2019版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量变化第20讲化学能与热能课件.ppt

第20讲化学能与热能,第六章化学反应与能量,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.了解焓变与反应热的含义。5.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。6.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。,考点三盖斯定律及反应热的计算,探究高考明确考向,考点二燃烧热、中和热、能源,内容索引,考点一焓变、热化学方程式,课时作业,焓变、热化学方程式,考点一,知识梳理,1.反应热(焓变)(1)定义：在条件下进行的反应的。符号：。单位：或。(2)表示方法吸热反应：H0；放热反应：H0。(3)产生原因化学反应过程中旧键断裂的能量与新键形成的能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化。,恒压,热效应,H,kJmol1,kJ/mol,”“”或“”，下同)H2。,答案,解析,解析因为C(g)=C(l)H30则H3H2H1，H2H1。,(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20则H1_H2。,答案,解析,H2H3H1，则H3H1H2，又H30，所以H1H2。,解析,则H1_H2。,(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10,答案,解析,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。,题组四能源的开发和利用5.(2017天津高三模拟)未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源的是天然气煤核能石油太阳能生物质能风能氢能A.B.C.D.,答案,解析,解析新能源要符合污染小，可再生性强等特点，选D。,6.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是A.H2O的分解反应是放热反应B.氢能源已被普遍使用C.2mol液态H2O具有的总能量低于2molH2和1molO2的能量D.氢气不易贮存和运输，无开发利用价值,解析2H2O(l)=2H2(g)O2(g)是吸热反应，说明2mol液态H2O的能量低于2molH2和1molO2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。,答案,解析,盖斯定律及反应热的计算,考点三,1.盖斯定律(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即：化学反应的反应热只与反应体系的有关，而与无关。(2)意义：间接计算某些反应的反应热。,知识梳理,始态和终态,反应的途径,(3)应用,aH2,H2,H1H2,2.利用盖斯定律计算反应热(1)运用盖斯定律的技巧“三调一加”一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。二调：根据改写的热化学方程式调整相应H的符号。三调：调整中间物质的化学计量数。一加：将调整好的热化学方程式及其H相加。,(2)运用盖斯定律的三个注意事项热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。将一个热化学方程式颠倒时，H的“”“”随之改变，但数值不变。,正误判断辨析易错易混,答案,1.反应热比较选项判断(1)一个反应一步完成或几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越少(),解析一个反应的H大小只与反应的始态和终态有关，与途径无关。,解析,答案,(3)已知相同条件下2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1，反应2SO2(g)O2(g)2SO3(s)H2，则H1H2()(4)C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，说明石墨比金刚石稳定(),答案,2.已知Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)HakJmol1。判断下列变化过程是否正确(1)3AlCl(g)3CO(g)=Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)HakJmol1(),(3)2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)H2akJmol1(),深度思考提升思维能力,答案,解题探究,题组一利用盖斯定律比较H大小1.已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H13H2(g)Fe2O3(s)=2Fe(s)3H2O(g)H2,答案,解析,下列关于上述反应焓变的判断正确的是A.H10B.H50，H20所以H1H3。,方法二：方程式叠加法。,：,由于H10，H20，H30，所以H1H3。,题组二利用盖斯定律计算反应热3.在1200时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：,答案,2S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为,解析,4.(2017长沙市第一中学高三测试)在25、101kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5kJmol1、285.8kJmol1、870.3kJmol1，则2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为A.488.3kJmol1B.488.3kJmol1C.191kJmol1D.191kJmol1,答案,解析,题组三利用盖斯定律书写热化学方程式5.LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：2Li(s)H2(g)=2LiH(s)H182kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572kJmol14Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H1196kJmol1试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式_。,答案,解析,2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l)H702kJmol1,解析2LiH(s)=2Li(s)H2(g)H182kJmol1,上述三式相加得：2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l)H702kJmol1。,6.FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25、101kPa时：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1648kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393kJmol12Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s)H1480kJmol1FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是_。