化学高考专题辅导与训练课件化学能与热能

1、第2讲 化学能与热能【考纲资讯】【考情快报】【基础回顾】一、反应热 焓变下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)结合表中数据完成下列问题：2(g)O2(g)=2H2O(g)是_(填“吸热”或“放热”)反应，这说明2 mol H2(g)和1 mol O2(g)具有的能量比2 mol H2O(g)具有的能量_(填“高”或“低”)。放热高2.请用图示表示出2 mol H2(g)与1 mol O2(g)生成2 mol H2O(g)的反应过程。_3.根据表中数据，写出H2(g)与O2(g)完全反应生成H2O(g)的热化学方程式：_。2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H =484

2、 kJmol-1二、吸热反应和放热反应有下列变化：H2在Cl2中燃烧 碳酸钙分解 铝热反应 酸碱中和反应缓慢氧化 Na2CO3水解 NaOH固体溶于水 铁和稀硫酸反应Ba(OH)28H2O和NH4Cl反应 工业合成氨1.属于放热反应的有_，这些反应的进行，实现了_能向_能的转变。2.属于吸热反应的有_，这些反应的进行，实现了_能向_能的转变。化学热热化学三、盖斯定律把煤作为燃料可通过下列两种途径：途径：C(s)O2(g)=CO2(g) Ha kJmol-1途径：先制水煤气：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) Hb kJmol-1再燃烧水煤气：2CO(g)O2(g)=2CO2(g) Hc

3、 kJmol-12H2(g)O2(g)=2H2O(g) Hd kJmol-11两种途径放热：途径放出的热量_(填“大于”“小于”或“等于”)途径放出的热量。2制水煤气的反应中，反应物具有的总能量_(填“大于”“小于”或“等于”)生成物所具有的总能量，反应条件应为_。3a、b、c、d的数学关系式为 _。等于小于高温cd2(ab)【核心自查】一、书写热化学方程式时的“六个”注意1注意H 的符号和单位若为放热反应，H 为“-”；若为吸热反应，H 为“”。H 的单位为kJmol-1。2注意反应热的测定条件书写热化学方程式时应注明H 的测定条件（温度、压强），但绝大多数的H 是在25 、101 kPa下

4、测定的，此时可不注明温度和压强。3注意热化学方程式中的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数,也可以是分数。4注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“”和“”。5.注意H 的数值与符号热化学方程式中的H 的值应是表示反应已完成的热量变化。由于H 与反应完成的物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H 相对应，如果化学计量数加倍，

5、则H 也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。6注意燃烧热和中和热二、反应热的简单求算1.根据“两个”公式计算H =E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)H =E(反应物的键能之和)-E(生成物的键能之和)2.根据热化学方程式计算焓变与反应物的物质的量成正比3.根据盖斯定律计算若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变可通过这几个化学反应焓变的加减而得到。4.根据比热公式计算Q=cmT，H = 【真题自测】判断下列说法是否正确或完成需填内容一、反应热与热化学方程式 高考频次:1.化学反应与能量的变化关系（1）（2012大纲版全国卷）反应A+BC

6、（H 0），XC（H 0)，则乙烯燃烧的热化学方程式可表示为C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)H =-a kJmol-1（ ）分析：燃烧热指1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，而该反应的热化学方程式中生成的水为气态，不是稳定的氧化物，故错。（3）（2012金华一模）在500 、30 MPa条件下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2（g）+3H2（g） 2NH3(g) H =-38.6 kJmol-1（ ）分析：热化学方程式中的反应热是指反应进行完全时的热量变化。

7、由于该反应为可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2不可能全部反应，若全部参加反应，放出的热大于19.3 kJ,则1 mol N2和3 mol H2完全反应时放出的热大于38.6 kJ。催化剂高温、高压二、盖斯定律的应用 高考频次:（4）(2012广东六校联考)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：C(s)+O2(g)=CO2（g） H1=-393.5 kJmol-1CO2(g)+C(s)=2CO(g) H2=+172.5 kJmol-1S(s)+O2(g)=SO2(g) H3=-296.0 kJmol-1请写出CO除去SO2的热化学方程式_分析：CO除去SO2的化学方程

8、式为 2CO+SO2=S+2CO2由盖斯定律可知：由-可得：2CO（g）+SO2（g）=S（s）+2CO2（g）H =H1-H2-H3 =-393.5 kJmol-1-172.5 kJmol-1+296.0 kJmol-1=-270.0 kJmol-1答案：2CO（g）+SO2（s）=S(s)+2CO2(g)H =-270.0 kJmol-1（5）（2011北京高考）25 、101 kPa下：2Na(s) O2(g)=Na2O(s) H1414 kJmol12Na(s)O2(g)=Na2O2(s) H2511 kJmol1则25 、101 kPa下，Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s

9、)的H317 kJmol-1（ ）分析：根据盖斯定律，利用方程式2可得Na2O2(s)2Na(s) =2Na2O(s) H317 kJmol1，所以正确。【热点考向1】热化学方程式的书写、判断及意义【典例训练】1.(2012台州二模)下列说法或表示方法正确的( )A.等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多B.由H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3 kJmol-1可知，若将含1 mol CH3COOH的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热量小于57.3 kJC.由C(石墨)=C(金刚石) H =+1.90 kJmol-1可知，金刚石比石墨稳定

