高考化学二轮复习 第一部分 专题3 学案6 反应热与盖斯定律应用课件.ppt

学案6 反应热与盖斯定律应用 专题3化学基本理论 1 认识常见的能量转化形式 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 2 通过化学键的断裂和形成 了解化学反应中能量变化的原因 3 了解吸热反应 放热反应 反应热 焓变等概念 了解热化学方程式的含义 能用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算 最新考纲展示 基础回扣 题型1反应热的含义与节能减排 题型2热化学方程式的书写与正误判断 题型3比较焓变和应用盖斯定律计算反应热 基础回扣 2 下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量 kj 1 反应2h2 g o2 g 2h2o g 是 填 吸热 或 放热 反应 这说明2molh2 g 和1molo2 g 具有的能量比2molh2o g 具有的能量 填 高 或 低 放热 高 2 请用图示表示出2molh2 g 与1molo2 g 生成2molh2o g 的反应过程 答案 或 4 若已知 h2o g h2o l h 44kj mol 1 写出h2 g 与o2 g 完全反应生成h2o l 的热化学方程式 3 根据表中数据 写出h2 g 与o2 g 完全反应生成h2o g 的热化学方程式 2h2 g o2 g 2h2o l h 572kj mol 1 3 正误判断 正确的打 错误的打 1 所有的燃烧反应都是放热反应 所以不需要加热就能进行 2 反应物的总能量低于生成物的总能量时 一定不能发生反应 3 物理变化过程中 也可能有热量的变化 4 c 石墨 s c 金刚石 s h 0 说明石墨比金刚石稳定 5 一个反应的焓变因反应物的用量和反应条件的改变而发生改变 6 催化剂能改变反应的焓变 7 已知s l o2 g so2 g h 293 23kj mol 1 则s s o2 g so2 g 反应放出的热量大于293 23kj mol 1 8 同温同压下 h2 g cl2 g 2hcl g 在光照和点燃条件下的 h不同 题型1反应热的含义与节能减排 真题回顾 1 高考题组合 下列有关能源利用的措施或叙述错误的是 a 光催化还原水制氢比电解水制氢更节能环保 更经济 2014 浙江理综 7a b 可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体 因此可存在于海底 2014 天津理综 3c c 大量燃烧化石燃料是造成雾霾天气的一种重要因素 2014 天津理综 1c d 向汽油中添加甲醇后 该混合燃料的热值不变 2014 浙江理综 7d 解析汽油和甲醇均可燃 但燃烧热不同 因而向汽油中添加甲醇后 混合燃料的热值一定会改变 答案d 2 2014 上海 9 1 3 丁二烯和2 丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下 ch2 ch ch ch2 g 2h2 g ch3ch2ch2ch3 g 236 6kjch3 c c ch3 g 2h2 g ch3ch2ch2ch3 g 272 7kj由此不能判断 a 1 3 丁二烯和2 丁炔稳定性的相对大小b 1 3 丁二烯和2 丁炔分子储存能量的相对高低c 1 3 丁二烯和2 丁炔相互转化的热效应d 一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键键能之和的大小 答案d 3 2014 海南 8改编 某反应过程能量变化如图所示 下列说法正确的是 a 反应过程a有催化剂参与b 该反应为放热反应 热效应等于 hc 改变催化剂 不能改变该反应的活化能d 有催化剂的条件下 反应的活化能等于e1 e2 解析a项 由图可知 反应过程a需要的活化能比b的高 所以a没有催化剂参与 错误 b项 由图可知 该反应中 反应物的总能量大于生成物的总能量 所以该反应属于放热反应 反应的热效应等于反应物与生成物能量之差 即 h 正确 c项 改变催化剂 改变了反应进行的途径 可改变反应的活化能 错误 答案b 规律方法 从两种角度理解化学反应的热效应 1 从微观的角度 是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值 如图所示 题型1反应热的含义与节能减排 a表示旧化学键断裂吸收的能量 b表示新化学键形成放出的能量 c表示反应热 2 从宏观的角度 是反应物自身的能量与生成物的能量差值 在上图中 a表示活化能 b表示活化分子结合成生成物所释放的能量 c表示反应热 对点模拟 一 反应热的概念及能源利用 题型1反应热的含义与节能减排 1 寻找清洁能源一直是化学家努力的方向 下列关于能源的说法中错误的是 a 氢气燃烧热高 其燃烧产物是水 是一种理想的清洁燃料b 利用太阳能等清洁能源代替化石燃料 有利于节约资源 保护环境c 