高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量变化 基础课时1 化学反应的热效应课件 新人教版.ppt

基础课时1化学反应的热效应 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焓变的简单计算 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 最新考纲 考点一焓变与反应热 1 化学反应的实质与特征 知识梳理 固考基 1 实质 反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成 2 特征 既有 变化 又伴有 变化 能量转化主要表现为 的变化 物质 能量 热量 2 焓变 反应热 用于描述物质 的物理量 2 焓变 H H 单位kJ mol 1 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kJ mol 1 4 焓变与反应热的关系对于 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 则有如下关系 所具有能量 H 生成物 H 反应物 温度 吸收 放出 等压 H Qp 1 焓 H 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 常见放热反应 4 常见吸热反应 可燃物的燃烧 酸碱中和反应 大多数化合反应 金属与酸的置换反应 物质的缓慢氧化 大多数分解反应 盐的水解和弱电解质的电离 Ba OH 2 8H2O与NH4Cl反应 碳与水蒸气 C与CO2的反应 提醒 任何化学反应都是旧键断裂 新键形成的过程 都伴随着能量的变化 其中断裂旧化学键吸收能量 形成新化学键放出能量 有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应 如水结成冰放热但不属于放热反应 化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系 如吸热反应NH4Cl与Ba OH 2 8H2O在常温常压下即可进行 1 LK选修4 P91改编 1 H2 g Cl2 g 2HCl l H2 g Cl2 g 2HCl g 反应 放出的热量为Q1 反应 放出的热量为Q2 则Q1 Q2 填 或 原因是 2 用EC C EC C EH H EC H表示出反应C2H4 g H2 g C2H6 g 所放出的能量为 HCl g 形成HCl l 时 要放出热量 2EC H EC C EC C EH H 2 溯源题 2015 北京理综 9 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 判断下列说法是否正确 1 CO和O生成CO2是吸热反应 2 在该过程中 CO断键形成C和O 3 CO和O生成了具有极性共价键的CO2 4 状态 状态 表示CO与O2反应的过程 探源 本考题源于RJ选修4P3 化学反应过程中的能量变化图示 对反应过程中能量变化问题进行了多角度考查 题组一反应过程能量变化图示及概念理解1 2015 沈阳模拟 下列叙述正确的是 题组精练 提考能 A 生成物总能量一定低于反应物总能量B 酒精可用作燃料 说明酒精燃烧是放热反应C 硝酸铵溶于水温度降低 这个变化是吸热反应D 同温同压下 H2和Cl2在光照和点燃条件下的 H不同解析A项 E生成物 E反应物为吸热反应 E生成物 E反应物为放热反应 故A错误 B项 燃烧放热 故B正确 C项 硝酸铵溶于水是物理变化 故C错误 D项 反应条件与 H无关 故D错误 B 2 2015 宁夏银川期末 4 用玻璃棒迅速搅拌如图一所示装置内 小烧杯与玻璃片之间有一薄层水 的固体混合物 稍后手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯粘结在一起 下列有关该反应的说法中正确的是 A 反应中有化学能转化为热能B 反应中的能量关系如图二C 是吸热反应D 化学键的总键能 反应物 生成物解析由 玻璃片与烧杯粘结在一起 知水结冰了 说明烧杯内发生的反应导致容器周围温度下降 则该反应为吸热反应 故反应物总能量低于生成物总能量 反应中有热能转化为化学能 A B D项错误 C项正确 答案C 3 2015 廊坊统考 下图表示某反应的能量变化 对于该图的理解 你认为一定正确的是 A 曲线 和曲线 分别表示两个化学反应的能量变化B 曲线 可表示反应2KClO32KCl 3O2 的能量变化C 该反应不需要加热就能发生D 该反应的 H E2 E1 解析本题考查了化学反应中的能量变化 意在考查考生对化学反应中能量变化本质的理解以及分析化学图像的能力 曲线 表示没有使用催化剂 和曲线 表示使用了催化剂 是同一个反应的能量变化 A项错误 曲线 可以表示使用了催化剂的放热反应的能量变化 但二氧化锰催化氯酸钾分解的反应属于吸热反应 B项错误 放热反应不一定不需要加热 C项错误 反应的 H等于生成物的总能量减去反应物的总能量 D项正确 答案D 练后归纳 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数值表示正反应的活化能 