高中化學(xué)反應(yīng)及其能量變化的知識點(diǎn)
高中化學(xué)反應(yīng)及其能量變化的知識點(diǎn)
在化學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生會學(xué)習(xí)到很多的知識點(diǎn)，下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼挠嘘P(guān)于關(guān)乎化學(xué)反應(yīng)和能量變化的知識點(diǎn)的介紹，希望能夠幫助到大家。
高中化學(xué)反應(yīng)及其能量變化的知識點(diǎn)介紹
(一)蓋斯定律：不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。換句話說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。應(yīng)用蓋斯定律可以間接地計(jì)算出反應(yīng)熱。
說明：
1. 化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步完成，則各步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是相同的。
(二)化學(xué)反應(yīng)及其能量變化復(fù)習(xí)：
說明：
1. 反應(yīng)熱：在化學(xué)反應(yīng)過程中所釋放或吸收的能量都可以用熱量(或換成相應(yīng)的熱量)來表示，叫反應(yīng)熱，又稱“焓變”，符號用△H表示，單位一般采用kJ/mol
當(dāng)△H為“+”或△H>0時(shí)，為吸熱反應(yīng)。
2. 中和熱和燃燒熱：
燃燒熱：在25℃、101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。一般情況下，完全燃燒時(shí)，一般情況C生成CO2;H生成水;S生成SO2。中和熱、燃燒熱的單位一般用kJ/mol表示。
3. 熱化學(xué)方程式：能表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。書寫熱化學(xué)方程式時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：狀態(tài)、物質(zhì)的量、反應(yīng)熱的單位及符號、條件等。
4. 反應(yīng)熱和中和熱的測定：
中和熱的測定時(shí)同樣要注意保溫、隔熱，要用強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液在室溫下進(jìn)行，測量溫度時(shí)一定要讀出最高點(diǎn)時(shí)的溫度，計(jì)算時(shí)要將測量的熱量換算成生成1mol水時(shí)所放出的能量。
5. 反應(yīng)熱的計(jì)算：
燃燒熱的計(jì)算：一定量的可燃物燃燒放出的總熱量=燃燒熱×可燃物的物質(zhì)的量。
【典型例題
例1. 按照蓋斯定律，結(jié)合下列反應(yīng)方程式，回答問題。已知：
(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3?H2O(aq) △H=-35.1kJ?mol-1
(4)NH3(aq)+ HCl(aq)= NH4Cl(aq) △H=-52.3kJ?mol-1
則第(5)個(gè)方程式中的反應(yīng)熱是
解析：根據(jù)蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。因此，本題中，起始物為固體氯化銨和水，最終物質(zhì)為氯化銨溶液，中間的氨氣、氯化氫氣體、鹽酸溶液、氨水溶液等都是中間產(chǎn)物，在分析時(shí)要想法去除中間產(chǎn)物，保留起始物和最終物質(zhì)。則反應(yīng)：⑸=⑵+⑶+⑷-⑴，即：△H=-52.3kJ?mol-1-72.3kJ?mol-1-35.1kJ?mol-1-(-176kJ?mol-1)=16.3kJ?mol-1
答案：△H=+16.3 kJ?mol-1
例2. 已知火箭發(fā)射時(shí)可用肼(N2H4)作燃料，二氧化氮作氧化劑，這兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂退羝Ｇ遥?①N2(g)+2O2(g)=2NO2g) △H1=+67.7kJ?mol-1
?、贜2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) △H2=-534kJ?mol-1
(1)1mol氣態(tài)肼和NO2完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量
