【创新设计】高考化学总复习 第6章 第1讲 化学反应的热效应.ppt

第6章 一举双得的课前预案 一气贯通的课堂学案 一卷冲关的课后练案 第1讲 一 化学反应的反应热1 反应热的概念当化学反应在一定下进行时 反应所或的热量 温度 放出 吸收 2 产生的原因反应物中旧化学键的断裂 能量 e1 生成物中新化学键的形成 能量 e2 而吸收的能量与放出的能量不相等 3 表示方法用q表示 当q0时 即e1 e2 反应 当q0时 即e1 e2 反应 吸收 释放 吸热 放热 4 反应热的测定 1 仪器 如图 2 原理 q 式中c代表仪器和反应混合物的总热容 单位是kj k 1 t1 t2分别代表反应前 后溶液的温度 单位是k 量热计 c t2 t1 思考 感悟 1 化学反应中能量变化的实质是什么 提示 化学反应的过程是一个旧化学键断裂和新化学键形成的过程 由于化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量不同导致了化学反应中能量的变化 二 化学反应的焓变1 焓与焓变 1 焓 h 描述物质所具有的的物理量 2 焓变 h h 2 焓变与反应热的关系 h qp 等压条件下 反应中物质的能量变化全部转化为热能 h 反应产物 h 反应物 能量 3 表示方法用 h表示 若 表示反应吸热 若 表示反应放热 4 热化学方程式 1 定义 表明反应所或热量多少的化学方程式 2 表示的意义 热化学方程式不仅表示了化学反应中的变化 也表明了化学反应中的变化 h 0 h 0 吸收 放出 物质 能量 例如 c s 石墨 o2 g co2 g h 298k 393 5kj mol 1 表示298k时 1mol石墨 s 与1molo2 g 完全反应生成1molco2 g 时放出393 5kj的热量 5 盖斯定律 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 其反应焓变 即反应的焓变只与反应的始态和有关 而与无关 如由a到b可以设计如下两个途径 途径一 a b h 途径二 a c b h1 h2 相等 终态 反应途径 即 则 h h1 h2的关系可以表示为 2 应用 可用于计算无法直接测量的反应的反应热 h h1 h2 思考 感悟 2 反应是吸热还是放热与反应条件有直接关系吗 提示 反应是吸热还是放热与反应条件无直接关系 有些吸热反应在常温下即可发生 而有些放热反应在反应开始时也需要加热 反应的热效应主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 三 能源1 化石燃料 1 种类 2 特点 蕴藏量有限 属于能源 3 解决化石燃料枯竭的办法 开源节流 即开发新的能源和节约现有的能源 煤 石油 天然气 不可再生 2 新能源 1 种类 氢能 风能 海洋能和生物质能等 2 特点 资源丰富 可以 没有污染或污染很小 3 化学与能源化学反应都伴随着能量变化 利用化学反应将化学能转化为热能 电能等 为人类生产 生活提供能源 太阳能 地热能 再生 1 判断下列说法的正误 1 物质发生化学变化都伴随着能量变化 2 化学反应中一定会有化学键的变化 3 化学反应必然会引起物质状态的变化 4 伴有能量变化的物质变化都是化学反应 5 需要加热才能进行的反应一定是吸热反应 解析 化学反应的过程中一定有物质变化和能量变化 即是有化学键的断裂和形成 在化学反应的过程中物质的状态不一定发生变化 物质的三态变化过程中 伴随着能量变化 但不属于化学变化 许多放热反应也需要加热引发才能进行 答案 1 2 3 4 5 2 2011 福建高考 下列关于化学与生产 生活的认识不正确的是 a co2 ch4 n2等均是造成温室效应的气体b 使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一c 节能减排符合低碳经济的要求d 合理开发利用可燃冰 固态甲烷水合物 有助于缓解能源紧缺 解析 本题考查与stse相关的化学问题 引导考生关注生活中的化学问题 n2不属于温室气体 a项错误 清洁能源使用中不会产生so2 nox等气体 b项正确 可燃冰是一种能源 d项正确 答案 a 3 下列说法错误的是 a 热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数只代表物质的量b 热化学方程式未注明温度和压强 h表示标准状况下的数据c 