高中化学讲座：能量守恒与热化学反应方程式.docVIP

PAGE 第 PAGE 3 页 共 NUMPAGES 4 页 第3讲 能量守恒与热化学反应方程式 一、化学反应中的热量变化 １．从热效应角度对化学反应分类： 放 反应和 吸 反应。 ２．常见放热反应 （1）所有燃烧反应；（2）金属跟酸反应；（3）大多数化合反应；（4）酸碱中和反应 ３．常见的吸热反应 （1）大多数分解反应 （2）C＋CO2 △ 2CO （3）C＋H2O △ CO＋H2 （4）Ca(OH)2＋2NH4Cl=CaCl2＋2H2O＋2NH3 ４．化学反应的本质： （1）有新物质的生成。 （2）旧分子拆成原子，原子重新组合成新分子。 （3）从化学键角度认识：即 旧化学键的断裂，新化学键的形成 。 ５．化学反应伴有能量变化的原因： （1）从反应物与生成物能量的高低解释： △E0， 吸 热反应 △E = ∑E(生成物)－∑E(反应物) △E0， 放 热反应 （2）从化学键的角度解释 旧化学键断裂 旧化学键断裂 吸收能量E1 反应物 新化学键形成 释放能量E2 生成物 △E = E1－E2 △E0， 吸 热反应；△E0， 放 热反应 二、化学反应的焓变 １．概念 （1）焓变（即“反应热”）：恒温、恒压条件下，化学反应过程中 放出或吸收 的热量称为焓变。 （2）标准燃烧热：在101k Pa 下，1mol 物质完全燃烧生成稳定产物（即C元素生成气态CO2、H元素生成液态水，N元素生成N2）的反应热，单位kJ·mol－1 。 （3）热值：在101k Pa 下，1g 物质完全燃烧生成稳定产物的反应热，单位kJ/g 。 （4）关系：标准燃烧热＝热值×M（摩尔质量） 例1．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ①CH3OH(g)+H2O(g)＝CO2(g)+3H2(g)；△H＝ + 49.0 kJ·mol－1 ②CH3OH(g)+O2(g)＝CO2(g)+2H2(g)；△H＝ - 192.9 kJ·mol－1 下列说法正确的是 （ ） A．CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol－1 B．反应①中的能量变化如右图所示 C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 D．根据②推知反应：CH3OH(l)+O2(g)＝CO2(g)+2H2(g)的△H-192.9kJ·mol－1 【答案】D ２．热化学方程式 （1）概念：能够表示 反应热 的化学方程式。 （2）意义：既能表达质量守恒（方程式可加减），又能表达能量守恒（反应热可加减）。 （3）注意事项： ①必须标明各物质的聚集状态，气态（ g ）、液态（ l ）、固态（ s ）、溶液（ aq ）。 ②热化学方程式的计量数只表示 物质的量 。 ③“ + ”表示吸热，“ － ”表示放热，反应热的单位为 kJ·mol－1 。 例2．已知在1×105Pa、298K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ的热量，下列热化学方程式正确的是 （ ） 【答案】A （4）键能与反应热的关系：△H＝Σ E（反应物）－Σ E（生成物） 例3．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程，化学键的键能是形成（或拆开）l mol化学键时释放（或吸收）出的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能 （kJ·mol－1）P－P：198 P－O：360 O=O：498，则反应P4(白磷)+3O2→P4O6的反应热△H为 （ ） A．－1638kJ/mol B．+1638kJ/mol C．－126kJ/mol D．+126kJ/mol 【答案】A 例4．（2012·北京理综·26）用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。 反应A：4HCl+O22Cl2+2H2O （1）已知： i反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6kJ ii ①H2O的电子式是_______________. ②反应A的热化学方程式是_______________。 ③断开1 mol H－O 键与断开 1 mol H－Cl 键所需能量相差约为 kJ，H2O中H－O 键比HCl中H－Cl键（填“强”或“弱”） 。 【答案】 （1） ① ②4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-115.6kJ·mol-1 ③32 ，强 【解析】 （1）反应热＝反应物的键能和－生成物的键能和 [4E（H－Cl）+498kJ·mol－1]－[2×243 kJ·mol－1+4 E（H－O）]= -115.6kJ·mol-1 E（H－Cl）－E（H－O]=-31.9 kJ·mol-1 所以