高考化學一輪復習 第六章 化學反應與能量變化 基礎課時1 化學反應的熱效應課件 新人教版.ppt

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基礎課時1化學反應的熱效應 1 了解化學反應中能量轉化的原因 能說出常見的能量轉化形式 2 了解化學能與熱能的相互轉化 了解吸熱反應 放熱反應 反應熱等概念 3 了解熱化學方程式的含義 4 了解焓變與反應熱的含義 了解 H H 反應產物 H 反應物 表達式的含義 5 理解蓋斯定律 并能運用蓋斯定律進行有關反應焓變的簡單計算 6 了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎 了解化學在解決能源危機中的重要作用 最新考綱 考點一焓變與反應熱 1 化學反應的實質與特征 知識梳理 固考基 1 實質 反應物中化學鍵斷裂和生成物中化學鍵形成 2 特征 既有 變化 又伴有 變化 能量轉化主要表現(xiàn)為 的變化 物質 能量 熱量 2 焓變 反應熱 用于描述物質 的物理量 2 焓變 H H 單位kJ mol 1 3 反應熱指當化學反應在一定 下進行時 反應所 或 的熱量 通常用符號Q表示 單位kJ mol 1 4 焓變與反應熱的關系對于 條件下進行的化學反應 如果反應中物質的能量變化全部轉化為熱能 則有如下關系 所具有能量 H 生成物 H 反應物 溫度 吸收 放出 等壓 H Qp 1 焓 H 3 吸熱反應和放熱反應 1 從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析 如圖所示 2 從反應熱的量化參數(shù) 鍵能的角度分析 3 常見放熱反應 4 常見吸熱反應 可燃物的燃燒 酸堿中和反應 大多數(shù)化合反應 金屬與酸的置換反應 物質的緩慢氧化 大多數(shù)分解反應 鹽的水解和弱電解質的電離 Ba OH 2 8H2O與NH4Cl反應 碳與水蒸氣 C與CO2的反應 提醒 任何化學反應都是舊鍵斷裂 新鍵形成的過程 都伴隨著能量的變化 其中斷裂舊化學鍵吸收能量 形成新化學鍵放出能量 有能量變化的過程不一定是放熱反應或吸熱反應 如水結成冰放熱但不屬于放熱反應 化學反應是放熱還是吸熱與反應發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系 如吸熱反應NH4Cl與Ba OH 2 8H2O在常溫常壓下即可進行 1 LK選修4 P91改編 1 H2 g Cl2 g 2HCl l H2 g Cl2 g 2HCl g 反應 放出的熱量為Q1 反應 放出的熱量為Q2 則Q1 Q2 填 或 原因是 2 用EC C EC C EH H EC H表示出反應C2H4 g H2 g C2H6 g 所放出的能量為 HCl g 形成HCl l 時 要放出熱量 2EC H EC C EC C EH H 2 溯源題 2015 北京理綜 9 最新報道 科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程 反應過程的示意圖如下 判斷下列說法是否正確 1 CO和O生成CO2是吸熱反應 2 在該過程中 CO斷鍵形成C和O 3 CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2 4 狀態(tài) 狀態(tài) 表示CO與O2反應的過程 探源 本考題源于RJ選修4P3 化學反應過程中的能量變化圖示 對反應過程中能量變化問題進行了多角度考查 題組一反應過程能量變化圖示及概念理解1 2015 沈陽模擬 下列敘述正確的是 題組精練 提考能 A 生成物總能量一定低于反應物總能量B 酒精可用作燃料 說明酒精燃燒是放熱反應C 硝酸銨溶于水溫度降低 這個變化是吸熱反應D 同溫同壓下 H2和Cl2在光照和點燃條件下的 H不同解析A項 E生成物 E反應物為吸熱反應 E生成物 E反應物為放熱反應 故A錯誤 B項 燃燒放熱 故B正確 C項 硝酸銨溶于水是物理變化 故C錯誤 D項 反應條件與 H無關 故D錯誤 B 2 2015 寧夏銀川期末 4 用玻璃棒迅速攪拌如圖一所示裝置內 小燒杯與玻璃片之間有一薄層水 的固體混合物 稍后手拿起燒杯時發(fā)現(xiàn)玻璃片與燒杯粘結在一起 下列有關該反應的說法中正確的是 A 反應中有化學能轉化為熱能B 反應中的能量關系如圖二C 是吸熱反應D 化學鍵的總鍵能 反應物 生成物解析由 玻璃片與燒杯粘結在一起 知水結冰了 說明燒杯內發(fā)生的反應導致容器周圍溫度下降 則該反應為吸熱反應 故反應物總能量低于生成物總能量 反應中有熱能轉化為化學能 A B D項錯誤 C項正確 答案C 3 2015 廊坊統(tǒng)考 下圖表示某反應的能量變化 對于該圖的理解 你認為一定正確的是 A 曲線 和曲線 分別表示兩個化學反應的能量變化B 曲線 可表示反應2KClO32KCl 3O2 的能量變化C 該反應不需要加熱就能發(fā)生D 該反應的 H E2 E1 解析本題考查了化學反應中的能量變化 意在考查考生對化學反應中能量變化本質的理解以及分析化學圖像的能力 