高考化學大二輪總復習 專題六 化學反應與能量課件.ppt

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專題六化學反應與能量 考綱要求 1 能正確書寫化學方程式 并能根據質量守恒定律進行有關計算 2 能說明化學反應中能量轉化的主要原因 知道化學變化中常見的能量轉化形式 3 了解化學能與熱能的相互轉化及其應用 了解吸熱反應 放熱反應 反應熱 焓變 等概念 4 能正確書寫熱化學方程式 能根據蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算 5 了解提高燃料的燃燒效率 開發(fā)高能清潔燃料和研制新型化學電源的重要性 認識化學在解決能源危機中的重要作用 欄目索引 考點一從宏觀 微觀角度掌握反應熱 考點二熱化學方程式的書寫與判斷 考點三蓋斯定律的多角度應用 1 理解化學反應熱效應的兩種角度 1 從微觀的角度說 是舊化學鍵斷裂吸收的能量與新化學鍵形成放出的能量的差值 如下圖所示 考點一從宏觀 微觀角度掌握反應熱 知識精講 a表示舊化學鍵斷裂吸收的能量 b表示新化學鍵形成放出的能量 c表示反應熱 2 從宏觀的角度說 是反應物自身的能量與生成物能量的差值 在上圖中 a表示活化能 b表示活化分子結合成生成物所釋放的能量 c表示反應熱 2 反應熱的量化參數 鍵能反應熱與鍵能的關系 反應熱 H E1 E2或 H E4 E3 即 H等于反應物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和 或生成物具有的總能量減去反應物具有的總能量 題組集訓 題組一正確理解概念 1 正誤判斷 正確的劃 錯誤的劃 1 在CO2中 Mg燃燒生成MgO和C 該反應中化學能全部轉化為熱能 2015 江蘇 4D 2 向汽油中添加甲醇后 該混合燃料的熱值不變 2014 浙江理綜 7D 3 催化劑能改變反應的焓變 2012 江蘇 4B改編 4 催化劑能降低反應的活化能 2012 江蘇 4C改編 5 同溫同壓下 H2 g Cl2 g 2HCl g 在光照和點燃條件下的 H不同 2010 山東理綜 10D 2 下列關于反應熱和熱化學反應的描述中正確的是 A HCl和NaOH反應的中和熱 H 57 3kJ mol 1 則H2SO4和Ca OH 2反應的中和熱 H 2 57 3 kJ mol 1B CO g 的燃燒熱是283 0kJ mol 1 則2CO2 g 2CO g O2 g 反應的 H 2 283 0kJ mol 1C 氫氣的燃燒熱為285 5kJ mol 1 則電解水的熱化學方程式為2H2O l 2H2 g O2 g H 285 5kJ mol 1D 1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱 解析在稀溶液中 強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1mol液態(tài)H2O時的反應熱叫做中和熱 中和熱是以生成1mol液態(tài)H2O為基準的 A項錯誤 CO g 的燃燒熱是283 0kJ mol 1 則CO g O2 g CO2 g H 283 0kJ mol 1 則2CO g O2 g 2CO2 g H 2 283 0kJ mol 1 逆向反應時反應熱的數值相等 符號相反 B項正確 電解2mol水吸收的熱量和2molH2完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量相等 C項中的 H應為 571 0kJ mol 1 在101kPa時 1mol物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時 水應為液態(tài) 所放出的熱量是該物質的燃燒熱 D項錯誤 答案B 失誤防范 三熱 是指反應熱 燃燒熱與中和熱 可以用對比法深化對這三個概念的理解 明確它們的區(qū)別和聯系 避免認識錯誤 1 化學反應吸收或放出的熱量稱為反應熱 符號為 H 單位常用kJ mol 1 它只與化學反應的計量系數 物質的聚集狀態(tài)有關 而與反應條件無關 中學階段研究的反應熱主要是燃燒熱和中和熱 2 燃燒熱 在101kPa時 1mol物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量 單位 kJ mol 1 需注意 燃燒熱是以1mol物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量來定義的 因此在書寫燃燒熱的熱化學方程式時 一般以燃燒1mol物質為標準來配平其余物質的化學計量數 燃燒產物必須是穩(wěn)定的氧化物 如C CO2 H2 H2O l 等 3 中和熱 在稀溶液中 強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1mol液態(tài)H2O時的反應熱 