【立体设计】高考化学 专题6第1单元①知识研习课件 苏教版.ppt

一 化学反应的焓变1 反应热与焓变的关系 温度 热量 恒温 恒压 热量 吸收 放出 kj mol 1 kj mol 2 吸热反应和放热反应 吸收热量 放出热量 反应物 生成物 反应物 生成物 想一想1 放热反应一定不需要加热 吸热反应一定需要加热吗 举例说明 提示 放热反应不一定都不需要加热 吸热反应也并不一定都需要加热 如 铁与硫粉加热才能反应 但它是放热反应 又如nh4cl s 与ba oh 2 8h2o s 的反应不需加热 但为吸热反应 3 燃烧热 1 概念 在101kpa下 物质的反应热叫该物质的标准燃烧热 2 热值 在101kpa下 物质的反应热 3 完全燃烧 指物质中含有的氮元素转化为 氢元素转化为 碳元素转化为 1mol 完全燃烧 1g 完全燃烧 n2 g h2o l co2 g 想一想2 在表示燃烧热时 c h s等元素完全燃烧时对应的物质及其状态分别是什么 提示 co2 g h2o l so2 g 4 能源的充分利用 1 化石燃料主要包括 等 2 可燃物燃烧的条件 温度达到着火点 3 燃料不充分燃烧的危害 产热少 浪费资源 煤 石油 天然气 充足的氧气 污染 环境 二 热化学方程式1 概念能够表示化学的化学方程式 2 表示意义如2h2 g o2 g 2h2o g h 298k 571 6kj mol 1 表示在298k时 和完全反应生成时571 6kj的能量 反应热 2molh2 g 1molo2 g 2molh2o g 放出 想一想3 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 298k 92 4kj mol 1上述反应达到平衡后再加入n2 h是否变化 想一想3 提示 平衡后加入n2 平衡右移 放出的热量增多 但 h为恒温 恒压下发生每摩反应的一个固定值 不会改变 三 盖斯定律1 内容一个化学反应 不论是完成 还是分完成 其总的是的 2 图示如图 由a到b可设计两个途径 一步 几步 热效应 完全相同 途径一 a b途径二 a c b则焓变 h h1 h2的关系可以表示为 h h1 h2 化学反应的反应热1 吸热反应和放热反应的比较 灵犀一点 化学反应表现为吸热或放热与反应与开始是否需要加热无关 需要加热的反应不一定是吸热反应 如c o2co2 不需要加热的反应也不一定是放热反应 浓h2so4 naoh固体溶于水放热 nh4no3溶于水吸热 因不是化学反应 其放出或吸收的热量不是反应热 2 吸 放热反应与能量变化的关系 1 微观本质若e1 e2 反应表现为吸热 若e2 e1 反应表现为放热 2 宏观分析反应物 自身能量e 生成物 自身能量e 若e e 反应表现为放热 若e e 反应表现为吸热 能量变化遵守能量守恒定律 即反应物总能量等于生成物总能量加上或减去反应热 灵犀一点 e1 e2分别是从外界吸收的能量和释放到外界的能量 而e e 是物质本身所具有的热能 分子势能等 做题时要注意区分开 物质本身所具有的能量越低 说明其结构越稳定 热稳定性越强 断裂其化学键所吸收的能量就越高 而形成其化学键所释放的能量也越多 案例1 已知反应x y m n为吸热反应 对这个反应的下列说法中正确的是 a x的能量一定低于m的能量 y的能量一定低于n的能量b 因为该反应为吸热反应 故一定要加热反应才能进行c 破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量d x和y的总能量一定低于m和n的总能量 解析 x y m n h 0 就说明x与y的总能量低于m n的总能量 a错 d正确 破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量 c错 吸热反应有的不需要加热也可反应 如氢氧化钡晶体与氯化铵搅拌即可 答案 d 规律技巧 化学变化过程中不但遵循质量守恒定律 而且还要遵循能量守恒定律 化学反应中能量变化的本质是化学键在断裂和形成过程中有能量的变化 发生化学反应时 断开反应物中的化学键要吸收能量 而形成生成物中的化学键要放出能量 当反应物的键能总和大于生成物的键能总和时 为吸热反应 当反应物的键能总和小于生成物的键能总和时 为放热反应 化学反应过程中是吸收能量还是放出能量 还可以从反应物和生成物的总能量的相对大小的角度进行分析 在反应物的总能量 生成物的总能量的反应中 h 0 反应为放热反应 在反应物的总能量 生成物的总能量的反应中 h 0 反应为吸热反应 即时巩固1 下列各图中 表示正反应是吸热反应的是 解析 吸热反应是生成物的总能量大于反应物的总能量 a项正确 答案 a 热化学方程式的书写书写热化学方程式时除了遵循化学方程式的书写要求外 还要注意以下几点 1 焓变与温度和压强等特定条件有关 所以书写时必须指明反应时的温度和压强 298k 101kpa时可以不注明 2 反应物和生成物的聚集状态不同 焓变的数值和符号可能不同 因此必须在方程式中用括号注明反应物和生成物在反应时的聚集状态 s l或g 不用标 或 水溶液用aq表示 例如 3 化学计量数只表示该物质的物质的量 不表示分子个数或原子个数 因此 它可以是整数 也可以是分数 4 h只能写在化学方程式的右边 若为放热反应 则 h为 