高考化学二轮复习专题六化学反应与能量课件新人教版

专题六 化学反应与能量,1.认识常见的能量转化形式；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。 2.通过化学键的断裂和形成，了解化学反应中能量变化的原因。 3.了解吸热反应、放热反应、反应热、焓变等概念；了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。 4.能正确书写热化学方程式。,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：,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：HE1E2或HE4E3，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)的燃烧热是283.0 kJmol1，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H2283.0 kJmol1 C.氢气的燃烧热为285.5 kJmol1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l) 2H2(g)O2(g) H285.5 kJmol1 D.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,解析 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热叫做中和热，中和热是以生成 1 mol 液态H2O为基准的，A项错误；,CO(g)的燃烧热是283.0 kJmol1，则CO(g) O2(g)= CO2(g) H283.0 kJmol1，则2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H2283.0 kJmol1，逆向反应时反应热的数值相等，符号相反，B项正确；,电解 2 mol 水吸收的热量和2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等，C项中的H应为571.0 kJmol1； 在101 kPa 时，1 mol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,“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kJmol1，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101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。单位：kJmol1。需注意：燃烧热是以1 mol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1 mol 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CCO2、H2H2O(l)等。,(3)中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成 1 mol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) H57.3 kJmol1。,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) H1 2NO2(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1 mol N2，其H_kJmol1。,139,5.2014浙江理综，27(3)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下： CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g) H1218.4 kJmol1 (反应) CaSO4(s)4CO(g)CaS(s)4CO2(g) H2175.6 kJmol1 (反应),假设某温度下，反应 的速率(v1)大于反应 的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是_。,C,6.(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：H2O2H2O O2Q D.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,已知：,计算上述反应的H_ kJmol1。,解析 设“ ”部分的化学键键能为a kJmol1，则H(a3484125) kJmol1(a6124123436) kJmol1124 kJmol1。 答案 124,(2)2015全国卷，28(3)已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJmol1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。 解析 形成1 mol H2(g)和1 mol I2(g)共放出436 kJ151 kJ587 kJ 能量，设断裂2 mol HI(g)中化学键吸收2a kJ能量，则有2a58711，得a299。另解：H2E(HI)E(HH)E(II)，2E(HI)HE(HH)E(II)11 kJmol1436 kJmol1151 kJmol1598 kJmol1，则E(HI)299 kJmol1。,299,8.(2014重庆理综，6)已知： C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) Ha kJmol1 2C(s)O2(g)=2CO(g) H220 kJmol1 HH、O=O和OH键的键能分别为436、496和462 kJ mol1，则a为( ) A.332 B.118 C.350 D.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(24364964462) kJmol1，即2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H3480 kJmol1，题中2C(s)O2(g)=2CO(g) H2220 kJmol1，() 得C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H1(H2 H3) ，即a(220480) 130，选项D正确。,答案 D,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：1 mol金刚石中含2 mol CC键，1 mol硅中含2 mol SiSi键，1 mol SiO2晶体中含4 mol SiO键；分子晶体：1 mol P4中含有6 mol PP键，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中，含有12 mol PO键、4 mol P=O键， 1 mol C2H6中含有6 mol CH键和 1 mol CC键。,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(101 kPa、25 时可不标注)。,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“kJmol1”，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) H1297.16 kJmol1 S(正交，s)O2(g)=SO2(g) H2296.83 kJmol1 S(单斜，s)=S(正交，s) H30.33 kJmol1,(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1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。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),H123.8 kJmol1,(2)2014天津理综，7(4)晶体硅(熔点1 410 )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1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_ _。,SiCl4(g)2H2(g),Si(s),4HCl(g) H0.025a kJmol1,(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 、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是_ _。,NaBH4(s)2H2O(l),=NaBO2(s)4H2(g) H216 kJmol1,(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1 mol e的单质在足量d2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_ _。,2Na(s),O2(g)=Na2O2(s) H511 kJmol1,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890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJ mol1( ) (2)500 、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H38.6 kJmol1( ),(3)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g) H1 367.0 kJmol1(燃烧热)( ) (4)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1(中和热)( ) (5)25 、101 kPa时，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJmol1，则2H(aq)SO (aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l) H114.6 kJmol1 ( ),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1 mol 可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成错误。,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。,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) Hx kJmol1 已知：碳的燃烧热H1a kJmol1 S(s)2K(s)=K2S(s) H2b kJmol1,题组集训,题组一 利用盖斯定律求焓变,2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s) H3c kJmol1，则x为( ) A.3abc B.c3ab C.abc D.cab 解析 由碳的燃烧热H1a kJmol1，得C(s)O2(g)=CO2(g) H1a kJmol1，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H3H1H2H3，即x3abc。,A,2.(2013新课标全国卷，12)在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： H2S(g) O2(g)=SO2(g)H2O(g) H1 2H2S(g)SO2(g)= S2(g)2H2O(g) H2 H2S(g) O2(g)=S(g)H2O(g) H3 2S(g)=S2(g) H4,则H4的正确表达式为( ) A.H4 (H1H23H3) B.H4 (3H3H1H2) C.H4 (H1H23H3) D.H4 (H1H23H3),解析 给题中方程式依次编号为、，3 得2S(g)=S2(g) H4 (H1H23H3) 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) H200.9 kJmol1 NO(g) O2(g)=NO2(g) H58.2 kJmol1,SO2(g)O3(g)=SO3(g)O2(g) H241.6 kJmol1 反应3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H_kJmol1。 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H200.9 kJmol1(58.2 kJmol1)2317.3 kJmol1。,317.3,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1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为H1，将 1 mol 的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为H2；CuSO45H2O受热分解的化学方程式为CuSO45H2O(s) CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为H3。则下列判断正确的是( ) A.H2H3 B.H1H3,解析 1 mol CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故H10,1 mol CuSO4(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H1H2H3，分析得到答案：H1H3。 答案 B,5.已知下列热化学方程式： H2(g) O2(g)=H2O(g) H1a kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H2b kJmol1 H2(g) O2(g)=H2O(l) H3c kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H4d kJmol1 下列关系式中正确的是( ) A.ad0 C