高三化学二轮复习 15化学反应中的能量变化课件.ppt

第5讲化学反应中的能量变化 考纲解读1 了解化学反应中能量转化的原因 能说出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 放热反应 反应热等概念 3 了解热化学方程式的含义 能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算 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 考情探究近五年来 本讲主要有以下考查点 反应热的理解及焓变的判断 计算 如2010全国 8题 2011海南5题 热化学方程式的正确书写 如2010浙江12题 2011课标27题 盖斯定律的应用 如2010广东4题 2011江苏20题 关于反应热的计算 如2010课标全国11题 本讲内容在2011年高考中以选择题形式出现6次 每题4 6分 卷大题中以某一问出现2次 每问约3分 高考试题对本讲的考查以概念理解 与数学知识运用为主 试题难度系中等 以选择题形式考查学生对化学键 离子键 共价键 吸热反应 放热反应等概念的理解 物质具有能量的高低判断 以填空题形式考查热化学方程式的书写及盖斯定律的综合应用 2012年高考仍将以热化学方程式的书写 物质能量高低与稳定性的关系 燃烧热和中和热的概念及反应热计算 化学键与能量间的关系 盖斯定律等为主 题型以选择题为主 分值约为4 6分 预计本讲内容在2012年高考中会有所拓宽 形式会更加灵活 盖斯定律的应用也将是考查的重要内容 真题链接高考真题有灵性 课前饭后碰一碰1 2011 江苏单科 下列图示与对应的叙述相符的是 a 图1表示某吸热反应分别在有 无催化剂的情况下反应过程中的能量变化b 图2表示0 1000mol l 1naoh溶液滴定20 00ml0 1000mol l 1ch3cooh溶液所得到的滴定曲线c 图3表示kno3的溶解度曲线 图中a点所示的溶液是80 时kno3的不饱和溶液d 图4表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线 由图知t时反应物转化率最大答案 c 点拨 a项反应物能量高于生成物 应为放热反应 b项0 1000mol l 1ch3cooh溶液的ph大于1 d项t时还未达平衡 2 2011 重庆理综 sf6是一种优良的绝缘气体 分子结构中存在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 molb 1220kj molc 450kj mold 430kj mol答案 b 点拨 本题考查的是化学键与化学反应中的能量变化 h 生成物成键释放的总能量 反应物断键吸收收的总能量 6 330 3 160 1 280 kj mol 1220kj mol 思维激活名校模拟可借鉴 抽空一定看一看3 2011 北京东城一模 关于下图中四个图像的说法 正确的是 c 表示体积和ph均相同的hcl和ch3cooh两种溶液中 分别加入足量的锌 产生h2的体积随时间的变化 则a表示ch3cooh溶液d 表示10ml0 1mol lna2co3和nahco3两种溶液中 分别滴加0 1mol lhcl溶液 产生co2的体积随盐酸体积的变化 则b表示na2co3溶液答案 c 点拨 a项 该反应是放热反应 h 183kj mol b项 观察 图可知 p1 p2 增大压强 b 下降 说明增大压强平衡向正反应方向移动 故d的状态不是气态 d项 na2co3与hcl反应开始并没有气体放出 故b表示的应是nahco3溶液 4 2011 上海高三八校调研 下列有关反应能量变化图像的判断错误的是 a 可表示需加热的放热反应b 可表示需加热的放热反应c 表示爆炸反应d 表示醋酸和碱的中和反应答案 a点拨 根据反应前后物质的能量变化 确定 均为放热反应 为吸热反应 而爆炸反应 中和反应均为放热反应 确定a选项为答案 网控全局知识网络优化记忆 考点整合高效提升触类旁通1 反应热 焓变的概念辨析 1 化学反应过程中所释放或吸收的能量 都可以用热量 或换算成相应的热量 来表达 叫做反应热 又称为 焓变 符号用 h表示 单位为kj mol 1 许多化学反应的反应热都可以通过实验直接测量 2 化学上把有热量放出的化学反应称为放热反应 把吸收热量的化学反应称为吸热反应 二者的区别如下 2 燃烧热和中和热概念辨析 1 燃烧热 101kpa时 1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 温馨提示 燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的 因此在书写燃烧热的热化学方程式时 一般以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数 燃烧产物必须是稳定的氧化物 如c co2 h2 h2o l 等 2 中和热 在稀溶液中 强酸和强碱发生中和反应生成1mol水时的反应热 温馨提示 对于强酸和强碱的稀溶液反应 其中和热基本上是相等的 都约是57 3kj mol 1 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 对于强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液反应 中和热一般小于57 3kj mol 1 因为弱电解质的电离是吸热的 中和反应的实质是h 和oh 化合生成h2o 若反应过程中有其他物质生成 如生成不溶性物质或难电离物质等 这部分反应热不在中和热之内 3 物质的气 液 固三态的变化与反应热的关系 3 热化学方程式要点归纳 1 热化学方程式的书写方法 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 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 1 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 1 01 105pa下测定的 可不注明温度和压强 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 并不表示该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 