高考化学大一轮复习 第六章 化学反应与能量 6.1 化学能与热能课件 新人教版.ppt

第一节化学能与热能 考点一焓变 热化学方程式 核心自主排查 1 焓变 反应热 1 反应热 化学反应过程中吸收或放出的能量 2 焓变 在恒压条件下进行的反应的热效应 符号 单位 或 kj mol kj mol 1 h 3 产生原因 吸热 放热 2 常见的吸热反应和放热反应 3 热化学方程式 1 概念 表示参加反应物质的量和 的关系的化学方程式 反应热 2 意义 不仅表明化学反应中物质的变化 也表明了化学反应中的 变化 如2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 表示在25 101kpa条件下 2molh2 g 和1molo2 g 完全反应生成 时放出 的能量 能量 2mol 液态水 571 6kj 3 书写 五步骤 4 热化学方程式的书写 五注意 5 热化学方程式中的反应热是表示反应物 反应时的热量变化 完全 思维诊断 正确的打 错误的打 1 2so2 g o2 g 2so3 g 和4so2 g 2o2 g 4so3 g 的 h相等 提示 h的数值与各物质前面的化学计量数成正比 故 h不等 2 500 30mpa下 将0 5moln2和1 5molh2置于密闭容器中充分反应生成nh3 g 放出19 3kj的热量 其热化学方程式为n2 g 3h2 g 2nh3 g h 38 6kj mol 1 提示 该反应为可逆反应 应用 并且注明500 30mpa下 且 h 38 6kj mol 1 3 碳在空气燃烧生成co2 该反应中化学能全部转化为热能 提示 燃烧过程中化学能除了转化为热能还转化为光能等其他能量 4 反应2so2 g o2 g 2so3 g h qkj mol 1 q 0 则将2molso2 g 和1molo2 g 置于一密闭容器中充分反应后放出qkj的热量 提示 该反应是可逆反应 将2molso2 g 和1molo2 g 置于一密闭容器中充分反应后 不能完全反应生成2molso3 g 放出的热量小于qkj 5 同温同压下 反应h2 g cl2 g 2hcl g 在光照和点燃条件下的 h相同 提示 h与反应条件无关 基础小题快练 1 某温度时 n2与h2反应过程中的能量变化如下图所示 下列叙述正确的是 a 1moln2与3molh2充分反应可以放出92kj的热量b b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线c 加入催化剂 该反应的焓变减小d 正反应的活化能等于逆反应的活化能 解析 选b n2与h2的反应是可逆反应 不能完全反应生成nh3 放出的热量小于92kj a错误 由图可看出 b中反应的活化能小 b加入了催化剂 b正确 加入催化剂不能改变反应的焓变 c错误 由图可看出 正反应的活化能为508kj mol 1 逆反应的活化能为600kj mol 1 d错误 2 常温下1mol化学键分解成气态原子所需要的能量用e表示 根据表中信息判断下列说法错误的是 世纪金榜导学号30682081 a 299kj mol 1 e h br 432kj mol 1b 表中最稳定的共价键是h f键c h2 g 2h g h 436kj mol 1d h2 g f2 g 2hf g h 25kj mol 1 解析 选d f cl br i位于同一主族 原子半径逐渐增大 h x x f cl br i 键能逐渐减小 故432kj mol 1 e h br 299kj mol 1 a正确 h f共价键的键能最大 故h f键最稳定 b正确 共价键断裂要吸收能量 故h2 g 2h g h 436kj mol 1 c正确 反应h2 g f2 g 2hf g 的反应热 h 436kj mol 1 157kj mol 1 2 568kj mol 1 543kj mol 1 d错误 高考模拟预测 1 2015 乙卷节选 已知反应2hi g h2 g i2 g 的 h 11kj mol 1 1molh2 g 1moli2 g 分子中化学键断裂时分别需要吸收436kj 151kj的能量 则1molhi g 分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kj 解析 根据焓变等于反应物总键能减去生成物总键能可知 2 eh i eh h ei i 11kj mol 1 得eh i 299kj mol 1 答案 299 2 2017 宜春模拟 在化学反应中 只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应 这些分子被称为活化分子 使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能 其单位通常用kj mol 1表示 请认真观察下图 然后回答问题 世纪金榜导学号30682082 1 图中所示反应是 