高考化学大一轮复习 第六单元 化学反应与能量 6.1 化学反应与能量变化课件 新人教版.ppt

第1节化学反应与能量变化 考纲要求 1 了解化学反应中能量转化的原因及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 能正确书写热化学方程式 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 5 了解焓变 h 与反应热的含义 6 理解盖斯定律 并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算 3 基础梳理 考点突破 焓变 反应热与能源1 焓变化学反应放出或吸收的能量 符号 单位 2 吸热反应和放热反应 1 从化学键的角度分析 h kj mol 1 4 基础梳理 考点突破 5 基础梳理 考点突破 6 基础梳理 考点突破 特别提醒 1 化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成 任何化学反应都具有热效应 2 不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热 需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应 不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应 3 有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应 如水结成冰放热但不属于放热反应 7 基础梳理 考点突破 1mol 1mol 1mol 1molh2o l 57 3kj mol 1 8 基础梳理 考点突破 特别提醒 1 中和热 燃烧热的焓变均为负值 2 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 当用热化学方程式表示燃烧热时 可燃物的物质的量必须为1mol 9 基础梳理 考点突破 4 能源 煤 石油 天然气 不可 10 基础梳理 考点突破 自主巩固已知某反应a g b g c g d g 反应过程中的能量变化如图所示 回答下列问题 1 该反应是反应 填 吸热 或 放热 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 吸热 e1 e2 一定低 减小 减小 不变 11 基础梳理 考点突破 1 熟记反应热 h的基本计算公式 h 生成物的总能量 反应物的总能量 h 各反应物的键能之和 各生成物的键能之和2 理解焓变的 四 注意 1 任何化学反应都是旧键断裂 新键形成的过程 都伴随着能量的变化 2 焓变不取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小 3 物质的物理变化过程中 也会有能量的变化 但不属于吸热反应或放热反应 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 4 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ba oh 2 8h2o与nh4cl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进行 12 基础梳理 考点突破 例1 1 2015上海化学 8 已知h2o2在催化剂作用下分解速率加快 其能量随反应进程的变化如右图所示 下列说法正确的是 a 加入催化剂 减小了反应的热效应b 加入催化剂 可提高h2o2的平衡转化率 d 反应物的总能量高于生成物的总能量 13 基础梳理 考点突破 答案 1 d 2 124 14 基础梳理 考点突破 解析 1 催化剂能改变反应历程 降低反应的活化能 但不改变反应的热效应 a项错误 催化剂可以改变反应速率 但不能使平衡移动 故无法提高转化率 b项错误 热化学方程式中要标出各物质的聚集状态 c项错误 根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量 d项正确 2 h 旧键断裂吸收的总能量 新键形成放出的总能量 h 348 412 2 kj mol 1 612 436 kj mol 1 124kj mol 1 15 基础梳理 考点突破 方法技巧解答能量变化图像题的 三 关键 1 注意活化能在图示中的意义 从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能 从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能 2 催化剂只影响正 逆反应的活化能 而不影响反应的焓变 3 涉及反应热的有关计算时 要特别注意图示中反应物和生成物的物质的量 16 基础梳理 考点突破 跟踪训练1 2016河南中原名校第三次模拟 煤炭燃烧脱硫技术可以把硫元素以caso4的形式固定 