2018年高考一轮复习【原创精品】安徽省太和一中化学一轮复习课件 第23讲 化学反应进行的方向和限度 (共54张PPT)

1、秀出优秀的你 第23讲 化学反应的热效应与化学反应的方向 化学 2018年高考一轮复习 化学反应的热效应与化学反应的方向 考试说明 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。 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，能正确书写热化学方程式。 4.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。 7.了解化学反应的方向与化学反应的焓变与熵变的关系。 8.掌握化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，

2、能够利用化学 反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。 化学反应的热效应与化学反应的方向 考点一焓变与反应热 考点三燃烧热、中和热能源 考点二热化学方程式 考点四有关反应热的比较与计算 考点五化学反应进行的方向 化学反应的热效应与化学反应的方向 知识梳理 考点一焓变与反应热 1.化学反应中的能量变化 (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： 守恒和 守恒。 (3)化学反应中的能量转化形式： 、光能、电能等。通常主要表现为 的变化。 2.焓变、反应热 (1)定义：在 条件下进行的反应的 。 (2)符号： 。 (3)单位： 或 。 物质 能量 质量能量 热能 热量 恒

3、压热效应 H kJmol1kJ/mol 化学反应的热效应与化学反应的方向 3.吸热反应和放热反应 (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。 吸放 化学反应的热效应与化学反应的方向 正确理解活化能与反应热的关系 (1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。 (2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能 ，即E1E2|H|。 化学反应的热效应与化学反应的方向 (2)从反应热的量化参数键能的角度分析 化学反应的热效应与化学反应的方向 (3)记忆常见的放热反应和吸热反应 放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应； 金属跟酸的置换反应；物

4、质的缓慢氧化等。 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)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应等。 化学反应的热效应与化学反应的方向 注意： 1.反应热H的基本计算公式 H生成物的总能量反应物的总能量 H反应物的总键能之和生成物的总键能之和 2.解题中的两个易失分点 (1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过 程都不是化学变化。 (2)常见物质中的化学键数目 物质 CO2 (C=O) CH4 (CH) P4 (PP) SiO2 (SiO) 石墨金刚石 S8 (SS) Si 键数24641.5282 化学反应的热效应与化学反应的

5、方向 例1.正误判断，正确的打“”，错误的打“” (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() (2)物质发生化学变化都伴有能量的变化() (3)吸热反应在任何条件下都不能发生() (4)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热() 解析物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。 (5)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() (6)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( ) 解析焓变与反应条件无关。 化学反应的热效应与化学反应的方向 例2.反应 ABC(H0)分两步进行：ABX(H0)，XC (H0)。试

6、在下列坐标图中画出总反应过程中能量变化示意图。 由ABXH0可知，X的能量比A和B的能量和大。由XCH 0可知，C的能量比X的能量低。 化学反应的热效应与化学反应的方向 考点二热化学方程式 1.概念 表示参加反应 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) H571.6 kJmol1 表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热 量。 物质的量反应热 物质能量 化学反应的热效应与化学反应的方向 3.热化学方程式书写注意事项 (1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。

7、绝大多数反应 是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。 (2)注明物质状态：常用 、 、 、 分别表示固体、液体、气体、溶液。 (3)注意符号单位：H应包括“”或“”、数字和单位(kJmol1)。 (4)注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(H与化 学计量数相对应) (5)区别于普通方程式：一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。 sl gaq 化学反应的热效应与化学反应的方向 (6)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。

8、(7)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。 化学反应的热效应与化学反应的方向 做到“五看”，快速判断热化学方程式的正误 (1)看热化学方程式是否配平。 (2)看各物质的聚集状态是否正确。 (3)看H的“”、“”符号是否正确。 (4)看反应热的单位是否为kJmol1。 (5)看反应热的数值与化学计量数是否对应。 化学反应的热效应与化学反应的方向 例1.正误判断，正确的打“”，错误的打“” (1)S(s)O2(g)=SO2(g)Ha kJmol1 表示1 mol S和氧气完全反应生成1 mol SO2气体，放出热量为a kJ。() (2)2H2O(l)=2H2(g)O2(g)

