第6章 第1讲 化学反应的热效应.ppt

1、第1讲 化学反应的热效应,【2020备考】 最新考纲：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，能正确书写热化学方程式。4.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。5.了解焓变与反应热的含义。6.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。,核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析热化学反应方程式，运用热化学反应原理解决实际问题。2.科学精神与社会责任：确认能源对社会发

2、展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。,考点一 焓变与反应热 （频数： 难度：）,“反应热”已成为近几年课标卷的必考内容，本考点主要是对反应,热与焓变的概念辨析，以及从化学键的角度分析能量产生的原因，应特别关注通过化学键计算反应热。,1.化学反应中的能量变化,2.焓变、反应热,H（生成物）H（反应物）,kJmol1,kJmol1,HQp,1.焓是与内能有关的相对比较抽象的一种物理量，焓变的值只与始末状态有关而与过程无关，物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。 2.反应热是指发生了化学反应之后，使反应产物的温度回到反应前始态的温度，放

3、出或吸收的热量，它既与始末状态有关，还与过程有关，但我们研究的多为恒压条件下进行的理想反应，此时反应热与焓变相同。,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。,（2）从反应热的量化参数键能的角度分析,1.注意过程（包括物理过程、化学过程）与化学反应的区别，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。 2.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）28H2O在常温常压下即可进行。 3.对于一些常见易混的吸热反应和放热反应要记一下，如C与CO2及C与水蒸气的反应皆为吸热反应。,速查速测,1.

4、（易混点排查）正确的打“”，错误的打“”,（1）放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应（ ） （2）物质发生化学变化都伴有能量的变化（ ） （3）水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热（ ） （4）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（ ） （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（ ）,2.（动手能力培养）根据RJ选修4P3图1“化学反应体系中反应物、产物的能量和活化能的关系改编”。已知反应ABC（H0），XC（H0）。试在下列坐标图中画出总反应过程中能量变化示意图。,解析 由ABX H0可知，X的能量比

5、A和B的能量和大。由XC H0可知，C的能量比X的能量低。,答案,3.（拓展探究）同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？,答案 在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。,A组 基础知识巩固,1.（2018南京市、盐城市一模）H2与ICl的反应分、两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是（ ）,A.反应、反应均为放热反应 B.反应、反应均为氧化还原反应 C.反应比反应的速率慢，与相应正反应的活化能无关 D.反应、反应的焓变之和为H218 kJmol1,解析 根据图像可知，反应和反应中反应物总能量都大于生成物，则反应

6、、均为放热反应，A正确；反应、中都存在元素化合价变化，所以反应、都是氧化还原反应，B正确；反应比反应的速率慢，说明反应中正反应的活化能较大，反应中正反应的活化能较小，C错误；反应、反应总的能量变化为218 kJ，根据盖斯定律可知，反应、反应的焓变之和为H218 kJmol1，D正确。,答案 C,2.（2019山西大学附中模拟）根据键能数据估算CH4（g）4F2（g）=CF4（g）4HF（g）的反应热H为（ ）,A.485 kJmol1 B.485 kJmol1 C.1 940 kJmol1 D.1 940 kJmol1,解析 H反应物的键能总和生成物的键能总和414 kJmol14155 kJ

7、mol1 4489 kJmol14565 kJmol141 940 kJmol1。 答案 D,3.（2019模拟卷节选）（1）CH3CH3（g）CH2=CH2（g）H2（g） H， 有关化学键的键能如下表：,则该反应的反应热为 。,答案 （1）125 kJmol1 （2）2H1H2 （2892a）,【反思归纳】 1.正确理解活化能与反应热的关系,（1）催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。 （2）在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1E2H。,2.熟悉掌握常见物质中的化学键数目,B组 考试能力过关,4.（2017浙江卷，9）下列物质放入水中，会显著放热

