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一、化學(xué)反應(yīng)中的反應(yīng)熱 當(dāng)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)釋放或吸收的熱量稱為此反應(yīng)在該溫度下的反應(yīng)熱。反應(yīng)熱的單位是kJ/mol，反應(yīng)熱的大小既與參加反應(yīng)的物質(zhì)的多少有關(guān)，也與參加反應(yīng)的物質(zhì)的狀態(tài)和生成物的狀態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。 1. 化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因及主要表現(xiàn)形式。 ⑴化學(xué)反應(yīng)通常都伴隨著能量的變化： 化學(xué)反應(yīng)中，由于反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锏倪^程中，經(jīng)歷了舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程，破壞舊鍵需要吸收能量；而形成新鍵則要釋放能量，因此，化學(xué)反應(yīng)通常都伴隨著能量的變化。 ⑵化學(xué)反應(yīng)發(fā)生能量變化的原因： 化學(xué)反應(yīng)中有新物質(zhì)生成，而生成物具有的總能量與反應(yīng)物具有的總能量不同，這就是化學(xué)反應(yīng)發(fā)生能量變化的原因。 ⑶化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要表現(xiàn)形式：化學(xué)能與熱能之間的轉(zhuǎn)化。 2. 反應(yīng)熱及熱效應(yīng)的分類： ⑴反應(yīng)熱的分類：根據(jù)反應(yīng)類型和研究對(duì)象的不同，反應(yīng)熱可分為生成熱、分解熱、中和熱、燃燒熱、溶解熱等。 ①中和熱：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol H2O時(shí)所放出的熱量。 ②燃燒熱：是指在25℃、101kPa下，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量。 ⑵熱效應(yīng)的分類：分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。 吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的比較 例1、下列與化學(xué)反應(yīng)的能量變化相關(guān)的敘述，正確的是 A. 生成物的總能量一定低于反應(yīng)物的總能量 B. 放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率 C. 應(yīng)用蓋斯定律，可計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)焓變 D. 同溫同壓下，H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）在光照和點(diǎn)燃條件下的 不同 解析：生成物總能量低于反應(yīng)物總能量的反應(yīng)，是放熱反應(yīng)，若是吸熱反應(yīng)則情況相反，故A錯(cuò)；反應(yīng)速率與反應(yīng)是吸熱還是放熱沒有必然的聯(lián)系，故B錯(cuò)；C是蓋斯定律的重要應(yīng)用，正確；根據(jù)△H＝生成物的焓－反應(yīng)物的焓可知，焓變與反應(yīng)條件無關(guān)，故D錯(cuò)。 答案：C 例2、下列判斷正確的是 A. 測(cè)定硫酸銅晶體中結(jié)晶水的含量時(shí)，灼燒至固體發(fā)黑，測(cè)定值小于理論值 B. 相同條件下，2mol氫原子所具有的能量小于1mol氫分子所具有的能量 C. 0.1 mol·L－1的碳酸鈉溶液的pH大于0.1 mol·L－1的醋酸鈉溶液的pH D. 1L 1 mol·L－1的碳酸鈉溶液吸收SO2的量大于1L 1mol·L－1硫化鈉溶液吸收SO2的量 解析：測(cè)定硫酸銅晶體中結(jié)晶水的含量時(shí)，灼燒至固體發(fā)黑，說明部分硫酸銅分解生成了氧化銅，釋放出的SO2被計(jì)算成了結(jié)晶水，故測(cè)定值大于理論值，A錯(cuò)；氫原子轉(zhuǎn)化為氫分子，形成化學(xué)鍵放出能量，說明2mol氫原子的能量大于1mol H2的能量，B錯(cuò)；碳酸的酸性弱于醋酸，故此相同濃度的碳酸鈉溶液的pH大于醋酸鈉溶液的pH，C對(duì)；1L 1mol· 的溶液中含有溶質(zhì)1mol，前者發(fā)生：Na2CO3＋2SO2＋H2O＝2NaHSO3＋CO2↑；后者發(fā)生：2Na2S＋5SO2＋2H2O＝4NaHSO3＋3S↓；分析可知，很明顯后者大于前者，D錯(cuò)。 