高考化学一轮复习 第8章 第1讲 化学能与热能.ppt

必考部分 第八章 化学反应与能量 导航高考 考点突破 随堂演练 自我诊断 课时作业 1 了解化学反应中能量变化的原因 能说出常见的能量转化形式 2 了解热化学方程式的含义 能正确书写热化学方程式 3 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 4 初步了解能源的开发 了解化学在解决能源危机中的重要作用 考纲解读 5 了解焓变与反应热的含义 了解 h h 反应产物 h 反应物 表达式的含义 6 理解盖斯定律的意义 7 能够应用盖斯定律进行反应热的有关计算 本讲重要知识点有 放 吸 热反应 燃烧热和中和热 热化学方程式及反应热的有关计算 主要考查放热反应和吸热反应的判定 热化学方程式正误判断及书写 反应热的计算 以选择题和填空题的形式呈现 以中等难度为主 预计2014年将仍以热化学方程式的书写及正误判断 化学反应热的有关计算为主要考查点 密切联系实际 结合新能源 元素化合物的知识点综合考查 考向分析 考点图析 一 反应热焓变1 定义化学反应过程中放出或吸收的热量 符号 h 单位 kj mol或kj mol 1 基础知识梳理 3 表示 1 吸热反应 h为 或 h 0 2 放热反应 h为 或 h 0 二 热化学方程式1 概念 表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式 2 表示意义 不仅表明了化学反应中的物质变化 也表明了化学反应中的 变化 例如 25 101kpa时 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol表示 2molh2 g 和1molo2 g 完全反应生成2molh2o l 放出571 6kj的热量 思考1 反应热 焓变 h的单位kj mol 1有何意义 三 中和反应反应热的测定1 中和反应反应热 1 定义 在稀溶液中 酸和碱发生中和反应生成 水所放出的热量 2 示例 1l1mol l的盐酸与1l1mol l的naoh溶液发生中和反应时 放出57 3kj的热量 该反应的热化学方程式为 hcl aq naoh aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 1 2 中和反应反应热的测定 1 装置如图 2 注意事项 碎泡沫塑料 或纸条 及泡沫塑料板 或硬纸板 的作用是 减少实验过程中热量的损失 为保证酸 碱 完全中和 常使碱 酸 稍稍 实验中若使用弱酸或弱碱 会使测得数值 思考2 在中和热的测定实验中 使用弱酸或弱碱为什么会使测得的中和热的数值偏低 四 燃烧热 五 能源 六 盖斯定律1 含义不管化学反应是一步完成还是分几步完成 其反应热是相同的 它只与反应体系的 和 有关 而与反应途径无关 2 应用间接计算某些反应 反应热无法直接测得 的反应热 3 举例 答案 一 2 吸热放热3 1 2 二 2 能量思考1 h的单位kj mol 1并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量的变化 而是指每摩尔给定形式的具体反应 以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化 热化学方程式中各物质的化学计量数必须与 h对应 即化学计量数加倍 h相应加倍 三 1 1 1mol2 2 保温隔热过量偏低思考2 因为弱酸或弱碱的电离过程中会吸收一部分热量 从而使测得的结果偏低 四 1mol稳定五 不可可再生六 1 始态终态3 h1 h2 1 在273k 101kpa 催化剂存在的条件下 发生了某化学反应 书写该反应的热化学方程式时 一般不需注明的是 a 反应物或生成物的状态b 反应时的温度c 反应时的压强d 反应时所用的催化剂 答案 d 自主检查 解析 本题考查热化学方程式的书写 反应热跟反应物或生成物的状态 反应时的温度 反应时的压强都有关系 必须注明 25 101kpa时进行的反应 催化剂可以不注明 催化剂只会影响反应的速率 不影响平衡 也不影响反应热 答案 c 解析 由题意知1molh2完全燃烧生成h2o l 放出285 8kj热量 h应为负值 a b错 据生成物水的状态知d错 3 根据盖斯定律判断如图所示的物质转变过程中 正确的等式是 a h1 h2 h3 h4b h1 h2 h3 h4c h1 h2 h3 h4d h1 h2 h3 h4 答案 d 解析 总反应的焓变 h1等于各步反应的焓变之和 即 h1 h2 h3 h4 4 天然气 石油 煤等在地球上的蕴藏量是有限的 人类一直在寻求新能源 下列有关措施中正确的是 可利用电解水的方法得到氢气作能源 砍伐树木作能源 开发太阳能 核能等新能源 a 只有 b 只有 c 只有 d 答案 c 解析 电解水需要消耗大量的电能 