【期中知识点归纳】（人教版2019）2023-2024学年高二上册化学 选修1 第一章 化学反应的热效应 试卷.zip

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第一章  化学反应的热效应   1.化学键与能量变化的关系 2.吸热反应与放热反应的区别特别注意：反应是吸热还是放热与反应的条件没有必然的联系，而决定于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。3.常见的放热反应①所有的燃烧反应； ②大多数的化合反应；(CO2+C2CO为吸热反应)③酸碱中和反应； ④金属与酸或水反应置换出氢气；   ⑤缓慢的氧化反应。4.常见的吸热反应①大多数的分解反应； ②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；③以C、CO、H2为还原剂一些高温反应：CO2+C2CO ；C+H2OCO+H2④盐类的水解1.反应热的定义：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，称为化学反应的热效应，简称反应热。2.反应热与焓变(1)化学反应前后反应热产生的原因：化学反应前后体系的  内能 发生了变化(2)内能：是体系内物质的各种能量的 总和，受温度、压强 和物质的聚集状态 等影响(3)焓变:①焓的由来：为了描述等压条件下的反应热，科学上引入了一个与内能有关的物理量——焓②焓变与反应热的关系：在等压 条件下进行的化学反应，其反应热就等于反应的焓变 ③焓变的符号和单位：ΔH ，kJ/mol或  kJ·mol-1 ④焓变与焓的关系：ΔH=  H生成物─H反应物    ⑤焓变（或反应热）与吸、放热反应的关系       关系：放热反应：ΔH < 0 ；吸热反应：ΔH > 0       比较大小：比较ΔH大小时，要带上“+”、“-” 号   ；即所有放热反应的焓变小于所有吸热反应的焓变⑥计算方法：     依据热化学方程式：反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依据热化学方程式中的ΔH求反应热，如aA　＋　bB===cC　＋　dD　　ΔH            a        b     c       d    |ΔH|           n(A)     n(B)   n(C)    n(D)   |Q|则＝＝＝＝。b.根据反应物和生成物的总能量计算宏观：ΔH=E生成物-E反应物c.根据键能计算微观：ΔH= 断键吸收的能量-成键释放的能量ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和d.根据盖斯定律计算根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式，同时反应热也作相应的改变。    盖斯定律应用于反应热计算的流程如图所示：e.根据物质燃烧放热数值计算：Q(放)=n(可燃物)×|ΔH|。注：①在描述ΔH时，符号、数值、单位  缺一不可，是个整体    ②键能: 拆开化学键所需要的能量③键能与能量的关系：物质的键能越大，物质本身所具有的能量越低，物质越 稳定④常见物质化学键的键数1mol物质CO2(C=O)CH4(C-H)P4(P-P)SiO2(Si-O)石墨(C-C)金刚石(C-C)Si(Si-Si)键数24641.5223．从微观角度认识反应热的实质(1)以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)(25 ℃，101 kPa下)的能量变化为例，填写下表中的空白。化学键反应中能量变化1 molA—B化学键反应中能量变化H—H吸收436 kJ共吸收679 kJCl—Cl吸收243 kJH—Cl放出431 kJ共放出862 kJ结论H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应热ΔH＝－183 kJ·mol－1(2)化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。1．概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。2．示例：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1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。3．书写热化学方程式时应注意的问题(1)注明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明)。(2)注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。(3)各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成整数，也可以写成分数。(4)不用标注“↑”“↓”。(5)热化学方程式能反映该反应已完成的量。由于ΔH与反应物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热的数值相等，符号相反。点拨：注意可逆反应的ΔH和实际吸收或放出热量的区别：不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。4．热化学方程式的书写步骤及要求5．“五看”法判断热化学方程式的正误一看方程式是否配平二看各物质的聚集状态是否正确三看ΔH的“＋”“－”符号是否正确四看反应热的单位是否为“kJ·mol－1”五看反应热的数值与化学计量数是否对应1.燃烧热(1)定义： 101kPa 时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物 时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热(2)单位：  kJ/mol 或 kJ·mol-1        (3)测定：燃烧热通常利用量热计由实验测得(4)意义：C的燃烧热为393.5kJ/mol，表示在101kPa时，1molC完全燃烧生成CO2(g)时所放出393.5kJ的热量      (5)说明：①反应条件：101kPa        ②可燃物的用量:1mol 纯物质，即在写燃烧热的热化学方程式时，可燃物前面的系数必须为1        ③反应程度：完全燃烧，形成指定产物：C→ CO2(g) 、H→H2O(l) 、S→  SO2(g)  、N→  N2(g)             ④比较燃烧热大小时，只比较绝对值【点拨】书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”一看 可燃物的化学计量数是否为1。二看 元素完全燃烧是否生成指定产物。三看 ΔH是否为“—”及单位是否正确。2.中和热(1)定义：在 稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O(l)  时放出的热量，叫做中和热(2)表示方法： H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)  ΔH=-57.3kJ/mol  (3)说明：①必须是强 酸与强碱         ②对于任意一个中和热的热化学方程式，它的ΔH准确绝对值一定等于  57.3kJ/mol   3．中和反应反应热的测定【实验原理】通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得反应热。【实验装置】【实验步骤】①往小烧杯中加入50 mL 0.50 mol/L的盐酸，并用温度计测量盐酸的温度，用水把温度计上的酸冲洗干净。②用量筒量取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，并用温度计测量其温度。③将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中，盖好盖板，并用     环形玻璃搅拌棒     轻轻搅动溶液，准确读取混合溶液的      最高温度       记为终止温度。④重复实验2～3次。【实验数据处理】①取三次测量所得数据的   平均值    作为计算依据。②计算反应热ΔH50mL 0.5mol/L盐酸与50mL 0.55mol/L NaOH溶液发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量为： 其中(m1＋m2)表示溶液质量(单位：g)；c为比热容，c＝4.18 J·(g·℃)－1；t1、t2分别为反应前、后的温度(单位：℃)；n(H2O)为反应生成的水的物质的量(单位：mol)。【注意事项】①隔热层（碎泡沫塑料(或纸条)）及杯盖的作用是    隔热保温，减少热量散失         。②为保证酸、碱完全中和，常使    碱    稍稍过量。③实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值   偏小    。