高考化学大二轮总复习 专题六 化学反应与能量课件.ppt

专题六化学反应与能量 考纲要求 1 能正确书写化学方程式 并能根据质量守恒定律进行有关计算 2 能说明化学反应中能量转化的主要原因 知道化学变化中常见的能量转化形式 3 了解化学能与热能的相互转化及其应用 了解吸热反应 放热反应 反应热 焓变 等概念 4 能正确书写热化学方程式 能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算 5 了解提高燃料的燃烧效率 开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性 认识化学在解决能源危机中的重要作用 栏目索引 考点一从宏观 微观角度掌握反应热 考点二热化学方程式的书写与判断 考点三盖斯定律的多角度应用 1 理解化学反应热效应的两种角度 1 从微观的角度说 是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值 如下图所示 考点一从宏观 微观角度掌握反应热 知识精讲 a表示旧化学键断裂吸收的能量 b表示新化学键形成放出的能量 c表示反应热 2 从宏观的角度说 是反应物自身的能量与生成物能量的差值 在上图中 a表示活化能 b表示活化分子结合成生成物所释放的能量 c表示反应热 2 反应热的量化参数 键能反应热与键能的关系 反应热 H E1 E2或 H E4 E3 即 H等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和 或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量 题组集训 题组一正确理解概念 1 正误判断 正确的划 错误的划 1 在CO2中 Mg燃烧生成MgO和C 该反应中化学能全部转化为热能 2015 江苏 4D 2 向汽油中添加甲醇后 该混合燃料的热值不变 2014 浙江理综 7D 3 催化剂能改变反应的焓变 2012 江苏 4B改编 4 催化剂能降低反应的活化能 2012 江苏 4C改编 5 同温同压下 H2 g Cl2 g 2HCl g 在光照和点燃条件下的 H不同 2010 山东理综 10D 2 下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是 A HCl和NaOH反应的中和热 H 57 3kJ mol 1 则H2SO4和Ca OH 2反应的中和热 H 2 57 3 kJ mol 1B CO g 的燃烧热是283 0kJ mol 1 则2CO2 g 2CO g O2 g 反应的 H 2 283 0kJ mol 1C 氢气的燃烧热为285 5kJ mol 1 则电解水的热化学方程式为2H2O l 2H2 g O2 g H 285 5kJ mol 1D 1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 解析在稀溶液中 强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热叫做中和热 中和热是以生成1mol液态H2O为基准的 A项错误 CO g 的燃烧热是283 0kJ mol 1 则CO g O2 g CO2 g H 283 0kJ mol 1 则2CO g O2 g 2CO2 g H 2 283 0kJ mol 1 逆向反应时反应热的数值相等 符号相反 B项正确 电解2mol水吸收的热量和2molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等 C项中的 H应为 571 0kJ mol 1 在101kPa时 1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时 水应为液态 所放出的热量是该物质的燃烧热 D项错误 答案B 失误防范 三热 是指反应热 燃烧热与中和热 可以用对比法深化对这三个概念的理解 明确它们的区别和联系 避免认识错误 1 化学反应吸收或放出的热量称为反应热 符号为 H 单位常用kJ mol 1 它只与化学反应的计量系数 物质的聚集状态有关 而与反应条件无关 中学阶段研究的反应热主要是燃烧热和中和热 2 燃烧热 在101kPa时 1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 单位 kJ mol 1 需注意 燃烧热是以1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量来定义的 因此在书写燃烧热的热化学方程式时 一般以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数 燃烧产物必须是稳定的氧化物 如C CO2 H2 H2O l 等 3 中和热 在稀溶液中 强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热 