高考化学二轮复习 第6讲 化学反应与能量课件.ppt

第6讲化学反应与能量 最新考纲 1 了解化学反应中能量转化的原因 了解常见的能量转化形式 2 了解化学能与热能的相互转化 了解吸热反应和放热反应 焓变和反应热等概念 3 了解热化学方程式的含义 了解盖斯定律 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 1 2014 浙江理综 27 3 煤炭燃烧过程中会释放出大量的so2 严重破坏生态环境 采用一定的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 考点一正确理解反应热准确判断吸热与放热 重温真题 考情 假设某温度下 反应 的速率 v1 大于反应 的速率 v2 则下列反应过程能量变化示意图正确的是 解析反应 吸热 产物的能量高于反应物 反应 放热 产物的能量低于反应物 又由于反应 速率 v1 大于反应 的速率 v2 反应 的活化能低于反应 则c项图符合题意 答案c 下列能量变化示意图中 正确的是 选填字母 答案a 3 2013 重庆 6 已知 p4 s 6cl2 g 4pcl3 g h akj mol 1p4 g 10cl2 g 4pcl5 g h bkj mol 1p4具有正四面体结构 pcl5中p cl键的键能为ckj mol 1 pcl3中p cl键的键能为1 2ckj mol 1下列叙述正确的是 a p p键的键能大于p cl键的键能b 可求cl2 g pcl3 g pcl5 s 的反应热 h 解析a项 由于氯原子半径小于磷原子半径 所以p p键的键能应小于p cl键的键能 错误 b项 由于不知pcl5 g pcl5 s 对应的 h 所以无法根据盖斯定律求得该反应的 h 错误 c项 p4 s 10cl2 g 4pcl5 g h bkj mol 1 p4 s 6cl2 g 4pcl3 g h akj mol 1 得 答案c 高考定位该考点在高考中的常见命题角度有 以图表为命题背景 考查化学反应热效应与反应物和生成物具有的总能量 化学键的键能 正逆反应的活化能的关系及简单计算 常见的吸热反应与放热反应的判断 两种重要反应热的概念辨析 物质稳定性与物质具有的能量 化学键键能大小的关系等 以选择题为主 难度不大 解题的关键是准确理解相关概念 认真分析判断 1 三个角度理解产生化学反应热效应的原因 知能突破 考点 1 从宏观角度分析 h h1生成物的总能量 h2反应物的总能量 2 从微观角度分析 h 3 从活化能角度分析 h 2 常见的放热反应和吸热反应 1 放热反应 可燃物的燃烧 酸碱中和反应 大多数化合反应 金属跟酸的置换反应 物质的缓慢氧化 2 吸热反应 大多数分解反应 盐的水解和弱电解质的电离 ba oh 2 8h2o与nh4cl反应 碳和水蒸气 c和co2的反应 e1反应物的键能总和 e2生成物的键能总和 e1正反应活化能 e2逆反应活化能 3 两种重要的反应热 1 1 稳定 大致相同 4 物质具有的能量与稳定性和键能的关系物质所含能量 物质越 键能 断裂其化学键所需能量 而形成其化学键所释放的能量也 反之亦然 如卤化氢的稳定性按氟 氯 溴 碘依次减弱 其氢化物的能量依次增大 氢卤键的键能依次减小 越低 稳定 越大 越高 越多 题组一化学反应中的能量变化1 下列说法中正确的是 a 凡有能量变化的过程都是化学变化b 吸热反应只有在加热的条件下才能进行c 放热反应可能需要在加热的条件下才能进行d 化学反应中的能量变化都只以热能的形式表现出来解析有些物理变化过程也有能量的变化 a错 nh4hco3分解是吸热反应 但不加热时也能进行 b错 化学反应中的能量变化的表现形式除热能外还有光能 电能等 d错 答案c 题组训练 考能 2 2014 河北普通高中质检 为探究nahco3 na2co3与1mol l 1盐酸反应 设两反应分别是反应 反应 过程中的热效应 进行实验并测得如下数据 下列有关说法正确的是 a 仅通过实验 即可判断反应 是吸热反应b 仅通过实验 即可判断反应 是放热反应c 通过实验可判断出反应 分别是吸热反应 放热反应d 通过实验可判断出反应 分别是放热反应 吸热反应解析通过实验 可判断出nahco3溶于水吸热 通过实验 可判断出nahco3与盐酸反应是吸热反应 通过实验 可判断出na2co3溶于水放热 通过实验 可判断出na2co3与盐酸反应是放热反应 综上所述 可判断出反应 分别是吸热反应 放热反应 c项正确 答案c 1 正反应是 填 放 或 吸 热反应 ec表示的含义是 ec 表示的含义是 a 2 由示意图知 反应物的总能量 填 或 生成物的总键能 答案 1 放正反应的活化能逆反应的活化能e1 e2 或ec ec 2 3 大于0 小于akj70 1 旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的 缺少任一个过程都不是化学变化 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 易错警示 题组二反应热 燃烧热和中和热4 2014 舟山统考 分别向1l0 5mol