2021届高考化学一轮复习第6章化学反应与能量第21讲化学能与热能课件新人教版202103151317

1、1. 了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。了解化学反应中能量转化的原因及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、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。反应热等概念。 3. 了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 4. 了解焓变与反应热的含义。了解焓变与反应热的含义。 5. 理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单 计算。计算。 6. 了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解了解能

2、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。决能源危机中的重要作用。 考点一考点二考点三探究高考提升考能考点四 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)所有的燃烧反应都是放热反应，所以不需要加热就能进行。 ( ) (2)反应物的总能量低于生成物的总能量时， 一定不能发生反应。 ( ) (3)一个反应的焓变因反应物的用量和反应条件的改变而发生改 变。 ( ) (4)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。 ( ) 返回 123题号 (5)碳在空气燃烧生成 CO2，该反应中化学能全部转化为热能。 ( ) (6)反应 2SO2(g)O2(g

3、)? ? 2SO3(g) HQ kJmol 1(Q0)， 则将 2 mol SO2(g)和 1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后 放出 Q kJ 的热量。( ) 返回 123题号 返回 123题号 2如图表示某反应的能量变化，按要求回答下列问题： (1)该反应是_(填“放热”或 “吸热”)反应。 (2)该反应的 H_。 (3)使用催化剂_(填“能”或 “不能”)影响该反应的反应热。 (4)逆反应的活化能可表示为_。 E3E2 放 放热 E2E1 不能 3 在相同条件下， 同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧， 哪一个放出的热量多，为什么？ 返回 123题号 答案： 在空气中燃烧放

4、出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮， 转化成的光能多，故放出的热量少。 题组一 依据图形，理清活化能与焓变的关系 1(2020山东肥城升级考)某反应过程能量变化如图所示，下列说法 正确的是( ) A反应过程 a 有催化剂参与 B该反应为吸热反应，热效应等于 H C改变催化剂，可改变该反应的活 化能 D 有催化剂条件下， 反应的活化能 等于 E1E2 返回 C 1234题号56 【解析】由图可知，a 是没有催化剂参与的反应过程，b 是有催化剂参与的 变化过程，反应物能量高于生成物能量，所以反应放热，C 项正确。 【答案】 C 返回 1234题号56 2(2019湖北八校联考)炭黑是雾霾中的重要颗

5、粒物，研究发现它可 以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图 所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是( ) A氧分子的活化包括 OO 键的断裂与 CO 键的生成 B 每活化一个氧分子放出 0.29 eV 的能 量 C水可使氧分子活化反应的活化能降 低 0.42 eV D炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为 三氧化硫的催化剂 C 返回 1234题号56 【解析】 由题图可知， 氧分子的活化是 OO 键的断裂与 CO 键的生成过 程，A 项正确；由题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此 每活化一个氧分子放出的能量为 0.29 eV，B 项正确；无水时相对活化能为

6、 0.75 eV，有水时相对活化能为 0.57 eV，活化能降低 0.18 eV，C 项错误； 炭黑颗粒可以活化氧分子，而生成的活化氧可以快速氧化 SO2，因此炭黑 颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，D 项正确。 返回 1234题号56 活化能与焓变的关系 (1)催化剂能降低反应的活 化能，但不影响焓变的大小。 (2)在无催化剂的情况，E1 为正反应的活化能，E2为逆 反应的活化能： HE1E2。 返回 1234题号56 题组二 依据共价键数，利用键能计算反应热 3(2019山西汾阳中学联考)化学键的键能是指气态基态原子形成 1 mol 化学键时所释放的能量，常用 E 表示。结合表中

7、信息判断下列说 法不正确的是( ) 共价键 HH FF HF CF CCl CI E/(kJmol 1) 436 157 568 427 330 218 A.CBr 键键能的可能范围是 218 kJmol 1E(CBr)330 kJmol1 B表中最稳定的共价键是 HF 键 CH2(g)=2H(g) H436 kJmol 1 DH2(g)F2(g)=2HF(g) H25 kJmol 1 返回 1234题号56 D D 【解析】由表中键能数据可知，CF 键、CCl 键、CI 键的键能 依次减小，则 E(CBr)介于 E(CCl)和 E(CI)之间，其可能范围是 218 kJ/molE(CBr)3

