高考化学大一轮复习 专题七 化学反应与能量变化 课时1 化学反应中的热量课件.ppt

课时1化学反应中的热量 考纲导航 考点一化学反应中的反应热焓变能源的开发和利用 主干精讲 1 焓变 反应热 1 定义 在恒压条件下进行的反应的热效应 2 符号 h 3 单位 kj mol 1或kj mol 2 吸热反应和放热反应 生成物 反应物 生成物 反应物 放 吸 反应物 生成物 3 太阳能 生物质能和氢能的利用 1 太阳能的利用 直接利用 太阳能以光和热的形式传送到地面 人们可以直接利用太阳辐射获得光和热 植物的光合作用 在太阳光的作用下 绿色植物把光能转化为化学能的化学方程式是 间接利用a 人类所需的能源大多来自于石油 天然气 煤 它们所蕴藏的能量就是远古生物吸收的太阳能 b 动物食用植物体内的淀粉 纤维素 蛋白质是间接利用太阳能 淀粉在动物体内水解的方程式 葡萄糖氧化的热化学方程式 2 生物质能的利用 直接燃烧 用纤维素代表植物枝叶的主要成分 燃烧反应为 n c6h12o6 c6h12o6 s 6o2 g 6co2 g 6h2o l h 2800kj mol 1 生物化学转换 用含糖类 淀粉等 较多的农作物 制乙醇的反应方程式为 制得的乙醇可作为燃料 热化学转换 使生物质能在一定条件下转换为热值较高的 可燃气体 3 氢能的利用 氢能的优点a 制取h2的原料是 资源不受限制 b h2的燃烧产物是水 不会 是理想的 氢气被人们看作是理想的 绿色能源 c h2的高 完全燃烧放出的热量是等质量汽油的3倍多 水 污染环境 清洁燃料 热值 典例剖析 例1 2017 4月浙江选考 下列物质放入水中 会显著放热的是 a 食盐b 蔗糖c 酒精d 生石灰解析生石灰cao溶于水 生成ca oh 2并会放出大量的热 答案d 例2 2016 浙江4月学考 2a g b g h1 h1 0 2a g b l h2 下列能量变化示意图正确的是 解析生成b l 时 放出的热量较多 故 h1 h2 注意两者均为负值 故b项正确 a项不正确 因该反应为放热反应 c d项不正确 答案b 例3 2016 浙江4月 下列说法正确的是 a 煤是无机化合物 天然气和石油是有机化合物b 利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气 是氢能开发的研究方向c 化学电源放电 植物光合作用都发生化学变化 并伴随能量的转化d 若反应过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量 则反应放热 解析a项 煤是有机物和无机物组成的复杂的混合物 错误 b项 化石燃料不是可再生能源 不是氢能开发的研究方向 c项 化学电源放电是化学能转化为电能 植物光合作用是光能转化为化学能 正确 d项 断开化学键吸收能量 形成化学键放出能量 错误 答案c 考点精练 1 2017 浙江台州选考评估 化学反应2ab a2 b2的能量变化如图所示 下列说法正确的是 a 该反应是放热反应b 该反应一定要在加热条件下才能进行c 断开1mola2中的化学键和1molb2中的化学键需吸收akj的能量d 1mola2和1molb2的总能量高于2molab的总能量 解析a项 由图可知2molab的能量小于1mola2和1molb2的能量之和 故2ab a2 b2为吸热反应 错误 b项 化学反应的热效应与反应条件没有必然的联系 有的吸热反应不需要加热也能发生 如ba oh 2 8h2o和nh4cl常温就反应 错误 c项 由图可知 断开1mola2中的化学键和1molb2中的化学键共需吸收bkj的能量 错误 d项正确 答案d 2 2016 浙江浦江中学模拟 已知化学反应a2 g b2 g 2ab g 的能量变化如图所示 判断下列叙述中正确的是 a 每生成2分子ab吸收bkj热量b 该反应热 h a b kj molc 加入催化剂 该化学反应的反应热变大d 断裂1mola a和1molb b键 放出akj能量 解析根据图像可知 反应物的总能量低于生成物的总能量 反应是吸热反应 反应热是 h a b kj mol 选项b正确 a不正确 催化剂不能改变反应热 c不正确 断键吸热 d不正确 答案b 3 2015 宁波市效实中学高一下期中 下列说法不正确的是 a 化石燃料蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能b 光 热转化是目前技术最成熟 成本最低廉 应用最广泛的利用太阳能形式c 氢气之所以被称为 绿色能源 是因为它燃烧的产物不会污染环境d 人类利用的能源都是通过化学反应获得的 解析a项 远古时期生物体吸收利用太阳能 经过非常复杂的过程和漫长的时间形成 化石燃料 故a正确 b项 光 热转化技术成熟 成本低廉 应用广泛 故b正确 