高考化学总复习 第三单元 第1节 化学反应与热能配套课件.ppt

第三单元化学反应与能量转化 第1节 化学反应与热能 1 了解化学反应中能量转化的原因 能说出常见的能量转 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 能用盖斯定律进行有关反应 热的简单计算 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 回归教材 一 反应热1 焓变 在 条件下 化学反应释放或吸收的反应 热等于焓变 h 单位 恒压 kj mol 1 2 放热反应和吸热反应 1 放热反应 即有热量放出的化学反应 其反应物的总能量 生成物的总能量 常见放热反应有物质的缓慢氧化 可燃物的燃烧 酸碱中和反应 金属与酸的置换反应 大多数 化合反应 铝热反应等 大于 2 吸热反应 即吸收热量的化学反应 其反应物的总能量 生成物的总能量 常见吸热反应 盐的水解反应 c和h2在高温下的氧化还原反应 ba oh 2 8h2o与nh4cl反应 大多数分解反应等 小于 3 燃烧热和中和热 1mol 稳定的 kj mol 1 1 燃烧热 在101kpa时 物质完全燃烧生成 氧化物时所放出的热量 叫做该反应的燃烧热 单位 注意c生成的是co2而不是co h2生成的是h2o l 而不是h2o g 稀 1mol 2 中和热 在 溶液中 酸和碱发生中和反应生成 h2o 这时的反应热叫做中和热 注意弱酸 弱碱电离时吸热 放出的热量小于57 3kj 浓硫酸稀释时放热 放出的热量大于57 3kj 对于中和热 燃烧热 由于它们的反应放热是确定的 所以描述中不带 但其焓变 h还是负值 二 热化学方程式 热量变化的化学方程式 1 定义 能表示反应过程中 叫做热 化学方程式 物质的聚集状态 反应的温度和压强 2 热化学方程式的书写 1 注明 气体 g 固体 s 液体 l 稀溶液 aq 聚集状态不同 h也不同 所以书写热化学方程式时 首先注明物质聚集状态 再根据化学方程式的化学计量数与反应热的正比关系确定 h的值 2 注明 若是101kpa和25 可不 注明 注明 h的 或 及单位 kj mol 1 3 热化学方程式的化学计量数表示的是 所以可以是整数 也可以是分数 对于相同物质的反应 若化学 计量数 h也 物质的量 不同 不同 三 盖斯定律化学反应中反应热的大小与反应物 生成物的种类 数量及聚集状态有关 与反应途径无关 根据能量守恒定律 无论反应是一步完成还是几步完成 只要反应的始态和终态确定 反应热就是定值 这就是著名的盖斯定律 1 内容 反应热 h1 h2 化学反应不管是一步完成还是几步完成 其 是相同的 如由a到b可以设计如下两个途径 途径一 a b h 途径二 a c b h1 h2 则焓变 h h1 h2的关系可以表示为 h o2 g co2 g 的 h 2 应用间接计算某些反应的反应热 如已知在25 101kpa时 c s o2 g co2 g h 393 5kj mol 1 2c s o2 g 2co g h 221kj mol 1 则co g 12 283kj mol 1 四 能源的主要类型及其利用凡是能提供某种形式能量的物质 统称为能源 它是发展工农业 国防和科学技术以及提高人们生活水平等的重要物质基础 能源通常是指煤 石油 天然气等 以及各种火力 水力等发电手段 而氢能 太阳能 核电 风能 地热 能等称为 化石燃料 新能源 自主测评 1 2013年上海高考 将盛有nh4hco3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中 然后向小烧杯中加入盐酸 反应剧 烈 醋酸逐渐凝固 由此可见 a nh4hco3和盐酸的反应是放热反应b 该反应中 热能转化为产物内部的能量c 反应物的总能量高于生成物的总能量d 反应的热化学方程式为 nh4hco3 hcl nh4cl co2 h2o h 0 解析 根据醋酸逐渐凝固说明该反应是吸热反应 a错误 吸热反应反应物的总能量低于生成物的总能量 c错误 热化学方程式的书写要标出物质的状态 d错误 答案 b 2 2013年北京高考 下列设备工作时 将化学能转化为热 能的是 解析 硅太阳能电池是将太阳能直接转化为电能 a错误 锂离子电池是将化学能直接转化为电能 b错误 太阳能集热器是将太阳能转变为热能 c错误 燃料燃烧是将化学能直接转化为热能 d正确 答案 d 3 下列叙述中正确的是 a 在稀溶液中1mol酸和1mol碱完全反应所放出的热量 叫做中和热b 在101kpa时 1mol物质燃烧时的反应热叫做该物质的标准燃烧热c 热化学方程式中 各物质前的化学计量数不表示分子个数d 如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量 则发生的反应是放热反应 解析 在101kpa时 1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 叫做该物质的燃烧热 在稀溶液中酸和碱发生中和反应生成1molh2o时所放出的热量 叫做中和热 a b错误 