高三化学复习《化学选修4》 第1章 化学反应与能量变化第1节鲁教版

用心 爱心 专心 高三化学高三化学 复习复习 化学选修化学选修 4 第第 1 章章 化学反应与能量变化学反应与能量变 化第化第 1 节节鲁教版鲁教版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 高考第一轮复习 化学选修 4 第 1 章 化学反应与能量变化 第 1 节 化学反应的热效应 1 化学反应的反应热 2 化学反应的焓变 3 反应焓变的计算 二 教学目的 1 掌握化学反应中能量变化的主要原因 2 掌握反应热和焓的概念 3 掌握热化学方程式的书写 4 掌握盖斯定律并用之进行相关计算 三 重点和难点 1 反应热概念的含义 2 热化学方程式的书写 3 反应焓变的计算 四 考点分析 本节内容在高考中的主要考查点是 1 热化学方程式的书写与正误判断 2 有关反应焓变的计算 比较焓变的大小 3 燃烧热 中和热的概念及计算 五 知识要点 1 反应热 焓变 1 根据化学反应过程中的热量变化 可以把化学反应分为 反应和 反应 2 化学反应过程中 叫做反应热 又称为 符号用 表示 单位常采用 许多化学反应的反应热可以通过 测量 3 任何化学反应都有反应热 这是由于在化学反应过程中 当反应物分子内的化学 键断裂时 需要克服 间的 这需要 能量 当原 子重新结合成生成物分子 即新 形成时 又要 能量 生成物 释放的总能量比反应物吸收的总能量大时为 反应 反之为 反 应 4 对于放热反应 由于反应后放出热量而使反应体系的能量 因此 H 为 或 H 0 对于吸热反应 由于反应通过加热 光照等吸 收能量而使体系的能量升高 因此吸热反应的 H 为 或 用心 爱心 专心 H 0 2 热化学方程式 1 定义 能表示参加反应 和 关系的化学方程式 叫做热化学方程式 2 特点 与化学方程式比较 指明了反应时的 和 如在 下进行的反应 可不注明 在化学方程式右边注明 H 的 和 所有反应物和产物都用括号注明了它们在反应时的 化学计量数只表示 而不表示分子数或原子数 因此可以为 整数 化学计量数和反应热的数值可以同时扩大或缩小 倍数 3 盖斯定律 不管化学反应是一步或 完成 其反应热是 的 或者说 化 学反应的反应热只与反应体系的 和 有关 而与反应的 无关 4 燃烧热 1 根据 的情况不同 反应热可分多种 例如燃烧热 热 热等 其中以跟燃料品质相关的 热实际应用较广 2 燃烧热是指 时 纯物质 燃烧生成 的化合物时所放出的热量 3 燃烧热的单位是 燃烧热通常可利用 由 测 得 4 选择燃料应从物质的燃烧热 燃料的 对 的影响等方面综合考虑 注意 1 放热反应与吸热反应 化学反应中的能量变化 通常表现为热量的变化 对化学反应 以反应过程中放热或 吸热为标准划分 分为放热反应和吸热反应两种类型 有热量放出的反应叫放热反应 需 要吸收热量的化学反应叫吸热反应 常见的放热反应有 1 活泼金属与或酸的反应 如OH2 23 H3AlCl2HCl6Al 2 酸碱中和反应 如 OH2SOKSOHKOH2 24242 3 燃烧反应 如 OH3CO2O3OHCHCH CO2OCO2 22223 22 点燃 点燃 4 多数化合反应 如 2222 OH CaOHCaONaOH2OHONa 用心 爱心 专心 常见的吸热反应有 1 多数的分解反应 如 23 COCaOCaCO 高温 OH5CuSOOH5CuSO 2424 2 OH10NH2BaCl s OH8 OH Ba s ClNH2 232224 3 22 HCO g OH s C 高温 4 CO2CCO2 2 理解 H 的 与 可以认为 H 就是物质所具有的能量在反应前后的变化量 如图所示 若为吸热反应 则变化后的物质所具有的能量 增加 升高 用 表示 0H 若为放热反应 则变化后的物质所具有的能量 减少 降低 用 表示 0H 3 与普通化学方程式相比 书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应 注意以下四点 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 若为放热反应 H 为 若为吸热反应 H 为 H 的单位一般为 mol kJ 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 H 不同 因此 必须注明物质的聚 集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义 气体用 g 液体用 l 固体用 s 溶液用 aq 热化学方程式中不用 和 4 如何进行反应热的计算 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 相加或相减 得到一个新的热化学方程式 3 可燃物完全燃烧产生的热量 可燃物的物质的量 其燃烧热 5 进行反应热计算应注意什么 1 反应热数值与各物质的化学计量数成正比 因此热化学方程式中各物质的化学计 量数改变时 其反应热数值需同时做相同倍数的改变 2 热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热 用心 爱心 专心 3 正 逆反应的反应热数值相等 符号相反 6 进行反应热计算的方法有哪些 1 列方程或方程组法 2 平均值法 3 极限分析法 4 十字交叉法 5 估算法 仅适于选择题 典型例题典型例题 例例 1 下列说法正确的是 A 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B 放热的反应在常温下一定很易发生 C 反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 D 吸热反应在一定的条件下也能发生 分析 分析 化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热 反应是放热还是吸热主要取决于 反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发 生 反应开始时需要加热的反应可能是吸热反应 也可能是放热反应 吸热反应开始加热 反应后需不断加热才能使反应继续进行下去 放热反应开始加热 反应后会放出一定的热 量 如果此热量足够大可使反应维持下去 则反应过程不需要再加热 如煤的燃烧 一旦 加热使煤燃烧起来后就可继续燃烧下去 不需外界再加热 答案 答案 CD 例例 2 在相同温度和压强下 将 32g 硫分别在纯氧气中和空气中完全燃烧 令前者放出热 量为 后者放出热量为 则关于的相对大小正确的判断是 1 Q 2 Q 21 QQ 和 A B C D 无法判断 21 QQ 21 QQ 21 QQ 分析 分析 根据硫的性质可知 硫在纯氧气中燃烧比在空气中旺 反应剧烈 结果是放出 热量集中 产生温度较高 于是 得到结论 B 这是把温度与热量混淆的结果 再仔细一 些发现 硫是相同质量 相同状态 氧气也是相同质量及相同状态 只是反应时剧烈程度 不同 放热时间不同 产生温度不同 放热数值应是相同的 于是得到结论 A 事实是相 同的反应物具有相同的能量 相同的生成物具有相同的能量 两种环境下反应时 反应物 与生成物之间能量差别也是相同的 但能量是守恒的 这些能量并不一定完全以热量形式 放出 第一种情况下反应剧烈 产生的 明亮的蓝紫色火焰 较第二种情况下产生的 微 弱的淡蓝色火焰 相比较以光能形式释放的能量要多 所以以热量形式放出的能量就应较 在空气中放出的热量少些 答案 答案 C 例例 3 已知在条件下 2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484kJ 的热量 下K298Pa101 5 列热化学方程式正确的是 用心 爱心 专心 分析 分析 热化学方程式的书写要求与普通方程式的区别有三 一定要标明各物质的状 态 B 选项中水为液态 排除 计量系数可用分数表示其实际物质的量 且与热量成正 比 用 H 表示时 吸热 其值为正 放热 其值为负 反应生成水蒸气是放 22 OH 与 热反应 H 应为负值 而其逆反应 H 则为正值 故排除 C D 而选 A 答案 答案 A 例例 4 已知 推测含 1mol HCl 的稀 1 2 molkJ3 57H 1 OH aq OH aq H 溶液与含的稀溶液反应放出的热量 3 NHmol1 A 大于 57 3kJB 等于 57 3kJ C 小于 57 3kJ D 无法确定 分析 分析 本题考查的是中和热的概念 是弱碱 反应中电离要吸热 使得此OHNH 23 时放出的热量小于中和热 答案 答案 C 例例 5 已知下列两个热化学方程式 实验测得氢气和丙烷的混合气体共 5mol 完全燃烧时放热 3847kJ 则混合气体中氢气 和丙烷的体积比是 两者放出的热量之比约为 A 1 3B 3 1C 1 4D 5 13 分析 分析 该题为计算型选择题 可采用以下两种方法巧解 方法一 十字交叉法 的平均燃烧热 832 HCH 和 mol kJ 4 769 mol5 kJ3847 两者放出的热量之比 13 5 kJ2775 kJ1072 4 1mol5mol kJ 