优化探究高考化学总复习 6.1化学能与热能课件.ppt

第六章化学反应与能量电化学 第一节化学能与热能 考纲要求1 了解化学反应中能量转化的原因 能说出常见的能量转化形式 2 了解化学能与热能的相互转化 了解吸热反应 放热反应 反应热等概念 3 了解热化学方程式的含义 4 了解焓变与反应热的含义 了解 h h 生成物 h 反应物 表达式的含义 5 理解盖斯定律 并能运用盖斯定律进行有关反应热的简单计算 6 了解能源是人类生存和社会发展的重要基础 了解化学在解决能源危机中的重要作用 一 焓变 反应热1 焓变生成物与反应物的内能差 h h 生成物 h 反应物 单位 或 2 反应热化学反应过程中吸收或放出的热量 条件下的反应热等于焓变 考点一反应热与热化学方程式 kj mol kj mol 1 恒压 3 吸热反应与放热反应 1 从能量高低角度理解 2 从化学键角度理解 3 实例 有下列变化 h2在cl2中燃烧 碳酸钙分解 铝热反应 酸碱中和反应 缓慢氧化 盐类的水解 c h2o g co h2 铁和稀h2so4反应 ba oh 2 8h2o和nh4cl反应 c和co2生成co的反应属于放热反应的有 属于吸热反应的有 二 热化学方程式1 概念表示参加反应的物质的量和的关系的化学方程式 2 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 物质所处的状态不同 h值不同 常用分别表示固体 液体 气体 溶液 3 注意符号单位 在方程式后写出 h 并根据信息注明 h的 或 反应热 s l g aq 4 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该物质的物质的量 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 5 区别于普通方程式 一般不注 以及 点燃 加热 等 6 在200 101kpa时 h2与碘蒸气作用生成1molhi气体时 放出7 45kj热量 其热化学方程式为 1 放热反应不需要加热就能反应 吸热反应不加热就不能反应 这种说法正确吗 提示 不正确 fe与s的反应是放热反应 但需要加热引发 ba oh 2 8h2o和nh4cl的反应是吸热反应 但不需要加热 2 判断正误 正确的画 错误的画 1 2molh的能量大于1molh2的能量 2 伴随着能量变化的物质变化都是化学变化 3 化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化 4 n2分子中含3个共价键 键能大 故n2的能量 焓 也大 5 同温同压下 h2 g cl2 g 2hcl g 在光照和点燃条件下进行反应的 h相同 6 由 4p s 红磷 p4 s 白磷 h 0 可知 白磷比红磷稳定 答案 1 2 3 4 5 6 1 下列有关焓变与反应热的说法 正确的是 a 反应热和焓变的单位都是kjb 如果反应是在恒温恒压条件下进行的 此时的反应热与焓变相等c 如果反应是在恒温恒容条件下进行的 此时的反应热与焓变相等d 任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定答案 b 反应热与焓变 2 已知某化学反应a2 g 2b2 g 2ab2 g ab2的分子结构为b a b 的能量变化如图所示 下列有关叙述中正确的是 a 该反应的进行一定需要加热b 该反应的 h e1 e2 kj molc 该反应中反应物的键能总和大于生成物的键能总和d 断裂1mola a键和2molb b键放出e1kj能量 解析 由图可知这是一个吸热反应 但发生吸热反应不一定需要加热 a错误 吸热反应 h 0 b错误 c正确 断键需要吸热 d错误 答案 c 3 伴随下列变化而发生的能量变化中 属于反应热的是 a 形成1molh cl键放出的能量b 石墨转化成金刚石吸收的能量c na变成na 吸收的能量d 水蒸气变成液态水放出的能量答案 b 混淆物质的能量 内能 与键能 误认为键能越大物质的能量也越大 事实上是物质的键能越大 物质本身的能量 焓 越低 该物质越稳定 4 2014年永嘉联考 下列反应符合下图图示的是 a 铝片与盐酸的反应b ba oh 2 8h2o与nh4cl晶体的反应c 酸碱中和反应d 甲烷在氧气中的燃烧答案 b 吸热反应与放热反应 5 某反应过程中体系的能量变化如图所示 下列说法错误的是 a 反应过程可表示为 b e1为反应物的平均能量与过渡态的能量差 称为正反应的活化能c 正反应的热效应 h e1 e2 0 所以正反应为放热反应d 此图中逆反应的热效应 h e1 e2 0 所以逆反应为放热反应答案 d 2 n2o4与o2 h2o化合的化学方程式是 解析 1 等质量的n2o4 g 具有的能量高于n2o4 l 因此等量的no2 g 生成n2o4 l 放出的热量多 只有a项符合题意 2 n2o4与o2 h2o发生化合反应生成hno3 化学方程式为2n2o4 o2 2h2o 4hno3 答案 1 a 