高考化学 第六章 化学反应与能量课件 新人教版.ppt

第六章化学反应与能量 一 焓变反应热1 反应热和焓变 1 反应热是化学反应中 的热量 2 焓变是化学反应在 放出或吸收的热量 3 化学反应的反应热用一定条件下的焓变表示 符号为 h 单位为 放出或吸收 恒温恒压下 kj mol 1 2 吸热反应与放热反应 1 从能量高低角度理解 对于放热反应 反应物的总能量 放出的热量 对于吸热反应 反应物的总能量 吸收的热量 生成物的总能量 生成物的总能量 2 从化学键角度理解 放热 吸热 如1molh2分子断裂开h h键需要吸收436kj的能量 1molcl2分子断裂开cl cl键需要吸收243kj的能量 形成1molh cl键放出431kj的能量 则反应h2 g cl2 g 2hcl g 放出的热量为 183kj 二 燃烧热和中和热1 燃烧热 稳定 kj mol 或kj mol 1 393 5 2 中和热 1mol kj mol 或kj mol 1 57 3 如 下列 h表示物质燃烧热的是 表示物质中和热的是 a 2h2 g o2 g 2h2o l h1b c s 1 2o2 g co g h2c ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h3d c s o2 g co2 g h4e c6h12o6 s 6o2 g 6co2 g 6h2o l h5f naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h6g 2naoh aq h2so4 aq na2so4 aq 2h2o l h7h ch3cooh aq naoh aq ch3coona aq h2o l h8 d e f 3 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 温度计 2 计算公式 h kj mol 1t1 起始温度 t2 终止温度 3 注意事项 碎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 因为弱酸或弱碱存在电离平衡 电离过程需要吸热 实验中若使用弱酸 弱碱则测得的反应热 保温隔热 减 少实验过程中的热量损失 碱稍过量 偏小 三 热化学方程式1 热化学方程式表示 和 的关系的化学方程式 2 意义热化学方程式不仅能够表明化学反应中的物质变化 也能表明化学反应中的 变化 如2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 表示在25 101kpa条件下 参加反应物质的量 反应热 能量 2molh2 g 和1molo2 g 完全反应生 成2molh2o l 时释放571 6kj的能量 四 盖斯定律1 内容不管化学反应是一步完成或分几步完成 其反应热是 2 应用化学反应的反应热只与始态和终态有关 而与反应途径无关 利用盖斯定律可以间接计算某些反应的反应热 如 由反应物a生成产物b可以设计如下两条途径 则 h h1 h2的关系可以表示为 相同的 h h1 h2 五 能源 不可 可再 生 思考辨析 1 热化学方程式中 物质的化学计量数只代表物质的量 不代表分子个数 分析 表示化学反应的焓变时 反应物是以摩尔为单位进行计算的 而不是以分子个数 所以热化学方程式中各物质的化学计量数只能代表物质的量 不能代表物质的分子个数 2 同温同压下 h2 g cl2 g 2hcl g 在光照和点燃条件下的 h不同 分析 化学反应的焓变是反应物的总能量与生成物的总能量的差值 温度和压强相同时 与其他反应条件无关 同温同压下 h2 g cl2 g 2hcl g 的反应条件不会影响 h的值 3 甲烷的燃烧热为 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 分析 燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热 甲烷燃烧生成的稳定的氧化物应是液态水 4 在稀溶液中 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 若将含0 5molh2so4的浓硫酸与含1molnaoh的溶液混合 放出的热量大于57 3kj 分析 因为浓硫酸在稀释时还要放出一部分热量 5 伴随着能量变化的物质变化都是化学变化 分析 如物质在三态变化中涉及能量变化 但是不属于化学变化 6 化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化 分析 化学反应中的能量变化也有化学能与光能或电能间的相互转化 考点1热化学方程式的书写与正误判断 1 书写热化学方程式的 五步 2 判断热化学方程式正误的 五审 高考警示 在热化学方程式的书写和判断正误时 常见失误点有 1 忽视 h的正负 2 忽视 h的数值与化学计量数有关 化学计量数发生变化时 h的数值要相应变化 3 忽视物质的状态不同 h的数值也不同 典例1 2013 滨海区模拟 下列有关热化学方程式的叙述正确的是 a 已知2h2o g 2h2 g o2 g h 483 6kj mol 1 则氢气的燃烧热为 h 241 8kj mol 1b 已知c 石墨 s c 金刚石 s h 0 