高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) （知識存盤+名師助學(xué)+狀元筆記）第6章 化學(xué)反應(yīng)與能量 電化學(xué)基礎(chǔ) 第一講 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)課件.ppt

1 了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因 能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式 2 了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 了解吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng) 反應(yīng)熱等概念 3 了解熱化學(xué)方程式的含義 能用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算 4 了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ) 了解化學(xué)在解決能源危機中的重要作用 第一講化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 1 有關(guān)反應(yīng)熱 焓變 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 燃燒熱 中和熱以及能源等概念的辨析 2 熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫 反應(yīng)熱的計算和比較等知識和技能 一 焓變 反應(yīng)熱1 化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)與特征 1 實質(zhì) 斷裂和形成 2 特征 既有變化 又有變化 3 能量轉(zhuǎn)化形式通常有熱能 光能和電能等 但主要表現(xiàn)為熱量的變化 反應(yīng)物化學(xué)鍵 生成物化學(xué)鍵 物質(zhì) 能量 2 焓變 1 焓 h 用于描述物質(zhì)的物理量 2 焓變 h h 單位j mol 1或kj mol 1 3 焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系對于條件下進行的化學(xué)反應(yīng) 如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能 則如下關(guān)系 所具有能量 h 生成物 h 反應(yīng)物 等壓 h qp 3 反應(yīng)熱 指當化學(xué)反應(yīng)在一定下進行時 反應(yīng)所或的熱量 通常用符號q表示 單位j mol 1或kj mol 1 4 能量變化的原因 溫度 放出 吸收 5 反應(yīng)熱的測定 1 儀器 2 原理 q c t2 t1 式中c代表儀器和反應(yīng)混合物的總熱容 單位是kj k 1 t1 t2分別代表 單位是k 量熱計 反應(yīng)前 后溶液的溫度 1 常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)有哪些 2 反應(yīng)的吸熱放熱是否與反應(yīng)條件有關(guān) 提示 1 常見放熱反應(yīng) 可燃物的燃燒 酸堿中和反應(yīng) 大多數(shù)化合反應(yīng) 金屬與酸的置換反應(yīng) 物質(zhì)的緩慢氧化 常見吸熱反應(yīng) 大多數(shù)分解反應(yīng) 鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離 ba oh 2 8h2o與nh4cl反應(yīng) 碳與水蒸氣 c與co2的反應(yīng) 2 反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小 反應(yīng)是否需要加熱 只是引發(fā)反應(yīng)的條件 與反應(yīng)是放熱還是吸熱并無直接關(guān)系 許多放熱反應(yīng)也需要加熱引發(fā)反應(yīng) 也有部分吸熱反應(yīng)不需加熱 在常溫時就可以進行 二 熱化學(xué)方程式1 定義 表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式 2 意義 熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化 也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 表示在 298k時 2mol氣態(tài)氫氣與1mol氣態(tài)氧氣完全 反應(yīng)生成2mol液態(tài)水 放出571 6kj的能量 3 熱化學(xué)方程式的書寫步驟 熱化學(xué)方程中 h的單位中 mol 1 的含義是什么 三 中和熱和燃燒熱 放熱 kj mol 1 1 1 25 101kpa 1 稀溶液 酸堿中和反應(yīng)生成1molh2o時 都放出57 3kj的熱量嗎 提示中和熱是強酸和強堿的稀溶液反應(yīng)生成1molh2o放出的熱量 為57 3kj mol 1 弱酸弱堿電離時吸熱 放出的熱量小于57 3kj 濃硫酸稀釋時放熱 放出的熱量大于57 3kj 四 