广东省高考化学一轮复习 专题五 化学反应中的能量变化课件-人教版高三全册化学课件

1、考点清单考点清单考点一化学反应中的热效应及热化学方程式考点一化学反应中的热效应及热化学方程式一、反应热(焓变)1.定义:化学反应过程中放出或吸收的热量,叫作反应热,在恒压条件下,它等于反应前后体系的焓变。2.符号:H。3.单位:kJ/mol或kJmol-1。4.测量:可用量热计测量。5.表示方法:吸热反应的H0,放热反应的H0。6.产生原因:化学反应过程中旧键断裂吸收的能量与新键形成放出的能量不相等,故化学反应均伴随着能量变化。二、燃烧热和中和反应的反应热1.燃烧热(1)定义:101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫作该物质的燃烧热。(2)表示意义CH4(g)+

2、2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.31kJ/mol,表示101kPa条件下,1molCH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出的热量是890.31kJ。2.中和反应的反应热(1)定义:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量,叫作中和反应的反应热。(2)热化学方程式:H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3kJmol-1。三、催化剂对活化能、焓变的影响催化剂能降低反应所需的活化能,但H保持不变。如图所示:放热反应吸热反应定义有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于

3、生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量表示方法H0四、吸热反应、放热反应的比较与判断图示实例H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)H=-184.6kJmol-1C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.3kJmol-11.常见的放热反应(1)活泼金属与水或酸的反应,例如:2Na+2H2O2NaOH+H22Al+6HCl2AlCl3+3H2(2)酸碱中和反应,例如:2KOH+H2SO4K2SO4+2H2OCH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O(3)燃

4、烧反应,例如:2CO+O22CO2CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O(4)一些化合反应,例如:SO3+H2OH2SO4CaO+H2OCa(OH)2CuSO4+5H2OCuSO45H2O2.常见的吸热反应(1)一些分解反应,例如:CaCO3CaO+CO2CuSO45H2OCuSO4+5H2O(2)一些复分解反应,例如:2NH4Cl+Ba(OH)28H2OBaCl2+2NH3+10H2O(3)一些置换反应,例如:C+H2O(g)CO+H2(4)一些化合反应,例如:CO2+C2CO3.反应条件与放热反应、吸热反应的关系不同的化学反应发生的条件不同,放热反应和吸热反应均能在一定条件下发生。反应

5、开始需要加热的反应可能是吸热反应也可能是放热反应。吸热反应开始时加热,反应后需要不断加热才能维持反应继续进行;放热反应开始时加热,反应后会放出一定的热量,如果此热量能够使反应继续进行,则反应过程中不需要再加热,如煤的燃烧,一旦热量足够使煤燃烧起来,之后煤就可以继续燃烧下去,不再需要外界加热。由此可见,反应是吸热还是放热与反应的条件没有必然的联系,而是取决于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。五、热化学方程式1.定义:表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2.书写要求(1)注明反应的温度和压强(25、101kPa下进行的反应可不注明)。(2)注明反应物和生成物的状态:固态(s

6、或注明晶型)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。(3)热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,而不代表分子个数,因此可以写成分数。3.书写步骤考点二盖斯定律及反应热的计算考点二盖斯定律及反应热的计算一、盖斯定律及其应用1.内容:不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的,即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。2.应用:很多反应很难直接测其反应热,这时可利用盖斯定律来间接计算。二、反应热的计算1.应用盖斯定律计算反应热某化学反应无论一步完成,还是分几步完成,反应的总热效应相同。即反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关,这就是盖斯定律。

7、此定律的主要应用是用已知反应的反应热来推知相关反应的反应热。注意应用盖斯定律进行简单计算的注意事项(1)设计合理的反应过程。(2)当反应方程式乘或除某数时,H也应乘或除该数。(3)反应方程式进行加减运算时,H也同样要进行加减运算,且计算过程中要带“+”“-”。(4)应用盖斯定律进行计算并比较反应热的大小时,同样要把H看作一个整体。(5)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,状态由固液气变化时,会吸热;反之会放热。(6)当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。运用盖斯定律的关键在于分析总反应可由哪些中间过程构成,化简要细心。2.根据化学键键能计算