则金刚石不如石墨稳定c 已知中和热为 h 57 4kj mol 1 则稀醋酸和稀naoh溶液反应的热化学方程式为 ch3cooh aq naoh aq ch3coona aq h2o l h 57 4kj mol 1 d 已知2c s 2o2 g 2co2 g h1 2c s o2 g 2co g h2 则 h1 h2 解题指南 解答本题应该注意下面3点 1 燃烧热需注意可燃物为1mol 产物中h2o为液态 2 弱酸或弱碱电离过程中吸热 中和热数值减小 3 等量可燃物完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量 解析 选b h2的燃烧热为1molh2 g 完全燃烧生成1molh2o l 放出的热量 此处为气态水 无法计算 a错 能量越低越稳定 金刚石能量比石墨高 故石墨稳定 b对 醋酸电离吸热 反应放出的热量值小于57 4 c错 c完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量 但是 h为负值 故 h1 h2 d错 互动探究 1 若将1molh2o l 完全电解生成h2 g 和o2 g 所吸收的能量与241 8kj相比 应该等于 大于还是小于 提示 1molh2o l 的能量小于1molh2o g 的能量 故吸收的能量要大于241 8kj 2 若将含0 5molba oh 2的稀溶液与足量稀硫酸充分反应 放出的热量等于57 4kj吗 提示 不等于 ba oh 2与h2so4反应时 除生成水之外 还有baso4沉淀生成 故反应放出的热量不等于57 4kj 变式训练 2013 杭州模拟 已知 101kpa时1mol辛烷燃烧生成液态水时放出热量为5518kj 强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1molh2o时放出的热量为57 3kj 则下列热化学方程式的书写正确的是 2c8h18 l 25o2 g 16co2 g 18h2o g h 11036kj mol 1 2c8h18 l 25o2 g 16co2 g 18h2o l h 11036kj mol 1 h oh h2o h 57 3kj mol 1 2naoh aq h2so4 aq na2so4 aq 2h2o l h 114 6kj mol 1a b c d 只有 解析 选c 判断热化学方程式的书写时 要注意状态 h单位 符号以及数值是否与前面的化学计量数相对应 错在水的状态 应为液态 错在没有标出是在水溶液中的反应 正确的为h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 考点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 根据计算书写热化学方程式根据一定量的反应物或生成物的量计算出反应放出或吸收的热量 换算成1mol反应物或生成物的热效应 书写热化学方程式 3 根据燃烧热数据 求算反应放出的热量利用公式 q 燃烧热 n 可燃物的物质的量 如已知h2的燃烧热为 h 285 8kj mol 1 燃烧h2的物质的量为2mol 则h2燃烧放出的热量为2mol 285 8kj mol 1 571 6kj 4 根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差进行计算如h2与cl2燃烧生成hcl的反应 h2 g cl2 g 2hcl g 断裂旧键吸收的总能量为679kj mol 1 新键形成过程中释放的总能量为862kj mol 1 故该反应的反应热 h 679kj mol 1 862kj mol 1 183kj mol 1 5 利用盖斯定律求解参照目标热化学方程式 结合原热化学方程式进行合理 变形 如热化学方程式颠倒 乘除某一个数 然后将它们相加 减 得到目标热化学方程式 求出目标热化学方程式的 h与原热化学方程式的 h之间的换算关系 如已知下列反应的反应热 ch3cooh l 2o2 g 2co2 g 2h2o l h 870 3kj mol 1 c s o2 g co2 g h 393 5kj mol 1 h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol 1 2 2 得反应2c s 2h2 g o2 g ch3cooh l 的 h 488 3kj mol 1 高考警示 在进行有关反应热的计算时常见失误点有 1 根据已知的热化学方程式进行计算时 要清楚已知热化学方程式的化学计量数表示的物质的量与已知物质的量之间的比例关系 然后进行计算 2 根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时 须注意断键和成键的总数 必须是断键和成键时吸收或放出的总能量 3 当热化学方程式乘 除某一个数时 h也应乘 除某一个相同的数 方程式间进行加减运算时 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 考查角度1根据键能计算反应热 典例2 双选 键能是指拆开1mol化学键需要吸收的能量或形成1mol化学键所释放的能量 下表中列出了某些共价键的键能 根据表中数据判断下列表述中正确的是 