同一化学反应 化学计量数不同 h值不同 化学计量数相同而状态不同 h值也不相同d 化学反应过程所吸收或放出的热量与参加反应的物质的物质的量成正比 解析 热化学方程式各物质前的化学计量数表示物质的量 h是指298k时的反应热 h与化学计量数以及物质的状态有关 反应热的数值与参加反应的物质的物质的量成正比 答案 b 4 下列反应中反应物总能量小于生成物总能量的是 a fe粉与硫粉混合加热b 常温下将氢氧化钡晶体与氯化铵粉末混合反应c 将铁片投入到稀硝酸溶液中d al粉与naoh溶液反应 解析 反应物总能量小于生成物总能量的反应是吸热反应 a c d均为放热反应 b为吸热反应 答案 b 解析 依题意可知1molc2h2气体燃烧生成液态水时 应放出2bkj的热量 放热时 h 0 答案 a 6 2012 合肥质检 1 二甲醚是一种重要的清洁燃料 可替代氟利昂作制冷剂 对臭氧层无破坏作用 工业上可利用煤的气化产物 水煤气 合成二甲醚 请回答下列问题 利用水煤气合成二甲醚的总反应为 3h2 g 3co g ch3och3 g co2 g h 246 4kj mol 1 它可以分为两步 反应分别如下 4h2 g 2co g ch3och3 g h2o g h1 205 1kj mol 1 co g h2o g co2 g h2 g h2 2 能源是国民经济发展的重要基础 我国目前使用的能源主要是化石燃料 在25 101kpa时 16gch4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890 31kj 则ch4燃烧的热化学方程是 解析 1 根据盖斯定律 反应co g h2o g co2 g h2 g 为第1个反应减去第2个反应 所以 h 246 4 205 1 41 3 kj mol 1 2 根据题给数据可写出热化学方程式 答案 1 41 3kj mol 1 2 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 31kj mol 1 例1 2011 南安模拟 已知化学反应n2 o2 2no的能量变化如图所示 判断下列叙述正确的是 a 该反应为放热反应b 该反应每生成2molno 吸收bkj热量c 该反应中反应物的总能量高于反应产物的总能量d 该反应吸收 a b 2kj热量时 参加反应的o2为0 5mol 解析 由图示看出反应物的总能量低于生成物的总能量 该反应为吸热反应 每生成2molno吸收热量为 a b kj 参加反应的o2为1mol 则反应吸收 a b 2kj热量时 参加反应的o2为0 5mol 答案 d 1 1 例1所示反应中 加入催化剂反应热如何变化 若该反应为可逆反应 当充入1moln2 1molo2充分反应后 反应吸收的热量是否为 a b kj 解析 加入催化剂 能够改变反应的活化能而改变化学反应速率 但不能改变反应物和生成物的能量 故反应热不变 若该反应为可逆反应 则反应物不能完全转化为生成物 反应吸收的热量小于 a b kj 答案 不变小于 a b kj 1 2 下列关于反应能量的说法正确的是 a zn s cuso4 aq znso4 aq cu s h 216kj mol 1 反应物总能量小于生成物总能量b 相同条件下 如果1mol氢原子所具有的能量为e1 1mol氢分子的能量为e2 则2e1 e2c h2o g h2o l h 44 0kj mol 1 该过程为放热反应d 由c 石墨 c 金刚石 h 1 9kj mol 1可知 金刚石比石墨稳定 解析 he2 c项该变化为物理变化 能量越高越不稳定 故金刚石不如石墨稳定 答案 b 与普通化学方程式相比 书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外 还应注意以下四点 1 注意 h的符号和单位若为放热反应 h0 h的单位一般为kj mol 1 2 注意反应条件反应热 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298k 101kpa下测定的 可不注明温度和压强 3 注意物质的聚集状态反应物和产物的聚集状态不同 反应热数值以及符号都可能不同 因此 必须注明物质的聚集状态 热化学方程式中不用 和 不用 而用 表示 4 注意热化学方程式的化学计量数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 