高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 1 化学能与热能课件.ppt

第六章化学反应与能量第一节化学能与热能 考点一焓变反应热 核心知识通关 1 化学反应的实质与特征 1 实质 反应物中化学键 和生成物中化学键 2 特征 既有物质变化 又伴有能量变化 能量转化主要表现为 的变化 断裂 形 成 热量 2 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 3 吸热反应和放热反应的比较 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 4 物质三态变化时 能量的变化形式为固态液态气态 高考模拟精练 1 2016 济南模拟 下列说法中正确的是 a 在化学反应过程中 发生物质变化的同时不一定发生能量变化b 破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时 该反应为吸热反应 c 生成物的总焓大于反应物的总焓时 反应吸热 h 0d h的大小与热化学方程式的化学计量数无关 解析 选c 化学反应中一定有能量变化 a错误 b项中 由 h 断开旧化学键吸收的能量 形成新化学键放出的能量 得 h0 c正确 h的大小与化学方程式的化学计量数成正比关系 d错误 2 2015 北京高考 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生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 解析 选c 分析图象知状态 的能量比状态 的高 因此是放热反应 a错误 从反应历程看反应过程中化学键没有断裂 b错误 co2的结构是o c o 含极性键 c正确 状态 状态 是co与o的反应 d错误 3 2016 温州模拟 已知 h2 g f2 g 2hf g h 270kj mol 1 下列说法正确的是 a 在相同条件下 1molh2与1molf2的能量总和大于2molhf气体的能量b 1molh2与1molf2反应生成2mol液态hf放出的热量小于270kj c 该反应的逆反应是放热反应d 该反应过程的能量变化可用下图来表示 解析 选a h e生 e反 0 e生 e反 所以1molh2与1molf2的能量总和大于2molhf的能量 a正确 2mol液态hf的能量低于2molhf气体的能量 放出的热量大于270kj b错误 该反应的逆反应是吸热反应 c错误 1molh2与1molf2的能量大于2molhf的能量 d错误 加固训练 1 2016 衡阳模拟 下列说法正确的是 a 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应b 放热反应在常温下一定很容易发生c 反应是放热还是吸热 必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小d 化学反应只生成新物质 没有能量的变化 解析 选c 需要加热方能发生的反应不一定是吸热反应 放热反应要发生也需要达到一定能量及活化能 a b错误 反应是放热还是吸热 必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 c正确 化学反应有新物质生成 也有能量的变化 d错误 2 2016 济宁模拟 化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的 如下图为n2 g 和o2 g 反应生成no g 过程中的能量变化 下列说法正确的是 a 1moln2 g 和1molo2 g 反应放出的能量为180kjb 1moln2 g 和1molo2 g 具有的总能量小于2molno g 具有的总能量c 通常情况下 n2 g 和o2 g 混合能直接生成nod no是一种酸性氧化物 能与naoh溶液反应生成盐和水 解析 选b 根据题意可知1moln2 g 和1molo2 g 反应吸收的能量为180kj 因为吸收的能量比放出的能量多180kj a错误 因通过计算该反应为吸热反应 因此1moln2 g 和1molo2 g 具有的总能量小于2molno g 具有的总能量 b正确 n2 g 和o2 g 要在高压放电时才能生成no c错误 no不是酸性氧化物 不能与naoh溶液反应生成盐和水 d错误 3 2016 武汉模拟 已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量关系如下表 对于反应 h2 g cl2 g 2hcl g 下列说法正确的是 a 该反应的反应热 h 0b 生成1molhcl时反应放热431kjc 氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固d 相同条件下 氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量 