高考化學知識點之化學反應能量變化

2022-03-07 05:13:06 字數 2868 閱讀 3152

考試要點

1.了解化學反應中能量轉化的原因,能說出常見的能量轉化形式。

2.了解化學能與熱能的相互轉化。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。

3.了解熱化學方程式的含義,能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算

4.了解能源是人類生存和社會發展的重要基礎,了解化學在解決能源危機中的重要作用。

一、化學反應的焓變

1.定義:化學反應過程中所釋放或吸收的能量,都可以熱量(或轉換成相應的熱量)來表示,稱為焓變(δh),單位:kj/mol 或 kjmol-1

在化學反應中,舊鍵的斷裂需要吸收能量 ,而新鍵的形成則放出能量。總能量的變化取決於上述兩個過程能量變化的相對大小。

任何乙個化學反應中,反應物所具有的總能量與生成物所具有的總能量總不會相等的。在新物質產生的同時總是伴隨著能量的變化。

注意:(1) 反應熱和鍵能的關係

例如:1molh2和1molcl2反應生成2molhcl的反應熱的計算。

1molh2分子斷裂開h—h鍵需要吸收436kj的能量;1molcl2分子斷裂開cl—cl鍵需要吸收243kj的能量,而2molhcl分子形成2molh—cl鍵放出431kj·mol-1×2mol=862kj的能量,所以,該反應h2(g)+cl2(g)=2hcl(g)的反應熱

△h=生成物分子形成時釋放的總能量—反應物分子斷裂時所需要吸收的總能量

=862kj·mol--436 kj·mol-1-243 kj·mol—1=183kj·mol-1

由於反應後放出的能量使反應本身的能量降低,故規定△h=反應物的鍵能總和—生成物的鍵能總和

(2)反應焓變與反應條件的關係

焓是科學家們為了便於計算反應熱而定義的乙個物理量,它的數值與物質具有的能量有關。對於一定量的純淨物質,在一定的狀態(如溫度、壓強)下,焓有確定的數值。在同樣的條件下,不同的物質具有的能量也不同,焓的數值也就不同;同一物質所處的環境條件(溫度、壓強)不同,以及物質的聚集狀態不同,焓的數值也不同。

焓的數值的大小與物質的量有關,在相同的條件下,當物質的物質的量增加一倍時,焓的數值也增加一倍。因此,當乙個化學放映在不同的條件下進行,尤其是物質的聚集狀態不同時,反應焓變是不同的。

2.放熱反應和吸熱反應

(1)放熱反應:即有熱量放出的化學反應,其反應物的總能量大於生成物的總能量。

(2)吸熱反應:即吸收熱量的化學反應,其反應物的總能量小於生成物的總能量。

二、熱化學方程式

1. 熱化學方程式與普通化學方程式的區別有三點不同

(1)熱化學方程式必須標有熱量變化。

(2)熱化學方程式中必須標明反應物和生成物的狀態,因為反應熱除跟物質的量有關外,還與反應物和生成物的聚集狀態有關。

(3)熱化學方程式中各物質的係數只表示各物質對應的物質的量,因此,有時可用分數表示,但要注意反應熱也發生相應變化。

2.書寫熱化學方程式時明確以下問題:

(1)反應放出或吸收的熱量的多少與外界的溫度和壓強有關,需要註明,未特別註明的指101kpa和25℃時的資料。

(2)物質的聚集狀態不同,反應吸收和放出的熱量不同,因此要註明反應物和生成物的聚集狀態。

(3)熱化學方程式中的熱量資料,是與各化學計量數為物質的量時相對應的,不是幾個分子反應的熱效應。因此式中化學計量數可以是整數,也可以是分數。一般出現分數時是以某一反應物或生成物為「1mol」時其它物質才出現的。

(4)無論熱化學方程式中化學計量數為多少,△h的單位總是kj/mol,但△h的數值與反應式中的係數有關。

三、燃燒熱、中和熱

1.燃燒熱

(1)概念:在101kpa時,1mol物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kj/mol表示。

注意:完全燃燒,是指物質中下列元素完全轉變成對應的物質:c→c02,h→h20,s→s02等。

(2)表示的意義:例如c的燃燒熱為393.5kj/mol,表示在101kpa時,1molc完全燃燒放出393.5kj的熱量。

2.中和熱 (1)概念:在稀溶液中,酸跟鹼發生中和反應而生成 1 molh20,這時的反應熱叫中和熱。

(2)中和熱的表示:h+(aq)+oh-(aq)=h2o (1); △h=-57.3kj/mol。

3.使用化石燃料的利弊及新能源的開發

(1)重要的化石燃料:煤、石油、天然氣

(2)煤作燃料的利弊問題

①煤是重要的化工原料,把煤作燃料簡單燒掉太可惜,應該綜合利用。

②煤直接燃燒時產生s02等有毒氣體和煙塵,對環境造成嚴重汙染。

③煤作為固體燃料,燃燒反應速率小,熱利用效率低,且運輸不方便。

④可以通過清潔煤技術,如煤的液化和氣化,以及實行煙氣淨化脫硫等,大大減少燃煤對環境造成的汙染,提高煤燃燒的熱利用率。

(3)新能源的開發

①調整和優化能源結構,降低燃煤在能源結構中的比率,節約油氣資源,加強科技投入,加快開發水電、核電和新能源等就顯得尤為重要和迫切。

②最有希望的新能源是太陽能、燃料電池、風能和氫能等。這些新能源的特點是資源豐富,且有些可以再生,為再生性能源,對環境沒有汙染或汙染少。

理解中和熱時注意:

①稀溶液是指溶於大量水的離子。②中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、電解質電離的吸熱所伴隨的熱效應。③中和反應的實質是h+和oh-化合生成 h20,若反應過程中有其他物質生成,這部分反應熱也不在中和熱內。

四、反應焓變的計算

1. 蓋斯定律:對於乙個化學反應,無論是一步完成還是分幾步完成,其反應焓(熱量)變是一樣的。

2. 據蓋斯定律計算化學反應的焓變

進行反應的焓變計算應注意的問題

(1) 由於△h與反應物的物質的量有關,因此熱化學方程式中化學式前面的化學計量數必須與△h相對應。如化學計量數成倍減少或增加,則△h也要成倍的減少或成倍的增加。當反應向逆向進行時,其反應熱與正反應的反應熱數值相等,正負號相反。

(2) 在使用蓋斯定律時,伴隨著兩個或多個方程式的加減處理時,△h的計算一定要帶上正負號。

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