高中化学 第1章 化学反应与能量本章小结课件 新人教版选修4.ppt

本章小结 1 如何书写热化学方程式与普通化学方程式相比 书写热化学方程式除了遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下六点 1 h只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边 并用 空格 隔开 若为放热反应 h 为 若为吸热反应 h 为 h的单位一般为kj mol 2 注意反应热 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 101325pa下测定的 可不注明温度和压强 3 注意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 并不表示物质的分子或原子数 因此化学计量数可以是整数 也可以是分数 4 注意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 s l g aq 才能完整地体现出热化学方程式的意义 热化学方程式中不用 和 5 注意热化学方程式是表示反应已完成的数量 由于 h与反应完成物质的量有关 所以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 当反应向逆向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 例如 已知h2 g o2 g h2o l h 285 8kj mol 则h2o l h2 g o2 g h 285 8kj mol 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 6 书写表示燃烧热的热化学方程式时 可燃物的化学计量数为1 产物应为完全燃烧生成的稳定化合物 如c燃烧应生成co2而不是co h2燃烧生成的是h2o l 而不是h2o g 2 书写热化学方程式防错诀窍热化学方程式往往是接受容易写书难 这种 难 主要体现在写不完整 且常有如下漏写之处 1 漏写反应物或生成物的聚集状态 其根本点是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关 2 将 h的正 负混淆 其关键是没有体会到 分别表达吸收或放出热量后使反应本身的能量升高或降低了 3 未注意到 化学计量数不同 其反应热的数值也不相同 如 h2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol 1 hcl g h 92 3kj mol 1 原因是反应热的单位是kj mol 1 为每摩反应的热效应 但反应不同涵义不同 对反应 来说每摩反应指1molh2与1molcl2反应生成2molhcl 但对反应 来说 每摩反应则指 4 看清题目要求 写热化学方程式 答案不是惟一的 写表示燃烧热的热化学方程式 可燃物的化学计量数必须为1 答案是惟一的 案例精析 例1 下列热化学方程式书写正确的是 解析 书写热化学方程式必须注意以下几点 要注明反应物和生成物的状态 a错 放热反应 h为 吸热反应 h为 d错 h的单位为kj mol c错 答案 b 点评 明确书写热化学方程式的注意事项及易错点是书写与判断热化学方程式的诀窍 例2 2009 广东佛山模拟 一些烷烃的燃烧热如下表 下列表达正确的是 a 正戊烷的燃烧热大于3531 3kj mol 1b 稳定性 正丁烷 异丁烷c 乙烷燃烧的热化学方程式为 2c2h6 g 7o2 g 4co2 g 6h2o g h 1560 8kj mol 1d 相同质量的烷烃 碳的质量分数越大 燃烧放出的热量越多 解析 由正丁烷与异丁烷的燃烧热可知 正戊烷的燃烧热大于2 甲基丁烷 故a b正确 燃烧热强调的可燃物为1mol 故c错 根据表中燃烧热可知d错 答案 ab 例3 2009 天津理综 已知 2co g o2 g 2co2 g h 566kj molna2o2 s co2 g na2co3 s o2 g h 226kj mol 根据以上热化学方程式判断 下列说法正确的是 a co的燃烧热为283kjb 右图可表示由co生成co2的反应过程和能量关系c 2na2o2 s 2co2 s 2na2co3 s o2 g h 452kj mold co g 与na2o2 s 反应放出509kj热量时 电子转移数为6 02 1023 解析 a错 燃烧热的单位应是kj mol b项 图中没有标注物质的系数 c项 由co2 s co2 g h 0及盖斯定律可知c项正确 d项 当反应放出509kj热量时 参加反应的co为1mol 电子转移数为2 6 02 1023 答案 c 例4 2009 四川理综 9 6分 25 101kpa时 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57 