2019届高考化学一轮复习 第18讲 化学能与热能课件.ppt

第六章化学反应与能量第18讲化学能与热能,【考纲要求】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。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。,考点1焓变与反应热,知识梳理,1.化学反应的实质与特征,断裂,形成,物质,能量,热量,2.理清五个概念(1)反应热(Q):化学反应过程中放出或吸收的热量。(2)焓变(H):生成物与反应物的内能差,H=H()-H(),单位:(或kJmol-1)。,生成物,反应物,kJ/mol,(3)燃烧热,1mol,稳,定氧化物,kJ/mol,1molC(s),CO2(g),(4)中和反应反应热中和反应反应热的概念及表示方法,1mol,H2O,H=-57.3kJmol-1,中和反应反应热的测定a.装置(请在横线上填写仪器名称):,b.计算公式:H=-kJmol-1。t1起始温度,t2终止温度。,温度计,环形玻璃搅拌棒,(5)能源,不可再生,可再生,3.两角度明辨吸热反应和放热反应(1)反应物和生成物总能量的相对高低,H0,反应H0,反应,吸热,(2)断键吸收能量和成键放出能量的相对大小,吸收,CH键,C错误;D项,缺少CCl键的键焓,不能计算乙烷与氯气发生一氯代反应的焓变,错误。,易错易混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=反应物的键能之和-生成物的键能之和2.规避两个易失分点(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任何一个过程都不是化学变化。,(2)常见物质中的化学键数目,考点2热化学方程式,知识梳理,1.概念:表示参加反应和的关系的化学方程式。,物质的量,反应热,能量,3.热化学方程式的书写(1)书写步骤,(2)注意事项,+,-,kJ/mol,水溶液,固体,液体,气体,物质的量,名称,【多维思考】,提示:(1)(2)(3)(4)(5)(6),2.(1)101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ的热量,表示H2燃烧热的化学方程式为。(2)101kPa时,1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出890.3kJ的热量,表示其反应热的化学方程式为。(3)0.3mol乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,则其热化学方程式为。,考点演练,考向一热化学方程式的正误判断1.航天燃料从液态变为固态,是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭燃料,燃烧时放出巨大的能量,已知1kg金属铍完全燃烧放出的热量为62700kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是(),C,2.实验测得:101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ的热量;1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是(),A.仅有B.仅有C.仅有D.,B,解析:书写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点:(1)生成物的稳定状态,H2O为液态,C的稳定化合物为CO2;(2)单位是kJmol-1,不是kJ;(3)数值,H的数值要与热化学方程式中化学计量数保持一致;(4)符号,吸热用“+”标注,放热用“-”标注。仅符合要求。,方法指导“5审法”判断热化学方程式,考向二依据反应事实书写热化学方程式,3.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2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。SiH4自燃的热化学方程式为。(2)在25、101kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为。,(3)NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g),在25、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是。(4)在25、101kPa下,CO燃烧的热化学方程式:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-566kJmol-1,则表示CO燃烧热的热化学方程式为。,考向三依据图像书写热化学方程式4.导学号96656114化学反应N2+3H22NH3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:。,5.(1)如图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,则E1(填“增大”“减小”或“不变”,下同),H。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:。,解析:(1)观察图像,E1为反应的活化能,加入催化剂,反应的活化能降低,但是H不变。1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的反应热H=E1-E2=-234kJmol-1。,答案:(1)减小不变NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)H=-234kJmol-1,(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:,则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为。