高考化学大一轮复习 第六章 化学反应与能量 第21讲 化学能与热能课件 鲁科版.ppt

第21讲化学能与热能 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 了解焓变与反应热的含义 5 理解盖斯定律 并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算 6 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 考点一 考点二 考点三 探究高考 提升考能 考点四 考点一焓变与反应热 返回 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 放热反应不需要加热就能反应 吸热反应不加热就不能反应 2 物质发生化学变化都伴有能量的变化 3 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 4 吸热反应在任何条件都不能发生 5 na转化为na 时 吸收的能量就是该过程的反应热 6 水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热 7 同温同压下 反应h2 g cl2 g 2hcl g 在光照和点燃条件下的 h不同 8 可逆反应的 h表示完全反应时的热量变化 与反应是否可逆无关 返回 1 2 3 题号 2 反应a b c h0 x c h 0 试在下列坐标图中画出总反应过程中能量变化示意图 答案 返回 1 2 3 题号 3 同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧 哪一个放出的热量多 为什么 在空气中燃烧放出的热量多 因在纯氧中燃烧火焰明亮 转化成的光能多 故放出的热量少 返回 1 2 3 题号 返回 题组一依据图形 理清活化能与焓变的关系1 2017 河南十校模拟 研究表明n2o与co在fe 作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示 下列说法错误的是 a 反应总过程 h 0b fe 使反应的活化能减小c feo 也是该反应的催化剂d fe n2o feo n2 feo co fe co2两步反应均为放热反应 c 1 2 3 4 题号 解析 反应总过程为n2o co n2 co2 根据图示可知 反应物总能量高于生成物总能量 为放热反应 h 0 a项正确 根据反应历程 fe 为催化剂 能够降低反应的活化能 b项正确 feo 为中间产物 而不是催化剂 c项错误 根据图示 fe n2o feo n2 feo co fe co2两反应中反应物总能量均高于生成物总能量 均为放热反应 d项正确 返回 1 2 3 4 题号 2 最新报道 科学家首次用x射线激光技术观察到co与o在催化剂表面形成化学键的过程 反应过程的示意图如下 下列说法正确的是 a co和o生成co2是吸热反应b 在该过程中 co断键形成c和oc co和o形成了具有极性共价键的co2d 状态 状态 表示co与o2反应的过程 c 返回 1 2 3 4 题号 解析 a项 状态 总能量为反应物总能量 状态 总能量为生成物总能量 由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量 该反应为放热反应 b项 从状态 的图示可以看出 反应中co并未断裂成c和o c o原子间一直有化学键 c项 由图示可以看出 co和o2生成了co2 co2分子中c与o形成极性共价键 d项 状态 状态 表示co与o反应生成co2的过程 并不是co与o2的反应过程 返回 1 2 3 4 题号 活化能与焓变的关系 返回 1 2 3 4 题号 题组二依据共价键数及键能计算反应热 3 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键需要吸收的能量分别为160kj 330kj 则s s 3f2 g sf6 g 的反应热 h为 解析 断裂1mols s键吸收能量280kj 断裂3molf f键吸收能量3 160kj 则吸收的总能量为q吸 280kj 3 160kj 760kj 释放的总能量为q放 330kj 6 1980kj 由反应方程式 s s 3f2 g sf6 g 可知 h 760kj mol 1980kj mol 1220kj mol 1220kj mol 返回 1 2 3 4 题号 4 已知c s h2o g co g h2 g h akj mol 12c s o2 g 2co g h 220kj mol 1h h o o和o h键的键能分别为436kj mol 1 496kj mol 1和462kj mol 1 则a为 a 332b 118c 350d 