答案：C 例3、據(jù)報(bào)道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氫氣合成乙醇已成為現(xiàn)實(shí)： 2CO2（g）＋6H2（g） CH3CH2OH（g）＋3H2O（g），則下列敘述錯(cuò)誤的是 A. 使用Cu－Zn－Fe催化劑可大大提高生產(chǎn)效率 B. 由反應(yīng)需在300℃下進(jìn)行可推測(cè)該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) C. 充入大量CO2氣體可提高H2的轉(zhuǎn)化率 D. 從平衡混合氣體中分離出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率 解析：催化劑能提高化學(xué)反應(yīng)速率，加快反應(yīng)進(jìn)行，縮短反應(yīng)時(shí)間，也就是提高了生產(chǎn)效率，但不能提高生產(chǎn)率，A對(duì)；反應(yīng)需在300℃下進(jìn)行是為了獲得較快的反應(yīng)速率，但不能說明該反應(yīng)是吸熱還是放熱，B錯(cuò)；充入大量CO2氣體，能使平衡正向移動(dòng)，提高H2的轉(zhuǎn)化率，C對(duì)；從平衡混合物中及時(shí)分離出產(chǎn)物，使平衡正向移動(dòng)，可提高CO2和H2的轉(zhuǎn)化率，D對(duì)。 答案：B 例4、下列說法正確的是 A. 廢舊電池應(yīng)集中回收，并填埋處理 B. 充電電池放電時(shí)，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能 C. 放在冰箱中的食品保質(zhì)期較長(zhǎng)，這與溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響有關(guān) D. 所有燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以不需吸收能量就可進(jìn)行 解析：A項(xiàng)廢舊電池應(yīng)集中回收但不能填埋處理，因?yàn)殡姵乩锏闹亟饘贂?huì)污染土壤，人吃了種在這些土壤里的蔬菜后會(huì)引發(fā)疾??；B項(xiàng)，充電電池放電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；D項(xiàng)，有的燃燒反應(yīng)需要吸收一定的熱量方可進(jìn)行，比如碳的燃燒。 答案：C 例5、在氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的反應(yīng)中，若斷裂1mol H－H鍵要吸收436kJ的能量，斷裂1mol Cl－Cl鍵要吸收243kJ的能量，斷裂1mol H—Cl鍵要吸收432kJ的能量，則在氯氣中充分燃燒1mol H2 的能量變化是 。 解析：在氯氣中充分燃燒1mol H2 時(shí)，要先破壞1mol的H—H鍵和1mol的Cl—Cl鍵，此過程是需要吸收679kJ能量的；在氯氣中充分燃燒1mol H2 時(shí)會(huì)形成2mol H—Cl鍵，放出864kJ的能量，吸收和放出的能量相抵后，仍會(huì)放出185kJ的能量。 答案：放出185kJ能量 二、熱化學(xué)方程式 1. 熱化學(xué)方程式 （1）熱化學(xué)方程式的含義：以反應(yīng)C（s，石墨）＋O2（g）＝CO2（s） ΔH＝－393.5kJ· 為例，它表示1mol石墨固體與1mol O2氣體完全化合生成1mol CO2氣體時(shí)放出393.5kJ的熱量。 （2）書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的幾點(diǎn)： ①表示焓變的數(shù)值ΔH寫在方程式的右邊，吸熱反應(yīng)在數(shù)值前加“＋”號(hào)，放熱反應(yīng)在數(shù)值前加“－”號(hào)，單位用kJ·mol－1表示。 ②必須在各物質(zhì)的化學(xué)式后注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài)或晶型。 ③反應(yīng)系數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示分子數(shù)，因此系數(shù)可以是分?jǐn)?shù)，也不需為最簡(jiǎn)系數(shù)，但要注意焓變數(shù)值與相應(yīng)的方程式相配。如： 2H2（g）＋ O2（g）＝ 2H2O（l） ΔH ＝ －571.6kJ·mol－1 H2（g）＋ 1/2O2（g）＝ H2O（l） ΔH ＝ －285.8kJ·mol－1 以上兩個(gè)式子都對(duì)，但意義不盡相同。 ④需注明測(cè)定的溫度和壓強(qiáng)，若不注明則是指在25℃、101 kPa條件下測(cè)定的。 2. 反應(yīng)熱（焓）的計(jì)算 ⑴蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)只與反應(yīng)物的最初狀態(tài)和生成物的最終狀態(tài)有關(guān)，而與這個(gè)反應(yīng)中間的變化途徑無關(guān)。即對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)的熱效應(yīng)是一樣的。 