高中化学一轮复习 第三单元 第14讲 化学反应与能量课件.ppt

第14讲 化学反应与能量 考纲导视 基础反馈 判断正误 正确的画 错误的画 1 物质发生化学变化都伴有能量的变化 2 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 3 吸热反应在任何条件都不能发生 4 水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热 5 同温同压下 反应H2 g Cl2 g 2HCl g 在光照和点 燃条件下的 H不同 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 考点一 反应热 知识梳理 反应热1 焓变 1 定义 在恒压条件下进行的反应的 符号 单位 规定 放热反应的 H取 吸热反应的 H取 2 化学反应产生能量变化的主要原因在于反应物的总能量和生成物的总能量不尽相同 在破坏化学键和形成化学键的过程中能量变化不相等 使得化学反应总是伴随着能量变化 热效应 H kJ mol 1 2 放热反应与吸热反应 大于 小于 1 定义 当反应物总能量 生成物总能量时 为放热反应 当反应物总能量 生成物总能量时 为吸热反应 2 放热反应与吸热反应的比较 续表 续表 考点集训 例1 将水蒸气通过红热的碳可产生水煤气 C s H2O g CO g H2 g H 131 3kJ mol 1 达到平衡后 体 积不变时 能提高H2O的平衡转化率的措施是 A 降低温度B 增加碳的用量C 加入催化剂D 用CO吸收剂除去CO 解析 该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应 提高H2O的平衡转化率 就要使平衡正向移动 A项降低温度 根据平衡移动原理 平衡向放热反应方向移动 即向逆反应方向移动 H2O的平衡转化率降低 A错误 B项由于碳是固体 所以增加碳的用量 平衡不发生移动 H2O的平衡转化率不变 B错误 C项加入催化剂 能够缩短达到平衡所需要的时间 但是平衡不发生移动 因此H2O的平衡转化率不变 C错误 D项用CO吸收剂除去CO 即减小生成物的浓度 平衡正向移动 H2O的平衡转化率增大 D正确 答案 D 例2 2SO2 g O2 g 2SO3 g 反应过程的能量变化 如图所示 请回答下列问题 1 图中C表示 2 E的大小对该反应的焓变有无影响 填 有 或 无 该反应通常用V2O5作催化剂 加V2O5会使图中B点升高还是降低 填 升高 或 降低 思路指导 注意横坐标的箭头表示反应的方向由A C 催化剂改变反应的历程 导致活化能降低 解析 依据图象分析A为反应物总能量 C为生成物总能量 E为反应的活化能 催化剂只改变反应速率 不改变反应热 改变反应历程 能降低反应的活化能 答案 1 生成物的总能量 2 无 降低 归纳总结 能量变化与反应过程的关系 E1为断键需要吸收的能量 正反应的活化能 E2为成键所释放的能量 也是逆反应的活化能 当E1 E2时 反应为吸热反应 H 0 当E1 E2时 反应为放热反应 H 0 例3 2014年海南卷 标准状况下 气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓 已知H H H O和O O键的键焓 H分别为436kJ mol 1 463kJ mol 1 495kJ mol 1 下列 热化学方程式正确的是 A H2O g H2 g O2 g H 485kJ mol 1 B H2O g H2 g O2 g H 485kJ mol 1C 2H2 g O2 g 2H2O g H 485kJ mol 1 D 2H2 g O2 g 2H2O g H 485kJ mol 1 答案 D 考点二 燃烧热与中和热 知识梳理 一 燃烧热与中和热 1 燃烧热 1mol 完全 稳定 1 定义 在25 101kPa时 纯物质 燃烧生成 的氧化物时所放出的热量 单位为kJ mol 1 2 意义 H2的燃烧热为 285 8kJ mol 1 表示在25 101kPa条件下 用热化学方程式表示为 H2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1 1molH2完全燃烧生成H2O l 时放出的热量 为285 8kJ 2 中和热 定义 在稀溶液中 时放出的热量叫中和热 二 中和热的测定 1 测定原理 酸跟碱发生中和反应生成1molH2O 2 实验装置 3 注意事项 1 