热化学方程式中计量数不能为分子个数 因为几个分子是不能有很大的热效应的 c错误 答案 d 答案 a 解析 由图像数据可知 反应过程 1 的热化学方程式为 a2 g b2 g c g h1 qkj mol 1 反应过程 2 的热化 学方程式为 c g a2 g b2 g h2 q1kj mol 1 反应 过程 1 与反应过程 2 中 反应物 生成物所涉及物质及状态均相同 只是过程相反 故反应热的数值相等 符号相反 注意比较 h的大小时 要注意比较其正负号 答案 c 重点一热化学方程式的正确书写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物质聚集状态的化学方程式 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 应热的数值 3 如果为放热反应 h为负值 如果为吸热反应 则 h为正值 并写在所得化学方程式的后面 中间用空格隔开 4 如果题目另有要求 如反应燃料燃烧热的热化学方程式和有关中和热的热化学方程式 可将热化学方程式的化学计量数变换成分数 2 热化学方程式书写的注意事项 1 h只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边 若为放热反应 h为 若为吸热反应 h为 h的单位一般为kj mol 1 2 注意反应热 h与测定条件 温度 压强等 有关 因此书写热化学方程式时应注明 h的测定条件 绝大多数 h是在25 101kpa下测定的 可不注明温度和压强 3 注意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 并不表示物质的分子或原子数 因此化学计量数可以是整数 也可以是分数 4 注意反应物和产物的聚集状态不同 反应热 h不同 因此 必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义 气体用 g 液体用 l 固体用 s 溶液用 aq 热化学方程式中不用 和 5 注意热化学方程式是表示反应已完成的数量 由于 h与反应完成物质的量有关 所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与 h相对应 如果化学计量数加倍 则 h也要加倍 当反应逆向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 3 热化学方程式的正误判断方法 1 看方程式是否配平 2 看各物质的聚集状态是否正确 3 看 h的 符号是否正确 4 看反应热的单位是否为kj mol 1 5 看反应热的数值与化学计量数是否对应 例1 下列热化学方程式书写正确的是 h的绝对值均正 确 解析 表示燃烧热时 应生成稳定的氧化物 水的稳定状态应为液态 a错误 中和反应为放热反应 h值为负值 b错误 各物质未注明聚集状态 d错误 答案 c a c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o g h 1367 0kj mol 1 燃烧热 b naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 1 中和热 c s s o2 g so2 g h 296 8kj mol 1 反应热 d 2no2 o2 2no h 116 2kj mol 1 反应热 重点二 盖斯定律的应用 1 反应热的计算 2 反应热大小的比较比较反应热的大小 一般是在不同条件下 温度 压强 物质的聚集状态等 的同一化学反应 或同一条件 温度 压强 下的同类化学反应之间进行 比较时要善于从同中求异 抓住其实质 从而顺利解决问题 1 同一反应生成物状态不同时 a g b g c g h1 h3 0 0 a g b g c l h2 0 因为c g c l 则 h3 h2 h1 所以 h2 h1 2 同一反应物状态不同时 s g o2 g so2 g h1 0 s s o2 g so2 g h2 0 h3 h1 h2 固s s s g 吸热 h3 0 所以 h1 h2 3 两个有联系的不同反应 c s o2 g co2 g h1 h2 0 h3 h2 h1 所以 0 c s 1 2o2 g co g h1 h2 拓展应用 2 已知有关反应的能量变化如下图所示 则反应ch4 g h2o g co g 3h2 g 的 h 3 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 5 kj mol 1 n2h4 l o2 g n2 g 2h2o g h2 534 2 kj mol 1 写出肼和n2o4反应的热化学方程式 ch4 g h2o g co g 3h2 g h h2 3 h1 564 3kj mol 1 241 8kj mol 1 3 161 1kj mol 1 3 肼与n2o4反应生成n2和水蒸气 2n2h4 l n2o4 l 3n2 g 4h2o g 观察已知的两个热化学方程式可知 2 得 2n2h4 l n2o4 l 3n2 g 