填 吸热 或 放热 反应 2 某硝酸厂处理尾气中no的方法 催化剂存在时用h2将no还原为n2 已知 则氮气和水蒸气反应生成氢气和一氧化氮的热化学方程式是 3 下列反应中 属于放热反应的是 属于吸热反应的是 物质燃烧 炸药爆炸 酸碱中和反应 二氧化碳通过炽热的碳 ba oh 2 8h2o与nh4cl反应 铁粉与稀盐酸反应 解析 1 依据图象分析反应物的总能量大于生成物的总能量 反应放热 2 n2和水蒸气反应生成no和h2的过程可看作是n2先分解成氮原子 h2o先分解成氢原子和氧原子 然后氮原子 氢原子 氧原子再重新组合生成no和h2 反应方程式 n2 g 2h2o g 2no g 2h2 g 故反应的 h 945kj mol 1 4 463kj mol 1 2 630kj mol 1 2 436kj mol 1 665kj mol 1 3 常见的放热反应有所有可燃物的燃烧 金属与酸反应 金属与水反应 所有中和反应 绝大多数化合反应和铝热反应 常见的吸热反应有 绝大多数分解反应 个别的化合反应 如c和co2 某些复分解反应 如铵盐和强碱 所以放热反应有 吸热反应有 答案 1 放热 2 n2 g 2h2o g 2no g 2h2 g h 665kj mol 1 3 加固训练 1 2017 烟台模拟 已知co还原so2生成s g 和co2过程中 每转移1mol电子需吸收2 0kj的热量 则该反应的热化学方程式为 解析 根据得失电子守恒可知 每生成1mols时转移4mol电子 吸收8 0kj热量 故反应的热化学方程式为2co g so2 g s g 2co2 g h 8 0kj mol 1 答案 2co g so2 g s g 2co2 g h 8 0kj mol 1 2 已知化学反应a2 g b2 g 2ab g 的能量变化如图所示 下列叙述中正确的是 a 每生成2分子ab吸收bkj热量b 反应热 h a b kj mol 1c 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量d 断裂1mola a键和1molb b键 放出akj能量 解析 选b 该反应的反应物总能量低于生成物总能量 为吸热反应 每生成2molab吸收 a b kj热量 a c错误 反应热 h a b kj mol 1 b正确 化学反应过程中 化学键断裂为吸热过程 d错误 考点二燃烧热和中和热能源 核心自主排查 1 燃烧热 1mol kj mol 1 c s o2 g co2 g h 393 5kj mol 1 2 中和反应反应热 简称中和热 1 概念及表示方法 kj mol 1 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 2 注意事项 中和热的热化学方程式表示强酸和强碱稀溶液反应生成可溶性盐和1molh2o l 时 均放出57 3kj的热量 若是弱酸或弱碱 生成1molh2o l 时所放出的热量 57 3kj 原因是 小于 弱酸或弱碱电离成离子时要 吸收热量 若是浓硫酸与强碱反应 生成1molh2o l 时所放出的热量 57 3kj 原因是 若是稀硫酸和ba oh 2反应 生成1molh2o l 时所放出的热量 57 3kj 原因是ba2 和结合成baso4沉淀会 大于 浓硫酸稀释放热 大于 放热 3 中和热的测定 1 装置 请在横线上填写仪器名称 环形玻璃搅拌棒 2 计算公式 h kj mol 1t1 起始温度 t2 混合溶液的最高温度 3 注意事项 泡沫塑料板和碎泡沫塑料 或纸条 的作用是 为保证酸完全中和 采取的措施是 保温 隔热 减少实验过程中的热量损失 碱稍过量 4 能源 煤 石油 天然气 不可 思维诊断 正确的打 错误的打 1 甲烷的标准燃烧热 h 890 3kj mol 1 则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj mol 1 提示 标准燃烧热指1mol物质完全燃烧 生成稳定氧化物时的反应热 故h2o应为液态 2 已知 naoh aq h2so4 浓 na2so4 aq h2o l h1 naoh aq ch3cooh aq ch3coona aq h2o l h2 则 h1 h2 提示 浓硫酸稀释放出大量热 而ch3cooh为弱酸 电离时需吸收热量 故 h1 h2 3 化石燃料在空气中燃烧过程中化学能全部转化为热能 提示 化石燃料燃烧 发光放热 因而有一部分化学能转化为光能 基础小题快练 1 下列有关热化学方程式及其叙述正确的是 a 氢气的燃烧热 h 285 8kj mol 1 则水电解的热化学方程式为2h2o l 2h2 g o2 g h 285 8kj mol 1 b 1mol甲烷完全燃烧生成co2 g 和h2o l 时放出890kj热量 它的热化学方程式为ch4 g o2 g co2 g h2o l h 445kj mol 1 c 根据s g o2 g so2 g