8、30 kJ/mol，A 正确；键能越大表示断裂 1 mol 该共价键吸收的能量越多，则该化学键越稳定，表中 E(HF)最大， 故表中最稳定的共价键是 HF 键， B 正确； 断键吸热， H2(g)=2H(g) 过程中断裂 1 mol HH 键， 则有 H436 kJ/mol， C 正确； 根据 H 与键能的关系可知，H2(g)F2(g)=2HF(g)的 H(436 kJ/mol157 kJ/mol)(2568 kJ/mol)543 kJ/mol，D 错误。 返回 1234题号56 4SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在 SF 键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量 28

9、0 kJ，断裂 1 mol FF、SF 键需要吸收的能量分别为 160 kJ、330 kJ。则 S(s)3F2(g)=SF6(g) 的反应热 H 为_。 返回 1234题号56 解析： 断裂 1 mol SS 键吸收能量 280 kJ，断裂 3 mol FF 键吸收能量 3160 kJ，则吸收的总能量为 Q吸280 kJ3160 kJ760 kJ，释放的总 能量为 Q放330 kJ61 980 kJ，由反应方程式：S(s)3F2(g)=SF6(g) 可知，H760 kJ/mol1 980 kJ/mol1 220 kJ/mol。 答案： 1 220 kJ/mol 返回 1234题号56 利用键能

10、计算反应热的方法 (1)熟记反应热 H 的计算公式 HE(反应物的总键能之和)E(生成物的总键能之和) (2)注意特殊物质中键数的判断 物质(1 mol) P4 C(金刚石) 石墨 Si SiO2 键数(mol) 6 2 1.5 2 4 题组三 热化学方程式的书写 5. (1)101 kPa 时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和 CO2气体， 放出 890.3 kJ 的热量，反应的热化学方程式：_。 (2)已知拆开 1 mol HH 键、1 mol NH 键、1 mol NN 键分别 需要的能量是 436 kJ、391 kJ、 946 kJ，则 N2与 H2反应生成 NH3 的热化学方程

11、式为_。 (3)在 25 、101 kPa 下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出 热量 Q kJ， 其燃烧生成的 CO2用过量饱和石灰水吸收可得 100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_。 返回 1234题号56 答案：(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol 1 (2)N2(g)3H2(g)=2NH3(g) H92 kJmol 1 (3)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H2Q kJmol 1 返回 1234题号56 6化学反应 N23H22NH3的能量变化如图所示(假设该反应 反应完全)。 试写出 N2

12、(g)和 H2(g)反应生成 NH3(l)的热化学方程式。 返回 1234题号56 答案： N2(g)3H2(g)2NH3(l) H2(cba) kJmol 1 返回 1234题号56 判断热化学方程式正误的“五看” 一看状态看各物质的聚集状态是否正确； 二看符号看 H 的“”“”是否正确； 三看单位看反应热的单位是否为 kJ/mol； 四看数值看反应热数值与化学计量数是否相对应； 五看概念看燃烧热、中和热的热化学方程式。 考点二燃烧热、中和热、能源 返回 题组训练解题探究 基础小练多维思考 1表示标准燃烧热时，要完全燃烧生成稳定的氧化物，其含义是什 么？ 返回 12题号3 答案： 物质中下列

13、元素完全转变成对应的稳定氧化物，如 CCO2(g)， HH2O(l)，SSO2(g)等 答案： 上下搅拌， 使溶液混合均匀； 金属导热性能好会导致热量的散失， 所以不能用金属代替 2怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，能不能用金属(如铁、铜等)搅拌 棒代替？ 返回 12题号3 3以 50 mL 0.50 molL 1 盐酸与 50 mL 0.55 molL 1 NaOH 反应为 例，填写下表。(填“偏小”或“偏大”) 引起误差的实验操作 t 终t始 |H| 保温措施不好 搅拌不充分 所用酸、碱浓度过大 用同浓度的氨水代替 NaOH 溶液 用同浓度的醋酸代替盐酸 用 50 mL 0.50 molL 1

14、 NaOH 溶液 偏小 偏小 偏小 偏小 偏大 偏大 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 返回 12题号3 题组一 对燃烧热、中和热的理解 125 、101 kPa 时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为 57.3 kJmol 1，辛烷的燃烧热为 5 518 kJmol1。下列热化学方程式书 写正确的是( ) A2H (aq)SO2 4 (aq)Ba2 (aq)2OH(aq)=BaSO 4(s)2H2O(l) H57.3 kJmol 1 BKOH(aq)1 2H2SO4(aq)= 1 2K2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJmol 1 CC8H18(l)25 2 O2(g)=8

