（江苏专用）2020版高考化学专题四第1讲化学反应的热效应课件.pptx

第1讲 化学反应的热效应,【2020备考】 最新考纲：1.能说明化学反应中能量转化的主要原因，知道化学变化中常见的能量转化形式。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。 新课标要求：能说明化学变化中的能量转化，能分析化学变化中能量吸收或释放的原因。能定量分析化学变化的热效应。能依据化学变化中能量转化的原理，提出利用化学变化实现能量储存和释放的有实用价值的建议。,最新考情：化学反应的热效应的考查，一是在选择题中单独设题，考查反应中的能量变化、反应热的比较及盖斯定律的计算，如2017年、2016年、2014年高考；二是在选择题中某一选项出现，多与图像分析相结合，如2016年T10A，2015年T3B，2011年T10A；三是在填空题中考查，考查盖斯定律的计算或结合盖斯定律的热化学方程式的书写，如2015年、2013年高考。预测2020年高考延续这一命题特点，一是在选择题某一选项中出现，二是考查有关盖斯定律的热化学方程式的书写。,考点一 焓变与反应热,1.反应热和焓变,(1)反应热：化学反应中吸收或放出的热量。 (2)焓变：在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为_，单位是_。,知识梳理,H,kJmol1或kJ/mol,2.吸热反应与放热反应,E1E2,减小,减小,不变,E1E2,减小,减小,不变,名师助学：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。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。,1.(2012江苏化学，4)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( ),反应过程中能量变化图像,题组诊断,解析 从图中看，反应物的总能量低于生成物的总能量，故为吸热反应，A错误；焓变是指反应物与生成物之间的能量差值，与反应过程无关，B错误；加入催化剂之后，E1、E2都变小，即活化能减小，C正确；从图知，逆反应的活化能小于正反应的活化能，D错误。 答案 C,A.该反应为放热反应 B.催化剂能改变该反应的焓变 C.催化剂能降低该反应的活化能 D.逆反应的活化能大于正反应的活化能,2.(2018南京、盐城一模)H2与ICl的反应分两步进行，其能量曲线如下图所示，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 A项，由图示知，两步反应的反应物的能量均比产物的能量大，所以均为放热反应，正确；B项，第一步有单质H2参加，第二步有单质I2生成，故均为氧化还原反应，正确；C项，反应的活化能越小，反应越容易进行，且反应速率也快，错误；D项，由盖斯定律知，两步反应的总焓变与一步总反应的反应物和生成物的能量有关，由图知，反应物的能量比生成物的能量大，故为放热反应，H218 kJmol1，正确。 答案 C,【归纳总结】 解答能量变化图像题的“三”关键 1.注意活化能在图示中的意义。,(1)从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能； (2)从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能。,2.催化剂只影响正、逆反应的活化能，而不影响反应的H。 3.设计反应热的有关计算时，要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。,3.已知：1 mol晶体硅中含有2 mol SiSi键。Si(s)O2(g)=SiO2(s) H，其反应过程与能量变化如图所示。,反应热与键能关系,解析 晶体硅光伏发电是将太阳能转化为电能，A项错误；根据化学键的键能判断，断裂1 mol二氧化硅需要的能量为4460 kJ1 840 kJ，断裂1 mol晶体硅需要的能量为2176 kJ354 kJ，故二氧化硅稳定性大于硅的稳定性，B项错误；Si(s)O2(g)=SiO2(s) HkJ/mol988 kJ/mol，C项正确；根据图中信息可知，Hc，D项错误。 答案 C,下列说法正确的是( ) A.晶体硅光伏发电是将化学能转化为电能的 B.二氧化硅稳定性小于硅的稳定性 C.H988 kJ/mol D.Hac,4.SF6分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为( ),A.1 780 kJ/mol B.430 kJ/mol C.450 kJ/mol D.1 220 kJ/mol 解析 H反应物键能总和生成物键能总和，所以该反应的H280 kJ/mol3160 kJ/mol6330 kJ/mol1 220 kJ/mol，D项正确。 答案 D,(1)H断裂化学键吸收的总能量形成化学键所释放的总能量；H反应物的键能总和生成物的键能总和。 (2)键能、稳定性和物质能量的关系：某物质的键能越大，破坏其化学键吸收的能量就越大，其物质就越稳定，但是其自身含有的能量就越低。即物质越稳定，则自身含有的能量越低。 (3)常见物质中的化学键数目,【归纳总结】,考点二 热化学方程式,1.概念,表示参加反应的物质的_和_关系的化学方程式。,知识梳理,物质的量,反应热,2.意义,表明了化学反应中的_变化和_变化。 如：C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1表示在25 ，101 kPa时， _生成_，同时放出_。,物质,能量,1 mol固体碳和1 mol氧气反应,1 mol 二氧化碳,393.5 kJ的热量,3.热化学方程式的书写,提醒：H与反应的“可逆性” 可逆反应的H表示反应物完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。如N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H92.4 kJmol1。 表示在298 K时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3 (g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 mol N2 (g)和3 mol H2(g)充分反应，不可能生成2 mol NH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4 kJ。 H单位“kJmol1”的含义，并不是指每摩尔反应物可以放热多少千焦，而是对整个反应而言，是指按照所给的化学方程式的化学计量数完成反应时，每摩尔反应所产生的热效应。,4.盖斯定律,始态和终态,283,1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”),(1)热化学方程式中，化学计量数只代表物质的量，不代表分子数( ) (2)对于可逆反应，热化学方程式后的H代表前面的化学计量数对应物质的量的物质完全反应时的热效应( ) (3)正逆反应的H相等( ) (4)反应条件(点燃或加热)对热效应有影响，所以热化学方程式必须注明反应条件( ),题组诊断,热化学方程式的正误判断,(5)比较H大小，只需比较数值，不用考虑正负号( ) (6)热化学方程式中的化学计量数与H成正比( ) (7)物质的状态不同H的数值也不同( ) (8)当反应逆向进行时，其反应热与正反应热的反应热数值相等，符号相反( ),2.下列热化学方程式或叙述正确的是( ),解析 反应放热，H0，A项错误；2 mol石墨即24 g石墨放出的热量是221 kJ，B项错误；氢气燃烧放热，则水分解吸热，C项正确；反应是可逆反应，不能计算放出的热量，D项错误。 答案 C,3.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,【归纳总结】 “五审”判断热化学方程式的正误,4.依据信息书写热化学方程式,(1)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_。 (2)已知25 、101 kPa时，Mn(s)O2(g)=MnO2(s) H520 kJ mol1 S(s)O2(g)=SO2(g) H297 kJ mol1 Mn(s)S(s)2O2(g)=MnSO4(s) H1 065 kJ mol1 SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_。,热化学方程式的书写,(3)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。 传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。,其中，反应为2HCl(g)CuO(s)=H2O(g)CuCl2(s) H1 反应生成1 mol Cl2的反应热为H2，则总反应的热化学方程式为_ (反应热用H1和H2表示)。