蓋斯定律1 內(nèi)容對于一個化學(xué)反應(yīng) 無論是一步完成還是分幾步完成 其反應(yīng)焓變都是一樣 即 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的有關(guān) 而與無關(guān) 始態(tài)和終態(tài) 反應(yīng)的途徑 2 意義 間接計算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱 3 應(yīng)用 h1 a h2 h1 h2 h h1 h2 五 能源1 概念能提供的自然資源 2 發(fā)展階段時期 時期 時期 3 分類 1 化石燃料 種類 特點 蘊藏量有限 且再生 能量 柴草 化石能源 多能源結(jié)構(gòu) 煤 石油 天然氣 不能 2 新能源 種類 和等 特點 資源豐富 再生 沒有污染或污染很小 4 能源問題 1 我國目前使用的主要能源是 它們的蘊藏量有限 而且不能再生 最終將會枯竭 2 化石燃料的大量使用帶來嚴重的問題 太陽能 氫能 風能 地熱能 海洋能 生物質(zhì)能 可以 化石燃料 環(huán)境污染 兩個公式反應(yīng)熱 h的基本計算公式 1 h 生成物的總能量 反應(yīng)物的總能量 2 h 反應(yīng)物的總鍵能之和 生成物的總鍵能之和 四個觀察判斷熱化學(xué)方程式正誤的觀察點 一觀察 化學(xué)原理是否正確 如燃燒熱和中和熱的熱化學(xué)方程式是否符合燃燒熱和中和熱的概念 二觀察 狀態(tài)是否標明 三觀察 反應(yīng)熱 h的符號和單位是否正確 四觀察 反應(yīng)熱的數(shù)值與物質(zhì)的系數(shù)是否對應(yīng) 六個注意應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱時應(yīng)注意的六個問題 首先要明確所求反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài) 各物質(zhì)系數(shù) 判斷該反應(yīng)是吸熱還是放熱 不同途徑對應(yīng)的最終結(jié)果應(yīng)一樣 疊加各反應(yīng)式時 有的反應(yīng)要逆向?qū)?h符號也相反 有的反應(yīng)式要擴大或減小倍數(shù) h也要相應(yīng)擴大或減小相同倍數(shù) 注意各分步反應(yīng)的 h的正負 比較反應(yīng)熱大小時 反應(yīng)熱所帶 均具有數(shù)學(xué)意義 參與大小比較 不要忽視弱電解質(zhì)的電離 水解反應(yīng)吸熱 濃硫酸的稀釋 氫氧化鈉固體的溶解放熱 都對反應(yīng)熱有影響 我的警示 h 與反應(yīng)的 可逆性 可逆反應(yīng)的 h表示反應(yīng)完全反應(yīng)的熱量變化 與反應(yīng)是否可逆無關(guān) 如 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 92 4kj mol 1 表示在298k時 1moln2 g 和3molh2 g 完全反應(yīng)生成2molnh3 g 時放出92 4kj的熱量 但實際上1moln2 g 和3molh2 g 充分反應(yīng) 不可能生成2molnh3 g 故實際反應(yīng)放出的熱量肯定小于92 4kj 問題征解不管吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)有時都用到酒精燈 怎樣判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng) 放熱反應(yīng)加熱的目的是什么 提示持續(xù)用酒精燈加熱 撤掉酒精燈反應(yīng)就停止的反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 開始用酒精燈加熱 反應(yīng)開始后 撤去酒精燈仍能繼續(xù)反應(yīng)的是放熱反應(yīng) 放熱反應(yīng)加熱目的一般是引發(fā)反應(yīng)或加快反應(yīng)速率 必考點44熱化學(xué)方程式的書寫與判斷書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的幾個問題 1 h只能寫在標有反應(yīng)物和生成物狀態(tài)的化學(xué)方程式的右邊 若為放熱反應(yīng) h為 若為吸熱反應(yīng) h為 h的單位一般為kj mol 1 2 反應(yīng)熱 h與測定條件 溫度 壓強等 有關(guān) 因此 書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注明 h的測定條件 絕大多數(shù) h是在25 1 01 105pa下測定的 可不注明溫度和壓強 3 熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量 并不表示該物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù) 因此物質(zhì)的系數(shù)可以是整數(shù) 也可以是分數(shù) 4 反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同 反應(yīng)熱數(shù)值以及符號都可能不同 因此 必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài) s l g