c项 氢气燃烧后生成水 不会污染环境 所以称为 绿色能源 故c正确 d项 利用的能源有的通过化学反应得到 有的能源不通过化学反应也可得到 故d错误 答案d 易错警示 1 物质的物理变化过程中 也会有能量的变化 不属于吸热反应或放热反应 但在进行反应热的有关计算时 必须要考虑到物理变化时的热效应 如物质的三态变化 2 化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系 如吸热反应nh4cl与ba oh 2 8h2o在常温常压下即可进行 而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行 3 h与反应条件无关如同温同压下 h2 g 和cl2 g 的总能量与hcl g 的总能量的差值不受光照和点燃条件的影响 故该反应在不同条件下的 h相同 4 反应热和焓变的认识误区 物质中化学键越难断裂 物质越稳定 具有的能量越低 同一物质的能量不一定相同 气态时最高 反应热不仅带数值 单位 还要指明 5 不能正确理解可逆反应的反应热误认为可逆反应的反应热与物质转化率有关 其实不然 如2so2 g o2 g 2so3 g h 197kj mol 是指生成2molso3 g 时放出的热量为197kj 考点二热化学方程式 主干精讲 1 概念 表示参与化学反应的物质的和关系的化学方程式 2 意义 表明了化学反应中的物质变化和能量变化 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 3 书写 聚集状态 数值 单位 典例剖析 例1 2015 10月浙江选考 已知1molch4气体完全燃烧生成气态co2和液态h2o 放出890 3kj热量 则表示该反应的热化学方程式正确的是 a ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj mol 1b ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1c ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1d ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj mol 1 解析a项 水应呈液态 且 h应小于0 不正确 b项 正确 c项 ch4气体燃烧为放热反应 h应小于0 不正确 d项 水应呈液态 不正确 答案b 例2 2016 10月 根据能量变化示意图 下列热化学方程式正确的是 a n2 g 3h2 g 2nh3 g h b a kj mol 1b n2 g 3h2 g 2nh3 g h a b kj mol 1c 2nh3 l n2 g 3h2 g h 2 a b c kj mol 1d 2nh3 l n2 g 3h2 g h 2 b c a kj mol 1 解析图示说明0 5moln2 g 与1 5molh2 g 完全反应生成1molnh3 g 时放出 b a kj热量 若生成1molnh3 l 放出 b c a kj热量 a项 表示1moln2参加反应 错误 b项 一是表示1moln2参加反应 二是反应放热 h 0 错误 c项 h计算错误 答案d 考点精练 1 2017 台州第四次统考 在同温同压下 下列各组热化学方程式中 h1 h2的是 解析a 物质的燃烧反应是放热的 所以焓变是负值 液态水变为气态水的过程是吸热的 则 h1 h2 a项错误 b 碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热 且该反应的焓变是负值 则 h1 h2 b项正确 c 物质的燃烧反应是放热的 所以焓变是负值 固体硫变为气态硫需要吸收热量 所以 h1 h2 c项错误 d 化学反应方程式的系数加倍 焓变数值加倍 该化合反应是放热的 所以焓变值是负值 h1 2 h2 h1 h2 d项正确 答案b 2 2017 杭州重点中学 下列热化学方程式书写正确的是 解析a 氢气燃烧是放热反应 a错误 b 没有标明物质的状态 b错误 c 方程式正确 d co2没有注明状态 d错误 答案选c 答案c 归纳总结 热化学方程式书写和判断的注意事项1 注意方程式是否配平 2 注意各物质的聚集状态是否正确 3 注意 h的符号是否正确 4 注意反应热的单位是否为kj mol 1 5 注意反应热的数值与化学计量数是否对应 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关系 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 热化学方程式中的反应热是表示反应完成时的热量变化 