3kj mol 辛烷的燃烧热为5518kj mol 下列热化学方程式书写正确的是 解析 a项 生成的是2molh2o及baso4沉淀 c项 应生成液态水 d项 辛烷应为1mol 答案 b 例5 2009 上海单科 19 3分 已知氯气 溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下 q1 q2均为正值 h2 g cl2 g 2hcl g q1h2 g br2 g 2hbr g q2有关上述反应的叙述正确的是 a q1 q2b 生成物总能量均高于反应物总能量c 生成1molhcl气体时放出q1热量d 1molhbr g 具有的能量大于1molhbr l 具有的能量 解析 a项 因为cl2比br2活泼 所以q1 q2 b项 因为反应为放热反应 所以生成物总能量要低于反应物总能量 c项 生成1molhcl气体时放出热量q1 d项 因为hbr g hbr l 为放热反应 所以1molhbr g 具有的能量大于1molhbr l 具有的能量 答案 ad 例6 从能源的角度看 可燃冰 可视为被高度压缩的天然气资源 是天然气能量密度的2 5倍 可燃冰 清洁无污染 燃烧后几乎不产生任何废弃物 可燃冰有三种结构 如图所示分别是结构 结构 和结构h 1 试根据题意 写出其化学式 2 结构h型 可燃冰 单晶是由34个水分子通过氢键连接而形成的结构 其中4种不同的空隙中 假定3个空隙各囚禁一个ch4 2个空隙各囚禁一个c2h6和1个空隙囚禁一个c4h10 其余空隙中为空的 77 8g这种结构的可燃冰中的气体全部释放出来 完全燃烧其中的可燃气体 可产生的热量为 kj 已知燃烧热 ch4 890kj mol 1 c2h6 1190kj mol 1 c4h10 2900kj mol 1 解析 1 由结构 的有关说明可知 中水的总分子数为 46 2 48个 甲烷分子为6个 n ch4 n h2o 6 48 1 8 结构 的化学式为 ch4 8h2o 同理 的化学式为c2h6 7h2o 2 h中水分子总数34 其中有3个ch4 2个c2h6 1个c4h10 h的化学式可写成 3ch4 2c2h6 c4h10 34h2o h的摩尔质量为778g mol 1 77 8gh物质的量为 0 1mol 产生的热量 0 3 890 0 2 1190 0 1 2900 795kj 答案 1 8 7 2 795 1 化学反应的热效应和键能的关系在化学反应中 从反应物分子改变为生成物分子 各原子内部并没有发生变化 但原子间的结合方式发生了改变 在这个过程中 反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏 生成物分子中的新化学键形成了 在破坏旧化学键时 需要能量来克服原子间的相互作用 在形成新化学键时 由于原子间的相互作用而放出能量 所以 任何化学反应都有反应热 化学反应的热效应来源于反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化 根据化学键键能的大小可粗略计算化学反应的热效应 化学反应的热效应 h 反应物的键能总和 生成物的键能总和 2 盖斯定律及其应用化学反应的反应热只与反应的始态 各反应物 和终态 各生成物 有关 而与具体反应进行的途径无关 如果一个反应可以分几步进行 则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的 这就是盖斯定律 利用盖斯定律求反应热时 应注意热化学方程式的化学计量数变化 状态变化 h变化 同时在同乘一个数或除一个数时各物质的物质的量 h值均要发生变化 同种物质的分子式可以相加减 h同样也可相加减 案例精析 例1 盖斯定律认为 不管化学过程是一步完成或分为几步完成 整个过程的热效应是相同的 已知 h2o g h2o l h q1kj mol 1 c2h5oh g c2h5oh l h q2kj mol 1 c2h5oh g 3o2 g 2co2 g 3h2o g h q3kj mol 1 若使23g酒精液体完全燃烧 最后恢复到室温 则放出的热量为 kj a q1 q2 q3b 0 5 q1 q2 q3 c 0 5q1 1 5q2 0 5q3d 1 5q1 0 5q2 0 5q3 解析 23g酒精为0 5mol 汽化吸热0 5q2 0 5mol酒精生成h2o1 5mol 液化放热1 5q 故23g酒精液体完全燃烧放出的热量应为 1 5q1 0 5q2 0 5q3 kj 答案 d 点评 牢记应用热化学方程式计算的要领 即可解此题 例2 2009 广州模拟 s 单斜 和s 正交 是硫的两种同素异形体 已知 s 单斜 s o2 g so2 g h1 297 16kj mol 1 s 正交 s o2 g so2 g h2 296 83kj mol 1 s 单斜 s s 正交 s h3 下列说法正确的是 a h3 0 33kj mol 1b 