aq 才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義 熱化學(xué)方程式中不用 和 不用 而用 表示 5 熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量 由于 h與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān) 所以熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)必須與 h相對應(yīng) 如果系數(shù)加倍 則 h也要加倍 當反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行時 其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等 符號相反 典例1 2013 浙江寧波八校聯(lián)考 膠狀液氫 主要成分是h2和ch4 有望用于未來的運載火箭和空間運輸系統(tǒng) 實驗測得101kpa時 1molh2完全燃燒生成液態(tài)水 放出285 8kj的熱量 1molch4完全燃燒生成液態(tài)水和co2氣體 放出890 3kj的熱量 下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是 a 2h2 g o2 g 2h2o l h 285 8kj mol 1b ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1c ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj mol 1d ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1解析 h與參加反應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量不對應(yīng) a選項錯誤 物質(zhì)的狀態(tài)不同反應(yīng)的熱效應(yīng)不同 c選項錯誤 放熱反應(yīng) h 0 d選項錯誤 答案b 燃燒熱和中和熱 應(yīng)用1 2013 寶雞二檢 燃燒熱是指通常狀況下1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物所放出的熱量 下列說法正確的是 a 通常狀況下 1g氫氣燃燒生成液態(tài)水時放出142 9kj熱量 則表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式為2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1b 已知 h2 g f2 g 2hf g h 270kj mol 1 則1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出的熱量小于270kj c 500 30mpa下 將0 5moln2和1 5molh2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成nh3 g 放熱19 3kj 其熱化學(xué)方程式為n2 g 3h2 g 2nh3 g h 38 6kj mol 1d 已知 c s 石墨 o2 g co2 g h 393 5kj mol 1 c s 金剛石 o2 g co2 g h 395 0kj mol 1 則c s 金剛石 c s 石墨 h 1 5kj mol 1 解析表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式中h2 g 的系數(shù)為1 a錯 氣體變?yōu)橐后w時要放出能量 所以1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出的熱量大于270kj b錯 此反應(yīng)為可逆反應(yīng) 故投入0 5mol的氮氣 最終參加反應(yīng)的氮氣一定小于0 5mol 因此熱化學(xué)方程式中 h應(yīng)小于 38 6kj mol 1 不是通常狀況時 h應(yīng)標明確 選項c不正確 d中由 可知正確 答案d 必考點45反應(yīng)熱的有關(guān)計算1 主要依據(jù)熱化學(xué)方程式 鍵能 蓋斯定律及燃燒熱 中和熱等數(shù)據(jù) 2 主要方法 1 根據(jù)熱化學(xué)方程式計算反應(yīng)熱與反應(yīng)物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比 2 根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計算 h e生成物 e反應(yīng)物 3 依據(jù)反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂與生成物化學(xué)鍵形成過程中的能量變化計算 h 反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂吸收的能量 生成物的化學(xué)鍵形成釋放的能量 4 根據(jù)蓋斯定律的計算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài) 各反應(yīng)物 和終態(tài) 各生成物 有關(guān) 而與反應(yīng)的途徑無關(guān) 