h 297 23kj mol 1 则可推出s的燃烧热是297 23kj mol 1d hf与naoh溶液反应 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 解析 选b 氢气的燃烧热是1molh2而不是2molh2 a错误 b正确 s的燃烧热是在25 101kpa时 1mols完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 在该条件下s单质为固体 c错误 d项中的hf为弱酸 不符合中和热的条件 2 为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染 同时缓解能源危机 有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想 下列说法正确的是 a h2o的分解反应是放热反应b 氢能源已被普遍使用c 2molh2o具有的能量低于2molh2和1molo2的总能量d 氢气不易贮存和运输 无开发利用价值 解析 选c 氢气燃烧生成水是放热反应 则水的分解反应是吸热反应 a错误 c正确 由于氢气的获得目前还没有更好的技术 所以氢能源还没有被普遍使用 b错误 氢气属于新能源 具有很好的开发利用价值 d错误 高考模拟预测 1 2016 海南高考 油酸甘油酯 相对分子质量884 在体内代谢时可发生如下反应 c57h104o6 s 80o2 g 57co2 g 52h2o l 已知燃烧1kg该化合物释放出热量3 8 104kj 油酸甘油酯的燃烧热 h为世纪金榜导学号30682083 a 3 8 104kj mol 1b 3 8 104kj mol 1c 3 4 104kj mol 1d 3 4 104kj mol 1 解析 选d 燃烧1kg该化合物释放出热量3 8 104kj 则燃烧1mol油酸甘油酯 质量是884g 放出的热量是 3 4 104kj 所以油酸甘油酯的燃烧热 h 3 4 104kj mol 1 d正确 2 2017 衡阳模拟 为探究nahco3 na2co3和盐酸 以下盐酸浓度均为1mol l 1 反应过程中的热效应 实验测得如下数据 由此得出的结论正确的是 世纪金榜导学号30682084a na2co3溶液与盐酸的反应是吸热反应b nahco3溶液与盐酸的反应是放热反应 c 20 0 时 含3 2gna2co3的饱和溶液和35ml盐酸混合后的温度将低于25 1 d 20 0 时 含2 5gnahco3的饱和溶液和35ml盐酸混合后的温度将低于16 2 解析 选c 实验 说明na2co3溶液与盐酸的反应是放热反应 a错误 实验 说明nahco3溶液与盐酸的反应是吸热反应 b错误 由实验 可知 碳酸钠固体溶于水会放热 而c项缺少了这个放热的过程 因而放出的热量少于实验 则温度低于25 1 该项正确 同理 由实验 判断 d错误 加固训练 1 已知c 石墨 h2和co的燃烧热分别为393 5kj mol 1 285 8kj mol 1和282 8kj mol 1 现有h2和co组成的混合气体56 0l 标准状况 经充分燃烧后 放出的总热量为710 0kj 并生成液态水 下列热化学方程式或叙述中正确的是 a 2co g o2 g 2co2 g h 282 8kj mol 1b 2h2 g o2 g 2h2o g h 571 6kj mol 1c c s 石墨 o2 g co g h 110 7kj mol 1d 燃烧前的混合气体中h2体积分数为60 解析 选c 根据c 石墨 h2和co的燃烧热来判断a项中的 h 565 6kj mol 1 b项生成的水应为h2o l c项根据c 石墨 co的燃烧热分别为393 5kj mol 1 282 8kj mol 1写出对应的热化学方程式为 c s 石墨 o2 g co2 g h 393 5kj mol 1 co g o2 g co2 g h 282 8kj mol 1将 得 c 石墨 o2 g co g h 110 7kj mol 1 c正确 设混合气体中h2体积分数为x 则混合气体中co体积分数为1 x 根据题意得 285 8kj mol 1 282 8kj mol 1 710 0kj mol 1解得 x 40 d错误 2 随着现代工业的发展 能源问题已越来越引起人们的重视 科学家预言 未来最理想的燃料是绿色植物 即将植物的秸秆 主要成分是纤维素 用适当的催化剂作用水解成葡萄糖 再将葡萄糖转化为乙醇 用作燃料 请回答下列问题 1 已知 ch3ch2oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h 1367kj mol 1ch4 g 2o2 g 2h2o l co2 g h 890kj mol 1 若某种植物的秸秆含纤维素为50 由植物秸秆经过一系列转化得乙醇 已知原料的总利用率为80 则用1000g秸秆为原料制得的乙醇燃料 