从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能 2 催化剂只影响正 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生成物的物质的量 题组二通过键能计算或判断反应过程4 2015 南京质检 4 化学反应H2 g Cl2 g 2HCl g 的能量变化如图所示 则下列说法中正确的是 A 该反应是吸热反应B 断裂1molH H键和1molCl Cl键时能放出xkJ的能量C 断裂2molH Cl键时需要吸收ykJ的能量D 2molHCl g 的总能量高于1molH2 g 和1molCl2 g 的总能量解析由图示可知 1molH2 g 和1molCl2 g 的总能量高于2molHCl g 的总能量 故该反应为放热反应 A项 D项错误 断裂化学键时需要吸收能量 B项错误 C项正确 答案C 5 2015 河南十校联考 4 如图表示白磷 P4 分子结构 白磷在氧气不足时燃烧生成P4O6 P4O6分子结构可以看成是白磷分子中磷磷键之间插入氧原子 已知 键能表示断裂1mol化学键需要吸收的能量 几种共价键的键能如下表所示 则P4 s 3O2 g P4O6 s 的反应热 H 为 A 6a 3d 12b 4c kJ mol 1B 4a 3d 8d kJ mol 1C 6a 3d 12b kJ mol 1D 6a 3d 4c 12b kJ mol 1解析断裂6个P P键 3个O O键 形成12个P O键 C选项正确 答案C 反思归纳 1 熟记反应热 H的基本计算公式 H E 生成物的总能量 E 反应物的总能量 H E 反应物的总键能 E 生成物的总键能 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 缺少任一个过程都不是化学变化 2 常见物质中的化学键数目 考点二热化学方程式 1 概念 知识梳理 固考基 表示参加反应 和 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 如 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1表示在25 101kPa时 生成 同时放出 物质的量 反应热 物质 能量 1mol固体碳和1mol氧气反应 1mol二氧化碳 393 5kJ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 101kPa下进行的 可不注明 2 注明物质状态 常用 分别表示固体 液体 气体 溶液 3 注意符号单位 H应包括 或 数字和单位 kJ mol 1 4 注意守恒关系 原子守恒和得失电子守恒 能量守恒 H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 等反应条件 s l g aq 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 可以是整数 也可以是分数 且化学计量数必须与 H相对应 如果化学计量数加倍 则 H也要加倍 该物质的物质的量 C 2 溯源题 1 2015 天津理综 7 4 已知1molNa的单质在足量O2中燃烧 恢复至室温 放出255 5kJ热量 写出该反应的热化学方程式 2 2015 四川理综 11 4 FeSO4可转化为FeCO3 FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料 已知25 101kPa时 4Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s H 1648kJ molC s O2 g CO2 g H 393kJ mol2Fe s 2C s 3O2 g 2FeCO3 s H 1480kJ molFeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是 提示 1 2Na s O2 g Na2O2 s H 511kJ mol 1 2 4FeCO3 s O2 g 2Fe2O3 s 4CO2 g H 260kJ mol 探源 本高考题组源于教材RJ选修4P4 思考与交流 主要考查信息型热化学方程式的书写 题组一热化学方程式的正误判断 题组精练 提考能 答案 1 2 3 4 5 6 2 胶状液氢 主要成分是H2和CH4 有望用于未来的运载火箭和空间运输系统 实验测得101kPa时 1molH2完全燃烧生成液态水 放出285 8kJ的热量 1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2 放出890 3kJ的热量 下列热化学方程式书写正确的是 A 2H2 g O2 g 2H2O l H 285 8kJ mol 1B CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 3kJ mol 1C CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 890 3kJ mol 1D CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 3kJ mol 1 解析热化学方程式中各物质前面的化学计量数表示反应物的物质的量 