需注意 稀溶液是指物质溶于大量水中 中和热不包括离子在水溶液中的生成热 物质的溶解热 电解质电离时的热效应 中和反应的实质是H 和OH 化合生成H2O 即H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 题组二 式形相随 理解反应热3 2014 北京理综 26 3 已知 2NO2 g N2O4 g H12NO2 g N2O4 l H2下列能量变化示意图中 正确的是 选填字母 解析等质量的N2O4 g 具有的能量高于N2O4 l 因此等量的NO2 g 生成N2O4 l 放出的热量多 只有A项符合题意 答案A 4 2015 海南 16 3 由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示 若生成1molN2 其 H kJ mol 1 139 5 2015 上海 8 已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快 其能量随反应进程的变化如下图所示 下列说法正确的是 A 加入催化剂 减小了反应的热效应B 加入催化剂 可提高H2O2的平衡转化率C H2O2分解的热化学方程式 H2O2 H2O O2 QD 反应物的总能量高于生成物的总能量解析催化剂不会影响反应的热效应和平衡转化率 C项 热化学方程式应标明状态 答案D 题组三 一式 解决反应热的计算6 1 2015 浙江理综 28 1 乙苯催化脱氢制苯乙烯反应 已知 计算上述反应的 H kJ mol 1 解析设 部分的化学键键能为akJ mol 1 则 H a 348 412 5 kJ mol 1 a 612 412 3 436 kJ mol 1 124kJ mol 1 答案124 2 2015 全国卷 28 3 已知反应2HI g H2 g I2 g 的 H 11kJ mol 1 1molH2 g 1molI2 g 分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ 151kJ的能量 则1molHI g 分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ 解析形成1molH2 g 和1molI2 g 共放出436kJ 151kJ 587kJ能量 设断裂2molHI g 中化学键吸收2akJ能量 则有2a 587 11 得a 299 另解 H 2E H I E H H E I I 2E H I H E H H E I I 11kJ mol 1 436kJ mol 1 151kJ mol 1 598kJ mol 1 则E H I 299kJ mol 1 299 7 2014 重庆理综 6 已知 C s H2O g CO g H2 g H akJ mol 12C s O2 g 2CO g H 220kJ mol 1H H O O和O H键的键能分别为436 496和462kJ mol 1 则a为 A 332B 118C 350D 130 解析根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答 根据题中给出的键能可得出热化学方程式 2H2 g O2 g 2H2O g H3 2 436 496 4 462 kJ mol 1 即 2H2 g O2 g 2H2O g H3 480kJ mol 1 题中 2C s O2 g 2CO g H2 220kJ mol 1 得 C s H2O g CO g H2 g H1 H2 H3 即a 220 480 130 选项D正确 答案D 失误防范 利用键能计算反应热 要熟记公式 H 反应物总键能 生成物总键能 其关键是弄清物质中化学键的数目 在中学阶段要掌握常见单质 化合物中所含共价键的数目 原子晶体 1mol金刚石中含2molC C键 1mol硅中含2molSi Si键 1molSiO2晶体中含4molSi O键 分子晶体 1molP4中含有6molP P键 1molP4O10 即五氧化二磷 中 含有12molP O键 4molP O键 1molC2H6中含有6molC H键和1molC C键 考点二热化学方程式的书写与判断 1 两个模板 1 热化学方程式的书写模板步骤1写方程写出配平的化学方程式 步骤2标状态用s l g aq标明物质的聚集状态 步骤3标条件标明反应物的温度和压强 101kPa 25 时可不标注 知识精讲 步骤4标 H在方程式后写出 H 并根据信息注明 H的 或 步骤5标数值根据化学计量数计算写出 H的数值 2 热化学方程式书写的正误判断模板步骤1审 放热反应一定为 吸热反应一定为 步骤2审单位单位一定为 kJ mol 1 易漏写或错写成 kJ 步骤3审状态物质的状态必须正确 特别是溶液中的反应易写错 步骤4审数值的对应性反应热的数值必须与方程式的化学计量数相对应 即化学计量数与 H成正比 