8、的是（ ）,A.食盐 B.蔗糖 C.酒精 D.生石灰 解析 生石灰CaO溶于水，生成Ca（OH）2并会放出大量的热。 答案 D,5.（2018北京理综，7）我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如图。,下列说法不正确的是（ ） A.生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B.CH4CH3COOH过程中，有CH键发生断裂 C.放出能量并形成了CC键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率,答案 D,考点二 热化学方程式 （频数： 难度：）,热化学方程式是高考热点，每年都涉及到，但一般不单独命题，,而是作为非选择题的某个设问，常与速

9、率、平衡题相结合，在复习时应掌握好书写原则，应特别关注通过盖斯定律书写热化学方程式。,1.概念,2.意义,25 、101 kPa条件下，2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时,放出571.6 kJ的热量,3.热化学方程式书写注意事项,（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 、101 kPa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“”、数值和单位（kJmol1）。 （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）,s,l,

10、g,aq,（5）区别于普通方程式：一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。 （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该物质的物质的量，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。,速查速测,1.（易混点排查）正确的打“”，错误的打“”,（1）S（s）O2（g）=SO2（g） Ha kJmol1表示1 mol S和氧气完全反应生成1 mol SO2气体，放出热量为a kJ（ ） （2）2H2O（l）=2H2（g）O2（g） H0（ ） （3）C（石墨，s）=C（金刚石，s） H0，说明石墨比金刚石稳定（

11、）,2.（教材课后习题改编）根据要求写出下列热化学方程式,（1）25 101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量，表示其反应热的化学方程式为_ _。 （2）0.3 mol乙硼烷（分子式B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，则其热化学方程式为_ _。,答案 （1）CH4（g）2O2（g）=CO2（g）2H2O（l） H890.3 kJmol1 （2）B2H6（g）3O2（g）=B2O3（s）3H2O（l） H2 165 kJmol1,3.（探究思考题）依据对可逆反应的反应热的理解，思考回答下列问题：,9

12、8.32 kJmol1,A组 基础知识巩固,1.已知一定温度和压强下：2H2（g）O2（g）=2H2O（g） H1a kJmol1， 下列叙述不正确的是（ ）,A.2 mol H2（g）和1 mol O2（g）完全反应生成2 mol H2O（g）时放出a kJ的热量 B.2 mol H2O（g）完全分解为2 mol H2（g）和1 mol O2（g）时吸收a kJ的热量 C.2 mol H2（g）和1 mol O2（g）完全反应生成2 mol H2O（l）时放出的热量小于a kJ D.1 mol H2（g）和0.5 mol O2（g）完全反应生成1 mol H2O（g）时放出0.5a kJ的热

13、量,解析 由热化学方程式知，A正确；反应逆向发生时热量的数值不变，B正确；等量的反应物生成液态水比生成气态水放出的热量多，C错误；反应物的物质的量减半，反应热也减半，D正确。 答案 C,2.下列热化学方程式正确的是（ ）,解析 选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应，A错；H应为196.6 kJmol1，B错；选项C中由于生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6 kJ，C错。 答案 D,3.依据所述事实，写出下列反应的热化学方程式。,（1）NaBH4（s）与H2O（l）反应生成NaBO2（s）和氢气，在25 、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4（s）放热21.6 kJ，该

14、反应的热化学方程式是_ _。,（3）工业上常用磷精矿Ca5（PO4）3F和硫酸反应制备磷酸。已知25 ，101 kPa时： CaO（s）H2SO4（l）=CaSO4（s）H2O（l）H271 kJ/mol 5CaO（s）3H3PO4（l）HF（g）=Ca5（PO4）3F（s）5H2O（l） H937 kJ/mol 则Ca5（PO4）3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 _。,（4）2018宁夏银川一中高三第六次月考，28（1）一定条件下，可用CO处理燃煤烟气生成液态硫，实现硫的回收。 已知：2CO（g）O2（g）=2CO2（g） H566 kJmol1 S（l）O2（g）=SO2（g） H2

