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化学反应与能量,第六章,第16讲 化学反应与能量,1化学反应的实质与特征 (1)实质：_断裂和_形成。 (2)特征：既有_变化，又有_变化。 2焓变 (1)定义：在_条件下进行的反应的_。 (2)符号：_。 (3)常用单位：_或_。,焓变,旧化学键,新化学键,物质,能量,恒压,热效应,H,kJ/mol,kJmol1,3反应热 指当化学反应在一定_下进行时，反应所_或_的热量，通常用符号Q表示，单位Jmol1或kJmol1。 易错提醒：对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则反应前后物质的焓变就等于该反应的反应热。,温度,释放,吸收,4吸热反应与放热反应 (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。 _热反应 _热反应,吸,放,(2)从反应热的量化参数键能角度分析：,吸收,释放,(3)常见的吸热反应和放热反应。,大多数分解反应,所有的燃烧反应,酸碱中和反应,易错提醒：(1)物质发生物理变化时，也会有能量变化，不属于吸热反应或放热反应。如物质的三态变化，氢氧化钠、浓硫酸等溶于水等。 (2)化学反应是吸热反应还是放热反应与反应发生条件无关。 (3)催化剂改变化学反应所需的活化能，但不影响化学反应焓变的大小。,1反应热H的两个基本计算公式 (1)H生成物的总能量反应物的总能量。 (2)H反应物的总键能之和生成物的总键能之和。 2有关焓变的认识 (1)吸热反应完成后体系能量增加，故H_0，为_；放热反应完成后体系能量减少，故H_0，为_。 (2)比较反应热(H)的大小时，不要忽视“”“”号。放热越多，H就_。 【答案】(1) 正 负 (2)越小,【答案】(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7),2做实验时，不管吸热反应和放热反应都有可能用到酒精灯，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？ 【答案】持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应；开始用酒精灯加热，反应开始后，撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应或加快反应速率。,1概念 表示参与化学反应的物质的_和_的关系的化学方程式。 2意义 表明了化学反应中的 _变化和_变化。 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1，表示在298 K、101 kPa时_ _。,热化学方程式,物质的量,反应热,物质,能量,2 mol H2(g)和1 mol O2(g)生成,2 mol H2O(l)时放出571.6 kJ的热量,3书写热化学方程式的“五个”注意 (1)注意H的符号和单位：若为放热反应H应为_；若为吸热反应H应为“_”。H的单位是kJmol1。 (2)注意反应热的测定条件：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下测定的，此时可不注明温度和压强。,负值,正值,(3)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H不同，因此必须注明物质的聚集状态才能完整地表示热化学方程式的意义。常用_、_、_、_分别表示固体、液体、气体、溶液。一般不注“”“”以及“点燃”“加热”等。 (4)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，并不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。,s,l,g,aq,(5)注意H的数值与符号 热化学方程式中的H的值应是表示反应已经完成的热量变化。由于H与反应完成的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计算数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。 逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。,3(2013安徽卷改编)在25 、101 kPa下，已知13.5 g的铝固体单质在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，放热419 kJ，该反应的热化学方程式是_ _。 【答案】4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s) H3 352 kJmol1,4(1)肼(N2H4)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g)，已知8 g气体肼在上述反应中放出142 kJ热量，其热化学方程式为_ _。 (2)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学反应方程式为_。又知H2O(l)=H2O(g) H44 kJ/mol，则11.2 L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是_kJ。,【答案】(1)2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g) H1 136 kJ/mol (2)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l) H2 165 kJ/mol 1 016.5,燃烧热与中和热,1 mol,完全,稳定,1 mol H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量,为285.8 kJ,2中和热 在稀溶液中，_时放出的热叫中和热。,酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O,【答案】D,6在热化学中，“中和热”是一个重要概念。“中和热”的定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1 mol水，这时的反应热叫做中和热。以下叙述正确的是( ) 酸和碱反应生成1 mol水放出的热量即为中和热 在稀溶液中任何强酸与强碱反应的中和热都相等 在稀溶液中1 mol酸和1 mol碱反应放出的热量都相等 将稀硫酸滴入氢氧化钠稀溶液中刚好生成1 mol水时，产生的热量即为中和热 A B C D 【答案】C,1概念 能提供_的自然资源。 2发展阶段 _时期_时期_时期。,能源,能量,柴草,化石能源,多能源结构,3分类 (1)化石燃料 种类：_、_、_。 特点：蕴藏量有限且_再生。 (2)新能源 种类：_、_、_、_和_、_等。 特点：资源丰富，_再生，没有污染或污染很小。,煤,石油,天然气,不可,太阳能,氢能,风能,地热能,海洋能,生物质能,可以,4能源问题 (1)我国目前使用的主要能源是_，它们的蕴藏量有限，而且不可再生，最终将会枯竭。 (2)化石燃料的大量使用带来严重的_问题。,化石燃料,环境污染,5解决能源问题的措施 (1)提高能源的使用效率 改善开采、运输、加工等各个环节。 科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。 一是保证燃烧时有_，如鼓入空 气、增大O2浓度等。 二是保证燃料与空气有_，如将固体_，将液体_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。