当反应逆向时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 步骤5审是否符合概念如注意燃烧热和中和热的概念以及与此相关的热化学方程式 2 两个注意 1 注意同素异形体转化的名称问题对于具有同素异形体的物质 除了要注明聚集状态之外 还要注明物质的名称 如 S 单斜 s O2 g SO2 g H1 297 16kJ mol 1 S 正交 s O2 g SO2 g H2 296 83kJ mol 1 S 单斜 s S 正交 s H3 0 33kJ mol 1 2 注意可逆反应中的反应热及热量变化问题由于反应热是指反应完全时的热效应 所以对于可逆反应 其热量要小于反应完全时的热量 1 1 2014 大纲全国卷 28 1 化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5 回答下列问题 已知AX3的熔点和沸点分别为 93 6 和76 AX5的熔点为167 室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5 放出热量123 8kJ 该反应的热化学方程式为 题组集训 题组一热化学方程式的书写 AX3 l X2 g AX5 s H 123 8kJ mol 1 2 2014 天津理综 7 4 晶体硅 熔点1410 是良好的半导体材料 由粗硅制纯硅过程如下 写出SiCl4的电子式 在上述由SiCl4制纯硅的反应中 测得每生成1 12kg纯硅需吸收akJ热量 写出该反应的热化学方程式 SiCl4 g 2H2 g Si s 4HCl g H 0 025akJ mol 1 3 2015 安徽理综 27 4 NaBH4 s 与水 l 反应生成NaBO2 s 和氢气 g 在25 101kPa下 已知每消耗3 8gNaBH4 s 放热21 6kJ 该反应的热化学方程式是 NaBH4 s 2H2O l NaBO2 s 4H2 g H 216kJ mol 1 4 2015 天津理综 7 4 随原子序数递增 八种短周期元素 用字母x等表示 原子半径的相对大小 最高正价或最低负价的变化如下图所示 根据判断出的元素回答问题 已知1mole的单质在足量d2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 2Na s O2 g Na2O2 s H 511kJ mol 1 题组二热化学方程式的正误判断2 正误判断 正确的划 错误的划 1 甲烷的标准燃烧热为 890 3kJ mol 1 则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 890 3kJ mol 1 2 500 30MPa下 将0 5molN2和1 5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3 g 放热19 3kJ 其热化学方程式为N2 g 3H2 g 2NH3 g H 38 6kJ mol 1 3 C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O g H 1367 0kJ mol 1 燃烧热 4 NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 1 中和热 5 25 101kPa时 强酸 强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57 3kJ mol 1 则2H aq SO aq Ba2 aq 2OH aq BaSO4 s 2H2O l H 114 6kJ mol 1 解题心得 热化学方程式书写或判断易出现的错误1 未标明反应物或生成物的状态而造成错误 2 反应热的符号使用不正确 即吸热反应未标出 号 放热反应未标出 号 从而导致错误 3 漏写 H的单位 或者将 H的单位写为kJ 从而造成错误 4 反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误 5 对燃烧热 中和热的概念理解不到位 忽略其标准是1mol可燃物或生成1molH2O l 而造成错误 考点三盖斯定律的多角度应用 1 定律内容一定条件下 一个反应不管是一步完成 还是分几步完成 反应的总热效应相同 即反应热的大小与反应途径无关 只与反应的始态和终态有关 知识精讲 2 常用关系式 1 2015 重庆理综 6 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 1S s 2K s K2S s H2 bkJ mol 1 题组集训 题组一利用盖斯定律求焓变 2K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s H3 ckJ mol 1 则x为 A 3a b cB c 3a bC a b cD c a b解析由碳的燃烧热 H1 akJ mol 