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 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 不用 而用 表示 热化学方程式是表示反应已完成的数量 由于 h与反应物的物质的量有关 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 当反应向逆反应方向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 2 盖斯定律探究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 而与反应的途径无关 即如果一个反应可以分步进行 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 如下图所示 4 反应热与键能的关系归纳化学反应的热效应来源于化学反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化 当破坏旧化学键所吸收的能量小于形成新化学键所释放的能量时 为放热反应 当破坏旧化学键所吸收的能量大于形成新化学键所释放的能量时 为吸热反应 若e1e4 反应为放热反应 若e1 e2或e3 e4 反应为吸热反应 利用化学键的键能可粗略计算化学反应的反应热 化学反应的反应热 反应物的键能总和 生成物的键能总和 方法归纳拓展思维活学活用1 常见的放热反应和吸热反应实例分析 1 常见的放热反应 活泼金属与水或酸的反应 例如 2na 2h2o 2naoh h2 2al 6hcl 2alcl3 3h2 酸碱中和反应 例如 2koh h2so4 k2so4 2h2och3cooh naoh ch3coona h2o 温馨提示 反应条件与放热 吸热的关系不同的化学反应发生的条件不同 放热反应和吸热反应均能在一定条件下发生 反应开始需要加热的反应可能是吸热反应也可能是放热反应 吸热反应开始时加热 反应后需要不断加热才能维持反应继续进行 放热反应开始时加热 反应后会放出一定的热量 如果此热量能使反应继续进行 则反应过程中不需要再加热 如煤的燃烧 一旦热量足够使煤燃烧起来 之后煤就可以继续燃烧下去 不再需要外界加热 由此可见 反应是吸热还是放热与反应的条件没有必然的联系 而取决于反应物和生成物具有的总能量 或焓 的相对大小 2 反应热的大小比较方法 1 同一反应的生成物状态不同时a g b g c g h1 0a g b g c l h2 0c g c l h3 0 因为 h3 h2 h1 h1 0 h2 0 h3 0所以 h2 h1 也可以按以下思路分析 3 焓变的几种求法焓变表达的是能量变化 可以从反应物和生成物的能量或键能求算 也可以根据盖斯定律计算 1 根据反应物和生成物的能量计算 h e 生成物 e 反应物 2 根据的反应物和生成物的键能计算 h 反应物的键能总和 生成物的键能总和 3 根据盖斯定律求解应用盖斯定律进行简单计算时 关键在于反应过程 同时注意 参照新的热化学方程式 目标热化学方程式 结合原热化学方程式 一般2 3个 进行合理 变形 如热化学方程式颠倒 乘除以某一个数 然后将它们相加 减 得到目标热化学方程式 求出目标热化学方程式的 h与原化学方程式之间 h的换算关系 当热化学方程式乘 除以某一个数时 h也应乘 除以某一个数 方程式进行加减运算时 h也同样要进行加减运算 且要带 符号 即把 h看作一个整体进行运算 将一个热化学方程式颠倒书写时 h的符号也随之改变 但数值不变 在设计反应过程中 会遇到同一物质的三态 固 液 气 的相互转化 状态由固 液 气变化时 会吸热 反之会放热 例1 2011 各地考题汇编 下列关于化学反应热的描述正确的是 某物质燃烧时 化学能主要转化为热能 安徽安庆模拟 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 浙江金华模拟 测定hcl和naoh的中和热时 每次实验均应测量三个温度 即盐酸的起始温度 naoh的起始温度和反应稳定后的温度 湖南湘潭模拟 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 1 广东湛江模拟 co g 的燃烧热是283 0kj mol 1 则2co2 g 2co g o2 g 反应的 h 2 283 0kj mol 1 广东湛江模拟 由 c 石墨 c 金刚石 h 1 19kj mol 1可知金刚石比石墨稳定 河南商丘模拟 a b c d 解析 放热反应 吸热反应与反应条件 是否加热 无直接关系 反应后的读数应取温度计测得的最高读数 h2so4和ca oh 2反应的中和热仍为57 3kj mol 1 说明等物质的量的金刚石和石墨 前者内能高 较石墨不稳定 答案 b 例2 含20gnaoh的稀溶液与足量的稀盐酸反应 放出28 65kj的热量 下列表示该中和反应的热化学方程式正确的是 a naoh hcl nacl h2o h 57 3kj molb h aq oh aq h2o l h 28 65kj mol c naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mold naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol解析 n naoh 20g 40g mol 1 0 5mol 中和热指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量 热化学方程式要标出物质状态 答案 d 点拨 解答此类问题常出现的错误有 1 未标明反应物或生成物的状态而造成错误 2 反应热的符号使用不正确 即吸热反应未标出 放热反应未标出 号 3 漏写 h的单位而造成错误 4 反应热的数值与方程式的系数不对应而造成错误 5 对燃烧热 中和热的概念理解不到位而造成错误 例3 2011 西安十校模拟 一定条件下用甲烷可以消除氮氧化物 nox 的污染 已知 ch4 g 4no2 g 4no g co2 g 2h2o g h 574kj mol 1 ch4 g 4no g 2n2 g co2 g 2h2o g h 1160kj mol 1下列正确的选项是 a ch4 g 2no2 g n2 g co2 g 2h2o l h 867kj mol 1b ch4催化