9、H0() (3)C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，说明石墨比金刚石稳定() (4)已知：500 ，30 Pa下，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1， 将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下，充分反应，放出热量46.2 kJ() 化学反应的热效应与化学反应的方向 例2.实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g) O2(g)2SO3(g)H196.64 kJmol1，当放出314.624 kJ热量 时，SO2的转化率为 。 80% 当放出热量为314.624 kJ时，参加反应的SO2的物质的量为 23.2 mol，故SO

10、2的转化率为 100%80%。 化学反应的热效应与化学反应的方向 多角度书写热化学方程式 角度一依据反应事实书写热化学方程式 1.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2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程 式为 。 SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l) H1 427.2 kJmol1 化学反应的热效应与化学反应的方向 (2)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

11、g CaCO3沉淀，则乙醇 燃烧的热化学方程式为_ _。 (3)NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g)，在25 、101 kPa下， 已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是 。 C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H2Q kJmol1 NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g) H216 kJmol1 化学反应的热效应与化学反应的方向 (4)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列 问题： 已知AX3的熔点和沸点分别为93.6 和76 ，AX5的熔点为167

12、。 室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的 热化学方程式为 。 AX3(l)X2(g)=AX5(s) H123.8 kJmol1 化学反应的热效应与化学反应的方向 角度二依据能量图像书写热化学方程式 2.已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反 应的热化学方程式： 。 A2(g)B2(g)=2AB(g)H(ab) kJmol1 由图可知，生成物总能量高于反应物总能量，故该反应为吸热反应， H(ab) kJmol1。 化学反应的热效应与化学反应的方向 3.化学反应N23H22NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应

13、完全)。 试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式。 N2(g)3H2(g)2NH3(l) H2(cba)kJmol1 化学反应的热效应与化学反应的方向 考点三燃烧热、中和热能源 1.燃烧热 (1)概念：在101 kPa时， 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放 出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJmol1表示。 燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃 烧、 的氧化物等，其中的“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。 (2)表示的意义：例如C的燃烧热H为393.5 kJmol1

14、，表示在101 kPa 时，1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。 1 mol CO2(g)H2O(l)SO2(g) 稳定 化学反应的热效应与化学反应的方向 (3)书写热化学方程式：燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量 来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧 1 mol 物质为标 准来配平其余物质的化学计量数。例如： C8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H5 518 kJmol1，即C8H18的燃烧热H为5 518 kJmol1。 (4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放n(可燃 物)|H|。 式中：Q放为可燃物燃烧反

15、应放出的热量；n为可燃物的物质的量；H为 可燃物的燃烧热。 化学反应的热效应与化学反应的方向 2.中和热 (1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成 时的反应热叫中和热。 (2)注意几个限定词：稀溶液；产物是1 mol液态H2O；用离子方程 式可表示为OH(aq)H(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。 (3)中和热的测定 测定原理 H 1 mol液态H2O 化学反应的热效应与化学反应的方向 中和热测定注意事项 (1)碎泡沫塑料(或纸条)及硬纸板(或泡沫塑料板)的作用是保温、隔热， 减少实验过程中热量的损失。 (2)为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量。 (3)实验时用环形

16、玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动，不能用铜丝搅 拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快，热量损失大。 (4)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离 时的热效应。 (5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计 算时应注意单位的统一。 化学反应的热效应与化学反应的方向 反应热答题规范 (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

17、热为HQ kJmol1或Q kJmol1。 化学反应的热效应与化学反应的方向 3.能源 (1)能源分类 化学反应的热效应与化学反应的方向 (2)解决能源问题的措施 提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控 制燃烧反应，使燃料充分燃烧。 开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。 化学反应的热效应与化学反应的方向 例1.正误判断，正确的打“”，错误的打“” (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)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一() (4)食用植物体内的淀粉、

18、蛋白质等属于直接利用能源() (5)粮食作物是制乙醇燃料的重要原料() (6)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM 2.5的含量() (7)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() 化学反应的热效应与化学反应的方向 2.以50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 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 molL1 NaOH溶液 偏小

19、 偏小 偏大 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏大 偏小 偏小 偏小 化学反应的热效应与化学反应的方向 考点四有关反应热的比较与计算 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 ；对 吸热反应，吸热越多，H 。 2.反应热的有关计算 (1)根据热化学方程式计算 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。 如：16 g固体硫完全燃烧放出148.4 kJ的热量，则1 mol固体硫完全燃烧 放出的热量为 kJ。 越小 越大 296.8 化学反应的热效应与化学反应的方向 (2)根据物质燃烧

