高三化学一轮复习讲义 40　第一篇　第四部分　第六章　第29讲　化学反应的热效应(基础课)

第六章化学反应与能量第29讲化学反应的热效应(基础课)1．了解化学反应中能量变化的原因及常见的能量转化形式。2．了解吸热反应、放热反应、反应热、焓变(ΔH)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．了解有关燃烧热、中和反应反应热的计算，了解中和反应反应热的测定。5．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解新能源。焓变热化学方程式1．化学反应的实质与特征2．反应热和焓变(1)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境________或从环境________的热量。(2)焓变：在等压条件下进行的化学反应的热效应，其符号为________，单位是____________(或kJ·mol-1)。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。(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析常见的放热反应与吸热反应放热反应：①可燃物的燃烧，②酸碱中和反应，③大多数化合反应，④金属与水或酸的置换反应，⑤物质的缓慢氧化，⑥铝热反应。吸热反应：①大多数分解反应，②盐类的水解反应，③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应，④C和H2O(g)、C和CO2的反应，⑤NaHCO3与盐酸的反应。4．热化学方程式(1)定义：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。(2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。如2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝-571.6kJ·mol-1表示在___________________________________________________________________。(3)书写①热化学方程式中必须注明反应物和生成物的____________，固体(s)、液体(l)、气体(g)、水溶液(aq)，若为同素异形体，还要注明名称。②热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25℃和101kPa下测定。③热化学方程式中各物质前的化学计量数可以是________，也可以是________。当化学计量数改变时，其ΔH也____________地改变。④要注明ΔH的符号(“＋”代表________，“－”代表________)以及单位(________________)。⑤可逆反应的ΔH是指按化学计量数完全反应的焓变。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)氢氧化钠固体溶于水放出大量的热，故该过程是放热反应。 ()(2)放热反应不需要加热，吸热反应不加热就不能进行。 ()(3)C(石墨，s)=C(金刚石，s)ΔH>0，金刚石比石墨稳定。 ()(4)H2(g)＋12O2(g)=H2O(l)ΔH1，H2g+12O2g=H2O(g)ΔH2，则ΔH(5)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同。 ()1．(人教版选择性必修1内容改编)利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水蒸气，其主要过程如图所示。已知：几种物质中化学键的键能如下表所示。化学键H—OOOH—HO—O键能/(kJ·mol-1)463496436138若反应过程中分解了2mol水蒸气，下列说法错误的是()A．过程Ⅰ吸收了926kJ能量B．过程Ⅱ涉及非极性键的生成C．过程Ⅲ属于放热反应D．总反应的热化学方程式为2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋484kJ·mol-12．分析图像书写热化学方程式。(1)图甲表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1mol简单气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：_________________________________________________________________________________________。(2)图乙表示一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClOx-(x＝1，2，3，①D是________(填离子符号)。②B→A＋C反应的热化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(用离子符号表示)。3．(1)已知2.0g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2(g)和水蒸气时，放出33.4kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为__________________________________________________________________________________________________。(2)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示：化学键键能/(kJ·mol-1)436326803464414写出该反应的热化学方程式：____________________________________________________________________________________________________________。燃烧热与中和反应反应热能源1．燃烧热(1)概念：在101kPa时，__________纯物质完全燃烧生成____________时所放出的热量，其单位为______________。如下列元素燃烧生成的指定产物：C→________、H→____________、S→____________、N→____________等。(2)表示：已知H2的燃烧热ΔH为－285.8kJ·mol-1，则H2燃烧热的热化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________________________________。2．中和反应反应热的实验测定中和反应反应热的热化学离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________。