130 d 解析 根据盖斯定律由题给的两个热化学方程式可得 2h2o g 2h2 g o2 g h 2a 220 kj mol 1 则有 4 462kj mol 1 2 436kj mol 1 496kj mol 1 2a 220 kj mol 1 解得a 130 返回 1 2 3 4 题号 利用键能计算反应热的方法 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 反应物的总键能之和 生成物的总键能之和 2 计算物质中共价键的个数时要结合物质的结构 如1mol晶体硅中含2molsi si键 1molsio2中含4molsi o键 返回 1 2 3 4 题号 考点二热化学方程式 返回 1 判断正误 正确的打 错误的打 h的绝对值均正确 1 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj 2 naoh aq hcl aq nacl aq h2o h 57 3kj mol 1 3 s s o2 g so2 g h 296 8kj mol 1 4 2no2 o2 2no h 116 2kj mol 1 符号错误 单位错误 未标明物质的聚集状态 符号错误 返回 1 2 题号 2 实验室用4molso2与2molo2在一定条件下进行下列反应 2so2 g o2 g 2so3 g h 196 64kj mol 1 当放出314 624kj热量时 so2的转化率为 80 返回 1 2 题号 题组一依据反应事实书写热化学方程式1 1 已知拆开1molh h键 1moln h键 1molnn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 2 101kpa时 1molch4完全燃烧生成液态水和co2气体 放出890 3kj的热量 反应热的化学方程式 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92kj mol 1 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1 返回 1 2 3 4 题号 4 化合物ax3和单质x2在一定条件下反应可生成化合物ax5 已知ax3的熔点和沸点分别为 93 6 和76 ax5的熔点为167 室温时ax3与气体x2反应生成1molax5 放出热量123 8kj 该反应的热化学方程式为 ax3 l x2 g ax5 s h 123 8kj mol 1 3 0 3mol乙硼烷 分子式b2h6 在氧气中燃烧 生成固态三氧化二硼和液态水 放出649 5kj的热量 则其热化学方程式为 b2h6 g 3o2 g b2o3 s 3h2o l h 2165kj mol 1 返回 1 2 3 4 题号 解析 1 由图可知d中cl元素化合价为 7价 d为clo4 2 b a c 即clo 发生歧化反应生成cl 和clo3 由得失电子守恒可得 3clo clo3 2cl 反应热为 h e clo3 2e cl 3e clo 63kj mol 1 0 3 60kj mol 1 117kj mol 1 所以热化学方程式为 3clo aq clo3 aq 2cl aq h 117kj mol 1 clo4 3clo aq clo3 aq 2cl aq h 117kj mol 返回 1 2 3 4 题号 答案 n2 g 3h2 g 2nh3 l h 2 c b a kj mol 1 返回 1 2 3 4 题号 题组三判断热化学方程式的正误4 判断下列热化学方程式书写是否正确 正确的打 错误的打 注 焓变数据均正确 1 caco3 s cao co2 g h 177 7kj 2 c s h2o s co g h2 g h 131 3kj mol 1 3 c s o2 g co g h 110 5kj mol 1 返回 1 2 3 4 题号 4 co g o2 g co2 g h 283kj mol 1 5 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 6 500 30mpa下 将0 5moln2 g 和1 5molh2 g 置于密闭容器中充分反应生成nh3 g 放热19 3kj 其热化学方程式为n2 g 3h2 g 2nh3 g h 38 6kj mol 1 返回 1 2 3 4 题号 一看状态 看各物质的聚集状态是否正确 二看符号 看 h的 是否正确 三看单位 看反应热的单位是否为kj mol 四看数值 看反应热数值与化学计量数是否相对应 五看概念 看燃烧热 中和热的热化学方程式 判断热化学方程式正误的 五看 返回 1 2 3 4 题号 考点三燃烧热 中和热及能源 返回 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 2 农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用 3 随着科技的发展 氢气将成为主要能源之一 4 食用植物体内的淀粉 蛋白质等属于直接利用能源 5 粮食作物是制乙醇燃料的重要原料 6 开发利用各种新能源 减少对化石燃料的依赖 可以降低空气中pm2 5的含量 7 低碳生活注重节能减排 尽量使用太阳能等代替化石燃料 减少温室气体的排放 1 2 题号 返回 2 以50ml0 50mol l 1盐酸与50ml0 55mol l 1naoh反应为例 填写下表 填 偏小 或 偏大 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏大 偏大 1 2 题号 返回 题组一理解燃烧热和中和热1 判断正误 正确的打 错误的打 1 s s o2 g so3 g h 315kj mol 1 燃烧热 h的数值正确 2 naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 1 中和热 h的数值正确 3 已知h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 则h2so4和ba oh 2反应的反应热 h 2 57 3 kj mol 1 返回 1 2 题号 4 燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是ch3oh g o2 g co2 g 2h2 g h 192 9kj mol 1 则ch3oh g 的燃烧热为192 9kj mol 1 5 h2 g 的燃烧热是285 8kj mol 1 则2h2o g 2h2 g o2 g h 571 6kj mol 1 6 葡萄糖的燃烧热是2800kj mol 1 则c6h12o6 s 3o2 g 3co2 g 3h2o l h 1400kj mol 1 7 已知101kpa时 2c s o2 g 2co g h 221kj mol 1 则该反应的反应热为221kj mol 1 返回 1 2 题号 8 已知稀溶液中 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57 3kj的热量 9 已知hcl和naoh反应的中和热 h 57 3kj mol 1 则98 的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热为 57 3kj mol 1 10 co g 的燃烧热是283 0kj mol 1 则2co2 g 2co g o2 g 反应的 h 2 283 0kj mol 1 11 氢气的燃烧热为285 5kj mol 1 则电解水的热化学方程式为2h2o l 2h2 g o2 g h 285 5kj mol 1 返回 1 2 题号 反应热答题规范指导 1 描述反应热时 无论是用 反应热 焓变 表示还是用 h表示 其后所跟数值都需要带 符号 如 某反应的反应热 或焓变 为 h qkj mol 1或 h qkj mol 1 2 由于中和反应和燃烧均是放热反应 表示中和热和燃烧热时可不带 号 如 某物质的燃烧热为 h qkj mol 1或qkj mol 1 返回 1 2 题号 题组二中和热测定误差分析和数据处理 2 某实验小组用0 50mol l 1naoh溶液和0 50mol l 1硫酸溶液进行反应热的测定 1 写出该反应的热化学方程式 生成1molh2o l 时的反应热为 57 3kj mol 1 2 取50mlnaoh溶液和30ml硫酸溶液进行实验 实验数据如下表 请填写下表中的空白 返回 1 2 题号 返回 1 2 题号 近似认为0 50mol l 1naoh溶液和0 50mol l 1硫酸溶液的密度都是1 0g ml 1 中和后生成溶液的比热容c 4 18j g 则生成1molh2o l 时的反应热 h 取小数点后一位 上述实验数值结果与 57 3kj mol 1有偏差 产生偏差的原因不可能是 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 返回 1 2 题号 2 第2组数据偏差较大 应舍去 其他三组的温度差平均值为4 0 放出的热量小可能是散热 多次加入碱或起始温度读的较高等原因 1 h2so4 aq 2naoh aq na2so4 aq 2h2o l h 114 6kj mol 1 2 4 0 53 5kj mol 1 b 解析 返回 1 2 题号 测定中和热的易错细节 1 使用两只量筒分别量取酸和碱 2 使用同一支温度计 分别先后测量酸 碱及混合液的最高温度 测完一种溶液后 必须用水冲洗干净并用滤纸擦干 3 