N2H4(g)+ NO(2g)=3/2 N2(g)+2 H2O(g) △H3;根據(jù)蓋斯定律，一個(gè)反應(yīng)僅與其始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與其過程無關(guān)，則存在：②-①÷2=③，即：△H2-△H1÷2=△H3=-567.85 kJ?mol-1
答案：1mol氣態(tài)肼和NO2完全反應(yīng)時(shí)放出的熱量為567.85 kJ
N2H4(g)+ NO2g)=3/2 N2(g)+2 H2O(g) △H3=-567.85 kJ?mol-1
例3. 寫出下列熱化學(xué)方程式：
(2)0.5molCH4(g)完全燃燒生成CO2(g)和H2O (l)時(shí)，放出445kJ的熱量
NaOH(aq) +HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l);△H=-57.4kJ/mol
例4. 某人浸泡在盛有60.0升水的浴盆中，在1小時(shí)內(nèi)，人體所散發(fā)出的熱量使水溫從30℃上升到31.5℃(假設(shè)人體體溫保持恒定，且熱量沒有損失)，該人一天可以釋放多少熱量?1克脂肪燃燒放出39.7J的熱量，如果該人在一天所需要的熱量以攝入脂肪來計(jì)算，則他一天至少需要攝入多少克脂肪?已知水的比熱容為4.2kJ•(kg•℃)-1
解析： 本題是有關(guān)反應(yīng)熱的綜合計(jì)算題，人體一天散發(fā)的熱量可用Q=cm△t計(jì)算，則某人一天散發(fā)的熱量為：4.2kJ•(kg•℃)-1•60kg•1.5℃•24=9072 kJ;
則有：1：39.7kJ=x：9072kJ，可得：x=228.5g
答案：該人一天可以釋放9072kJ的熱量;他一天至少需要攝入228.5g脂肪。
【模擬試題】
一、選擇題
1. 下列敘述正確的是
B. 放熱反應(yīng)不需要從外界吸收任何能量就能發(fā)生
D. 化學(xué)反應(yīng)除了生成新的物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化
2. “可燃冰”又稱“天然氣水合物”，它是在海底的高壓、低溫的條件下形成的，外觀像冰。1體積“可燃冰”可貯載100～200體積的天然氣。下面關(guān)于“可燃冰”的敘述不正確的是
B. “可燃冰”是一種比較潔凈的能源
D. “可燃冰”的主要成分是甲烷
3. 近年來，我國許多城市禁止汽車使用含鉛汽油，其主要原因是
B. 降低汽油成本
D. 鉛資源短缺
4. 同溫同壓下，已知下列各反應(yīng)為放熱反應(yīng)，下列各熱化學(xué)方程式中熱量數(shù)值最小的是
B. 2A(g)+ B(g )=2C (g) △H2
D. 2A(l)+ B(l )=2C(l) △H4
5. 下列熱化學(xué)方程式中△H代表燃燒熱的是
B. S(s)+ 3/2O2(g )=SO3(s) △H2
D. 2CO(g)+ O2(g )=2CO2(g) △H4
6. 已知在1×105 Pa，298 K條件下，2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484 kJ的熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是
B. 2H2(g)+ O2(g )=2H2O(l) △H=-484 kJ/mol
D. 2H2(g)+ O2(g )=2H2O(g) △H=+484 kJ/mol
7. 已知299 K時(shí)，合成氨反應(yīng) N2 (g)+ 3H2(g ) 2NH3(g)△H=-92.0 kJ/mol，將此溫度下的1 mol N2 和3 mol H2 放在一密閉容器中，在催化劑存在時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量為(忽略能量損失)
A、392.92kJ B、2489.44kJ
N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+ 2H2O(g) △H=-534kJ?mol-1
A、100.3kJ B、567.85kJ
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-Q2kJ?mol-1
常溫下，取體積比為4：1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)到常溫，放出的熱量(單位：kJ)為 ( )
C、0.4Q1+0.1Q3 D、0.4Q1+0.2Q3
11. 充分燃燒一定量丁烷氣體放出的熱量為Q，完全吸收它生成的CO2生成正鹽，需要5mol?L-1 的KOH溶液100mL ，則丁烷的燃燒熱為 ( )
C、4Q D、2Q
