，类似于数学上正负数大小的比较。包含在内，类似于数学上正负数大小的比较。(2)若只比较放出热量的多少，则只比较数值大小，不考虑正负号。若只比较放出热量的多少，则只比较数值大小，不考虑正负号。例例：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1Q12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2Q2则则H1Q2。(3)能量最低原理：能量最低原理： 物质本身所具有的能量越低，说明其结构越稳定物质本身所具有的能量越低，说明其结构越稳定，热稳定性越强，化学键越牢固。因此反应放出的热量越多，产物也，热稳定性越强，化学键越牢固。因此反应放出的热量越多，产物也就越稳定。就越稳定。思路点拨思路点拨本题要考虑：本题要考虑：(1)H的符号的符号(2)物质的状态物质的状态(3)反应物的物质的量多少反应物的物质的量多少听课记录听课记录解答该题时，可以先比较两个热化学方程式的不同之解答该题时，可以先比较两个热化学方程式的不同之处，判断处，判断H的符号，然后具体分析。的符号，然后具体分析。【答案【答案】C2氢气燃烧的热化学方程式，可用下列两种方程式表示：氢气燃烧的热化学方程式，可用下列两种方程式表示：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)HQ1 kJ/molH2(g) O2(g)=H2O(g)HQ2 kJ/molQ1与与Q2的关系为的关系为()AQ1Q2BQ2Q1CQ12Q2 DQ12Q2解析解析：若前者的生成物也为：若前者的生成物也为H2O(g)，则，则Q12Q2，而生成的水为液，而生成的水为液态，故态，故Q12Q2。答案答案：C热化学方程式的书写及正误判断热化学方程式的书写及正误判断 与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写化学方与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下四点：程式的要求外还应注意以下四点：1注意注意H的符号和单位的符号和单位H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，若为放热反应，H为为“”；若为吸热反应，；若为吸热反应，H为为“”。H的的单位一般为单位一般为kJmol1。2注意反应条件注意反应条件反应热反应热H与测定条件与测定条件(温度、压强等温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式有关。因此书写热化学方程式时应注明时应注明H的测定条件。绝大多数的测定条件。绝大多数H是在是在25 、101 325 Pa下测定的，下测定的，可不注明温度和压强。可不注明温度和压强。3注意物质的聚集状态注意物质的聚集状态反应物和产物的聚集状态不同，反应热反应物和产物的聚集状态不同，反应热H不同。因此，必须注明物不同。因此，必须注明物质的聚集状态。质的聚集状态。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(1)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质热化学方程式中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或原子数。因此化学计量数可的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。以是整数，也可以是分数。(2)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，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，与反应是否可逆无关。方程式中化学式前面的化学计量数必须与与反应是否可逆无关。方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，即化学计量数与相对应，即化学计量数与H成正比。当反应逆向进行时，其反成正比。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。如：应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。如：5注意反应的可逆性：注意反应的可逆性：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，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，与反应是否可逆无关。与反应是否可逆无关。如：如：2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)Ha kJ/mol，是指，是指2 mol SO2气体与气体与1 mol O2完全反应生成完全反应生成2 mol SO3时，放出时，放出a kJ的热量，若将的热量，若将2 mol SO2与与1 mol O2气体放于一密闭容器中在一定条件下反应达平衡气体放于一密闭容器中在一定条件下反应达平衡时，放出的热量要小于时，放出的热量要小于a kJ，且当平衡移动，且当平衡移动(各物质状态不变各物质状态不变)时，时，H不变。不变。 (2009年高考重庆理综年高考重庆理综)下列热化学方程式书写正确的是下列热化学方程式书写正确的是(H的的绝对值均正确绝对值均正确)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g) H1 367.0 kJ/mol(燃烧热燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol(中和热中和热)CS(s)O2(g)=SO2(g) H296.8 kJ/mol(反应热反应热)D2NO2=O22NO H116.2 kJ/mol(反应热反应热)思路点拨思路点拨解答本题要注意以下两点：解答本题要注意以下两点：(1)中和热、燃烧热的概念。中和热、燃烧热的概念。(2)书写热化学方程式时各物质的状态、书写热化学方程式时各物质的状态、H的符号。的符号。