【优化指导】2014高考化学总复习 第6章 第1节 化学反应与能量变化课件 新人教版必修2

第六章化学反应与能量电化学 第一节化学反应与能量变化 必修部分 高考热点 1 吸热反应 放热反应的判断 2 化学反应中能量变化的图像 3 反应热的比较及计算 4 热化学方程式的书写及正误判断 5 原电池工作原理和常见化学电源 6 电解池工作原理及金属的电化学腐蚀与防护 7 原电池 电解池有关计算 一 焓变 反应热1 1 放热反应在常温下就可以进行 吸热反应需加热才能反应 对吗 2 含1molH2SO4的溶液与足量NaOH溶液反应的反应热是中和热吗 3 只要放出热量的变化一定是化学变化吗 提示 1 放热反应 吸热反应与反应条件无必然的联系 有的放热反应需要提供条件才能反应 如C的燃烧 而有的吸热反应常温下也可以进行 如Ba OH 2 8H2O与NH4Cl 2 不对 中和热是生成1molH2O时的反应热 而该反应生成2molH2O 3 不一定 如浓H2SO4溶于水 1 焓变焓变是指在条件下进行反应的热效应 符号 H 单位 2 吸热反应和放热反应 1 与化学键关系 恒压 kJ mol 1 2 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 Na2CO3水解 NaOH固体溶于水 铁和稀H2SO4反应 Ba OH 2 8H2O和NH4Cl反应 工业合成氨a 属于放热反应的有 这些反应的进行 实现了能向能的转变 b 属于吸热反应的有 这些反应的进行 实现了能向能的转变 化学 热 热 化学 3 中和热和燃烧热 1 定义 中和热 燃烧热 2 实例 在25 101kPa下1gH2完全燃烧生成液态水放出142 9kJ热量 表示H2燃烧热的热化学方程式为 H2的燃烧热为 在稀溶液中1molH2SO4与足量NaOH反应放热114 6kJ 表示该中和热的热化学方程式 285 8kJ mol 1 提示 1 此处的每mol不是指某一物质 而是指该反应 2 a 3 小于 因为化学方程式中的反应热是指完全反应时的 1 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 意义 表明了化学反应中的变化和变化 如2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1 表示在25 101kPa条件下 反应热 物质 能量 2molH2 g 和1molO2 g 反应生成2molH2O l 放出的热量为571 6kJ 2 盖斯定律 1 内容 化学反应不管是一步完成还是分几步完成 其反应热是的 即化学反应的反应热只与反应体系的有关 而与反应的途径无关 相同 始态和终态 2 举例 H H1 H2 283kJ mol 1 三 能源1 化石燃料 1 种类 2 特点 蕴藏量有限 属于 3 解决化石燃料枯竭的办法 即开发新的能源和节约现有的能源 2 新能源 1 种类 风能 地热能 海洋能和生物质能等 2 特点 资源丰富 可以再生 没有污染或污染很小 煤 石油 天然气 不可再生能源 开源节流 太阳能 氢能 1 2013 苏北三市模拟 2012年世界环境日中国主题是 绿色消费 你行动了吗 下列做法不符合该主题的是 A 开发利用太阳能 生物质能等清洁能源B 推广垃圾的分类回收 研发各种材料再生技术C 减少对化石燃料的依赖 有效降低PM2 5对环境的污染D 充分开发利用纯天然纤维 停止使用各种化学合成材料 解析 目前不可能停止使用各种化学合成材料 且充分利用纯天然纤维会对环境造成破坏 答案 D 2 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A BC A B C AB C 反应物 过渡态 生成物 B E1为正反应的活化能C 正反应的热效应为 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解析 该图表示的正反应为放热反应 H为负值 所以其逆反应为吸热反应 H应为正值 D错误 答案 D 3 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 296 8kJ mol 反应热 D 2NO2 O2 2NO H 116 2kJ mol 反应热 解析 燃烧热要生成稳定氧化物H2O l A错 中和反应要放出热量 H 0 B错 热化学方程式书写必需表明状态 D错误 答案 C 4 2012 全国高考 反应A B C H 0 分两步进行 A B X H 0 X C H 0 下列示意图中 能正确表示总反应过程中能量变化的是 解析 本题考查化学反应中的能量转化 由A