高考化学总复习 考点核心突破 6.1 化学能与热能课件.ppt

第六章化学反应与能量 第一节化学能与热能 考点一焓变反应热1 化学反应中的能量变化 1 化学反应中的两大变化 变化和 变化 2 化学反应中的两大守恒 守恒和 守恒 3 化学反应中的能量转化形式 光能 电能等 通常主要表现为 的变化 物质 能量 质量 能量 热能 热量 2 焓变 反应热 1 定义 在 条件下进行的反应的 2 符号 3 单位 或 恒压 热效应 kj mol 1 kj mol h 3 吸热反应和放热反应 1 从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析 2 从化学键的键能角度分析 3 常见放热反应 可燃物的燃烧 酸碱中和反应 大多数化合反应 金属跟酸的置换反应 物质的缓慢氧化 4 常见吸热反应 大多数分解反应 盐的水解和弱电解质的电离 ba oh 2 8h2o与nh4cl反应 碳和水蒸气 c和co2的反应 思维拓展1 化学反应的本质是什么 任何化学反应都具有热效应吗 提示 化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成 任何化学反应的发生都会发生键的断裂和形成 都会伴随着能量的变化 都具有热效应 2 需加热才能进行的反应一定是吸热反应吗 不需加热就能进行的反应一定是放热反应 提示 都不一定 碳与氧气反应需要加热 但该反应是放热反应 ba oh 2 8h2o与nh4cl反应不需要就能进行 但该反应是吸热反应 3 判断正误 正确的划 错误的划 1 物质发生化学变化都伴有能量的变化 2 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 3 吸热反应在任何条件都不能发生 4 na转化为na 时 吸收的能量就是该过程的反应热 5 水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热提示 1 2 3 4 5 题组一考查化学变化过程中的能量变化示意图1 氯原子对o3分解有催化作用 o3 cl clo o2 h1 clo o cl o2 h2 大气臭氧层的分解反应 o3 o 2o2 h 该反应的能量变化示意图如图所示 下列叙述中正确的是 a 反应o3 o 2o2的 h e1 e3b 反应o3 o 2o2的 h e2 e3c o3 o 2o2是吸热反应d h h1 h2解析从能量关系图来看 h e3 e2 故a b项错 从图中可以看出反应物的总能量大于生成物的总能量 因此该反应是一个放热反应 c项错 答案d 2 已知 h2 g f2 g 2hf g h 270kj mol 1 下列说法正确的是a 氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应b 1molh2与1molf2反应生成2mol液态hf放出的热量小于270kjc 在相同条件下 1molh2与1molf2的能量总和大于2molhf气体的能量 d 该反应中的能量变化可用如图来表示 解析由热化学方程式可知 h 0 h2和f2反应生成hf是放热反应 则氟化氢分解生成h2和f2为吸热反应 故a错 hf g 转变为hf l 要放热 则1molh2与1molf2反应生成2mol液态hf放出的热量大于270kj 故b错 该反应为放热反应 则反应物的总能量高于生成物的总能量 c正确 该反应中的能量变化图示为 答案c 题组二考查由键能计算反应热3 2014 棠湖中学高三阶段 已知h2 g br2 l 2hbr g h 72kj mol 1 蒸发1molbr2 l 需要吸收的能量为30kj 其他相关数据如下表 则下列说法正确的是a br2 l br2 g h 0b br2 l br2 g h 30kj mol 1c h h键的键能为436kjd a 200答案d 4 sf6是一种优良的绝缘气体 分子结构中只存在s f键 已知 1mols s 转化为气态硫原子吸收能量280kj 断裂1molf f s f键需吸收的能量分别为160kj 330kj 则s s 3f2 g sf6 g 的反应热 h为a 1780kj mol 1b 1220kj mol 1c 450kj mol 1d 430kj mol 1 解析本题考查反应热的计算 化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成 旧键的断裂吸收热量 新键的形成放出热量 两个热量变化的总体效应即为反应的热效应 s s 3f2 g sf6 g 的反应过程中旧键断裂吸收的热量为280kj 160kj 3 760kj 新键形成放出的热量为330kj 6 1980kj 反应放出1220kj的热量 h 1220kj mol 1 答案b 技法突破牢记反应热 h 计算的 两 公式 1 h 生成物的总能量 反应物的总能量 常根据过程能量变化示意图进行计算 2 h 反应物的总键能之和 生成物的总键能之和 常根据键能进行计算 考点二热化学方程式1 概念 表示参与化学反应的物质的 和 的关系的化学方程式 2 意义 表明了化学反应中的 变化和 变化 如 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 表示 2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571 6kj的热量 物质的量 反应热 物质 能量 3 书写 1 注明反应条件 反应热与测定条件 温度 压强等 有关 绝大多数反应是在25 101kpa下进行的 可不注明 2 注明物质状态 常用 分别表示固体 液体 气体 溶液 3 注意符号单位 h应包括 或 数字和单位 kj mol 1 s l g aq 4 注意守恒关系 原子守恒和得失电子守恒 能量守恒 h与化学计量数相对应 5 区别于普通方程式 一般不注 以及 点燃 加热 等 6 注意热化学方程式的化学计量数 热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量 可以是整数 也可以是分数 且化学计量数必须与 h相对应 如果化学计量数加倍 则 h也要加倍 思维拓展1 2h2 g o2 g 2h2o g h1 2h2 g o2 g 2h2o l h2 h1和 h2相等吗 其大小关系如何 提示 不相等 h1 h2 提示 表示每摩尔反应发生完成后所放出的热量 