l 1的ba oh 2溶液中加入 浓硫酸 稀硫酸 稀硝酸 恰好完全反应时的热效应分别为 h1 h2 h3 下列关系中正确的是 a h1 h2 h3b h1 h2 h3d h1 h2 h3答案b 5 2014 豫南六市联考 下列说法正确的是 a 1gh2和4go2反应放出71 45kj热量 则氢气的燃烧热为142 9kj mol 1b 在稀溶液中 h aq oh aq h2o 1 h 57 3kj mol 1 若将含0 5molh2so4的浓硫酸与含1molnaoh的氢氧化钠溶液混合 放出的热量大于57 3kjc 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 1d 1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热 解析1gh2和4go2反应时 氧气量不足 所以放出的热量小于氢气完全反应时放出的热量 即氢气的燃烧热大于142 9kj mol 1 a错 因为浓硫酸溶于水时放热 所以b正确 中和热是指在一定条件下强酸与强碱的稀溶液反应生成1molh2o所放出的热量 与酸和碱的元数无关 c项错 燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧时生成稳定的氧化物时所放出的热量 稳定氧化物一方面指氧化物稳定另一方面氧化物的状态稳定 生成的水应为液态 d错误 答案b 1 反应是否需要加热 只是引发反应的条件 与反应是放热还是吸热并无直接关系 许多放热反应也需要加热引发反应 也有部分吸热反应不需加热 在常温时就可以进行 2 燃烧热是指101kpa时1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量 并不是1mol可燃物燃烧时放出的热量就是燃烧热 3 中和热不是指1mol酸与1mol碱中和时的热效应 而是指 生成1molh2o l 的热效应 强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1molh2o h 57 3kj mol 1 弱酸与强碱 强酸与弱碱或弱酸与弱碱反应时 因电离吸热 放出的热量减小 中和热减小 若用浓硫酸 或naoh固体 因溶解放热放出的热量增多 中和热增大 易错警示 1 1 2014 全国大纲 28 1 化合物ax3和单质x2在一定条件下反应可生成化合物ax5 回答下列问题 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 考点二热化学方程式的书写与正误判断 重温真题 考情 2 2014 四川理综 11 3 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 1so2与mno2反应生成无水mnso4的热化学方程式是 3 2014 安徽理综 25 3 cucl s 与o2反应生成cucl2 s 和一种黑色固体 在25 101kpa下 已知该反应每消耗1molcucl s 放热44 4kj 该反应的热化学方程式是 解析 1 根据题目信息可知 室温时ax3为液态 x2为气体 ax5为固体 其热化学方程式为ax3 l x2 g ax5 s h 123 8kj mol 1 2 将题中三个热化学方程式由上到下依次编号为 根据盖斯定律可知 得mno2 s so2 g mnso4 s h 1065kj mol 1 520kj mol 1 297kj mol 1 248kj mol 1 3 根据题意可写出化学方程式为4cucl o2 2cucl2 2cuo 根据题中数据知 消耗4molcucl s 放热为44 4kj 4 177 6kj 故该反应的热化学方程式为 4cucl s o2 g 2cucl2 s 2cuo s h 177 6kj mol 1 答案 1 ax3 l x2 g ax5 s h 123 8kj mol 1 2 mno2 s so2 g mnso4 s h 248kj mol 1 3 4cucl s o2 g 2cucl2 s 2cuo s h 177 6kj mol 1 其他合理答案均给分 2 1 2013 四川理综 11 5 焙烧明矾产生的so2可用于制硫酸 已知25 101kpa时 h2o g h2o l h2 44kj mol 1 2so2 g o2 g 2h2o g 2h2so4 l h3 545kj mol 1 则so3 g 与h2o l 反应的热化学方程式是 2 2013 北京理综 26 2 汽车发动机工作时会引发n2和o2反应 其能量变化示意图如下 写出该反应的热化学方程式 解析 1 根据盖斯定律 得出so3 g h2o l h2so4 l h4只须按下式进行即可 热化学方程式应为 so3 g h2o l h2so4 l h 130kj mol 1 2 拆开化学键吸收能量 形成化学键释放能量n2 g o2 g 2no g 其 h计算方法如下 h 945kj mol 1 498kj mol 1 2 630kj mol 1 183kj mol 1答案 1 so3 g h2o l h2so4 