曲線 表示沒有使用催化劑 和曲線 表示使用了催化劑 是同一個反應的能量變化 A項錯誤 曲線 可以表示使用了催化劑的放熱反應的能量變化 但二氧化錳催化氯酸鉀分解的反應屬于吸熱反應 B項錯誤 放熱反應不一定不需要加熱 C項錯誤 反應的 H等于生成物的總能量減去反應物的總能量 D項正確 答案D 練后歸納 解答能量變化圖像題的 三 關鍵 1 注意活化能在圖示中的意義 從反應物至最高點的能量數(shù)值表示正反應的活化能 從最高點至生成物的能量數(shù)值表示逆反應的活化能 2 催化劑只影響正 逆反應的活化能 而不影響反應的 H 3 設計反應熱的有關計算時 要切實注意圖示中反應物和生成物的物質的量 題組二通過鍵能計算或判斷反應過程4 2015 南京質檢 4 化學反應H2 g Cl2 g 2HCl g 的能量變化如圖所示 則下列說法中正確的是 A 該反應是吸熱反應B 斷裂1molH H鍵和1molCl Cl鍵時能放出xkJ的能量C 斷裂2molH Cl鍵時需要吸收ykJ的能量D 2molHCl g 的總能量高于1molH2 g 和1molCl2 g 的總能量解析由圖示可知 1molH2 g 和1molCl2 g 的總能量高于2molHCl g 的總能量 故該反應為放熱反應 A項 D項錯誤 斷裂化學鍵時需要吸收能量 B項錯誤 C項正確 答案C 5 2015 河南十校聯(lián)考 4 如圖表示白磷 P4 分子結構 白磷在氧氣不足時燃燒生成P4O6 P4O6分子結構可以看成是白磷分子中磷磷鍵之間插入氧原子 已知 鍵能表示斷裂1mol化學鍵需要吸收的能量 幾種共價鍵的鍵能如下表所示 則P4 s 3O2 g P4O6 s 的反應熱 H 為 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解析斷裂6個P P鍵 3個O O鍵 形成12個P O鍵 C選項正確 答案C 反思歸納 1 熟記反應熱 H的基本計算公式 H E 生成物的總能量 E 反應物的總能量 H E 反應物的總鍵能 E 生成物的總鍵能 2 規(guī)避兩個易失分點 1 舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成是同時進行的 缺少任一個過程都不是化學變化 2 常見物質中的化學鍵數(shù)目 考點二熱化學方程式 1 概念 知識梳理 固考基 表示參加反應 和 關系的化學方程式 2 意義 表明了化學反應中的 變化和 變化 如 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1表示在25 101kPa時 生成 同時放出 物質的量 反應熱 物質 能量 1mol固體碳和1mol氧氣反應 1mol二氧化碳 393 5kJ的熱量 3 書寫 1 注明反應條件 反應熱與測定條件 溫度 壓強等 有關 絕大多數(shù)反應是在25 101kPa下進行的 可不注明 2 注明物質狀態(tài) 常用 分別表示固體 液體 氣體 溶液 3 注意符號單位 H應包括 或 數(shù)字和單位 kJ mol 1 4 注意守恒關系 原子守恒和得失電子守恒 能量守恒 H與化學計量數(shù)相對應 5 區(qū)別于普通方程式 一般不注 以及 點燃 加熱 等反應條件 s l g aq 6 注意熱化學方程式的化學計量數(shù) 熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數(shù)僅表示 可以是整數(shù) 也可以是分數(shù) 且化學計量數(shù)必須與 H相對應 如果化學計量數(shù)加倍 則 H也要加倍 該物質的物質的量 C 2 溯源題 1 2015 天津理綜 7 4 已知1molNa的單質在足量O2中燃燒 恢復至室溫 放出255 5kJ熱量 寫出該反應的熱化學方程式 2 2015 四川理綜 11 4 FeSO4可轉化為FeCO3 FeCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料 已知25 101kPa時 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在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是 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 本高考題組源于教材RJ選修4P4 思考與交流 主要考查信息型熱化學方程式的書寫 題組一熱化學方程式的正誤判斷 題組精練 提考能 答案 1 2 3 4 5 6 2 膠狀液氫 主要成分是H2和CH4 有望用于未來的運載火箭和空間運輸系統(tǒng) 實驗測得101kPa時 1molH2完全燃燒生成液態(tài)水 放出285 8kJ的熱量 1molCH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2 放出890 3kJ的熱量 下列熱化學方程式書寫正確的是 