高考化学一轮复习第6章化学反应与能量电化学第1课时化学能与热能课件新人教版

第六章化学反应与能量电化学 必考内容 第一课时化学能与热能 考纲解读 1 化学反应中的能量变化 1 化学反应的实质 断裂和 形成 其中旧键断裂要 能量 新键形成会 能量 2 化学反应的特征 既有 变化 又有 变化 3 化学反应中的能量转化形式 光能和电能等 通常主要表现为 的变化 考点一焓变和反应热 反应物化学键 生成物化学键 吸收 释放 物质 能量 热能 热能 2 焓变 反应热 1 焓 H 用于描述物质 的物理量 2 焓变 H H 单位kJ mol或kJ mol 1 3 反应热 指当化学反应在一定 下进行时 反应所 或 的热量 通常用符号Q表示 单位kJ mol或kJ mol 1 4 焓变与反应热的关系 对于 条件下进行的化学反应 如果反应中物质的能量变化全部转化为热能 则有如下关系 所具有能量 H 生成物 H 反应物 温度 放出 吸收 等压 H QP 3 吸热反应和放热反应 大于 小于 解析 5 6 是物理变化过程 其能量变化不能称为反应热 7 焓变与反应条件无关 C 解析 该反应的 H E1 E2 故A错误 加入催化剂后使反应的活化能降低 b曲线的条件是加入催化剂 故B错误 催化剂能降低反应的活化能 故C正确 催化剂未改变反应物和生成物的能量 所以也未改变反应的焓变 故D错误 B 解析 因为反应物的总能量比生成物总能量高 故总反应为放热反应 A正确 加入催化剂 改变反应的活化能 B错误 因为 中反应物的总能量比生成物总能量低 故反应 为吸热反应 中反应物的总能量比生成物总能量高 故反应 为放热反应 C正确 根据盖斯定律 D正确 解析 反应热是当化学反应在一定温度下进行时 反应所放出或吸收的热量 B 解析 铝热反应属于放热反应 故A错误 反应的反应物总能量大于生成物总能量 则该反应为放热反应 故B错误 H2 H H的变化是断裂了H H共价键 断裂化学键需要吸收能量 故C正确 一个反应是吸热反应还是放热反应取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小 与反应的条件无关 有些放热反应也需要经加热而发生 如燃烧反应 故D错误 C C 解析 根据图示可知反应物的总能量高于生成物 当反应发生时会释放能量 故反应是放热反应 电解Al2O3得到Al和O2的反应是吸热反应 与图象不符 故A错误 Ba OH 2 8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应 与图象不符 故B错误 铝热反应是放热反应 反应物的总能量高于生成物 与图象相符 故C正确 灼热的炭与CO2反应产生CO 该反应是吸热反应 与图象不符 故D错误 解析 A B X H 0 X具有的总能量大于A和B具有的总能量 排除A C选项 X C H 0 X具有的总能量大于C具有的总能量 排除B选项 D正确 D 正确理解反应过程 能量图象E1 旧键断裂吸收的能量称为活化能 E2 新键形成放出的能量称为逆反应的活化能 H E1 E2 为此反应的焓变 催化剂的作用 降低E1 E2 但不影响 H 反应放热还是吸热取决于起点 反应物 和终点 生成物 能量的高低 总结提升 D B 反应热的计算 1 根据化学键计算 H 反应物断键所吸收的能量总和 生成物成键所释放的能量总和 根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目 注意晶体结构中化学键的情况 常见的有1molP4含6molP P键 1mol晶体硅含2molSi Si键 1mol石墨含1 5molC C键 1mol金刚石含有2molC C键 1molSiO2含有4molSi O键 总结提升 2 根据反应物和生成物的能量计算 H 生成物具备的总能量 反应物具备的总能量 常见题型如下 图 H E2 E1 0 该反应为放热反应 图 H E3 E1 0 该反应为放热反应 图 H 508 600 kJ mol 1 0 该反应为放热反应 1 概念表示参加化学反应的物质的 和 的关系的化学方程式 考点二热化学方程式 物质的量 反应热 14 9kJ mol 1 2 意义表明了化学反应中的 变化和 变化 如 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1表示 3 书写 1 注明反应条件 反应热与测定条件 温度 压强等 有关 绝大多数反应是在25 101kPa下进行的 