a h2o中含有两个o h共价键 故用氢气与氧气合成1molh2o放出的能量为926kjb 用单质合成1molh cl所放出的能量小于合成1molh br所放出的能量c 当用表中卤素单质与氢气合成卤化氢时 所有的反应都是放热反应d 合成溴化氢的热化学方程式为h2 g br2 g 2hbr g h 103kj mol 1 解题指南 根据键能计算反应时要明确2点 1 写出正确的化学方程式 2 根据反应热 反应物键能总和 生成物键能总和 代入数据即可求出 h 解析 选c d 合成1molh2o需要1molh2和0 5molo2 故该过程放出的能量为2 463kj mol 1 1mol 436kj mol 1 1mol 496kj mol 1 0 5mol 242kj a错 通过计算可得合成1molh cl所放出的能量大于合成1molh br所放出的能量 分别为92 5kj 51 5kj b错 d正确 合成2molhi时放出的热量为2 298kj mol 1 1mol 436kj mol 1 1mol 151kj mol 1 1mol 9kj 故c正确 变式训练 已知h2 g br2 l 2hbr g h 72kj mol 1 蒸发1molbr2 l 需要吸收的能量为30kj 其他数据如下表 则表中a为 a 404b 260c 230d 200 解析 选d 1molh2 g 与1molbr2 g 完全反应生成2molhbr g 的 h1 369 2 436 a 302 a kj mol 1则 h h2 h1 即 72kj mol 1 30kj mol 1 302 a kj mol 1 30kj mol 1 302kj mol 1 a 则a 200kj mol 1 考查角度2根据盖斯定律计算 典例3 2013 西青区模拟 下列五个化学方程式 x y z均为正值 c2h2 g h2 g c2h4 g h1 ch4 g h2 g c2h4 g h2 c s 2h2 g ch4 g h xkj mol 1 c s h2 g c2h2 g h ykj mol 1 c s h2 g c2h4 g h zkj mol 1 当温度下降时 式平衡向右移动 式平衡向左移动 据此判定 式中关于x y z的大小顺序排列正确的是 a x y zb x z yc y x zd y z x 解题指南 解答本题关键要明确2点 1 应用盖斯定律进行计算 要准确调整原热化学方程式 2 该题无数据 注意比较 h值的大小 解析 选b 由降温时 式平衡右移知 h10 根据盖斯定律 由 式加以整理可得 式和 式 将 颠倒乘以2 c2h2 g 2c s h2 g h 2ykj mol 1将 乘以2 2c s 2h2 g c2h4 g h 2zkj mol 1将两式相加得 式 c2h2 g h2 g c2h4 g h1 2y 2zy 将 颠倒 ch4 g c s 2h2 g h xkj mol 1 式 c s h2 g c2h4 g h zkj mol 1将两式相加得 式 ch4 g h2 g c2h4 g h2 x z 0 所以x z 故b项正确 变式训练 1 国际奥运会火炬使用的燃料通常是丙烷 c3h8 或丙烯 c3h6 丙烷脱氢可得丙烯 已知 c3h8 g ch4 g hc ch g h2 g h1 156 6kj mol 1ch3ch ch2 g ch4 g hc ch g h2 32 4kj mol 1则相同条件下 丙烷脱氢得丙烯的热化学方程式为 2 已知 na2co3 10h2o s na2co3 s 10h2o g h1 532 36kj mol 1na2co3 10h2o s na2co3 h2o s 9h2o g h2 473 63kj mol 1写出na2co3 h2o s 脱水反应的热化学方程式 解析 1 由c3h8 g ch4 g hc ch g h2 g h1 156 6kj mol 1 ch3ch ch2 g ch4 g hc ch g h 32 4kj mol 1 可得 c3h8 g ch3ch ch2 g h2 g h h1 h2 156 6kj mol 1 32 4kj mol 1 124 2kj mol 1 2 根据盖斯定律 将题中反应 得 na2co3 h2o s na2co3 s h2o g h 58 73kj mol 1答案 1 c3h8 g ch3ch ch2 g h2 g h 124 2kj mol 1 2 na2co3 h2o s na2co3 s h2o g h 58 73kj mol 1 备选考点 化学反应放出或吸收热量大小的比较 1 同一反应生成物状态不同时 a g b g c g h1 h1 2 同一反应反应物状态不同时 s g o2 g so2 g h1 h2 3 两个有联系的不同反应 c s o2 g co2 g h1 h2 高考警示 1 在比较两个反应的反应热大小时 可以采用作图法把反应物和生成物能量的相对高低表示出来 使结果一目了然 不易出错 2 要注意比较的是放出热量的多少 还是反应热 h 的大小 当为放热反应时 二者比较结果恰好相反 典例1 有以下四个热化学方程式 h2 g o2 g h2o g h1 akj mol 1 2h2 g o2 g 2h2o g h2 bkj mol 1 h2 g o2 g h2o l h3 ckj mol 1 2h2 