取多次实验t1 t2的平均值代入公式计算 而不是结果的平均值 计算时应注意单位的统一 返回 1 2 题号 考点四盖斯定律的应用 返回 判断下列变化过程是否正确 正确的打 错误的打 已知al2o3 s alcl3 g 3c s 3alcl g 3co g h akj mol 1 3alcl g 3co g al2o3 s alcl3 g 3c s h akj mol 2 alcl g co g al2o3 s alcl3 g c s h akj mol 3 2al2o3 s 2alcl3 g 6c s 6alcl g 6co g h 2akj mol 返回 题组一利用盖斯定律比较反应热大小1 试比较下列各组 h的大小 1 同一反应 生成物状态不同时a g b g c g h1 或 下同 h2 2 同一反应 反应物状态不同时s g o2 g so2 g h1 0 s s o2 g so2 g h2 0则 h1 h2 1 2 3 4 题号 返回 3 两个有联系的不同反应相比c s o2 g co2 g h1 0 c s o2 g co g h2 0则 h1 h2 解析 设每小题中的两个热化学方程式依次为 式和 式 1 式 式得 c l c g h h1 h2 由于c l c g 为吸热过程 即 h 0 故 h h1 h2 0 即 h1 h2 2 式 式得 s g s s h h1 h2 由于s g s s 为放热过程 即 h 0 故 h h1 h2 0 即 h1 h2 3 式 式得 co g o2 g co2 g h h1 h2 由于该反应为放热反应 即 h 0 故 h h1 h2 0 即 h1 h2 1 2 3 4 题号 返回 a h4 h1 h2 3 h3 b h4 3 h3 h1 h2 c h4 h1 h2 3 h3 d h4 h1 h2 3 h3 题组二利用盖斯定律计算反应热2 在1200 时 天然气脱硫工艺中会发生下列反应 h2s g o2 g so2 g h2o g h12h2s g so2 g s2 g 2h2o g h2h2s g o2 g s g h2o g h32s g s2 g h4则 h4的正确表达式为 a 1 2 3 4 题号 返回 解析 给题中方程式依次编号为 3得 3s g s2 g h1 h2 3 h3 故2s g s2 g h4 h1 h2 3 h3 1 2 3 4 题号 返回 3 在25 101kpa时 c s h2 g ch3cooh l 的燃烧热分别为393 5kj mol 1 285 8kj mol 1 870 3kj mol 1 则2c s 2h2 g o2 g ch3cooh l 的反应热为 a 488 3kj mol 1b 488 3kj mol 1c 191kj mol 1d 191kj mol 1 a 1 2 3 4 题号 返回 解析 由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为 c s o2 g co2 g h 393 5kj mol 1 h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol 1 ch3cooh l 2o2 g 2co2 g 2h2o l h 870 3kj mol 则2c s 2h2 g o2 g ch3cooh l 可由反应 2 2 得出 则反应热为 393 5kj mol 1 2 285 8kj mol 1 2 870 3kj mol 1 488 3kj mol 1 1 2 3 4 题号 返回 4 甲醇合成反应 co g 2h2 g ch3oh g h1 90 1kj mol co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h2 49 0kj mol水煤气变换反应 co g h2o g co2 g h2 g h3 41 1kj mol二甲醚合成反应 2ch3oh g ch3och3 g h2o g h4 24 5kj mol由h2和co直接制备二甲醚 另一产物为水蒸气 的热化学方程式为 2co g 4h2 g ch3och3 g h2o g h 204 7kj mol 1 2 3 4 题号 返回 式 2 式即得 2co g 4h2 g h2o g ch3och3 g h 204 7kj mol 1 解析 1 2 3 4 题号 返回 运用盖斯定律的技巧 三调一加 一调 根据目标热化学方程式 调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置 改写已知的热化学方程式 二调 根据改写的热化学方程式调整相应 h的符号 三调 调整中间物质的化学计量数 一加 将调整好的热化学方程式及其 h加起来 1 2 3 4 题号 返回 返回 1 2014 课标全国卷 13 