l h4 130kj mol 1 2 n2 g o2 g 2no g h 183kj mol 1 高考定位热化学方程式的书写与正误判断是高考考查的重点 命题角度灵活形式多样 从近几年高考命题趋势来看 多是在 卷填空题中根据已知热化学方程式利用盖斯定律来书写待求反应的热化学方程式的题型 其解题关键是准确把握热化学方程式的书写要求规范书写 热化学方程式书写的 七大 要点1 注意 h的符号和单位若为放热反应 h为 若为吸热反应 h为 h的单位为kj mol 1 2 注意反应热的测定条件书写热化学方程式时应注明 h的测定条件 温度 压强 但绝大多数 h是在25 101325pa下测定的 此时可不注明温度和压强 3 注意热化学方程式中的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的 并不表示物质的分子数或原子数 因此化学计量数可以是整数 也可以是分数 知能突破 考点 物质的量 4 注意物质的聚集状态反应物和产物的聚集状态不同 反应热 h不同 因此 必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义 气体用 g 液体用 l 固体用 s 溶液用 aq 热化学方程式中不用 和 以及 点燃 加热 等条件 5 注意 h的数值与符号由于 h与反应完成的物质的量有关 所以 h必须与热化学方程式中化学式前面的化学计量数相对应 如果化学计量数 则 h也要 互为逆反应的反应热数值 但符号 加倍 加倍 相等 相反 6 注意燃烧热和中和热7 可逆反应的反应热对于可逆反应的反应热 h 是指 时的反应热 完全反应 题组一热化学方程式的正误判断型1 2014 稽阳一中检测 下列热化学方程式书写正确的是 c 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kjd c s o2 g co2 g h 393 5kj mol 1解析选项a中的热化学方程式未注明物质的状态 选项c中 h的单位错误 选项d是放热反应 h应小于0 答案b 题组训练 考能 答案a 3 2014 杭州检测 燃烧热是指通常状况下1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量 下列说法正确的是 a 通常状况下 1g氢气燃烧生成液态水时放出142 9kj热量 则表示氢气燃烧热的热化学方程式为2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1b 已知 h2 g f2 g 2hf g h 270kj mol 1 则1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kj d 已知 c s 石墨 o2 g co2 g h 393 5kj mol 1 c s 金刚石 o2 g co2 g h 395 0kj mol 1 则c s 金刚石 c s 石墨 h 1 5kj mol 1解析表示氢气燃烧热的热化学方程式中h2 g 的化学计量数应为1 a错 气体变为液体时要放出能量 所以1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量大于270kj b错 此反应为可逆反应 故投入0 5mol的氮气和1 5mol氢气 最终参加反应的氮气一定小于0 5mol 因此1moln2完全反应放出的热量应大于38 6kj 则热化学方程式中 h应小于 38 6kj mol 1 不是通常状况时 h应标明确所处状况 选项c不正确 d中由 可知正确 答案d 五个角度判断热化学方程式的正误 方法技能 反应热的数值必须与方程式中的化学计量数相对 应 即 h与化学计量数成正比 当反应逆向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 题组二信息型热化学方程式的书写4 2014 东北三省四市联考 1 25 101kpa时 1g甲醇完全燃烧生成co2和液态水 放出22 68kj热量 则该反应的热化学方程式为 2 0 3mol气态高能燃料乙硼烷 b2h6 在o2中燃烧 生成固态b2o3和液态水 放出649 5kj热量 则该反应的热化学方程式为 3 肼 n2h4 是一种高效清洁的火箭燃料 0 25moln2h4 g 完全燃烧生成氮气和气态水时 放出133 5kj热量 则肼燃烧的热化学方程式为 解析 3 先写出肼燃烧的化学方程式 n2h4 o2 n2 2h2o 据0 25moln2h4 g 完全燃烧生成n2和h2o g 放出热量133 5kj 可知1moln2h4完全燃烧放出的热量为534kj 2 b2h6 g 3o2 g b2o3 s 3h2o l h 2165kj mol 1 3 n2h4 g o2 g n2 g 2h2o g h 534kj mol 1 5 2014 宁波模拟 节选 1 如图是1molno2 g 和1molco g 反应生成co2和no过程中的能量变化示意图 若在反应体系中加入催化剂 则e1 填 增大 减小 或 不变 下同 h 请写出no2和co反应的热化学方程式 