g o2 g 2h2o l h4 dkj mol 1下列关系式中正确的是 a ad 0c 2a b0 解析 选c h2在o2中燃烧为放热反应 所以a b c d都小于0 b d均不正确 比较 两个方程式可知 2a bc 故a错 典例2 下列各组热化学方程式中 化学反应的 h前者大于后者的是 c s o2 g co2 g h1c s o2 g co g h2 s s o2 g so2 g h3s g o2 g so2 g h4 h2 g o2 g h2o l h52h2 g o2 g 2h2o l h6 caco3 s cao s co2 g h7cao s h2o l ca oh 2 s h8a b c d 解析 选c 中 h均为负值 h1 h4 由于反应式中的计量数不同 由于反应放热 h h6 中前一反应 h 0 后一反应 h h8 故 均符合题意 1 某学生用如图所示装置进行化学反应x 2y 2z能量变化情况的研究 当往试管中滴加试剂y时 看到试管中甲处下降 乙处上升 下列关于该反应的叙述正确的是 该反应为放热反应 生成物的总能量比反应物的总能量高 该反应过程可以看成是 贮存 于x y内部的能量转化为热量而释放出来 a b c d 解析 选b 由于试管中滴加试剂y时 甲处下降 乙处上升 说明广口瓶内的压强大于大气压强 其原因是x 2y 2z的反应是一个放热反应 生成物的总能量比反应物的总能量低 当x与y混合后 由于反应放热 使广口瓶内的压强增大 使甲处液面下降 2 2013 华南师大附中模拟 已知 1molh2分子中化学键断裂时需要吸收436kj的能量 1molcl2分子中化学键断裂时需要吸收243kj的能量 由氢原子和氯原子形成1molhcl分子时释放431kj的能量 下列叙述正确的是 a 氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是h2 g cl2 g 2hcl g b 氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体 反应的 h 183kj mol 1 c 氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体 反应的 h 183kj mol 1d 氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体 反应的 h 183kj mol 1 解析 选c 热化学方程式必须要标明反应的焓变 h a项错 若生成2molhcl则需消耗1molh2和1molcl2 1molh2和1molcl2断键吸收的能量为436kj 243kj 679kj 2molhcl成键放出的能量为2 431kj 862kj 故生成2molhcl的 h 679kj mol 1 862kj mol 1 183kj mol 1 则生成1molhcl的 h 91 5kj mol 1 b d错 c正确 3 1g氢气在氧气中完全燃烧生成气态水 放出热量120 9kj 则 a 反应的热化学方程式 2h2 g o2 g 2h2o g h 483 6kj mol 1b 氢气的燃烧热为241 8kj mol 1c 1molh2o l 的能量大于1molh2o g 的能量d 2molh2和1molo2的能量总和大于2molh2o g 的能量 解析 选d 氢气燃烧为放热反应 a不正确 此时生成的为气态水 b项不正确 等物质的量的液态水具有的能量比气态水的小 c项错误 4 已知 h2o g h2o l h1 q1kj mol 1 c2h5oh g c2h5oh l h2 q2kj mol 1 c2h5oh g 3o2 g 2co2 g 3h2o g h3 q3kj mol 1 若使1mol乙醇液体完全燃烧 最后恢复到室温 则放出的热量为 a q1 3q2 q3b 3q1 q2 q3c q1 q2 q3d 2 q1 q2 q3 解析 选b 乙醇液体完全燃烧 最后恢复到室温的热化学方程式为c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o l h4 根据盖斯定律 h4 3q1 q2 q3 5 2013 宁河县模拟 已知3 6g碳在6 4g的氧气中燃烧 至反应物耗尽 并放出xkj热量 已知单质碳的燃烧热为ykj mol 1 则1molc与o2反应生成co的反应热 h为 a ykj mol 1b 10x y kj mol 1c 5x 0 5y kj mol 1d 10x y kj mol 1 解析 选c 由3 6gc与6 4go2完全反应 可知生成co2与co之比为1 2 设3 6gc按此方式反应 则生成0 1molco2和0 2molco 碳单质燃烧热为ykj mol 1 1molc与o2生成co的反应热为 10x y kj mol 1 即 5x 0 5y kj mol 1 c正确 6 已知lih可作飞船的燃料 已知下列反应 2li s h2 g 2lih s h 182kj mol 1 2h2 g o2 g 2h2o l h 572kj mol 1 4li s o2 g 2li2o s h 1196kj mol 1 则lih在o2中燃烧的热化学方程式为 a 2lih s o2 g li2o s h2o l h 702kj