从而降低so2的排放 但是煤炭燃烧过程中产生的co又会与caso4发生化学反应 降低了脱硫效率 相关反应的热化学方程式如下 17 基础梳理 考点突破 假设某温度下 反应 的速率 v 大于反应 的速率 v 则下列反应过程能量变化示意图正确的是 答案 解析 18 基础梳理 考点突破 2 2016贵州贵阳检测 甲醇质子交换膜燃料电池中 将甲醇蒸气转化为氢气的反应原理有如下两种 下列说法正确的是 a ch3oh的燃烧热为192 9kj mol 1b 反应 中的能量变化如图所示 c ch3oh转变成h2的过程一定要吸收能量d 根据反应 推知反应ch3oh l o2 g co2 g 2h2 g 的 h 192 9kj mol 1 答案 解析 19 3 2016湖北武汉调研 二氧化碳的回收利用是环保领域研究的热点课题 1 在太阳能的作用下 以co2为原料制取炭黑的流程如图所示 其总反应的化学方程式为 基础梳理 考点突破 20 基础梳理 考点突破 21 基础梳理 考点突破 热化学方程式1 热化学方程式及其意义 1 定义 表示参加反应的物质的和的关系的化学方程式 2 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 例如 h 285 8kj mol 1 表示在25 和1 01 105pa下 1mol氢气和0 5mol氧气完全反应生成1mol液态水时放出285 8kj的热量 物质的量反应热 能量变化 22 基础梳理 考点突破 2 热化学方程式的书写 1 书写步骤 写化学方程式 标出各物质聚集状态 写出反应热数值 符号 单位 正确是基础能量与状态相关注意 h符号 23 基础梳理 考点突破 2 注意事项 kj mol 1 物质的量 溶液 固体 液体 气体 名称 24 基础梳理 考点突破 25 基础梳理 考点突破 相同条件下1molch3oh g 与1molh2o g 的能量总和小于1molco2 g 与3molh2 g 的能量总和 1molch3oh蒸气与1mol液态水反应生成1molco2气体与3mol氢气吸收的热量小于49 0kj 26 基础梳理 考点突破 1 热化学方程式与化学 离子 方程式的3个不同点 1 热化学方程式不注明反应条件 2 热化学方程式不标 但必须用s l g aq等标出物质的聚集状态 3 热化学方程式的化学计量数只表示物质的量 其 h必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应 2 h与反应的 可逆性 可逆反应的 h表示反应完全时的热量变化 与反应是否可逆无关 如n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 表示在298k时 1moln2 g 和3molh2 g 完全反应生成2molnh3 g 时放出92 4kj的热量 但实际上1moln2 g 和3molh2 g 充分反应 不可能生成2molnh3 g 故实际反应放出的热量小于92 4kj 27 基础梳理 考点突破 例2 1 2016天津理综 7节选 下表为元素周期表的一部分 回答下列问题 x与z两元素的单质反应生成1molx的最高价化合物 恢复至室温 放热687kj 已知该化合物的熔 沸点分别为 69 和58 写出该反应的热化学方程式 28 基础梳理 考点突破 2 2016四川理综 11节选 工业上常用磷精矿 ca5 po4 3f 和硫酸反应制备磷酸 已知25 101kpa时 cao s h2so4 l caso4 s h2o l h 271kj mol 15cao s 3h3po4 l hf g ca5 po4 3f s 5h2o l h 937kj mol 1则ca5 po4 3f和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 3 2015安徽理综 节选 nabh4 s 与h2o l 反应生成nabo2 s 和h2 g 在25 101kpa下 已知每消耗3 8gnabh4 s 放热21 6kj 该反应的热化学方程式是 29 基础梳理 考点突破 答案 1 si s 2cl2 g sicl4 l h 687kj mol 1 2 ca5 po4 3f s 5h2so4 l 5caso4 s 3h3po4 l hf g h 418kj mol 1 3 nabh4 s 2h2o l nabo2 s 4h2 g h 216 0kj mol 1解析 1 si与cl2反应生成sicl4 常温下sicl4为液态 则热化学方程式为si s 2cl2 g sicl4 l h 687kj mol 1 2 先写出ca5 po4 3f与h2so4反应的化学方程式 ca5 po4 3f 5h2so4 5caso4 3h3po4 hf 设题中给出的第一个热化学方程式为 第二个热化学方程式为 找出 与已知反应 的关系 反应 5 反应 反应 则 h 5 h1 h2 3 nabh4与水反应的化学方程式为nabh4 2h2o nabo2 4h2 3 8gnabh4的物质的量为0 