2012届高考化学一轮复习学案课件（人教版）：第6章 化学反应与能量第1节化学反应与热能

一 化学反应与热能 反应热 第一节化学反应与热能 一 焓变反应热1 化学键与化学反应的关系 1 化学反应的本质 反应物中 和生成物中 2 化学反应中能量变化的原因 化学键断裂时要 能量 化学键形成时要 能量 化学键的 是化学反应中能量变化的主要原因 2 焓变与反应热的关系焓变是 与 的焓值差 符号 单位 在 条件下进行的反应的反应热等于焓变 3 吸热反应和放热反应 1 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 2 对于吸热反应 由于反应通过加热 光照等吸收能量而使反应体系的能量 因此 H为 或 H 0 想一想 1 焓变等于反应热吗 2 一个化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件有关系吗 答案 1 不等于 化学变化中存在焓变 有些物理变化中也存在焓变 在恒压条件下进行的反应的焓变等于反应热 2 反应吸热还是放热与反应条件无关 而是由反应物总能量与生成物总能量的相对高低决定的 常温下进行的反应可能是放热反应 如中和反应 也可能是吸热反应 如NH4Cl与Ba OH 2 8H2O的反应 二 热化学方程式1 定义 能表示参加反应 和 的关系的化学方程式 2 意义 热化学方程式不仅表明了化学反应中的 的变化 也表明了化学反应中的 变化 例如H2 g I2 g 200 101kPa2HI g H 14 9kJ mol表示在200 101kPa时 和 完全反应生成 放出 的热量 三 中和热1 中和热 1 定义 在 溶液中 酸和碱发生中和反应生成 水所 的热量 称为中和热 2 特点 酸 碱分别为稀的 和稀的 中和热为 且数值为定值 3 表示 2 中和热的测定 1 装置图如下 2 注意事项 碎泡沫塑料 或纸条 及泡沫塑料板的作用是 为保证酸 碱完全中和 常使其中一种反应物 实验中若使用弱酸或弱碱 会使测得数值 若使用浓硫酸 会使测得数值 想一想 在中和热的测定实验中 使用弱酸或弱碱为什么会使测得的中和热数值偏低 答案 因为弱酸或弱碱的电离要吸热 从而使测得的数值偏低 四 燃烧热1 概念 101kPa时 完全燃烧生成 时所放出的热量 2 单位是 燃烧热通常可用仪器由实验测得 3 表示意义 如H2 g 的燃烧热为285 8kJ mol或 H 285 8kJ mol 表示在25 101kPa条件下 温馨提示 物质燃烧一定放热 则燃烧热 H一定为负值 元素燃烧生成的稳定氧化物是C CO2 g H H2O l S SO2 g 五 能源1 化石燃料 1 种类 2 特点 蕴藏量有限 属于 能源 2 新能源主要有 地热能 和生物能 六 盖斯定律内容 不管化学反应是一步完成或分几步完成 其反应焓变是 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 2 举例 则 H 答案 一 1 1 旧化学键的断裂新化学键的形成 2 吸收放出断裂与形成2 生成物反应物 HkJ mol恒压3 1 降低 二 1 物质的量反应热2 物质的量能量1molH2 g 1molI2 g 2molHI g 14 9kJ三 1 1 稀1mol放出 2 强酸强碱57 3kJ mol 3 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol2 2 防止热量的散失 稍稍过量 偏低偏高四 1 1mol纯物质稳定的氧化物2 kJ mol3 1molH2 g 完全燃烧生成液态水时放出285 8kJ的热量五 1 1 煤石油天然气 2 不可再生2 太阳能氢能风能海洋能六 1 相同始态终态途径2 H1 H2 焓变反应热 例1 2010高考 山东卷 10 下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 A 生成物总能量一定低于反应物总能量B 放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C 应用盖斯定律 可计算某些难以直接测量的反应的焓变D 同温同压下 H2 g Cl2 g 2HCl g 在光照和点燃条件下的 H不同 解析 生成物总能量低于反应物总能量的反应是放热反应 若是吸热反应则相反 A错 反应速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系 B错 C项是盖斯定律的重要应用 正确 根据 H 生成物的焓 反应物的焓可知 焓变与反应条件无关 D错 答案 C 1 化学反应与物质的能量 1 化学反应中的能量变化示意图由能量守恒可得 放热反应 反应物的总能量 生成物的总能量 放出的热量 即反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量 吸热反应 反应物的总能量 吸收的热量 生成物的总能量 即反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量 2 物质的稳定性与物质所具有能量的关系物质的能量越低 性质就越稳定 物质的能量越高 性质就越活泼 3 影响反应热大小的因素 1 反应热与测定条件 温度 压强等 有关 2 反应热的大小与物质的聚集状态有关 3 反应热的大小与热化学方程式中物质的化学计量数有关 知识关联 焓变 反应热与化学平衡的移动 化学反应进行的方向联系 1 2011 湖南醴陵二中期中 下列过程中 需吸收能量的是 A H H H2B CaO溶于水C I2 I ID S O2 SO2 解析 化学键断裂需吸收能量 答案 C 解析 本题考查对燃烧热 中和热概念的理解及热化学方程式书写正误判断 A项生成的水不是1mol 且有BaSO4 s 生成 不符合中和热的定义 C项中生成物水为气态 不符合燃烧热的定义 D项中辛烷的物质的量不是1mol且为气态 也不符合燃烧热的定义 所以只有B项正确 答案 B 1 书写热化学方程式应注意的问题 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kJ mol 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不需注明反应条件 但应注明 H的测定条件 若在101kPa和298K条件下进行 可不予注明 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 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 5 注意热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化 与反应是否可逆无关 方程式中化学式前面的化学计量数必须与 H相对应 即化学计量数与 H成正比 当反应向逆方向进行时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 2 燃烧热与中和热的比较 知识关联 热化学方程式 燃烧热 中和热与反应热的计算 化学平衡的移动 燃料电池 2 2009高考 重庆卷 12 下列热化学方程式书写正确的是 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 269 8kJ mol 反应热 D 2NO2 O2 2NO H 116 2kJ mol 反应热 解析 燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol 得到的氧化物必须是稳定的氧化物 H2O的状态必须为液态 A错 中和反应是放热反应 H应小于0 B错 热化学方程式要注明各物质在反应时的状态 D错 答案 C 盖斯定律反应热的计算 例3 2010高考 广东卷 9 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 对照三个方程式可知 第三个方程式可由第二个方程式乘以2再与第一个方程式相加得到 根据盖斯定律可知 H3 2 H2 H1 答案 A 解析 根据盖斯定律 将反应 与反应 和反应 对比 反应 2 反应 2得 Q3 Q2 将反应 与反应 和反应 对比 反应 2 反应 2得 Q1 Q3 故Q1 Q3 Q2 答案 A 反应热的计算与比较1 反应热的计算 1 根据物质具有的能量进行计算 H E 生成物的总能量 E 反应物的总能量 2 根据化学键数据 键能 进行计算 H E 反应物化学键断裂吸收的总能量 E 生成物化学键形成放出的总能量 3 利用盖斯定律进行计算 根据反应过程特点设计合理的反应途径 适当加减已知的热化学方程式 H也要进行相应的加减运算 H的运算包括数值和符号的双重运算 从而得出待求热化学方程式 在进行反应热计算时 要注意 H与热化学方程式中化学计量数间的正比关系 4 依据燃烧热数据 利用公式直接计算反应热Q 燃烧热 n 可燃物 5 根据热化学方程式进行计算写出热化学方程式 然后根据热化学方程式所体现的物质之间 物质与反应热之间的关系直接计算反应热 2 反应热的比较比较 H的大小时 必须带正 负号比较 对放热反应 H越小 放热越多 对吸热反应 H越大 吸热越多 知识关联 反应热的计算与有关物质的量的计算 有关化学方程式的计算联系 解析 依据题意知 处理烟道气污染的一种方法是将CO SO2在催化剂作用下转化为单质S 对照反应 和 并根据盖斯定律将反应 2 可得答案 答案 2CO g SO2 g S s 2CO2 g H 270kJ mol 1 已知反应A B C D为吸热反应 对这个反应的下列说法中正确的是 A A的能量一定低于C的能量 B的能量一定低于D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 A和B的总能量一定低于C和D的总能量 解析 A B C D H 0 说明A与B的总能量低于C与D的总能量 但无法比较A与C B与D的能量高低 A错 D正确 对于吸热反应 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反应 B错 答案 D 2 2010 安徽师大附中模拟 已知反应 101kPa时 2C s O2 g 2CO g H 221kJ mol 稀溶液中 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol下列结论正确的是 A 碳的燃烧热的数值大于110 5kJ molB 的反应热为221kJ molC 浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为 57 3kJ molD 稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水 放出57 3kJ热量 解析 碳的稳定氧化物是CO2 中生成的CO能继续燃烧放出热量 所以碳的燃烧热的数值大于110 5kJ mol A正确 的反应热为 H 221kJ mol B错 浓硫酸溶解要放热 醋酸是弱电解质 其电离要吸热 所以C D均错 答案 B 3 2010高考 上海卷 40 太阳能是清洁的新能源 为了环保 我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源 划分下列能源的类别 把编号填入相应的表格 石油 地热能 核能 天然气 风能 潮汐能 解析 常规能源是指技术较为成熟且被大规模利用的能源 主要包括煤 石油 天然气等 新能源是指尚未被大规模利用 利用历史短的能源 如地热能 核能 风能 潮汐能等 风能作为新能源的利用方式是风力发电 答案 4 1 2010高考 上海卷 25 2 接触法制硫酸工艺中 其主反应在450 并有催化剂存在下进行 2SO2 g O2 g 2SO3 g 190kJ该热化学方程式的意义是 2 2010高考 福建卷 23 5 液态化合物CS20 2mol在O2中完全燃烧 生成两种气态氧化物 298K时放出热量215kJ 该反应的热化学方程式为 解析 1 热化学方程式表示的是450 时 2molSO2气体和1molO2气体完全反应生成2molSO3气体时放出的热量为190kJ 2 CS2燃烧生成二氧化碳和二氧化硫