,(4)将CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，可发生反应： CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g)，该反应的H206 kJmol1 已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H802 kJmol1，写出由CO2和H2O(g)生成CO的热化学方程式_。,解析 (1)根据C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。,5.(1)如图是298 K、101 kPa时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为 。,(2)化学反应N23H2=2NH3的能量变化如图所示(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 (1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g) H92 kJmol1 (2)N2(g)3H2(g)=2NH3(l) H2(bca)kJmol1,【思维模型】 利用盖斯定律书写热化学方程式,考点三 燃烧热、中和热和能源,1.燃烧热和中和热,知识梳理,0,1 mol,1 mol,1 mol,1 mol水,57.3 kJmol1,2.中和反应反应热的测定,(1)装置。(请在横线上填写仪器名称),环形玻璃搅拌棒,保温隔热，减少实验过程中的热量损失,碱稍过量,测量中和反应反应热常见误差分析(以盐酸和NaOH溶液反应为例)。,3.能源,煤,石油,天然气,不可,题组诊断,理解燃烧热和中和热的概念,1.25 、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，辛烷的燃烧热为5 518 kJmol1。下列热化学方程式书写正确的是( ),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)时放出的热量大于57.3 kJ，错误；B项正确；C项，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。 答案 B,2.下列说法不正确的是( ),解析 燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，据此可知A、B项正确、C项错误；因浓硫酸在稀释时还要放出一部分热量，故D项正确。 答案 C,3.将V1 mL 1.0 molL1盐酸溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1V250 mL)。下列叙述正确的是( ),中和热的实验测定,A.做该实验时环境温度为22 B.该实验表明化学能可以转化为热能 C.NaOH溶液的浓度约是1.00 molL1 D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应,答案 B,4.某实验小组用0.50 molL1NaOH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)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： 。,(2)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： 近似认为0.50 molL1NaOH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 (3)若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol L1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 (2)第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的平均值为4.0 。H(5030)mL1.0 gmL14.0 4.18103kJg110.025 mol53.5 kJmol1。放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。(3)稀NaOH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)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l) H114.6 kJmol1 (2)4.0 53.5 kJmol1 b (3)H1H2H3,【归纳总结】 测定中和热的易错细节 (1)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。 (2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.10.5 molL1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。 (3)使用两只量筒分别量取酸和碱。 (4)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。 (5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。,1.反应热的计算,(1)利用热化学方程式计算：反应热与反应物的物质的量成正比。 (2)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算。 若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的HE1E2。 (3)利用盖斯定律计算。,9 反应热的计算与比较,2.反应热的比较方法,H的比较方法有两种：一是运用盖斯定律直接加减，结合状态改变比较大小；二是作图比较。如比较：2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H1；2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H2。 方法一：可得2H2O(l)=2H2O(g) HH1H20，即可知H1H2。 方法二：,要注意在图像上只能看出放出或吸收热量的多少，若是放热反应，放出热量越多，H越小；若是吸热反应，吸收热量越多，H越大。,1.(2014江苏化学，10)已知：C(s)O2(g)=CO2(g) H1,CO2(g)C(s)=2CO(g) H2 2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H3 4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s) H4 3CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s) H5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) A.H10，H30 B.H20，H40 C.H1H2H3 D.H3H4H5,焓变的判断与比较,答案 C,2.(2017江苏化学，8)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( ),答案 C,3.(2018徐州考前模拟)联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。下列说法不正确的是( ), 2O2(g)N2(g)=N2O4(l) H1 N2(g)2H2(g)=N2H4(l) H2 O2(g)2H2(g)=2H2O(g) H3 2N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g) H41 048.9 kJmol1 A.O2(g)2H2(g)=2H2O(l) H5，H5H3 B.H42H32H2H1 C.1 mol O2(g) 和2 mol H2(g)具有的总能量高于2 mol H2O(g) D.联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热,解析 A项，反应生成气态水，气态水到液态水放出热量，H5小，错误；B项，由盖斯定律，可知正确；C项，反应为放热反应，正确。 答案 A,【归纳反思】 比较反应热大小的四个注意要点,(1)反应物和生成物的状态： 物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。,(2)H的符号：比较反应热的大小时，不要只比较H数值的大小，还要考虑其符号。 (3)参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的H越小，吸热反应的H越大。 (4)反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。,4.(1)(2015江苏化学，20)O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：,盖斯定律的计算与热化学方程式书写,2Ca3(PO4)2(s)10C(s)=6CaO(s)P4(s)10CO(g) H13 359.26