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 解析熱化學方程式中各物質前面的化學計量數(shù)表示反應物的物質的量 A選項錯誤 物質的狀態(tài)不同 反應的熱效應不同 C選項錯誤 放熱反應 H用 表示 吸熱反應 H用 表示 D選項錯誤 答案B 方法技巧 五審 突破熱化學方程式的正誤判斷 題組二信息型熱化學方程式的書寫3 根據(jù)所給信息 寫出下列反應的熱化學方程式 1 SiH4是一種無色氣體 遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃 生成SiO2和液態(tài)H2O 已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量89 2kJ SiH4自燃的熱化學方程式為 2 已知拆開1molH H鍵 1molN H鍵 1molN N鍵分別需要的能量是436kJ 391kJ 946kJ 則N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為 3 在25 101kPa下 一定質量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量QkJ 其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀 則乙醇燃燒的熱化學方程式為 解析 1 2gSiH4自燃放出熱量89 2kJ 1molSiH4自燃放出熱量1427 2kJ 故熱化學方程式為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 根據(jù)C原子守恒有 C2H5OH 2CO2 2CaCO3 生成100gCaCO3沉淀 乙醇為0 5mol 則1mol乙醇燃燒放出2QkJ熱量 據(jù)此可寫出反應的熱化學方程式 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 在一定條件下 S8 s 和O2 g 發(fā)生反應依次轉化為SO2 g 和SO3 g 反應過程和能量關系可用如圖簡單表示 圖中的 H表示生成1mol產物的數(shù)據(jù) 1 寫出表示S8燃燒熱 1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物放出的熱量 的熱化學方程式 2 寫出SO3分解生成SO2和O2的熱化學方程式 方法技巧 五步 突破熱化學方程式的書寫 考點三燃燒熱和中和熱能源 1 燃燒熱 知識梳理 固考基 1 概念 在101kPa時 純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量 叫做該物質的燃燒熱 燃燒熱的單位一般用kJ mol 1表示 燃燒熱的限定詞有恒壓 101kPa時 可燃物的物質的量 1mol 完全燃燒 的氧化物等 其中的 完全燃燒 是指物質中下列元素完全轉變成對應的氧化物 C H S 等 1mol 穩(wěn)定 CO2 g H2O l SO2 g 2 中和熱 1 概念 在稀溶液中 強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成 時的反應熱叫中和熱 1mol液態(tài)H2O 裝置如圖 在橫線上填出儀器的名稱 環(huán)形玻璃攪拌棒 溫度計 提醒 中和熱測定實驗中的注意事項 快 實驗操作時動作要快 減少熱量的損失 準 溫度在反應熱的測量中是最重要的參數(shù) 在測量時 讀數(shù)要準 稀 所用強酸和強堿溶液的濃度宜小不宜大 3 能源 不可再生 清潔 1 RJ選修4 P103改編 氫能是一種既高效又干凈的新能源 發(fā)展前景良好 氫能具有的優(yōu)點包括 原料來源廣 易燃燒 熱值高 儲存方便 制備工藝廉價易行A B C D 答案A 2 RJ選修4 P7表1 1改編 氫氣的燃燒熱為285 5kJ mol 1 則電解水的熱化學方程式為 2215kJ mol 1 若一定量的丙烷完全燃燒后生成1 8g水 則放出的熱量約為 探源 本考題源于RJ選修4P7 燃燒熱 對有關燃燒熱的概念和計算進行了考查 55 38kJ 3 溯源題 2015 海南化學 4 已知丙烷的燃燒熱 H 題組一燃燒熱和中和熱1 判斷正誤 正確的打 錯誤的打 題組精練 提考能 2 測定稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應的中和熱 實驗裝置如圖所示 1 圖中尚缺少的一種儀器是 2 實驗時環(huán)形玻璃攪拌棒的運動方向是 a 上下運動b 左右運動c 順時針運動d 逆時針運動 3 寫出反應的熱化學方程式為 中和熱為57 3kJ mol 1 4 該同學每次分別取0 50mol L 150mLNaOH溶液和0 50mol L 130mL硫酸進行實驗 通過多次實驗測定中和熱 H 53 5kJ mol 1 與57 3kJ mol 1有偏差 產生偏差的原因不可能是 填字母 a 實驗裝置保溫 隔熱效果差b 