【三年高考两年模拟】高考化学 第08讲 化学能与热能课件.ppt

df 第08讲化学能与热能 知识梳理基础练习能力提升 一 放热反应和吸热反应 放热反应 放出热量的化学反应 e 反应物 e 生成物 能量释放 e 反应物 e 生成物 能量吸收 1 据能量变化情况 吸热反应 吸收热量的化学反应 知识梳理 2 常见的放 吸 热反应 1 金属与酸的反应2 燃烧反应3 酸碱中和反应4 大多数化合反应 1 分解反应2 c h2o c co2的反应3 铵盐和碱的反应4 电离和水解 3 注意问题 例1 下列说法正确的是 a 需加热方能发生的反应一定是吸热反应b 放热反应在常温下一定很易发生c 反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物具有的总能量的相对大小d 吸热反应在一定条件下也能发生 物质反应开始时需加热的反应 可能是吸热反应 也可能是放热反应 反应的热量变化与反应发生是否需要加热没有必然联系 cd 返回 例1下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 a 碳酸钙受热分解b 乙醇燃烧c 铝粉与氧化铁粉末反应d 氧化钙溶于水 解析 生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应 如 大多数分解反应 氢氧化钡晶体与氯化铵的反应 碳与co2的反应等 故选a a 返回 二 反应热在化学反应过程中放出或吸收的热量 通常叫做反应热 用符号 h表示 单位 kj mol h为 或 h0时 为吸热反应 反应本身的能量升高 生成物所具有的总能量 反应物具有的总能量 h 返回 三 热化学方程式1 概念 表明反应所放出或吸收热量的化学方程式叫做热化学方程式 h2 g 1 2o2 g h2o g h 241 8kj molh2 g 1 2o2 g h2o l h 285 8kj molh2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol 2 热化学方程式表示的意义 1 化学反应中的物质变化 2 化学反应中的能量变化3 书写热化学方程式时的注意事项 1 需注明反应的温度和压强因为温度和压强不同 其 h不同 但一般都是在101kpa和250c时的数据 不必特别注明 h需注明 与 2 要注明反应物和生成物的状态因物质的状态不同 h不同 h2 g cl2 g 2hcl g h 184 6kj mol 3 热化学方程式中的计量数可以是整数可以是分数 4 注意 h的数值与反应物或生成物的物质的量的匹配 5 注意 mol 返回 例 已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水 并放出热量bkj 则乙炔燃烧的化学方程式正确的是 a 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 4bkj molb c2h2 g 5 2o2 g 2co2 g h2o l h 2bkj molc 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h 2bkj mold 2c2h2 g 5o2 g 4co2 g 2h2o l h bkj mol 解析 由于乙炔燃烧是放热反应 h为 可排除b c项 又因为生成4molco2应该放出热量4bkj 故选a a 例 co ch4均为常见的可燃性气体 1 略 2 已知在101kpa时 co的燃烧热为283kj mol相同条件下 若2molch4完全燃烧生成液态水 所放出的热量为1molco完全燃烧放出热量的6 30倍 ch4完全燃烧反应的热化学方程式是 解析 热化学方程式有多种写法 一般情况下写出化学计量数为整数的热化学方程式 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 891kj mol ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 891kj mol 例 已知 1 h2 g 1 2o2 g h2o g h akj mol 2 2h2 g o2 g 2h2o g h bkj mol 3 h2 g 1 2o2 g h2o l h ckj mol 4 2h2 g o2 g 2h2o l h dkj mol下列关系式中正确的是 a a c 0b b d 0c 2a b 0d 2c d 0 解析 由热化学方程式可知 2 式的化学计量数为 1 式的2倍 则2a b 氢气燃烧是放热反应 则a b c d均应小于零 c 返回 盖斯定律 化学反应的反应热只与反应的始态 各反应物 和终态 各生成物 有关 与具体反应进行的途径无关 练习 已知 c s o2 g co2 g h 393 5kj molco g o2 g co2 g h 283 04kj mol写出石墨燃烧生成co的热化学方程式 四 盖斯定律及其应用 