解析 选c 由于436kj 243kj 679kj 431kj 2 862kj 所以该反应的反应热 h 0 a错误 生成1molhcl时放出热量91 5kj b错误 氢气的键能大于氯气的键能 所以氢气分子中的化学键更牢固 c正确 相同条件下 氢气稳定 氢气分子具有的能量低于氯气分子具有的能量 d错误 考点二热化学方程式 核心知识通关 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 表明了化学反应中的物质变化和 变化 如c s o2 g co2 g h 393 5kj mol 1表示在25 101kpa时 1mol固体碳和1mol氧气反应生成 同时放出 kj的热量 能量 1mol二氧化碳 393 5 3 书写 聚集状态 数值 单位 4 书写热化学方程式 六注意 特别提醒 1 可逆反应的 h表示完全反应的热量变化 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 2 热化学方程式的化学计量数改变n倍 反应热的数值也改变n倍 典题技法归纳 2016 长春模拟 下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是 a 已知c 石墨 s c 金刚石 s h 0 则金刚石比石墨稳定b 已知i2 g h2 g 2hi g h1 i2 s h2 g 2hi g h2 则 h1 h2 c hcl和naoh反应的中和热 h 57 3kj mol 1 则h2so4和ba oh 2反应的中和热 h 2 57 3 kj mol 1d 已知h2 g f2 g 2hf g h 270kj mol 1 则2l氟化氢气体分解成1l氢气和1l氟气吸收270kj热量 解析 选b c 石墨 s c 金刚石 s 为吸热反应 说明石墨能量低 所以石墨比金刚石稳定 a错误 根据盖斯定律 i2 g i2 s h h1 h2 i2 g 变为i2 s 放出能量 则 h1 h2 0 h1 h2 b正确 因为中和热是指强酸与强碱中和生成1mol水时放出的热量 h2so4和ba oh 2反应的中和热 h 57 3kj mol 1 c错误 已知h2 g f2 g 2hf g h 270kj mol 1 则2mol氟化氢气体分解成1mol氢气和1mol氟气吸收270kj热量 故d错误 归纳总结 六看法 判断热化学方程式正误 1 看方程式是否配平 2 看各物质的聚集状态是否正确 3 看 h的 符号是否正确 4 看反应热的单位是否为kj mol 1 5 看 h的数值与化学计量数是否对应 6 看化学原理是否正确 如燃烧热和中和热的热化学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念 高考模拟精练 1 2016 南通模拟 下列有关能量的判断或表示方法正确的是 a 从3o2 g 2o3 g h akj mol 1 a 0 可知 o3比o2更稳定b 相同条件下 等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧 前者放出热量更多 c 由h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1可知 含1molch3cooh的溶液与含1molnaoh的溶液混合 放出热量等于57 3kjd 2gh2完全燃烧生成液态水放出285 8kj热量 则氢气燃烧的热化学方程式为2h2 g o2 g 2h2o l h 285 8kj mol 1 解析 选b 由o2吸收热量后生成o3知 o2具有的能量低 更加稳定 a错误 等物质的量的硫蒸气的能量大于硫固体 相同条件下完全燃烧硫蒸气放出热量更多 b正确 醋酸是弱酸 电离要吸热 与氢氧化钠反应时放出的热量比强酸少 c错误 由题意知1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285 8kj热量 则氢气燃烧的热化学方程式应为2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 d错误 2 2016 东营模拟 在25 101kpa时 1 0g乙烷气体完全燃烧生成液态水时放出热量52 0kj 则乙烷燃烧的热化学方程式为 a c2h6 g o2 g 2co2 g 3h2o l h 1560kj mol 1b 2c2h6 g 7o2 g 4co2 g 6h2o g h 1560kj mol 1 c 2c2h6 g 7o2 g 4co2 g 6h2o l h 3120kj mol 1d c2h6 g o2 g 2co2 g 3h2o l h 52 0kj mol 1 解析 选a 乙烷燃烧放出了热量 即 h 0 1 0g乙烷气体完全燃烧生成液态水时放出热量52 0kj 则1mol乙烷燃烧放出的热量为52 0 30 1560 kj 加固训练 1 2016 和田模拟 在一定条件下 将64g二氧化硫气体氧化成三氧化硫气体时 