若为吸热反应 则 h为 其单位一般为kj mol 1 其真正含义是指化学方程式中的物质的物质的量用 mol 来衡量时 所对应的能量变化是多少焦 或千焦 并非特指 一摩尔物质参加反应时吸收或放出的热量 5 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 灵犀一点 书写热化学方程式时 常需要根据已知条件进行简单计算 一定要严格按照各物质的物质的量与 h之间的对应关系计算 并要注意 h的符号 在可逆反应中的反应热数值是按生成物的量反应完成时放出或吸收的能量 而不是按反应物的量反应时的能量变化 如3h2 g n2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1是指生成2molnh3时放出92 4kj的热量 因反应不能进行完全 3molh2 g 和1moln2 g 混合反应实际放出的热量小于92 4kj 案例2 在25 101kpa下 1g甲醇燃烧生成co2和液态水时放热22 68kj 下列热化学方程式正确的是 a ch3oh l 3 2o2 g co2 g 2h2o l h 725 76kj molb 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 1451 52kj molc 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 725 76kj mol d 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 1451 52kj mol 答案 b 规律技巧 热化学方程式不仅表明化学反应中的物质变化 也表明化学反应中的能量变化 在书写热化学方程式时要注意以下几点 1 要注明温度 压强等条件 如未注明 则指25 101kpa 2 反应的能量变化与反应物 生成物的状态有关 热化学方程式要注明反应物和生成物的聚集状态 常用s l g分别表示固体 液体 气体 3 在所写热化学方程式右边 写下 h的数值和单位 kj mol 1 反应放热时 h为 反应吸热时 h为 4 h与方程式的计量系数有关 注意方程式与 h的对应 热化学方程式中的计量系数只以 mol 为单位 不表示微粒的个数 所以方程式的系数可以是小数或分数 即时巩固2 1 若已知h2o l h2o g h 44 0kj mol 则1mol甲醇燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式如何书写 2 1mol红磷 p 完全燃烧生成p2o5 放出777 5kj热量 则下列热化学方程式书写正确的是 化学反应焓变的计算与比较1 计算 1 根据键能数据 e 计算 h e 反应物 e 生成物 2 根据热化学方程式计算反应热与反应物或生成物的物质的量成正比 3 根据实验数据计算 h q c t c代表溶液及量热计的总热容 单位kj k 1 或 h q cm t c代表反应物的比热容 单位kj kg 1 k 1 4 根据盖斯定律计算 利用盖斯定律计算化学反应的焓变时 热化学方程式可以和数学代数方程式一样进行加 减 乘 除运算 需要时可将热化学反应方程式的系数扩大或缩小 应注意 h也要同比例扩大或缩小 也可将热化学方程式逆向改写 此时 h绝对值相等 符号相反 2 比较 1 同一反应生成物状态不同时a g b g c g h1 0a g b g c l h2 0因为c g c l h3 0 则 h3 h2 h1 所以 h2 h1 2 同一反应反应物状态不同时s g o2 g so2 g h1 0s s o2 g so2 g h2 0 灵犀一点 解答有关盖斯定律的题目关键是设计合理的反应途径 适当加减已知热化学方程式 在进行化学方程式的数学运算时 要注意反应热的符号以及反应热与化学方程式中的系数的比例关系 案例3 2010 广东化学 在298k 100kpa时 已知 2h2o g o2 g 2h2 g h1cl2 g h2 g 2hcl g h22cl2 g 2h2o g 4hcl g o2 g h3则 h3与 h1和 h2间的关系正确的是 a h3 h1 2 h2b h3 h1 h2c h3 h1 2 h2d h3 h1 h2 解析 本题考查盖斯定律 意在考查考生对盖斯定律的运用能力及对反应热的计算能力 设提供的三个热化学方程式分别为 根据盖斯定律 由 2可以得到 故 h1 2 h2 h3 a项正确 答案 a 规律技巧 解答有关盖斯定律题目的关键是设计合理的反应途径 适当加减已知方程式的反应热进行求算 在进行化学方程式的数学运算时 要注意反应热的符号以及反应热与化学方程式中化学计量数的比例关系 a 172 22kj molb 172 22kj molc 392 92kj mold 392 92kj mol 解析 根据题给两个反应的关系可知 由盖斯定律可知 h h1 h2 110 35kj mol 282 57kj mol 392 92kj mol 故d项正确 答案 d 案例4 2010 重庆理综 已知h2 g br2 l 2hbr g h 72kj mol 蒸发1molbr2 l 需要吸收的能量为30kj 其他相关数据如下表 则表中a为 a 404b 