,足量的氧气,足够大的接触面积,粉碎成粉末,喷成雾状,7下列属于新能源的是( ) 天然气 煤 海洋能 石油 太阳能 生物质能 风能 氢能 A B C D 【答案】B,8能源分类相关图如右图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是( ) A煤炭、石油、沼气 B水能、生物质能、天然气 C太阳能、风能、生物质能 D地热能、海洋能、核能 【答案】C,一、化学反应热效应的理解,(2014海南卷，双选)某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( ) A反应过程a有催化剂参与 B该反应为放热反应，热效应等于H C改变催化剂，可改变该反应的活化能 D有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1E2,【解析】a过程的活化能比b过程的高，故反应过程b有催化剂参与，A项错误；该反应生成物所具有的总能量小于反应物所具有的总能量，且由图信息可知二者能量值之差为H，B项正确；不同催化剂的催化效率不同，故改变催化剂，可改变该反应的活化能，C项正确；在有催化剂的条件下，该反应的活化能等于E1，这里有能量E1和E2，其中E1是决定反应进行快慢的所需能量，即反应的活化能为E1，D项错误。 【答案】BC,(2013上海卷)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见( ) ANH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B该反应中，热能转化为产物内部的能量 C反应物的总能量高于生成物的总能量 D反应的热化学方程式为NH4HCO3HCl=NH4ClCO2H2O H0 【答案】B,【解析】醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，A项错误；因反应为吸热反应，即吸收的热量转化为产物内部的能量，故B项正确；因反应为吸热反应，则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量，C项错误；书写热化学方程式时，应注明物质的状态，D项错误。,【答案】D,【解析】由反应的H50.5 kJmol10，即反应物总能量小于生成物总能量，只有A、D两项符合题意，再结合活化能Ea90.4 kJmol1的数值，只有D符合题给反应的能量关系。,二、盖斯定律和反应热的有关计算 1盖斯定律 (1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样的。即化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。 (2)意义：间接计算某些反应的反应热。,(3)计算模式 HH1H2H3H4H5。,2反应热的有关计算 (1)主要依据：热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热等数据。 (2)主要方法： 根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比。 根据“两个”公式计算： HE(生成物的总能量)E(反应物的总能量)。 HE(反应物的键能之和)E(生成物的键能之和)。,3利用盖斯定律书写热化学方程式和计算反应热时应注意的问题 (1)当热化学方程式进行加减乘除运算时，H也要相应的进行加减乘除运算。 (2)在书写热化学方程式或计算反应热时，要注意物质聚集状态的改变。 (3)将一个热化学方程式逆向进行时，其反应热与原反应的反应热互为相反数，即绝对值相等，“”“”号相反。,(2013新课标卷)在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：,【答案】A,SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF 、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为( ) A1 780 kJ/mol B1 220 kJ/mol C450 kJ/mol D430 kJ/mol 【答案】B,【解析】由题意知1 mol S(s)和3 mol F2(g)形成硫原子和氟原子共需要吸收能量是280 kJ3160 kJ760 kJ。而生成1 mol SF6(g)时需形成6 mol SF键，共放出6330 kJ1 980 kJ，因此该反应共放出的热量为1 980 kJ760 kJ1 220 kJ，所以该反应的反应热H1 220 kJ/mol，选项B正确。,(2013天津卷节选)为减少SO2的排放，可将煤转化为清洁气体燃料。已知： 【答案】C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H131.3 kJ/mol,中和热的测定,2实验装置(如下图所示) 在横线上填出仪器的名称：,3注意事项 (1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是_ _。 (2)为保证酸、碱完全中和，常采用_稍稍过量。 (3)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是_，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是_。,4问题设计 (1)本实验中用稍过量的NaOH的原因教材中说是为保证盐酸完全被中和。试问：在反应中若因为有放热现象，而造成少量HCl在反应中挥发，则测得的中和热_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 (2)该实验小组做了3次实验，每次取溶液各 50 mL，并记录如下原始数据。,已知c(HCl)1.0 mol/L，c(NaOH)1.1 mol/L。盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00 g/cm3，中和后混合液的比热容c4.18103kJ/(g)，则该反应的中和热为H_。,(3)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热会_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)，其原因是_。 (4)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸溶液的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 【解析】中和热测定的各项操作或措施均围绕实验的准确性。重点是防止热的散失。凡定量实验均需做平行实验23次，取其平均值。H100 g4.18103kJ/(g)6.7 0.05 mol。,【答案】2.环形玻璃搅拌棒 温度计 3(1)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失 (2)碱 (3)上下搅动 铜传热快，热量损失大 4(1)偏小 (2)56.01 kJmol1 (3)偏小 用醋酸代替盐酸，醋酸电离要吸收热量，造成测得中和热偏小 (4)偏小,盖斯定律及其应用 过去以考查热化学方程式的书写，燃烧热、中和热等概念及热量计算为主。分析近几年高考试题，本讲内容仍以传统考查为主，2016年备考仍要关注以下几个方面：热化学方程式的书写及正误判断；反应热的大小比较；有关反应热的简单计算；化学键与反应热，反应热与能源的综合等。,本讲知识点在高考中较易得分，也易出错，常见易错点如下： (1)概念理解出错。例如：对燃烧热和中和热等概念的理解、对化学反应能量变化与反应条件之间关系的理解等，解答此类问题关键是抓住概念的关键词，深入分析。 (2)综合应用出错。例如：反应热的大小比较、物质稳定性的比较等，解答此类问题，要注意考虑状态变化中能量的变化，要注意物质稳定性与内能和键能的关系。 (3)化学方程式的书写与运用盖斯定律出错。如忽视 物质的状态，化学计量数与H不一致等，解答此类问题，注意热化学方程式的书写原则和灵活运用盖斯定律。,【解析】由盖斯定律将已知3个化学方程式连加，可得O32I2H=I2O2H2O，HH1H2H3。 【答案】O32I2H=I2O2H2O H1H2H3,
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