由于 h与反应完成时物质的物质的量有关 所以化学计量数与 h成正比 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 考点三燃烧热中和热 主干精讲 1 燃烧热概念 101kpa下 1mol纯物质完全燃烧生成稳定的物质时所放出的热量 如 c co2 g h h2o l s so2 g n n2 g 等 1g物质完全燃烧的反应热 2 热值 3 中和热 中和反应反应热的测定 1 装置 温度计 环形玻璃 搅拌棒 2 实验记录 典例剖析 例1 2017 绍兴市新昌中学高三 上 月考 已知 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 12ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 1452kj mol 1h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1下列说法正确的是 答案b 例2 2017 义乌市群星外国语高三 上 期中 某实验小组用0 50mol lnaoh溶液和0 50mol l硫酸溶液进行中和热的测定 配制0 50mol lnaoh溶液 1 若实验中大约要使用245mlnaoh溶液 至少需要称量naoh固体 g 测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示 1 写出该反应的热化学方程式 中和热为57 3kj mol 2 取50mlnaoh溶液和30ml硫酸溶液进行实验 实验数据如表 请填写表中的空白 近似认为0 50mol lnaoh溶液和0 50mol l硫酸溶液的密度都是1g cm3 中和后生成溶液的比热容c 4 18j g 则中和热 h 取小数点后一位 上述实验数值结果与57 3kj mol有偏差 产生偏差的原因可能是 填字母 a 实验装置保温 隔热效果差b 量取naoh溶液的体积时仰视读数c 分多次把naoh溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d 用温度计测定naoh溶液起始温度后直接测定h2so4溶液的温度 考点精练 1 2016 温州市高三3月选考模拟 下列有关热化学方程式的叙述正确的是 解析a项 根据标准燃烧热可知 ch4和co的热值分别为55 64kj g 10 10kj g 故ch4热值高于co 错误 c项 h2的燃烧热为1molh2完全燃烧生成液态水时放出的热量 错误 d项 碳不完全燃烧放出的热量少 放热 h为负值 放热越多 h越小 错误 答案b 2 2016 杭州市七校高二下期中 已知反应 101kpa时 2c s o2 g 2co g h 221kj mol 1 稀溶液中 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 下列结论正确的是 a 碳的燃烧热的数值小于110 5kj mol 1b 的反应热为221kj mol 1c 1molh aq 与1moloh aq 的总能量高于1molh2o l 的能量d 浓硫酸与稀naoh溶液反应的中和热为 57 3kj mol 1 解析a项 结合 知 1molc不完全燃烧即可放出110 5kj热量 故碳的燃烧热的数值大于110 5kj mol 1 a项错误 b项 的反应热为 221kj mol 1 b项错误 c项 中和反应为放热反应 c项正确 d项 浓硫酸稀释时会放热 该中和热大于57 3kj mol 1 d项错误 答案c 3 2017 杭州长河高中高三月考 50ml1 0mol l 1盐酸跟50ml1 1mol l 1氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应 并通过测定反应过程中所放出的热量来计算中和热 试回答下列问题 1 大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用 2 填 能 或 不能 将环形玻璃搅拌棒改为环形铜棒 其原因是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 对求得中和热数值的影响是 填 偏高 或 偏低 或 无影响 4 如果改用60ml1 0mol l 1盐酸跟50ml1 1mol l 1氢氧化钠溶液进行反应 则与上述实验相比 所放热量 增加 减少 或 不变 所求中和热数值 增加 减少 或 不变 理由是 解析 1 根据量热计的构造和实验的成败关键来判断该装置的大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用减少实验过程中的热量损失 