需注意 稀溶液是指物質溶于大量水中 中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱 物質的溶解熱 電解質電離時的熱效應 中和反應的實質是H 和OH 化合生成H2O 即H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 題組二 式形相隨 理解反應熱3 2014 北京理綜 26 3 已知 2NO2 g N2O4 g H12NO2 g N2O4 l H2下列能量變化示意圖中 正確的是 選填字母 解析等質量的N2O4 g 具有的能量高于N2O4 l 因此等量的NO2 g 生成N2O4 l 放出的熱量多 只有A項符合題意 答案A 4 2015 海南 16 3 由N2O和NO反應生成N2和NO2的能量變化如圖所示 若生成1molN2 其 H kJ mol 1 139 5 2015 上海 8 已知H2O2在催化劑作用下分解速率加快 其能量隨反應進程的變化如下圖所示 下列說法正確的是 A 加入催化劑 減小了反應的熱效應B 加入催化劑 可提高H2O2的平衡轉化率C H2O2分解的熱化學方程式 H2O2 H2O O2 QD 反應物的總能量高于生成物的總能量解析催化劑不會影響反應的熱效應和平衡轉化率 C項 熱化學方程式應標明狀態(tài) 答案D 題組三 一式 解決反應熱的計算6 1 2015 浙江理綜 28 1 乙苯催化脫氫制苯乙烯反應 已知 計算上述反應的 H kJ mol 1 解析設 部分的化學鍵鍵能為akJ mol 1 則 H a 348 412 5 kJ mol 1 a 612 412 3 436 kJ mol 1 124kJ mol 1 答案124 2 2015 全國卷 28 3 已知反應2HI g H2 g I2 g 的 H 11kJ mol 1 1molH2 g 1molI2 g 分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kJ 151kJ的能量 則1molHI g 分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為 kJ 解析形成1molH2 g 和1molI2 g 共放出436kJ 151kJ 587kJ能量 設斷裂2molHI g 中化學鍵吸收2akJ能量 則有2a 587 11 得a 299 另解 H 2E H I E H H E I I 2E H I H E H H E I I 11kJ mol 1 436kJ mol 1 151kJ mol 1 598kJ mol 1 則E H I 299kJ mol 1 299 7 2014 重慶理綜 6 已知 C s H2O g CO g H2 g H akJ mol 12C s O2 g 2CO g H 220kJ mol 1H H O O和O H鍵的鍵能分別為436 496和462kJ mol 1 則a為 A 332B 118C 350D 130 解析根據蓋斯定律和焓變與鍵能的關系解答 根據題中給出的鍵能可得出熱化學方程式 2H2 g O2 g 2H2O g H3 2 436 496 4 462 kJ mol 1 即 2H2 g O2 g 2H2O g H3 480kJ mol 1 題中 2C s O2 g 2CO g H2 220kJ mol 1 得 C s H2O g CO g H2 g H1 H2 H3 即a 220 480 130 選項D正確 答案D 失誤防范 利用鍵能計算反應熱 要熟記公式 H 反應物總鍵能 生成物總鍵能 其關鍵是弄清物質中化學鍵的數目 在中學階段要掌握常見單質 化合物中所含共價鍵的數目 原子晶體 1mol金剛石中含2molC C鍵 1mol硅中含2molSi Si鍵 1molSiO2晶體中含4molSi O鍵 分子晶體 1molP4中含有6molP P鍵 1molP4O10 即五氧化二磷 中 含有12molP O鍵 4molP O鍵 1molC2H6中含有6molC H鍵和1molC C鍵 考點二熱化學方程式的書寫與判斷 1 兩個模板 1 熱化學方程式的書寫模板步驟1寫方程寫出配平的化學方程式 步驟2標狀態(tài)用s l g aq標明物質的聚集狀態(tài) 步驟3標條件標明反應物的溫度和壓強 101kPa 25 時可不標注 知識精講 步驟4標 H在方程式后寫出 H 并根據信息注明 H的 或 步驟5標數值根據化學計量數計算寫出 H的數值 2 熱化學方程式書寫的正誤判斷模板步驟1審 放熱反應一定為 吸熱反應一定為 步驟2審單位單位一定為 kJ mol 1 易漏寫或錯寫成 kJ 步驟3審狀態(tài)物質的狀態(tài)必須正確 特別是溶液中的反應易寫錯 步驟4審數值的對應性反應熱的數值必須與方程式的化學計量數相對應 即化學計量數與 H成正比 當反應逆向時 其反應熱與正反應的反應熱數值相等 符號相反 步驟5審是否符合概念如注意燃燒熱和中和熱的概念以及與此相關的熱化學方程式 2 