1mol 故1molnabh4与水反应时放出216 0kj热量 由此可写出该反应的热化学方程式 30 基础梳理 考点突破 思维建模判断热化学方程式正误的 五审 一审 放热反应一定为 吸热反应一定为 二审单位 单位一定是 kj mol 1 易错写成 mol 或漏写 三审状态 物质的状态必须正确 特别是溶液中的反应易写错 四审数值对应性 反应热的数值必须与热化学方程式中的化学计量数相对应 即化学计量数与 h的绝对值成正比 当反应逆向进行时 其反应热的绝对值与正反应的反应热的绝对值相等 符号相反 五审是否符合定义 如燃烧热 中和热的热化学方程式 31 基础梳理 考点突破 跟踪训练4 1 2016江西上饶第二次模拟 200 时固体硝酸铵可以分解为n2o和h2o 此过程中每转移电子8mol 放出热量84 8kj 写出此反应的热化学方程式 2 2016贵阳模拟 氨气具有还原性 例如 氨气能与卤素单质发生置换反应 已知几种化学键的键能数据如表所示 请写出氨气与溴蒸气反应的热化学方程式 32 基础梳理 考点突破 3 2016湖南十三校第一次联考 已知 25 101kpa时 mn s o2 g mno2 s h 520kj mol 1s s o2 g so2 g h 297kj mol 1mn s s s 2o2 g mnso4 s h 1065kj mol 1则so2与mno2反应生成无水mnso4的热化学方程式是 答案 1 nh4no3 s n2o g 2h2o g h 42 4kj mol 1 2 2nh3 g 3br2 g n2 g 6hbr g h 214kj mol 1 3 mno2 s so2 g mnso4 s h 248kj mol 1 33 基础梳理 考点突破 解析 1 硝酸铵分解产生一氧化二氮 n2o 气体和水蒸气 反应的化学方程式为nh4no3n2o 2h2o 分析氧化还原反应中的得失电子可知该反应中每1molnh4no3反应就会有4mol电子转移 根据题意每8mol电子转移放出84 8kj热量 可得每1molnh4no3反应就会放出42 4kj热量 所以该反应的热化学方程式为nh4no3 s n2o g 2h2o g h 42 4kj mol 1 2 nh3与溴蒸气发生置换反应 化学方程式为2nh3 g 3br2 g n2 g 6hbr g 反应热 h 反应物的键能 生成物的键能 6 391kj mol 1 3 194kj mol 1 946kj mol 1 6 366kj mol 1 214kj mol 1 3 将题给三个热化学方程式依次编号为 根据盖斯定律 由 可得so2 g mno2 s mnso4 s h 1065kj mol 1 520kj mol 1 297kj mol 1 248kj mol 1 34 基础梳理 考点突破 盖斯定律及其应用1 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 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 可间接计算某些难以直接测定的反应的反应热 3 应用 相同 始态和终态 反应的途径 a h2 h2 h1 h2 35 基础梳理 考点突破 自主巩固物质a在一定条件下可发生一系列转化 完成下列填空 1 a f h 2 h1 h2 h3 h4 h5 h6 3 c f h h1 h2 h6 填 或 下同 4 h1 h2 h3 h4 h5 h6 h6 0 36 基础梳理 考点突破 利用盖斯定律书写热化学方程式的一般步骤 37 基础梳理 考点突破 例3 1 2016课标全国丙 27 4 煤燃烧排放的烟气含有so2和nox 形成酸雨 污染大气 采用naclo2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫 脱硝 回答下列问题 如果采用naclo ca clo 2替代naclo2 也能得到较好的烟气脱硫效果 从化学平衡原理分析 ca clo 2相比naclo具有的优点是 已知下列反应 38 基础梳理 考点突破 2 2015课标全国 27 1 甲醇既是重要的化工原料 又可作为燃料 利用合成气 主要成分为co co2和h2 在催化剂作用下合成甲醇 发生的主要反应如下 由此计算 h1 kj mol 1 已知 h2 58kj mol 1 则 h3 kj mol 1 39 基础梳理 考点突破 答案 1 形成caso4沉淀 使平衡向产物方向移动 so2转化率提高 h1 h2 h3 2 99 41解析 1 采用ca clo 2 在脱硫反应中会生成caso4沉淀 使c 减小 平衡正向移动 so2转化率提高 按题中反应方程式先后顺序 编序号为 根据盖斯定律 将反应 即可得目标反应 故 h h1 h2 h3 2 由反应 h1 反应物键能 产物键能 代入求得 h1 1076 2 436 3 413 343 465 kj mol 1 99kj mol 1 由盖斯定律 h3 h2 h1 58kj mol 1 99kj mol 1 41kj mol 1 40 