即如果一個反應(yīng)可以分步進行 則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時的反應(yīng)熱是相同的 典例2 已知下列熱化學(xué)方程式fe2o3 s 3co g 2fe s 3co2 g h1 25kj mol 1 3fe2o3 s co g 2fe3o4 s co2 g h2 47kj mol 1 fe3o4 s co g 3feo s co2 g h3 19kj mol 1 寫出feo s 被co還原成fe和co2的熱化學(xué)方程式 答案feo s co g fe s co2 g h 11kj mol 1 1 確定待求的熱化學(xué)方程式 2 找出待求的熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知熱化學(xué)方程式的什么位置 3 根據(jù)未知熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)和位置的需要對已知熱化學(xué)方程式進行處理 或調(diào)整系數(shù) 或調(diào)整反應(yīng)方向 將新得到的熱化學(xué)方程式及對應(yīng)的反應(yīng)熱進行疊加 即可求出待求反應(yīng)的反應(yīng)熱 根據(jù)蓋斯定律計算的一般步驟 應(yīng)用2 在298k 100kpa時 已知 2h2o g 2h2 g o2 g h1cl2 g h2 g 2hcl g h22cl2 g 2h2o g 4hcl g o2 g h3則 h3與 h1和 h2間的關(guān)系正確的是 a h3 h1 2 h2b h3 h1 h2c h3 h1 2 h2d h3 h1 h2 解析根據(jù)蓋斯定律可知 h3 h1 2 h2 答案a 必考點46反應(yīng)熱 h 的大小比較對于放熱反應(yīng)來說 h qkj mol 1 雖然 僅表示放熱的意思 但在比較大小時要將其看成真正意義上的 負號 即放熱越多 h反而越小 如 1 同一反應(yīng) 生成物狀態(tài)不同時a g b g c g h1 0 a g b g c l h2 0 因為c g c l h3 0 則 h3 h2 h1 所以 h2 h1 2 若向三份等體積0 1000mol l 1naoh溶液中分別加入 稀醋酸 濃h2so4 稀硝酸至恰好完全反應(yīng) 則上述過程中的焓變 h1 h2 h3的大小關(guān)系為 3 已知膽礬溶于水時 溶液溫度降低 在室溫下將1mol無水硫酸銅制成溶液時 放出熱量為q1kj 而膽礬分解的熱化學(xué)方程式是cuso4 5h2o s cuso4 s 5h2o l h q2kj mol 1 則q1與q2的大小關(guān)系為 解析 1 由于該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 且h2o g h2o l h2c d 2 由于ch3cooh電離吸熱 濃h2so4稀釋時放熱 故有 h1 h3 h2 3 根據(jù)題意可得如下轉(zhuǎn)化關(guān)系 故有 h q2kj mol 1 q1kj mol 1 0 即 q2 q1 答案 1 2a b 2c d 2 h1 h3 h2 3 q2 q1 1 反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)物質(zhì)的氣 液 固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱的關(guān)系 比較反應(yīng)熱大小的四個注意要點 2 h的符號 比較反應(yīng)熱的大小時 不要只比較 h數(shù)值的大小 還要考慮其符號 3 參加反應(yīng)物質(zhì)的量 當反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)相同時 參加反應(yīng)物質(zhì)的量越多放熱反應(yīng)的 h越小 吸熱反應(yīng)的 h越大 4 反應(yīng)的程度 參加反應(yīng)物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時 反應(yīng)的程度越大 熱量變化越大 應(yīng)用3 2013 西安二檢 如圖所示 下列說法不正確的是 a 反應(yīng)過程 1 的熱化學(xué)方程式為a2 g b2 g c g h1 q1kj mol 1b 反應(yīng)過程 2 的熱化學(xué)方程式為c g a2 g b2 g h2 q2kj mol 1c q1與q2的關(guān)系 q1 q2d h2 h1 解析由圖像數(shù)據(jù)可知 反應(yīng)過程 1 的熱化學(xué)方程式為a2 g b2 g c g h1 q1kj mol 1 反應(yīng)過程 2 的熱化學(xué)方程式為c g a2 g b2 g h2 q2kj mol 1 反應(yīng)過程 1 與反應(yīng)過程 2 中 反應(yīng)物 生成物所涉及物質(zhì)及狀態(tài)均相同 只是過程相反 故反應(yīng)熱的數(shù)值相等 符號相反 注意比較 h的大小時 要注意考慮其正負號 答案c 1 忽略 h的正負或?qū)?h的正負意義不理解 2 忽視 h的數(shù)值與化學(xué)方程式中物質(zhì)的系數(shù)有關(guān) 系數(shù)發(fā)生變化時 h的數(shù)值要相應(yīng)變化 3 忽視物質(zhì)的狀態(tài)不同 