20、放热的数值计算：Q(放)n(可燃物)|H|。 如：已知H2的燃烧热H285.8 kJmol1，则1 g H2完全燃烧生成液 态水放出的热量为 kJ。 (3)根据盖斯定律计算、比较。根据下列反应过程，试判断H的关系： 则 ； 142.9 H1aH2 化学反应的热效应与化学反应的方向 则 ； 则_ 。 注意在反应过程设计中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互 变化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。 H2aH1 HH1H2 化学反应的热效应与化学反应的方向 例：已知Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)Ha kJmol1 。判断下列变化过程是否正确，正

21、确的打“”，错误的打“” (1)3AlCl(g)3CO(g)=Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s) Ha kJmol1 ( ) (2)AlCl(g)CO(g)= Al2O3(s) AlCl3(g)C(s)Ha kJmol1 () (3)2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)H2a kJmol1 () 化学反应的热效应与化学反应的方向 利用状态，迅速比较反应热的大小 若反应为放热反应 (1)当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气 体放热最少。 (2)当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反 应放热最多。 (3)

22、在比较反应热(H)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的 热量越多，H反而越小。 化学反应的热效应与化学反应的方向 盖斯定律的多角度应用 角度一利用盖斯定律书写热化学方程式 2.LiH可作飞船的燃料，已知下列反应： 2Li(s)H2(g)=2LiH(s)H182 kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol1 4Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H1 196 kJmol1 试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式。 2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l) H702 kJmol1 化学反应的热效应与化学反应的方向 2LiH(s)=2Li(s)H2

23、(g)H182 kJmol1 2Li(s) O2(g)=Li2O(s)H598 kJmol1 H2(g) O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1 上述三式相加得：2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l) H702 kJmol1。 化学反应的热效应与化学反应的方向 角度二利用盖斯定律计算反应热 3.在25 、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为 393.5 kJmol1、285.8 kJmol1、870.3 kJmol1，则2C(s)2H2(g) O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为 A.488.3 kJmol1 B.488.3 k

24、Jmol1 C.191 kJmol1 D.191 kJmol1 化学反应的热效应与化学反应的方向 由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为 C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1； H2(g) O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1； CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H870.3 kJmol1 。则2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)可由反应22 得出，则反应热为393.5 kJmol12(285.8 kJmol12) (870.3 kJmol1)488.3 kJmol1。 化学反应的热效应与化学反应的方向 角

25、度三利用盖斯定律定性判断H间的关系 4.在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： H2S(g) O2(g)=SO2(g)H2O(g)H1 2H2S(g)SO2(g)= S2(g)2H2O(g) H2 H2S(g) O2(g)=S(g)H2O(g)H3 2S(g)=S2(g)H4 则H4的正确表达式为（ ） 化学反应的热效应与化学反应的方向 给题中方程式依次编号为、，3得 3S(g)= S2(g)(H1H23H3) 故2S(g)=S2(g)H4 (H1H23H3)。 化学反应的热效应与化学反应的方向 5.(2014新课标全国卷，13)室温下，将1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水

26、 会使溶液温度降低，热效应为H1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液 温度升高，热效应为H2；CuSO4(s)5H2O(s)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.H2H3 B.H1H3 C.H1H3H2 D.H1H2H3 化学反应的热效应与化学反应的方向 方法一：“虚拟”路径法。 根据盖斯定律： H1H3H2 由于H10，H30，H20 所以H1H3。 化学反应的热效应与化学反应的方向 方法二：方程式叠加法。 CuSO45H2O(s)=Cu2(aq)SO (aq)5H2O(l) H10 CuSO4(s)=Cu2(aq)SO (aq) H20 CuSO45H2O(s) CuSO4(s)5H2O(l) H30 ： CuSO45H2O(s)=Cu2(aq)SO (aq)5H2O(l) H1H2H3 由于H10，H20，H30，所以H1H3。 化学反应的热效应与化学反应的方向 考点五化学反应进行的方向 1自发过程 (1)含义 在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。 (2)特点 体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部做功或释放热量)。