高中化學一輪復習 第三單元 第14講 化學反應與能量課件.ppt

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第14講 化學反應與能量 考綱導視 基礎反饋 判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 物質發(fā)生化學變化都伴有能量的變化 2 伴有能量變化的物質變化都是化學變化 3 吸熱反應在任何條件都不能發(fā)生 4 水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水時放出的能量就是該變化的反應熱 5 同溫同壓下 反應H2 g Cl2 g 2HCl g 在光照和點 燃條件下的 H不同 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 考點一 反應熱 知識梳理 反應熱1 焓變 1 定義 在恒壓條件下進行的反應的 符號 單位 規(guī)定 放熱反應的 H取 吸熱反應的 H取 2 化學反應產(chǎn)生能量變化的主要原因在于反應物的總能量和生成物的總能量不盡相同 在破壞化學鍵和形成化學鍵的過程中能量變化不相等 使得化學反應總是伴隨著能量變化 熱效應 H kJ mol 1 2 放熱反應與吸熱反應 大于 小于 1 定義 當反應物總能量 生成物總能量時 為放熱反應 當反應物總能量 生成物總能量時 為吸熱反應 2 放熱反應與吸熱反應的比較 續(xù)表 續(xù)表 考點集訓 例1 將水蒸氣通過紅熱的碳可產(chǎn)生水煤氣 C s H2O g CO g H2 g H 131 3kJ mol 1 達到平衡后 體 積不變時 能提高H2O的平衡轉化率的措施是 A 降低溫度B 增加碳的用量C 加入催化劑D 用CO吸收劑除去CO 解析 該反應的正反應是氣體體積增大的吸熱反應 提高H2O的平衡轉化率 就要使平衡正向移動 A項降低溫度 根據(jù)平衡移動原理 平衡向放熱反應方向移動 即向逆反應方向移動 H2O的平衡轉化率降低 A錯誤 B項由于碳是固體 所以增加碳的用量 平衡不發(fā)生移動 H2O的平衡轉化率不變 B錯誤 C項加入催化劑 能夠縮短達到平衡所需要的時間 但是平衡不發(fā)生移動 因此H2O的平衡轉化率不變 C錯誤 D項用CO吸收劑除去CO 即減小生成物的濃度 平衡正向移動 H2O的平衡轉化率增大 D正確 答案 D 例2 2SO2 g O2 g 2SO3 g 反應過程的能量變化 如圖所示 請回答下列問題 1 圖中C表示 2 E的大小對該反應的焓變有無影響 填 有 或 無 該反應通常用V2O5作催化劑 加V2O5會使圖中B點升高還是降低 填 升高 或 降低 思路指導 注意橫坐標的箭頭表示反應的方向由A C 催化劑改變反應的歷程 導致活化能降低 解析 依據(jù)圖象分析A為反應物總能量 C為生成物總能量 E為反應的活化能 催化劑只改變反應速率 不改變反應熱 改變反應歷程 能降低反應的活化能 答案 1 生成物的總能量 2 無 降低 歸納總結 能量變化與反應過程的關系 E1為斷鍵需要吸收的能量 正反應的活化能 E2為成鍵所釋放的能量 也是逆反應的活化能 當E1 E2時 反應為吸熱反應 H 0 當E1 E2時 反應為放熱反應 H 0 例3 2014年海南卷 標準狀況下 氣態(tài)分子斷開1mol化學鍵的焓變稱為鍵焓 已知H H H O和O O鍵的鍵焓 H分別為436kJ mol 1 463kJ mol 1 495kJ mol 1 下列 熱化學方程式正確的是 A H2O g H2 g O2 g H 485kJ mol 1 B H2O g H2 g O2 g H 485kJ mol 1C 2H2 g O2 g 2H2O g H 485kJ mol 1 D 2H2 g O2 g 2H2O g H 485kJ mol 1 答案 D 考點二 燃燒熱與中和熱 知識梳理 一 燃燒熱與中和熱 1 燃燒熱 1mol 完全 穩(wěn)定 1 定義 在25 101kPa時 純物質 燃燒生成 的氧化物時所放出的熱量 單位為kJ mol 1 2 意義 H2的燃燒熱為 285 8kJ mol 1 表示在25 101kPa條件下 用熱化學方程式表示為 H2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1 1molH2完全燃燒生成H2O l 時放出的熱量 為285 8kJ 2 中和熱 定義 在稀溶液中 時放出的熱量叫中和熱 二 中和熱的測定 1 測定原理 酸跟堿發(fā)生中和反應生成1molH2O 2 實驗裝置 3 注意事項 1 碎泡沫塑料 或紙條 及泡沫塑料板的作用是保溫 隔熱 減少實驗過程中熱量的損失 