碎泡沫塑料 或纸条 及泡沫塑料板的作用是保温 隔热 减少实验过程中热量的损失 2 为保证酸 碱完全中和 常采用碱稍稍过量 3 实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动 不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 理由是铜传热快 热量损失大 考点集训 例4 下列有关中和热的说法正确的是 A 中和热的热化学方程式 H l OH l H2O l H 57 3kJ mol 1B 准确测量中和热的实验过程中 至少需测定温度4次C 环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替 则测量出的中和热数值偏小 解析 中和热的热化学方程式为H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 A错误 中和热测定实验过程中至少需测定温度3次取平均值 B错误 铜容易导热 会有热量损失 因此中和热测定数值偏小 C正确 实验过程中NaOH一般略微过量 确保反应完全 D错误 答案 C 例5 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 思路指导 1 注意中和热和燃烧热两个概念中都对反应物 或生成物的物质的量有特别要求 2 温度 压强对反应热有一定影响 物质的聚集状态不同 反应热也不同 解析 燃烧热概念要求H2为1mol H2O为液态 A项错误 醋酸中和时需要电离吸收能量 放出热量小于57 3kJ B项正确 C不完全燃烧 放热偏小 因为 H 0 即a b C项错误 石墨转化为金刚石 吸收热量 石墨具有的能量更低更稳定 D项错误 答案 B 易错警示 H 605kJ mol 1 D项正确 解析 液态水生成气态水要吸热 则A项中放热应小于1300kJ A错误 液态苯的能量比气态苯的能量低 则B项中放出热量应小于3295kJ B项错误 通过计算可知等质量的两者完全燃烧时乙炔放热多 C项错误 根据盖斯定律 由3 答案 D 得 3C2H2 g C6H6 g A 1molC2H2 g 完全燃烧生成气态水时放热大于1300kJB 1molC6H6 l 完全燃烧生成液态水时放热大于3295kJC 相同条件下 等质量的C2H2 g 与C6H6 g 完全燃烧 C6H6 g 放热更多D C2H2 g 三聚生成C6H6 g 的过程属于放热反应 考点三 热化学方程式 知识梳理 1 热化学方程式 量 反应热 1 定义 表示参加反应的物质的 和 的 关系的化学方程式 物质变化 能量变化 2 意义 表明了变化过程中的 和 例25 101kPa条件下 如 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1 表示在 2molH2 g 和1molO2 g 完全反应生成 2molH2O l 时释放571 6kJ的能量 2 热化学方程式的书写 1 书写步骤 写热化学方程式一般要先写出反应过程 注明 各物质的状态 再计算反应热 写出热化学方程式 2 有关热化学方程式书写的注意事项 注意标明物质的聚集状态 反应物和产物的聚集状态不同 反应热数值以及符号都可能不同 因此 必须注明物质的聚集状态 s l g 才能完整地体现热化学方程式的意义 热化学方程式中不用标 和反应条件 注意 H的符号与单位 若为放热反应 H0 H的单位一般为kJ mol 1 当反应逆向进行时 其反应热与正反应的 反应热数值相等 符号相反 注意 H的数值与化学计量数是否对应 注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数必须与 H相对应 如果化学计量数加倍 则 H也要加倍 注意燃烧热 中和热等条件的限制 用中文表示焓变时数值没有正负号 而用符号表示焓变时 数值必须注明正负号 如H2的燃烧热为285 8kJ mol 1 H 285 8kJ mol 1 3 判断热化学方程式书写正误的方法 检查是否标明物质的聚集状态 检查 H的 是否与吸热 放热一致 检查 H的数值是否与反应物或生成物的物质的量相对 应 成比例 考点集训 解析 由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知 生成4mol二氧化碳气体和液态水 放出热量4bkJ 则乙炔燃烧的热化学方程式为2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ mol 1 答案 A 易错警示 热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热 由于可逆反应是不能进行到底的 所以其实际 H的绝对值 即不含正负号的数值 小于理论值 如N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 是指反应生成2molNH3时放出热量为92 4kJ 若按化学计量数1molN2和3molH2反应生成的NH3少于2mol 则放出热量必然小于92 4kJ 例8 合成氨用的氢气可用甲烷为原料制得 有关化学反应的能量变化如下图所示 反应 为 反应 填 吸热 或 放热 CH4 g 与H2O g 反应生成CO g 和H2 g 的热化学方程式为 例9 下列热化学方程式的书写正确的是 思路指导 注意热化学方程式书写正误的判断方法和易错 点 解析 放热反应 H为 A项不正确 反应热的单位为kJ mol 1 B项不正确 反应热与化学计量数有关 C项不正 确 答案 D 考点四 盖斯定律及反应热计算 知识梳理 1 定义 不管化学反应是一步完成或分几步完成 其反应热是 的 反应热只和 有关 而与 无关 2 举例 如下图 始态为S 终态为L 中间过程为R 则有 H 相同 反应体系的始态和终态 反应途径 H1 H2 H2 bkJ mol 1 2K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s kJ mol 1 则x为 考点集训 例10 2015年重庆卷 黑火药是中国古代的四大发明之一 其爆炸的热化学方程式为 S s 2KNO3 s 3C s K2S s N2 g 3CO2 g H xkJ mol 1已知碳的燃烧热 H1 akJ mol 1 S s 2K s K2S s H3 c A 3a b c B c 3a b C a b c D c a b 答案 A 归纳总结 应用盖斯定律进行简单计算的注意事项 1 当热化学方程式乘以或除以某一个数时 H也应乘以或除以同一个数 方程式进行加减运算时 H也同样要进行加减运算 且要带 符号 即把 H看作一个整体进行运算 2 将一个热化学方程式改写成逆反应时 H的符号也随 之改变 但数值不变 3 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 吸热 反之放热 例11 2015年全国名校模拟组合 1 在298K时 1molCH4在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水 放出热量890 0kJ 写出该反应的热化学方程式 现有CH4和CO的混合气体0 75mol 完全燃烧后 生成CO2气体和18g液态水 并放出515kJ热量 则CH4和CO的物质的量分别为 mol mol 2 在400 时 常压下 容积为1 0L的密闭容器中充入1 00molSO2 g 和0 96molO2 g 充分反应后 测得还有0 04molSO2剩余 并放出95 04kJ的热量 2SO3 g 写出此反应的热化学方程式 2SO2 g O2 g H 思路指导 热化学方程式各物质化学计量数和 H存在固定的比例关系 如果化学计量数加倍 则 H也要相应加倍 因此 可以由已知条件找出反应物物质的量与实际反应产生热量的关系 也可以算出指定物质的量的反应物参加反应产生的热量 例12 1 汽车尾气中NOx的消除及无害化处理引起社会广泛关注 某兴趣小组查阅文献获得如下信息 N2 g O2 g 2NO g H 180 5kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 1 则反应2H2 g 2NO g 2H2O g N2 g H 2 捕碳技术 主要指捕获CO2 在降低温室气体排放中具有重要的作用 目前NH3和 NH4 2CO3已经被用作工业捕碳剂 它们与CO2可发生如下可逆反应 反应 2NH3 l H2O l CO2 g NH4 2CO3 aq H1 反应 NH3 l H2O l CO2 g NH4HCO3 aq H2 反应 NH4 2CO3 aq H2O l CO2 g 2NH4HCO3 aq H3 H1与 H2 H3之间的关系是 H3 解析 1 用总反应式比较 知 可得 2 用反应 比较反应 反应 反应 2 反应 即 H3 2 H2 H1 答案 1 664 1kJ mol 1 2 2 H2 H1