B X为吸热反应 故X的能量高于A B的能量 可排除A项和C项 而总反应A B C为放热反应 故C的能量小于A B的能量 B项错误 而D项正确 答案 D 书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外 还应注意以下几点 1 注意 H的符号和单位 H只能写在化学方程式的右边 放热反应 H为 吸热反应 H为 H的单位一般为kJ mol 1 2 注意反应条件反应热 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 不注明温度和压强的是在25 101325Pa 3 注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同 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 热化学方程式中不用标 或 其转化时的热量关系 4 注意化学计量数 1 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量 并不表示物质的分子数或原子数 因此化学计量数可以是整数 也可以是分数 2 热化学方程式中的反应热是表示反应已完成时的热量变化 由于 H与反应完成时物质的物质的量有关 所以化学计量数与 H成正比 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 5 注意反应的可逆性不论化学反应是否可逆 热化学方程式中的反应热 H都表示反应进行到底 完全转化 时的能量变化 如2SO2 g O2 g 2SO3 g H 197kJ mol 1 是指2molSO2 g 与1molO2 g 放于一密闭容器中完全转化为2molSO3 g 时放出的能量 若在相同的温度和压强时 向容器中加2molSO2 g 和1molO2 g 在一定条件下反应达平衡时 放出的热量要小于197kJ 四看法 判断热化学方程式正误 1 看各物质的聚集状态是否正确 2 看 H变化的 是否正确 3 看反应热的单位是否为kJ mol 1 4 看反应热数值与化学计量数是否相对应 解析 A项 生成的是2molH2O l C项 应生成H2O l D项 辛烷应为1mol 答案 B 1 燃烧热是对可燃物的量要求为1mol 中和热是对生成物 H2O 的量要求为1mol 2 燃烧热要求可燃物完全燃烧并生成稳定的氧化物 如C CO2 g 而不是CO 如H2 H2O l 而不是H2O g S SO2 g 而不是SO3 迁移应用 1 2013 唐山模拟 下列说法或表示法正确的是 A 在101kPa时 2gH2完全燃烧生成液态水 放出285 8kJ热量 则氢气燃烧的热化学方程式为2H2 g O2 g 2H2O l H 285 8kJ mol 1B 等量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧 后者放出热量多 C 根据中和热 H 57 3kJ mol 1 可知将含0 5molH2SO4的溶液与含1molNaOH的溶液混合 放出的热量一定等于57 3kJD 由C s 石墨 C s 金刚石 H 1 9kJ mol 1可知 石墨比金刚石稳定解析 2gH2是1mol放出285 8kJ 2molH2应放出285 8 2kJ的热量 A错 气体变成固体要放热 故B错 条件不同 放出的热量不同 故C错 答案 D 1 利用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 根据计算书写热化学方程式根据一定量的反应物或生成物的量计算出反应放出或吸收的热量 换算成1mol反应物或生成物的热效应 书写热化学方程式 3 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 1 燃烧H2的物质的量为2mol 则H2燃烧放出的热量为2mol 285 8kJ mol 1 571 6kJ 4 根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差进行计算如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 1 新键形成过程中释放的总能量为862kJ mol 1 故该反应的反应热 H 679kJ mol 1 862kJ mol 1 183kJ mol 1 5 利用盖斯定律求解根据已知的热化学方程式 进行相应的变化 然后进行加减得出需要求解的热化学方程式 然后进行必要的有关反应物物质的量或反应吸 放热的有关计算 如已知下列反应的反应热 