2020版高考化学一轮复习第六章第一节化学能与热能课件新人教版.pptx

第六章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能,【通考点融会贯通】 1.热化学方程式正误判断的“六项注意”,2.热化学方程式的书写 (1)热化学方程式的书写步骤:,(2)利用盖斯定律书写热化学方程式:,【通考题触类旁通】 角度1 热化学方程式正误判断 1.(2019昆明模拟)下列热化学方程式书写正确的是 (H的数值正确) ( ) A.S(s)+ O2(g)=SO3(g) H=-315 kJmol-1 (燃烧热),B.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) H= -192.9 kJmol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为 192.9 kJmol-1,C.已知常温常压下:HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+ H2O(l) H=-57.3 kJmol-1,则有H2SO4(aq)+ Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) H= -114.6 kJmol-1 D.已知:S(s)+O2(g)=SO2(g) H1=-Q1 kJmol-1, S(g)+O2(g)=SO2(g) H2=-Q2 kJmol-1,则Q1Q2,【解析】选D。燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,而硫燃烧只能生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,故A错误;燃烧热定义中是生成稳定的氧化物,氢元素应转化为液态水,而不是氢气,故B错误;H2SO4与Ba(OH)2反应生成沉淀,也释放出热量,H小于-114.6 kJmol-1,故C错误;S(g)变化为S(s)还要释放出热量,所以Q1Q2,故D正确。,【加固训练】 (2019贵阳模拟)根据图判断,下列说法正确的是 ( ),A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H10 B.氢气的燃烧热为H2=-241.8 kJmol-1 C.上述A、B选项中的H1H2 D.液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g) +O2(g) H=+571.6 kJmol-1,【解析】选D。根据图象,反应物的总能量高于生成物 的总能量,反应放热,因此2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H10,故A错误;氢气的燃烧热指的是1 mol氢气燃烧 生成1 mol液态水,因此氢气的燃烧热H2= kJmol-1=-285.8 kJmol-1,故B错误;C 项,H0,放出的热量越多,H越小,上述A、B选项中,的H1H2,故C错误;根据图象,液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) H= +(483.6+88)kJmol-1=+571.6 kJmol-1,故D正确。,角度2 热化学方程式的书写 2.写出下列反应的热化学方程式: (1)1 mol C2H4(g)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和液态水,放出1411 kJ热量:_。 (2)1 mol CaCO3(s)在高温下完全反应,生成CaO(s)和CO2(g),吸收178.2 kJ热量:_。,(3)2 mol Al(s)与适量O2(g)反应,生成Al2O3(s),放出1 669.8 kJ 热量:_。,【解析】对于(1)(2)(3),已知反应物的物质的量和放出或吸收的热量,可直接写出热化学方程式。,答案:(1)C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) H=-1 411 kJmol-1 (2)CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H=+178.2 kJmol-1 (3)2Al(s)+ O2(g)=Al2O3(s) H=-1 669.8 kJmol-1,【加固训练】 1.(2019保定模拟)N2H4是一种高效清洁的火箭燃料,0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是 ( ),A.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=+267 kJmol-1 B.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-534 kJmol-1,C.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=+534 kJmol-1 D.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) H=-133.5 kJmol-1,【解析】选B。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和 气态水时,放出133.5 kJ热量,其焓变是负值,故A错 误;0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时, 放出133.5 kJ热量,则1 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮 气和气态水时,放出133.5 kJ4=534 kJ的热量,热化 学方程式为:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=,-534 kJmol-1,故B正确;N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量,其焓变是负值,故C错误; 0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ热量,则1 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5 kJ4=534 kJ的热量,故D错误。