2021高考化学新增分大一轮复习第17讲化学反应中的热效应课件苏教版.pptx
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1、,化学反应中的热效应,第17讲,专题6 化学反应与能量变化,大一轮复习讲义,考纲要求 KAOGANGYAOQIU,1.知道化学变化中常见的能量转化形式,能说明化学反应中能量转化的主要原因。 2.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。 3.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。 4.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性。认识化学在解决能源危机中的重要作用。,考点一 焓变、热化学方程式,考点二 标准燃烧热、热值、中和热 能源,探究高考 明确考向,课时作业,内容索引 NEIRONGSUOYIN,考点三 盖斯定律及反应热
2、的计算,01,考点一,焓变、热化学方程式,1.反应热(焓变),(1)概念:在 条件下进行的反应的 。 符号: 。 单位: 或 。 (2)表示方法 吸热反应:H 0;放热反应:H 0。,知识梳理,ZHISHISHULI,恒压,热效应,H,kJmol1,kJ/mol,2.放热反应和吸热反应的判断,(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。,吸,放,(2)从反应热的量化参数键能的角度分析,吸热,放热,(3)记忆常见的放热反应和吸热反应 放热反应:可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属跟酸的置换反应;物质的缓慢氧化等。 吸热反应:大多数分解反应;盐的水解;Ba(OH)28H
3、2O与NH4Cl反应;碳和水蒸气、C和CO2的反应等。,3.理解反应历程与反应热的关系,活化,活化,反应,放热,吸热,4.热化学方程式,(1)概念 表示参加反应 和 的关系的化学方程式。 (2)意义 表明了化学反应中的 变化和 变化。 如:2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1 表示: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。,物质的量,反应热,物质,能量,(3)书写要求 注明反应的 和 (25 、101 kPa下进行的反应可不注明)。 注明反应物和生成物的状态:固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。 热化学方
4、程式中各物质的化学计量数只表示物质的 ,而不表示分子个数(或原子个数),因此可以写成分数。 热化学方程式中不用“”和“”。 由于H与反应物的物质的量有关,所以热化学方程式中物质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。当反应向逆反应方向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。,温度,压强,物质的量,(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)吸热反应在任何条件下都不能发生( ) (4)活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高( ) (5)吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高
5、于生成物形成化学键放出的总能量( ) (6)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( ) (7)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( ),辨析易错易混正误判断,解析 焓变与反应条件无关。,(1)已知:N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJmol1,若向一定体积密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2,充分反应后,放出热量_(填“” “”或“”)92.4 kJ,说明判断的理由。,提升思维能力深度思考,答案 上述反应为可逆反应,1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应,因而放出的热量小于92.4 kJ。
6、,(2)若体积不变,向密闭容器中再充入2 mol NH3,则该反应的焓变H_。,92.4 kJmol1,题组一 化学反应过程中能量变化原因的分析 1.化学反应AB和BC的能量反应过程图如下所示。下列有关该反应的叙述错误的是 A.反应的H10 B.反应在升高温度时,平衡向正反应方向移动 C.反应的活化能小于反应的活化能 D.总反应AC的H30,解题探究,JIETITANJIU,解析 A项,AB的反应,反应物总能量(A点)小于生成物总能量(B点),AB的反应为吸热反应,吸热反应H10,正确; B项,BC的反应,反应物总能量(B点)大于生成物总能量(C点),反应为放热反应,升高温度时,平衡向逆反应方
7、向移动,错误; C项,反应的活化能是A生成B的最高点的差值,反应的活化能是B生成C最高点的差值,明显小于的,正确; D项,总反应AC反应的反应物总能量(A点)小于生成物总能量(C点),反应为吸热反应的H30,正确。,2.(2018湖南教育联盟联考)已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g) H100 kJmol1的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是 A.加入催化剂,该反应的反应热H将减小 B.每形成2 mol AB键,将吸收b kJ能量 C.每生成2分子AB吸收(ab) kJ热量 D.该反应正反应的活化能大于100 kJmol1,解析 催化剂不能改变反应热的大小,A错误; 形成化学键