单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应c s 单斜 s s 正交 s h 0 正交硫比单斜硫稳定d s 单斜 s s 正交 s h3 0 单斜硫比正交硫稳定 解析 本题考查反应热 由 得 s 单斜 s s 正交 s h3 0 33kj mol 1 a错 h 0 单斜硫转化为正交硫的反应是放热反应 b错 显然单斜硫的能量比正交硫高 因此正交硫比单斜硫稳定 c对 d错 答案 c 例3 2009 海南单科 12 3分 已知 fe2o3 s c s co2 g 2fe s h 234 1kj mol 1c s o2 g co2 g h 393 5kj mol 1则2fe s o2 g fe2o3 s 的 h是 a 824 4kj mol 1b 627 6kj mol 1c 744 7kj mol 1d 169 4kj mol 1 解析 把题给的两个方程式变换为 答案 a 例4 2009 肇庆模拟 归纳整理是科学学习的重要方法之一 在学习了氧族元素的各种性质后 可整理出如下所示部分数据和性质 请根据下表回答问题 1 碲的通常情况下单质的色态为 硒最稳定化合价可能是 2 氧只能与元素周期表中某一种元素反应生成 2价化合物 该化合物的化学式为 氧族元素中含有18e 的两种氢化物的化学式为 3 氢硒酸敞口放在空气中易变质 其可能发生反应的化学方程式为 4 工业上用al2te3来制备h2te 请完成化学方程式 al2te3 al oh 3 h2te 5 已知 在298k 1 01 105pa 标准热力学状态 下 由稳定的单质发生反应生成1mol化合物的反应热叫该化合物的生成热 h 右图为氧族元素氢化物a b c d的生成热数据示意图 试回答下列问题 请你归纳 非金属元素氢化物的稳定性与氧化物的反应热 h的关系 写出硒化氢在热力学标准状态下 发生分解反应的热化学反应方程式为 答案 1 银白色固体 或带金属光泽的固体 6 2 of2h2o2 h2s 3 2h2se o2 2se 2h2o 4 16h2o23 5 非金属元素氢化物越稳定 不稳定 h越小 大 h2se g se g h2 g h 81kj mol 1 例5 2009 宁夏理综 28 14分 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 如果反应速率 so2 为0 05mol l 1 则 o2 mol l 1 min 1 so3 mol l 1min 1 5 已知单质硫的燃烧热为296kj mol 1 计算由s s 生成3molso3 g 的 h 要求计算过程 解析 1 由图像很容易得出 纵坐标表示各种物质的能量 e是反应所必经的一个过渡状态 它只影响反应的难易程度 而整个反应过程的反应热只与反应的始终态有关 得出没有影响的结论 加入催化剂改变了反应历程 使活化能降低 2 中的 h可根据已知1molso2参加反应时放热99kj 而图像中表示的是2so2反应 所以99kj要乘以2 3 化学方程式根据元素守恒即可写出 4 考查速率之比和化学方程式中各物质的计量数成正比 5 考查盖斯定律的应用 考查燃烧热的概念必须是1mols s 完全燃烧 答案 1 反应物能量生成物能量没有影响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 2vo24vo2 o2 2v2o5 4 0 0250 05 5 s s o2 g so2 g h1 296kj mol 1so2 g o2 g so3 g h2 99kj mol 13s s o2 g 3so3 g h h1 h2 3 1185kj mol 1 例6 2009 青岛模拟 a 丙烷燃烧可以通过以下两种途径 途径 c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l h akj mol 1途径 c3h8 g c3h6 g h2 g h bkj mol 12c3h6 g 9o2 g 6co2 g 6h2o l h ckj mol 12h2 g o2 g 2h2o l h dkj mol 1 a b c d均为正值 请回答下列问题 1 判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量 途径 放出的热量 填 大于 等于 或 小于 途径 放出的热量 2 由于c3h8 g c3h6 g h2 g 的反应中 反应物具有的总能量 填 大于 等于 或 小于 生成物具有的总能量 那么在化学反应时 反应物就需要 填 放出 或 吸收 能量才能转化为生成物 因此其反应条件是 3 b与a c d的数学关系式是 b 在火箭推进器中装有还原剂肼 n2h4 和强氧化剂过氧化氢 h2o2 当它们混合时 即产生大量氮气和水蒸气 并放出大量热 已知0 4mol液态肼与足量过氧化氢反应 生成氮气和水蒸气 放出256 65kj的热量 写出肼和过氧化氢的结构式 肼 过氧化氢 写出反应的热