广东省版高考化学一轮复习 第六单元 第1节 化学反应与能量变化课件 新人教版-新人教版高三全册化学课件

1、第第1 1节化学反应与能量变化节化学反应与能量变化-2-3-自主预诊考向突破1.焓变、反应热(1)焓与焓变。焓(H):用于描述物质的物理量。焓变(H):生成物与反应物的内能差,即生成物与反应物所具有的焓之差,H=H()-H(),单位:。(2)反应热。指当化学反应在一定温度下进行时,反应所或的热量,通常用符号Q表示,单位kJmol-1。(3)焓变与反应热的关系对于等压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则有如下关系:。(4)反应热产生的原因。化学反应过程中旧键断裂的能量与新键形成的能量不相等,故化学反应均伴随着能量变化。所具有的能量生成物反应物放出kJmol-1吸收吸收

2、H=Qp放出-4-自主预诊考向突破2.放热反应和吸热反应的判断(1)从反应物和生成物总能量相对大小的角度分析,如图所示。吸放-5-自主预诊考向突破(2)从反应热的量化参数键能的角度分析。(3)常见的放热反应和吸热反应。放热反应:可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属跟酸的置换反应;物质的缓慢氧化;铝热反应等。吸热反应:大多数分解反应;盐的水解;Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应;碳和水蒸气、C和CO2的反应等。吸热”“”或“=”)92.4kJ,理由是。(2)若体积不变,向密闭容器中再充入2molNH3,则反应N2+3H22NH3的焓变H=。 答案:(1)合成氨反应为可逆反应,1m

3、olN2和3molH2不可能完全反应,因而放出的热量小于92.4kJ(2)-92.4kJmol-1-15-自主预诊考向突破考向1有关概念与图像分析典例(2019安徽定远重点中学高三月考)已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述正确的是()A.每生成2分子AB吸收bkJ热量B.该反应热H=+(a-b)kJmol-1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1molAA键和1molBB键,放出akJ能量 答案解析解析关闭1molA2(g)和1molB2(g)反应生成2molAB(g),每生成2molAB(g)吸收(a-b)kJ热量,A项错误;反应热

4、H=断开旧键吸收的能量-形成新键放出的能量,故反应热H=+(a-b)kJmol-1,B项正确;依据能量图像分析可知反应物总能量低于生成物总能量,C项错误;断裂1molAA键和1molBB键共吸收akJ能量,D项错误。 答案解析关闭B-16-自主预诊考向突破归纳总结正确理解活化能与反应热的关系 (1)注意活化能在图示中的呈现。从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能;从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能。(2)催化剂只影响正、逆反应的活化能,而不影响反应的焓变。(3)进行反应热的有关计算时,要注意图示中反应物和生成物的物质的量。-17-自主预诊考向突破对点演练1(2019河南洛阳高三

5、尖子生联考)已知25、101kPa下,石墨的燃烧热H1=-393.5kJmol-1,金刚石的燃烧热H2=-395.4kJmol-1,如图所示。下列表达正确的是()A.金刚石比石墨稳定B.C(s,石墨)=C(s,金刚石)H=+1.9kJmol-1C.H1H2D.如果使用催化剂,H1和H2都变小 答案解析解析关闭由题意并结合图像可知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)H1=-393.5kJmol-1,C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g)H2=-395.41kJmol-1,二者相减可得C(s,石墨)=C(s,金刚石)H=+1.9kJmol-1。相同质量

6、时金刚石燃烧放出能量较多,则说明金刚石总能量较大,石墨比金刚石稳定,故A项错误;由以上分析可知C(s,石墨)=C(s,金刚石)H=+1.9kJmol-1,故B项正确;反应放热,则HH2,故C项错误;催化剂不改变反应热的大小,故D项错误。 答案解析关闭B-18-自主预诊考向突破考向2燃烧热与中和热的理解典例(2019吉林实验中学高三期中)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是()A.氢气的燃烧热为-285.5kJmol-1,则水电解的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)H=+285.5kJmol-1B.1mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890kJ热量,C.已知2C