可不注明 2 注明物质状态 常用 分别表示固体 液体 气体 溶液 3 注意符号单位 H应包括 或 数字和单位 kJ mol 1 物质 能量 2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571 6kJ的热 量 s l g aq 4 注意守恒关系 原子守恒和得失电子守恒 能量守恒 H与化学计量数相对应 5 区别于普通方程式 一般不注 以及 点燃 加热 等反应条件 6 注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示 可以是整数 也可以是分数 且化学计量数必须与 H相对应 如果化学计量数加倍 则 H也要加倍 该物质的物质的量 D B 方法技巧 C D 在热化学方程式的判断正误和书写时 常见失误点有 1 忽视 H的正负 2 忽视 H的数值与化学计量数有关 化学计量数发生变化时 H的数值要相应变化 3 忽视物质的状态不同 H的数值也不同 总结提升 A A 总结提升 1 燃烧热 1 概念 在101kPa时 纯物质完全燃烧生成 时所放出的热量 叫做该物质的燃烧热 单位一般用 表示 注意 压强 为 量 可燃物的物质的量为 考点三燃烧热和中和热 1mol 稳定氧化物 kJ mol 1 或kJ mol 101kPa 1mol 完全燃烧 产物 元素完全燃烧时对应的稳定氧化物 C H S 等 2 意义 例如 C的燃烧热是 H 393 5kJ mol 1 表示在25 101kPa条件下 热化学方程式为 CO2 g H2O l SO2 g 1molC完全燃烧放出393 5kJ的热量 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1 2 中和热 1 概念 在 中 强酸跟强碱发生中和反应生成 时的反应热叫做中和热 注意 溶液的浓度为 量 产物的物质的量为 用离子方程式可表示为 稀溶液 1molH2O 稀溶液 1molH2O H aq OH aq H2O l H 57 3 kJ mol 1 3 中和热的测定实验 装置如图 在横线上填出仪器的名称 注意事项a 碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是 b 为保证酸 碱完全中和 常使 稍稍过量 c 实验中若使用弱酸或弱碱 会使测得数值 保温隔热 防止热量散失 碱 偏小 1 反应热 燃烧热 中和热均有单位 单位均为kJ mol 1 2 中和热是一定值 中和热的数值与参加反应的量的多少无关 但在分析时要注意反应物及生成物的状态及类别 强酸 强碱 弱酸 弱碱 D 解析 燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量 选项中热化学方程式生成的水为气体 不是稳定氧化物 故A错误 苯常温下为液体 故B错误 醋酸是弱酸 存在电离平衡 电离过程中吸热 所以稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1molH2O l 时放出的热量小于57 3kJ 故C错误 依据燃烧热的概念 结合热化学方程式计算分析判断 D正确 C 解析 C与适量O2反应生成的CO不是稳定的氧化物 故不能据此计算C的燃烧热 A项错误 反应放出285 8kJ热量 则H2的燃烧热 H 285 8kJ mol 1 B项错误 因为浓硫酸溶于水要放出热量 将含0 5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合 放出的热量大于57 3kJ D项错误 A 解析 A项 生成的是2molH2O l 且生成了难溶的BaSO4 B项 应生成H2O l D项 辛烷应为1mol C 1 大小烧杯间填满碎泡沫塑料的作用 2 填 能 或 不能 将环形玻璃搅拌棒改为环形铜棒 其原因是 3 大烧杯上如不盖硬纸板 对求得中和热数值的影响是 填 偏高 偏低 或 无影响 4 如果改用60mL1 0mol L 1盐酸跟50mL1 1mol L 1氢氧化钠溶液进行反应 则与上述实验相比 所放热量 增加 减少 或 不变 下同 所求中和热数值 5 某研究小组将装置完善后 把V1mL1 0mol L 1HCl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 实验结果如图乙所示 实验中始终保持V1 V2 50mL 研究小组做该实验时环境温度 填 