高考化学一轮课件：专题八 化学能与热能

专题八化学能与热能,在之前的化学学习中,也许有许多需要大量记忆的内容,但化学理论专题的学习,一定不能死记硬背,而要真正地去理解公式和概念背后的实质性含义。复习这部分知识,我的体会是:(1)要注意准确理解反应热、燃烧热、中和热、吸热反应、放热反应、焓变等概念,注意概念的要点、关键词等;对于能量与物质稳定性、能量变化与反应条件之间的关系要理解到位。(2)要理解放热反应和吸热反应的实质,能解决与此有关的图像问题。(3)热化学方程式的书写与正误判断要注意物质聚集状态、焓变的数值与化学计量数的对应关系等。(4)利用盖斯定律书写热化学方程式和计算焓变时,要注意抓住参加反应的物质的聚集状态、前后位置及化学计量数等,进行准确推断与相关计算。,本专题主要包含反应热的有关概念、热化学方程式的书写与正误判断、化学反应热的计算、盖斯定律的应用等内容。,考点30,考点31,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,反应热的有关概念热化学方程式的书写1.(2015北京,9)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:,下列说法中正确的是()A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中,CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态状态表示CO与O2反应的过程,考点30,考点31,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,下列说法中正确的是()A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中,CO断键形成C和OC.CO和O生成了具有极性共价键的CO2D.状态状态表示CO与O2反应的过程【答案】C由图示可知CO和O生成CO2是放热反应,A项错误;由状态、状态可知CO没有断键,B项错误;CO2中碳氧键为极性键,C项正确;状态状态表示CO与O反应的过程,过程中未出现O2,D项错误。,考点30,考点31,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,2.(2014海南,4)标准状况下,气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知HH键、HO键和OO键的键焓H分别为436kJmol-1、463kJmol-1、495kJmol-1,下列热化学方程式正确的是(),考点30,考点31,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,【答案】D根据“HH键、HO键和OO键的键焓H分别为436kJmol-1、463kJmol-1、495kJmol-1”,可以计算出2molH2和1molO2完全反应生成2molH2O(g)产生的焓变是436kJmol-12+495kJmol-11-463kJmol-14=-485kJmol-1,所以该过程的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-485kJmol-1,D项正确。,考点30,考点31,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,3.(2013上海,9)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可见()A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B.该反应中,热能转化为产物内部的能量C.反应物的总能量高于生成物的总能量D.反应的热化学方程式为NH4HCO3+HClNH4Cl+CO2+H2OH0,考点30,考点31,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,3.(2013上海,9)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸,反应剧烈,醋酸逐渐凝固。由此可见()A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B.该反应中,热能转化为产物内部的能量C.反应物的总能量高于生成物的总能量D.反应的热化学方程式为NH4HCO3+HClNH4Cl+CO2+H2OH0【答案】B醋酸逐渐凝固说明反应吸收热量导致温度降低,即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应,A项错误;因反应为吸热反应,即吸收的热量转化为产物内部的能量,B项正确;因反应为吸热反应,则生成物的总能量高于反应物的总能量,C项错误;书写热化学方程式时,应注明物质的聚集状态及H的数值和单位,D项错误。,考点30,考点31,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,中能量变化的是(),考点30,考点31,试做真题,高手必备,萃取高招,对点精练,【答案】DA+BXH0,X具有的能量大于A、B能量总和,A、C两项错误;XCH0表示反应吸热,HH3B.H1H3,CuSO4(s)+5H2O(l),H3=H1-H20。由于H10,H2H2,H3H1,A、C、D项错误,B项正确。,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点30,考点31,试做真题,2.(2013课标全国,12)在1200时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点30,考点31,试做真题,【答案】A将题干中的四个反应依次编号为,根据盖斯,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点30,考点31,试做真题,1.(2014课标全国,13)室温下,将1mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为H1,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为H2;CuSO45H2O受热分解的化学方程式为CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为H3,则下列判断正确的是()A.H2H3B.H1H3,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,考点30,考点31,试做真题,3.(2013海南,5)已知下列反应的热化学方程式:,则反应4C3H5(ONO2)3(l)12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的H为()A.12H3+5H2-2H1B.2H1-5H2-12H3C.12H3-5H2-2H1D.H1-5H2-12H3【答案】A分析所求反应的热化学方程式,反应物中有4molC3H5(ONO2)3,可知应-2式,由生成物中有12molCO2(g)可知应+12式,生成物中有10molH2O(g)可知应+5式,所以H=12H3+5H2-2H1。,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,(1)(2015课标全国,27节选)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:,已知反应中相关的化学键键能数据如下:,由此计算H1=kJmol-1;已知H2=-58kJmol-1,则H3=kJmol-1。