山东省高考化学一轮复习 第6章第1节 化学反应的热效应课件

第第1节化学反应的热效应节化学反应的热效应点面导图点面导图考向分析考向分析本节高考重点考查：本节高考重点考查：(1)化学反化学反应中能量转化的原因；应中能量转化的原因；(2)化学能与热能的转化；化学能与热能的转化；(3)热化学方程式；热化学方程式；(4)盖斯定律及反应热的简单计算。盖斯定律及反应热的简单计算。 高考对本节内容多以选择题和高考对本节内容多以选择题和填空题呈现，试题以中等难度为填空题呈现，试题以中等难度为主。预计主。预计2013年该节内容仍是高考年该节内容仍是高考的重要命题点。基于此，我们在复的重要命题点。基于此，我们在复习时应特别关注：习时应特别关注：(1)结合盖斯定律结合盖斯定律考查热化学方程式的书写；考查热化学方程式的书写；(2)反应反应的焓变和反应热的计算。的焓变和反应热的计算。一、化学反应的反应热一、化学反应的反应热1反应热的概念反应热的概念当化学反应在一定当化学反应在一定_下进行时，反应所吸收或释放的热下进行时，反应所吸收或释放的热量。单位量。单位_。2产生原因产生原因温度温度kJ3表示方法表示方法当当Q_0时，即时，即E1E2，反应吸热，反应吸热，当当Q_0时，即时，即E10H0HQp2热化学方程式热化学方程式(1)定义：表示化学反应中定义：表示化学反应中_或或_的化学方程式。的化学方程式。(2)表示意义：不仅表明了化学反应中的表示意义：不仅表明了化学反应中的物质变化物质变化，也表明了化，也表明了化学反应中的学反应中的_。例如：。例如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H(298 K)571.6 kJmol1表示表示_。 在在298_K时，时，2_mol气态氢气与气态氢气与1_mol气态氧气气态氧气反应完成后，生成反应完成后，生成2_mol液态水，放出液态水，放出571.6_kJ的热量的热量放出放出吸收热量吸收热量能量变化能量变化2(想一想想一想)焓变焓变H的单位的单位kJmol1中的中的mol是指某种具体物质是指某种具体物质的物质的量吗？的物质的量吗？【答案【答案】H的单位是的单位是kJmol1，并不是指每摩尔具体物质，并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量是多少千焦，而是以给定形式的具体反应反应时伴随的能量是多少千焦，而是以给定形式的具体反应为单位，该反应发生为单位，该反应发生6.021023次即次即1 mol时，伴随的能量变化。时，伴随的能量变化。3(填一填填一填)0.25 mol气态高能燃料乙硼烷气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在在O2中完全燃烧，中完全燃烧，当生成固态当生成固态B2O3和气态和气态H2O时共放出时共放出508.25 kJ热量，写出此热量，写出此反应的热化学方程式：反应的热化学方程式：_。【答案【答案】B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(g)H2 033 kJmol1三、盖斯定律三、盖斯定律1内容：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热内容：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是是_的，它只与反应体系的的，它只与反应体系的_有关，而与有关，而与反应途径无关。反应途径无关。2应用：间接计算某些反应应用：间接计算某些反应(反应热无法直接测得反应热无法直接测得)的反应热。的反应热。相同相同始态和终态始态和终态4(画一画画一画)由由A到到B可以设计如下两个途径：可以设计如下两个途径：途径一：途径一：AB途径二：途径二：ACB若若HH1H2，请画出上述转化图，并在每步转化箭号上，请画出上述转化图，并在每步转化箭号上标明焓变。标明焓变。【答案【答案】1.吸热反应和放热反应的比较吸热反应和放热反应的比较 类型类型比较比较放热反应放热反应吸热反应吸热反应定义定义放出热量的化学反应放出热量的化学反应吸收热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因形成原因反应物具有的总能量大于反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量生成物具有的总能量表示方法表示方法H0图示图示与化学键与化学键强弱的关强弱的关系系生成物分子成键时释放出生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量键时吸收的总能量2.常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应常见的放热反应金属置换水或酸中氢的反应；金属置换水或酸中氢的反应；酸碱中和反应；酸碱中和反应；燃料的燃烧反应；燃料的燃烧反应；易爆物的爆炸反应；易爆物的爆炸反应；多数的化合反应。