15、96 kJmol1 则用CO处理燃煤烟气的热化学方程式是_ _。,解析 （3）已知25 ，101 kPa时，CaO（s）H2SO4（l）=CaSO4（s）H2O（l） H271 kJ/mol ，5CaO（s）3H3PO4（l）HF（g）=Ca5（PO4）3F（s）5H2O（l） H937 kJ/mol ，根据盖斯定律，由5得， Ca5（PO4）3F（s）5H2SO4（l）=5CaSO4（s）3H3PO4（l）HF（g） H2715 kJ/mol（937）kJ/mol418 kJ/mol。 （4）根据盖斯定律：第一个反应减去第二个反应整理得出CO处理燃煤烟气的热化学方程式2CO（g）SO2（g）

16、=2CO2（g）S（l） H270 kJ/mol。,答案 （3）Ca5（PO4）3F（s）5H2SO4（l）=5CaSO4（s）3H3PO4（l）HF（g） H418 kJ/mol （4）2CO（g）SO2（g）=2CO2（g） S（l） H 270 kJ/mol,【方法规律】,根据反应事实，书写热化学方程式的程序,B组 考试能力过关,4.（海南卷） 标准状态下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键能。已知HH、HO和OO键的键能H分别为436 kJ/mol、463 kJ/mol和495 kJ/mol。下列热化学方程式正确的是（ ）,解析 根据“HH，HO和O=O键的键焓H分别为436 k

17、Jmol1，463 kJmol1，495 kJmol1”，可以计算出2 mol H2和1 mol O2完全反应生成2 mol H2O（g）产生的焓变是436 kJmol12495 kJmol11463 kJmol14485 kJmol1， 所以该过程的热化学方程式为2H2（g）O2（g）=2H2O（g） H485 kJmol1，D正确。 答案 D,5.2018北京理综27（1）近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：,反应：2H2SO4（l）=2SO2（g）2H2O（g）O2（g） H551 kJmol1 反应：S（s）O2（g）=SO2（g） H297 k

18、Jmol1 反应的热化学方程式：_ _。,解析 由于反应是二氧化硫的歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为H2SO4和S，根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式为：3SO2（g）2H2O（g）=2H2SO4（l）S（s）。根据盖斯定律，反应与反应的热化学方程式相加得：2H2SO4（l）S（s）=3SO2（g）2H2O（g） H254 kJmol1，所以反应的热化学方程式为：3SO2（g）2H2O（g）=2H2SO4（l）S（s） H2254 kJmol1。,答案 3SO2（g）2H2O（g）=2H2SO4（l）S（s） H2254 kJmol1,6.2017课标全国卷，28

19、（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。,通过计算，可知系统（）和系统（）制氢的热化学方程式分别为_、 _， 制得等量H2所需能量较少的是 。,考点三 燃烧热 中和热 能源 （频数： 难度：）,燃烧热与中和热是高考冷考点，但能源作为化学与社会、环境的切,入点，常出现在考题中，另外应关注中和热的测定实验，对实验操作及误差分析能做出判断。,1.燃烧热,（4）燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放n（可燃物）|H|。 式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；H为可燃物的燃烧热。,2.中和热,（1）概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发

20、生中和反应生成 时的反应热叫中和热。 （2）注意几个限定词：稀溶液；产物是1 mol液态H2O；用离子方程式可表示为OH（aq）H（aq）=H2O（l） H57.3 kJmol1,1 mol液态H2O,（3）中和热的测定 装置。（请在横线上填写仪器名称）,环形玻璃搅拌棒,1.由于化学反应都有一定的可逆性，为保证酸（碱）能完全中和，可使加入碱（酸）稍过量。 2.中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热，生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。,3.能源,煤,石