,答案,解析,4FeCO3(s)O2(g),=2Fe2O3(s)4CO2(g)H260kJmol1,解析将所给热化学方程式标号：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1648kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393kJmol12Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s)H1480kJmol1根据盖斯定律：(2)4可得总方程式。,探究高考明确考向,1.(2015北京理综，9)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如右：下列说法正确的是A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中，CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态状态表示CO与O2反应的过程,答案,解析,1,2,3,5,6,4,解析A项，由能量反应过程图像中状态和状态知，CO和O生成CO2是放热反应，错误；B项，由状态知，在CO与O生成CO2的过程中CO没有断键形成C和O，错误；C项，由状态及CO2的结构式O=C=O知，CO2分子中存在碳氧极性共价键，正确；D项，由能量反应过程图像中状态(CO和O)和状态(CO2)分析，状态状态表示CO和O原子反应生成CO2的过程，错误。,1,2,3,5,6,4,2.(2016海南，6)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8104kJ，油酸甘油酯的燃烧热为A.3.8104kJmol1B.3.8104kJmol1C.3.4104kJmol1D.3.4104kJmol1,答案,解析,1,2,3,5,6,4,3.(2017江苏，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C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H1akJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2bkJmol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H3ckJmol12CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H4dkJmol1A.反应、为反应提供原料气B.反应也是CO2资源化利用的方法之一,答案,解析,D.反应2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)的H(2b2cd)kJmol1,1,2,3,5,6,4,解析A项，反应、提供CO2和H2，正确；B项，反应将CO2转化为有机原料，是CO2的资源利用，正确；,D项，目标反应可由反应22获得，计算反应热为(2b2cd)kJmol1，正确。,1,2,3,5,6,4,4.2017全国卷，28(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。,答案,解析,通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_、_，制得等量H2所需能量较少的是_。,H2O(l)=,H2S(g)=H2(g)S(s)H20kJmol1,系统(),1,2,3,5,6,4,解析隔离分析两个系统，分别将每个系统中的三个方程式相加，即可得到所需答案。,1,2,3,5,6,4,5.2016全国卷，27(4)已知下列反应：,则反应SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)的H_。,H1H2H3,解析将题中的3个反应依次标记为、，根据盖斯定律，即得所求的反应，HH1H2H3。,答案,解析,1,2,3,5,6,4,6.2016全国卷，26(3)2O2(g)N2(g)=N2O4(l)H1N2(g)2H2(g)=N2H4(l)H2O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H32N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H41048.9kJmol1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_。,答案,解析,2H32H2H1,反应放出热量大，产生大量的气体,1,2,3,5,6,4,解析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H42H32H2H1；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。,1,2,3,5,6,4,课时作业,1.(2018信阳高三模拟)页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，是一种重要的非常规天然气资源。我国的页岩气储量超过其他任何一个国家，可采储量有1275万亿立方英尺。这些储量足够中国使用300多年，有关页岩气的叙述错误的是A.页岩气属于一种新能源B.页岩气属于一次能源C.页岩气属于清洁能源D.页岩气属于不可再生能源,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析页岩气属于天然气，是化石燃料，是不可再生能源。,解析,2.(2017武汉市第二中学高三检测)美国研究人员将CO和O附着在一种钉催化剂表面，用激光脉冲将其加热到2000K，成功观察到CO与O形成化学键生成CO2的全过程。下列说法不正确的是A.CO2属于酸性氧化物B.CO与O形成化学键的过程中放出能量C.钉催化剂可以改变该反应的焓变D.CO与O形成化学键的过程中有电子转移,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析二氧化碳能和碱反应生成盐和水，说明二氧化碳是酸性氧化物，A项正确；原子结合形成化学键时放出热量，B项正确；催化剂只改变反应速率，不改变反应的焓变，C项错误；一氧化碳转化为二氧化碳时碳的化合价升高，所以一氧化碳和氧形成化学键的过程中有电子转移，D项正确。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,3.下列说法正确的是A.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，还与反应的途径有关B.能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，且以物质为主C.根据盖斯定律，热化学方程式中的H直接相加即可得总反应热D.即使运用盖斯定律也无法计算出碳不完全燃烧时的反应热,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析化学反应的反应热与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关，A项错误；结合盖斯定律的内涵和应用可知C项错误；运用盖斯定律可计算出碳不完全燃烧时的反应热，D项错误。,4.(2017吉安二模)下列有关热化学方程式的叙述，正确的是A.1mol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B.由N2O4(g)2NO2(g)H56.9kJmol1，可知将1molN2O4(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为56.9kJC.由：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3kJmol1，可知：含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量为57.3kJD.