方程式中化学式前面的化学计量数必须与 h相对应 如果化学计量数加倍 则 h也要加倍 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 特别提醒 在可逆反应中的反应热数值是指按化学方程式中反应物的计量数完全反应时放出或吸收的能量 如3h2 g n2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 是指3molh2与1moln2完全反应生成2molnh3时放出92 4kj热量 例2 在101325pa和298k条件下 2molh2生成水蒸气放出484kj热量 下列热化学方程式正确的是 a 2h2 o2 2h2o h 484kj mol 1b h2o g h2 g 1 2o2 g h 242kj mol 1c 2h2 g o2 g 2h2o l h 484kj mol 1d h2 g 1 2o2 g h2o g h 242kj mol 1 解析 a项未标明物质的状态 c项水的状态应为气态 h2与o2反应生成水是放热反应 d项的 h应为负值 根据条件可写出热化学方程式2h2 g o2 g 2h2o g h 484kj mol 1 将其系数减半 h 242kj mol 1 再写出其逆反应 即知b项正确 答案 b c 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 725 8kj mol 1d 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 1452kj mol 1 解析 甲醇燃烧应为放热反应 h 0 排除a d 根据对应关系计算2mol甲醇 64g 燃烧应放出热量1452kj 排除c 答案 b 2 2 火箭推进器中盛有强还原剂液态肼 n2h4 和强氧化剂液态双氧水 当它们混合反应时 即产生大量氮气和水蒸气 并放出大量热 已知 0 4mol液态肼与足量的液态双氧水反应 生成氮气和水蒸气 放出256 652kj的热量 该反应的热化学方程式为 答案 n2h4 l 2h2o2 l n2 g 4h2o g h 641 63kj mol 1 1 化学反应焓变的计算 1 根据热化学方程式计算 h与反应物各物质的物质的量成正比 2 根据反应物和生成物的能量和计算 h 生成物的能量和 反应物的能量和 3 根据反应物和生成物的键能和计算 h 反应物的键能和 生成物的键能和 4 利用盖斯定律求反应热 设计合理的反应途径 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 在进行反应热的计算时 要注意反应热的符号以及反应热与热化学方程式中化学计量数间的比例关系 2 化学反应焓变的比较 1 同一反应生成物状态不同时 a g b g c g h1 0 a g b g c l h2 0 因为c g c l h3 0 则 h3 h2 h1 h2 h1 特别提醒 比较 h大小时 必须带正 负号比较 对放热反应 h越小 放热越多 对吸热反应 h越大 吸热越多 例3 2011 海南高考 已知 2zn s o2 g 2zno s h 701 0kj mol 1 2hg 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 解析 由第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得 4p 白 s 4p 红 s h h1 h2 由题意知 h 0 则 h1 h2 0 h1 h2 答案 c 3 2 2011 重庆高考 sf6是一种优良的绝缘气体 分子结构中只存在s f键 已知 1mols s 转化为气态硫原子吸收能量280kj 断裂1molf f s f键需吸收的能量分别为160kj 330kj 则s s 3f2 g sf6 g 的反应热 h为 a 1780kj mol 1b 1220kj mol 1c 450kj mol 1d 430kj mol 1 解析 本题考查反应热计算 化学反应的实质是旧键的断裂和新键的生成 旧键的断裂吸收热量 新键的生成放出热量 两个热量变化的总体效应即为反应的热效应 s s 3f2 g sf6 g 的反应过程中旧键断裂吸收的热量为280kj 160kj 3 760kj 新键生成放出的热量为330k