（弱酸、弱碱的电离吸热）【问题与讨论】在上述过程中，提高测定反应热准确度的措施有哪些？提示：①实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时,使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后 ，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间后再记下读数。②反应物应一次性迅速加入，且避免有液体溅出。③实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失。④重复实验3次，取3次实验数据的平均值。【点拨】导致中和反应反应热测定存在误差的原因①量取溶液的体积不准确。②温度计读数有误(如未读取到混合溶液的最高温度，就记为终止温度)。③实验过程中有液体溅出。④混合酸、碱溶液时，动作缓慢。⑤隔热层隔热效果不好,实验过程中有热量损失。⑥测过酸溶液的温度计未用水清洗便立即去测碱溶液的温度。⑦溶液浓度不准确。⑧没有进行重复实验。1．内容一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。2．特点(1)在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态、终态有关，而与反应的途径无关。(2)反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。3．意义有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。如：C(s)＋O2(g)===CO(g)反应的ΔH无法直接测得，但下列两个反应的ΔH可以直接测得：C(s)＋O2 (g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1CO(g)＋O2 (g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1上述三个反应具有如下关系： 则在此温度下C(s)＋O2 (g)===CO(g)反应的ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5 kJ·mol－1。4．运用盖斯定律的三个注意事项(1)热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。(3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。  【总结归纳】燃烧热和中和热的比较 燃烧热中和热相同点能量变化放热ΔH及其单位ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1不同点反应物的量1 mol可燃物不一定为1 mol生成物的量不确定生成水的物质的量为1 mol反应热的含义101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量表示方法燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)强酸与强碱反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1【方法点拨】一、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)　ΔH　a　　　b　　　　c　　　d　　|ΔH|n(A)　　n(B)　　n(C)　n(D)　　Q则＝＝＝＝【典例1】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)　ΔH2 mol　　1 mol　2 mol　　|ΔH|　　　　　　　 0.25 mol　60.45 kJ则＝|ΔH|＝483.6 kJ·mol－1，由于放热，所以ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，故热化学方程式为：2H2(g)＋O2(g)====2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1。(2)50 g H2的物质的量为：＝25 mol50 g H2放出热量为：25 mol× kJ·mol－1＝6 045 kJ。2．根据反应物、生成物的键能计算ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。【典例2】根据键能数据计算CH4(g)＋4F2(g)====CF4(g)＋4HF(g)的反应热ΔH。化学键C—HC—FH—FF—F键能/kJ·mol－1414489565155 【答案】ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和＝(4×414＋4×155－4×489－4×565)kJ·mol－1＝－1 940 kJ·mol－1。3．根据物质的燃烧热数值计算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。【典例3】已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，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(　　)A．55 kJ   B．220 kJC．550 kJ   D．1 108 kJ【答案】A【解析】丙烷分子式是C3H8，燃烧热为ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，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 mol×2 215 kJ·mol－1＝55.375 kJ，则放出的热量约为55 kJ。4．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ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式及其ΔH。【典例4】（2021·江苏淮安市高二期中）已知下列热化学方程式： Hg(l)＋O2(g)=HgO(s)   △H1；Zn(s)＋O2(g)=ZnO(s)   △H2；则Zn(s)＋HgO(s)= Hg(l)＋ZnO(s)  △H值为A．△H2-△H1 B．△H2＋△H1 C．△H1-△H2 D．-△H1-△H2【答案】A【详解】根据盖斯定律：①Hg(l)＋ O2(g)=HgO(s)   △H1；②Zn(s)＋O2(g)=ZnO(s)   △H2；②-①得Zn(s)＋HgO(s)= Hg(l)＋ZnO(s)  △H=△H2-△H1，故选A。二．反应热(ΔH)的比较1．ΔH大小比较时注意事项ΔH是有符号“＋”“－”的，比较时要带着符号比较。(1)吸热反应的ΔH为“＋”，放热反应的ΔH为“－”，所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。(2)放热反应的ΔH为“－”，所以放热越多，ΔH越小。2．常见的几种ΔH大小比较方法(1)如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍例如，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，其中ΔH2＜ΔH1＜0，且b＝2a。(2)同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同在同一反应里，反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g)A(l)A(s)，或者从三状态自身的能量比较：E(g)＞E(l)＞E(s)，可知反应热大小亦不相同。如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1(3)晶体类型不同，产物相同的反应，反应热不同如C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 (4)根据反应进行的程度比较反应热大小①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。(5)中和反应中反应热的大小不同①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)。【典例5】已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2根据上述反应所得出的结论正确的是(　　)A．ΔH1＝ΔH2   B．ΔH1＞ΔH2C．ΔH1＜ΔH2   D．金刚石比石墨稳定【答案】C【解析】已知：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH＝－1.9 kJ·mol－1，则相同量的金刚石和石墨，金刚石的能量高，燃烧放出的热量多，则ΔH1＜ΔH2＜0，能量越高越不稳定，则石墨比金刚石稳定，故C正确，A、B、D错误。