已知101kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221kJmol1，则1mol碳完全燃烧放出的热量大于110.5kJ,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析A项，液态的水才是氢的稳定氧化物，错误；B项，N2O4(g)2NO2(g)H56.9kJmol1，这是一个可逆反应不可能完全反应，错误；C项，醋酸是弱电解质，电离的过程要吸收热量，因此1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量要小于57.3kJ，错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,5.在25、101kPa下，1mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4mol红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量关系如图所示：由此判断，下列说法正确的是A.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定B.由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定C.由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定D.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析由图像知：白磷比红磷能量高，能量越高越不稳定，故红磷比白磷稳定，红磷转化为白磷时需要吸收能量，属于吸热反应。,6.下列各组热化学方程式的H前者大于后者的是C(s)O2(g)=CO2(g)H1,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,S(s)O2(g)=SO2(g)H3S(g)O2(g)=SO2(g)H4,2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(aq)H8A.B.C.D.,解析H有正、负之分，比较时要连同“”“”在内一起比较，类似数学中的正、负大小的比较。中第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得：CO(g)=CO2(g)HH1H2，该反应为放热反应，即H1H2H4；发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故H5H6；碳酸钙分解吸收热量，H70，CaO与H2O反应放出热量，H8H8。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,7.(2017河南中原名校联盟模拟联考)下列图示与对应的叙述相符的是,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,A.图甲中的H1H2B.图乙表示可逆反应A(s)3B(g)2C(g)H0C.图丙表示充满NO2气体的试管，倒置于水槽中，向其中缓慢通入氧气直至试管中全部充满水，假设溶质不扩散，溶质的物质的量浓度与通入氧气的体积关系D.由图丁可说明烯烃与H2加成反应是放热反应，虚线表示在有催化剂的条件下进行,解析H1、H2、H3均小于零，且H1H2H3，故A错误；平衡常数不会随压强的改变而改变，故B错误；试管中发生的总反应为4NO2O22H2O=4HNO3，所以随氧气通入，溶质的物质的量浓度不变，故C正确；催化剂会降低反应的活化能，故D错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,8.(2017信阳、三门峡第一次联考)一定条件下，在水溶液中1molCl、,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析,B.bac反应的活化能为60kJmol1C.a、b、c、d、e中c最稳定,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,B项，bac反应的活化能为40kJmol1，错误；C项，a、b、c、d、e中a能量最低，所以最稳定，错误；,A.432kJmol1E(HBr)298kJmol1B.表中最稳定的共价键是HF键C.H2(g)2H(g)H436kJmol1D.H2(g)F2(g)=2HF(g)H25kJmol1,9.常温下，1mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析A项，Br的非金属性介于Cl、I之间，所以E(HBr)介于E(HCl)、E(HI)之间，即432kJmol1E(HBr)298kJmol1，正确；B项，根据表中的数据，HF键的键能最大，所以表中最稳定的共价键是HF键，正确；C项，破坏化学键需要吸收能量，所以H2(g)2H(g)H436kJmol1，正确；D项，H2(g)F2(g)=2HF(g)H436kJmol1157kJmol12568kJmol1543kJmol1，错误。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,10.火箭推进器常以联氨(N2H4)为燃料、过氧化氢为助燃剂。已知下列各物质反应的热化学方程式：N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H1533.23kJmol1H2O(g)=H2O(l)H244kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H3196.4kJmol1则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为A.N2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(l)H817.63kJmol1B.N2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H641.63kJmol1C.N2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(l)H641.63kJmol1D.N2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H817.63kJmol1,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析将题中的反应依次编号为、，生成液态水时的反应热2，生成气态水的反应热2，可求出B正确。,填写下列空白：(1)Q1_92kJ(填“”“”或“”)。,11.(2018榆林高三调研)N2与H2反应生成NH3的过程中能量变化曲线如图所示。若在一个固定容积的密闭容器中充入1molN2和3molH2，使反应N23H2,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(2)b曲线是_时的能量变化曲线。(3)上述条件下达到平衡时H2的转化率为_。(4)在温度体积一定的条件下，若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ，则2Q1与Q2的关系为_。,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,加入催化剂,Q1/92,Q22Q1,12.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)H1218.4kJmol1(反应)CaSO4(s)4CO(g)CaS(s)4CO2(g)H2175.6kJmol1(反应)请回答下列问题：(1)反应是放热反应还是吸热反应？_，能否通过反应判断等物质的量的CO、CO2具有能量的高低？_。,答案,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,吸热反应,否,解析,解析反应的H10，故为吸热反应；通过反应只能判断反应物总能量低于生成物总能量，不能判断某一反应物与某一生成物之间的能量的相对大小。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,(2)已知CO转化成CO2的能量关系如图所示。写出该反应的热化学方程式_，则CO的燃烧