mol 1b 2lih s o2 g li2o s h2o l h 1950kj mol 1c 2lih s o2 g li2o s h2o l h 1586kj mol 1d 2lih s o2 g li2o s h2o g h 988kj mol 1 解析 选a 根据盖斯定律 2 2得热化学方程式2lih s o2 g li2o s h2o l h 702kj mol 1 7 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 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 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 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 解析 2 第2组数据偏差较大 应舍去 其他三组的平均值为4 0 h 53 5kj mol 1 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 答案 1 h2so4 aq 2naoh aq na2so4 aq 2h2o l h 114 6kj mol 1 2 4 0 53 5kj mol 1 b 1 2012 安徽高考 氢氟酸是一种弱酸 可用来刻蚀玻璃 已知25 时 hf aq oh aq f aq h2o l h 67 7kj mol 1 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1在20ml0 1mol l 1氢氟酸中加入vml0 1mol l 1naoh溶液 下列有关说法正确的是 a 氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为 hf aq f aq h aq h 10 4kj mol 1b 当v 20时 溶液中 c oh c hf c h c 当v 20时 溶液中 c f 0时 溶液中一定存在 c na c f c oh c h 解析 选b 根据盖斯定律 将 式减去 式可得 hf aq h aq f aq h 10 4kj mol 1 故a项错误 当v 20时 两者恰好完全反应生成naf 溶液中存在质子守恒关系 c oh c hf c h 因f 水解 故溶液中存在 c f c na 0 05mol l 1 故b项正确 c项错误 d项 溶液中离子浓度的大小取决于v的大小 v不同 反应后所得溶液的成分就不同 离子浓度的大小也就不同 故d项错误 2 2011 海南高考 已知 2zn s o2 g 2zno s h 701 0kj mol 12hg l o2 g 2hgo s h 181 6kj mol 1则反应zn s hgo s zno s hg l 的 h为 a 519 4kj mol 1b 259 7kj mol 1c 259 7kj mol 1d 519 4kj mol 1 解析 选c 观察目标反应 zn s hgo s zno s hg l 可由第一个反应和第二个反应相减除以2得 故反应的焓变 h1 h2 2 259 7kj mol 1 3 2010 广东高考 在298k 100kpa时 已知 2h2o g o2 g 2h2 g h1cl2 g h2 g 2hcl g h22cl2 g 2h2o g 4hcl g o2 g h3则 h3与 h1和 h2间的关系正确的是 a h3 h1 2 h2b h3 h1 h2c h3 h1 2 h2d h3 h1 h2 解析 选a 第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得 由盖斯定律可知 h3 h1 2 h2 4 2011 江苏高考节选 氢气是一种清洁能源 氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点 已知 ch4 g h2o g co g 3h2 g h 206 2kj mol 1ch4 g co2 g 2co g 2h2 g h 247 4kj mol 12h2s g 2h2 g s2 g h 169 8kj mol 1 1 以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法 ch4 g 与h2o g 反应生成co2 g 和h2 g 的热化学方程式为 2 h2s热分解制氢时 常向反应器中通入一定比例空气 使部分h2s燃烧 其目的是 燃烧生成的so2与h2s进一步反应 生成物在常温下均非气体 写出该反应的化学方程式 解析 1 将第一个热化学方程式乘以2后减去第二个热化学方程式即可 2 注意硫化氢分解吸热 硫化氢燃烧放热 所以燃烧硫化氢是为了提供热量 书写方程式时 反应物为硫化氢和二氧化硫 生成物在常温下均非气体 所以生成物为硫和水 答案 1 ch4 g 2h2o g co2 g 4h2 g h 165 0kj mol 1 2 为硫化氢热分解反应提供热量2h2s so2 2h2o 3s 或4h2s 2so2 4h2o 3s2 5 1 2012 天津高考 已知 温度过高时 wo2 s 转变为wo2 g wo2 s 2h2 g w s