c s o2 g co g h 110 46kj mol 例 1840年盖斯根据一系列实验事实得出规律 他提出 若是一个反应可以分几步进行 则各步反应的反应热总和与这个反应一次发生时的反应热相同 已知 mg s 1 2o2 g mgo s h q12hg l o2 g 2hgo s h q2现有反应 mg s hgo s hg l mgo g h q3 则其中q3的值应该是 a q2 q1b q2 q1c q1 q2 2d 2q1 q2 c 解析 先使hgo分解生成hg和o2 然后mg与o2反应成mgo 例 已知25 101kpa下 石墨 金刚石燃烧的热化学方程式分别为 c 石墨 o2 g co2 g h 393 55kj mol c 金刚石 o2 g co2 g h 395 41kj mol 据此判断 下列说法正确的是 a 由石墨制备金刚石是吸热反应 等质量时 石墨的能量比金刚石的低b 由石墨制备金刚石是吸热反应 等质量时 石墨的能量比金刚石的高c 由石墨制备金刚石是放热反应 等质量时 石墨的能量比金刚石的低d 由石墨制备金刚石是放热反应 等质量时 石墨的能量比金刚石的高 解析 根据盖斯定律将题中两个热化学方程式相减得 c 石墨 c 金刚石 h 1 91kj mol 说明由石墨制备金刚石是吸热反应 吸收的热量作为化学能的形式贮存在金刚石中 也就是说同质量的石墨具有的能量比金刚石低 说明石墨更稳定 故选a 答案 a 有热化学方程式 c 石墨 2h2 g ch4 g h x2c 石墨 h2 g c2h2 g h 2y2c 石墨 2h2 g c2h4 g h 2z已知x y z 对下列反应 c2h2 g h2 g c2h4 g h1 2ch4 g c2h4 g 2h2 g h2 2 y z 2 x z 返回 五 反应热和键能的关系 拆开化学键 吸收能量形成化学键 释放能量键能 拆开或形成1mol化学键所吸收或释放的能量 化学反应的反应热 h 等于反应物化学键的键能之和与生成物化学键的键能之和的差 即 h e 反应物 e 生成物 例 1molh2分子中化学键断裂时需要吸收436kj的能量 1molcl2分子中化学键断裂时需要吸收243kj的能量 由h原子和cl原子形成1molhcl分子时释放431kj的能量 下列叙述正确的是 a 氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是h2 g cl2 g 2hcl g b 氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体 反应的 h 183kj molc 氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体 反应的 h 183kj mold 氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体 反应的 h 183kj mol 解析 h 436kj mol 243kj mol 2 431kj mol 183kj mol 故氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是 h2 g cl2 g 2hcl g h 183kj mol 故c正确 c 例 白磷与氧可发生如下反应 p4 5o2 p4o10 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 p pakj mol 1 p obkj mol 1 p ockj mol 1 o odkj mol 1 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的 h 其中正确的是a 6a 5d 4c 12b kj mol 1b 4c 12b 6a 5d kj mol 1c 4c 12b 4a 5d kj mol 1d 4a 5d 4c 12b kj mol 1 a 返回 在101kpa时 1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 叫做该物质的燃烧热 例如 测得101kpa时1molc完全燃烧放出393 5kj的热量 这就是c的燃烧热 c s o2 g co2 g h 393 5kj mol 一 燃烧热 六 燃烧热和中和热 又如 由实验测得 101kpa时1molh2完全燃烧生成液态水 放出285 8kj mol的热量 这就是h2的燃烧热 热化学方程式为 返回 二 中和热酸和碱的中和反应有热量放出 可以通过实验测得中和反应的反应热 当1l1mol l的稀盐酸跟1l1mol l的naoh溶液起中和反应时 能放出57 3kj的热量 naoh aq hci aq nacl aq h2o l h 57 3kj mol如果用1l1mol l的koh溶液中和1l1mol l的hno3溶液 也能放出57 3kj的热量 koh aq hno3 aq kno3 aq h2o l h 