,2.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,室温下将1 mol无水硫酸铜制成溶液时放出的热量为Q1。又知胆矾分解的热化学方程式为:CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+ 5H2O(l);H=+Q2 kJmol-1则Q1和Q2的关系为 ( ) A.Q1Q2 C.Q1=Q2 D.无法确定,【解析】选A。假设胆矾溶于水时吸收热量为 Q kJmol-1,我们可以认为这个溶解分为2步进行,首 先是胆矾分解的热化学方程式为:CuSO45H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l) H=+Q2 molL-1,然后是室温下 将1 mol无水硫酸铜制成溶液时放出热量为Q1 kJ,则 根据盖斯定律可得Q=Q2-Q10。所以Q2Q1。,3.运载“神舟”七号飞船的“长征”2号火箭在第一、二级发动机中用“偏二甲肼”(分子式为C2H8N2)和四氧化二氮作为液态燃料。 (1)“偏二甲肼”分子中有一个氮原子不与氢原子相连,它的结构简式是_;,(2)已知a g偏二甲肼与b g四氧化二氮在发动机内燃烧生成稳定的、对环境友好的物质。若生成1 mol N2(g)的反应热量为c kJ,写出反应的热化学方程式: _。,【解析】由于“偏二甲肼”分子中有一个氮原子不与 氢原子相连,所以只能与碳原子相连,所以偏二甲肼的 结构简式为 。写热化学方程式的关键是确定 物质状态及反应热,依题意,“偏二甲肼”与四氧化二 氮在发动机内燃烧生成稳定的、对环境友好的物质一 定是二氧化碳气体、氮气和液态水。,答案:(1) (2)C2H8N2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l) H=3c kJmol-1,考向二 反应热的比较和计算 盖斯定律的应用 【通考点融会贯通】 1.H大小比较注意事项 (1)考虑反应物或生成物的聚集状态。由于气体变成 液体,液体变成固体均会放热,若是放热反应,生成固 体放出的热量生成液体放出的热量生成气体放出的,热量;若是吸热反应,生成气体吸收的热量生成液体吸收的热量生成固体吸收的热量。也可以借助下图理解:,(2)考虑反应的化学计量数。若一反应的化学计量数是另一反应的化学计量数的n倍,则反应热亦为另一反应的反应热的n倍。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。,(3)可逆反应中的H是指完全反应时的反应热,因此要考虑反应的程度,反应的程度越大,反应热越大。 (4)要注意H的“+”和“-”。在比较大小时,正负号具有数学意义。,2.反应热的计算题型 (1)利用热化学方程式进行有关计算。 根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应焓变当作“产物”,计算反应的反应热。,(2)依据燃烧热数据,利用公式直接计算反应热。 反应热=燃烧热n(可燃物的物质的量),(3)根据图示中能量变化来确定焓变 H=H(生成物)-H(反应物) 如图:H=H1-H20,该反应为吸热反应;焓变=a-b。,(4)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算反应热。如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H=E1-E2。,【通考题触类旁通】 角度1 反应热的比较 1.相同温度时,下列两个反应的反应热分别用H1和 H2表示,则 ( ) H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H1=-Q1 kJmol-1; 2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) H2=+Q2 kJmol-1,A.Q1Q2 B.Q1=Q2 C.2Q1Q2 D. Q2=Q1,【解析】选C。将式改写成式:2H2O(g)=2H2(g) +O2(g) H3=+2Q1 kJmol-1,式中的化学计量数与式相同,但式中H2O为气态,式中H2O为液态,生成液态水比生成等物质的量的气态水所放出的热量多,故2Q1Q2。,角度2 反应热的计算 2.(高考组合题)根据要求,完成下列填空: (1)(2017全国卷节选)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下: C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) H1,已知:C4H10(g)+ O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) H2=-119 kJmol-1 H2(g)+ O2(g)=H2O(g) H3=-242 kJmol-1 反应的H1为_kJmol-1。,(2)(2017全国卷节选)已知: As(s)+ H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) H1 H2(g)+ O2(g)=H2O(l) H2 2As(s)+ O2(g)=As2O5(s) H3,则反应As2O5(s)+3H2O(l)=2H3AsO4(s)的H= _。,(3)(2016全国卷节选)已知下列反应: SO2(g)+2OH-(aq)= (aq)+H2O(l) H1 ClO-(aq)+ (aq)= (aq)+Cl-(aq) H2 CaSO4(s)=Ca2+(aq)+ (aq) H3,则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)= CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的H=_。