8、,释放能量,B错误; 热化学方程式中,化学计量数代表物质的量,C错误。,3.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图: 下列说法正确的是 A.CO和O生成CO2是吸热反应 B.在该过程中,CO断键形成C和O C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2 D.状态状态表示CO与 O2反应的过程,解析 由题干上图可知状态的能量低于状态的能量,因此该过程是放热过程,A项错误; 由题干下图可知该过程中CO的化学键没有断开,B项错误; CO与O生成的CO2具有极性共价键,C项正确; 状态到状态表示CO与O生成CO2的过程,D项错误。,(1)焓变与反
9、应发生的条件、反应进行是否彻底无关。 (2)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。 (3)在化学反应中,反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。,题组二 依据键能或能量变化图计算焓变 4.(2018保定模拟)根据如图能量关系示意图,下列说法正确的是 A.1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJ B.反应2CO(g)O2(g)=2CO2(g)中,生成物的总能量大于反应物的总能量 C.由C(s)CO(g)的热化学方程式为:2C(s)O2(g)=2CO(g) H221.2 kJmol1 D.热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量,则CO热值H 10
10、.1 kJmol1,解析 A项,由图可知1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量比1 mol CO2(g)能量高393.5 kJ,错误; B项,2CO(g)O2(g)=2CO2(g)为放热反应,生成物的总能量小于反应物的总能量,错误; C项,由图可知1 mol C(s)与O2(g)生成1 mol CO(g)放出热量为393.5 kJ282.9 kJ110.6 kJ,且物质的量与热量成正比,焓变为负,则热化学方程式为2C(s)O2(g)=2CO(g) H221.2 kJmol1,正确; D项,若热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量,则CO的热 值为 10.1 kJg1,错误
11、。,5.(2018太原质检)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是 A.已知HF气体溶于水放热,则HF的H10 B.相同条件下,HCl的H2比HBr的小 C.相同条件下,HCl的H3H4比HI的大 D.一定条件下,气态原子生成1 mol HX键放出a kJ能量,则该条件下 H2a kJmol1,解析 A项,已知HF气体溶于水放热,则HF气体溶于水的逆过程吸热,即HF的H10,错误; B项,由于HCl比HBr稳定,所以相同条件下HCl的H2比HBr的大,错误; C项,H3H4代表H(aq)H(g)的焓变,与是HCl的还是HI无关,错误; D项,一定条件下,气态原子生成1 mol HX键放出a
12、 kJ能量,则断开1 mol HX键形成气态原子吸收a kJ的能量,即为H2a kJmol1,正确。,6.通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可用于估算化学反应的反应热(H),化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据,供计算使用。,工业上的高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(g),该反应的反应热H为_。,236 kJmol1,解析 SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算,而产物硅属于原子晶体,可根据原子晶体的结构计算
13、晶体硅中的共价键的数目。1 mol晶体硅中所含的SiSi键为 2 mol,即制取高纯硅反应的反应热H4360 kJmol12436 kJmol1(2176 kJmol14431 kJmol1)236 kJmol1。,1.熟记反应热H的基本计算公式,H生成物的总能量反应物的总能量 H反应物的总键能之和生成物的总键能之和,2.常见物质中的化学键数目,题组三 热化学方程式的书写 7.依据事实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2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_。 (2)CuC
14、l(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 、101 kPa下,已知该反应每消耗1 mol CuCl(s),放热44.4 kJ,该反应的热化学方程式是_。,SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l) H1 427.2 kJmol1,4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s) H177.6 kJmol1,(3)下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:_ _。,NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g),H234 kJmol1,(4)化学反应N23H22NH3的能