多数的化合反应。(2)常见的吸热反应常见的吸热反应氢氧化钡晶体氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O与氯化铵固体的反应；与氯化铵固体的反应；碳与水蒸气的反应，灼热的碳与碳与水蒸气的反应，灼热的碳与CO2的反应；的反应；盐的水解反应和弱电解质的电离；盐的水解反应和弱电解质的电离；大多数的分解反应。大多数的分解反应。反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。【答案【答案】A1下列变化中属于吸热反应的是下列变化中属于吸热反应的是()液态水汽化液态水汽化将胆矾加热变为白色粉末将胆矾加热变为白色粉末浓硫酸稀释浓硫酸稀释氯酸钾分解制氧气氯酸钾分解制氧气生石灰跟水反应生成熟石灰生石灰跟水反应生成熟石灰ABC D【解析【解析】不属于化学反应；不属于化学反应；属于放热反应。属于放热反应。【答案【答案】D1.注意注意H的符号和单位的符号和单位H只能写在热化学方程式的右边，单位为只能写在热化学方程式的右边，单位为kJmol1。(1)若为放热反应，若为放热反应，H为为“”；(2)若为吸热反应，若为吸热反应，H为为“”。2注意反应条件注意反应条件绝大多数绝大多数H是在是在25、101325 Pa下测定的，故可不注明温度下测定的，故可不注明温度和压强。和压强。3注意物质的聚集状态注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H就不同。因此，就不同。因此，必须注明物质的聚集状态。这是因为：必须注明物质的聚集状态。这是因为：4注意热化学方程式的化学计量数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必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。也要加倍。(2010浙江高考改编浙江高考改编)下列热化学方程式正确的是下列热化学方程式正确的是()C0.3 mol硼烷硼烷(B2H6)气体在氧气中完全燃烧生成气体在氧气中完全燃烧生成B2O3固体和固体和液态水，放出液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式可表示为：热量，其热化学方程式可表示为：B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2165 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)Ha kJmol1，则，则2H2O(l)=2H2(g)O2(g)Ha kJmol1【精讲精析【精讲精析】A中中H2O应为液态；应为液态；B项由于项由于N2与与H2的反应为的反应为可逆反应，反应尚未进行到底，因此数值计算有误；可逆反应，反应尚未进行到底，因此数值计算有误；C项中放项中放热，热，H应为负值；应为负值；D中正向、逆向反应的反应热数值相等，中正向、逆向反应的反应热数值相等，符号相反，正确。符号相反，正确。【答案【答案】D【答案【答案】D1.从键能数据进行计算从键能数据进行计算HE(反应物的键能总和反应物的键能总和)E(生成物的键能总和生成物的键能总和)。2根据图示中能量变化来确定根据图示中能量变化来确定HH(生成物生成物)H(反应物反应物)如图如图：HH1H20，该反应为放热反应；，该反应为放热反应；图图：HH2H10，该反应为吸热反应。，该反应为吸热反应。3利用盖斯定律进行计算利用盖斯定律进行计算若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变也可以由这几个反应的焓变相加减而得则该化学反应的焓变也可以由这几个反应的焓变相加减而得到。到。4利用热化学方程式进行相关量的求算利用热化学方程式进行相关量的求算先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质之先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与焓变之间的关系直接求算物质的量或焓变。间、物质与焓变之间的关系直接求算物质的量或焓变。(2012宁津测试宁津测试)2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)反应过程的反应过程的能量变化如图所示。已知能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为氧化为1 mol SO3(g)的的H99 kJmol1。请回答下列问题：请回答下列问题：(1)图中图中A、C分别表示分别表示_、_，E的大小对该反的大小对该反应的反应热有无影响？应的反应热有无影响？_。