高三化学总复习实用 必考81 化学反应的热效应课件 新人教版.ppt

1 了解化学反应中能量变化的原因 能说出常见的能量转化形式 2 举例说明化学能与热能的相互转化 了解反应热和焓变的涵义 能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算 3 查阅资料说明能源是人类存在和发展的重要基础 了解化学在解决能源危机中的重要作用 知道节约能源 提高能量利用率的实际意义 4 体验化学能与电能相互转化的探究过程 了解原电池和电解池的工作原理 能写出电极反应和电池反应方程式 5 通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理 认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用 6 能解释金属发生电化学腐蚀的原因 认识金属腐蚀的危害 通过实际探究防止金属腐蚀的措施 1 化学反应中的能量变化 新教材作为一主线编入其中 题型主要以选择题 填空题形式出现 近几年高考主要涉及热化学方程式书写及正误判断 反应热的计算及大小比较 由于能源问题已成为社会热点 因此有关能源问题的试题会成为今后高考命题的热点 2 电化学的重点是原电池 电解池的判断与电极反应式的书写 由于这部分知识与生产 生活联系密切 尤其是新型的高性能环保电池不断出现 使这一部分内容成为高考的热点 要把握住常见电池的两极判断和方程式书写 以此去分析新型的电池 复习时要抓基础理论的本质与内涵 总结规律 方法 技巧 联系理论与生产 生活中的应用 提升自己的能力 第一讲化学反应的热效应 第一讲化学反应的热效应 一 反应热 焓变 1 定义 2 符号 3 单位 4 测量 可用测量 5 表示方法 吸热反应 h0 放热反应 h0 化学反应放出或吸收的能量 h kj mol 1 量热计 6 产生原因 化学反应的过程中旧键断裂的总能量与新键形成的总能量不相等 故化学反应均伴随着能量变化 吸收 放出 二 热化学方程式1 定义 表明反应热量的化学方程式 2 书写要求 1 注明反应的温度和压强 25 101kpa下进行的反应可不注明 注明反应物和生成物的聚集状态 固态用s 液态用l气态用g 溶液用aq 2 热化学方程式的化学计量数只表示参加反应的物质的和反应热的关系 而不代表分子个数 因此可以写成分数 放出或吸收 物质的量 三 燃烧热中和热1 燃烧热 定义 在时 物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量 叫做该物质的燃烧热 单位 25 101kpa 1mol kj mol 1 2 中和热 1 概念 在稀溶液中酸跟碱发生中和反应而生成1mol水 液态 这时的反应热叫做中和热 写为 h 57 3kj mol 1 则稀盐酸和氢氧化钠或稀硝酸和稀氢氧化钾等酸与碱反应生成1mol水都是放出57 3kj热量 2 特点 以生成mol水为标准来配平其他物质的系数 h aq oh aq h2o l 强 强 1 四 盖斯定律1 起源1840年瑞士化学家盖斯 hess 从实验中总结得出 2 内容不管化学反应是一步完成或分几步完成 其反应热是 只与反应体系的和有关 而与反应途径无关 如由a到b可以设计如下两个途径 相同的 始态 终态 途径一 a b h 途径二 a c b h1 h2 则焓变 h h1 h2的关系为 h h1 h2 考点一基本概念与原理 例1 下列说法正确的是 a 1mol硫酸与1molba oh 2完全中和所放出的热量为中和热b 1mols和2mols的燃烧热相等 c co是不稳定的氧化物 它能继续和氧气反应生成稳定的co2 所以反应一定是吸热反应d 101kpa时 1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热 解析 中和热以生成1mol水为基准 a错 燃烧热指在101kpa时 1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 故d错 而b中不管硫有多少 燃烧热是固定不变的 co燃烧是放热反应 c错 答案 b 1 化学键与反应热的关系 1 化学反应的热效应来源于反应过程中旧化学键的断裂和新化学键的形成 2 由键能求反应热的公式 h 反应物的键能总和 生成物的键能总和 2 从能量变化的角度划分化学反应的种类从能量变化的角度来看 化学反应可以分为吸热反应和放热反应 化学反应过程中放出热量的反应叫放热反应 吸收热量的反应叫做吸热反应 确定化学反应在反应过程中是吸收能量还是放出能量 主要取决于反应物的总能量与生成物的总能量之间的相对大小关系 如果反应物分子的总能量高于生成物分子的总能量 即为放热反应 反之 则为吸热反应 3 反应热 又称焓变 1 反应热通常是指在化学反应过程中释放或吸收的热量 反应热用符号 h表示 单位一般用kj mol 许多反应的反应热都可以由实验直接测得 2 若为吸热反应 则反应后的物质所具有的能量升高 用 表示 h 0 若为放热反应 则反应后的物质所具有的能量降低 用 表示 h 0 3 理解燃烧热注意以下两点 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 1 下列说法正确的是 a 