不等 该反应是可逆反应 不能进行完全 放出的热量小于92kj 题组一热化学方程式的书写1 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 已知拆开1molh h键 1moln h键 1moln n键分别需要的能量是436kj 391kj 946kj 则n2与h2反应生成nh3的热化学方程式为 3 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 解析 1 2gsih4自燃放出热量89 2kj 1molsih4自燃放出热量1427 2kj 故热化学方程式为sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o l h 1427 2kj mol 1 2 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 946 436 3 391 6 kj mol 1 92kj mol 1 3 根据c原子守恒有 c2h5oh 2co2 2caco3 生成100gcaco3沉淀 则乙醇为0 5mol 据此可写出反应的热化学方程式 答案 1 sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o l h 1427 2kj mol 1 2 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92kj mol 1 3 c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h 2qkj mol 1 2 下图是no2和co反应生成co2和no过程中能量变化示意图 请写出no2和co反应的热化学方程式 解析由图可知 产物总能量低于反应物总能量 该反应是放热反应 h e1 e2 134kj mol 1 368kj mol 1 234kj mol 1 答案no2 g co g co2 g no g h 234kj mol 1 技法突破 五步 突破热化学方程式的书写 题组二热化学方程式的正误判断3 2014 赵化中学月考 25 101kpa下 碳 氢气 甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393 5kj mol 1 285 8kj mol 1 890 3kj mol 1 2800kj mol 1 则下列热化学方程式正确的是 答案d 4 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 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj mol 1 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1a 仅有 b 仅有 c 仅有 d 全部符合要求 解析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 产物的稳定状态 h2o为液态 c的稳定化合物为co2 2 单位是kj mol 1 不是kj 3 数值 h的数值要与方程式中计量系数保持一致 4 符号 吸热用 放热用 仅 符合要求 答案b 技法突破 五审 突破热化学方程式正误的判断 考点三燃烧热和中和热能源1 燃烧热 2 中和热 1 基本概念 2 中和反应反应热的测定 装置 请在横线上填写仪器名称 注意事项 a 碎泡沫塑料 或纸条 及泡沫塑料板的作用是保温 隔热 减少实验过程中热量的损失 b 为保证酸完全中和 采取的措施是 c 因为弱酸或弱碱存在电离平衡 电离过程需要吸热 实验中若使用弱酸 弱碱则测得的反应热 使碱稍稍 过量 偏小 3 能源 1 化石燃料 种类 特点 蕴藏量有限 属于不可再生能源 解决化石燃料枯竭的办法 开源节流 即开发新的能源和节约现有的能源 煤 石油 天然气 2 新能源 种类 太阳能 氢能 风能 地热能 海洋能和生物质能等 特点 资源丰富 可以 没有污染或污染很小 再生 思维拓展1 c h2 s完全燃烧 生成稳定的氧化物分别是什么 提示 如c co2 g 而不是co 如h2 h2o l 而不是h2o g s so2 g 而不是so3 2 怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液 不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么 提示 实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动 因为铜传热快 热量损失大 所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 3 控制燃烧反应 使燃料充分燃烧的保证有哪些 提示 1 保证燃烧时有适当过量的空气 如鼓入空气 增大o2浓度等 2 保证燃料与空气有足够大的接触面积 如将固体粉碎成粉末 使液体喷成雾状等 解析a项 生成的是2molh2o l b项 应生成h2o l d项 辛烷应为1mol 答案c 2 下列关于热化学反应的描述中正确的是a hcl和naoh反应的中和热 h 57 3kj mol 1 则h2so4和ca oh 2反应的中和热 h 2 57 3 kj mol 1b co g 的燃烧热是283 0kj mol 1 则2co2 g 2co g o2 g 的 h 2 283 0 kj mol 1c 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应d 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 解析a项中和热是指中和反应生成1mol液态水的热效应 c项需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应 如碳燃烧 d项燃烧热是指1mol物质燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量 答案b 题组二考查中和热的测定3 下列说法正确的是a 1mol醋酸与1mol氢氧化钠反应时生成1mol水时的能量变化就是中和热b 