实验测得放出的热量为78 64kj 已知二氧化硫在此条件下的转化率为80 下列热化学方程式书写正确的是 a so2 g o2 g so3 g h 98 3kj mol 1b 2so2 g o2 g 2so3 l h 196 6kj mol 1 c so2 g o2 g so3 g h 78 64kj mol 1d 2so2 g o2 g 2so3 g h 196 6kj mol 1 解析 选a 根据题目可知该反应为放热反应 d选项中 h 0 错误 b选项中 l 表示液态 题目要求的是生成三氧化硫气体 错误 n so2 1mol 参加反应的有0 8mol 放出的热量为78 64kj 若参加反应的so2是1mol 则放出的热量为98 3kj 故a项正确 c项错误 2 2016 池州模拟 1 甲硅烷 sih4 是一种无色气体 遇到空气能发生爆炸性自燃 生成sio2和水蒸气 已知室温下1g甲硅烷自燃放出44 6kj热量 其热化学方程式为 2 已知16g单质硫燃烧放热为149kj 写出表示硫燃烧的热化学方程式 3 家用液化气中的主要成分之一是丁烷 当10kg丁烷完全燃烧生成co2和液态水时 放出的热量是5 105kj 试写出丁烷燃烧的热化学方程式 已知1mol液态水汽化时需要吸收44kj的热量 则反应c4h10 g o2 g 4co2 g 5h2o g 的 h kj mol 1 解析 1 1molsih4完全燃烧生成sio2 s 和h2o g 时 放出的热量为32 44 6kj 1427 2kj 2 16gs为0 5mol 燃烧放出热量149kj 则1mols燃烧放热298kj 3 1mol丁烷完全燃烧生成co2 g 和液态水时 放出的热量为58g mol 1 1mol 2900kj 故其热化学方程式为c4h10 g o2 g 4co2 g 5h2o l h 2900kj mol 1 5mol液态水汽化需吸收5 44kj 220kj的热量 则c4h10 g o2 g 4co2 g 5h2o g 的 h 2900 220 kj mol 1 2680kj mol 1 答案 1 sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o g h 1427 2kj mol 1 2 s s o2 g so2 g h 298kj mol 1 3 c4h10 g o2 g 4co2 g 5h2o l h 2900kj mol 1 2680 考点三燃烧热和中和热能源 核心知识通关 1 燃烧热和中和热 0 1mol 1mol 1mol 1mol水 57 3kj mol 1 2 中和反应反应热的测定 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 t1 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 3 能源 煤 石油 天然气 不可 特别提醒 1 中和热是强酸强碱的稀溶液生成1molh2o放出的热量为57 3kj 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 2 对于中和热 燃烧热 由于它们反应放热是确定的 所以描述中不带 但其焓变为负值 3 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 典题技法归纳 考向1 与燃烧热 中和热相关的辨析 2016 大连模拟 下列热化学方程式 书写正确的是 h的绝对值均正确 a c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o g h 1367 0kj mol 1 燃烧热 b naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 1 中和热 c s s o2 g so2 g h 296 8kj mol 1 反应热 d 2no2 o2 2no h 116 2kj mol 1 反应热 典题剖析 解析 选c a项 表示燃烧热时 应生成稳定的氧化物 这时水的状态应为液态 b项 中和反应为放热反应 h为负值 d项 各物质未注明聚集状态 考向2 能源的开发和利用 2016 盘锦模拟 能源在各个方面都有重要作用 科学家预测 氢能 将是人类社会最理想的新能源 目前 有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系 如图所示 下列说法错误的是 a 在氢能的利用过程中 h2o可循环使用b 开发和利用 氢能 减少煤炭等化石能源的使用有助于控制臭氧空洞的形成c 该法制氢的关键是寻找光分解催化剂d 利用光电转化可将太阳能转化为电能 用于电解水而获得氢气 解析 选b 由图示可知 水分解生成氢气和氧气 氢气和氧气形成燃料电池产生电能 同时生成水 所以水可以循环利用 故a正确 开发和利用 氢能 减少煤炭等化石能源的使用 大大减少了二氧化硫 二氧化碳的产生 有利于控制酸雨和温室效应 而臭氧空洞与氟利昂有关 