10、D.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) H =-221 kJmol-1,则可知1 mol C充分燃烧时放出的热量为110.5 kJ【解题指导】解答该题的关键有：(1)正确理解热化学方程式的意义；(2)明确反应热与物质稳定性的关系。【解析】选B。硫蒸气的能量比硫固体的高，完全燃烧放出的热量多,A项错；CH3COOH是弱电解质，电离过程消耗能量，故其放热小于57.3 kJ,B项正确；C(石墨)转化为C(金刚石)为吸热反应，金刚石的能量高，不稳定，C项错；碳充分燃烧时应生成CO2，放出的热量应多于生成CO放出的热量，D项错。2.（2012北京高考改编）用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物H

11、Cl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl+O2 2Cl2+2H2O已知：.反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。.400 CuO/CuCl2（1）H2O的电子式是_。（2）反应A的热化学方程式是_。（3）断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差约为_kJ，H2O中HO键比HCl中HCl键_（填“强”或“弱”）。【解题指导】解答本题时应注意以下两个方面：（1）书写热化学方程式时注意标明物质的状态及H 的正负号；（2）用化学键计算化学反应的热效应时，注意物质中化学键的个数。【解析】设1 mol HCl键断开时需要的能量为x，1 mol H

12、O键断开时需要的能量为y，由热化学方程式得出等式：（4x+498）-（4y+2243），解得y-x=31.9 kJ。答案：（1）（2）4HCl（g）+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) H =-115.6 kJmol-1（3）31.9 强【误区警示】热化学方程式理解、应用、书写等方面的易错点1.在书写热化学方程式时要注意燃烧热和中和热的含义（1）错误地认为1 mol可燃物燃烧时放出的热量就是燃烧热。燃烧热的定义是指101 kPa时1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。如H2是指生成H2O（l)而非H2O（g)、C是指生成CO2（g）而非CO（g)等。（2）将酸碱中和反应

13、中放出的热量与中和热混淆。 对于中和热的理解要注意：中和热不包括电解质的电离和生成水合离子的热效应。中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。2.热化学方程式中不应标注反应条件在热化学方程式的反应物和生成物连接符号(“=”或“ ”或“ ”)处，不应标注反应条件(如点燃、加热、电解等)。【热点考向2】有关反应热的求算【典例训练】3.(2012珠海一模)“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。“生物质能”是人类解决能源危机的一种重要的能源。“生物质”在一定条件下可气化为CO、H2等原料气，进而合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）

14、，相关反应为：2H2（g）+CO（g） CH3OH（g）4H2（g）+2CO（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）请根据图示回答问题：由H2和CO合成二甲醚的热化学方程式是_。【解题指导】解答本题要明确以下两点：(1)反应物、生成物总能量的高低与放热、吸热反应的关系。(2)反应热（H）只与反应物和生成物的总能量有关，与中间产物的总能量无关。【解析】由H2和CO合成二甲醚的反应为4H2（g）+2CO（g） CH3OCH3(g)+H2O(g)由图示可知该反应的H =H1+H2=-162.6 kJmol-1-23.5 kJmol-1=-186.1 kJmol-1答案：4H2(g)+2CO(g)

15、CH3OCH3(g)+H2O(g) H =-186.1 kJmol-14.（2011重庆高考）SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则 S(s)+3F2（g）=SF6（g）的反应热H 为( )A.-1 780 kJmol-1 B.-1 220 kJmol-1C.-450 kJmol-1 D.+430 kJmol-1【解题指导】根据H =反应物的键能之和-生成物的键能之和进行计算。【解析】选B。H =280 kJmol-13160 kJmol-1

16、6330 kJmol-1 =1 220 kJmol-1，由此可知B项正确。【方法总结】1.根据键能求反应热时的关键步骤（1）熟记计算公式。H =E(反应物的键能之和)-E(生成物的键能之和)（2）清楚物质中的化学键数目。注意以下物质中所含的化学键数目，如1 mol H2、O2、P4分别含有1 mol HH键、1 mol OO键、6 mol PP键；1 mol CH4含有4 mol CH键；1 mol NH3含有3 mol NH键；1 mol SiO2含有4 mol SiO键。2.用盖斯定律计算焓变的步骤【常规题型】1.下列说法中正确的是( )A在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量

17、变化B破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应C生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，H 0H 的大小与热化学方程式的化学计量数无关【解析】选C。化学反应中一定有能量变化，A错误；B项中，H反应物的键能总和生成物的键能总和，由此得H 0，故为放热反应。2.已知：101 kPa时辛烷的燃烧热为5 518 kJmol-1，强酸与强碱在稀溶液中发生反应时的中和热为57.3 kJmol-1，则下列热化学方程式书写正确的是（ ）C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) H =+5 518 kJmol-1C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) H =-5 518 kJmol-1H+OH-=H2O H =-57.3 kJmol-1NaOH(aq)+ H2SO4(aq)= Na2SO4(aq)+H2O(l) H =+57.3 kJmol-1