需要加热的化学反应都是吸热反应b 中和反应都是放热反应c 原电池是将电能转化为化学能的一种装置d 水力发电是将化学能转化为电能的过程 解析 需要加热的反应也可能是放热反应 如铁与硫粉的反应 故选项a错误 不管是哪种酸与哪种碱的反应 中和反应的实质是相同的 都是氢离子与氢氧根离子的反应 故选项b正确 将化学能转化为电能的装置为原电池 水力发电是将机械能转化为电能 故选项c d错误 答案 b 2 已知 ch3ch2ch2ch3 g 6 5o2 g 4co2 g 5h2o l h 2878kj mol 1 ch3 2chch3 g 6 5o2 g 4co2 g 5h2o l h 2869kj mol 1 下列说法正确的是 a 正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子b 正丁烷的稳定性大于异丁烷c 异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程d 异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多 解析 由题目所给热化学方程式可知燃烧等物质的量正丁烷和异丁烷 前者放热更多 这意味着正丁烷分子储存能量更多 因此稳定性关系 正丁烷 异丁烷 c项是由低能量物质向高能量物质的转化过程 应是一个吸热过程 d项两者分子中的碳氢键一样多 答案 a 3 下列说法正确的是 a 1molh2so4与1molba oh 2完全中和所放出的热量为中和热b 在101kpa时 1mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热c 由c 石墨 c 金刚石 h 1 9kj mol可知 金刚石比石墨稳定d 等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧 前者放出热量多 解析 准确区别燃烧热 中和热的含义以及能量与稳定性的关系是解决本题的关键 a选项中生成了2mol水 故不符合中和热的定义 b选项中未说明完全燃烧 也不符合燃烧热的定义 c选项中由热化学方程式可知石墨转化为金刚石是吸热反应 故石墨的能量低 石墨稳定 d选项中固态硫先汽化为硫蒸气时需要先吸热 所以燃烧时放热少 答案 d 考点二热化学方程式及盖斯定律的应用 例2 2009 重庆 12 下列热化学方程式表示正确的是 h的绝对值均正确 a c2h5oh l 3o2 g 2co2 g 3h2o g h 1367 0kj mol 燃烧热 b naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 中和热 c s s o2 g so2 g h 296 8kj mol 反应热 d 2no2 o2 2no h 116 2kj mol 反应热 解析 a错在h2o应为液态 b错在中和热为放热 h为负值 d中未注明各物质的状态 答案 c 1 热化学方程式与普通化学方程式的比较 2 利用热化学方程式 盖斯定律和反应热的数据 可以进行一系列有关反应热的计算其方法是 1 热化学方程式与数学上的方程式相似 可以移项同时改变正 负号 各项的系数包括 h的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数 2 根据盖斯定律 可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其 h按一定比例关系相加或相减 得到一个新的热化学方程式 1 25 101kpa下 碳 氢气 甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393 5kj mol 285 8kj mol 890 3kj mol 2800kj mol 则下列热化学方程式正确的是 a c s o2 g co g h 393 5kj molb 2h2 g o2 g 2h2o g h 571 6kj molc ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj mold c6h12o6 s 3o2 g 3co2 g 3h2o l h 1400kj mol 解析 燃烧热是1mol物质燃烧生成稳定化合物时放出的热量 a选项中的co c选项中的h2o g 均不属于稳定化合物 相应的co2 h2o l 才是所谓的 稳定化合物 燃烧均为放热反应 b选项中 h 0不对 应表示为 h 571 6kj mol才正确 答案 d 2 已知 1 zn s 1 2o2 g zno s h 348 3kj mol 2 2ag s 1 2o2 g ag2o s h 31 0kj mol则zn s ag2o s zno s 2ag s 的 h等于 a 317 3kj molb 379 3kj molc 332 8kj mold 317 3kj mol 解析 先将 2 式逆转为 ag2o s 2ag s o2 g h 31 0kj mol 再与 1 式加和得 zn s ag2o s zno s 2ag s h 317 3kj mol 故选a 答案 a 3 灰锡 以粉末状存在 和白锡是锡的两种同素异形体 已知 sn s 白 2hcl aq