归纳与整理教案设计（一等奖）

化学能与热能

[考纲要求]

1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。

2.

了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。

3.

了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。

考点一

焓变与反应热

1.化学反应中的能量变化

(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。

(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。

(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。

2.焓变、反应热

(1)定义：在恒压条件下进行的反应的热效应。

(2)符号：ΔH。

(3)单位：kJ·mol－1或kJ/mol。

3.吸热反应和放热反应

(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。

(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析

(3)记忆常见的放热反应和吸热反应

放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化。

吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应。

正确理解活化能与反应热的关系

(1)E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，ΔH＝E1－E2；(2)催化剂

能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。

1.熟记反应热ΔH的基本计算公式

ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量

ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和

2.规避两个易失分点

(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程

都不是化学变化。

(2)计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1 mol晶体硅中含

2 mol Si—Si键，1 mol SiO2中含4 mol Si—O键。

考点二

热化学方程式

1.概念

表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

2.意义

表明了化学反应中的物质变化和能量变化。

如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol1

－表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。

3.书写

(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 ℃、101 kPa下进行的，可不注明。

(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。

(3)注意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol1)。

－(4)注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。(ΔH与化学计量数相对应) (5)区别于普通方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等。

(6)注意热化学方程式的化学计量数

热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。

“五看”判断热化学方程式的正误

(1)看方程式是否配平；

(2)看各物质的聚集状态是否正确；

(3)看ΔH的“＋”、“－”符号是否正确；

(4)看反应热的单位是否为kJ·mol1；

－(5)看反应热的数值与化学计量数是否对应。

考点三

两类重要反应热——燃烧热、中和热

1.燃烧热

(1)概念：在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，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJ·mol－1表示。

燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。

(2)表示的意义：例如C的燃烧热为393.5 kJ·mol1，表示在101 kPa时，1 mol C完全燃烧－放出393.5 kJ的热量。

(3)书写热化学方程式：燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：

25－C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)

ΔH＝－5 518 kJ·mol1，即C8H18的燃烧热为5 2518 kJ·mol1。

－(4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放＝n(可燃物)×ΔH

式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；ΔH为可燃物的燃烧热。

2.中和热

(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol液态H2O时的反应热叫中和

热。

(2)注意几个限定词：①稀溶液；②产物是1 mol液态H2O；③用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol1。

＋－(3)中和热的测定

①测定原理

m酸＋m碱·c·t终－t始ΔH＝

nc＝4.18 J·g1·℃1＝4.18×103 kJ·g1·℃1；n为生成H2O的物质的量。

－－－－－②装置如图(在横线上填出仪器的名称)

反应热答题规范指导

(1)用“焓变(ΔH)”表示反应热时，ΔH>0表示吸热，

ΔH<0表示放热，因而，ΔH后所跟数值需要带“＋”、

“－”符号。

(2)描述反应热时，无论是用“反应热”、“焓变”表

示还是用ΔH表示，其后所跟数值需要带“＋”、“－”

符号。

(3)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和

燃烧热时可不带“－”号。

正确理解中和热，注意操作与计算细节

(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。

(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5 mol·L1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相－互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。

(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。

(4)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。

(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的

统一。

考点四

有关反应热的比较、计算

1.ΔH的比较

比较ΔH的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，ΔH越小；对吸热反应，吸热越多，ΔH越大。

2.反应热的有关计算

(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物的物质的量成正比。

(2)根据盖斯定律求算

应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：

①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。

②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”、“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。

③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。

④在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。

(3)根据物质燃烧放热的数值计算：Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH| 说明

方法(2)常用于判断物质能量的大小关系及稳定性。

利用盖斯定律书写热化学方程式

特别提醒：通过热化学方程式变形时，利用“加法”不容易出错。

考点五

能源

1.概念

能提供能量的自然资源。

2.发展阶段

柴草时期→化石能源时期→多能源结构时期。

3.分类

(1)化石燃料

①种类：煤、石油、天然气。

②特点：蕴藏量有限，且不能再生。

(2)新能源

①种类：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。

②特点：资源丰富，可以再生，没有污染或污染很小。

4.能源问题

(1)我国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。

(2)化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。

5.解决能源问题的措施

(1)提高能源的使用效率

①改善开采、运输、加工等各个环节。

②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。

一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等。

二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷成雾状等。

(2)开发新的能源

开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。