高考化学一轮复习第1部分第6章第1节化学反应的热效应教学案鲁科版.docx

第1节化学反应的热效应考纲定位核心素养1.了解化学反应中能量转化的原因及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(H)与反应热的含义。了解活化能的概念。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。1.变化观念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模型认知认识盖斯定律应用及推导目标反应的热化学方程式的思维模型。3社会责任关注能源的合理开发利用，具有可持续的能源发展意识，利用化学知识开发利用新能源。考点一| 焓变热化学方程式1化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式吸热反应：热能化学能。放热反应：化学能热能。光合作用：光能化学能。燃烧反应：化学能热能，化学能光能。原电池反应：化学能电能。电解池反应：电能化学能。(4)化学反应的实质与特征2焓变、反应热(1)焓(H)用于描述物质所具有能量的物理量。(2)焓变(H)HH(反应产物)H(反应物)。单位kJmol1或kJ/mol1。(3)反应热指当化学反应在一定温度下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJmol1。(4)焓变与反应热的关系对于恒压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：HQp。3吸热反应和放热反应(1)从反应物和反应产物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。反应吸热反应放热(2)从反应热的量化参数键能的角度分析提醒：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；金属跟水或酸的置换反应；物质的缓慢氧化；铝热反应。吸热反应：大多数分解反应；盐类的水解反应；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应。4活化能与焓变的关系(1)E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，HE1E2；(2)催化剂能降低正、逆反应的活化能，能提高反应物活化分子百分含量，但不影响焓变的大小。5热化学方程式(1)定义：表示参加反应物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。(2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1表示在25 、101 kPa条件下，2_mol_H2和1_mol_O2反应生成2_mol液态水时放出571.6_kJ的热量。深度归纳书写热化学方程式注意事项(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s、l、g、aq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)区别于普通方程式：一般不注“”“”以及“点燃”“加热”等。(5)注意热化学方程式的系数：热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且系数必须与H相对应，如果系数加倍，则H也要加倍。(6)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。1正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行。()(2)反应物的总能量低于生成物的总能量时，一定不能发生反应。()(3)一个反应的焓变因反应物的用量和反应条件的改变而发生改变。()(4)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。()(5)正反应的活化能越高，反应越难进行，焓变越大。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2常温常压下，1 g H2完全燃烧，放出a kJ的热量，则H2燃烧的热化学方程式为_。答案：H2(g)O2(g)=H2O(l)H2a kJmol1考法1化学反应中的能量变化1根据下列图像的叙述不正确的是()A图(1)表示的热化学方程式为CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1B图(2)表示的热化学方程式为CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1C由图可知正逆反应的热效应的数值相同D两个图像表示的含义不同B图(2)表示的反应物为CO2(g)和H2(g)，B项错误。2(2019河南十校模拟)研究表明N2O与CO在Fe作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是()A反应总过程H0BFe使反应的活化能减小CFeO也是该反应的催化剂DFeN2OFeON2、FeOCOFeCO2两步反应均为放热反应CA项，反应总过程为N2OCO=N2CO2，根据图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，H”“”或“”)0。已知该二聚反应的反应热数值约为活化能的。下列能量关系图最合理的是_(填字母序号)。 ABC D解析：反应在较低温度下自发进行， 说明H0，故HA的能量比(HA)2的能量高，又因为该二聚反应的反应热数值约为活化能的，故选B。答案：B4已知：2SO2(g)O22SO3(g)Ha kJmol1，该反应的正反应活化能为b kJmol1，则该反应的逆反应活化能为_kJmol1。答案：ab考法3化学键(或键能)变化与H的互算5(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()化学键CHCFHFFF键能/(kJmol1)414489565155A485 kJmol1B485 kJmol1C1 940 kJmol1D1 940 kJmol1DH反应物的键能总和生成物的键能总和414 kJmol14155 kJmol14489 kJmol14565 kJmol141 940 kJmol1。6用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用如下反应，可实现氯的循环利用：4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H115.6 kJmol1。下列说法正确的是()A该反应的活化能为115.6 kJmol1B使用催化剂能使该反应的焓变增大C该反应的正反应活化能比逆反应活化能大D断裂H2O(g)中1 mol HO键比断裂HCl(g)中1 mol HCl键所需能量多DA项，活化能不等于反应热，错误。B项，催化剂对反应焓变的大小无影响，错误。C项，考生易因不清楚反应热与活化能的关系而出错，H正反应活化能逆反应活化能0，故正反应活化能比逆反应活化能小，错误。D项，考生利用键能计算时，易因忽视1 mol H2O中含有2 mol HO键而出错，4E(HCl)498 kJmol12243 kJmol14E(HO)115.6 kJmol1，整理得E(HO)E(HCl)31.9 kJmol1，故断开1 mol HO键比断开1 mol HCl键所需能量多，正确。思维建模H的三种基本计算公式(1)H反应物总键能之和生成物总键能之和。(2)H生成物总能量反应物总能量H(生成物)H(反应物)。(3)H正反应活化能逆反应活化能。注意：常见物质(1 mol)中化学键数目物质CO2(C=O)CH4 (CH)P4(PP)SiO2 (SiO)石墨金刚石S8(SS)Si键数24641.5282考法4热化学方程式的书写7根据信息书写热化学方程式(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_。(2)在25 、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_。(3)在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出Q kJ的热量，写出N2与H2反应的热化学方程式为_。(4)化学反应N23H22NH3的能量变化如图所示试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式：_。(5)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，该反应的热化学方程式是_。解析：(1)室温时AX3为液态(l)，AX5为固态(s)。