sncl2 aq h2 g h1 sn s 灰 2hcl aq sncl2 aq h2 g h2 sn s 灰 13 2 13 2 sn s 白 h3 2 1kj mol下列说法正确的是 a h1 h2b 锡在常温下以灰锡状态存在c 灰锡转化为白锡反应是放热反应d 锡制器皿长期处在低于13 2 的环境中 会自行损坏 解析 根据盖斯定律 得sn s 灰 sn s 白 h3 h2 h1 2 1kj mol 1 因此很容易判断出 a b c是错误的 由 可看出 在低于13 2 的环境 锡易变成粉末状的灰锡 自行毁灭 答案 d 考点三能源的开发利用 例3 能源分类相关图如下图所示 下面四组能源中 全部符合图中阴影部分的能源是 a 煤炭 石油 沼气b 水能 生物能 天然气c 太阳能 风能 潮汐能d 地热能 海洋能 核能 解析 由所给图示可知 阴影部分所表示的为太阳能 可再生能源和新能源的交集 a中煤炭 石油均属于化石能源 属不可再生能源 a错误 b中天然气属不可再生能源 b错误 c中三者都既是新能源 又是可再生能源 且风能 潮汐能都来自于太阳辐射的能量 c正确 d中核能不属于可再生能源 d错误 答案 c 1 能源发展的三个阶段柴草时期 化学能源时期 煤 石油 天然气为主要能源 多能源结构时期 2 能源的分类 1 下述做法能改善空气质量的是 a 以煤等燃料作为主要生活燃料b 利用太阳能 风能和氢能等能源替代化石能源c 鼓励私人购买和使用汽车代替公交车d 鼓励使用电动车 解析 煤等燃料含有硫 氮等元素 作为生活燃料时会释放出大量的硫的氧化物 从而造成大气污染 太阳能 风能和氢能等属于绿色能源 使用时不会释放有害物质 大量私人用车 消耗大量的燃油这些化石燃料 导致汽车尾气 包括氮的氧化物 硫的氧化物 一氧化碳等 污染大气 电动车使用的电也多数是来源于热电厂 所以最终也会导致化石燃料的消耗而排放二氧化硫等有害气体污染大气 答案 b 2 新华网报道 我国将开始逐步用低能耗灯泡取代高能耗的白炽灯泡 以节约用电 减少温室气体排放 下列对该则信息理解正确的是 a 白炽灯泡能耗高 相关行业将会排放更多的温室气体b 低能耗灯泡比白炽灯泡价格低廉c 白炽灯泡比低能耗灯泡放出的二氧化碳多d 二氧化碳是目前地球上唯一的具有温室效应的气体 解析 白炽灯泡能耗高 而电能多为燃煤发电 会排放更多的温室气体 灯泡发光消耗电能 本身并不排放二氧化碳 二氧化碳 甲烷等都是温室气体 答案 a 3 h2c choh不稳定 在常温下为液体 很容易转化成稳定的ch3cho 然而 2002年的美国 科学 杂志报道 外太空的某一个星球的大气层含有大量的h2c choh 请预测该星球的温度是 a 较低温度b 较高温度c 无法判断温度的高低d 上述说法都不正确 解析 由给定信息可知h2c choh l ch3cho l h 0 该星球的大气层含有大量的h2c choh 即上述平衡向左移动 答案 b 中和热的测定1 实验原理中和热是指在稀溶液中 酸和碱发生中和反应而生成1molh2o时的反应热 实验时 先测出盐酸和氢氧化钠的起始温度 求其平均温度t1 两溶液混合充分反应后 读取混合液温度t2 为了使计算简便 可以近似地认为 1 0 5mol l盐酸和0 55mol l氢氧化钠溶液的密度都是1克 毫升 则 盐酸质量m1 50克 氢氧化钠溶液质量m2 50克 近似认为混合溶液的比热容c 4 18j g 所以中和反应放出的热量是 q m1 m2 c t2 t1 0 418 t2 t1 kj 2 又因50毫升0 5mol l盐酸中含有0 5mol l 0 05l 0 025mol的h 所以跟0 025mol的oh 发生中和反应 生成0 025mol的水 放出热量为q 所以 中和热 q 0 025 0 418 t2 t1 0 025 kj mol 2 注意事项 1 酸碱溶液应当用稀溶液 0 1 0 5mol l 因浓度过大 溶液中阴阳离子间的相互牵制作用就大 电离程度就不能达到100 这样使酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分补偿电离时所需的热量 造成较大的误差 2 要使用同一支温度计 分别先后测量酸 碱及混合液的温度时 测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干 温度计的水银球部分要完全浸入溶液中 且要稳定一段时间再记下读数 3 实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温 才能使用 4 操作时动作要快 尽量减少热量的散失 5 实验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定 但在计算时 应取二者中量小的一种 因为过量的酸碱并不参加中和反应 6 碱液要稍过量 以确保盐酸被完全中和 例1 用50ml0 50mol l 1的盐酸与50ml0 55mol l 1的氢氧化钠溶液在如右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 不相等 若实验操作均正确 则所求中和热 填 相等 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 答案 1 