高于 低于 或 等于 22 保温 隔热 减少热量散失 不能 金属导热 导致热量散失 偏低 增加 不变 低于 正确理解中和热 注意操作与计算细节 1 中和热不包括离子在水溶液中的生成热 物质的溶解热 电解质电离时的热效应 2 酸碱溶液应当用稀溶液 0 1 0 5mol L 1 若溶液浓度过大 溶液中阴 阳离子间的相互牵制作用越大 电离程度达不到100 这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量 造成较大误差 3 使用两只量筒分别量取酸和碱 4 使用同一支温度计 分别先后测量酸 碱及混合液的最高温度 测完一种溶液后 必须用水冲洗干净并用滤纸擦干 5 取多次实验t1 t2的平均值代入公式计算 而不是结果的平均值 计算时应注意单位的统一 总结提升 1 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 其反应热是相同的 即 化学反应的反应热只与反应体系的 有关 而与 无关 考点四盖斯定律反应热的计算 始态和终态 反应的途径 283kJ mol 1 3 应用 a H2 H2 H1 H2 2 反应热的计算 1 主要依据热化学方程式 键能 盖斯定律及燃烧热 中和热等 2 主要方法 根据热化学方程式计算反应热与反应物和生成物各物质的物质的量成正比 根据反应物和生成物的总能量计算 H 依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算 H E生成物 E反应物 E反应物的化学键断裂吸收的能量 E生成物的化学键形成释放的能量 解析 认真观察已知反应和目标反应 将已知反应分别记为 应用盖斯定律 由反应 2即可解题 D D B 方法技巧 2 应用盖斯定律进行简单计算时 关键在于设计反应过程 同时注意 1 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与原热化学方程式之间 H的换算关系 2 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看做一个整体进行运算 3 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 4 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 D Ca5 PO4 3F s 5H2SO4 l 5CaSO4 s 3H3PO4 l HF g H 418kJ mol 总结提升 B 2 H3 2 H2 H1 反应放热量大 产生大量气体 解析 根据盖斯定律 反应 可由2 2 求得 故热效应之间的关系可表示为 H4 2 H3 2 H2 H1 联氨有强还原性 N2O4有强氧化性 两者反应时放出大量的热量 且产生大量气体 故联氨和N2O4可作为火箭推进剂 解析 根据盖斯定律可知 由 式乘以2可以得到 式 故b 2a 由 式乘以2可以得到 式 故d 2c 由 式减去 式可得到H2O l H2O g H H1 H3 a c 该过程吸收热量 故a c 0 a c 综上可得b 2a d 2c b 2a d 2c 1 在比较反应热 H 的大小时 要带符号比较 对于放热反应 放出的热量越多 H反而越小 2 要注意比较的是放出热量的多少 还是反应热 H 的大小 对于一个放热反应 二者比较的结果相反 总结提升 1 概念能提供 的自然资源 2 发展阶段 时期 时期 时期 考点五能源 能量 柴草 化石能源 多能源结构 3 能源的分类4 能源问题 1 我国目前使用的主要能源是 它们的蕴藏量有限 而且不能再生 最终将会枯竭 2 化石燃料的大量使用带来严重的 问题 煤 石油 天然气 化石燃料 环境污染 5 解决能源问题的措施 1 提高能源的使用效率 改善开采 运输 加工等各个环节 科学控制燃烧反应 使燃料充分燃烧一是保证燃烧时有 如鼓入空气 增大O2浓度等 二是保证燃料与空气有 如将固体 使液体 等 2 开发新的能源开发资源丰富 可以再生 没有污染或污染很小的新能源 适当过量的空气 足够大的接触面积 粉碎成粉末 喷成雾状 7 开发太阳能 水能 风能 可燃冰等新能源 减少使用煤 石油等化石燃料 8 低碳生活注重节能减排 尽量使用太阳能等代替化石燃料 减少温室气体的排放 9 随着科技的发展 氢气将成为主要能源之一 C 解析 2H2O 2H2 O2 是吸热反应 说明2molH2O的能量低于2molH2