化学反应中的能量变化、燃烧热和中和热
高考分析
反应热在教材中的篇幅较少,高考内容主要包括:
1.书写热化学方程式或判断热化学方程式的正误;
2.有关反应热的计算;
3.比较反应热的大小
最近又出现反应热与能源结合起来进行考查。由于能源问题已成为社会热点,有关能源的试题也将成为今后命题 的重点:预计考查反应热的内容将不断拓宽,难度有所提高,题型也会有新的变化。由于反应热与物理学中的“热”、生物学生态系统中的“能量传递”又有密切联系,有关能量的学科间的综合将会成为“3+X”理科综合命题的热点。 知 识框架 1、化学反应的能量
2、反应热的知识结构
知识点拨
一、概念
1.化学反应及其能量变化
任何一个化学反应中,反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。
2.放热反应和吸热反应
(1)放热反应:即有热量放出的化学反应,其反应物的总能量大于生成物的总能量。
(2)吸热反应:即吸收热量的化学反应,其反应物的总能量小于生成物的总能量。
3.化学反应中的能量变化示意图对于该“示意图”可理解为下列形式:
由能量守恒可得:
反应物的总能量:生成物的总能量+热量(放热反应)
反应物的总能量:生成物的总能量-热量(吸热反应)
4.燃料充分燃烧的两个条件
(1)要有足够的空气
(2)燃料与空气要有足够大的接触面。
热化学方程式与普通化学方程式的区别有三点不同
1.热化学方程式必须标有热量变化。
2.热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状 态,因为反应热除跟物质的量有关外,还与反应物和生成物的聚集状态有关。
3.热化学方程式中各物质的系数只表示各物质对应的物质的量,因此,有时可用分数表示,但要注意反应热也发生相应变化。
书写热化学方程式时明确以下问题:
(1)反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关,需要注明,不注明的指101kPa和25℃时的数据。
(2)物质的 聚集状态不同,反应吸收和放出的热量不同,因此要注明反应物和生成物的聚集状态。
(3)热化学方程式中的热量数据,是与各化学计量数为物质的量时相对应的,不 是几个分子反应的热效应。因此式中化学计量数可以是整数,也可以是分数。一般出现 分数时是以某一反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的。
(4)无论热化学方 程式中化学计量数为多少,△H的单位总是KJ/mol,但△H的数值与反应式中的系数有关。
二、燃烧热、中和热
1.燃烧热
(1)概念:在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ/mol表示。
注意:完全燃烧,是指物质中下列元素完全转变成对应的物质:C→C02,H→H20,S→S02等。
(2)表示的意义:例如C的燃烧 热为393.5kJ/mol,表示在101kPa时,1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。
2.中和热 (1)概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成 1 molH20,这时的反应热叫中和热。
(2)中和热的表示: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开发
(1)重要的化石燃料:煤、石油、天然气
(2)煤作燃料的利弊问题
①煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单烧掉太可惜,应该综合利用。
②煤直接燃烧时产生S02等有毒气体和烟尘,对环境造成严重污染。
③煤作为固体燃料,燃烧反应速率小,热利用效率低,且运输不方便。
④可以通过清洁煤技术,如煤的液化和气化,以及实行烟气净化脱硫等,大大减少燃煤对环境造成的污染,提高煤燃烧的热利用率。
(3)新能源的开发