减少热量损失 2 不能 铁会和盐酸反应 铁导热性好 热量损失较大 3 为了确保盐酸完全被中和不相等相等 4 naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 1 例2 把温度为13 浓度为1 0mol l 1的酸溶液和1 1mol l 1的碱溶液各50ml混合 溶液密度均为1g ml 所生成溶液的比热容c 4 184j g 轻轻搅动 测得酸碱混合液的温度变化数据如下 1 试计算上述两组实验测出的中和热 h1 h2 2 实验中碱液过量的目的是 3 两组实验结果有差异的原因是 答案 1 56 9kj mol 1 52 7kj mol 1 2 提高实验的准确度 3 naoh是强电解质 nh3 h2o是弱电解质 继续电离时吸收热量 1 2010 江苏常州 信息 材料 能源被称为新科技革命的 三大支柱 下列有关资讯错误的是 a 在即将到来的新能源时代 核能 太阳能 氢能将成为主要能源b 目前 中 美 日等国掌握的陶瓷发动机技术 能较大程度地降低能耗 节约能源c 随着人类文明逐渐发展 化石燃料将逐步退出历史舞台d 光缆在信息产业中有广泛应用 制造光缆的主要材料是单质硅 解析 制造光缆的主要材料是二氧化硅 不是硅 答案 d 2 2010 山东淄博 下列说法不正确的是 a 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应b 任何放热反应在常温条件下一定能够发生c 反应物和生成物具有的总能量决定了反应是吸热还是放热d 吸热反应在一定条件下 如加热等 也能够发生 解析 化学反应中的能量变化主要表现为放热 吸热 反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物具有的总能量的相对大小 放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生 如需加热引发的反应可能是放热反应 也可能是吸热反应 答案 b 3 2009 上海 19 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 两个反应都是放热反应 生成物的总能量低于反应物的总能量 b项错 由热化学方程式可知 生成2mol氯化氢放出的热量才是q1 c项错 物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时 故d项正确 答案 ad 解析 根据中和热的概念在稀溶液中1molh 和1moloh 反应生成1mol水放出的热量 故a错 b对 燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量 故c对 d是错误的 解答本题的关键是理解概念的内涵和外延 答案 bc 5 甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 ch3oh g h2o g co2 g 3h2 g h 49 0kj mol 1 ch3oh g o2 g co2 g 2h2 g h 192 9kj mol 1下列说法正确的是 a ch3oh的燃烧热为192 9kj mol 1b 反应 中的能量变化如上图所示c ch3oh转变成h2的过程一定要吸收能量d 根据 推知反应 ch3oh l o2 g co2 g 2h2 g 的 h 192 9kj mol 1 解析 a项 燃烧热指在101kpa时 1mol物质完全燃烧 生成稳定氧化物时放出的热量 b项 反应 是吸热反应 而图中所示是放热反应 c项 由题意知 也可以放热 d项 由燃烧热的定义和反应 可推知 答案 d 6 将v1ml1 00mol l盐酸溶液和v2ml未知浓度的naoh溶液混合均匀后测量并记录溶液温度 实验结果如下图所示 实验中始终保持v1 v2 50ml 下列叙述正确的是 a 做该实验时环境温度为22 b 该实验表明化学能可以转化为热能c naoh溶液的浓度为1 00mol ld 该实验表明有水生成的反应都是放热反应 解析 该题以中和反应切入 考查了能量的综合知识 中和反应为放热反应 故选项b正确 分析表中数据 当加入盐酸5ml naoh溶液45ml时 反应后温度为22 故实验时环境温度小于22 选项a错误 加入hcl溶液30ml时反应放热最多 此时酸碱正好完全中和 故c naoh 1 0mol l 30ml 20ml 1 5mol l 所以选项c错误 中和反应有水生成 但有水生成的反应不一定是放热反应 如h2 cuoh2o cu是吸热反应 故选项d错误 答案 b 7 2009 辽宁 宁夏 28 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v so2 为0 05mol l 1 min 1 则v o2 mol l 1 min 1 v so3 mol l 1 min 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 本题中图象取材于课本 充分体现了高考命题的指导思想 题目来源于教材 又高于教材 依据教材知识可知a表示反应物的能量 c表示生成物的能量 e的大小对反应热无影响 使用催化剂可以降低反应的活化能 h表示反应的反应热