基础梳理 考点突破 易误警示 1 根据盖斯定律计算 h时 要带着符号 数值 单位运算 即进行代数运算 2 在比较反应热 h 的大小时 带符号比较 对于放热反应 放出的热量越多 h反而越小 3 当热化学方程式乘 除以某一个数时 h也应乘 除以同一个数 方程式进行加减运算时 h也同样要进行加减运算 且要带 符号 即把 h看作一个整体进行运算 4 将一个热化学方程式逆向书写时 h的符号也随之改变 但绝对值不变 5 在设计反应过程中 会遇到同一物质的三态 固 液 气的相互转化 状态由固 液 气变化时 会吸热 反之会放热 41 基础梳理 考点突破 5 2016江苏化学 8 通过以下反应均可获取h2 下列有关说法正确的是 太阳光催化分解水制氢 2h2o l 2h2 g o2 g h1 571 6kj mol 1 焦炭与水反应制氢 c s h2o g co g h2 g h2 131 3kj mol 1 甲烷与水反应制氢 ch4 g h2o g co g 3h2 g h3 206 1kj mol 1a 反应 中电能转化为化学能b 反应 为放热反应c 反应 使用催化剂 h3减小d 反应ch4 g c s 2h2 g 的 h 74 8kj mol 1 答案 解析 42 基础梳理 考点突破 43 基础梳理 考点突破 3 2016山西大学附属中学模拟 利用水煤气中的co和h2在加热和催化剂条件下反应可以制得甲醇 已知 ch3oh l h2和co的燃烧热 h分别为 726 5kj mol 1 285 8kj mol 1和 283 0kj mol 1 则co和h2制备液态ch3oh 不生成水 的热化学方程式为 答案 1 229 6kj mol 1 2 1250 3kj mol 1 3 co g 2h2 g ch3oh l h 128 1kj mol 1 44 基础梳理 考点突破 解析 1 将已知反应依次编号为 根据盖斯定律 由 2 2可得目标反应 故 h h1 h2 2 h3 2 229 6kj mol 1 2 将题中三个热化学反应方程式依次编号为 则 2 根据盖斯定律可得反应 的反应热 h 890 3 2 180 kj mol 1 1250 3kj mol 1 45 基础梳理 考点突破 1 物质能量与反应吸 放热之间的关系 1 e反应物 e生成物 放热反应 h0 2 热化学方程式书写 判断的注意事项 1 注意标明物质的聚集状态 2 注意 h的符号与单位 3 注意 h的数值与计量数是否对应 3 盖斯定律中的2个关系 1 总反应方程式 分反应方程式之和 2 总反应的焓变 分反应的焓变之和 46 基础梳理 考点突破 47 1 2 3 4 5 6 1 人教版选修4 p64改编 有关下列图像的叙述不正确的是 a 图 1 表示的热化学方程式为co g h2o g co2 g h2 g h 41kj mol 1b 图 2 表示的热化学方程式为co g h2o g co2 g h2 g h 41kj mol 1c 由图可知正逆反应焓变的绝对值相等d 两个图像表示的含义不同 答案 解析 48 1 2 3 4 5 6 2 鲁科版选修4 p322改编 肼 n2h4 是火箭发动机的燃料 它与n2o4反应时 n2o4为氧化剂 生成氮气和水蒸气 已知 n2 g 2o2 g n2o4 g h 8 7kj mol 1 n2h4 g o2 g n2 g 2h2o g h 534 0kj mol 1 下列表示肼与n2o4反应的热化学方程式 正确的是 a 2n2h4 g n2o4 g 3n2 g 4h2o g h 542 7kj mol 1b 2n2h4 g n2o4 g 3n2 g 4h2o g h 1059 3kj mol 1c 2n2h4 g n2o4 g 3n2 g 4h2o g h 1076 7kj mol 1 答案 解析 49 1 2 3 4 5 6 3 2016辽宁六校联考 下列说法中 正确的是 a 在25 101kpa下 2gh2完全燃烧生成液态水 放出285 8kj热量 氢气燃烧的热化学方程式可表示为2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1b 表示中和热的化学方程式 h oh h2o h 57 3kj mol 1c 将水库中的水闸 钢板 与外加直流电源的正极相连 负极连接到一块废铁上可防止闸被腐蚀d 已知热化学方程式 s s o2 g so2 g h akj mol 1s g o2 g so2 g h bkj mol 1则b a 答案 解析 50 1 2 3 4 5 6 4 2017湖南永州第二次综合能力 用ch4催化还原nox可以消除氮氧化物的污染 例如 ch4 g 4no2 g 4no g co2 g 2h2o g h 574kj mol 1 ch4 g 4no g 2n2 g co2 g 2h2o g h 1160kj mol 1下列说法不正确的是 a 若用标准状况下4 48lch4还原no2生成n2和水蒸气 放出的热量为173 4kjb 由反应 可推知 ch4 g 4no2 g 4no g co2 g 2h2o l h