2 為保證酸 堿完全中和 常采用堿稍稍過量 3 實驗時用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液的方法是上下攪動 不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒 理由是銅傳熱快 熱量損失大 考點集訓 例4 下列有關中和熱的說法正確的是 A 中和熱的熱化學方程式 H l OH l H2O l H 57 3kJ mol 1B 準確測量中和熱的實驗過程中 至少需測定溫度4次C 環(huán)形玻璃攪拌棒材料若用銅代替 則測量出的中和熱數(shù)值偏小 解析 中和熱的熱化學方程式為H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 A錯誤 中和熱測定實驗過程中至少需測定溫度3次取平均值 B錯誤 銅容易導熱 會有熱量損失 因此中和熱測定數(shù)值偏小 C正確 實驗過程中NaOH一般略微過量 確保反應完全 D錯誤 答案 C 例5 下列依據(jù)熱化學方程式得出的結論正確的是 思路指導 1 注意中和熱和燃燒熱兩個概念中都對反應物 或生成物的物質的量有特別要求 2 溫度 壓強對反應熱有一定影響 物質的聚集狀態(tài)不同 反應熱也不同 解析 燃燒熱概念要求H2為1mol H2O為液態(tài) A項錯誤 醋酸中和時需要電離吸收能量 放出熱量小于57 3kJ B項正確 C不完全燃燒 放熱偏小 因為 H 0 即a b C項錯誤 石墨轉化為金剛石 吸收熱量 石墨具有的能量更低更穩(wěn)定 D項錯誤 答案 B 易錯警示 H 605kJ mol 1 D項正確 解析 液態(tài)水生成氣態(tài)水要吸熱 則A項中放熱應小于1300kJ A錯誤 液態(tài)苯的能量比氣態(tài)苯的能量低 則B項中放出熱量應小于3295kJ B項錯誤 通過計算可知等質量的兩者完全燃燒時乙炔放熱多 C項錯誤 根據(jù)蓋斯定律 由3 答案 D 得 3C2H2 g C6H6 g A 1molC2H2 g 完全燃燒生成氣態(tài)水時放熱大于1300kJB 1molC6H6 l 完全燃燒生成液態(tài)水時放熱大于3295kJC 相同條件下 等質量的C2H2 g 與C6H6 g 完全燃燒 C6H6 g 放熱更多D C2H2 g 三聚生成C6H6 g 的過程屬于放熱反應 考點三 熱化學方程式 知識梳理 1 熱化學方程式 量 反應熱 1 定義 表示參加反應的物質的 和 的 關系的化學方程式 物質變化 能量變化 2 意義 表明了變化過程中的 和 例25 101kPa條件下 如 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1 表示在 2molH2 g 和1molO2 g 完全反應生成 2molH2O l 時釋放571 6kJ的能量 2 熱化學方程式的書寫 1 書寫步驟 寫熱化學方程式一般要先寫出反應過程 注明 各物質的狀態(tài) 再計算反應熱 寫出熱化學方程式 2 有關熱化學方程式書寫的注意事項 注意標明物質的聚集狀態(tài) 反應物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同 反應熱數(shù)值以及符號都可能不同 因此 必須注明物質的聚集狀態(tài) s l g 才能完整地體現(xiàn)熱化學方程式的意義 熱化學方程式中不用標 和反應條件 注意 H的符號與單位 若為放熱反應 H0 H的單位一般為kJ mol 1 當反應逆向進行時 其反應熱與正反應的 反應熱數(shù)值相等 符號相反 注意 H的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應 注意熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數(shù)必須與 H相對應 如果化學計量數(shù)加倍 則 H也要加倍 注意燃燒熱 中和熱等條件的限制 用中文表示焓變時數(shù)值沒有正負號 而用符號表示焓變時 數(shù)值必須注明正負號 如H2的燃燒熱為285 8kJ mol 1 H 285 8kJ mol 1 3 判斷熱化學方程式書寫正誤的方法 檢查是否標明物質的聚集狀態(tài) 檢查 H的 是否與吸熱 放熱一致 檢查 H的數(shù)值是否與反應物或生成物的物質的量相對 應 成比例 考點集訓 解析 由物質的物質的量與反應放出的熱量成正比可知 生成4mol二氧化碳氣體和液態(tài)水 放出熱量4bkJ 則乙炔燃燒的熱化學方程式為2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ mol 1 答案 A 易錯警示 熱化學方程式中的反應熱是指反應按所給形式完全進行時的反應熱 由于可逆反應是不能進行到底的 所以其實際 H的絕對值 即不含正負號的數(shù)值 小于理論值 如N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 是指反應生成2molNH3時放出熱量為92 4kJ 若按化學計量數(shù)1molN2和3molH2反應生成的NH3少于2mol 則放出熱量必然小于92 4kJ 例8 合成氨用的氫氣可用甲烷為原料制得 有關化學反應的能量變化如下圖所示 反應 為 反應 填 吸熱 或 放熱 CH4 g 與H2O g 反應生成CO g 和H2 g 的熱化學方程式為 例9 下列熱化學方程式的書寫正確的是 思路指導 注意熱化學方程式書寫正誤的判斷方法和易錯 點 解析 放熱反應 H為 A項不正確 反應熱的單位為kJ mol 1 B項不正確 反應熱與化學計量數(shù)有關 C項不正 確 答案 D 考點四 蓋斯定律及反應熱計算 知識梳理 1 定義 不管化學反應是一步完成或分幾步完成 其反應熱是 的 反應熱只和 有關 而與 無關 2 舉例 如下圖 始態(tài)為S 終態(tài)為L 中間過程為R 則有 H 相同 反應體系的始態(tài)和終態(tài) 反應途徑 H1 H2 H2 bkJ mol 1 2K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s kJ mol 1 則x為 考點集訓 例10 2015年重慶卷 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 1 S s 2K s K2S s H3 c A 3a b c B c 3a b C a b c D c a b 答案 A 歸納總結 應用蓋斯定律進行簡單計算的注意事項 1 當熱化學方程式乘以或除以某一個數(shù)時 H也應乘以或除以同一個數(shù) 方程式進行加減運算時 H也同樣要進行加減運算 且要帶 符號 即把 H看作一個整體進行運算 2 將一個熱化學方程式改寫成逆反應時 H的符號也隨 之改變 但數(shù)值不變 3 在設計反應過程中 會遇到同一物質的三態(tài) 固 液 氣 的相互轉化 狀態(tài)由固 液 氣變化時 吸熱 反之放熱 例11 2015年全國名校模擬組合 1 在298K時 1molCH4在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水 放出熱量890 0kJ 寫出該反應的熱化學方程式 現(xiàn)有CH4和CO的混合氣體0 75mol 完全燃燒后 生成CO2氣體和18g液態(tài)水 并放出515kJ熱量 則CH4和CO的物質的量分別為 mol mol 2 在400 時 常壓下 容積為1 0L的密閉容器中充入1 00molSO2 g 和0 96molO2 g 充分反應后 測得還有0 04molSO2剩余 并放出95 04kJ的熱量 2SO3 g 寫出此反應的熱化學方程式 2SO2 g O2 g H 思路指導 熱化學方程式各物質化學計量數(shù)和 H存在固定的比例關系 如果化學計量數(shù)加倍 則 H也要相應加倍 因此 可以由已知條件找出反應物物質的量與實際反應產(chǎn)生熱量的關系 也可以算出指定物質的量的反應物參加反應產(chǎn)生的熱量 例12 1 汽車尾氣中NOx的消除及無害化處理引起社會廣泛關注 某興趣小組查閱文獻獲得如下信息 N2 g O2 g 2NO g H 180 5kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 1 則反應2H2 g 2NO g 2H2O g N2 g H 2 捕碳技術 主要指捕獲CO2 在降低溫室氣體排放中具有重要的作用 目前NH3和 NH4 2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑 它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應 反應 2NH3 l H2O l CO2 g NH4 2CO3 aq H1 反應 NH3 l H2O l CO2 g NH4HCO3 aq H2 反應 NH4 2CO3 aq H2O l CO2 g 2NH4HCO3 aq H3 H1與 H2 H3之間的關系是 H3 解析 1 用總反應式比較 知 可得 2 用反應 比較反應 反應 反應 2 反應 即 H3 2 H2 H1 答案 1 664 1kJ mol 1 2 2 H2 H1