7、(s)+O2(g)=2CO(g)H=-221kJmol-1,则C(s)的燃烧热为-110.5kJmol-1D.HF与NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-57.3kJmol-1 答案解析解析关闭 答案解析关闭-19-自主预诊考向突破归纳总结(1)由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热可不带“-”号。如:某物质的燃烧热为H=-QkJmol-1或QkJmol-1。(3)在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应,生成1molH2O(l)和可溶性盐时放出的热量为中和热;不同反应物的中和热大致相同,均约为57.3kJmol-1。-20-自主预诊考向突破对点演练2下列关于

8、热化学反应的描述中正确的是 ()A.HCl和NaOH反应的中和热H=-57.3kJmol-1。则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H=2(-57.3)kJmol-1B.CO(g)的燃烧热H是-283.0kJmol-1,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)反应的H=+(2283.0)kJmol-1C.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1molH2O,放出57.3kJ热量 答案解析解析关闭中和热是以生成1molH2O(l)作为标准的,A项错误;燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量,B项正确;有水生成的燃

9、烧反应,根据水为液态时的能量变化计算燃烧热,C项错误;稀醋酸是弱酸,电离过程需要吸热,生成1molH2O时放出的热量要小于57.3kJ,D项错误。 答案解析关闭B-21-自主预诊考向突破考向3依据共价键的键能计算反应热典例(2018天津理综,10改编)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。CO2与CH4经催化重整,可制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:填写下列空白:该反应的H=。分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多

10、的是(填“A”或“B”)。 答案解析解析关闭化学反应的焓变等于反应物键能总和减去生成物的键能总和,所以焓变为(4413+2745)kJmol-1-(21075+2436)kJmol-1=+120kJmol-1。初始时容器A、B的压强相等,A容器恒容,随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加);B容器恒压,压强不变;所以达平衡时A中压强大于B中压强,由于对此反应减小压强时平衡正向移动,所以B中反应物转化率大,吸热也更多。 答案解析关闭+120kJmol-1B-22-自主预诊考向突破易错警示解答化学键与反应热关系题目的“两”注意(1)熟练掌握常见物质中的化学键数目。(2)根据化学键断裂和形成过

11、程中的能量变化计算反应热时,需注意断键和成键的总数,必须是断键时吸收的总能量和成键时放出的总能量。-23-自主预诊考向突破对点演练3(2019河北衡水安平县安平中学高三期中)已知:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=akJmol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)H=-220kJmol-1HH、O=O和OH键的键能分别为436kJmol-1、496kJmol-1和462kJmol-1,则a为()A.-332B.-118C.+350D.+130 答案解析解析关闭已知C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H=akJmol-1,2C(s)+O2(g)=2CO(g)H=-22

12、0kJmol-1,2-得:2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)H=(2a+220)kJmol-10,H=反应物总键能-生成物总键能=(4462-496-2436)kJmol-1=(2a+220)kJmol-1,解得a=+130kJmol-1。 答案解析关闭D-24-自主预诊考向突破深度指津反应热的计算(1)根据燃烧热数据,求算反应放出的热量利用公式:Q=燃烧热n(可燃物的物质的量)如已知H2的燃烧热H=-285.8kJmol-1,燃烧H2的物质的量为2mol,则H2燃烧放出的热量为2mol285.8kJmol-1=571.6kJ。(2)依据反应物与生成物的能量计算H=E生成物-E反应物(3

13、)根据键能数据计算H=反应物键能总和-生成物键能总和-25-自主预诊考向突破热化学方程式1.热化学方程式及其意义(1)定义:表示参加反应的物质的和关系的化学方程式。(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。例如:H2(g)+O2(l)=H2O(l)H=-285.8kJmol-1,表示在25和1.01105Pa下,1mol氢气与0.5mol氧气完全反应生成1mol液态水时放出285.8kJ的热量。物质的量反应热能量变化-26-自主预诊考向突破2.书写热化学方程式的注意事项 +-kJmol-1物质的量溶液固体液体名称-27-自主预诊考向突破自我诊断1.判断正误,正确的打“”