,【解析】(1)根据盖斯定律,用式-式可得式,因此H1=H2-H3=-119 kJmol-1+242 kJmol-1 =+123 kJmol-1。 (2)待求解反应可以由反应2-反应3-反应,则H=2H1-3H2-H3;,(3)已知:a.SO2(g)+2OH-(aq)= (aq)+H2O(l) H1 b.ClO-(aq)+ (aq)= (aq)+Cl-(aq) H2 c.CaSO4(s)=Ca2+(aq)+ (aq) H3,则根据盖斯定律可知a+b-c即得到反应SO2(g)+Ca2+(aq) +ClO-(aq)+2OH-(aq)=CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的H=H1+H2-H3。,答案:(1)+123 (2)2H1-3H2-H3 (3)H1+H2-H3,3.(新题预测)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下: CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H1 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H2 CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) H3,回答下列问题: 已知反应中相关的化学键键能数据如下:,由此计算H1=_kJmol-1;已知H2= -58 kJmol-1,则H3=_kJmol-1。,【解析】根据键能与反应热的关系可知,H1=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(1 076 kJmol-1+2 436 kJmol-1)-(413 kJmol-13+343 kJmol-1 +465 kJmol-1)=-99 kJmol-1。,根据质量守恒定律:由-可得:CO2(g)+H2(g)= CO(g)+H2O(g),结合盖斯定律可得:H3=H2-H1= (-58 kJmol-1)-(-99 kJmol-1)=+41 kJmol-1。 答案:-99 +41,【加固训练】 1.(2019洛阳模拟)已知25 、101 kPa下,如下图所示,石墨的燃烧热为-393.51 kJmol-1,金刚石的燃烧热为-395.41 kJmol-1。下列表达正确的是 ( ),A.金刚石比石墨稳定 B.C(s、石墨)=C(s、金刚石) H= +1.9 kJmol-1 C.H1H2 D.如果使用催化剂,H1和H2都变小,【解析】选B。由图象可知石墨、金刚石燃烧的热化 学方程式分别为C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g);H= -393.51 kJmol-1;C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g); H=-395.41 kJmol-1,二者相减可得C(s、石墨) =C(s、金刚石) H=+1.9 kJmol-1。金刚石燃 烧放出能量较多,则说明金刚石总能量较大,石墨比金,刚石稳定,故A错误;由以上分析可知C(s、石墨)= C(s、金刚石)H=+1.9 kJmol-1,故B正确;反应放热,则HH2,故C错误;催化剂不改变反应热的大小,故D错误。,2.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= (H1+H2-3H3) B.H4= (3H3-H1-H2) C.H4= (H1+H2-3H3) D.H4= (H1-H2-3H3),【解析】选A。式中含有S2(g)、式中含有S(g), 根据盖斯定律可知, -2得2S(g)+ SO2(g) + H2O(g)= H2S(g)+S2(g)+O2(g),然后再加 得2S(g)=S2(g),所以H4=H2 +H1 -H32= (H1+H2-3H3)。,3.已知化学反应2C(s)+O2(g) 2CO(g)、2CO(g)+ O2(g) 2CO2(g)都是放热反应。据此判断,下列说法 不正确的是(其他条件相同) ( ) A.12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能 量,B.56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量 C.12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量 D.将一定质量的C燃烧,生成CO2比生成CO时放出的热量多,【解析】选A。放出热量的化学反应,反应物的总能量 一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放 热反应,所以C+O2 CO2必然是放热反应,因此,B、C 两项的说法正确;12 g C并不代表反应物的全部,O2也 是反应物,所以A项不正确;由于C CO放热、CO CO2放热,所以C CO2比C CO放出的热量要多, 即D项说法正确。,4.关于反应: 2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) H=-2 600 kJmol-1; 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJmol-1; CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H=+216 kJmol-1。,下列叙述正确的是 ( ) A.CO的燃烧热为-283 kJmol-1 B.在进行时,若加入催化剂,可以使H减小 C.若有3.2 g CH4与足量水蒸气按反应,则放出的热量是43.2 kJ D.若生成相同质量的CO2,C2H2放出的热量大于CO,【解析】选D。CO的燃烧热为正值,即283 kJmol-1,不是焓变,A项错误;对于一个确定的化学反应方程式,H不变,与是否加入催化剂无关,B项错误;根据可知,CH4与足量水蒸气反应的过程吸热,C项错