《金新学案》高三化学一轮复习 化学反应与能量变化（课件）

第1讲化学反应与能量变化最新展示1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热、中和热等概念。3.了解热化学方程式的含义。热点定位1.吸热反应和放热反应的判断。2.热化学方程式的书写。3.利用化学键断裂(或形成)时吸收(或释放)能量的数据计算反应热。一、反应热(焓变)1．焓变(1)概念：在

条件下进行反应的

。(2)符号及单位：表示符号：ΔH；单位： 。恒压反应热kJ·mol－1(或kJ/mol)2．吸热反应和放热反应(1)产生原因(2)表示方法①吸热反应：ΔH为“”或ΔH

0；②放热反应：ΔH为“”或ΔH

0。><负正1．如何从微观和宏观两个角度判断一个反应是放热反应还是吸热反应？【提示】微观上：旧键断裂吸收的能量大于新键形成放出的能量，则反应吸热，称为吸热反应；旧键断裂吸收的能量小于新键形成放出的能量，则反应放热，称为放热反应。宏观上：反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，反应放热；反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，反应吸热。二、热化学方程式1．概念：表明

的化学方程式。2．表示意义：不仅表明了化学反应中的

，也表明了化学反应中的

。例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH(298K)＝－571.6kJ/mol表示 。

反应所吸收或放出热量物质变化能量变化在298K时，2mol气态氢气与1mol气态氧气反应完成后，生成2mol液态水，放出571.6kJ的热量2．热化学方程式与普通化学方程式有何异同？【提示】相同的是：①表示意义相同：表示反应物和生成物各是什么及它们之间的物质的量的关系。②都遵守质量守恒定律，都需要配平。不同的是：热化学方程式重在体现化学反应中的能量变化关系，故①须注明反应的温度和压强，②须注明物质的聚集状态，③化学计量数可以是分数。三、中和反应反应热的测定1．中和热(1)定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成