A选项错误 物质的状态不同 反应的热效应不同 C选项错误 放热反应 H用 表示 吸热反应 H用 表示 D选项错误 答案B 方法技巧 五审 突破热化学方程式的正误判断 题组二信息型热化学方程式的书写3 根据所给信息 写出下列反应的热化学方程式 1 SiH4是一种无色气体 遇到空气能发生爆炸性自燃 生成SiO2和液态H2O 已知室温下2gSiH4自燃放出热量89 2kJ SiH4自燃的热化学方程式为 2 已知拆开1molH H键 1molN H键 1molN N键分别需要的能量是436kJ 391kJ 946kJ 则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 3 在25 101kPa下 一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ 其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀 则乙醇燃烧的热化学方程式为 解析 1 2gSiH4自燃放出热量89 2kJ 1molSiH4自燃放出热量1427 2kJ 故热化学方程式为SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2kJ mol 1 2 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 946 436 3 391 6 kJ mol 1 92kJ mol 1 3 根据C原子守恒有 C2H5OH 2CO2 2CaCO3 生成100gCaCO3沉淀 乙醇为0 5mol 则1mol乙醇燃烧放出2QkJ热量 据此可写出反应的热化学方程式 C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H 2QkJ mol 1 答案 1 SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2kJ mol 1 2 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92kJ mol 1 3 C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H 2QkJ mol 1 4 在一定条件下 S8 s 和O2 g 发生反应依次转化为SO2 g 和SO3 g 反应过程和能量关系可用如图简单表示 图中的 H表示生成1mol产物的数据 1 写出表示S8燃烧热 1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量 的热化学方程式 2 写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式 方法技巧 五步 突破热化学方程式的书写 考点三燃烧热和中和热能源 1 燃烧热 知识梳理 固考基 1 概念 在101kPa时 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 101kPa时 可燃物的物质的量 1mol 完全燃烧 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 H S 等 1mol 稳定 CO2 g H2O l SO2 g 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 时的反应热叫中和热 1mol液态H2O 装置如图 在横线上填出仪器的名称 环形玻璃搅拌棒 温度计 提醒 中和热测定实验中的注意事项 快 实验操作时动作要快 减少热量的损失 准 温度在反应热的测量中是最重要的参数 在测量时 读数要准 稀 所用强酸和强碱溶液的浓度宜小不宜大 3 能源 不可再生 清洁 1 RJ选修4 P103改编 氢能是一种既高效又干净的新能源 发展前景良好 氢能具有的优点包括 原料来源广 易燃烧 热值高 储存方便 制备工艺廉价易行A B C D 答案A 2 RJ选修4 P7表1 1改编 氢气的燃烧热为285 5kJ mol 1 则电解水的热化学方程式为 2215kJ mol 1 若一定量的丙烷完全燃烧后生成1 8g水 则放出的热量约为 探源 本考题源于RJ选修4P7 燃烧热 对有关燃烧热的概念和计算进行了考查 55 38kJ 3 溯源题 2015 海南化学 4 已知丙烷的燃烧热 H 题组一燃烧热和中和热1 判断正误 正确的打 错误的打 题组精练 提考能 2 测定稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的中和热 实验装置如图所示 1 图中尚缺少的一种仪器是 2 实验时环形玻璃搅拌棒的运动方向是 a 上下运动b 左右运动c 顺时针运动d 逆时针运动 3 写出反应的热化学方程式为 中和热为57 3kJ mol 1 4 该同学每次分别取0 50mol L 150mLNaOH溶液和0 50mol L 130mL硫酸进行实验 通过多次实验测定中和热 H 53 5kJ mol 1 与57 3kJ mol 1有偏差 产生偏差的原因不可能是 填字母 a 实验装置保温 隔热效果差b 用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数c 