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文档简介
2026届新高考化学冲刺复习
化学反应与能量一、反应热与焓变在恒压的条件下,化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应的焓变。1、反应热:在化学反应过程中吸收和放出的热量称为反应热。2、焓变:ΔH
kJ/mol。符号:单位:计算式:△H=H生成物
-H反应物内能3、放热反应与吸热反应(1)化学反应中的能量变化微观意义宏观意义断裂旧键所吸收的能量合成新键所放出的能量反应热反应物的活化能活化分子生成生成物释放的能量反应热E总反应物
E总生成物
反应△H
0>放热E总反应物
E总生成物
反应△H
0>吸热<宏观角度分析:△H=H生成物
-H反应物<微观角度分析:化学反应的实质是:反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成△H=反应物的总键能–生成物的总键能吸热放热断键吸收的热量<成键放出的热量△H<0断键吸收的热量>成键放出的热量△H>0注意:物质本身具有的能量越低越稳定,断裂所含化学键所需能量越多越稳定氢能是一种清洁能源,所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,因此能源工业中氢是极好的传热载体。如果把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。根据表格中化学键的键能数值,写出氢气燃烧生成水蒸气的热化学方程式共价键H—HO=OH-O键能4364964632H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484kJ·mol-1
(2)吸热反应与放热反应1.概念①把
热量的化学反应称为放热反应。②把
热量的化学反应称为吸热反应。放出吸收注:吸热反应和放热反应属于化学反应思考:浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水放热,是放热反应吗?不是,浓硫酸溶于水不是化学变化(2)常见的放热反应和吸热反应①混合物呈糊状②闻到刺激性气味③用手触摸杯壁下部冰凉,④用手拿起烧杯,木片与烧杯粘在一起Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3
↑+10H2O2.常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应③C+H2O(g)CO+H2①所有燃烧反应②酸碱中和反应④大多数化合反应③活泼金属跟水或酸的反应⑤物质的缓慢氧化①大多数分解反应②Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl(固态铵盐与碱的反应)思考:是不是需要加热的反应都是吸热反应?注意:吸热反应、放热反应与反应是否需要加热等反应条件没有直接联系⑥铝热反应(3)常见的吸热反应和放热反应下列变化属于放热反应的是____________________(填序号,下同),属于吸热反应的是____________________。
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应②碘升华③石灰石受热分解④氧化钙与水的反应⑤C和CO2的反应⑥中和反应⑦CH4+2O2
CO2+2H2O⑧Mg+2HCl═MgCl2+H2↑⑨铝热反应⑩HCl+NaHCO3═NaCl+H2O+CO2↑
⑪水蒸气液化④⑥⑦⑧⑨
①③⑤⑩
正逆E1-E2降低4、活化能与焓变的关系(1)E1
为_____反应活化能,E2
为______反应活化能,ΔH=
(2)催化剂能同等程度________正、逆反应的活化能,能提高反应物活化分子百分数,但不影响焓变的大小。H2与ICl的反应分①②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法错误的是()。A.反应①、反应②均为放热反应B.反应①、反应②均为氧化还原反应C.反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的活化能无关D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218kJ·mol-1C
A.由图可知,物质M(g)比物质N(g)稳定B.反应①比反应②和③更快达到化学平衡C.E(g)
2F(g)+H2O(g)的反应热ΔH=2ΔH3-2ΔH2D.平衡后压缩容器,物质E的物质的量不变C典题4(2023·湖北卷节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20(g)
C40H18(g)+H2(g)的反应机理如下:已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0kJ·mol-1和298.0kJ·mol-1,H—H键能为436.0kJ·mol-1。估算C40H20(g)C40H18(g)+H2(g)的ΔH=__________kJ·mol-1。
+128解析
由图示反应机理分析,ΔH=2E(C—H)-[E(C—C)+E(H—H)]=[2×431.0-(298.0+436.0)]kJ·mol-1=+128kJ·mol-1。二、热化学方程式定义:意义:1、认识热化学方程式表示参加反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中能量的变化,2、热化学方程式的书写+-kJ·mol-1物质的量溶液固体液体气体名称N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-38.6kJ•mol-1注意:(1)ΔH表示完全反应的热量变化,与反应是否可逆无关。如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,表示在25℃、101kPa时,1molN2(g)和3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出92.4kJ的热量。尿素[CO(NH2)2]是一种高效缓释氮肥。利用NH3
和CO2
合成尿素的反应分两步进行:下列说法正确的是①2NH3(l)+CO2(g)NH4COONH2(l)ΔH1
=-117.2kJ·mol-1;②NH4COONH2(l)CO(NH2)2(l)+H2O(l)ΔH2=+16.67kJ·mol-1CA.反应①的ΔS>0B.反应①的平衡常数可表示为K=c(CO2)C.2NH3(l)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的ΔH=
-100.53kJ·mol-1D.温度越高,反应速率越快,NH3
的转化率越大例2.下图分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法中正确的是()A.石墨转变为金刚石是吸热反应B.白磷比红磷稳定C.
