高考化学总复习 专题6 第一单元 化学反应中的热效应课件.ppt

第一单元化学反应中的热效应 2013高考导航 一 化学反应的焓变1 反应热与焓变 1 反应热 在化学反应过程中 当反应物和生成物具有相同温度时 所吸收或放出的热量 2 焓变 在 的条件下 化学反应过程中吸收或释放的热量 用 表示 单位 恒温恒压 h kj mol 1 2 吸热反应和放热反应 小 大 h 0 h 0 3 热化学方程式 1 概念 能够表示 的化学方程式 2 表示意义如2h2 g o2 g 2h2o l h 298k 571 6kj mol 1 表示在298k时 和 完全反应生成 时放出571 6kj的能量 反应热 2molh2 1molo2 2molh2o l 4 反应过程中能量变化的本质原因化学反应中的能量变化 是由化学反应中反应物中化学键断裂时 的能量与生成物中化学键形成时 的能量不同所导致的 吸收 放出 2 装置如图 思考感悟在中和反应热的测定实验中 使用弱酸或弱碱为什么会使测得的中和热的数值偏低 提示 因为弱酸或弱碱在电离过程中会吸收一部分热量 从而使测得的结果偏低 2 盖斯定律 1 内容 一个化学反应 不论是一步完成 还是分几步完成 其总的热效应是完全 的 2 意义 表明一个化学反应的焓变 h 仅与反应的 状态和反应的 状态有关 而与反应的途径无关 相同 起始 最终 对于难以测定反应热的化学反应 可运用盖斯定律进行计算 3 应用 若一个反应的焓变 h akj mol 1 则其逆反应的焓变 h 若一个反应的化学方程式可由另外几个反应的化学方程式相加减而得到 则该反应的焓变也可以由这几个反应的焓变相加减而得到 akj mol 1 如 则 h 三 能源的充分利用1 标准燃烧热和热值 1 概念 在101kpa下 物质完全燃烧的反应热 h1 h2 1mol 2 热值 在101kpa下 物质完全燃烧所放出的热量 天然气与氢气相比 热值较大的是 3 完全燃烧 指物质中含有的氮元素转化为 氢元素转化为 碳元素转化为 1g 氢气 n2 g h2o l co2 g 2 能源的充分利用 1 化石燃料主要包括 煤 石油 天然气等 2 燃料不充分燃烧的危害 产热少 浪费资源 产生co等有害气体 污染环境 3 提高燃料的使用效率可将化石燃料通过液化 气化转化为清洁燃料 如将煤转化为 通过降低反应温度进行节能等 水煤气 4 开发新能源新能源具有资源丰富 可再生 无污染或少污染等特点 目前正在研究开发的新能源有太阳能 氢能 风能 地热能 潮汐能和生物质能等 考点一热化学方程式的书写与判断1 注意 h的符号与单位 h只能写在热化学方程式的右边 单位为kj mol 1 1 若为放热反应 h为 2 若为吸热反应 h为 2 注意反应条件绝大多数 h是在25 101kpa下测定的 故可不注明温度和压强 3 注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同 反应热 h就不同 因此 必须注明物质的聚集状态 这是因为 4 注意热化学方程式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物质的量 可以是整数 也可以是分数 且化学计量数必须与 h相对应 如果化学计量数加倍 则 h也要加倍 特别提醒 1 热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化 2 当化学反应逆向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 即时应用 1 上述热化学方程式中 不正确的有 不正确的理由分别是 2 根据上述信息 写出c转化为co的热化学方程式 3 上述反应中 表示燃烧热的热化学方程式有 表示中和热的热化学方程式有 解析 中cao未注明聚集状态 h单位应为kj mol 式不符合实际反应情况 碳和水蒸气的反应属于吸热反应 h 0 式中各物质聚集状态标注中 除h2o外 其余应为 aq 由 可得c转化为co的热化学方程式 在25 101kpa时 1mol物质 指纯净物 单质或化合物 完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量叫做该 物质的燃烧热 在稀溶液中酸跟碱发生中和反应生成1molh2o l 时所释放的热量称为中和热 考点二反应热的计算1 利用热化学方程式进行相关量的求解先写出热化学方程式 再根据热化学方程式所体现的物质之间 物质与反应热之间的关系直接求算物质的量或反应热 2 依据燃烧热数据 利用公式直接求算反应热q 燃烧热 n 可燃物的物质的量 3 依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算 h 反应物的化学键断裂吸收的能量 生成物的化学键形成释放的能量4 依据反应物与生成物的能量计算 h e 生成物 e 反应物 5 利用盖斯定律求反应热适当加减已知的热化学方程式 得出待求的热化学方程式 反应热也要进行相应的加减运算 从而得出待求热化学方程式的反应热 特别提醒计算时注意物质的状态 物质的量等物理量与 h的对应性 即时应用2 2010 高考广东卷 在298k 100kpa时 已知 2h2o g o2 g 2h2 g h1 cl2 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 本题考查盖斯定律 据题可知 第三个反应可以是第一个反应和第二个反应的两倍之和 故 h3 h1 2 h2 答案 c 名师指津 反应热大小的比较比较反应热的大小一般有以下几种情况 1 同一反应的生成物状态不同时 如a g b g c g h1 a g b g c l h2 则 h1 h2 2 同一反应物状态不同时 如a s b g c g h1 a g b g c g h2 则 h1 h2 3 两个有联系的反应相比时 如c s o2 g co2 g h1 c s 1 2o2 g co g h2 比较方法 利用反应 包括 h1 乘以某系数减去反应 包括 h2 乘以某系数 即得出 h3 h1 某系数 h2 某系数 根据 h3大于0或小于0进行比较 总之 比较反应热的大小时要注意 反应中各物质的聚集状态 h有正负之分 比较时要连同 一起比较 类似数学中的正 负数大小的比较 若只比较放出热量的多少 