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第六单元 化学反应与能量转化,第1节 化学反应的热效应,-3-,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。 4.了解焓变与反应热的含义。了解H=H(反应产物)-H(反应物)表达式的含义。 5.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 6.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。,-4-,基础梳理,考点突破,焓变与反应热 1.化学反应的实质与特征 (1)实质:旧键断裂和新键形成。 (2)特征:既有新物质生成,又有能量的变化。 2.反应热:当化学反应在一定温度下进行时,反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应,简称为反应热。符号为Q,单位:kJmol-1。 3.焓、焓变 (1)焓:描述物质所具有的能量的物理量,符号为H,单位:kJmol-1。 (2)焓变:H=H(反应产物)-H(反应物),单位:kJmol-1。,-5-,基础梳理,考点突破,4.焓变与反应热之间的关系 在等压条件下进行的化学反应,若反应中物质的能量变化全部转化为热能,没有转化为光能、电能等其他形式的能,则反应的焓变等于该反应的反应热。 5.常见的放热反应与吸热反应 (1)常见放热反应。 可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属参与的置换反应;物质的缓慢氧化。 (2)常见的吸热反应。 盐的水解,弱电解质的电离;Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应;C与CO2、C与H2O的反应;大多数分解反应。,-6-,基础梳理,考点突破,6.中和热的测定 (1)一种仪器量热计,(2)一个原理计算公式:Q=-C(T2-T1)。 其中C表示溶液及量热计的热容,T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。 (3)注意事项 碎泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热,减少实验过程中的热量损失。,-7-,基础梳理,考点突破,为保证酸完全中和,采取的措施是碱稍过量。 因为弱酸或弱碱存在电离平衡,电离过程需要吸热,实验中若使用弱酸、弱碱则测得的反应热偏小。 实验操作时动作要快,减少热量的损失。 两个近似处理:近似认为溶液的比热等于水的比热,忽略量热计的比热。 测定三次温度:测定加入量热计的酸溶液的初始温度T1,调节碱溶液的温度与酸溶液的温度相同,测定酸碱混合后溶液达到的最高温度T2。,-8-,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)物质发生化学变化时都伴有能量的变化 ( ) (2)化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化( ) (3)放热反应在任何条件下都能发生 ( ) (4)伴有能量变化的物质变化都是化学变化 ( ) (5)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关 ( ) (6)需要加热才能进行的反应一定是吸热反应 ( ),-9-,基础梳理,考点突破,1.从化学键的角度理解放热反应和吸热反应,-10-,基础梳理,考点突破,2.从能量守恒的角度理解放热反应和吸热反应,-11-,基础梳理,考点突破,a无催化剂,b使用催化剂 E1为正反应的活化能 E2为使用催化剂后反应的活化能 E3为逆反应的活化能 H为反应的焓变 H0,该反应为放热反应。,-12-,基础梳理,考点突破,例1(2014海南化学改编)某反应过程能量变化如图所示,下列说法中正确的是( ),反应过程a有催化剂参与 该反应为放热反应,热效应等于H 改变催化剂,可改变该反应的活化能 有催化剂的条件下,反应的活化能等于E1+E2 A. B. C. D.,答案,解析,-13-,基础梳理,考点突破,归纳总结: 解答能量变化图像题的“三”关键 (1)注意活化能在图示中的意义。 从反应物至最高点的能量差值表示正反应的活化能; 从最高点至反应产物的能量差值表示逆反应的活化能。 (2)催化剂只能影响正、逆反应的活化能,而不影响反应的H。 (3)设计反应热的有关计算时,要切实注意图示中反应物和反应产物的物质的量。,-14-,基础梳理,考点突破,例2未来新能源的特点是资源丰富,在使用时对环境无污染或污染很小,且可以再生。下列符合未来新能源标准的是( ) 天然气 煤 核能 石油 太阳能 生物质能 风能 氢能 A. B. C. D.,答案,解析,-15-,基础梳理,考点突破,归纳总结: 能源的分类,-16-,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.(2015山东济南模拟)下列说法中正确的是( ) A.在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B.破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,该反应为吸热反应 C.生成物的总焓大于反应物的总焓时,反应吸热,H0 D.H的大小与热化学方程式的化学计量数无关,答案,解析,-17-,基础梳理,考点突破,2.(2015河南洛阳统考)氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。在反应过程中,断裂1 mol H2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,断裂1 mol F2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol HF中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是( ) A.Q1+Q22Q3 C.Q1+Q2Q3,答案,解析,-18-,基础梳理,考点突破,3.(2015北京理综)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:,-19-,基础梳理,考点突破,下列说法正确的是( ) A.CO和O生成CO2是吸热反应 B.在该过程中,CO断键形成C和O C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2 D.状态状态表示CO与O2反应的过程,答案,解析,-20-,基础梳理,考点突破,热化学方程式,-21-,基础梳理,考点突破,(3)注意明确化学计量数的含义:热化学方程式中的化学计量数只表示该物质的物质的量,不表示分子个数或原子个数,因此化学计量数也可以是分数。 (4)注意H的单位及符号:H的单位是Jmol-1或kJmol-1,H只能写在化学方程式的右边,表示正向反应的焓变。H0则表示为吸热反应。 (5)注意同一反应中化学计量数与H数值的对应关系:H是一个化学反应完全进行时的反应热,与反应是否可逆无关。根据焓的性质,若化学方程式中各物质的化学计量数加倍,则H的数值也加倍;若反应逆向进行,则H改变符号,但绝对值不变。,-22-,基础梳理,考点突破,-23-,基础梳理,考点突破,-24-,考点突破,基础梳理,判断热化学方程式正误的“五审”,-25-,考点突破,基础梳理,答案,解析,-26-,考点突破,基础梳理,误区警示: (1)若为同素异形体,除了注明聚集状态,还要注明名称。因为同素异形体虽然组成元素相同,但属于不同物质,其本身具有的能量不同,所以反应中的H也不同。 (2)不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热H表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。,-27-,考点突破,基础梳理,答案,解析,-28-,考点突破,基础梳理,-29-,考点突破,基础梳理,-30-,考点突破,基础梳理,答案,解析,-31-,考点突破,基础梳理,解析,-32-,基础梳理,考点突破,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,其反应热是相同的。即:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应过程无关。 2.意义 间接计算某些反应的反应热。 3.应用,-33-,基础梳理,考点突破,-34-,基础梳理,考点突破,-35-,基础梳理,考点突破,反应热的计算方法 1.利用热化学方程式进行有关计算。 根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应热当作“产物”,计算反应放出或吸收的热量。 2.根据图示中能量变化来确定焓变。 H=H(反应产物)-H(反应物) 如图:H=H1-H20,该反应为吸热反应。,-36-,基础梳理,考点突破,H=H1+H2。,-37-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-38-,基础梳理,考点突破,归纳总结: 利用盖斯定律书写热化学方程式的一般步骤,-39-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-40-,基础梳理,考点突破,答案,解析,-41-,基础梳理,考点突破,答案,解析,
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