S(g)+O2(g)=SO2(g)△H1=-Q1kJ/molS(s)+O2(g)=SO2(g)△H2=-Q2kJ/mol
△
H1>△H2D.
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
ΔH>0Q1﹥Q2△H1<△H2A特别提醒:热量比较比数值,△H的比较要带符号变式2.4gCO在氧气中燃烧生成CO2,放出9.6kJ热量,写出CO燃烧的热化学反应方程式。2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)△H
=—134.4kJ/mol三、燃烧热定义:单位:101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量。kJ/mol注意:A、燃烧的物质必须为:1mol,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的系数。B、完全燃烧是指物质中下列元素完全转变成对应的物质:C→CO2,H→H2O(l),S→SO2,N→N2等。C、燃烧热通常由实验测得。1、下列热化学方程式中ΔH
代表燃烧热的是()A.CH4(g)+3/2
O2(g)=2H2O(l)+CO(g)ΔH1B.S(s)+
3/2
O2(g)=SO3(s)ΔH2C.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)ΔH3D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH4C1看系数2看产物及产物状态3看ΔH四、中和热在稀溶液中,酸与碱发生中和反应而生成1molH2O时放出的热量H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJ/mol注意:①条件:稀溶液②反应物:酸与碱(中学阶段只讨论强酸与强碱中和)若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱电解质电离吸热,会使测得中和热的数值偏低。定义:表示:中和热测定实验1、实验应该注意什么事项?2、实验中采取了什么相应的措施?3、实验应该收集什么数据?中和反应反应热的测定【实验目的】用简易量热计测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度。使反应物迅速混合,使反应充分进行,保持体系的温度均匀。测量反应前后体系的温度反应容器起保温作用防止热量散失思考问题一:能否中途更换温度计?不能,会存在仪器误差思考问题二:能否测完酸后直接测量碱的温度?不能,残留的酸与碱反应,造成酸碱消耗,热量损失思考问题三:为什么碱的浓度稍大于酸?为了保证盐酸完全被中和①实验中使用同一支温度计,且测量完一种溶液后,温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。②实验操作时动作要快,反应物应一次性迅速加入,减少热量损失,且避免有液体溅出。③碱需要稍过量④需要保温装置,保证反应过程中,不与外界发生热交换⑤重复实验3次,取3次实验数据的平均值。(3)提高测定反应热准确度的措施【数据处理】(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1),计算温度差(t2-t1),将数据填入下表。(2)取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。(3)根据温度差和比热容等计算反应热。为了计算简便,可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同,并忽略量热计的比热容,则:①50mL0.50mol/L盐酸的质量m1=50g,50mL0.55mol/LNaOH溶液的质量m2=50g。②反应后生成的溶液的比热容c=4.18J/(g·℃),50mL0.50mol/L盐酸与50ml0.55mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为(m1+m2)·c·(t2-t1)=_____________________。③生成lmolH2O(l)时放出的热量为0.048(t2-t1)中和热:稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时所释放的热量。浓酸和浓碱溶液稀释会放热弱酸弱碱电离吸热大量实验测得,在250C和101kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时,放出57.3kJ的热量。若是浓硫酸与强碱反应,生成1mol液态水所释放的热量______57.3KJ;若是氨水和盐酸反应,生成1mol液态水所释放的热量______57.3KJ。大于小于17.化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。(2)热量的测定:取上述0.5000mol·L-1NaOH溶液和盐酸各50ml进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,则该过程放出的热量为___________J(c和ρ分别取4.18J·g-1·℃-1和1.0g·mL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。2023年广东高考节选(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应Fe(s)+
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