21、油,天然气,不可,速查速测,1.（易混点排查）正确的打“”，错误的打“”,2.（教材改编题）（RJ选修4P7 表11改编）氢气的燃烧热为285.5 kJmol1，则电解水的热化学方程式为_ _。,A组 基础知识巩固,1.（2019台州期末）合理利用燃料，减小污染符合“绿色化学”理念，下列关于燃料的说法正确的是（ ）,解析 A项，“可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH4nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，A错误；B项，氧气助燃，所以通入足量的空气能使燃料充分燃烧，但通入大大过量的空气会使热量被空气带走，不利于热量的充分利用，B错误；C项，物质的化学能可以转化为热能、光能、电

22、能等能量形式，C正确；D项，根据燃烧热的定义，硫转化成气态的二氧化硫，D错误。 答案 C,2.下列关于热化学反应的描述中正确的是（ ）,A.HCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1。则H2SO4和Ca（OH）2反应的中和热H2（57.3） kJmol1 B.CO（g）的燃烧热H是283.0 kJmol1，则2CO2（g）=2CO（g）O2（g）反应的H（2283.0） kJmol1 C.1 mol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 D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量,解析 中和热是以生成1 mol H2O（l）作为标准的，因此

23、A不正确；燃烧热是指1 mol燃料完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量，因此B正确；有水生成的燃烧反应，必须按液态水计算燃烧热，因此C不正确；稀醋酸是弱酸，电离过程需要吸热，放出的热量要小于57.3 kJ，因此D不正确。 答案 B,3.中和热测定实验中，下列操作一定会降低实验准确性的是（ ）,A.用滴定管（精量仪器，读数保留到0.01）取所用酸碱溶液的体积 B.NaOH溶液在倒入小烧杯时，有少量溅出 C.大、小烧杯体积相差较大，夹层间放的碎泡沫塑料较多 D.测量HCl溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度,解析 用滴定管（精量仪器，读数保留到0.01）取所用酸碱溶液的体积，结果更精确，

24、提高实验准确性，故A错误；氢氧化钠溶液溅出时，碱的量减少，会使得中和热数据偏小，这样一定会降低实验准确性，故B正确；大、小烧杯夹层间放的碎泡沫塑料较多，保温效果更好，会提高实验准确性，故C错误；测量HCl溶液的温度计用水洗净再测氢氧化钠，会减少酸和碱之间因为中和反应而导致的热量损失，提高实验的准确度，故D错误。 答案 B,【易错警示】,由于中和反应和燃烧均是放热反应，叙述中和热和燃烧热时可不带“”号。如：某物质的燃烧热为Q kJmol1，但用H表示，其后所跟数值都需要带 “”符号。如：某反应的燃烧热为HQ kJmol1。,B组 考试能力过关,4.（2016海南化学，6）油酸甘油酯（相对分子质量

25、884）在体内代谢时可发生如下反应：,C57H104O6（s）80O2（g）=57CO2（g）52H2O（l） 已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热为（ ） A.3.8104 kJmol1 B.3.8104 kJmol1 C.3.4104 kJmol1 D.3.4104 kJmol1,答案 C,5.（2019黑龙江哈尔滨三中期中）一些烷烃的燃烧热如下表：,下列说法正确的是（ ） A.乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6（g）7O2（g）=4CO2（g）6H2O（g） H1 560.8 kJmol1 B.稳定性：正丁烷异丁烷 C.正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJmol1 D.相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多,解析 表示乙烷燃烧的热化学方程式中，H2O应为液态，且该反应的H3 121.6 kJmol1，A错误；由表中燃烧热数据可知，1 mol正丁烷、异丁烷分别完全燃烧时，正丁烷放出的热量多，说明等量的两种物质，正丁烷具有的能量高于异丁烷，则异丁烷更稳定，B错误；2甲基丁烷的稳定性强于正戊烷，由于2甲基丁烷的燃烧热为 3 531.3 kJmol1，故正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJmol1，C正确；由表中数据分析可知，相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少，D错误。 答案 C,