h的數(shù)值也不同 4 對熱化學(xué)方程式意義理解不清 當場指導(dǎo) hold住考向 名師揭秘化學(xué)反應(yīng)中的能量變化屬于逐漸強化的高考熱點 涉及到焓變與化學(xué)鍵的關(guān)系 熱化學(xué)方程式的書寫和正誤判斷 反應(yīng)熱大小的比較和計算 燃燒熱和中和熱的理解與測定等 2014年高考仍會重點考查該部分知識 應(yīng)高度關(guān)注 1 2012 大綱全國 9 反應(yīng)a b c h 0 分兩步進行 a b x h 0 x c h 0 下列示意圖中 能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是 解析 a b x h 0 x具有的能量大于a b能量總和 a c錯誤 x c h 0 a b c h 0 c具有的能量小于x具有的能量 也小于a b能量總和 d正確 b錯誤 答案d 2 2012 江蘇化學(xué) 4 某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示 圖中e1表示正反應(yīng)的活化能 e2表示逆反應(yīng)的活化能 下列有關(guān)敘述正確的是 a 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)b 催化劑能改變該反應(yīng)的焓變c 催化劑能降低該反應(yīng)的活化能d 逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能解析圖中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量 反應(yīng)為吸熱反應(yīng) a錯 使用催化劑可降低活化能而影響反應(yīng)速率 但不會影響焓變 b錯 c正確 圖中e1為正反應(yīng)活化能 e2為逆反應(yīng)活化能 e1 e2 d錯誤 答案c 解析反應(yīng) 是可逆反應(yīng) 所以254gi2 g 與2gh2 g 反應(yīng)生成的hi g 小于2mol 放出的熱量小于9 48kj a錯 由反應(yīng) 可得反應(yīng) i2 g i2 s h 35 96kj mol 1 因此 1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差35 96kj b錯 兩個反應(yīng)物的產(chǎn)物均為氣態(tài)碘化氫 顯然c錯 由 可知 1mol固態(tài)碘比1mol氣態(tài)碘所含的能量低 故反應(yīng) 的反應(yīng)物總能量比反應(yīng) 的反應(yīng)物總能量低 答案d 解析由蓋斯定律 可知 2 得na2o2 s 2na s 2na2o s h 317kj mol 1 解析a項中h2o的狀態(tài)應(yīng)為液態(tài) b項中可逆反應(yīng)不能進行到底 19 3kj熱量不是0 5moln2和1 5molh2的反應(yīng)熱 故錯誤 1 h2o的電子式是 2 反應(yīng)a的熱化學(xué)方程式是 3 斷開1molh o鍵與斷開1molh cl鍵所需能量相差約為 kj h2o中h o鍵比hcl中h cl鍵 填 強 或 弱 解析 3 由題給條件可知 4molhcl被氧化 放出熱量為115 6kj 可知 h 115 6kj mol 1 由 h e 反應(yīng)物鍵能之和 e 生成物鍵能之和 可得 e h o e h cl 115 6 498 2 243 4kj mol 1 31 9kj mol 1 鍵能越大 化學(xué)鍵越穩(wěn)定 越強 所以水中的h o鍵比氯化氫中h cl鍵強 答案 203 9kj mol 1 2 2012 重慶理綜 12 肼 h2nnh2 是一種高能燃料 有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示 已知斷裂1mol化學(xué)鍵所需的能量 kj n n為942 o o為500 n n為154 則斷裂1moln h鍵所需的能量 kj 是 a 194b 391c 516d 658 解析由題中的圖像可以看出斷裂1moln2h4 g 和1molo2 g 中的化學(xué)鍵所要吸收的能量為 2752kj 534kj 2218kj設(shè)斷裂1moln h鍵所需要的能量為x則154kj 4x 500kj 2218kj解得x 391kj 答案b 3 2011 海南 5 已知 2zn s o2 g 2zno s h 701 0kj mol 12hg l o2 g 2hgo s h 181 6kj mol 1則反應(yīng)zn s hgo s zno s hg l 的 h為 a 519 4kj mol 1b 259 7kj mol 1c 259 7kj mol 1d 519 4kj mol 1 答案c 實驗用品 儀器 大燒杯 500ml 小燒杯 100ml 溫度計 量筒 50ml 兩個 泡沫塑料或紙條 泡沫塑料板或硬紙板 中心有兩個小孔 環(huán)形玻璃攪拌棒 試劑 0 50mol l 1鹽酸 0 50mol l 1naoh溶液 實驗步驟 1 在大燒杯底部墊泡沫塑料 或紙條 使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平 然后再在大 小燒杯之間填滿碎泡沫塑料 或紙條 大燒杯上用泡沫塑料板 或硬紙板 作蓋板 在板中間開兩個小孔 正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過 如下圖所示 2 用一