完全燃烧所产生的热量与 l甲烷燃烧所产生的热量相当 在标准状况下 2 科学家用新型高能燃料气体乙硼烷 b2h6 作火箭发射用的燃料 已知0 3mol气态乙硼烷在o2中燃烧 生成固态三氧化二硼和液态水 放出649 5kj的热量 则表示乙硼烷燃烧热的热化学方程式为 解析 1 1000g秸秆中所含纤维素的质量是1000g 50 500g根据 c6h10o5 n nh2onc6h12o6 c6h12o62ch3ch2oh 2co2ch3ch2oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h 1367kj mol 1 得关系式为 c6h10o5 n 2nch3ch2oh 2n 1367 kj162ng放出的热量 2n 1367 kj500g 80 放出的热量q求得 q 6750 6kj ch4 g 2o2 g 2h2o l co2 g h 890kj mol 122 4l放出的热量890kjv ch4 放出的热量6750 6kj求得 v ch4 170l 2 1mol乙硼烷完全燃烧生成固态三氧化二硼和液态水 放出的热量为649 5kj 0 3 2165kj 则表示乙硼烷燃烧热的热化学方程式为b2h6 g 3o2 g b2o3 s 3h2o l h 2165kj mol 1 答案 1 170 2 b2h6 g 3o2 g b2o3 s 3h2o l h 2165kj mol 1 考点三盖斯定律及其应用 核心自主排查 1 盖斯定律及应用 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 而与反应的途径无关 始态和终态 2 意义 间接计算某些反应的反应热 3 应用 a h2 h2 h1 h2 2 应用盖斯定律的注意事项 1 当热化学方程式乘 除以某一个数时 h也应相应地乘 除以某一个数 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 2 将一个热化学方程式颠倒书写时 h的符号也随之改变 但数值不变 3 同一物质的三态变化 固 液 气 状态由固液气变化时 会吸热 反之会放热 高考命题探究 高考母题示例 2015 重庆高考改编 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 1 则x为 a 3a b cb c 3a bc a b cd c a b 解析 选a 根据盖斯定律 可得 h 3 h1 h2 h3 即x 3a b c 高考母题变式 1 写出s s 与kno3 s 反应的热化学方程式 提示 s s 2kno3 s k2s s n2 g 3o2 g h b c kj mol 1 将 即得所求的热化学方程式 2 写出kno3 s 与c s 反应的热化学方程式 提示 2kno3 s 3c s 2k s n2 g 3co2 g h3 3a c kj mol 1 将 3 即得所求的热化学方程式 探究归纳总结 五步 解决有关盖斯定律的计算问题 模拟母题示例 2017 六安模拟 已知 2co g o2 g 2co2 g h 566kj mol 1 2h2 g o2 g 2h2o g h 484kj mol 1 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 802kj mol 1 则 ch4 g co2 g 2co g 2h2 g h 解析 根据盖斯定律 得 ch4 g co2 g 2co g 2h2 g h 802kj mol 1 566kj mol 1 484kj mol 1 248kj mol 1答案 248kj mol 1 高考模拟预测 1 2016 甲卷节选 已知 2o2 g n2 g n2o4 l h1 n2 g 2h2 g n2h4 l h2 o2 g 2h2 g 2h2o g h3 2n2h4 l n2o4 l 3n2 g 4h2o g h4 1048 9kj mol 1 上述反应热效应之间的关系式为 h4 联氨和n2o4可作为火箭推进剂的主要原因为 解析 根据盖斯定律 反应热效应之间的关系应该是 h4 2 h3 2 h2 h1 联氨有强的还原性 n2o4有强氧化性 二者在一起发生自发的氧化还原反应 反应放热量多 产生大量的气体 所以联氨和n2o4可以作为火箭的推进剂 答案 2 h3 2 h2 h1反应放热量多 产生大量气体 2 2017 石家庄模拟 已知碳 一氧化碳 晶体硅的燃烧热分别是 h1 akj mol 1 h2 bkj mol 1和 h3 ckj mol 1 则工业冶炼晶体硅反应2c s sio2 s si s 2co g 的 h 解析 根据题给信息 可分别得到热化学方程式 c s o2 g co2 g h1 akj mol 1 co g o2 g co2 g h2 bkj mol 1 si s o2 g sio2 s h ckj mol 1 根据盖斯定律