15、量变化如图所示(假设该反应反应完全)。 试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式。,答案 N2(g)3H2(g)2NH3(l) H2(cba) kJmol1,书写热化学方程式要“五查” (1)查热化学方程式是否配平。 (2)查各物质的聚集状态是否正确。 (3)查H的“”“”符号是否正确。 (4)查反应热的单位是否为kJmol1。 (5)查反应热的数值与化学计量数是否对应。,02,考点二,标准燃烧热、热值、中和热 能源,1.标准燃烧热和中和热的比较,知识梳理,ZHISHISHULI,1 mol,1 mol,1 mol,1 mol水,57.3 kJmol1,3.中和热的测定,
16、(1)实验装置,温度计,环形玻璃搅拌棒,2.热值 1 g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。,(3)注意事项 泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是 。 为保证酸完全中和,采取的措施是_ 。,保温,若采用的酸、碱浓度相等,可采用碱体,积稍过量,(2)中和热的测定 测定原理 c4.18 Jg114.18103 kJg11; n为生成H2O的物质的量。,4.能源,(1)能源分类 (2)解决能源问题的措施 提高能源的利用效率:a.改善开采、运输、加工等各个环节;b.科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。 开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。,1.表示标准燃烧热时,要完
17、全燃烧生成稳定的氧化物,其含义是什么?,提升思维能力深度思考,答案 物质中下列元素完全转变成对应的稳定氧化物,如CCO2(g),HH2O(l),SSO2(g)等。,2.怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液,能不能用金属(如铁、铜等)搅拌棒代替?,答案 上下搅拌,使溶液混合均匀;金属导热性能好会导致热量的散失,所以不能用金属代替。,题组一 对标准燃烧热、中和热的理解 1.(2018宜昌期中)下列热化学方程式中H的数值表示可燃物标准燃烧热的是 A.CO(g) O2(g)=CO2(g) H283 kJmol1 B.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H802.3 kJmol1 C.2H2(
18、g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1 D.H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H184.6 kJmol1,解题探究,JIETITANJIU,解析 A项,符合标准燃烧热的概念,正确; B项,生成物中的水是气体,属于不稳定氧化物,错误; C项,热化学方程式中是2 mol可燃物氢气燃烧放热,不符合标准燃烧热的概念,错误; D项,HCl不是氧化物,不符合标准燃烧热的概念要求,错误。,2.(2018临川第一中学高三模拟)25 、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJmol1,辛烷的标准燃烧热为5 518 kJmol1。下列热化学方程式书写正确的
19、是 A.2H(aq) (aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l) H57.3 kJmol1 B.KOH(aq) H2SO4(aq)= K2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1 C.C8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H2O(g) H5 518 kJmol1 D.2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l) H5 518 kJmol1,解析 A项,所列热化学方程式中有两个错误,一是中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时的反应热,二是当有BaSO4沉淀生成时,反应放出的热量会增加,生成1 mol H2O(l)时放出的热
20、量大于57.3 kJ,错误; C项,标准燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量,产物中的水应为液态水,错误; D项,当2 mol辛烷完全燃烧时,产生的热量为11 036 kJ,且辛烷应为液态,错误。,3.(2018长春期末)下列示意图表示正确的是 A.甲图表示Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H26.7 kJmol1反应的能 量变化 B.乙图表示碳的标准燃烧热 C.丙图表示实验的环境温度20 ,将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的 H2SO4、NaOH溶液混合,测量混合液温度,结果如图(已知V1V260 mL) D.丁图已知稳定性顺序:
21、BAC,某反应由两步反应 构成,反应 过程中的能量变化曲线如图(E1、E3表示两反应的活化能),解析 A项,图像表示的物质能量变化为反应物能量高于生成物能量的放热反应,反应Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H26.7 kJmol1为吸热反应,错误; B项,图像表示的热化学方程式为2C(s)O2(g)=2CO(g) H,生成的氧化物不是最稳定的氧化物,不符合标准燃烧热概念,错误; C项,如图,V2为20 mL时温度最高,说明此时酸碱已经反应完毕,又实验中始终保持V1V260 mL,所以V1为40 mL,由酸碱中和关系式:2NaOHH2SO4,硫酸和氢氧化钠溶液浓度不同,和
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