进行有关反应热的计算时常见的失误点 1 根据已知的热化学方程式进行计算时 要清楚已知热化学方程式的化学计量数表示的物质的量与已知物质的量之间的比例关系 然后进行计算 2 根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时 须注意断键和成键的总数 必须是断键和成键时吸收或放出的总能量 3 运用盖斯定律进行计算 在调整方程式时 要注意 H的正负和数值也要随之调整 2012 广东高考节选 碘也可用作心脏起博器电源 锂碘电池的材料 该电池反应为 2Li s I2 s 2LiI s H 已知 4Li s O2 g 2Li2O s H14LiI s O2 g 2I2 s 2Li2O s H2 则电池反应的 H 碘电极作为该电池的 极 盖斯定律计算的步骤 1 根据待求解的热化学方程式中的反应物和生成物确定可用的已知热化学反应方程式 2 根据待求解的热化学方程式调整可用热化学方程式的方向 3 根据待求解的热化学方程式将调整好的热化学方程式进行缩小或扩大相应的倍数 4 将调整好的热化学方程式和 H进行加和 5 检查得出的热化学方程式是否正确 答案 Cu s H2O2 l 2H aq Cu2 aq 2H2O l H 319 68kJ mol 1 实验探究 中和热的测定 实验目的 测定中和反应的反应热 实验原理 1 中和热是指在稀溶液中 酸和碱发生中和反应生成1molH2O l 时的反应热 实验时 先测出盐酸和氢氧化钠的起始温度 求其平均温度t1 两溶液混合充分反应后 读取混合液温度t2 为了使计算简便 可以近似地认为 0 50mol L盐酸和0 55mol L氢氧化钠溶液的密度都是1g mL 盐酸的质量m1为50g 氢氧化钠溶液的质量m2为50g 近似认为混合溶液的比热容c 4 18J g 所以中和反应放出的热量为 Q m1 m2 c t2 t1 0 418 t2 t1 kJ 探究活动 1 在500mL大烧杯底部垫上泡沫塑料 或纸条 使放入的100mL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 或碎纸条 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 用量筒量取50mL0 50mol L盐酸 倒入小烧杯中 测定其温度 记作tHCl 然后将温度计上的酸用水冲洗干净 洗液不倒入小烧杯中 用另一个量筒量取50mL0 55mol LNaOH溶液 测定其温度 记作tNaOH 然后将温度计上的碱液用水冲洗干净 3 先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中 然后把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中 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 记作t终 重复上述实验两次 测得实验数据如下表所示 操作提示 1 实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配制好后要充分冷却至室温才能使用 且酸 碱溶液应该用稀溶液 0 1mol L 0 5mol L 由于浓度过大 溶液中阴 阳离子间的相互牵制作用较大 电离程度就不能达到100 这样酸碱中和时产生的热量必然要消耗一部分补偿电离时所需的热量 造成较大的误差 2 要使用同一支温度计测定溶液的温度 分别先后测定酸 碱及混合液的温度时 测定完一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干 温度计的水银球部分要完全浸入溶液中 且要稳定一段时间再读数 记录终止温度时要记录最高温度 此时误差最小 3 操作时动作要快 尽量减少热量的散失 误差分析 用两个大 小烧杯组装量热器时 纸板孔偏大 搅拌不均匀都可导致结果偏低 倒入NaOH溶液的速度慢 要一次性 迅速地将NaOH溶液倒入盐酸中 立即用硬纸板或泡沫塑料板盖好 及时观察温度上升情况 实验时动作要快 以尽量减少热量的损失 仪器保温性能差 这是结果偏低的主要原因 用保温杯做实验更能接近理论值 50mL0 50mol L 1盐酸与50mL0 55mol L 1NaOH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 从实验装置上看 图中尚缺少的一种玻璃用品是 2 烧杯间填满碎纸条的作用是 3 大烧杯上如果不盖硬纸板 求得的中和热数值 填 偏大 偏小 或 无影响 4 若上述HCl和NaOH溶液的密度