与化石燃料无关 故b错误 根据图示可知 水在太阳能 光分解催化剂作用下分解 生成氢气和氧气 关键是寻找合适的催化剂 故c正确 实现了图示转化后 将太阳能转化成了廉价的电能 然后可利用电解水获得大量的氢气 故d正确 母题变式 1 2molh2o具有的总能量 填 低于 或 高于 2molh2和1molo2的能量 提示 低于 2h2o 2h2 o2 是吸热反应 说明2molh2o具有的总能量低于2molh2和1molo2的能量 2 上题中有 种能量的转化 提示 2 太阳能转化为化学能 化学能转化为电能 归纳总结 判断燃烧热 中和热的要点 高考模拟精练 1 2016 池州模拟 下列关于热化学反应的描述中正确的是 a hcl和naoh反应的中和热 h 57 3kj mol 1 则h2so4和ca oh 2反应的中和热 h 2 57 3 kj mol 1 b co g 的燃烧热是283 0kj mol 1 则2co2 g 2co g o2 g 反应的 h 2 283 0 kj mol 1c 1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热d 稀盐酸与稀氨水反应生成1molh2o l 放出57 3kj热量 解析 选b 中和热是以生成1molh2o l 作为标准的 因此a不正确 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量 因此b正确 c不正确 稀氨水是弱碱 电离过程需要吸热 放出的热量要小于57 3kj 2 2016 鹰潭模拟 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 a 已知2h2 g o2 g 2h2o g h 483 6kj mol 1 则氢气的燃烧热为241 8kj mol 1b 已知naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 1 则含40 0gnaoh的稀溶液与稀醋酸完全中和 放出57 3kj的热量 c 已知2c s 2o2 g 2co2 g h a 2c s o2 g 2co g h b 则a bd 热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量 可以是分数 解析 选d 燃烧热为1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量 即生成液态水而不是气态水 a错误 醋酸为弱酸 放出的热量小于57 3kj b错误 碳完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量 焓变是负值 则a b c错误 热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量 可以是分数 d正确 加固训练 1 2016 广州模拟 能源分类相关图如图所示 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 海洋能d 地热能 海洋能 核能 解析 选c 由所给图示可知 阴影部分所表示的为来自太阳辐射的能量 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 水能来自地球内部 b错误 c中三者既是新能源 又是可再生能源 且风能 海洋能都是来自太阳辐射的能量 c正确 d中核能属不可再生能源且地热能 核能来自地球内部 d错误 2 25 101kpa时 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为 h 57 3kj mol 1 辛烷的燃烧热为 h 5518kj mol 1 下列热化学方程式书写正确的是 a 2h aq aq ba2 aq 2oh aq baso4 s 2h2o l h 57 3kj mol 1b koh aq h2so4 aq k2so4 aq h2o l h 57 3kj mol 1c c8h18 l o2 g 8co2 g 9h2o g h 5518kj mol 1d 2c8h18 g 25o2 g 16co2 g 18h2o l h 5518kj mol 1 解析 选b 中和热是指一定条件下 稀溶液中酸和碱反应生成1mol水时放出的热量 选项a错误 b正确 燃烧热是指在一定条件下 1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 水的稳定状态是液态 选项c d错误 3 下列有关热化学方程式及其叙述正确的是 a 氢气的燃烧热为285 5kj mol 1 则水分解的热化学方程式为2h2o l 2h2 g o2 g h 285 5kj mol 1b 已知2c 石墨 s o2 g 2co g h 221kj mol 1 则石墨的燃烧热为110 5kj mol 1 c 已知n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 