煤的气化技术在一定程度上实现了煤的高效 清洁利用d 石油作为重要的可再生能源应该被尽量地利用 解析石油是不可再生能源 d 2 c h2 ch4都是优质的能源物质 目前对这三种物质的研究是燃料研究的重点 下列关于这三种物质的研究方向中可行的是 a 寻找优质催化剂 使co2与h2o反应生成ch4与o2 并放出热量b 寻找优质催化剂 在常温常压下使co2分解生成碳与o2c 寻找优质催化剂 利用太阳能使大气中的co2与海底开采的ch4合成合成气 co h2 d 将固态碳合成为c60 以c60作为燃料 c 3 下列说法正确的是 a 热化学方程式中 如果没有注明温度和压强 则表示反应热是在标准状况下测得的b 升高温度或加入催化剂 可以改变化学反应的反应热c 据能量守恒定律 反应物的总能量一定等于生成物的总能量d 物质发生化学变化一定伴随着能量变化 解析反应热应该是在常温常压下测定的 a不正确 加入催化剂不能改变化学反应的反应热 b不正确 任何化学反应都伴随着能量的变化 因此反应物的总能量一定不等于生成物的总能量 c不正确 d正确 答案d 二 从宏观物质的能量认识反应热4 反应2c o2 2co的能量变化如图所示 下列说法正确的是 a 12gc s 与一定量o2 g 反应生成14gco g 放出的热量为110 5kjb 2molc s 与足量o2 g 反应生成co2 g 放出的热量大于221kjc 该反应的热化学方程式是2c s o2 g 2co g h 221kjd 该反应的反应热等于co分子中化学键形成时所释放的总能量与o2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差 解析根据图可知12gc s 与一定量o2 g 反应生成28gco g 放出的热量为110 5kj a项错误 2molc s 与足量o2 g 反应生成co g 放出热量为221kj 由于co g 与o2 g 反应生成co2 g 放热 因此2molc s 与足量o2 g 反应生成co2 g 放出热量大于221kj b项正确 该反应的热化学方程式是2c s o2 g 2co g h 221kj mol 1 c项错误 该反应的反应热等于c与o2断键吸收的总能量与co成键放出的能量的差 d项错误 答案b 5 在微生物作用的条件下 nh经过两步反应被氧化成no 两步反应的能量变化示意图如下 第一步反应是 反应 选填 放热 或 吸热 判断依据是 放热 h 273kj mol 1 0 或反应物总能量大于生成物总能量 1molnh aq 全部氧化成no aq 的热化学方程式是 nh aq 2o2 g 2h aq no aq h2o l h 346kj mol 1 三 从微观反应过程认识反应热6 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所致 键能也可以用于估算化学反应的反应热 h 下表是部分化学键的键能数据 已知白磷及完全燃烧后的产物结构如下图 经测定1mol白磷完全燃烧时 释放2378kj的能量 则上表中x 解析由结构图可知 p4 s 5o2 g p4o10 s h 2378kj mol 1 h 5e o o 6e p p 4e p o 12e p o 即可求得p o的键能 答案470 7 反应a 4hcl o22cl2 2h2o已知 反应a中 4molhcl被氧化 放出115 6kj的热量 1 反应a的热化学方程式是 2 断开1molh o键与断开1molh cl键所需能量相差约为 kj h2o中h o键比hcl中h cl键 填 强 或 弱 解析 1 根据4molhcl被氧化放出115 6kj的热量 又结合反应条件为400 故其热化学方程式为4hcl g o2 g 2cl2 g 2h2o g h 115 6kj mol 1 2 根据 1 的热化学反应方程式和o2 cl2的键能可知 断裂4molh cl键与1molo o键需吸收的能量比生成2molcl cl键和4molh o键放出的能量少115 6kj 故4molh o键的键能比4molh cl键的键能大 115 6kj 498kj 2 243kj 127 6kj 故断开1molh o键与断开1molh cl键所需能量相差约为127 6kj 4 32kj 根据h o键键能大于h cl键键能可知 h o键比h cl键强 答案 1 4hcl g o2 g 2cl2 g 2h2o g h 115 6kj mol 1 2 32强 四 过渡状态与反应热的关系8 反应a b c h 0 分两步进行 a b x h 0 x c h 0 下列示意图中 能正确表示总反应过程中能量变化的是 解析根据反应物和生成物能量的高低来分析 解决问题 化学反应都伴随能量变化 当反应物的总能量高于生成物的总能量时 该反应为放热反应 当反应物的总能量低于生成物的总能量时 该反应为吸热反应 反应 的 h 0 为吸热反应 故可排除a项和c项 反应 的 h 0 为放热反应 b项错误 故选d 答案d 9 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 