所

的热量。(2)举例：稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的中和热为

，表示该反应中和热的热化学方程式为： 。1_mol水放出57.3kJ/molHCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol2．中和反反应反应应热的测测定(1)装置如下下图(2)注意事项项①碎泡沫塑塑料(或纸条)及泡沫塑塑料板的的作用是是。②为保证酸酸、碱完完全中和和，常采采用，稍稍过过量。③实验中若若使用弱弱酸或弱弱碱，因因中和过过程中电电离，会使测测得数值值。防止热量量散失碱(或酸)吸收热量偏小1．(上海高考考题)下列反应应中生成成物总能能量高于于反应物物总能量量的是()A．碳酸钙钙受热分分解B．乙醇燃燃烧C．铝粉与与氧化铁铁粉末反反应D．氧化钙钙溶于水水【解析】生成物总总能量高高于反应应物总能能量的反反应属于于吸热反反应，选选项A中的反应应是吸热热反应，，选项B、C、D中的反应应是放热热反应。。【答案】A2．(全国卷Ⅱ)已知：①1molH2分子中化化学键断断裂时需需要吸收收436kJ的能量②1molCl2分子中化化学键断断裂时需需要吸收收243kJ的能量③由H原子和Cl原子形成成1molHCl分子时释释放431kJ的能量下列叙述述正确的的是()A．氢气和和氯气反反应生成成氯化氢氢气体的的热化学学方程式式是H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)B．氢气和和氯气反反应生成成2mol氯化氢气气体，反反应的ΔH＝＋183kJ/molC．氢气和和氯气反反应生成成2mol氯化氢气气体，反反应的ΔH＝－183kJ/molD．氢气和和氯气反反应生成成1mol氯化氢气气体，反反应的ΔH＝－183kJ/mol【解析】根据H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH＝E(H—H)＋E(Cl—Cl)－2E(H—Cl)＝436kJ/mol＋243kJ/mol－2×431kJ/mol＝－183kJ/mol，故选项项C正确。【答案】C3．(2009年四川高高考题)25℃，101kPa时，强酸酸与强碱碱的稀溶溶液发生生中和反反应的中中和热为为57.3kJ/mol，辛烷的的燃烧热热为5518kJ/mol。下列热热化学方方程式书书写正确确的是()A．2H＋(aq)＋(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/molB．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/molC．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ/molD．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ/mol【解析】A项，生成成的是2molH2O及BaSO4沉淀；C项，应生生成液态态水；D项，辛烷烷应为1mol。【答案】B4．(2009年全国卷卷Ⅱ)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ·mol－1现有H2与CH4的混合气体体112L(标准状况)，使其完全全燃烧生成成CO2和H2O(l)，若实验测测得反应放放热3695kJ，则原混合合气体中H2与CH4的物质的量量之比是()A．1∶1B．1∶3C．1∶4D．2∶3【解析】设H2、CH4的物质的量量分别是x和y，则x＋y＝112L/22.4L·mol－1＝5mol，＋＋890kJ·mol－1y＝3695kJ，解得x＝1.25mol，y＝3.75mol，故原混合合气体中H2与CH4物质的量之之比是1∶3。【答案】B一、放热反反应与吸热热反应的比比较类型比较放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量表示方法ΔH＜0ΔH＞0类型比较放热反应吸热反应图示类型比较放热反应吸热反应常见反应①活泼金属与水或酸的反应。例如：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑②酸碱中和反应。例如：2KOH＋H2SO4===K2SO4＋2H2O③燃烧反应。例如：2CO＋O22CO2④多数的化合反应。例如：CaO＋H2O===Ca(OH)2⑤铝热反应①多数的分解反应。例如：CaCO3CaO＋CO2↑②盐的水解。例如：NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应④C和CO2、C和H2O(g)反应【应用指南】(1)化学反应表表现为吸热热或放热与与反应开始始是否需要要加热无关关，需要加加热的反应应不一定是是吸热反应应(如C＋O2CO2为放热反应应)，不需要加加热的反应应也不一定定是放热反反应。(2)虽然浓H2SO4、NaOH固体溶于水水明显放热热，NH4NO3溶于水明显显吸热，但但均不能称称为吸热反反应或放热热反应，因因为都是物物理变化。。已知化学反反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)，2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反反应。据此此判断，下下列说法中中不正确的的是()A．12gC所具有的能能量一定高高于28gCO所具有的能能量B．56gCO和32gO2所具有的总总能量大于于88gCO2所具有的总总能量C．12gC和32gO2所具有的总总能量大于于44gCO2所具有的总总能量D．将一定质质量的C燃烧，生成成CO2比生成CO时放出的热热量多【思路点拨】解答本题应应抓住以下下两点：(1)从物质所具具有的能量量角度理解解放热反应应。(2)C(s)与O2(g)反应生成CO2(g)可理解为先先后发生题题给两反应应。【尝试解答】据2C(s)＋O2(g)2CO(g)为放热反应应可知，12gC(s)和16gO2(g)所具有的总总能量高于于28gCO(g)所具有的能能量，但12gC所具有的能能量与28gCO所具有的能能量无法比比较；根据据2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)是放热反应应知，56gCO(g)和32gO2(g)的总能量大大于88gCO2(g)的能量；由由C(s)＋O2(g)CO2(g)为放热反应应知12gC(s)和32gO2(g)的总能量大大于44gCO2(g)的能量；C燃烧生成CO2放出的热量量应等于同同质量的C燃烧生成CO放出的热量量加上CO燃烧生成CO2放出的热量量。【答案】A【拓展训练】1.白磷与氧可可发生如下下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂裂下列化学学键需要吸吸收的能量量分别为：：P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P=OckJ·mol－1、O=OdkJ·mol－1。根据上图所所示的分子子结构和有有关数据估估算该反应应的ΔH，其中正确确的是()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【解析】根据焓变的概概念ΔH等于反应物键键能的总和减减去产物键能能的总和，即即ΔH＝E反应物－E产物，根据反应方方程式P4＋5O2===P4O10和模型图分析析可知，该反反应的反应热热ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1，A正确。