氢氧化钠的稀溶液与浓硫酸反应时生成1mol水时的能量变化就是中和热c 测中和热时所用的盐酸和氢氧化钠溶液的浓度一般是相同的d 测中和热时通过环形玻璃棒的上下移动使溶液混合均匀 解析醋酸是弱酸电离时吸收能量 浓硫酸溶解时放热 所以a b都是错误的 测中和热时为了使反应进行的充分 一般让酸或碱中的一种物质过量 c不正确 环形玻璃棒是通过上下移动使溶液混合均匀的 答案d 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 所用naoh溶液要稍过量的原因是 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 h1 h2 h3 则 h1 h2 h3的大小关系为 5 假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g cm 3 又知中和反应后生成溶液的比热容c 4 18j g 1 1 为了计算中和热 某学生实验记录数据如下 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溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸 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 它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量 故中和热要小一些 注意中和热与 h的关系 5 取三次实验的平均值代入公式计算即可 6 因为硫酸与ba oh 2溶液反应生成baso4沉淀的生成热会影响反应的反应热 故不能用ba oh 2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸 答案 1 确保盐酸被完全中和 2 c 3 d 4 h1 h2 h3 5 51 8kj mol 1 6 不能h2so4与ba oh 2反应生成baso4沉淀的生成热会影响反应的反应热 题组三考查能源的开发和利用5 天然气 石油 煤等在地球上的蕴藏量是有限的 因此下述说法正确的是 可用电解水的方法得到h2作能源 可用酒精作能源 砍伐树木作能源 应开发太阳能 核能作新的能源a 只有 b 和 c 和 d 只有 解析电能本身就是一种可利用的能源 酒精有多种途径可获得 而且产物无污染 可作为能源 树木作能源不经济 太阳能 核能是能源开发的两个重要方向 答案b 6 氢能是一种既高效又干净的新能源 发展前景良好 用氢作能源的燃料电池汽车倍受青睐 我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车 超越三号 已达到世界先进水平 并加快向产业化的目标迈进 氢能具有的优点包括 原料来源广 易燃烧 热值高 储存方便 制备工艺廉价易行a b c d 解析氢能是易燃烧 热值高 原料来源广的新能源 但它也有储存难 制备成本高等缺点 所以正确答案为a 答案a 考点四反应热的计算和比较1 反应热的计算 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 可以把反应热当作 产物 计算反应放出或吸收的热量 2 根据计算书写热化学方程式根据一定量的反应物或生成物的量计算出反应放出或吸收的热量 换算成1mol反应物或生成物的热效应 书写热化学方程式 3 根据燃烧热数据 求算反应放出的热量利用公式 q 燃烧热 n 可燃物的物质的量 如已知h2的燃烧热为 h 285 8kj mol 1 燃烧h2的物质的量为2mol 则h2燃烧放出的热量为2mol 285 8kj mol 1 571 6kj 4 根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差进行计算如h2与cl2燃烧生成hcl的反应 h2 g cl2 g 2hcl g 断裂旧键吸收的总能量为679kj mol 1 新键形成过程中释放的总能量为862kj mol 1 故该反应的反应热 h 679kj mol 1 862kj mol 1 183kj mol 1 5 利用盖斯定律求解 内容 化学反应不管是一步完成还是分几步完成 其反应热是相等的 即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关 而与反应的途径无关 应用 间接计算某些反应的反应热 计算 参照目标热化学方程式 结合原热化学方程式进行合理 变形 如热化学方程式颠倒 乘除某一个数 然后将它们相加 减 得到目标热化学方程式 求出目标热化学方程式的 h与原热化学方程式的 h之间的换算关系 如已知下列反应的反应热 2 化学反应放出或吸收热量大小的比较 1 同一反应生成物状态不同时 a g b g c g h1 0a g b g c l h2 0因为c g c l h3 0 则 h3 h2 h1 0 所以 h2 h1 题组一考查反应热的相关计算1 1 5g火箭燃料二甲基肼 ch3 nh nh ch3 完全燃烧 放出50kj热量 则二甲基肼的燃烧热为a 1000kj mol 1b 1500kjc 2000kj mol 1d 2000kj 解析1 5g二甲基肼的物质的量是0 025mol 根据燃烧热的定义可知 1mol二甲基肼完全燃烧放出的热量应该为 1 0 025 50kj mol 1 2000kj mol 1 即二甲基肼的燃烧热为2000kj mol 1 答案c 2 已知 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890kj mol 1现有h2与ch4的混合气体112l 标准状况 使其完全燃烧生成co2和h2o l 若实验测得反应放热3695kj 则原混合气体中h2与ch4的物质的量之比为a 1 1b 1 3c 1 4d 2 3 解析根据题中三个反应 反应 反应 2 反应 因此 h3 2 h2 h1 答案2 h2 h1 4 2012 海南 肼可作为火箭发动机的燃料 与氧化剂n2o4反应生成n2和水蒸气 已知 n2 g 2o2 g n2o4 l h1 19 5kj mol 1 n2h4 l o2 g n2 g 2h2o g h2 534 2kj mol 1写出肼和n2o4反应的热化学方程式 解析肼与n2o4反应生成n2和水蒸气 2n2h4 n2o4 3n2 4h2o 观察已知的两个热化学