听课记录听课记录A项燃烧热是项燃烧热是1 mol物质完全反应生成稳定的氧化物所物质完全反应生成稳定的氧化物所放出的热量，液态水是水的稳定状态，故放出的热量，液态水是水的稳定状态，故A错误；错误；B项中和热是放热反项中和热是放热反应，应，H0表示吸热，表示吸热，HQ2B生成物总能量均高于反应物总能量生成物总能量均高于反应物总能量C生成生成1 mol HCl气体时放出气体时放出Q1热量热量D1 mol HBr(g)具有的能量大于具有的能量大于1 mol HBr(l)具有的能量具有的能量答案：答案：AD 4下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系下列图象分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系 据此判断下列说法中正确的是据此判断下列说法中正确的是()A石墨转变为金刚石是吸热反应石墨转变为金刚石是吸热反应B白磷比红磷稳定白磷比红磷稳定CS(g)O2(g)=SO2(g)H1S(s)O2(g)=SO2(g)H2则则H1H2DCO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H0解析：解析：由第一个图象可知，石墨具有的能量比金刚石低，故由第一个图象可知，石墨具有的能量比金刚石低，故A正确；正确；由第二个图象可以判断红磷的能量比白磷低，能量越低越稳定，由第二个图象可以判断红磷的能量比白磷低，能量越低越稳定，B项项错误；由第三个图象知硫蒸气与氧气反应放出的能量更多，而放热错误；由第三个图象知硫蒸气与氧气反应放出的能量更多，而放热H为负值，所以为负值，所以C项错误；第四个图象显示项错误；第四个图象显示D项反应属于放热反应，项反应属于放热反应，所以错误。所以错误。答案答案：A(1)氢氧化镁分解的热化学方程式是氢氧化镁分解的热化学方程式是_。(2)氢氧化镁可以作为阻燃剂的原因氢氧化镁可以作为阻燃剂的原因_(写一条即可写一条即可)答案答案：(1)Mg(OH)2(s)=MgO(s)H2O(g)H81 kJmol1(2)氢氧化镁分解要吸收大量的热，可降低着火体系的温度氢氧化镁分解要吸收大量的热，可降低着火体系的温度中和热的测定中和热的测定套烧杯简易量热计。套烧杯简易量热计。说明：双孔泡沫塑料板、碎泡沫塑料说明：双孔泡沫塑料板、碎泡沫塑料的作用是：保温、隔热、减少实验过程的作用是：保温、隔热、减少实验过程中的热量损失。中的热量损失。3操作步骤操作步骤量取量取50 mL 0.50 mol/L的盐酸，倒入小烧杯中，测定其温度，记作的盐酸，倒入小烧杯中，测定其温度，记作tHCl，然后将温度计上的酸用水冲洗干净。，然后将温度计上的酸用水冲洗干净。用另一个量筒量取用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，测定其温度，记溶液，测定其温度，记作作tNaOH。先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，然后把量筒中的先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中，然后把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中溶液一次倒入小烧杯中(注意不要洒到外面注意不要洒到外面)，用环形玻璃搅拌棒，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液并准确读取混合溶液的最高温度，记作轻轻搅动溶液并准确读取混合溶液的最高温度，记作t终终。重复上述实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。重复上述实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。根据实验数据计算：根据实验数据计算：4注意事项注意事项(1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。(2)操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。操作时动作要快目的是尽量减少热量的损失。(3)实验中若使用了弱酸或弱碱，会使测得中和热的数值偏小。实验中若使用了弱酸或弱碱，会使测得中和热的数值偏小。【实验探究】【实验探究】用用50 mL 0.50 mol/L的盐酸与的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的氢的氢氧化钠溶液在如上图所示的装置中进行中和反应，通过测定反应过程氧化钠溶液在如上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。回答下列问题：中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是_；(2)环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？_(填填“能能”或或“不能不能”)，其原因是，其原因是_；(3)实验时氢氧化钠溶液的浓度要用实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55mol/L的原因是的原因是_； 实验中若改用实验中若改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸与的盐酸与50 mL 0.55 mol/L的氢氧化的氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_(填填“相等相等”或或“不相等不相等”)，若实验操作均正确，则所求中和热，若实验操作均正确，则所求中和热_(填填“相等相等”或或“不相等不相等”)；(4)已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O时，放时，放出出57.3 kJ的热量，则上述反应的热化学方程式为：的热量，则上述反应的热化学方程式为：_。【答案【答案】(1)减少热量损失减少热量损失(2)不能不能铁会和盐酸反应；铁会和盐酸反应；铁导热性好，热量损失较大铁导热性好，热量损失较大(3)为了确保盐酸完全被中和不相等相等为了确保盐酸完全被中和不相等相等(4)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol