高考化学一轮复习 考点11 化学能与热能（第21课时）化学能与热能课件.ppt

第21课时化学能与热能 课标版化学 一 焓变与反应热1 化学反应中的变化和守恒 1 化学反应中的两大变化 变化和 变化 2 化学反应中的两大守恒 质量守恒和能量守恒 3 化学反应中的能量转化形式 化学能转化为热能 光能 电能等 2 焓变 反应热 1 化学反应过程中 当反应物和生成物具有相同的温度时 放出或吸收的热量称为化学反应的反应热 在特定条件下焓变等于反应热 2 符号 h 3 常用单位 kj mol 1或kj mol 3 吸热反应和放热反应 物质 能量 1 从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析 如图所示 2 从键能的角度分析 3 常见放热反应a 可燃物的燃烧 b 酸碱中和反应 c 大多数化合反应 d 金属与酸的置换反应 e 物质的缓慢氧化 f 铝热反应等 4 常见吸热反应a 大多数分解反应 b 盐的水解 c ba oh 2 8h2o与nh4cl反应 d 碳与水蒸气 c与co2的反应 4 燃烧热 中和热 1 燃烧热 2 中和热a 定义 在 中 酸跟碱发生中和反应生成 h2o 这时的反应热叫做中和热 b 热化学方程式 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 稀溶液 1mol 自测1判断下列说法是否正确 1 放热反应不需要加热就能发生 吸热反应不加热就不能发生 2 物质发生化学变化都伴有能量的变化 3 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 4 吸热反应在任何条件都不能发生 5 na转化为na 时 吸收的能量就是该过程的反应热 6 水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热 7 同温同压下 反应h2 g cl2 g 2hcl g 在光照和点燃条件下的 h不同 8 可逆反应的 h表示完全反应时的热量变化 与反应是否可逆无关 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 自测2已知某反应a g b g c g d g 反应过程中的能量变化如图所示 回答下列问题 1 该反应是反应 填 吸热 或 放热 该反应的 h kj mol 1 用含e1 e2的代数式表示 相同条件下 1mol气体a和1mol气体b具有的总能量比1mol气体c和1mol气体d具有的总能量 填 一定高 一定低 或 高低不一定 2 若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大 则e1 e2和 h的变化是 e1 e2 h 填 增大 减小 或 不变 答案 1 吸热e1 e2一定低 2 减小减小不变解析 1 从题中图像中可以看出 反应物的能量低 产物的能量高 则该反应为吸热反应 2 催化剂能通过降低化学反应的活化能来加快化学反应速率 对于可逆反应 催化剂能同时降低正反应和逆反应的活化能 但该反应的焓变不变 二 热化学方程式的书写1 定义表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式 2 表示意义不仅表明了化学反应中的物质变化 也表明了化学反应中的 变化 例如 25 101kpa时 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 表示2molh2 g 和1molo2 g 完全反应生成2molh2o l 放出571 6kj的热量 3 书写要求 能量 1 注明反应的 和 25 101kpa下进行的反应可不注明 2 注明反应物和生成物的状态 固态 液态 气态 水溶液 aq 3 热化学方程式的化学计量数只表示物质的 而不代表 因此可以写成分数 自测3判断下列热化学方程式书写是否正确 注 焓变数据均正确 1 caco3 s cao co2 g h 177 7kj 2 c s h2o s co g h2 g h 131 3kj mol 1 3 c s o2 g co g h 110 5kj mol 1 温度 压强 s l g 物质的量 分子或原子个数 4 co g o2 g co2 g h 283kj mol 1 5 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 6 500 30mpa下 将0 5moln2 g 和1 5molh2 g 置于密闭容器中充分反应生成nh3 g 放热19 3kj 其热化学方程式为n2 g 3h2 g 2nh3 g h 38 6kj mol 1 答案 1 2 3 4 5 6 自测4实验测得 101kpa时 1molh2完全燃烧生成液态水 放出285 8kj的热量 1molch4完全燃烧生成液态水和co2 放出890 3kj的热量 下列热化学方程式书写正确的是 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj mol 1 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1a 仅有 b 仅有 c 仅有 d 全部符合要求答案b 放热用 中h2o应呈液态 仅 符合要求 三 盖斯定律1 内容不管化学反应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 和 有关 2 应用间接计算某些反应的反应热 自测5已知 c s o2 g co g h 110 5kj mol 1 c s o2 g co2 g h 393 51kj mol 1 则反应c s co2 g 2co g 的反应热 h为 a 283 01kj mol 1b 172 51kj mol 1c 283 1kj mol 1d 504 00kj mol 1 始态 终态 答案b由 式可得co2 g c s o2 g h 393 51kj mol 1 式 2得2c s o2 g 2co g h 221kj mol 1 二式合并得c s co2 g 2co g h 393 51kj mol 1 221kj mol 1 172 51kj mol 1 自测6将tio2转化为ticl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一 已知 tio2 s 2cl2 g ticl4 l o2 g h 140 5kj molc s 石墨 o2 g co g h 110 5kj mol则反应tio2 s 2cl2 g 2c s 石墨 ticl4 l 2co g 的 h是 a 80 5kj molb 30 0kj molc 30 0kj mold 80 5kj mol 答案d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 考点一有关热化学方程式的 五步 与 五审 1 书写热化学方程式的 五步 一写方程式 写出配平的化学方程式 二标状态 用s l g