1 得 C s O2 g CO2 g H1 akJ mol 1 将另外两个热化学方程式依次编号为 目标反应可由 3 得到 所以 H 3 H1 H2 H3 即x 3a b c A 2 2013 新课标全国卷 12 在1200 时 天然气脱硫工艺中会发生下列反应 H2S g O2 g SO2 g H2O g H12H2S g SO2 g S2 g 2H2O g H2H2S g O2 g S g H2O g H32S g S2 g H4 则 H4的正确表达式为 A H4 H1 H2 3 H3 B H4 3 H3 H1 H2 C H4 H1 H2 3 H3 D H4 H1 H2 3 H3 解析给题中方程式依次编号为 3 得2S g S2 g H4 H1 H2 3 H3 答案A 3 2015 江苏 20 1 烟气 主要污染物SO2 NOx 经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收 可减少烟气中SO2 NOx的含量 O3氧化烟气中SO2 NOx的主要反应的热化学方程式为NO g O3 g NO2 g O2 g H 200 9kJ mol 1NO g O2 g NO2 g H 58 2kJ mol 1 SO2 g O3 g SO3 g O2 g H 241 6kJ mol 1反应3NO g O3 g 3NO2 g 的 H kJ mol 1 解析对所给的三个热化学方程式由上到下依次标记为 由反应 和 可知O2是中间产物 2消去O2 可得目标反应 故目标反应的 H 200 9kJ mol 1 58 2kJ mol 1 2 317 3kJ mol 1 317 3 答题模板 叠加法求焓变步骤1 倒 为了将方程式相加得到目标方程式 可将方程式颠倒过来 反应热的数值不变 但符号相反 这样 就不用再做减法运算了 实践证明 方程式相减时往往容易出错 步骤2 乘 为了将方程式相加得到目标方程式 可将方程式乘以某个倍数 反应热也要相乘 步骤3 加 上面的两个步骤做好了 只要将方程式相加即可得目标方程式 反应热也要相加 题组二多角度比较焓变大小4 2014 新课标全国卷 13 室温下 将1mol的CuSO4 5H2O s 溶于水会使溶液温度降低 热效应为 H1 将1mol的CuSO4 s 溶于水会使溶液温度升高 热效应为 H2 CuSO4 5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4 5H2O s CuSO4 s 5H2O l 热效应为 H3 则下列判断正确的是 A H2 H3B H1 H3 解析1molCuSO4 5H2O s 溶于水会使溶液温度降低 为吸热反应 故 H1 0 1molCuSO4 s 溶于水会使溶液温度升高 为放热过程 故 H20 根据盖斯定律得到关系式 H1 H2 H3 分析得到答案 H1 H3 答案B 5 已知下列热化学方程式 H2 g O2 g H2O g H1 akJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H2 bkJ mol 1 H2 g O2 g H2O l H3 ckJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H4 dkJ mol 1下列关系式中正确的是 A ad 0C 2a b0 解析H2的燃烧反应是放热反应 Hc A错 反应 的化学计量数是 的2倍 的反应热也是 的2倍 b 2a 0 C对 答案C 6 2014 江苏 10 已知 C s O2 g CO2 g H1CO2 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 解析A项 C s CO g 在O2 g 中燃烧生成CO2 均为放热反应 则有 H10 Fe s 与O2 g 反应生成Fe2O3 s 为放热反应 则有 H4 0 C项 将五个热化学方程式依次编号为 根据盖斯定律 由 可得 则有 H1 H2 H3 D项 将五个热化学方程式依次编号为 根据盖斯定律 由 3 2可得 则有 H4 3 H3 2 H5 答案C 方法归纳 反应热大小比较1 利用盖斯定律比较 2 同一反应的生成物状态不同时 如A g B g C g H1 A g B g C l H2 则 H1 H2 3 同一反应的同一反应物状态不同时 如A s B g C g H1 A g B g C g H2 则 H1 H2 4 两个有联系的反应相比较时 如C s O2 g CO2 g H1 C s 1 2O2 g CO g H2 比较方法 利用反应 包括 H1 乘以某计量数减去反应 包括 H2 乘以某计量数 即得出 H3 H1 某计量数 H2 某计量数 根据 H3大于0或小于0进行比较 总之 比较反应热的大小时要注意 反应中各物质的聚集状态 H有正负之分 比较时要连同 一起比较 类似数学中的正 负数大小的比较 若只比较放出或吸收热量的多少 则只比较数值的大小 不考虑正 负号