不可取 砍伐树木 破坏生态平衡 加之资源有限 更不可取 而利用 取之不尽 用之不竭 的太阳能资源 是大有前途的 例1 已知 h2 g f2 g 2hf g h 270kj mol 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270kj c 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 该反应中能量变化的图示应为 答案 c 特别提醒 3 键能是指拆开气态物质中1mol某种化学键所吸收的能量或生成1mol某种化学键所放出的能量 1 下列说法正确的是 a 需要加热的化学反应都是吸热反应b 中和反应都是放热反应c 原电池是将电能转化为化学能的一种装置d 水力发电是将化学能转化为电能的过程 答案 b 变式训练 解析 需要加热的反应也可能是放热反应 如铁与硫粉的反应 故选项a错误 不管是哪种酸与哪种碱的反应 中和反应的实质是相同的 都是氢离子与氢氧根离子的反应 故选项b正确 将化学能转化为电能的装置为原电池 水力发电是将机械能转化为电能 故选项c d错误 2 下列各图中表示热化学方程式a g b g c g d l h 0的是 e表示能量 答案 b 解析 h 0 该反应是放热反应 即生成物的总能量比反应物的总能量小 并且反应的发生需要一定的活化能 所以b项正确 1 热化学方程式与普通化学方程式的比较 2 热化学方程式的书写 1 热化学方程式的前身是化学方程式 因此必须遵循化学方程式的要求 如原子守恒 电子守恒等 但热化学方程式一般不写反应条件和气体符号 或沉淀符号 3 有关反应热的计算 1 利用热化学方程式计算 h 写出热化学方程式 根据热化学方程式中物质之间 物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热 2 利用盖斯定律计算 h 采用叠加法导出相应的热化学方程式 叠加时应遵循数学运算规则 a 当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时 各物质前的化学计量数和 h需同乘以该化学计量数 当某物质或 h移到 另一边时就变为异号 b h 在进行加 减 乘等运算时 一定要注意其符号的改变 即 h的运算包括数值和符号的双重运算 利用盖斯定律求出 h 3 依据键能计算 h 写出正确的化学方程式 根据反应热 反应物键能总和 生成物键能总和 代入数据即可求出 h c 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 725 8kj mold 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 1452kj mol 解析 在25 101kpa下 1mol甲醇 即32g 燃烧生成co2和液态水时放热为32 22 68kj 725 8kj 2mol燃烧放热1452kj 答案 b 规律方法 判断或检查热化学方程式的方法 四看法 1 看各物质的聚集状态是否正确 2 看 h变化的 是否正确 3 看反应热的单位是否为kj mol 4 看反应热数值与计量数是否相对应 变式训练 答案 d 解析 以上两个方程式相减得 h3 h1 h2 351 1kj mol 90 7kj mol 260 4kj mol 4 化学反应n2 3h2 2nh3的能量变化如图所示 该反应的热化学方程式是 答案 a 解析 本题主要考查了热化学方程式的书写 判断时要注意nh3的聚集状态 h的数值及符号 当生成1molnh3 l 时需放出 b c a kj的热量 而生成1molnh3 g 时需放出 b a kj的热量 因而b c项 h的符号不对 d项 h的数值 符号均不对 1 能源发展的三个阶段柴草时期 化学能源时期 煤 石油 天然气为主要能源 多能源结构时期 2 能源的分类 例3 能源分类相关图如下图所示 下面四组能源中 全部符合图中阴影部分的能源是 a 煤炭 石油 沼气b 水能 生物质能 天然气c 太阳能 风能 潮汐能d 地热能 海洋能 核能 解析 由所给图示可知 阴影部分所表示的为太阳能 可再生能源和新能源的交集 a中煤炭 石油均属于化石能源 属不可再生能源 a错误 b中天然气属不可再生能源 b错误 c中三者都既是新能源 又是可再生能源 且风能 潮汐能都来自于太阳辐射的能量 c正确 d中核能不属于可再生能源 d错误 答案 c 5 下述做法能改善空气质量的是 a 以煤等燃料作为主要生活燃料b 利用太阳能 风能和氢能等能源替代化石能源c 鼓励私人购买和使用汽车代替公交车d 鼓励使用电动车 答案 b 变式训练 解析 煤等燃料含有硫 氮等元素 作为生活燃料时会释放出大量的硫的氧化物 从而造成大气污染 太阳能 风能和氢能等属于绿色能源 使用时不会释放有害物质 大量私人用车 消耗大量的燃油这些化石燃料 导致汽车尾气 