8、H=反应物的键能总和-生成物的键能总和3.根据反应物和生成物的能量计算H=生成物具有的总能量-反应物具有的总能量知能拓展知能拓展反应热大小的比较1.直接比较法依据规律、经验和常识直接判断不同反应的反应热的大小的方法称为直接比较法。(1)吸热反应的H肯定比放热反应的H大(前者大于0,后者小于0)。(2)等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。(3)产物相同时,A(g)燃烧放出的热量比等量的A(s)燃烧放出的热量多。反应物相同时,生成B(l)放出的热量比生成等量的B(g)放出的热量多。(4)生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反

9、应放出的热量多。(5)对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的热量要小于理论值。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-197kJ/mol,则向密闭容器中通入2molSO2和1molO2,反应达到平衡后,放出的热量要小于197kJ。2.盖斯定律比较法(1)同一反应的生成物状态不同时A(g)+B(g)C(g)H10A(g)+B(g)C(l)H20C(g)C(l)H30因为H3=H2-H10所以H2H1。也可以按以下思路分析:C(g)C(l)C(l)因为H1+H3=H2,H10,H20,H30所以H2H1。(2)同一反应的反应物状态不同时S(g)+O2(g)SO2(

10、g)H10S(s)+O2(g)SO2(g)H20S(g)S(s)H30H2+H3=H1,H10,H20,H30A(g)B(g)所以H1H2。(3)两个有联系的不同反应C(s)+O2(g)CO2(g)H10C(s)+O2(g)CO(g)H20C(s)CO2(g)C(s)CO(g)CO2(g)因为H2+H3=H1,H10,H20,H30所以H1H3B.H1H3解析由题干信息可得:CuSO45H2O(s)Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l)H10,CuSO4(s)Cu2+(aq)+S(aq)H20,H2H1,B项正确,C、D项错误;H30,H2H2,A项错误。2-4O2-4O答案B实践探究实

11、践探究1.盖斯定律的考查与节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题相联系,并运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题;在实践中逐步形成节约成本、循环利用、保护环境等观念,体现了科学态度与社会责任的学科核心素养。例1(2019江苏盐城四模,12)用石灰石硫化床法对燃料脱硫时的部分反应如下:CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)H1=akJ/mol2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)H2=bkJ/molCaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)H3=ckJ/molCaO(s)+SO2(g)+3CO(g)CaS(s)+3CO

12、2(g)H4=dkJ/mol下列说法错误的是(双选)()A.反应为放热反应B.反应在常温下可自发进行,则该反应的H20,S0C.反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)的H=(a+b)kJ/molD.反应3CaSO4(s)+CaS(s)4CaO(s)+4SO2(g)H=(3c-4d)kJ/mol解析大多数的分解反应为吸热反应,反应为吸热反应,A项错误;S0,反应在常温下可自发进行,根据H-TS0可得H20,B项正确;结合盖斯定律,由2+可得2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)的H=(2a+b)kJ/mol,

13、C项错误;结合盖斯定律,由3-4得到3CaSO4(s)+CaS(s)4CaO(s)+4SO2(g)的H=(3c-4d)kJ/mol,D项正确。答案AC题目价值我国煤炭含硫量较多,使用煤炭时进行脱硫有利于环境保护,将脱硫过程简化为热化学方程式来考查学生对能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的理解、掌握及应用程度。引导学生主动关心与环境保护、资源开发等有关的社会热点问题,形成与环境和谐共处,合理利用自然资源的观念。2.化学反应中能量变化的本质是化学键的断裂与形成,通过实验历程图来展示反应的实质,考查学生对图表信息的加工处理能力。例2(2019北京通州三模,9)CO2和CH4催化重整可制备合成气,对减缓燃料危机具有重要的意义,其反应历程示意图如下:下列说法不正确的是()A.合成气的主要成分为CO和H2B.既有碳氧键的断裂,又有碳氧键的形成C.吸收能量D.Ni在该反应中作催化剂解析由题图可知CO2和CH4在Ni催化作用下,最终生成CO和H2,A项正确;化学反应的过程中存在反应物中键的断裂和生成物中键的形成,