4h2o g h h2 2 h1 1048 9kj mol 1 答案 1 cu s h2o2 l 2h aq cu2 aq 2h2o l h 319 68kj mol 1 2 161 1kj mol 1 3 2n2h4 l n2o4 l 3n2 g 4h2o g h 1048 9kj mol 表格类试题解题指导 表格类试题的特征是以图表的形式将一些信息相关量给出 把题目中的化学原理抽象为数学问题 旨在考查学生从图表中获得 处理和应用数据的能力以及对数学意义和化学意义之间对应关系的运用能力 此类题要求具备观察图表图像 分析处理数据 发掘其中隐含信息的能力 对信息转换能力要求较高 在数据处理过程中对数据进行组合 筛选 归纳 综合 评价时 应善于将题设问题抽象成数学问题 运用数学工具结合学科知识 解决实际问题 1 题型特点 含数据表格的化学试题 就是将物质的某组数据以表格的形式呈现 根据表格中数据提供的信息对数据进行分析处理 按其内在联系抽象成知识与规律 进而达到解决问题的题型 数据一般是通过化学实验实测的 也可以是教科书中提供的物质本身就具有的性质数据 如溶解度 熔点 沸点 密度等 表格题一般涉及到的是反应时的相对量 要认真分析表格中的各组数据 确定哪一组数据是哪一种物质的量 然后根据题中要求 选定确定的一组数据进行相关的计算和分析 2 答题策略 1 理解表格中各个列项中数字的意义 分析表中数据与化学反应的量的关系 巧妙地将表格语言转换成化学语言 2 理顺表格中数据间的变化趋势 注意分析数据的变化 理清每组的变化趋势 3 联系相关的化学知识 根据反应特点将表格数据与反应方程式一一对应 得出表格数据中蕴涵的具有本质性的规律 例3 减少so2的排放 回收利用so2成为世界性的研究课题 我国研究人员研制的利用低品位软锰矿浆 主要成分是mno2 吸收高温焙烧废渣产生的so2制备硫酸锰的生产流程如下 浸出液的ph 2 其中的金属离子主要是mn2 还含有少量的fe2 al3 ca2 pb2 等其他金属离子 有关金属离子的半径以及形成氢氧化物沉淀时的ph如下表所示 阳离子吸附剂吸附金属离子的效果如下图所示 已知pbo2的氧化性大于mno2的氧化性 请回答下列问题 1 废渣的主要成分是硫铁矿 1molfes2高温焙烧转移 mol电子 2 在氧化后的浸出液中加入石灰浆 用于调节浸出液的ph ph应调节至 3 阳离子吸附剂用于除去杂质金属离子 决定阳离子吸附剂吸附效果的因素是 填写序号 a 溶液的phc 金属离子的半径 b 金属离子的电荷d 吸附时间 4 操作a包括 等过程 解析 1 根据反应 4fes2 11o2 2fe2o3 8so2 可知1molfes2与o2反应 转移11mol电子 2 浸出液中含有的fe2 对mn2 的分离具有严重的干扰 加入mno2氧化剂 可将fe2 氧化为fe3 2fe2 mno2 4h 2fe3 mn2 2h2o 便于调节溶液的ph 使fe3 等与mn2 分离 观察表中给出的各种离子沉淀时的ph 当ph 4 7时 fe3 al3 完全生成沉淀 而mn2 pb2 ca2 没有产生沉淀 当ph 8 0时 pb2 开始生成沉淀 而mn2 未沉淀 所以溶液的ph应调节至4 7 8 0 使fe3 al3 与mn2 分离 浸出液中剩余的pb2 高温 ca2 可通过吸附方法除去 3 对比吸附效果图和离子半径可知 离子半径越大 离子被吸附的效率越高 离子所带电荷越少 被吸附效率越高 吸附时间越长 被吸附效率越高 吸附效率与溶液的ph没有直接关系 4 过滤后的滤液为mnso4溶液 该溶液经蒸发 浓缩 结晶 则可得到mnso4 h2o晶体 答案 1 11 2 4 7 8 0 3 bcd 4 蒸发 浓缩 结晶 考点一 反应热与焓变 1 2012年江苏高考 某反应的反应过程中能量变化如下图所示 图中e1表示正反应的活化能 e2表示逆反应的活化能 下列有关叙述正确的是 a 该反应为放热反应b 催化剂能改变该反应的焓变c 催化剂能降低该反应的活化能d 逆反应的活化能大于正反应的活化能 解析 由图像可以看出 反应物的总能量低于生成物的总能量 故该反应为吸热反应 a错误 催化剂不能改变反应的焓变 b错误 由图像可以看出 催化剂能降低该反应的活化能 c正确 由图像可以看出e1 e2 即逆反应的活化能小于正反应的活化能 d错误 答案 c 2 工业生产水煤气的反应为 c s h2o g co g h2 g h 131 4kj mol 1 下列判断正确的是 a 反应物能量总和大于生成物能量总和 b co g h2 g c s h2o g h 131 4kj mol 1 c 水煤气反应中 生成1molh2 g 吸收131 4kj热量d 水煤气反应中 生成1体积co g 吸收131 4kj热量解析 工业生产水煤气的反应为吸热反应 则反应物的总能量小于生成物的总能量 a错误 正反应为吸热反应 其逆反应为放热反应 b错误 从热化学方程式可知 生成1molh2 g 和1molco g 吸收131 4kj热量 d错误 答案 c 考点二 盖斯定律与热化学方程式 解析 产物水应是液态 a错误 忽视了n2与h2的反应是可逆的 不能反应完全 而热化学方程式