兩個注意 1 注意同素異形體轉化的名稱問題對于具有同素異形體的物質 除了要注明聚集狀態(tài)之外 還要注明物質的名稱 如 S 單斜 s O2 g SO2 g H1 297 16kJ mol 1 S 正交 s O2 g SO2 g H2 296 83kJ mol 1 S 單斜 s S 正交 s H3 0 33kJ mol 1 2 注意可逆反應中的反應熱及熱量變化問題由于反應熱是指反應完全時的熱效應 所以對于可逆反應 其熱量要小于反應完全時的熱量 1 1 2014 大綱全國卷 28 1 化合物AX3和單質X2在一定條件下反應可生成化合物AX5 回答下列問題 已知AX3的熔點和沸點分別為 93 6 和76 AX5的熔點為167 室溫時AX3與氣體X2反應生成1molAX5 放出熱量123 8kJ 該反應的熱化學方程式為 題組集訓 題組一熱化學方程式的書寫 AX3 l X2 g AX5 s H 123 8kJ mol 1 2 2014 天津理綜 7 4 晶體硅 熔點1410 是良好的半導體材料 由粗硅制純硅過程如下 寫出SiCl4的電子式 在上述由SiCl4制純硅的反應中 測得每生成1 12kg純硅需吸收akJ熱量 寫出該反應的熱化學方程式 SiCl4 g 2H2 g Si s 4HCl g H 0 025akJ mol 1 3 2015 安徽理綜 27 4 NaBH4 s 與水 l 反應生成NaBO2 s 和氫氣 g 在25 101kPa下 已知每消耗3 8gNaBH4 s 放熱21 6kJ 該反應的熱化學方程式是 NaBH4 s 2H2O l NaBO2 s 4H2 g H 216kJ mol 1 4 2015 天津理綜 7 4 隨原子序數遞增 八種短周期元素 用字母x等表示 原子半徑的相對大小 最高正價或最低負價的變化如下圖所示 根據判斷出的元素回答問題 已知1mole的單質在足量d2中燃燒 恢復至室溫 放出255 5kJ熱量 寫出該反應的熱化學方程式 2Na s O2 g Na2O2 s H 511kJ mol 1 題組二熱化學方程式的正誤判斷2 正誤判斷 正確的劃 錯誤的劃 1 甲烷的標準燃燒熱為 890 3kJ mol 1 則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 890 3kJ mol 1 2 500 30MPa下 將0 5molN2和1 5molH2置于密閉容器中充分反應生成NH3 g 放熱19 3kJ 其熱化學方程式為N2 g 3H2 g 2NH3 g H 38 6kJ mol 1 3 C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O g H 1367 0kJ mol 1 燃燒熱 4 NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 1 中和熱 5 25 101kPa時 強酸 強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57 3kJ mol 1 則2H aq SO aq Ba2 aq 2OH aq BaSO4 s 2H2O l H 114 6kJ mol 1 解題心得 熱化學方程式書寫或判斷易出現的錯誤1 未標明反應物或生成物的狀態(tài)而造成錯誤 2 反應熱的符號使用不正確 即吸熱反應未標出 號 放熱反應未標出 號 從而導致錯誤 3 漏寫 H的單位 或者將 H的單位寫為kJ 從而造成錯誤 4 反應熱的數值與方程式的計量數不對應而造成錯誤 5 對燃燒熱 中和熱的概念理解不到位 忽略其標準是1mol可燃物或生成1molH2O l 而造成錯誤 考點三蓋斯定律的多角度應用 1 定律內容一定條件下 一個反應不管是一步完成 還是分幾步完成 反應的總熱效應相同 即反應熱的大小與反應途徑無關 只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關 知識精講 2 常用關系式 1 2015 重慶理綜 6 黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一 其爆炸的熱化學方程式為S s 2KNO3 s 3C s K2S s N2 g 3CO2 g H xkJ mol 1已知 碳的燃燒熱 H1 akJ mol 1S s 2K s K2S s H2 bkJ mol 1 題組集訓 題組一利用蓋斯定律求焓變 2K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s H3 ckJ mol 1 則x為 A 3a b cB c 3a bC a b cD c a b解析由碳的燃燒熱 H1 akJ mol 1 得 C s O2 g CO2 g H1 akJ mol 1 將另外兩個熱化學方程式依次編號為 目標反應可由 3 得到 所以 H 3 H1 H2 H3 即x 3a b c A 2 2013 新課標全國卷 