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 2 图中 h kj mol 1 3 v2o5的催化循环机理可能为v2o5氧化so2时 自身被还原为四价钒化合物 四价钒化合物再被氧气氧化 写出该催化循环机理的化学方程式 4 已知常温下 1mol固体硫燃烧生成二氧化硫气体时放出的热量是296kj 计算由s s 生成3molso3 g 的 h 要求写出计算过程 解析 1 反应物总能量高于生成物总能量为放热反应 由图可得到a和c所表示的意义 e为活化能与反应热无关 但是使用催化剂可以降低反应活化能 2 图中表示的是2molso2的反应 因此 h 99 2kj mol 1 198kj mol 1 3 依题意即可写出 so2 v2o5 so3 2vo2 4vo2 o2 2v2o5 答案 1 反应物总能量生成物总能量无降低因为催化剂改变了反应历程 使活化能e降低 2 198 3 so2 v2o5 so3 2vo2 4vo2 o2 2v2o5 4 s s o2 g so2 g h1 296kj mol 1 so2 g o2 g so3 g h2 99kj mol 1 3s s o2 g 3so3 g h 3 h1 h2 1185kj mol 1 题型2热化学方程式的书写与正误判断 真题回顾 1 2014 福建理综 23 4 一定条件下 在水溶液中1molcl clo x 1 2 3 4 的能量 kj 相对大小如图所示 d是 填离子符号 b a c反应的热化学方程式为 用离子符号表示 解析 根据图示曲线可知cl元素的化合价越来越高 由曲线可知d中cl元素的化合价是 7价 因此clo中x 4 即d为clo 根据曲线可知a为cl b为clo 故化学方程式为3clo 2cl clo 结合曲线可知clo 相对cl 的能量为60kj clo相对cl 的能量为63kj 因此该反应的反应热为 h 63 60 kj mol 1 2 60kj mol 1 117kj mol 1 答案 clo 3clo aq 2cl aq clo aq h 117kj mol 1 2 2014 天津理综 7 4 由粗硅制纯硅过程如下 写出sicl4的电子式 在上述由sicl4制纯硅的反应中 测得每生成1 12kg纯硅需吸收akj热量 写出该反应的热化学方程式 sicl4 g 2h2 g si s 4hcl g h 0 025akj mol 1 3 2014 海南 4 标准状况下 气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓 已知h h h o和o o键的键焓 h分别为436kj mol 1 463kj mol 1 495kj mol 1 下列热化学方程式正确的是 a h2o g h2 g o2 g h 485kj mol 1b h2o g h2 g o2 g h 485kj mol 1 c 2h2 g o2 g 2h2o g h 485kj mol 1d 2h2 g o2 g 2h2o g h 485kj mol 1 解析根据 h h h o和o o键的键焓 h分别为436kj mol 1 463kj mol 1 495kj mol 1 可以计算出2molh2和1molo2完全反应生成2molh2o g 产生的焓变是436kj mol 1 2 495kj mol 1 1 463kj mol 1 4 485kj mol 1 所以该过程的热化学方程式为2h2 g o2 g 2h2o g h 485kj mol 1 d正确 答案d 得分技巧 书写热化学方程式的注意事项 1 化学计量数只表示物质的量 不是粒子数 计量数可以是分数 计量数最好不都是分数或带有公约数 2 h与物质的状态有关 不要漏掉状态 3 h与化学计量数成正比 化学计量数变 h也变 4 h的符号 数值和单位不要写错或漏掉 题型2热化学方程式的书写与正误判断 5 反应条件如 高温 催化剂 点燃 等不必注明 6 要注明测定反应热的条件 反应热 h与测定条件 温度 压强等 有关 因此书写热化学方程式时应注明 h的测定条件 绝大多数 h是在25 101kpa下测定的 可不注明温度和压强 对点模拟 一 热化学方程式的意义1 已知 h2 g f2 g 2hf g h 270kj mol 1 下列说法正确的是 a 2l氟化氢气体分解成1l氢气与1l氟气吸收270kj热量b 1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kjc 在相同条件下 1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量d 1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270kj热量 题型2热化学方程式的书写与正误判断 解析热化学方程式中的计量数表示物质的量 c 2 