分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d 用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度 解析实验测定中和热 H 53 5kJ mol 1与57 3kJ mol 1有偏差 是因为实验过程中热量有散失 此实验中硫酸过量 用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数使NaOH的量偏多 所测中和热数值偏大 题组二能源的开发与利用 3 能源分类相关图如图所示 下列四个选项中 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 潮汐能D 地热能 海洋能 核能解析煤炭 石油属于不可再生能源 A错误 天然气不属于新能源 B错误 太阳能 风能 潮汐能来自太阳辐射 属于可再生的新能源 C正确 核能与太阳辐射能量无关 D错误 答案C 4 为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染 同时缓解能源危机 有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想 下列说法正确的是 A H2O的分解反应是放热反应B 氢能源已被普遍使用C 2molH2O具有的总能量低于2molH2和1molO2的能量D 氢气不易贮存和运输 无开发利用价值解析2H2O 2H2 O2 是吸热反应 说明2mol液态H2O的能量低于2molH2和1molO2的能量 因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输 所以氢能源利用并未普及 但发展前景广阔 C 练后归纳 解决能源问题的 两 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 使液体喷射成雾状等 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 命题点一利用盖斯定律书写热化学方程式 答案CO2 g 3H2O g 2O2 g CO g 3H2 g H 1008kJ mol 1 2 已知在常温常压下 2CH3OH l 3O2 g 2CO2 g 4H2O g H 1275 6kJ mol 1 H2O l H2O g H 44 0kJ mol 1写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 思维模型 利用盖斯定律书写热化学方程式 命题点二利用盖斯定律比较反应热大小3 比较下列各组 H1和 H2的相对大小 答案 H1 H2 H1 H2 H1 H2 H1 H2 4 2014 江苏化学 10 已知 C s O2 g CO2 g H1 CO2 g C s 2CO g H22CO g O2 g 2CO2 g H34Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s H43CO g Fe2O3 s 3CO2 g 2Fe s H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是 A H1 0 H30 H4 0C H1 H2 H3D H3 H4 H5 答案C 练后归纳 比较反应热大小的四个注意要点 1 反应物和生成物的状态 物质的气 液 固三态的变化与反应热的关系 2 H的符号 比较反应热的大小时 不要只比较 H数值的大小 还要考虑其符号 3 参加反应物质的量 当反应物和生成物的状态相同时 参加反应物质的量越多 放热反应的 H越小 吸热反应的 H越大 4 反应的程度 参加反应物质的量和状态相同时 反应的程度越大 热量变化越大 命题点三利用盖斯定律计算反应热 5 在25 101kPa时 C s H2 g CH3COOH l 的燃烧热分别为393 5kJ mol 1 285 8kJ mol 1 870 3kJ mol 1 则2C s 2H2 g O2 g CH3COOH l 的反应热为 A 488 3kJ mol 1B 488 3kJ mol 1C 191kJ mol 1D 191kJ mol 1 答案A 2 2014 课标全国 28 2 已知 甲醇脱水反应2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H1 23 9kJ mol 1甲醇制烯烃反应2CH3OH g C2H4 g 2H2O g H2 29 1kJ mol 1乙醇异构化反应C2H5OH g CH3OCH3 g H3 50 7kJ mol 1则乙烯气相直接水合反应C2H4 g H2O g C2H5OH g 的 H kJ mol 1 答案 1 4 H1 H2 2 H3 2 45 5 3 2I aq O3 q 2H aq I2 aq O2 g H2O l H1 H2 H3 易错警示 应用盖斯定律计算反应热时三个注意要点1 首先要明确所求反应的始态和终态 各物质化学计量数 判断该反应是吸热还是放热 2 设计反应途径时 有的反应要逆向写 H符号也相反 有的反应式要扩大或减小倍数 H也要相应扩大或减小相同倍数 3 注意各分步反应的 H的正负