260c 230d 200 解析 本题考查键能与反应热之间的关系 旨在通过本题考查学生对反应本质的理解 及化学基本计算能力 h2 g br2 l 2hbr g h 72kj mol br2 l br2 g h 30kj mol 热化学方程式 热化学方程式 得 h2 g br2 g 2hbr g h 102kj mol所以有 a 436 369 2 102 得a 200 答案 d 规律方法 根据键能计算反应热时 所有反应物和生成物的化学键数目一定要计算清楚 否则极易出错 即时巩固4 2008 海南化学 白磷与氧可发生如下反应 p4 5o2 p4o10 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 p pakj mol 1 p obkj mol 1 p ockj mol 1 o odkj mol 1 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的 h 其中正确的是 a 6a 5d 4c 12b kj mol 1b 4c 12b 6a 5d kj mol 1c 4c 12b 4a 5d kj mol 1d 4a 5d 4c 12b kj mol 1 解析 由图可以看出 p4中有6mol的p p 5mol的o2中含有5molo o 1mol的p4o10中含有4mol的p o 12mol的p o 由题意 断裂1mol白磷分子中p p键需吸热6akj 断裂5molo o键需吸热5dkj 生成1molp4o10会放热 4ckj 12bkj 则该反应的焓变为 6a 5d 4c 12b kj mol 1 即选项a符合 答案 a 中和反应反应热的测定 实验用品大烧杯 500ml 小烧杯 100ml 温度计 量筒 50ml 两个 泡沫塑料或纸条 泡沫塑料板或硬纸板 中心有两个小孔 环形玻璃搅拌棒 0 50mol l盐酸 0 55mol lnaoh溶液 实验步骤 1 在大烧杯底部垫泡沫塑料 或纸条 使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平 然后再在大 小烧杯之间填满碎泡沫塑料 或纸条 大烧杯上用泡沫塑料板 或硬纸板 作盖板 在板中间开两个小孔 正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过 如图所示 2 用一个量筒量取50ml0 50mol l盐酸 倒入小烧杯中 并用温度计测量盐酸的温度 记入下表 然后把温度计上的酸用水冲洗干净 3 用另一个量筒量取50ml0 55mol lnaoh溶液 并用温度计测量naoh溶液的温度 记入下表 4 把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中 并把量筒中的naoh溶液一次倒入小烧杯 注意不要洒到外面 用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液 并准确读取混合溶液的最高温度 记为终止温度 5 重复实验2 4次 取测量所得数据的平均值作为计算依据 产生误差的原因 1 量取溶液的体积有误差 测量结果是按50ml的酸 碱进行计算 若实际量取时 多于50ml或小于50ml都会造成误差 2 温度计的读数有误 3 实验过程中有液体洒在外面 4 混合酸 碱溶液时 动作缓慢 导致实验误差 5 隔热操作不到位 致使实验过程中热量损失而导致误差 6 测了酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度 致使热量损失而引起误差 案例5 50ml0 50mol l 1盐酸与50ml0 55mol l 1氢氧化钠溶液在如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 大烧杯上如不加盖硬纸板 求得中和热 所放出热量 的数值 填 偏大 偏小 或 无影响 3 实验中改用60ml0 50mol l 1盐酸与50ml0 55mol l 1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 或 不相等 所求中和热的数值 填 相等 或 不相等 简述理由 4 用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行上述实验 所放出的热量会 用50ml0 50mol l 1氢氧化钠溶液进行上述实验 所放出的热量会 均选填 偏大 偏小 或 无影响 中和热是指强酸 强碱稀溶液中h aq 与oh aq 反应生成1mol水放出的热量 在测定过程中尽量避免热量散失是关键 生成不同量的h2o放出不同热量 但求得的中和热数值是不变的 如果用同浓度同体积氨水代替naoh溶液 因nh3 h2o电离吸热 故会使释放的热量减少 为使50ml0 50mol l 1的盐酸保证完全中和 必须加过量的naoh溶液 否则可能导致反应不完全使所放热量减小 解析 答案 1 保温隔热 减少实验中的热量损失 2 偏小 3 不相等相等中和反应放出的热与生成h2o的物质的量成正比 而中和热是指每生成1molh2o放出的热 是个定值 4 偏小偏小 规律方法 中和反应反应热的测定注意事项 酸碱溶液