2 2n2o4 o2 2h2o 4hno3 1 物质的物理变化过程中 也会有能量的变化 不属于吸热反应或放热反应 但在进行反应热的有关计算时 必须要考虑到物理变化时的热效应 如物质的三态变化 2 化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系 如吸热反应nh4cl与ba oh 2在常温常压下即可进行 而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行 3 常见的放热反应 可燃物的燃烧反应 酸碱中和反应 大多数化合反应 金属跟酸的置换反应 物质的缓慢氧化 4 常见吸热反应 大多数分解反应 盐的水解和弱电解质的电离 ba oh 2 8h2o与nh4cl的反应 碳和水蒸气 c和co2的反应 7 2015年银川模拟 胶状液氢 主要成分是h2和ch4 有望用于未来的运载火箭和空间运输系统 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气体 放出890 3kj的热量 下列热化学方程式书写正确的是 a 2h g o2 g 2h2o l h 285 8kj mol 1b ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1c ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj mol 1d ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1答案 b 热化学方程式 8 依据事实 写出下列反应的热化学方程式 1 sih4是一种无色气体 遇到空气能发生爆炸性自燃 生成sio2和液态h2o 已知室温下2gsih4自燃放出热量89 2kj sih4自燃的热化学方程式为 d是 填离子符号 b a c反应的热化学方程式为 用离子符号表示 3 如图是298k 101kpa时 n2与h2反应过程中能量变化的曲线图 该反应的热化学方程式为 1 判断热化学方程式正误的 五审 一 燃烧热和中和热1 燃烧热 考点二燃烧热与中和热能源 注意 1 完全燃烧 是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物 c h s 等 co2 g h2o l so2 g 2 中和热注意 1 必须是酸和碱的稀溶液反应 2 产物是1molh2o l 二 能源 判断正误 正确的画 错误的画 1 化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 2 农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用 3 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 4 1gh2燃烧生成液态水放出142 9kj热量 则h2的燃烧热 h 142 9kj mol 1 5 利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学方法 答案 1 2 3 4 5 燃烧热 中和热的含义及表示 答案 d 2 2014年郴州四校联考 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 h 110 5kj molb 的反应热为221kj molc 稀硫酸与稀naoh溶液反应的中和热 h 2 57 3kj mold 稀醋酸和稀naoh溶液反应生成1molh2o 放出57 3kj的热量答案 a 4 能源分类相关图如图所示 下列四组选项中 全部符合图中阴影部分的能源是 a 煤炭 石油 沼气b 水能 生物能 天然气c 太阳能 风能 潮汐能d 地热能 海洋能 核能答案 c 能源 5 下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是 a 直接利用太阳辐射能的基本方式有四种 光 热转换 光 电转换 光 化学能转换和光 生物质能转换b 太阳能热水器是一种光 热转换形式c 绿色植物进行的光合作用 是一种光 生物质能转换 它的本质是光 化学能转换d 将电能通过用电器进行照明的过程是一种光 电能转换过程答案 d 一 有关反应热的计算1 根据热化学方程式进行有关计算根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量 可以把反应热当作 产物 计算反应放出或吸收的热量 2 根据燃烧热数据 求算反应放出的热量利用公式 q 燃烧热 n 可燃物的物质的量 如已知h2的燃烧热为 h 285 8kj mol 燃烧h2的物质的量为2mol 则h2燃烧放出的热量为2mol 285 8kj mol 571 6kj 考点三有关反应热的计算和比较 3 根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差进行计算 