(2)该反应通常用该反应通常用V2O5作催化剂，加作催化剂，加V2O5会使图中会使图中B点升高还点升高还是降低？是降低？_，理由是，理由是_。(3)图中图中H_kJmol1。(4)已知已知1 mol S完全燃烧生成完全燃烧生成SO2放出热量为放出热量为296 kJmol1，计算由计算由S(s)生成生成1 mol SO3(g)的的H：_(写出计算过程写出计算过程)。【精讲精析【精讲精析】(1)由图象很容易得出，纵坐标表示各种物质由图象很容易得出，纵坐标表示各种物质的能量。的能量。E是反应所必经的一个过渡状态即该反应的活化能，是反应所必经的一个过渡状态即该反应的活化能，它只影响反应的难易程度，而整个反应过程的反应热只与反它只影响反应的难易程度，而整个反应过程的反应热只与反应的始终态有关，得出没有影响的结论。加入催化剂改变了应的始终态有关，得出没有影响的结论。加入催化剂改变了反应历程，使活化能降低。反应历程，使活化能降低。(3)中的中的H可根据已知可根据已知1 mol SO2参加反应时放热参加反应时放热99 kJ，而图，而图象中表示的是象中表示的是2 mol SO2反应，所以反应，所以99 kJ要乘以要乘以2。3下列各组热化学方程式中的下列各组热化学方程式中的H，前者大于后者的是，前者大于后者的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)O2(g)=H2O(l)H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8A BC D【解析【解析】中前者为完全燃烧，后者为不完全燃烧，热效中前者为完全燃烧，后者为不完全燃烧，热效应是前者大于后者，但应是前者大于后者，但H1、H2均为负数，故均为负数，故H1H2；中中S单质状态不同，气态的能量高于固态，放热多；单质状态不同，气态的能量高于固态，放热多；中方程中方程式的化学计量数不同；式的化学计量数不同；中前者为吸热反应，中前者为吸热反应，H7为正数，后为正数，后者为放热反应，者为放热反应，H8为负数。故为负数。故C项符合题意。项符合题意。【答案【答案】C 实验探究实验探究探究中和反应热的测定探究中和反应热的测定反应热可以通过实验的方法测定，比较容易操作的是强酸与反应热可以通过实验的方法测定，比较容易操作的是强酸与强碱反应的中和反应热的测定，测量反应热的仪器称为强碱反应的中和反应热的测定，测量反应热的仪器称为“量量热计热计”。【实验名称】【实验名称】反应热的测定。反应热的测定。【实验目的】【实验目的】测定强酸与强碱反应的反应热，加深理解中和测定强酸与强碱反应的反应热，加深理解中和反应是放热反应。反应是放热反应。【实验原理】【实验原理】教材实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度教材实验通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化，计算反应过程中所放出的热量，由此得到中和反应的变化，计算反应过程中所放出的热量，由此得到中和反应热。热。【计算公式】【计算公式】QC(T2T1)【互动【互动】“含含 1 mol H2SO4的浓硫酸与的浓硫酸与1 L 1 mol NaOH溶液反溶液反应测得放出的热量和含应测得放出的热量和含1 mol H2SO4的稀硫酸与的稀硫酸与1 L 1 mol NaOH溶液反应测得放出的热量溶液反应测得放出的热量”一样多吗？一样多吗？【答案【答案】不一样多，前者多。因为浓不一样多，前者多。因为浓H2SO4被被NaOH溶液稀释溶液稀释时也放出热量时也放出热量实验室用实验室用50 mL 0.50 molL1盐酸、盐酸、50 mL 0.55 molL1NaOH溶液和如图所示装置进行测定中和热的实验得到下表溶液和如图所示装置进行测定中和热的实验得到下表中的数据中的数据完成下列问题：完成下列问题：(1)实验时用搅拌器搅拌溶液的方法是实验时用搅拌器搅拌溶液的方法是_，不能用，不能用铜丝搅拌代替搅拌器的理由是铜丝搅拌代替搅拌器的理由是_。实验实验次数次数起始温度起始温度t1/终止温度终止温度t2/盐酸盐酸NaOH溶液溶液120.220.323.7220.320.523.8321.521.624.9(2)经数据处理，经数据处理，t2t13.4。则该实验测得的反应热。则该实验测得的反应热Q_盐酸和盐酸和NaOH溶液的密度按溶液的密度按1 gcm3计算，反应后计算，反应后混合溶液的比热容混合溶液的比热容(C)按按4.18 J(g)1计算计算。【破题技巧【破题技巧】反应热计算公式为反应热计算公式为QCm t。【精讲精析【精讲精析】(1)对于本实验，让氢氧化钠和盐酸尽可能地对于本实验，让氢氧化钠和盐酸尽可能地完全反应是减小误差的一个方面，所以实验时用的反应搅拌完全反应是减小误差的一个方面，所以实验时用的反应搅拌器旋转上下搅动，同时可防止损坏温度计，做好保温工作是器旋转上下搅动，同时可防止损坏温度计，做好保温工作是减小误差的另一个重要方面，所以用搅拌器而不用铜丝搅拌减小误差的另一个重要方面，所以用搅拌器而不用铜丝搅拌棒。