下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 a 已知2so2 g o2 g 2so3 g 为放热反应 则so2的能量一定高于so3的能量b 已知c 石墨 s c 金刚石 s h 0 则金刚石比石墨稳定c 已知h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 则任何酸碱中和反应的热效应均为57 3kjd 已知2c s 2o2 g 2co2 g h1 2c s o2 g 2co g h2 则 h1 h2 解析a项说明2molso2和1molo2的总能量比2molso3的能量高 但不能说so2的能量高于so3的能量 a不正确 石墨转化为金刚石吸收能量 则金刚石的能量高于石墨 能量越高越不稳定 b不正确 酸碱中和反应的热效应不仅与生成h2o的物质的量有关 还与酸 碱的浓度及强弱有关 c不正确 碳完全燃烧比不完全燃烧放出的能量多 但比较 h时应带符号比较 故 h1 h2 d正确 答案d 二 热化学方程式的正误判断3 已知在25 101kpa条件下 2mol氢气燃烧生成水蒸气 放出484kj热量 下列热化学方程式正确的是 a h2o g h2 g o2 g h 242kj mol 1b 2h2 g o2 g 2h2o l h 484kj mol 1c h2 g o2 g h2o g h 242kj mol 1d 2h2 g o2 g 2h2o g h 484kj mol 1 解析b中生成物水应为气态 b错 h2燃烧放热 h为负值 则h2o分解必为吸热反应 h为正值 a正确 c d错 答案a 4 下列热化学方程式书写正确的是 a 2so2 o22so3 h 196 6kj mol 1b h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol 1c 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kjd c s o2 g co2 g h 393 5kj mol 1 b 三 热化学方程式的书写5 依据事实 写出下列反应的热化学方程式 1 适量的n2和o2完全反应 每生成23gno2吸收16 95kj热量 n2与o2反应的热化学方程式为 2 18g葡萄糖与适量o2反应 生成co2和液态水 放出280 4kj热量 葡萄糖燃烧的化学方程式为 3 sih4是一种无色气体 遇到空气能发生爆炸性自燃 生成sio2和液态h2o 已知室温下2gsih4自燃放出热量89 2kj sih4自燃的热化学方程式为 4 下图是no2和co反应生成co2和no过程中能量变化示意图 请写出no2和co反应的热化学方程式 5 直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题 煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物 用ch4催化还原nox可以消除氮氧化物的污染 ch4 g 2no2 g n2 g co2 g 2h2o g h1 867kj mol 1 2no2 g n2o4 g h2 56 9kj mol 1 写出ch4 g 催化还原n2o4 g 生成n2 g 和h2o g 的热化学方程式 解析 1 23gno2的物质的量为0 5mol 则生成2molno2吸收的热量为67 8kj 吸热反应 h为正值 故反应的热化学方程式为n2 g 2o2 g 2no2 g h 67 8kj mol 1 2 18g葡萄糖的物质的量为0 1mol 故1mol葡萄糖燃烧生成co2和液态水放出2804kj的热量 反应的热化学方程式为c6h12o6 s 6o2 g 6h2o l 6co2 g h 2804kj mol 1 3 2gsih4自燃放出热量89 2kj 1molsih4自燃放出热量1427 2kj 故热化学方程式为sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o l h 1427 2kj mol 1 4 由图可知放出能量 e 368kj mol 1 134kj mol 1 234kj mol 1 5 用 式 式即可得目标方程式 答案 1 n2 g 2o2 g 2no2 g h 67 8kj mol 1 2 c6h12o6 s 6o2 g 6h2o l 6co2 g h 2804kj mol 1 3 sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o l h 1427 2kj mol 1 4 no2 g co g co2 g no g h 234kj mol 1 5 ch4 g n2o4 g n2 g co2 g 2h2o g h 810 1kj mol 1 题型3比较焓变和应用盖斯定律计算反应热 真题回顾 1 2014 广东理综 31 1 用caso4代替o2与燃料co反应 既可提高燃烧效率 又能得到高纯co2 是一种高效 清洁 经济的新型燃烧技术 反应 