高考化学总复习 第五章 第一节化学反应与能量的转化精讲课件 .ppt

第一节化学反应与能量的转化 第五章化学反应中的能量的转化 放热反应和吸热反应 例1 已知某反应a g b g c g d g 过程中的能量变化如图所示 回答下列问题 1 该反应是 填 吸热 或 放热 反应 该反应的 h kj mol 1 用含e1 e2的代数式表示 1mol气体a和1mol气体b具有的总能量比1mol气体c和1mol气体d具有的总能量 填 一定高 一定低 或 高低不一定 2 若在反应体系中加入催化剂使逆反应速率增大 则e1和e2的变化是 e1 e2 h 填 增大 减小 或 不变 解析 1 由于反应物吸收的能量大于产物放出的能量 所以该反应为吸热反应 吸热反应的焓变大于零 从图像中看出反应物的能量低 产物的能量高 该反应一定为吸热反应 2 催化剂只能改变化学反应的快慢 催化剂能降低化学反应的活化能来加快化学反应速率 对于可逆反应 催化剂能同等程度的降低正反应和逆反应的活化能 答案 1 吸热e1 e2一定低 2 减小减小不变 针对训练 1 据报道 科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂 下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是 解析 使用催化剂 可降低反应的活化能 水分解需吸收能量 反应物能量低 生成物能量高 答案 b 热化学方程式的书写及正误判断 1 书写热化学方程式的一般步骤 1 依据有关信息写出注明状态的热化学方程式并配平 2 根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热 3 如果为放热反应 h为负值 如果为吸热反应 则 h为正值 并写在所得热化学方程式的后面 4 如果题目另有要求 可将反应物燃烧热的热化学方程式和中和热的热化学方程式的化学计量数变换成分数 2 书写热化学方程式应注意以下几点 1 要注明反应物和生成物的聚集状态 常用s l g分别表示固体 液体 气体 2 h与方程式的计量系数有关 注意方程式与对应的 h不要弄错 计量系数可以是小数或分数 3 在所写化学方程式后写下 h的数值和单位 方程式与 h应留空隔开 4 h0时 为吸热反应 即 吸正 放负 5 h后要注明反应温度 因为不同温度下同一反应的反应热可能不同 反应在298k时可省略 思维点拨 判断热化学方程式正误要注意 五看 看方程式是否配平 看各物质的聚集状态是否正确 看 h的 是否正确 看反应热的单位是否为kj mol 1 看反应热数值与物质系数是否相对应 可以简记为看 配平 状态 正负 单位 数值 解析 h2so4与ba oh 2溶液反应 不仅生成了2molh2o还有baso4生成 因此a项放出的热量比57 3kj 2还多 a项错误 辛烷的燃烧热是指101kpa时 1mol辛烷完全燃烧生成co2气体和液态水时放出的热量 其值是5518kj c d均错误 答案 b 针对训练 2 25 101kpa下 碳 氢气 甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是 h 393 5kj mol h 285 8kj mol h 890 3kj mol h 2800kj mol 则下列热化学方程式正确的是 a c s o2 g co g h 393 5kj molb 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj molc ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj mold c6h12o6 s 3o2 g 3co2 g 3h2o g h 1400kj mol 解析 注意反应物 生成物的状态与反应热的关系 答案 b 反应热的比较 计算 1 h比较 hhh2 主要方法 1 根据热化学方程式的计算 反应热与反应物各物质的物质的量成正比 2 根据反应物和生成物的总能量计算 即 h e生成物 e反应物 3 依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算 h 反应物的化学键断裂吸收的能量 生成物的化学键形成释放的能量 4 根据盖斯定律的计算 化学反应的反应热只与反应的始态 各反应物 和终态 各生成物 有关 而与反应的途径无关 即如果一个反应可以分步进行 则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的 应用盖斯定律常用以下两种方法 热化学方程式相加或相减 如由c s o2 g co2 g h1 c s o2 g co g h2 可得co g o2 g co2 g h h1 h2 合理设计反应途径 如 由图可得 h h1 h2 5 根据物质燃烧放热数值计算 即q 放 n 可燃物 h 6 根据比热公式进行计算 即q c m t 特别提醒反应热的比较 计算问题 1 反应热与反应物 生成物的物质的量成正比 2 热化学方程式中物质相加减时 反应热也随之相加减 带符号 3 书写热化学方程式的逆反应时 h的数值不变 符号相反 4 在设计反应过程中 会遇到同一种物质的三态 固 液 气 的相互转化 状态由固 液 气变化时吸热 反之放热 例3 2013 广东卷 o3将i 氧化成i2的过程由3步反应组成 i aq o3 g io aq o2 g h1 io aq h aq hoi aq h2 hoi aq i aq h aq i2 aq h2o l h3总反应的化学方程式为 其反应 h 解析 将已知3个化学方程式相加可得总反应的化学方程式为 o3 g 2i aq 2h aq i2 aq o2 g h2o l 由盖斯定律得 h h1 h2 h3 答案 o3 g 2i aq 2h aq i2 aq o2 g h2o l h1 h2 h3 针对训练 3 碘也可用作心脏起搏器电源 锂碘电池的材料 该电池反应为 2li s i2 s 2lii s h 已知 4li s o2 g 2li2o s h1 4lii s o2 g 2i2 s 2li2o s h2 则电池反应的 h 实验课题 中和反应热的测定 1 实验目的 测定中和反应的反应热 2 实验原理 1 中和热是指在稀溶液中 酸和碱发生中和反应生成1molh2o l 时的反应热 实验时 先测出盐酸和氢氧化钠的起始温度 