(2)根据碳原子守恒有：C2H5OH2CO22CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀，则乙醇为0.5 mol，据此可写出反应的热化学方程式。(3)1 mol N2完全反应放出的热量为 kJ4Q kJ，故N2(g)3H2(g)2NH3(g)H4Q kJmol1。(4)根据箭头的指向可知a、b、c均为正值。(5)消耗1 mol NaBH4(s)放热38 kJ216 kJ。答案：(1)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJmol1(3)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H4Q kJmol1(4)N2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(abc) kJmol1(5)NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H216 kJmol1考点二| 燃烧热中和热能源1燃烧热和中和热燃烧热中和热相同点能量变化放热H及其单位H0)强酸与强碱反应的中和热H57.3_kJmol1提醒：(1)对于中和热、燃烧热，由于它们反应放热是确定的，所以描述中不带“”，但其焓变为负值；(2)当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O(l)的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol；(3)常温时稳定氧化物示例：HH2O(l)，CCO2(g)，SSO2(g)。2中和反应热(简称中和热)的测定(1)实验装置(2)测定原理QC(T2T1)。其中C表示溶液及量热计的热容，T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。(3)注意事项中和热测定实验关键是保温、隔热，减少实验过程中的热量损失。为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍微过量。3能源提醒：科学开发利用能源的措施(1)提高能源的利用率科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧：一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等；二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷射成雾状等。(2)开发新的能源开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。正误判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则H2SO4溶液和Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H257.3 kJmol1。()(2)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJmol1。()(3)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJmol1，则C6H12O6(s)3O2(g) =3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1。()(4)已知101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则该反应的反应热为221 kJmol1。()(5)已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)考法1燃烧热、中和热与能源1(2019台州模拟)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()A“可燃冰”是将水变为油的新型燃料B通入大大过量的空气使燃料充分燃烧，从而达到充分利用热能的目的C燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用D硫的燃烧热为a kJmol1 ，硫燃烧热的热化学方程式：S(s)O2(g)=SO3(g)Ha kJmol1CA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。2(2019昆明模拟)已知：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H157.3 kJmol1，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2571.6 kJmol1，下列有关说法正确的是()A向含0.1 mol NaOH的溶液中加入一定体积的0.1 molL1乙二酸，反应中的能量变化如图所示BNH3H2O(aq)H(aq)=NH(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1C氢气的标准燃烧热为571.6 kJmol1D若反应中水为气态，则同样条件下的反应热：H57.3 kJmol1，B项错误；反应消耗1 mol H2(g)放出的热量为285.8 kJ，故H2的燃烧热为285.8 kJmol1，C项错误；D项，水为气态时，放出的热量少，但H大，即HH2，D项错误。考法2中和反应热的实验测定3某实验小组用0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。(1)装置中碎泡沫塑料的作用是_。(2)写出该反应的热化学方程式生成1 mol H2O(l)时的反应热为57.3 kJmol1：_。(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表所示。请填写表格中的空白：温度次数起始温度t1/终止温度t2/温度差平均值(t2t1)/H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4近似认为0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密度都是1.0 gmL1，中和后生成溶液的比热容c4.18 J(g)1。则生成1 mol H2O(l)时的反应热H_(取小数点后一位)。上述实验数值结果与57.3 kJmol1有偏差，产生偏差的原因不可能是_(填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b量取NaOH溶液的体积时仰视读数c分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度(4)若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和稀氨水分别和1 L 1 molL1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为H1、H2、H3，则H1、H2、H3的大小关系为_。解析：(3)第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值约为4.0 。H(5030)mL1.0 gmL14.0 4.18103 kJg110.025 mol53.5 kJmol1。放出的热量少可能是散热、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。(4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中NH3H2O的电离要吸收热量，故中和热要小一些(注意中和热与H的关系)。答案：(1)隔热保温，防止热量的损失(2)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1(3)4.053.5 kJmol1b(4)H1H2”“”“0。(2)由已知信息可得CO(g)O2(g)=CO2(g)H3283 kJmol1，将该热化学方程式及已知信息中热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由a2b得：S(l)O2(g)=SO2(g)H(283 kJmol1)237.0 kJmol1529 kJmol1。设E2为逆反应的活化能，则E1E2H20，所以E1H2。(3)醋酸和NaOH的中和反应(反应热H)，可以分为CH3COOH的电离(反应热H1)、H和OH的中和(反应热H2)两步，故H1HH246.8 kJmol1(57.3 kJmol1)10.5 kJmol1。(4)反应热反应物总键能生成物总键能，由有机物的结构可知，乙苯催化脱氢反应的反应热等于CH2CH3的总键能与CH=CH2、H2的总键能之差，故乙苯催化脱氢反应的H(54123483412612436) kJmol1124 kJmol1，根据盖斯