2 中和热测定实验成败的关键是保温工作 金属铜的导热效果好于环形玻璃搅拌棒 3 大烧杯上如不盖硬纸板 会有一部分热量散失 求得的中和热数值将会减小 4 反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关 若用60ml1 0mol l 1盐酸溶液跟50ml1 1mol l 1氢氧化钠溶液进行反应 与上述实验相比 生成水的量增多 所放出的热量偏高 但是中和热是指强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热 与酸碱的用量无关 所以与上述实验相比 测得中和热数值相等 答案 1 减少实验过程中的热量损失 2 不能因为环形铜棒是热的良导体 3 偏低 4 增加不变中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热 与酸碱的用量无关 归纳总结 有关 中和热 标准燃烧热 的正确理解和应用1 对于 中和热 标准燃烧热 并不是 热量 仍属于反应热 单位是kj mol 1 2 由于中和反应和燃烧均是放热反应 其焓变 h 为负值 比较焓变 h 大小关系时要考虑负号 3 标准燃烧热的限定词有 恒压 101kpa时 可燃物的物质的量 1mol 完全燃烧 稳定的氧化物等 其中的 完全燃烧 稳定的氧化物 是指物质中含有的元素转化为 n n2 g 而不是no2 g c co2 g 而不是co g h h2o l 而不是h2o g s so2 g 而不是so3 g 等 4 中和热的限定词有 稀溶液 0 1 0 5mol l 1 强酸和强碱 产物是1mol液态h2o 可用离子方程式表示为oh aq h aq h2o l h 57 3kj mol 1 5 中和热不包括离子在水溶液中的生成热 物质的溶解热 电解质电离时的热效应 例如 弱酸弱碱电离时吸热 生成1molh2o时放出的热量小于57 3kj 浓硫酸稀释时放热 生成1molh2o时放出的热量大于57 3kj 强酸强碱中和生成1molh2o 同时生成沉淀时放出的热量大于57 3kj 6 当用热化学方程式表示标准燃烧热时 可燃物的物质的量必须为1mol 当用热化学方程式表示中和热时 生成h2o的物质的量必须是1mol 考点四反应热的计算 主干精讲 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 始态和终态 反应的途径 2 反应热的计算方法 1 利用热化学方程式进行有关计算 根据热化学方程式进行计算 可以把反应焓变当作 产物 h和方程式中物质的化学计量数成正比 根据物质燃烧放热的数值计算 q 放 n 可燃物 h 2 从键能角度计算反应热化学反应的本质是旧化学键断裂 新化学键形成 故 h 反应物断键吸收的总能量 生成物成键放出的总能量 或 h 反应物的总键能 生成物的总键能 3 应用盖斯定律计算反应热首先根据已知的热化学方程式 进行相应的变化 然后进行加减得出需要求解的热化学方程式 最后进行必要的有关反应物物质的量或反应吸 放热的有关计算 典例剖析 例1 2017 4月浙江选考 已知断裂1molh2 g 中的h h键需要吸收436 4kj的能量 断裂1molo2 g 中的共价键需要吸收498kj的能量 生成h2o g 中的1molh o键能放出462 8kj的能量 下列说法正确的是 解析本题易错选a 1molh2o中2molh o 断裂1molh2o g 吸收热量为2 462 8kj a选项未说明h2o状态 故不正确 c d中都为h2o l 根据题意 错误 经计算b方程式中 h 2 436 4kj mol 1 498 4 462 8kj mol 1 480 4 kj mol 1 故正确 答案b 例2 2016 浙江省江山学考模拟 已知 c s o2 g co2 g h1 co2 g c s 2co g h2 2co g o2 g 2co2 g h3 4fe s 3o2 g 2fe2o3 s h4 3co g fe2o3 s 3co2 g 2fe s h5下列关于上述反应焓变的判断正确的是 a h1 0 h3 0b h2 0 h4 0c h1 h2 h3d h3 h4 h5 解析根据所学反应知 是放热反应 是吸热反应 h1 0 h3 0 h2 0 h4 0 根据盖斯定律有 h1 h2 h3 选c 答案c 例3 2016 杭州地区重点中学高二下期中 已知 p4 g 6cl2 g 4pcl3 g h akj mol 1 p4 g 10cl2 g 4pcl5 g h bkj mol 1 p4具有正四面体结构 pcl5中p cl的键能为ckj mol 1 pcl3中p cl的键能为1 2ckj mol 1 下列叙述正确的是 a p p的键能大于p cl的键能b 可求c