用量筒量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)c 分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中d 用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定硫酸溶液的溫度 解析實驗測定中和熱 H 53 5kJ mol 1與57 3kJ mol 1有偏差 是因為實驗過程中熱量有散失 此實驗中硫酸過量 用量筒量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)使NaOH的量偏多 所測中和熱數(shù)值偏大 題組二能源的開發(fā)與利用 3 能源分類相關圖如圖所示 下列四個選項中 全部符合圖中陰影部分的能源是 A 煤炭 石油 沼氣B 水能 生物質能 天然氣C 太陽能 風能 潮汐能D 地熱能 海洋能 核能解析煤炭 石油屬于不可再生能源 A錯誤 天然氣不屬于新能源 B錯誤 太陽能 風能 潮汐能來自太陽輻射 屬于可再生的新能源 C正確 核能與太陽輻射能量無關 D錯誤 答案C 4 為消除目前燃料燃燒時產生的環(huán)境污染 同時緩解能源危機 有關專家提出了利用太陽能制取氫能的構想 下列說法正確的是 A H2O的分解反應是放熱反應B 氫能源已被普遍使用C 2molH2O具有的總能量低于2molH2和1molO2的能量D 氫氣不易貯存和運輸 無開發(fā)利用價值解析2H2O 2H2 O2 是吸熱反應 說明2mol液態(tài)H2O的能量低于2molH2和1molO2的能量 因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運輸 所以氫能源利用并未普及 但發(fā)展前景廣闊 C 練后歸納 解決能源問題的 兩 措施 1 提高能源的使用效率 改善開采 運輸 加工等各個環(huán)節(jié) 科學控制燃燒反應 使燃料充分燃燒 一是保證燃燒時有適當過量的空氣 如鼓入空氣 增大O2濃度等 二是保證燃料與空氣有足夠大的接觸面積 如將固體粉碎成粉末 使液體噴射成霧狀等 2 開發(fā)新的能源 開發(fā)資源豐富 可以再生 沒有污染或污染很小的新能源 命題點一利用蓋斯定律書寫熱化學方程式 答案CO2 g 3H2O g 2O2 g CO g 3H2 g H 1008kJ mol 1 2 已知在常溫常壓下 2CH3OH l 3O2 g 2CO2 g 4H2O g H 1275 6kJ mol 1 H2O l H2O g H 44 0kJ mol 1寫出表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式 思維模型 利用蓋斯定律書寫熱化學方程式 命題點二利用蓋斯定律比較反應熱大小3 比較下列各組 H1和 H2的相對大小 答案 H1 H2 H1 H2 H1 H2 H1 H2 4 2014 江蘇化學 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下列關于上述反應焓變的判斷正確的是 A H1 0 H30 H4 0C H1 H2 H3D H3 H4 H5 答案C 練后歸納 比較反應熱大小的四個注意要點 1 反應物和生成物的狀態(tài) 物質的氣 液 固三態(tài)的變化與反應熱的關系 2 H的符號 比較反應熱的大小時 不要只比較 H數(shù)值的大小 還要考慮其符號 3 參加反應物質的量 當反應物和生成物的狀態(tài)相同時 參加反應物質的量越多 放熱反應的 H越小 吸熱反應的 H越大 4 反應的程度 參加反應物質的量和狀態(tài)相同時 反應的程度越大 熱量變化越大 命題點三利用蓋斯定律計算反應熱 5 在25 101kPa時 C s H2 g CH3COOH l 的燃燒熱分別為393 5kJ mol 1 285 8kJ mol 1 870 3kJ mol 1 則2C s 2H2 g O2 g CH3COOH l 的反應熱為 A 488 3kJ mol 1B 488 3kJ mol 1C 191kJ mol 1D 191kJ mol 1 答案A 2 2014 課標全國 28 2 已知 甲醇脫水反應2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H1 23 9kJ mol 1甲醇制烯烴反應2CH3OH g C2H4 g 2H2O g H2 29 1kJ mol 1乙醇異構化反應C2H5OH g CH3OCH3 g H3 50 7kJ mol 1則乙烯氣相直接水合反應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 易錯警示 應用蓋斯定律計算反應熱時三個注意要點1 首先要明確所求反應的始態(tài)和終態(tài) 各物質化學計量數(shù) 判斷該反應是吸熱還是放熱 2 設計反應途徑時 有的反應要逆向寫 H符號也相反 有的反應式要擴大或減小倍數(shù) H也要相應擴大或減小相同倍數(shù) 3 注意各分步反應的 H的正負