,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,(2)(2014课标全国,28节选)已知:,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,【解析】(1)根据反应热=断开旧键吸收的总能量-形成新键释放的总能量,可得H1=(1076+4362)kJmol-1-(4133+343+465)kJmol-1=-99kJmol-1。式-式可得式,故H2-H3=H1,H3=-58kJmol-1-(-99kJmol-1)=+41kJmol-1。(2)将已知的三个热化学方程式按照先后顺序依次编序为,用-即为所求的热化学方程式,由此可得到H=-45.5kJmol-1。【答案】(1)-99+41(2)-45.5,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,1.盖斯定律(1)内容:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。如:由反应物A生成产物B可以设计如图所示两条途径,则H、H1、H2的关系可以表示为H=H1+H2。(2)本质:盖斯定律的本质是能量守恒定律。(3)根据盖斯定律计算反应热:应用盖斯定律除虚拟反应途径外,还可以用热化学方程式之间的“四则运算”法计算,如,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,1.盖斯定律(1)内容:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。如:由反应物A生成产物B可以设计如图所示两条途径,则H、H1、H2的关系可以表示为H=H1+H2。(2)本质:盖斯定律的本质是能量守恒定律。(3)根据盖斯定律计算反应热:应用盖斯定律除虚拟反应途径外,还可以用热化学方程式之间的“四则运算”法计算,如,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,可由上述方程式:2-2,得2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=2(H1-H2)2.反应热(H)的计算方法(1)根据热化学方程式计算:反应放出或吸收的热量与反应物和生成物各物质的物质的量成正比;(2)根据反应物和生成物的总能量计算(理论上成立,实际上无法进行,因为反应物和生成物的总能量是无法获知的);(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算,即H=反应物键能总和-生成物键能总和;(4)根据盖斯定律进行计算;(5)根据物质的燃烧热进行计算:Q(放)=n(可燃物)燃烧热;(6)根据比热公式进行计算:Q=cmT。,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,可由上述方程式:2-2,得2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=2(H1-H2)2.反应热(H)的计算方法(1)根据热化学方程式计算:反应放出或吸收的热量与反应物和生成物各物质的物质的量成正比;(2)根据反应物和生成物的总能量计算(理论上成立,实际上无法进行,因为反应物和生成物的总能量是无法获知的);(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算,即H=反应物键能总和-生成物键能总和;(4)根据盖斯定律进行计算;(5)根据物质的燃烧热进行计算:Q(放)=n(可燃物)燃烧热;(6)根据比热公式进行计算:Q=cmT。,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,3.反应热(H)大小比较三要点(1)比较H的大小时,不要只比较H绝对值的大小,还要考虑其符号。(2)当各物质的状态一定时,参加反应物质的量越多,放热反应的H越小,吸热反应的H越大。(3)参加反应物质的量和状态一定时,反应的程度越大,热量变化越大。,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,典例导引(2017湖北武汉模拟)现有三个热化学方程式:,A.-488.3kJmol-1B.+488.3kJmol-1C.-2228.9kJmol-1D.+191kJmol-1,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,【解析】运用盖斯定律解题时先观察方程式2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的化学计量数,然后利用盖斯定律进行整合叠加。由(2)2+(3)2-(1)得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)H=(-393.5kJmol-1)2+(-285.8kJmol-1)2-(-870.3kJmol-1)=-488.3kJmol-1,选A。【答案】A,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,高招求算焓变的方法之一已知热化学方程式叠加法首先观察已知热化学方程式与目标热化学方程式的差异:(1)若目标热化学方程式中的某种反应物在某个已知热化学方程式中作生成物(或目标热化学方程式中的某种生成物在某个已知热化学方程式中作反应物),可把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒,相应的H改变符号。(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数,使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致,热化学方程式中的H也要进行相应的换算。,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,(3)将已知热化学方程式进行叠加,相应的热化学方程式中的H也进行叠加即得目标热化学方程式。,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,1.(经典考题)已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H=-12.1kJmol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H=-55.6kJmol-1。则HCN在水溶液中电离的H等于()A.-67.7kJmol-1B.-43.5kJmol-1C.+43.5kJmol-1D.+67.7kJmol-1,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,1.(经典考题)已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H=-12.1kJmol-1;HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H=-55.6kJmol-1。则HCN在水溶液中电离的H等于()A.-67.7kJmol-1B.-43.5kJmol-1C.+43.5kJmol-1D.+67.7kJmol-1【答案】C根据题意可得如下热化学方程式:HCN(aq)+OH-(aq),H+(aq)+CN-(aq)H=(-12.1kJmol-1)-(-55.6kJmol-1)=+43.5kJmol-1,C项正确。,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,2.(经典考题)(1)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。,H=+247.4kJmol-1以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为。,考点30,考点31,透析真题,高手必备,萃取高招,对点精练,试做真题,(2)科学家利用太阳能分解水生成