室温下 将1mol的cuso4 5h2o s 溶于水会使溶液温度降低 热效应为 h1 将1mol的cuso4 s 溶于水会使溶液温度升高 热效应为 h2 cuso4 5h2o受热分解的化学方程式为 cuso4 5h2o s cuso4 s 5h2o l 热效应为 h3 则下列判断正确的是 a h2 h3b h1 h3 b 1 2 3 4 题号 5 6 返回 解析 根据题意知 cuso4 5h2o溶于水的热化学方程式为cuso4 5h2o s cu2 aq so42 aq 5h2o l h1 0 cuso4 s 溶于水的热化学方程式为cuso4 s cu2 aq so42 aq h20 根据上述分析知 h2 h3 a项错误 根据上述分析知 h1 h3 b项正确 根据上述分析知 h3 h1 h2 可知c d项错误 1 2 3 4 题号 5 6 返回 2 2015 重庆理综 6 黑火药是中国古代的四大发明之一 其爆炸的热化学方程式为 s s 2kno3 s 3c s k2s s n2 g 3co2 g h xkj mol 1已知碳的燃烧热 h1 akj mol 1s s 2k s k2s s h2 bkj mol 12k s n2 g 3o2 g 2kno3 s h3 ckj mol 1则x为 a 3a b cb c 3a bc a b cd c a b a 1 2 3 4 题号 5 6 返回 c s o2 g co2 g h1 akj mol 1 s s 2k s k2s s h2 bkj mol 1 2k s n2 g 3o2 g 2kno3 s h3 ckj mol 1s s 2kno3 s 3c s k2s s n2 g 3co2 g h xkj mol根据盖斯定律 3 可得 s s 2kno3 s 3c s k2s s n2 g 3co2 g h 3a b c kj mol 1 故x 3a b c 选项a正确 解析 1 2 3 4 题号 5 6 返回 3 2017 江苏单科 8 通过以下反应可获得新型能源二甲醚 ch3och3 下列说法不正确的是 c s h2o g co g h2 g h1 akj mol 1 co g h2o g co2 g h2 g h2 bkj mol 1 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h3 ckj mol 1 2ch3oh g ch3och3 g h2o g h4 dkj mol 1a 反应 为反应 提供原料气b 反应 也是co2资源化利用的方法之一c 反应ch3oh g ch3och3 g h2o l 的 h kj mol 1d 反应2co g 4h2 g ch3och3 g h2o g 的 h 2b 2c d kj mol 1 c 1 2 3 4 题号 5 6 返回 解析 结合题给信息 反应 产生的h2和co2可以作为反应 的原料 故a正确 反应 产生了甲醇 是co2资源化利用的一种方法 故b正确 根据反应 知 ch3oh g ch3och3 g h2o g 的 h kj mol 1 但选项反应中水为液态 故 h不等于kj mol 1 故c错误 根据盖斯定律 2 2 可得2co g 4h2 g ch3och3 g h2o g 的 h 2b 2c d kj mol 1 故d正确 1 2 3 4 题号 5 6 返回 4 2017 全国卷 28 2 下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理 通过计算 可知系统 和系统 制氢的热化学方程式分别为 制得等量h2所需能量较少的是 1 2 3 4 题号 5 6 返回 解析 令题干中的四个热化学方程式分别为 h2so4 aq so2 g h2o l o2 g h1 327kj mol 1 so2 g i2 s 2h2o l 2hi aq h2so4 aq h2 151kj mol 2hi aq h2 g i2 s h3 110kj mol 1 h2s g h2so4 aq s s so2 g 2h2o l h4 61kj mol 1根据盖斯定律 将 可得 系统 中的热化学方程式 h2o l h2 g o2 g h h1 h2 h3 327kj mol 1 151kj mol 1 110kj mol 1 286kj mol 1 1 2 3 4 题号 5 6 返回 同理 将 可得 系统 中的热化学方程式 h2s g h2 g s s h h2 h3 h4 151kj mol 1 110kj mol 1 61kj mol 1 20kj mol 1由所得两热化学方程式可知 制得等量h2所需能量较少的是系统 答案 h2o l h2 g o2 g h 286kj mol 1h2s g h2 g s s h 20kj mol 1系统 1 2 3 4 题号 5