0 2220 4 3mol5mol kJ 8 285 方法二 估算排除法 因的燃烧热为 而两者燃烧共放热 3874kJ 故的体积 83H Cmol kJ0 2220 832 HCH 和 比一定大于 1 1 而四个选项中惟有 B 选项 3 1 1 1 符合题意 两者放出的热量之比也只需列出解法一中的计算式 再估算并对照选项便可选定 D 选 项为答案 答案 答案 BD 例例 6 已知火箭发射时可用肼 作燃料 二氧化氮作氧化剂 这两者反应生成氮 42H N 气和水蒸气 且 g NO2 g O2 g N 222 用心 爱心 专心 请计算 1mol 气态肼和完全反应时放出的热量为 kJ 并写出肼与 2 NO 反应的热化学方程式 2 NO 分析 分析 根据题意 要求下列反应的反应热 H 的值 根据盖斯定律 一个反应仅与其始态和终态 322242 H g OH2 g N 2 3 g NO g HN 有关 而与其过程无关 有 2 即 312 H2HH mol kJ85 567 2mol kJ 7 67mol kJ534H3 答案 567 85 g OH2 g N 2 3 g NO g HN 22242 mol kJ85 567H3 例例 7 2006 年 重庆 25 101kPa 下 碳 氢气 甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是 则下列热化学方程式正确的 1111 molkJ2800molkJ 3 890molkJ 8 285molkJ 5 393 是 分析 分析 根据燃烧热的定义 燃烧产物应是二氧化碳 氢气燃烧是放热反应 0H 甲烷的燃烧产物是气态二氧化碳和液态水 答案 答案 D 模拟试题模拟试题 1 下列反应一定属于吸热反应的是 A 酸碱中和反应B 盐类水解反应 C 制的反应D 制的反应 2 O 2 H 2 分析下面的能量变化示意图 确定下列选项中正确的是 用心 爱心 专心 3 沼气是一种新能源 它的主要成分是完全燃烧生成和时 44 CHmol5 0CH 2 COOH2 放出 445kJ 热量 则下列热化学方程式正确的是 4 1g 氢气燃烧生成液态水 放出 142 9kJ 热量 下列表示该反应的热化学方程式正确的 是 5 已知 下列关系式中正确的是 A B C D 0ca 0db 0ba2 0dc2 6 已知 25 101kPa 下 石墨 金刚石燃烧的热化学方程式分别为 1 22 1 22 molkJ41 395H g CO g O C molkJ51 393H g CO g O C 金刚石 石墨 用心 爱心 专心 据此判断 下列说法中正确的是 A 由石墨制备金刚石是吸热反应 石墨的能量比金刚石的低 B 由石墨制备金刚石是吸热反应 石墨的能量比金刚石的高 C 由石墨制备金刚石是放热反应 石墨的能量比金刚石的低 D 由石墨制备金刚石是放热反应 石墨的能量比金刚石的高 7 根据热化学方程式mol kJ23 293H g SO g O 1 S 22 分析下列说法中正确的是 A g SO g O s S 22 反应放出的热量大于mol kJ23 293 B g SO g O g S 22 反应放出的热量小于mol kJ23 293 C 的键能的总和大于 1mol 硫和 1mol 氧气的键能之和 2 SOmol1 D 的键能的总和小于 1mol 硫和 1mol 氧气的键能之和 2 SOmol1 8 已知 mol kJ 5 110H g CO g O 2 1 s C 2 mol kJ51 393H g CO g O s C 22 计算反应的反应热 H 的值为 g CO2 g CO s C 2 A B mol kJ01 283 mol kJ51 172 C D mol kJ1 283mol kJ00 504 9 在相同温度下 两个反应放出的热量分别用表示 21 QQ 和 则下列关系正确的是 A B C D 21 QQ 21 QQ 2 1 21 QQ2 21 Q 2 1 Q 10 航天飞机用铝粉与高氯酸铵 的混合物为固体燃烧 点燃时铝粉氧化放 44ClO NH 热引发高氯酸铵反应 其方程式可表示为 0H g O2 g Cl g OH4 g N s ClONH2 222244 下列对此反应的叙述中错误的是 A 上述反应属于分解反应 B 上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行 C 反应从能量变化上说 主要是化学能转变为热能和动能 D 在反应中高氯酸铵中只起氧化剂的作用 11 在同温 同压下 下列各组热化学方程式中 的是 21 HH 用心 爱心 专心 用心