例6、已知C（s，石墨）＋ O2（g）＝ CO2（g） ΔH1 ＝ －393.5kJ·mol－1 CO（g）＋ 1/2 O2（g）＝ CO2（g） ΔH2 ＝ －283.0kJ·mol－1 求 C（s，石墨）＋ 1/2 O2（g）＝ CO（g）的ΔH 由蓋斯定律可得：ΔH ＋ΔH2 ＝ ΔH1 所以ΔH ＝ΔH1 －ΔH2 ＝ －393.5kJ·mol－1 ＋ 283.0kJ·mol－1 ＝ －110.5 kJ·mol－1 ⑵根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算： 例：已知H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g），△H＝－184.6 kJ / mol，求反應(yīng)HCl（g） ＝ H2（g）＋ Cl2（g）的△H？ 解析：由熱化學(xué)方程式可知生成2mol HCl氣體放出184.6 kJ 熱量，因此1mol HCl氣體分解需吸收熱量184.6 kJ /2 ＝ 92.3 kJ，所以△H ＝ ＋ 92.3 kJ / mol。 ⑶由生成反應(yīng)的焓變計(jì)算： 例7、298K時(shí)，Ca（s）＋ C（s，石墨）＋3/2 O2（g）＝ CaCO3（s） △H1＝－1206.8kJ·mol－1 ① Ca（s）＋1/2 O2（g）＝ CaO（s） △H2＝－635.1kJ·mol－1 ② C（s，石墨）＋O2（g）＝ CO2（g） △H3＝－393.5 kJ·mol－1 ③ 計(jì)算CaCO3（s）＝CaO（s）＋CO2（g） △H4＝ ？ 解析：由化學(xué)方程式②＋③－①可得反應(yīng)式CaCO3（s）＝CaO（s）＋CO2（g） 所以△H4＝△H2＋△H3－△H1＝－635.1kJ·mol－1－393.5kJ·mol－1－（－1206.8kJ· ） ＝＋178.2 kJ·mol－1 （注：焓變的加減等換算要與方程式的加減等換算一致） ⑷反應(yīng)熱的大小比較： ①同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時(shí)：A（氣）＋B（氣）＝C（氣）＋Q1，A（氣）＋B（氣）＝C（液）＋Q2， 因?yàn)镃（氣）→C（液）要放出熱量，所以Q2＞Q1。 ②同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)：S（氣）＋O2（氣）＝SO2（氣）＋Q1，S（固）＋O2（氣）＝SO2（氣）＋Q2 因?yàn)镾（固）→ S（氣）需吸收熱量，所以Q1＞Q2。 ③兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比C（固）＋ O2（氣）＝ CO2（氣）＋ Q1， C（固）＋ 1/2 O2（氣）＝ CO（氣）＋Q2，因Q1是1mol C完全燃燒放出的熱量，而Q2是1mol C不完全燃燒放出的熱量，所以Q1＞Q2。 例8、在298 K、1.01×105 Pa條件下，將22 g CO2通入750 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液中充分反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出x kJ的熱量。已知在該條件下，1 mol CO2通入1 L 2 mol·L－1 NaOH溶液中充分反應(yīng)放出y kJ的熱量。則CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式正確的是（ ） A. CO2（g）＋NaOH（aq）＝＝＝NaHCO3（aq） ΔH＝－（2y－x）kJ·mol－1 B. CO2（g）＋NaOH（aq）＝＝＝NaHCO3（aq） ΔH＝－（2x－y）kJ·mol－1 C. CO2（g）＋NaOH（aq）＝＝＝NaHCO3（aq） ΔH＝－（4x－y）kJ·mol－1 D. 2CO2（g）＋2NaOH（l）＝＝＝2NaHCO3（l） ΔH＝－（8x－2y）kJ·mol－1 解析：0.5mol CO2與0.75mol NaOH反應(yīng)生成0.25mol Na2CO3和0.25mol NaHCO3，反應(yīng)所放出的熱量為x kJ，則生成1 mol Na2CO3和1mol NaHCO3放出4x kJ的熱量。1mol CO2通入含2 mol NaOH的溶液中生成1 mol Na2CO3，放出y kJ的熱量，則1mol CO2與含1 mol NaOH的溶液反應(yīng)生成1 mol NaHCO3，所放出的熱量為（4x－y）kJ。D項(xiàng)中NaOH和NaHCO3的狀態(tài)標(biāo)錯(cuò)。 答案：C 例9、在298K、100kPa時(shí)，已知： 2 ⊿
⊿
⊿
則⊿
與⊿
和⊿
間的關(guān)系正確的是 A. ⊿
＝⊿
＋2⊿
B ⊿
＝⊿
＋⊿
C. ⊿
＝⊿
－2⊿
D. ⊿
＝⊿
－ ⊿
解析：第三個(gè)方程式可由第二個(gè)方程式乘以2，再與第一個(gè)方程式相加而得，由蓋斯定律可知