包括氮的氧化物 硫的氧化物 一氧化碳等 污染大气 电动车使用的电也多数是来源于热电厂 所以最终也会导致化石燃料的消耗而排放二氧化硫等有害气体污染大气 答案 d 解析 燃烧热是1mol物质燃烧生成稳定化合物时放出的热量 a选项中的co c选项中的h2o g 均不属于稳定化合物 相应的co2 h2o l 才是所谓的 稳定化合物 燃烧均为放热反应 b选项中 h 0不对 应表示为 h 571 6kj mol才正确 典例 2so2 g o2 g 2so3 g 反应过程的能量变化如图所示 易错剖析 已知1molso2 g 氧化为1molso3 g 的 h 99kj mol 1 请回答下列问题 1 图中a c分别表示 e的大小对该反应的反应热有无影响 2 该反应通常用v2o5作催化剂 加v2o5会使图中b点升高还是降低 理由是 3 图中 h kj mol 1 4 已知单质硫的燃烧热 h 296kj mol 1 计算由s s 生成1molso3 g 的 h 写出计算过程 问卷记录 错因剖析 1 出错原因主要是知识掌握不牢固 从图象中明显看出反应物总能量高于生成物总能量为放热反应 可得到a和c分别表示 反应物总能量 生成物总能量 反应热只与 反应物总能量 和 生成物总能量 有关 与反应过程无关 2 催化剂在反应前后无变化 从而错误认为对活化能无影响 e为活化能 与反应热无关 但使用催化剂可以降低活化能 加快反应速率 3 对图象分析不清 容易造成错答 看错已知1molso2 g 氧化为1molso3 g 的 h 99kj mol 1 图中表示的是2molso2 g 的反应 因此 h 99 2kj mol 1 4 没有理解题干要求 计算出s s 生成1molso3 g 的 h 写出计算过程 容易造成错答 解答本小题必须突出生成1mol三氧化硫 反应物为s s 产物为so3 g 注意二者的状态 同时注意放热用 吸热用 正确解答 1 反应物总能量生成物总能量无 2 降低催化剂 v2o5 改变了反应的历程 使活化能e降低 3 198 4 s s o2 g so2 g h1 296kj mol 1 so2 g 1 2o2 g so3 g h2 99kj mol 1 s s 3 2o2 g so3 g h h1 h2 395kj mol 1 1 下列变化中属于吸热反应的是 液态水汽化 将胆矾加热变为白色粉末 浓硫酸稀释 氯酸钾分解制氧气 生石灰跟水反应生成熟石灰a b c d 答案 d 解析 不属于化学反应 属于放热反应 2 白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却 可得钢灰色固体 黑磷 其转化过程中能量变化如图所示 下列叙述中正确的是 a 黑磷比白磷稳定b 黑磷与白磷互为同分异构体c 白磷转化为黑磷是氧化还原反应d 白磷转化为黑磷是吸热反应 答案 a 解析 物质本身具有的能量越低越稳定 因白磷转化为黑磷是放热反应 故白磷不如黑磷稳定 两者互为同素异形体 之间的转化不是氧化还原反应 c 12g石墨转化为co时 放出110 5kj的热量 2c 石墨 s o2 g 2co g h 110 5kj mol 1d 1molb2h6气体完全燃烧生成固态三氧化二硼和液态水 放出2165kj的热量 b2h6 g 3o2 g b2o3 s 3h2o l h 2165kj mol 1 答案 d 解析 放热反应 h为 a项不正确 反应热的单位为kj mol 1 b不正确 反应热与化学计量数有关 c不正确 答案为d 4 已知h2 g br2 l 2hbr g h 72kj mol 蒸发1molbr2 1 需要吸收的能量为30kj 其它相关数据如下表 则表中a为 a 404b 260c 230d 200 答案 d 解析 本题考查了化学键与化学反应中的能量变化的关系 反应热 反应物总键能 生成物总键能 436 a 2 369 102 kj mol 1 a 200 5 已知 hcn aq 与naoh aq 反应的 h1 12 1kj mol 1 hcl aq 与naoh aq 反应的 h2 55 6kj mol 1 则hcn在水溶液中电离的 h等于 a 67 7kj mol 1b 43 5kj mol 1c 43 5kj mol 1d 67 7kj mol 1 答案 c 解析 由盖斯定律可知hcn在水溶液中电离的 h h1 h2 12 1kj mol 1 55 6kj mol 1 43 5kj mol 1 所以选项c正确 6 下列热化学方程式表示正确的是 h的绝对值均正确 a c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o g h 1367 0kj mol 燃烧热 b naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 中和热 c s s o2 g so2 g