12 在1200 時 天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應 H2S g O2 g SO2 g H2O g H12H2S g SO2 g S2 g 2H2O g H2H2S g O2 g S g H2O g H32S g S2 g H4 則 H4的正確表達式為 A H4 H1 H2 3 H3 B H4 3 H3 H1 H2 C H4 H1 H2 3 H3 D H4 H1 H2 3 H3 解析給題中方程式依次編號為 3 得2S g S2 g H4 H1 H2 3 H3 答案A 3 2015 江蘇 20 1 煙氣 主要污染物SO2 NOx 經O3預處理后用CaSO3水懸浮液吸收 可減少煙氣中SO2 NOx的含量 O3氧化煙氣中SO2 NOx的主要反應的熱化學方程式為NO g O3 g NO2 g O2 g H 200 9kJ mol 1NO g O2 g NO2 g H 58 2kJ mol 1 SO2 g O3 g SO3 g O2 g H 241 6kJ mol 1反應3NO g O3 g 3NO2 g 的 H kJ mol 1 解析對所給的三個熱化學方程式由上到下依次標記為 由反應 和 可知O2是中間產物 2消去O2 可得目標反應 故目標反應的 H 200 9kJ mol 1 58 2kJ mol 1 2 317 3kJ mol 1 317 3 答題模板 疊加法求焓變步驟1 倒 為了將方程式相加得到目標方程式 可將方程式顛倒過來 反應熱的數值不變 但符號相反 這樣 就不用再做減法運算了 實踐證明 方程式相減時往往容易出錯 步驟2 乘 為了將方程式相加得到目標方程式 可將方程式乘以某個倍數 反應熱也要相乘 步驟3 加 上面的兩個步驟做好了 只要將方程式相加即可得目標方程式 反應熱也要相加 題組二多角度比較焓變大小4 2014 新課標全國卷 13 室溫下 將1mol的CuSO4 5H2O s 溶于水會使溶液溫度降低 熱效應為 H1 將1mol的CuSO4 s 溶于水會使溶液溫度升高 熱效應為 H2 CuSO4 5H2O受熱分解的化學方程式為CuSO4 5H2O s CuSO4 s 5H2O l 熱效應為 H3 則下列判斷正確的是 A H2 H3B H1 H3 解析1molCuSO4 5H2O s 溶于水會使溶液溫度降低 為吸熱反應 故 H1 0 1molCuSO4 s 溶于水會使溶液溫度升高 為放熱過程 故 H20 根據蓋斯定律得到關系式 H1 H2 H3 分析得到答案 H1 H3 答案B 5 已知下列熱化學方程式 H2 g O2 g H2O g H1 akJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H2 bkJ mol 1 H2 g O2 g H2O l H3 ckJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H4 dkJ mol 1下列關系式中正確的是 A ad 0C 2a b0 解析H2的燃燒反應是放熱反應 Hc A錯 反應 的化學計量數是 的2倍 的反應熱也是 的2倍 b 2a 0 C對 答案C 6 2014 江蘇 10 已知 C s O2 g CO2 g H1CO2 g C s 2CO g H22CO g O2 g 2CO2 g H34Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s H43CO g Fe2O3 s 3CO2 g 2Fe s H5下列關于上述反應焓變的判斷正確的是 A H1 0 H30 H4 0C H1 H2 H3D H3 H4 H5 解析A項 C s CO g 在O2 g 中燃燒生成CO2 均為放熱反應 則有 H10 Fe s 與O2 g 反應生成Fe2O3 s 為放熱反應 則有 H4 0 C項 將五個熱化學方程式依次編號為 根據蓋斯定律 由 可得 則有 H1 H2 H3 D項 將五個熱化學方程式依次編號為 根據蓋斯定律 由 3 2可得 則有 H4 3 H3 2 H5 答案C 方法歸納 反應熱大小比較1 利用蓋斯定律比較 2 同一反應的生成物狀態(tài)不同時 如A g B g C g H1 A g B g C l H2 則 H1 H2 3 同一反應的同一反應物狀態(tài)不同時 如A s B g C g H1 A g B g C g H2 則 H1 H2 4 兩個有聯系的反應相比較時 如C s O2 g CO2 g H1 C s 1 2O2 g CO g H2 比較方法 利用反應 包括 H1 乘以某計量數減去反應 包括 H2 乘以某計量數 即得出 H3 H1 某計量數 H2 某計量數 根據 H3大于0或小于0進行比較 總之 比較反應熱的大小時要注意 反應中各物質的聚集狀態(tài) H有正負之分 比較時要連同 一起比較 類似數學中的正 負數大小的比較 若只比較放出或吸收熱量的多少 則只比較數值的大小 不考慮正 負號