【答案】A二、热化学方方程式的书写写1．书写步骤(1)在化学方程式式中每一种反反应物和生成成物后面加括括号，括号中中注明聚集状状态，并配平平，不必注明明反应条件；；对于同素异异形体间的转转化，在括号号内还要标明明物质名称。。(2)ΔH写在化学方程程式的右边。。若为放热反反应，则ΔH为“－”；若为吸热反反应，则ΔH为“＋”。其单位为kJ/mol或kJ·mol－1。(3)标注ΔH的数值。方程程式中化学式式前面的化学学计量数必须须与ΔH相对应，如果果化学计量数数加倍，则ΔH也要加倍。当当反应逆向进进行，其反应应热与正反应应的反应热数数值相等，符符号相反。2．注意事项(1)标明ΔH的测定条件反应热ΔH与测定条件(温度、压强等等)有关。因此书书写热化学方方程式时应注注明ΔH的测定条件。。绝大多数ΔH是在25℃、101325Pa下测定的，可可不注明温度度和压强。(2)计量数表示的的意义热化学方程式式中各物质化化学式前面的的化学计量数数仅表示该物物质的物质的的量，并不表表示物质的分分子数或原子子数。因此化化学计量数可可以是整数，，也可以是分分数。(3)可逆反应的热热化学方程式式①可逆反应的热热化学方程式式中一般不用用可逆号。②若在热化学方方程式中用“”连接，仍表示示反应按化学学计量数完全全转化时的反反应热。【应用指南】判断热化学方方程式正误要要注意“四看”：(1)看各物质的聚聚集状态是否否正确；(2)看ΔH变化的“＋”、“－”是否正确；(3)看反应热的单单位是否为kJ·mol－1；(4)看反应热数值值与化学计量量数是否相对对应。化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如如图所示，该该反应的热化化学方程式是是()A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1【思路点拨】解答本题应抓抓住以下三点点：(1)明确三个能量量变化：akJ、bkJ、ckJ表示的意义。。(2)热化学方程式式中化学方程程式部分要与与ΔH对应。(3)用代数式表示示ΔH的符号和数值值时，可以将将符号和代数数式融为一体体。【尝试解答】由图示可知：：akJ能量是molN2(g)和molH2(g)断键所吸收的的，bkJ能量是1molN和3molH形成1molNH3(g)所放出的能量量，1molNH3(g)变为1molNH3(l)释放ckJ能量。若生成成NH3(g)，热化学方程程式应为：【答案】A【拓展训练】2.(2009年重庆高考)下列热化学方方程式书写正正确的是(ΔH的绝对值均正正确) ()A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ/mol(燃烧热)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ/mol(中和热)C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.8kJ/mol(反应热)D．2NO2===O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ/mol(反应热)【解析】选项A，H2O的状态是不稳稳定的气态，，不是表示燃燃烧热的热化化学方程式。。选项B，中和热为放放热反应，ΔH＝－57.3kJ/mol。选项C，S燃烧生成SO2的反应是放热热反应，ΔH<0，同时时也注注明了了物质质的聚聚集状状态等等，正正确。。选项项D，未注注明物物质的的聚集集状态态，错错误。。【答案】C1．参照照反应应Br＋H2―→HBr＋H的能量量与反反应历历程的的示意意图，，下列列叙述述中正正确的的是()A．从图图中可可看出出，该该反应应的反反应热热与反反应途途径有有关B．正反反应为为放热热反应应C．加入入催化化剂，，该化化学反反应的的反应应热增增大D．正反反应为为吸热热反应应【解析】根据反反应历历程的的示意意图可可知：：反应应物(Br和H2)比生成成物(HBr和H)具有的的能量量低，，故该该反应应为吸吸热反反应。。反应应热与与途径径无关关，加加入催催化剂剂反应应热不不变。。【答案】D2．已知知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)ΔH＝－270kJ/mol，下列列说法法正确确的是是()A．氟化化氢气气体分分解生生成氢氢气和和氟气气的反反应是是放热热反应应B．1molH2与1molF2反应生生成2mol液态HF放出的的热量量小于于270kJC．在相相同条条件下下，1molH2与1molF2的能量量总和和大于于2molHF气体的的能量量D．该反反应中中的能能量变变化可可用下下图来来表示示【解析】由热化化学方方程式式可知知ΔH<0，H2和F2反应生生成HF是放热热反应应，则则氟化化氢分分解生生成H2和F2为吸热热反应应，故故A错。HF(g)转变变为为HF(l)要放放热热，，则则1molH2与1molF2反应应生生成成2mol液态态HF，放放出出的的热热量量大大于于270kJ，故故B错。。该该反反应应为为放放热热反反应应，，则则反反应应物物的的总总能能量量高高于于生生成成物物的的总总能能量量，，C正确确。。该该反反应应中中能能量量变变化化的的图图示示为为【答案案】C3．(2010年淮淮安安调调研研)下列列关关于于热热化化学学反反应应的的描描述述中中正正确确的的是是()A．HCl和NaOH反应应的的中中和和热热ΔH＝－－57.3kJ/mol，则则H2SO4和Ca(OH)2反应应的的中中和和热热ΔH＝2×(－57.3)kJ/molB．CO(g)的燃燃烧烧热热是是283.0kJ/mol，则则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0)kJ/molC．需要加加热才能能发生的的反应一一定是吸吸热反应应D．1mol甲烷燃烧烧生成气气态水和和二氧化化碳所放放出的热热量是甲甲烷的燃燃烧热【解析】A项在不考考虑“H2SO4与Ca(OH)2不仅生成成水，而而且还生生成CaSO4微溶物，，会改变变体系热热量”的前提下下，二者者的中和和热ΔH＝－57.3kJ/mol；C项，需加加热才能能发生的的反应不不一定是是吸热反反应，如如NH3的催化氧氧化就是是一个在在加热条条件下进进行的放放热反应应；D项，甲烷烷的燃烧烧热应指指生成液液态水时时放出的的热量。。【答案】B4．已知：：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－Q1kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝－Q2kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH3＝－Q3kJ·mol－1常温下，，取体积积比4∶1的甲烷和和氢气的的混合气气体11.2L(标准状况况下)，经完全全燃烧后后恢复至至室温，，则放出出的热量量为()A．0.4Q1＋0.05Q3B．0.4Q1＋0.05Q2C．0.4Q1＋0.1Q3D．0.4Q1＋0.2Q2【解析】n(气体)＝＝＝0.5mol即混合气气体中有有0.4molCH4和0.1molH2。燃烧后恢恢复至室室温，水水为液态态，故放放出的热热量为：：Q＝0.4Q1＋＝＝0.4Q1＋0.05Q3【答案】A5．根据如如下图所所示，写写出下列列反应的的热化学学方程式式并回答答相关问问题：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________。Q1与Q2的关系：：Q1________Q2(填“大于”“小于”或“等于”)。【解析】由图(1)知反应物物为A(g)