则只比较数值的大小 不考虑正 负号 2010 高考重庆卷 已知h2 g br2 l 2hbr g h 72kj mol 蒸发1molbr2 l 需要吸收的能量为30kj 其他相关数据如下表 则表中a为 a 404b 260c 230d 200 解析 根据题意知 h2 g br2 l 2hbr g h 72kj mol br2 l br2 g h 30kj mol 由盖斯定律知 可得h2 g br2 g 2hbr g h 102kj mol 故 102kj mol 436kj mol akj mol 2 369kj mol 所以a 200 答案 d 互动探究 1 h2 g cl2 l 2hcl g 的反应热为 h1 则 h1和题中 h的大小关系如何 2 求hbr g 1 2h2 g 1 2br2 l 的反应热 h2 提示 1 h1 h hcl比hbr稳定 放出的热量更多 2 h2 72kj mol 1 2 36kj mol a 412kj mol 1b 412kj mol 1c 236kj mol 1d 236kj mol 1 解析 本题主要考查键能与反应热的关系 sicl4 h2和hcl分子中共价键的数目容易计算 而产物中的硅属于原子晶体 可根据其结构计算晶体硅中共价键的数目 本题已给出共价键的数目 1mol晶体硅中所含的si si键为2mol 即工业上制取高纯硅反应的反应热 h 4 360kj mol 1 2 436kj mol 1 2 176kj mol 1 4 431kj mol 1 236kj mol 1 答案 c 名师指津 反应热 断裂反应物中旧化学键所需的能量 形成生成物中新化学键所需的能量 在实际计算中 算清物质中化学键的数目是正确计算的重要基础 如本题若忽视了硅晶体的结构 忽略了题干所给的 已知 1mol晶体硅中含有2molsi si键 这一信息 而简单地认为生成1mol晶体硅就是形成了 1molsi si键 直接根据题设信息 h 4 360kj mol 1 2 436kj mol 1 176kj mol 1 4 431kj mol 1 412kj mol 1 会错选a 如果理解新信息能力差 简单地认为反应热等于生成物键能之和与反应物键能之和的差值 则会错选d 在中学常见的单质 化合物中 熟悉物质所含的共价键数目 原子晶体 1mol金刚石晶体中含2molc c键 1mol二氧化硅晶体中含4molsi o键 分子晶体 1molch3ch3分子中含有6molc h键和1molc c键 若对一些概念不理解 则容易导致错误 2so2 g o2 g 2so3 g 反应过程的能量变化如图所示 已知1molso2 g 氧化为1molso3 g 的 h 99kj mol 1 请回答下列问题 1 图中a c分别表示 e的大小对该反应的反应热有无影响 2 该反应通常用v2o5作催化剂 加v2o5会使图中b点升高还是降低 理由是 3 图中 h kj mol 1 4 已知单质硫的燃烧热 h 296kj mol 1 计算由s s 生成1molso3 g 的 h 写出计算过程 常见错误 错因分析 1 出错原因主要是知识掌握不牢固 从图像中明显看出反应物总能量高于生成物总能量为放热反应 可得到a和c分别表示 反应物总能量 生成物总能量 反应热只与 反应物总能量 和 生成物总能量 有关 与反应过程无关 2 催化剂在反应前后无变化 从而错误认为对活化能无影响 e为活化能 与反应热无关 但使用催化剂可以降低活化能 加快反应速率 3 对图像分析不清 容易造成错答 看错已知1molso2 g 氧化为1molso3 g 的 h 99kj mol 1 图中表示的是2molso2 g 的反应 因此 h 99 2kj mol 1 4 没有理解题干要求 计算由s s 生成1molso3 g 的 h 写出计算过程 容易造成错答 解答本小题必须突出生成1mol三氧化硫 反应物为s s 产物为so3 g 注意二者的状态 同时注意放热用 吸热用 2 测量装置套烧杯简易量热计说明 双孔泡沫塑料板和碎泡沫塑料的作用是保温 隔热 减少实验过程中的热量损失 3 操作步骤 1 用量筒量取50ml0 50mol l的盐酸 倒入小烧杯中 测定其温度 记作thcl 然后将温度计上的酸用水冲洗干净 2 用另一个量筒量取50ml0 55mol lnaoh溶液 测定其温度 记作tnaoh 3 把量筒中的naoh溶液一次倒入小烧杯中 注意不要洒到外面 立即盖上双孔泡沫塑料板 用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液并准确读取混合溶液的最高温度 记作t终 4 重复上述实验两次 取测量所得数据的平均值作为计算依据 4 注意事项 1 碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和 2 操作时动作要快 目的是尽量减少热量的损失 3 实验中若使用了弱酸或弱碱 会使测得中和热的数值偏小 典例探究 用50ml0 50mol l 1的盐酸与50ml0 55mol l 1的氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应 通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热 回答下列问题 1 烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 2 环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替 填 能 或 不能 其原因是 3 实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0 55mol l 1的原因是 实验中若改用60ml0 50mol l 1的盐酸与50ml0 55mol l 1的氢氧化钠溶液进行反应 与上述实验相比 所放出的热量 填 相等 或 不相等 若实验操作均正确 则所求中和热 填 相等 或 不相等 4 已知在稀溶液中 强酸和强碱发生中和反应生成1molh2o时 放出57 3kj的热量 则上述反应的热化学方程式为 解析 考查学生对中和热测定的实验能力 对出现问题的分析和理解能力 热化学方程式的书写 误差分析等 由于本实验的关键是如何