棒。(2)Q100 g4.18 J(g)13.41421.2 J【答案【答案】(1)旋转上下搅动旋转上下搅动铜传热快，热量损失大铜传热快，热量损失大(2)1421.2 J高考题组一反应热与热化学方程式高考题组一反应热与热化学方程式1(高考组合题高考组合题)判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确(正确的打正确的打“”，错误的，错误的打打“”)(1)如图表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过如图表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化程中的能量变化(2011江苏高考江苏高考)()【答案【答案】(1)(2)(3)(4)2(2010山东高考山东高考)下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()A生成物总能量一定低于反应物总能量生成物总能量一定低于反应物总能量B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变D同温同压下，同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下在光照和点燃条件下的的H不同不同【解析【解析】对于不同的反应，生成物总能量与反应物总能量不相对于不同的反应，生成物总能量与反应物总能量不相同，同，A错；反应速率与吸、放热无关，错；反应速率与吸、放热无关，B错；错；H与反应的始态和与反应的始态和终态有关，与反应条件无关，终态有关，与反应条件无关，D错。错。【答案【答案】C3(2010北京高考节选北京高考节选)在微生物作用的条件下，在微生物作用的条件下，NH 经过两步经过两步反应被氧化成反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：。两步反应的能量变化示意图如下：4(2011重庆高考重庆高考)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在存在SF键。已知：键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂，断裂1 mol FF、SF键需吸收的能量分别为键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热的反应热H为为()A1 780 kJmol1B1 220 kJmol1C450 kJmol1 D430 kJmol1【解析【解析】化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，旧化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成，旧键的断裂吸收热量，新键的生成放出热量，两个热量变化的键的断裂吸收热量，新键的生成放出热量，两个热量变化的总体效应即为反应的热效应。总体效应即为反应的热效应。S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应过的反应过程中旧键断裂吸收的热量为程中旧键断裂吸收的热量为280 kJ160 kJ3760 kJ，新，新键生成放出的热量为键生成放出的热量为330 kJ61 980 kJ，反应放出，反应放出1 220 kJ的热量，的热量，H1 220 kJmol1。【答案【答案】B【答案【答案】(1)(2)(3)6(2011江苏高考节选江苏高考节选)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。存是氢能源利用领域的研究热点。已知：已知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H206.2 kJmol1CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247.4 kJmol1以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与与H2O(g)反应生成反应生成CO2(g)和和H2(g)的热化学方程式为的热化学方程式为_。【解析【解析】将所给反应依次编号为将所给反应依次编号为，根据盖斯定律，由，根据盖斯定律，由反应反应2反应反应即得题述反应的热化学方程式：即得题述反应的热化学方程式：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.0 kJmol1。【答案【答案】CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.0 kJmol1 课时知能训练课时知能训练