aq标明物质的聚集状态 三标条件 标明反应的温度和压强 101kpa 25 时可不标注 四标 h 在方程式后写出 h 并根据信息判断 h的 或 五标数值 写出 h的值2 判断热化学方程式正误的 五审 一审 放热反应 h一定为 吸热反应 h一定为 二审单位 单位一般为 kj mol 1 易错写成 kj 或漏写 三审状态 物质的状态必须正确 溶液中的反应易写错 四审数值 反应热的数值必须与方程式中的化学计量数相对应 即 h与化学计量数成正比 五审是否符合概念 如燃烧热 中和热的热化学方程式 特别提示 1 热化学方程式中的反应热表示反应物完全反应时的热量变化 如3h2 g n2 g 2nh3 g h 92 4kj mol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 2 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 如 h2 g cl2 g 2hcl g h1 2hcl g h2 g cl2 g h2则有 h1 h2 典例1 2015湖南株洲一模 7 下列有关反应热的说法正确的是 a 在化学反应过程中 吸热反应需不断从外界获得能量 放热反应不需从外界获得能量b 甲烷的燃烧热 h 890kj mol 1 则甲烷燃烧的热化学方程式为 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890kj mol 1c 已知常温常压下 hcl aq naoh aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol 1 则有 h2so4 aq ba oh 2 aq baso4 s 2h2o l h 114 6kj mol 1d 已知 s s o2 g so2 g h1 q1kj mol 1 s g o2 g so2 g h2 q2kj mol 1 则q1 q2 答案da项 有的放热反应需要从外界获得一定的能量来引发 b项 甲烷燃烧的热化学方程式中 水应为液态 c项 h2so4与ba oh 2反应生成沉淀也释放热量 h小于 114 6kj mol 1 d项 s s 变为s g 要吸收热量 所以q1 q2 1 1 2015黑龙江哈尔滨月考 标准状况下 气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓 已知h h h o和键的键焓分别为436kj mol 1 463kj mol 1和495kj mol 1 下列热化学方程式正确的是 a h2o g h2 g o2 g h 485kj mol 1b h2o g h2 g o2 g h 485kj mol 1c 2h2 g o2 g 2h2o g h 485kj mol 1d 2h2 g o2 g 2h2o g h 485kj mol 1 答案d化学反应的焓变等于反应物的总键焓与生成物的总键焓之差 由此可确定d项正确 考点二反应热的有关计算1 盖斯定律若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到 则该化学反应的焓变可通过另外几个化学反应的焓变计算得到 2 根据化学键键能计算 h 反应物的键能总和 生成物的键能总和 3 根据反应物和生成物的能量计算 h 生成物具有的总能量 反应物具有的总能量 典例2 2015山东济南模拟 氧气 o2 和臭氧 o3 是氧元素的两种同素异形体 已知热化学方程式 4al s 3o2 g 2al2o3 s h14al s 2o3 g 2al2o3 s h23o2 g 2o3 g h3则 h1 h2 h3的关系正确的是 a h1 h2 h3b h1 h2 h3c h2 h1 h3d h1 h2 h3 0答案a根据盖斯定律可知 h3 h1 h2 2 1已知 2c s o2 g 2co g h 221 0kj mol 2h2 g o2 g 2h2o g h 483 6kj mol 则反应c s h2o g co g h2 g 的 h为 a 131 3kj molb 131 3kj molc 352 3kj mold 262 6kj mol答案a由盖斯定律知 c s h2o g co g h2 g h 131 3kj mol 所以选a 2 2已知一定条件下断裂1mol下列化学键需要吸收的能量分别为 h h436kj cl cl243kj h cl431kj 对于反应h2 g cl2 g 2hcl g 下列说法正确的是 a 该反应的反应热 h 0 b 氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更稳定c 相同条件下 该反应在光照和点燃条件下的 h不同d h2与cl2反应的热化学方程式为h2 g cl2 g 2hcl g h 183kj答案b h 反应物键能总和 生成物键能总和 436kj mol 243kj mol 2 431kj mol 183kj mol h 0 a项错误 h h键的键能比cl cl键的键能大 h2分子比cl2分子中的化学键更稳定 b项正确 相同条件下 该反应的反应热与反应条件无关 在光照和点燃条件下的 h相同 c项错误 h的单位为kj mol d项错误 考点三反应热的大小比较1 直接比较法 依据规律 经验和常识直接判断不同反应的反应热的大小的方法可称为直接比较法 1 吸热反应的 h肯定比放热反应的 h大 前者大于0 后者小于0 2 等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多 3 产物相同时 同种气态物质燃烧放出的热量比等量的固态物质燃烧放出的热量多 反应物相同时 生成同种液态物质放出的热量比生成等量的气态物质放出的热量多 4 生成等量的水时 强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多 5 对于可逆反应 因反应不能进行完全 实际反应过程中放出或吸收的热量要小于理论值 例如 2so2 g o2 g 2so3 g h 197kj mol 则向密闭容器中通入2molso2和1molo2 反应达到平衡后 放出的热量要小于197kj 2 盖斯定律比较法 1 同一反应的生成物状态不同时a g b g c g h1 0a g b g c l h2 0c g c l h3 0因为 h3 h2 h1 0所以 h2 h1 也可以按以下思路分析 c g c l c l h1 h3 h2 h1 0 h2 0 h3 0所以 h2 h1 2 同一反应的反应物状态不同时s g o2 g so2 g h1 0s s o2 g so2 g h2 0s g s s h3 0 h2 h3 h1 h1 0 h2 0 h3 0所以 h1 h2 3 两个有联系的不同反应相比c s o2 g co2 g h1 0c s o2 g co g h2 0c s co2 g c s co g co2 g h2 h3 h1 h1 0 h2 0 h3 0 所以 h1 h2 并且据此可写出下面的热化学方程式 co g o2 g co2 g h3