为主反应 反应 和 为副反应 1 4caso4 s co g 1 4cas s co2 g h1 47 3kj mol 1 caso4 s co g cao s co2 g so2 g h2 210 5kj mol 1 co g 1 2c s 1 2co2 g h3 86 2kj mol 1反应2caso4 s 7co g cas s cao s 6co2 g c s so2 g 的 h 用 h1 h2和 h3表示 解析利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变 要学会利用所给化学方程式中化学计量数和反应物 中间产物的关系进行解答 根据盖斯定律 由 4 2可得目标热化学方程式 故有 h 4 h1 h2 2 h3 答案4 h1 h2 2 h3 2 2014 新课标全国卷 28 2 已知 甲醇脱水反应2ch3oh g ch3och3 g h2o g h1 23 9kj mol 1甲醇制烯烃反应2ch3oh g c2h4 g 2h2o g h2 29 1kj mol 1乙醇异构化反应c2h5oh g ch3och3 g h3 50 7kj mol 1则乙烯气相直接水合反应c2h4 g h2o g c2h5oh g 的 h kj mol 1 解析 即可得目标方程式 45 5 3 2014 新课标全国卷 13 室温下 将1mol的cuso4 5h2o s 溶于水会使溶液温度降低 热效应为 h1 将1mol的cuso4 s 溶于水会使溶液温度升高 热效应为 h2 cuso4 5h2o受热分解的化学方程式为cuso4 5h2o s cuso4 s 5h2o l 热效应为 h3 则下列判断正确的是 a h2 h3b h1 h3c h1 h3 h2d h1 h2 h3 解析1molcuso4 5h2o s 溶于水会使溶液温度降低 为吸热反应 故 h1 0 1molcuso4 s 溶于水会使溶液温度升高 为放热过程 故 h20 根据盖斯定律得到关系式 h1 h2 h3 分析得到答案 h1 h3 答案b 4 2014 北京理综 26 3 已知 2no2 g n2o4 g h12no2 g n2o4 l h2下列能量变化示意图中 正确的是 选填字母 解析等质量的n2o4 g 具有的能量高于n2o4 l 因此等量的no2 g 生成n2o4 l 放出的热量多 只有a项符合题意 答案a 得分技巧 1 比较反应热大小的四个注意要点 1 反应物和生成物的状态物质的气 液 固三态的变化与反应热量的关系 题型3比较焓变和应用盖斯定律计算反应热 2 h的符号 比较反应热的大小时 不要只比较 h数值的大小 还要考虑其符号 3 参加反应物质的量 当反应物和生成物的状态相同时 参加反应物质的量越多 放热反应的 h越小 吸热反应的 h越大 4 反应的程度 参加反应物质的量和状态相同时 反应的程度越大 热量变化越大 2 盖斯定律应用的 三步 分析法第一步 分析目标反应和已知反应 明确目标反应的反应物和生成物以及需要约掉的物质 第二步 将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数 使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致 热化学方程式中的 h也进行相应的换算 同时约掉目标反应中没有的物质 第三步 将已知热化学方程式进行叠加 相应的热化学方程式中的 h也进行叠加 以上可概括为找目标 看来源 变方向 调系数 相叠加 得答案 对点模拟 一 焓变的比较 1 已知 1 胆矾失水的热化学方程式为cuso4 5h2o s cuso4 s 5h2o l h q1kj mol 1 2 室温下 无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为cuso4 s cu2 aq so aq h q2kj mol 1 题型3比较焓变和应用盖斯定律计算反应热 3 胆矾 cuso4 5h2o 溶于水时溶液温度降低 则q1与q2的关系是 q1 q2为正数 a q1 q2b q1 q2c q1 q2d 无法确定 解析利用热化学方程式相加法 将胆矾失水和无水cuso4溶于水的热化学方程式相加得 cuso4 5h2o s cu2 aq so aq 5h2o l h q1 q2 kj mol 1 由题意知 胆矾溶于水为吸热过程 即有 h q1 q2 kj mol 1 0 因此 q1 q2 答案a 2 已知1mol红磷转化为1mol白磷 吸收18 39kj热量 4p 红 s 5o2 g 2p2o5 s h1 4p 白 s 5o2 g 2p2o5 s h2则 h1与 h2的关系正确的是 a h1 h2b h1 h2c h1 h2d 无法确定 解析根据提供信息 由反应 减去反应 可得 4p 红 s 4p 白 s h h1 h2 18 39kj mol 1 4 73 56kj mol 1 故 h1 h2 b正确 答案b 3 下列两组热化学方程式中 有关 h的比较正确