(1)实验装置(2)实验步骤①绝热装置组装→②量取一定体积酸、碱稀溶液→③测反应前酸、碱液温度→④混合酸、碱液测反应时________温度→⑤重复2～3次实验→⑥求平均温度差(t终－t始)→⑦计算中和反应反应热ΔH。(3)数据处理ΔH＝－m(c＝4.18J·g-1·℃-1＝4.18×10-3kJ·g-1·℃-1)。(4)注意事项①碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是_______________________________________________________________________________________________________。②为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量。③实验时不能用金属搅拌器代替玻璃搅拌器的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。④若用弱酸或弱碱反应，中和反应反应热的数值________57.3kJ·mol-1，其ΔH________－57.3kJ·mol-1。3．能源(1)分类(2)科学开发利用能源的措施①提高能源的利用率：科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等；二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷射成雾状等。②开发新的能源：开发资源丰富、可以再生、对环境无污染的新能源等。判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)已知H2(g)＋12O2(g)=H2O(g)ΔH＝－akJ·mol-1，则H2的燃烧热为－akJ·mol-1。 ((2)已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol-1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的ΔH＝－57.3kJ·mol-1×2。 ()(3)煤的液化或气化可以提高能源利用率，减少污染气体的排放。 ()(4)天然气、水能、风能、氢能、生物质能均属于可再生的新能源。 ()燃烧热和中和反应反应热1．25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热(ΔH)为－57.3kJ·mol-1，辛烷的燃烧热(ΔH)为－5518kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是()A．CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)=CH3COONa(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol-1B．KOH(aq)＋12H2SO4(aq)=12K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·C．C8H18(l)＋252O2g=8COD．2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol-1中和反应反应热的测定2．(2024·鹤岗模拟)某实验小组用100mL0.50mol·L-1NaOH溶液与60mL0.50mol·L-1H2SO4溶液进行中和反应反应热的测定，装置如图所示。回答下列问题：(1)若实验共需要480mLNaOH溶液，实验室在配制该溶液时，则需要称量NaOH固体________g。(2)图中装置缺少的仪器是____________________________________________。(3)H2SO4稍过量的原因是________________________________________________________________________________________________________________。(4)请填写表中的平均温度差：实验序号起始温度t1/℃终止温度t2/℃平均温度差(t2－t1)/℃H2SO4溶液NaOH溶液平均值126.226.026.130.1——227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4(5)近似认为0.50mol·L-1NaOH溶液与0.50mol·L-1H2SO4溶液的密度都是1g·cm-3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J·g-1·℃-1，则上述实验测得的中和反应反应热ΔH＝________(结果保留至小数点后一位)。(6)上述实验测得中和反应反应热的数值小于57.3kJ·mol-1，产生偏差的原因可能是________(填字母)。A．量取NaOH溶液时仰视读数B．为了使反应充分，向酸溶液中分次加入碱溶液C．实验装置保温隔热效果差D．用铜丝代替玻璃搅拌器搅拌1．(2024·北京卷，T13)苯在浓硝酸和浓硫酸作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是()A．从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物ⅡB．X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物C．由苯得到M时，苯中的大π键没有变化D．对于生成Y的反应，浓硫酸作催化剂2．(2024·广东卷，T15)对反应S(g)⥬T(g)(I为中间产物)，相同条件下：①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；②提高反应温度，c平S/c平(T)增大，c平S/c平(I)减小。基于以上事实，可能的反应历程示意图(—为无催化剂，为有催化剂)为()ABCD3．(2024·甘肃卷，T10)甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是()A．E2＝1.41eVB．步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29eVC．步骤1的反应比步骤2快D．该过程实现了甲烷的氧化(1)属于氧化还原反应的是步骤________。(2)步骤1和步骤2的反应类型分别为___________________、________(填“吸热反应”或“放热反应”)。4．(2023·新课标全国卷，T29节选)(1)根据图1数据计算反应12N2(g)＋32H2(g)=NH3(g)的ΔH＝________kJ·mol(ⅰ)N2(g)＋ⅱN2*＋*(ⅲ)H2(g)＋ⅳH2*＋*(ⅴ)N*＋H*⥬NH*＋*………NH3*⥬NH3(2)研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(*表示催化剂表面吸附位，N2*表示被吸附于催化剂表面的N2)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为______________(填步骤前的标号