15、CO2(g)9H2O(g) H5 518kJmol 1 D2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l) H5 518 kJmol 1 返回 1234题号 B 名师助学名师助学 反应热答题规范指导 (1)描述反应热时， 无论是用“反应热”“焓变”表示还是用 H 表示，其后所跟数值都需要带“”“”符号。如：某反应的 反应热(或焓变)为 HQ kJmol1或 HQ kJmol1。 (2)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时 可不带“”号。如：某物质的燃烧热为 HQ kJmol1或 Q kJmol1。 返回 1234题号 返回 1234题号 题组二 中和热测定误差

16、分析和数据处理 2 某实验小组用 0.50 molL 1 NaOH 溶液和 0.50 molL1 硫酸溶 液进行反应热的测定。 (1)写出该反应的热化学方程式生成 1 mol H2O(l) 时 的 反应 热 为 57.3 kJmol 1 ： _。 (2)取 50 mL NaOH 溶液和 30 mL 硫酸溶液进行实验， 实验数据 如下表。请填写下表中的空白： 返回 1234题号 近似认为 0.50 molL 1 NaOH 溶液和 0.50 molL1 硫酸溶液的 密度都是 1.0 gmL 1， 中和后生成溶液的比热容 c4.18 J/(g)。 则生成 1 mol H2O(l)时的反应热 H_(取

17、小数点后一位)。 上述实验数值结果与57.3 kJmol 1 有偏差， 产生偏差的原因 不可能是(填字母)_。 a实验装置保温、隔热效果差 b量取 NaOH 溶液的体积时仰视读数 c分多次把 NaOH 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d 用温度计测定 NaOH 溶液起始温度后直接测定 H2SO4溶液的 温度 返回 1234题号 解析：(2)第 2 组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平 均值为 4.0 。 H8014.04.1810 3 0.025 53.5 kJmol1。 放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读的较高等 原因。 答案： (1)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na

18、2SO4(aq)2H2O(l) H 114.6 kJmol 1 (2)4.0 53.5 kJmol 1 b 返回 1234题号 题组三 能源的开发和利用 3未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或 污染很小，且可以再生。下列属于未来新能源的是( ) 天然气 煤 核能 石油 太阳能 生物质能 风能 氢能 A B C D 返回 1234题号 D 4 为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染， 同时缓解能源危机， 有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。 下列说法正确的是( ) AH2O 的分解反应是放热反应 B氢能源已被普遍使用 C2 mol 液态 H2O 具有的总能量低 于 2 mol H2

19、和 1 mol O2的能量 D氢气不易贮存和运输，无开发利 用价值 返回 1234题号 C 解析： 2H2O(l)=2H2(g)O2(g)是吸热反应，说明 2 mol 液态 H2O 的能量低于 2 mol H2和 1 mol O2的能量。因由水制取 H2耗能多且 H2 不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。 答案： C 返回 1234题号 考点三盖斯定律的应用 返回 题组训练解题探究 基础小练多维思考 已知 Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g) H a kJmol 1。判断下列变化过程是否正确，正确的打“”， 错误的打“”。 (1)3AlC

20、l(g)3CO(g)=Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s) Ha kJmol 1( ) (2)AlCl(g)CO(g)=1 3Al2O3(s) 1 3AlCl3(g)C(s) Ha kJmol 1( ) (3)2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g) H2a kJmol 1( ) 返回 题组一 利用盖斯定律比较反应热大小 1试比较下列各组 H 的大小。 (1)同一反应， 生成物状态不同时： A(g)B(g)=C(g) H10； A(g) B(g)=C(l) H2”“” 或 “”，下同)H2。 (2)同一反应，反应物状态不同时：S(g)O2(g)=SO2

21、(g) H10；S(s)O2(g)=SO2(g) H20 则 H1_H2。 (3)两个有联系的不同反应相比：C(s)O2(g)=CO2(g) H10； C(s)1 2O2(g)=CO(g) H2 123题号 返回 0，故 HH1H20，即 H1H2。 (2)式式得：S(g)=S(s) HH1H2，由于 S(g)=S(s) 为放热过程，即 H0，故 HH1H20，即 H1H2。 (3)式式得：CO(g)1 2O2(g)=CO2(g) HH1H2，由于 该反应为放热反应， 即 H0， 故 HH1H20， 即 H1 (2) (3) 123题号 返回 题组二 利用盖斯定律计算反应热 2(2019河南省