则在一定条件下将1moln2和3molh2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92 4kj的热量d 已知乙醇和乙烯的燃烧热分别为1366 8kj mol 1和1411 0kj mol 1 则乙烯水化制乙醇的热化学方程式为c2h4 g h2o l c2h5oh l h 44 2kj mol 1 解析 选d 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 所以当1mol水分解时吸热285 5kj a项错 燃烧热是指生成稳定的氧化物所放出的热量 而co不是稳定氧化物 b项错 合成氨是可逆反应 提供的反应物不会全部反应 放出的热量小于92 4kj c项错 根据盖斯定律 将表达乙烯燃烧热的热化学方程式和表达乙醇燃烧热的热化学方程式相减可得d项热化学方程式 考点四盖斯定律及反应热的计算 核心知识通关 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 反应热的计算 1 利用热化学方程式进行有关计算 根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量 可以把反应热当作 产物 计算反应放出或吸收的热量 2 根据燃烧热数据 计算反应放出的热量 计算公式 q 燃烧热 n 可燃物的物质的量 3 根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变 若反应物旧化学键断裂吸收能量e1 生成物新化学键形成放出能量e2 则反应的 h e1 e2 4 利用盖斯定律计算 常用以下两种方法 热化学方程式相加或相减 如由a c s o2 g co2 g h1 b c s o2 g co g h2 a b可得co g o2 g co2 g h h1 h2 合理设计反应途径 如 h h1 h2 特别提醒 盖斯定律应用的注意问题 1 叠加各反应式时 有的反应要逆向写 h符号也相反 有的反应式要扩大或缩小倍数 h也要相应扩大或缩小相同倍数 2 比较反应热大小时 反应热所带 均具有数学意义 参与大小比较 3 利用键能计算反应热时 要注意物质中化学键的个数 如1molnh3中含有3moln h键 典题技法归纳 考向1 盖斯定律的应用 2016 延安模拟 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 h4 h1 h2 3 h3 b h4 3 h3 h1 h2 c h4 h1 h2 3 h3 d h4 h1 h2 3 h3 解析 选a 根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系 将前三个热化学方程式分别标为 根据盖斯定律 由 2 可得 2s g s2 g h4 h1 h2 3 h3 考向2 反应热的计算1 2015 海南高考 已知丙烷的燃烧热 h 2215kj mol 1 若一定量的丙烷完全燃烧后生成1 8g水 则放出的热量约为 a 55kjb 220kjc 550kjd 1108kj 解析 选a 丙烷的分子式是c3h8 1mol丙烷燃烧会产生4mol水 则丙烷完全燃烧生成1 8g水 消耗丙烷的物质的量是n c3h8 n h2o m h2o m 1 8g 18g mol 1 4 0 025mol 所以反应放出的热量是q 2215kj mol 1 0 025mol 55 375kj 因此大约数值与选项a接近 母题变式 1 已知 c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o g h bkj mol 1 则b 2215 填 或 提示 可燃物燃烧生成气态水放出的热量小于生成液态水放出的热量 2 1g丙烷完全燃烧放出的热量是 kj 提示 50 3 1g丙烷的物质的量为mol 完全燃烧放出的热量为mol 2215kj mol 1 50 3kj 2 2014 重庆高考 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 解析 选d 根据题意有 c s h2o g co g h2 g h akj mol 1 2c s o2 g 2co g h 220kj mol 1 根据盖斯定律 2得2h2 g o2 g 2h2o g h 220 2a kj mol 1 2 436 496 2 2 462 220 2a a 130 d正确 归纳总结 解答利用盖斯定律进行计算的一般步骤 高考模拟精练 1 2016 聊城模拟 发射 神六 时用肼 n2h4 作为火箭发动机的燃料 no2为氧化剂 反应生成n2和水蒸气 已知 n2 g 2o2 g 2no2 g h 67 7kj mol 1n2h4 g o2 g n2 g 2h2o g h 534kj mol 1 下列关于肼和no2反应的热化学方程式中 正确的是 a 2n2h4 g 2no2 g 3