57 3kj mol 在稀溶液中 强 酸跟 强 碱发生中和反应而生成1molh2o 这时的反应热叫做中和热 h aq oh aq h2 l h 57 3kj mol 思考 1 如果用1l1mol l的nh3 h2o溶液中和1l1mol l的ch3cooh溶液 也能放出57 3kj的热量 2 如果用1l1mol l的naoh溶液中和浓硫酸生成1mol水 也能放出57 3kj的热量 3 如果用稀ba oh 2与稀硫酸溶液生成1mol水 也能放出57 3kj的热量 定义 中和热与燃烧热不同 燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的 而中和热是以生成1molh2o所放出的热量来定义的 因此若用热化学方程式表示它们时 应以燃烧1mol物质或生成1molh2o为标准来配平其余物质的化学计量数 例如 h 283 0kj mol h 57 3kj mol 三 实验中和热的测定 1 准备反应器等 2 用一个量筒量取50ml0 50mol l盐酸 倒入小烧杯中 并用温度计测量盐酸的温度 记入下表 然后把温度计上的酸用水冲洗干净 3 用另一个量筒量取50ml0 55mol lnaoh溶液 并用温度计测量naoh溶液的温度 记入下表 4 把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中 并把量筒中的naoh溶液一次倒入小烧杯 注意不要洒到外面 用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液 并准确读取混合溶液的最高温度 课本p45 5 重复实验两次 取测量所得数据的平均值作为计算依据 6 根据实验数据计算中和热 返回 例 在25 101kpa 1g甲醇燃烧co2和液态水时放热22 68kj 下列热化学方程式正确的是 a ch3oh l o2 g co2 g 2h2o l h 725 8kj molb 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 1452kj molc 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 725 8kj mold 2ch3oh l 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 1452kj mol b 例 已知葡萄糖的燃烧热是2804kj mol 当它氧化生成1g水时放出的热量是 a 26 0kjb 51 9kjc 155 8kjd 467 3kj a 返回 基础练习 解析 a项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地 人吃了这些土地里的蔬菜后 就会引发疾病 b项充电电池放电时 化学能转变为电能 d项有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧 答案 c 解析 需要加热的化学反应也可能是放热反应 如可燃物的燃烧反应 a选项错误 原电池是将化学能转化为电能的装置 故c选项错误 水力发电是将机械能转化为电能的过程 故d选项错误 正确选项为b 答案 b 解析 以煤等燃料作为主要生活燃料时会产生大量的空气污染物 私人汽车代替公交车会使汽油的消耗量增加 导致空气污染物增多 限制使用电动车会增加有害气体的排放 因此正确的选项为b 答案 b 解析 本题考查了热化学方程式书写规律 由已知 热化学方程式可知 即可得出答案 答案 a 答案 a 解析 节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放 大力发展火力发电 既不利于节能也不利于减排 故a选项符合题意 其余选项的措施或做法都符合节能减排的原则 答案 a 解析 a项 燃烧热的单位出错 应为kj mol 错 图中的量标明错误 应标为2molco和2molco2 故错 co2气体的能量大于固体的能量 故c项中放出的能量应小于452kj 而 h用负值表示时 则大于 452kj mol 正确 将下式乘以2 然后与上式相加 再除以2 即得co与na2o2的反应热 所得热量为57kj 故d项错 答案 c 返回 能力提升 解析 中和反应为放热反应 b对 中和反应有水生成 但有水生成的不一定是放热反应 如h2 cuo h2o cu是吸热反应 d错 从表中分析当加入hcl溶液5ml naoh溶液45ml反应后温度为22 故实验时环境温度小于22 a错 加入hcl溶液30ml反应放热最多 应是酸碱正好中和 故c naoh 1 0mol l 30ml 20ml 1 5mol l c错 答案 b 解析 葡萄糖氧化放出热量 化学能转化为热能 c错 选项d应该太阳能转化为化学能 d错 答案 ab 答案 a 解析 1 由方程式可以看出副产物矿渣应该是casio3 s 结合炼铁我们不难得出答案是制水泥 运用盖斯定律 反应1 反应2 3 反应3 1