2 甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ch3oh g h2o g co2 g 3h2 g h 49 0kj mol 1 ch3oh g 1 2o2 g co2 g 2h2 g h 192 9kj mol 1 又知 h2o g h2o l h 44kj mol 1则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为 五步 书写热化学方程式 方法技能 a h2 h3b h1 h3 考点三盖斯定律及其重要应用 重温真题 考情 答案b 2 2014 重庆理综 6 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436 496和462kj mol 1 则a为 a 332b 118c 350d 130解析 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2h2o g 2h2 g o2 g h 2a 220 kj mol 1根据h h o o和o h键的键能数据 得4 462kj mol 1 2 436kj mol 1 496kj mol 1 2a 220 kj mol 1 解得a 130 a b c错误 d正确 答案d 3 2014 江苏化学 10 已知 c s o2 g co2 g h1co2 g c s 2co g h22co g o2 g 2co2 g h34fe s 3o2 g 2fe2o3 s h43co g fe2o3 s 3co2 g 2fe s h5下列关于上述反应焓变的判断正确的是 a h1 0 h3 0b h2 0 h4 0c h1 h2 h3d h3 h4 h5 答案c 高考定位盖斯定律在生产和科学研究中具有重要的意义 有关该规律的应用是历年高考考查的热点 其考查方式多为根据已知热化学方程式书写待求反应的热化学方程式或直接计算其反应热 在选择题和非选择题中都有所涉及 难度不大 1 定律内容一定条件下 一个反应不管是一步完成 还是分几步完成 反应的总热效应相同 即反应热的大小与 无关 只与反应的 有关 知能突破 考点 反应途径 始态和终态 2 常用计算关系 a h2 h2 h1 h2 3 利用盖斯定律计算反应热的技能 1 解题思路 2 计算模式若有 a a s m g b s h1 b c s m g d s h2 c a s d s b s c s h3则 c a b 即 h3 h1 h2 3 计算要领 当反应方程式乘以或除以某数时 h也应乘以或除以某数 反应方程式进行加减运算时 h也同样要进行加减运算 通过盖斯定律计算反应热和比较反应热的大小时 要把 h看作一个整体 在设计反应过程时常会遇到同一物质固 液 气三态的相互转化 状态由固 液 气时 会吸热 反之会放热 当设计的反应逆向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 题组一利用盖斯定律求反应焓变1 2014 义乌模拟 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答案c 题组训练 考能 2 2013 浙江理综 27 1 捕碳技术 主要指捕获co2 在降低温室气体排放中具有重要的作用 目前nh3和 nh4 2co3已经被用作工业捕碳剂 它们与co2可发生如下可逆反应 解析根据盖斯定律可知 式 2 式 即可得反应 答案2 h2 h1 题组二利用盖斯定律书写热化学方程式3 1 已知在常温常压下 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o g h1 1275 6kj mol 1 2co g o2 g 2co2 g h2 566 0kj mol 1 h2o g h2o l h3 44 0kj mol 1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式 2 h2或co可以催化还原no以达到消除污染的目的 已知 n2 g o2 g 2no g h 180 5kj mol 12h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1则h2 g 与no g 反应生成n2 g 和h2o l 的热化学方程式为 答案 1 ch3oh l o2 g co g 2h2o l h 442 8kj mol 1 2 2h2 g 2no g n2 g 2h2o l h 752 1kj mol 1 4 白磷 红磷是磷的两种同素异形体 在空气中燃烧得到磷的氧化物 空气不足时生成p4o6 空气充足时生成p4o10 1 已知298k时白磷 红磷完全燃烧的热化学方程式分别为p4 s 白磷 5o2 g p4o10 s h1 2983 2kj mol 1 h2 738 5kj mol 1则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为 2 已知298k时白磷不完全燃烧的热化学方程式为