答案：A 例10、下列熱化學(xué)方程式或離子方程式中，表述正確的是： A. 甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為－890.3kJ·mol－1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為： CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（g） △H＝－890.3kJ·mol－1 B. 500℃、30MPa下，將0.5mol N2和1.5mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3（g），放熱19.3kJ，其熱化學(xué)方程式為： N2（g） ＋ 3H2
2NH3（g） △H＝－38.6kJ·
mol－1 C. 氯化鎂溶液與氨水反應(yīng)：
D. 氧化鋁溶于NaOH溶液：
解析：本題考查熱化學(xué)方程式與離子方程式的書寫。A、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的定義是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱量（標(biāo)準(zhǔn)指298K，1atm），氣態(tài)水不屬于穩(wěn)定的化合物，B、根據(jù)熱化學(xué)方程式的含義，與N2（g）＋3H2
2NH3（g）對(duì)應(yīng)的熱量是1mol氮?dú)馔耆磻?yīng)時(shí)的熱量，但此反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故投入0.5mol的氮?dú)?，最終參加反應(yīng)的氮?dú)庖欢ㄐ∮?.5mol。所以△H的值大于38.6，B錯(cuò)。一水合氨是弱電解質(zhì)，在離子方程式中要用化學(xué)式表示，C錯(cuò)誤，正確的寫法為：Mg2＋＋2NH3·H2O=Mg(OH)2↓＋
；AlO2－在溶液中是以Al(OH)4－的形式存在的，所以D正確。 答案：C 說明：化學(xué)用語的教學(xué)是化學(xué)學(xué)科技術(shù)的規(guī)范，既強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確性，又強(qiáng)調(diào)正確理解與應(yīng)用。特別要重視熱化學(xué)方程式的系數(shù)與反應(yīng)熱的對(duì)應(yīng)關(guān)系。重視離子方程式的拆與不拆的問題。熱化學(xué)方程式的書寫問題由聚集狀態(tài)、系數(shù)、系數(shù)與反應(yīng)熱數(shù)值對(duì)應(yīng)、反應(yīng)熱單位、可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱等內(nèi)容構(gòu)成。離子方程式的書寫問題由強(qiáng)弱電解質(zhì)、最簡(jiǎn)整數(shù)比、定組成定律、離子方程式正誤判斷、守恒、定量離子方程式等內(nèi)容構(gòu)成。 例11、2008年北京奧運(yùn)會(huì)主題之一是綠色奧運(yùn)，提倡合理利用燃料防止空氣污染。下列關(guān)于燃料的說法正確的是 （ ） A. “可燃冰”是將水變?yōu)橛偷男滦腿剂?/p> B. 氫氣是具有熱值高、無污染等優(yōu)點(diǎn)的燃料 C. 乙醇是比汽油更環(huán)保，但不可再生的燃料 D. 石油和煤是工廠經(jīng)常使用的可再生礦物燃料 解析：“可燃冰”是甲烷的結(jié)晶水合物；氫氣燃燒的熱值高，且其生成的水無污染；乙醇比汽油環(huán)保，且可再生；礦物燃料——煤、石油、天然氣都是不可再生的礦物燃料。 答案：B 例12、下表列出了3種燃煤煙氣脫硫方法的原理。
（1）方法Ⅰ中氨水吸收燃煤煙氣中
的化學(xué)反應(yīng)為：
能提高燃煤煙氣中
去除率的措施有 （填字母）。 A. 增大氨水濃度 B. 升高反應(yīng)溫度 C. 使燃煤煙氣與氨水充分接觸 D. 通入空氣使
轉(zhuǎn)化為
采用方法Ⅰ脫硫，并不需要預(yù)先除去燃煤煙氣中大量的
，原因是 （用離子方程式表示）。 （2）方法Ⅱ中主要發(fā)生了下列反應(yīng)：
與
反應(yīng)生成
的熱化學(xué)方程式為 。 （3）方法Ⅲ中用惰性電極電解
溶液的裝置 如圖所示。陽極區(qū)放出氣體的成分為 。（填化學(xué)式）
解析：本題考查的知識(shí)比較散，涉及到環(huán)境保護(hù)，一道題中考查了幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)，覆蓋面較廣。其中蓋斯定律、熱化學(xué)方程式、離子方程式、電解方程式都是重點(diǎn)內(nèi)容：（1）提高SO2的轉(zhuǎn)化率，可以增大氨水的濃度，使其與氨水充分接觸；不需要通入CO2的原因是因?yàn)?/p>
＋SO2＝CO2＋
產(chǎn)生了CO2；（2）主要考查蓋斯定律的靈活運(yùn)用。適當(dāng)變形，注意反應(yīng)熱的計(jì)算。不要忽視書寫熱化學(xué)方程式時(shí)的注意事項(xiàng)。（3）陽極上產(chǎn)生的氣體為O2和SO2 答案：（1）AC
（2）S（g）＋O2（g）＝ SO2（g）
H＝－574.0kJ·mol－1 （3）O2、SO2
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