14、,错误的打“”。(1)甲烷的燃烧热为890.3kJmol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)H=-890.3kJmol-1。 ()(2)已知101kPa时,2C(s)+O2(g)=2CO(g) H=-221kJmol-1,则单质碳的燃烧热为221kJmol-1。 ()(3)热化学方程式中各物质的化学计量数既表示物质的量又表示分子个数。 ()(4)500、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,则该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-38.

15、6kJmol-1。 ()-28-自主预诊考向突破(5)S(s)+O2(g)=SO2(g)H=-akJmol-1表示1molS和氧气完全反应生成1molSO2气体,放出热量为akJ。 ()答案:(1)(2)(3)(4)(5)-29-自主预诊考向突破2.依据事实写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。SiH4自燃的热化学方程式为。(2)化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)。试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式:。-30-自主

16、预诊考向突破-31-自主预诊考向突破考向热化学方程式的书写与正误判断典例(1)(2019山东青岛二中高三模拟)有人设想利用CO还原SO2。已知S和CO的燃烧热分别是296.0kJmol-1、283.0kJmol-1,请写出CO还原SO2生成CO2和S(s)的热化学方程式:。(2)(2017天津理综,7节选)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为。-32-自主预诊考向突破(3)(2017北京理综,26节选)TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物。钛精矿在沸腾

17、炉中的氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)H1=+175.4kJmol-12C(s)+O2(g)=2CO(g)H2=-220.9kJmol-1沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:。 答案:(1)2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s)H=-270kJmol-1(2)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)H=-85.6kJmol-1(3)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)H=

18、-45.5kJmol-1-33-自主预诊考向突破解析:(1)已知S和CO的燃烧热分别是296.0kJmol-1、283.0kJmol-1,则根据盖斯定律可知2-即得到CO还原SO2的热化学方程式2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s)H=-270kJmol-1。(2)由所给数据计算,该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)H=-85.6kJmol-1。(3)由已知两个反应方程式相加得:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)H=(+175.4-220.9)kJmol-1=-45.5kJmol-

19、1。-34-自主预诊考向突破易错警示用热化学方程式表示中和热时,生成H2O的物质的量必须是1mol,当用热化学方程式表示燃烧热时,可燃物的物质的量必须为1mol。-35-自主预诊考向突破对点演练写出下列反应的热化学方程式:(1)25、101kPa时,1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出890.3kJ的热量,反应的热化学方程式为。(2)在25、101kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为。(3)下图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,请写

20、出NO2和CO反应的热化学方程式:。 答案解析解析关闭 答案解析关闭-36-自主预诊考向突破深度指津判断热化学方程式正误的“五审”-37-自主预诊考向突破盖斯定律及其应用1.内容:化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是的,即化学反应的反应热只与反应体系的有关,而与无关。2.意义:可间接计算某些难以直接测量的反应的反应热。3.应用相同始态和终态反应的途径-38-自主预诊考向突破自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)一个反应一步完成或几步完成,两者相比,经过的步骤越多,放出的热量越少。 ()(2)已知H2(g)+O2(g)=H2O(g)H1和2H2(g)+O2(g)=2

21、H2O(g)H2,则H1H2的是()A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H1;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H2B.S(g)+O2(g)=SO2(g)H1;S(s)+O2(g)=SO2(g)H2D.已知反应:C(金刚石,s)=C(石墨,s)HH2,故A项正确;依据盖斯定律,固体硫变为气态硫需要吸收热量,所以H1H2,故B项错误;二氧化硫转化为三氧化硫是放热反应,三氧化硫分解成二氧化硫和氧气是吸热反应,所以H1H2,故C项错误;由反应C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)H1;C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)H2,根据盖斯定律和已知条件可知:H1-H20,所以H1H