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 如h2与cl2燃烧生成hcl的反应 h2 g cl2 g 2hcl g 断裂旧键吸收的总能量为679kj mol 新键形成过程中释放的总能量为862kj mol 故该反应的反应热 h 679kj mol 862kj mol 183kj mol 4 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 e10 该反应为吸热反应 图 h 508 600 kj mol 1 0 该反应为放热反应 5 利用盖斯定律计算常用以下两种方法 2 合理设计反应途径 如顺时针方向和逆时针方向变化反应热代数和相等 h h1 h2 二 反应热大小的比较1 h的比较比较 h的大小时需考虑正负号 对放热反应 放热越多 h越小 对吸热反应 吸热越多 h越大 2 试比较下列三组 h的大小 1 同一反应 生成物状态不同时 a g b g c g h1 h2 填 或 下同 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则 h1 h2 已知2h2 g o2 g 2h2o l h1 q1kj mol2h2 g o2 g 2h2o g h2 q2kj mol h1和 h2谁大 q1和q2谁大提示 h1q2 1 肼 h2nnh2 是一种高能燃料 有关化学反应的能量变化如图所示 已知断裂1mol化学键所需的能量 kj nn为942 oo为500 n n为154 则断裂1moln h键所需的能量 kj 是 利用键能求 h a 194b 391c 516d 658 答案 b 2 2014年高考重庆卷 已知 c s h2o g co g h2 g h akj mol 12c s o2 g 2co g h 220kj mol 1h h oo和o h键的键能分别为436kj mol 1 496kj mol 1和462kj mol 1 则a为 a 332b 118c 350d 130解析 按顺序将题中两个热化学方程式编号为 和 依据盖斯定律 2得 2h2 g o2 g 2h2o g h 220 2a kj mol 1 代入相关数据得 2 436 496 4 462 220 2a 解得a 130 d项正确 答案 d 3 nox是汽车尾气中的主要污染物之一 汽车发动机工作时会引发n2和o2反应 其能量变化如图所示 写出该反应的热化学方程式 答案 n2 g o2 g 2no g h 945 498 630 2 kj mol 1 183kj mol 1 考查盖斯定律 答案 b 5 纳米级cu2o由于具有优良的催化性能而受到关注 下表为制取cu2o的三种方法 1 工业上常用方法 和方法 制取cu2o 而很少用方法 其原因是反应条件不易控制 若控温不当易生成 而使cu2o产率降低 解析 1 用碳粉在高温条件下还原cuo 若控温不当易生成铜单质而使cu2o产率降低 2 设三个已知热化学方程式依次分别为 则 2 得 2cuo s c s cu2o s co g h 2c a b kj mol 1 答案 1 cu 2 2c a b 利用盖斯定律进行计算的一般步骤 反应热大小的比较 caco3 s cao s co2 g h1 cao s h2o l ca oh 2 s h2 a b c d 解析 组生成h2o l 时放热是 h10 h2 h2 答案 a 答案 c 中和热的测定1 实验目的测定强酸与强碱反应的中和热 2 实验用品大烧杯 小烧杯 温度计 量筒两个 环形玻璃搅拌器 硬纸板 碎纸屑 0 5mol l 1的盐酸 0 55mol l 1的氢氧化钠溶液 4 实验步骤和注意问题 典例用50ml0 50mol l 1的盐酸与50ml0 55mol l 1的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 环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替 填 能 或 不能 其原因是 3 实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0 55mol l 1的原因是 实验中若改用60ml0 50mol l 1的盐酸与50ml0 55mol l 1的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 若实验操作均正确 则所求中和热 填 相等 或 不相等 4 已知在稀溶液中 强酸和强碱发生中和反应生成1molh2o时 放出57 3kj的热量 则上述反应的热化学方程式为 解析由于本实验的关键是如何防止热量的损失 所以填充大量泡沫塑料 使用玻璃搅拌器 稍过量的氢氧化钠等 3 中由于参加反应的盐酸 60ml0 50mol l 1 与氢氧化钠 50ml0 55mol l 1 完全反应后生成的水的物质的量比原先多 所以放出的热量多 但中