求其平均温度t1 两溶液混合充分反应后 读取混合液温度t2 为了使计算简便 可以近似地认为 0 50mol l 盐酸和0 55mol l氢氧化钠溶液的密度都是1g ml 盐酸的质量m1为50g 氢氧化钠的质量m2为50g 近似认为混合溶液的比热容c 4 18j g 所以中和反应放出的热量为 q m1 m2 c t2 t1 0 418 t2 t1 kj 2 50ml0 50mol l盐酸中含有0 50mol l 0 05l 0 025mol的h 所以与0 025mol的oh 发生中和反应 生成0 025mol的水 放出热量为q 所以中和热 3 探究活动 1 在500ml大烧杯底部垫上泡沫塑料 或纸条 使放入的150ml的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平 然后再在大 小烧杯之间填满碎泡沫塑料 或纸条 大烧杯上用泡沫塑料板 或硬纸板 作盖板 在板中间开两个小孔 正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过 如下图所示 2 用量筒量取50ml0 50mol l盐酸 倒入小烧杯中 测定其温度 记作thcl 然后将温度计上的酸用水冲洗干净 洗液不倒入小烧杯中 用另一个量筒量取50ml0 55mol lnaoh溶液 测定其温度 记作tnaoh 然后将温度计上的碱液用水冲洗干净 3 先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中 然后把量筒中的naoh溶液一次倒入小烧杯中 注意不要洒到外面 盖上盖板 用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液并准确读取混合溶液的最高温度 记作t终 重复上述实验两次 测得实验数据如下表所示 4 操作提示 1 实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配制好后要充分冷却至室温才能使用 且酸 碱溶液应该用稀溶液 0 1 0 5mol l 1 由于浓度过大 溶液中阴 阳离子间的相互牵制作用较大 电离程度就不能达到100 这样酸碱中和时产生的热量必然要消耗一部分补偿电离时所需的热量 造成较大的误差 2 要使用同一支温度计测定溶液的温度 分别先后测定酸 碱及混合液的温度时 测定完一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干 温度计的水银球部分要完全浸入溶液中 且要稳定一段时间再读数 记录终止温度时要记录最高温度 此时误差最小 3 操作时动作要快 尽量减少热量的散失 例4 50ml0 50mol l 1盐酸与50ml0 55mol l 1naoh溶液在如下图所示的装置中进行中和反应 通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热 回答下列问题 1 从实验装置上看 图中尚缺少一种玻璃用品是 2 烧杯间填满碎纸条的作用是 3 大烧杯上如果不盖硬纸板 求得的中和热数值 填 偏大 偏小 或 无影响 4 若上述hcl和naoh溶液的密度都近似为1g cm3 实验前后溶液的温度分别为t1 t2 中和后生成的溶液的比热容c 4 18j g 1 1 则该中和反应放出的热量为 kj h kj mol 均填表达式 5 该实验常用0 50mol lhcl和0 55mol lnaoh溶液各50ml naoh的浓度大于hcl的浓度的作用是 当在室温低于10 时进行 对实验结果会造成较大的误差 其原因是 6 实验中改用60ml0 50mol l 1盐酸与50ml0 55mol l 1naoh溶液进行反应 与上述实验相比 所求中和热 填 相等 或 不相等 简述理由 7 用相同浓度和体积的氨水代替naoh溶液进行上述实验 测得的中和热的数值会 填 偏大 偏小 或 无影响 解析 4 实验室里是通过测定0 50mol l 1盐酸和0 55mol l 1naoh溶液各50ml相反应所放出的热量来计算中和热的 依据计算公式 反应放出的热量q 4 18 10 3kj g 1 1 100g t2 t1 0 418 t2 t1 kj 中和热 h 16 72 t2 t1 kj mol 1 答案 1 环形玻璃搅拌棒 2 保温隔热 减少实验中的热量损失 3 偏小 4 0 418 t2 t1 16 72 t2 t1 5 保证盐酸完全反应内外温差大 损失热量 6 相等因为中和热是指稀溶液中酸跟碱发生中和反应生成1molh2o所放出的热量 与酸碱的用量无关 7 偏小 针对训练 4 利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下 用量筒量取50ml0 50mol l 1盐酸倒入小烧杯中 测出盐酸温度 用另一量筒量取50ml0 55mol l 1naoh溶液 并用另一温度计测出其温度 将naoh溶液倒入小烧杯中 设法使之混合均匀 测得混合液最高温度 回答下列问题 1 为什么所用naoh溶液要稍过量 2 倒入naoh溶液的正确操作是 填序号 a 沿玻璃棒缓慢倒入b 分三次少量倒入c 一次迅速倒入 3 使盐酸与naoh溶液混合均匀的正确操作是 填序号 a 用温度计小心搅拌b 揭开硬纸片用玻璃棒搅拌c 轻轻地振荡烧杯d 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 4 现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1l1mol l 1的稀盐酸恰好完全反应 其反应热分别为 hhhhhhc 依据该学生的实验数据计算 该实验测得的中和热 h 结果保留一位小数 6 填 能 或 不能 用ba oh 2溶解和硫酸代替氢氧化钠和盐酸 理由是 解析 1 在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和 常常使加入的一种反应物稍微过量一些 2 为了减小热量损失 倒入naoh溶液应该一次迅速倒入 3 使盐酸与naoh溶液混合均匀的正确操作 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 4 稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质