22、2,故D项错误。 答案解析关闭A-48-自主预诊考向突破对点演练2(2019甘肃静宁县一中高三模拟)下列说法正确的是()A.101kPa时,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-572kJmol-1,则H2的燃烧热为572kJmol-1B.500、30MPa时,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJmol-1。在此条件下将1.5molH2和过量N2充分反应,放出热量46.2kJC.若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多D.已知:2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)H1;2C(s)+O2(g)=2CO(g)H2;则H1H2 答案解析解析关闭1

23、mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,故A项错误;H2的物质的量为1.5mol,完全消耗1.5mol氢气会放出46.2kJ热量,由于合成氨反应为可逆反应,氢气不可能完全转化成氨气,所以放出的热量小于46.2kJ,故B项错误;由固态硫得到硫蒸气需要吸收能量,所以若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量少,故C项错误;等量的碳完全燃烧生成CO2时放出的热量比生成CO时放出的热量多,所以H10,即可知H1H2。方法二:要注意在图像上只能看出放出或吸收热量多或少,若是放热反应,放出热量越多,H越小;若是吸热反应,吸收热量越多,H越大。故H1H2。-50-自

24、主预诊考向突破网络构建-51-自主预诊考向突破1.物质能量与反应吸、放热之间的关系(1)E反应物E生成物,放热反应,H0。(2)E反应物0。2.热化学方程式书写、判断的注意事项(1)注意标明物质的聚集状态。(2)注意H的符号与单位。(3)注意H的数值与计量数是否对应。3.盖斯定律中的2个关系(1)总反应方程式=各步反应方程式之和(2)总反应的焓变=各步反应的焓变之和核心速记-52-素养解读案例探究方法规律素养提升从微观角度探析物质及能量变化高考对本节内容的考查主要体现在四个方面。一是以图像、图表为背景考查能量变化,化学键键能,正、逆反应的活化能的关系及简单计算;二是热化学方程式的书写及正误判断

25、;三是盖斯定律应用于未知反应反应热的计算;四是结合生产、生活考查燃烧热、中和热和能源的开发利用。能够从宏观和微观的视角分析化学反应中的能量变化,揭示化学反应的实质。体会能源在生产和生活中的应用,提升科学态度和社会责任感。-53-素养解读案例探究方法规律素养提升典例(2019全国1,10)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253K冰表面吸附和溶解过程的示意图,下列叙述错误的是()A.冰表面第一层中,HCl以分子形式存在B.冰表面第二层中,H+浓度为510-3molL-1(设冰的密度为0.9gcm-3)C.冰表面第三层中,冰的

26、氢键网络结构保持不变-54-素养解读案例探究方法规律素养提升 解析:由图示可知,冰表面第一层中,HCl以分子形式存在,A项正确;冰表面第二层中,c(H+)=c(Cl-),设n(Cl-)=1mol,则n(H2O)=1104mol,m(H2O)=18gmol-11104mol=1.8105g,B项正确;由图示可知,冰表面第三层中只有水分子,因此冰的氢键网络结构保持不变,C项正确;由图示可知,冰表面第三层中无此可逆反应,D项错误。答案:D-55-素养解读案例探究方法规律素养提升化学反应微观示意图1.化学反应的本质化学反应的本质是原子的重新组合。化学反应微观示意图能清晰地表示化学反应的本质和过程。例如:表示的化学反应为Cl2+2NaClO2=2NaCl+2ClO2-56-素养解读案例探究方法规律素养提升2.常见考查角度(1)确定模型表示的物质;(2)判定模型表示的变化;(3)观察模型变化的结果;(4)判定模型表示的化学反应类型;(5)判定模型表示的物质类别;(6)判定模型表示的粒子构成;(7)判断化学反应顺序;(8)寻找符合模型的化学反应;(9)确定模型图示的构成;(10)计算质量、质量比。-57-素养解读案例探究方法规律素养提升3.解题方法点拨要想解答好这类题目,首先要理解物质变化