22、实验中学期中)已知下列热化学方程式： 2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s) H1702.2 kJmol 1； Hg(l)1 2O2(g)=HgO(s) H290.7 kJmol 1。 由此可知 Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l) H3中 H3的值是( ) A260.4 kJmol 1 B254.6 kJmol1 C438.9 kJmol 1 D441.8 kJmol1 A 123题号 返回 【解析】将题给两个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律， 由1 2可得 Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)，则该反应的 H3 (702.2 kJmol1)1 2(90.7 kJm

23、ol 1)260.4 kJmol1。 【答案】 A 123题号 返回 3甲醇合成反应： ()CO(g)2H2(g)=CH3OH(g) H190.1 kJmol 1 ()CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g) H249.0 kJmol 1 水煤气变换反应： ()CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H341.1 kJmol 1 二甲醚合成反应： ()2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g) H424.5 kJmol 1 由 H2和 CO 直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 _。 123题号 返回 解析： ()式2()式即得：2CO(g)4H2

24、(g)=H2O(g) CH3OCH3(g) H204.7 kJmol1。 答案： 2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g) H204.7 kJmol 1 123题号 返回 123题号 返回 运用盖斯定律的技巧“三调一加” 一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和 生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。 二调：根据改写的热化学方程式调整相应 H 的符号。 三调：调整中间物质的化学计量数。 一加：将调整好的热化学方程式及其 H 加起来。 1(2018北京，7)我国科研人员提出了由 CO2和 CH4转化为高附加值 产品CH3COOH的催化反应 历程。该历程示意

25、图如下。 下列说法不正确的是( ) A生成 CH3COOH 总反应 的原子利用率为 100% BCH4CH3COOH 过程中，有 CH 键发生断裂 C放出能量并形成了 CC 键 D该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 D 1234题号5 返回 【解析】催化剂不能使平衡发生移动，故不能提高反应物的平衡转化率， D 错；CH4CO2CH3COOH，反应的原子利用率为 100%，A 对；由 题图可知，CH4CH3COOH 有 CH 键发生断裂，B 对；反应物总能 量高于生成物总能量，反应放出能量，形成了 CC 键，C 对。 1234题号5 返回 22019全国卷，28(3)水煤气变换CO(g)H2O

26、(g)=CO2(g) H2(g)是重要的化工 过程。我国学者结合 实 验与 计算 机 模拟 结果，研究了在金催 化 剂表 面上 水 煤气 变换的反应历程，如 图所示，其中吸附在 金 催化 剂表 面 上的 物种用*标注。 1234题号5 返回 可知水煤气变换的 H_0(填“大于”“等于”或“小于”)。 该历程中最大能垒(活化能)E正_eV，写出该步骤的化学方 程式_。 1234题号5 返回 解析： 观察起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态 物质相对能量低于始态物质相对能量，说明该反应是放 应，热反 H 小于 0。过渡态物质相对能量与起始态物质相对能量相差越大，活化 能越大， 由题图知

27、， 最大活化能 E正1.86 eV(0.16 eV)2.02 eV， 该步起始物质为 COOH*H*H2O*，产物为 COOH*2H*OH*。 1234题号5 返回 答案： 小于 2.02 COOH*H* H2O*=COOH*2H* OH*(或 H2O*=H* OH*) 1234题号5 返回 32019全国卷，27(1)已知： (g)=(g)H2(g) H1100.3 kJmol 1 ； H2(g)I2(g)=2HI(g) H211.0 kJmol 1 对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g) H3_kJ/mol。 解析： 根据盖斯定律， 由反应反应得反应， 则 H3H1H2 (100.

28、311.0)kJmol189.3 kJmol1。 答案： 89.3 42017全国卷，28(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水 或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。 通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为 _、_，制得等量 H2所需能量较少的是_。 1234题号5 返回 解析： 令题干中的四个热化学方程式分别为： H2SO4(aq)=SO2(g)H2O(l)1 2O2(g) H1327 kJmol 1 SO2(g)I2(s)2H2O(l)=2HI(aq)H2SO4(aq)H2151 kJmol1 2HI(aq)=H2(g)I2(s) H3110 kJmol1 H2S(g)H2SO4(aq)=S(s)SO2(g)2H2O(l) H461 kJmol1 根据盖斯定律，将可得，系统()中的热化学方程式： H2O(l)=H2(g)1 2O2(g) HH1H2H3327 kJmol 1151 kJmol1110 kJmol1286 kJmol1； 1234题号5 返回 答案： H2O(l)=H2(g)1 2O2(g) H