,考点3盖斯定律反应热的计算、比较,1.盖斯定律:不管化学反应是一步完成,还是分几步完成,其反应热是的。即反应热只与反应体系的和有关,而与反应途径无关。2.反应热的有关计算(1)根据热化学方程式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,可以把反应热当作“产物”,计算反应放出或吸收的热量。如:16g固体硫完全燃烧放出148.4kJ的热量,则1mol固体硫完全燃烧放出的热量为kJ。,知识梳理,相同,始态,终态,296.8,(2)根据物质燃烧热的数值计算:Q(放)=n(可燃物)|H|。如:已知H2的燃烧热H=-285.8kJmol-1,则1gH2完全燃烧生成液态水放出的热量为kJ。(3)根据化学键的变化计算H=反应物的化学键断裂所吸收的总能量-生成物的化学键形成所放出的总能量(4)根据反应物和生成物的总能量计算H=E(生成物)-E(反应物),142.9,(5)根据盖斯定律计算如:则焓变H、H1、H2的关系为:H=。,注意:在反应过程设计中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互变化,状态由固液气变化时,会吸热;反之会放热。,H1+H2,3.H的比较比较H的大小时需考虑正负号,对放热反应,放热越多,H;对吸热反应,吸热越多,H。,越小,越大,【多维思考】1.物质A在一定条件下可发生一系列转化,完成下列填空。,提示:(1)-H6或H1+H2+H3+H4+H5(2)0(3)=(4)=,(1)AF,H=。(2)H1+H2+H3+H4+H5+H6=。(3)CF,|H|(填“”“”“(2)Q3B.Q1Q3Q2C.Q3Q2Q1D.Q2Q1Q3,反思归纳利用状态,迅速比较反应热的大小若反应为放热反应(1)当反应物状态相同,生成物状态不同时,生成固体放热最多,生成气体放热最少。(2)当反应物状态不同,生成物状态相同时,固体反应放热最少,气体反应放热最多。(3)在比较反应热(H)的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越多,H反而越小。,考向三盖斯定律的多角度应用角度1:利用盖斯定律书写热化学方程式6.(1)用CO2和氢气合成CH3OCH3(甲醚)是解决能源危机的研究方向之一。,则CO2和氢气合成CH3OCH3(g)的热化学方程式为。,(2)用甲烷制水煤气(CO、H2),再合成甲醇可以代替日益供应紧张的燃油。下面是产生水煤气的几种方法:,角度2:利用盖斯定律计算反应热,B,A.+33.1kJmol-1B.+45.2kJmol-1C.-81.5kJmol-1D.-33.1kJmol-1,答案:(1)-80kJmol-1,答案:(2)15.5,解析:(2)根据盖斯定律,-得:2Ag(s)+1/2O2(g)Ag2O(s)H=(-348.3kJ/mol)-(-317.3kJ/mol)=-31kJ/mol,则1molAg(s)和足量O2(g)完全反应生成Ag2O(s)时,放出的热量为15.5kJ。,方法归纳利用盖斯定律计算反应热的一般步骤,角度3:利用盖斯定律定性判断H间的关系9.在1200时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:,A,真题体验感悟考法明确考向,考向一焓变、活化能的图像分析,BC,1.(2016海南卷,11)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A.由XY反应的H=E5-E2B.由XZ反应的H0C.降低压强有利于提高Y的产率D.升高温度有利于提高Z的产率,解析:由XY反应的H=E3-E2,A错误;由图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即由XZ反应的HH3B.H1H3,B,考向五盖斯定律反应热的计算5.(1)(2017全国卷)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:,解析:(1)反应=-,则H1=H2-H3=-119kJmol-1-(-242kJmol-1)=+123kJmol-1。,答案:(1)+123,解析:(2)对已知方程式依次编号,由反应2-3-得:H=2H1-3H2-H3。,答案:(2)2H1-3H2-H3,解析:(3)将题中的3个反应依次标记为、,根据盖斯定律,+-即得所求的反应,H=H1+H2-H3。,答案:(3)H1+H2-H3,上述反应热效应之间的关系式为H4=,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为。,解析:(4)对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数,利用盖斯定律,将热化学方程式2,减去热化学方程式2,再减去热化学方程式,即可得出热化学方程式,故H4=2H3-2H2-H1;联氨具有强还原性,N2O4具有强氧化性,两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应,反应放出热量大,并产生大量的气体,可为火箭提供很大的推进力。,答案:(4)2H3-2H2-H1反应放出热量大,产生大量的气体,(5)(2015全国卷)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:,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=-58kJmol-1,则H3=kJmol-1。,解析:(5)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=(1076kJmol-1+2436kJmol-1)-(413kJmol-13+343kJmol-1+465kJmol-1)=-99kJmol-1。根据盖斯定律,由-可得:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),H3=H2-H1=(-58kJmol-