12. 已知下列熱化學(xué)方程式：Zn(S)+1/2 O2(g)=ZnO(S)△H1; Hg(l)+1/2 O2(g)=HgO(S)△H2;則Zn(S)+ HgO(S)=Hg(l)+ ZnO(S)，△H值為 ( )
C、△H1-△H2 D、-△H1-△H2
13. 已知H2(g)+ Cl2(g)=2HCl(g) △H=-184.6kJ?mol-1，則HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H為 ( )
C、-369.2kJ?mol-1 D、+92.3kJ?mol-1
14. 已知：A(g)+B(g)=C(g)△H1;D(g)+B(g)=E(g)△H2;若A、D混合氣體1mol完全與B反應(yīng)，放出熱△H3，則A、D的物質(zhì)的量之比是( )
B、(△H3-△H2 ):(△H1-△H3)
D、(△H1-△H2 ):(△H3-△H2)
15. 已知①2C(S)+ O2(g)=2CO(g)△H=-221.0 kJ?mol-1 ，②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
△H=-483.6kJ?mol-1則制備水煤氣的反應(yīng)C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) 的△H為 ( )
C、-352.kJ?mol-1 D、+131.3kJ?mol-1
16. 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，該反應(yīng)的熱效應(yīng)是相同的，已知在常溫常壓下，1molC(石墨)完全燃燒生成CO2氣體，放熱393.5kJ，1molCO完全燃燒生成CO2氣體放熱283.0kJ，一步到位說法正確的是 ( )
B. C(石墨，S)不完全燃燒，生成CO2和CO混合氣體時(shí)放熱283.0kJ
C. C(石墨)和CO2(g)反應(yīng)生成CO(g)的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
?、?lt; height:20.25pt' > △H=-381kJ/mol
△H=+381 kJ/mol
A. 兩個(gè)反應(yīng)都是置換反應(yīng) B. 反應(yīng)②是放熱反應(yīng)
A. 標(biāo)況下，燃燒1mol S放出的熱量為297.23 kJ
C. S(g)+ O2(g )=SO2(g) 放出的熱量小于297.23 kJ
(1)圖中a，b分別代表什么意義?
。
已知20℃時(shí)，22.7g硝化甘油分解放出的熱量為154kJ，則每生成1mol氣體伴隨放出的熱量為 kJ.
21. 質(zhì)量為8.00g的某氣體，含有3.01×1023個(gè)分子，其分子是由碳和氫兩種元素構(gòu)成，實(shí)驗(yàn)測得1mol該氣體完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳，能放出890kJ熱量。推出該氣體的化學(xué)式，并寫出其完全燃燒的熱化學(xué)方程式。
22. (1)據(jù)了解，我國興建的三峽工程提供的水力發(fā)電功率相當(dāng)于3000萬kW的火力發(fā)電站。因此，三峽建設(shè)將有助于控制( )
(2)已知1 g碳粉在氧氣中完全燃燒放出的熱量是32.8 kJ(與1g 原煤相當(dāng))，試寫出相關(guān)的熱化學(xué)方程式： 。
CH4(g)+ 2O2(g )=2H2O(l)+ CO2(g) △H=-890 kJ/mol
一定量的CH4和CO的混合氣體完全燃燒時(shí)，放出的熱量為262.9 kJ，生成的CO2用過量的飽和石灰水完全吸收，可得到50 g白色沉淀。求混合氣體中CH4 和CO的體積比。
【試題答案】
1. C 2. C 3. C 4. A 5. C
6. A 7. C 8. C 9. B 10. A
11. A 12. C 13. D 14. B 15. D
16. CD 17. BC 18. AC
19. (1)活化能，反應(yīng)熱;(2)放熱，<0;
20. 硫磺的燃燒熱為:放出298.37 kJ/mol
S(s)+ O2(g )=SO2(g) △H=-298.37 kJ/mol
CH4(g)+ 2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g) △H=-890 kJ/mol
22. (1)AD (2)C(s)+O2(g)=CO2 (g) △H=-393.6 kJ/mol
(3)解：設(shè)每天要消耗原煤為x噸
3×107 kW×24 h×3.6×103 kJ/(kW?h)=x÷12×393.6×50%
CaCO3 ~ CO2
100 1
50g x x=0.5 mol
解出a=0.2 mol b=0.3 mol
a/b=2/3
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