第二十一讲化学能与热能（课件）2024年高考化学课件习题

第二十一讲化学能与热能学习目标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、放热反应的概念。3.了解焓变与反应热的含义。4.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。5.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。目录CONTENTS考点一反应热焓变考点二燃烧热和中和热能源考点三盖斯定律反应热的计算与比较/////////////////////真题验收制胜高考///////考点四

盖斯定律在反应热计算中的应用///////知能训练素养落实///////1反应热焓变1.化学反应的实质与特征(1)实质：

反应物中______________和生成物中______________。(2)特征：

既有______变化，又伴有______变化，通常主要表现为______的

变化。化学键的断裂化学键的形成物质能量热量2.反应热和焓变(1)反应热：

化学反应过程中吸收或放出的热量。(2)焓变①焓(H)：

与内能有关的物理量。②焓变(ΔH)：

生成物的焓与反应物的焓之差。③焓变与反应热的关系

等压条件下的反应热等于反应的焓变，常用

表示反应热，常用单位：

。ΔHkJ·mol－13.常见的吸热反应和放热反应吸热反应(ΔH＞0)放热反应(ΔH＜0)①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应②大多数的分解反应③弱电解质的电离④盐类水解⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应①中和反应②燃烧反应③金属与酸或氧气的反应④铝热反应⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应⑥大多数的化合反应【吸热、放热的原因分析】(1)从能量图分析物质能量变化与焓变的关系：

ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量)(2)从化学键变化分析总结

利用键能计算焓变(ΔH)，通过ΔH的正、负轻松判断化学反应是吸热还是放热。

ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和。吸热><放热4.热化学方程式(1)概念

表示参与化学反应的物质的__________和________的关系的化学方程式。(2)意义

表明了化学反应中的物质变化和能量变化。例如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示25℃，101kPa下，_________________________________________________________________。物质的量反应热2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量（3）书写热化学方程式的注意事项(1)热化学方程式中必须标明反应物和生成物的

，固体(

)、液体(

)、气体(

)、水溶液(

)，若为同素异形体，还要注明名称。(2)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25℃和101kPa下测定。(3)热化学方程式中的化学计量数为

。故化学计量数可以是

，也可以是

。当化学计量数改变时，其ΔH也

的改变。(4)要注明ΔH的符号：

“＋”代表

、“－”代表

，以及单位：

。聚集状态slgaq物质的量整数分数同等倍数吸热放热kJ·mol－1(4)热化学方程式的书写思想在线1.放热反应不需要加热就能发生，吸热反应不加热就不能发生(

)2.可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关(

)3.吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量(

)4.活化能越大，表明化学反应吸收的能量越多(

)×√√×5.开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM的含量(

)4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－890.3kJ(

)7.根据2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ/mol可知，氢气的燃烧热为571.6kJ/mol－1(

)×√××√1.我国学者研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示(其中吸附在金催化剂表面上的物种用

标注)C则该反应的反应热为

。2.CH3—CH3(g)―→CH2==CH2(g)＋H2(g)

ΔH，有关化学键的键能如下表：＋125kJ·mol－1化学键C—HC==CC—CH—H键能/(kJ·mol－1)4146153474353.已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为Cl—N==O)：则反应2NO(g)＋Cl2(g)

2ClNO(g)的ΔH＝

kJ·mol－1(用含a的代数式表示)。化学键N≡OCl—ClCl—NN==O键能/(kJ·mol－1)630243a607289－2a【课堂点拨】

1.理解简单图像的基本含义能量示意图图像分析微观宏观a表示断裂旧化学键吸收的能量；b表示生成新化学键放出的能量；c表示反应热a表示反应物形成活化分子吸收的能量(正反应的活化能)；b表示活化分子形成生成物释放的能量(逆反应的活化能)；c表示反应热2.掌握解答能量变化图像四步骤(1)明确图像纵横坐标的含义：

一般是横轴表示反应过程，纵轴表示能量变化。(2)细致观察各个步骤的变化：

起始态、过渡态、最终态等(3)理清图像变化与概念间的关系：

吸热反应和放热反应、活化能、ΔH、稳定性等的正确判断。(4)结合题意正确书写或判断：

热化学方程式的书写、ΔH的计算、决速的步骤等。熟记常见1mol下列物质中化学键的数目：物质金刚石SiO2P4CO2CH4化学键C—CSi—OP—PC==OC—H化学键数目2NA4NA6NA2NA4NA2燃烧热和中和热

能源1.燃烧热(1)燃烧热的概念及意义(2)对完全燃烧的理解元素CHS稳定氧化物及状态CO2(g)H2O(l)SO2(g)概念：25℃、101kPa时，

mol纯物质

生成稳定氧化物时所放出的热量意义：1完全燃烧衡量燃料燃烧时放出热量的多少2.燃料的选择能源(1)燃料的选择原则(2)能源分类煤石油天然气不可再生可再生(3)能源利用3.中和热（1）概念在25℃和101kPa下，在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成______________时所放出的热量。（2）测定原理c＝4.18J·g－1·℃－1＝×10－3kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用1g·mL－1进行计算。1molH2O(l)(3)实验步骤及装置(3)注意事项①为保证酸完全中和，采取的措施是__________。②因为弱酸或弱碱存在电离平衡，电离过程需要吸热，实验中若使用弱酸或弱碱则测得的反应热数值______。碱稍过量偏小思想在线1.已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1(

)2.在测定中和反应反应热的实验中，应把NaOH溶液分多次倒入(

)3.为测定反应H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的ΔH，也可以选用0.1mol·L－1NaHSO4溶液和0.1mol·L－1NaOH溶液进行实验(

)4.实验时可用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器(

)××√×1.某化学实验小组用简易量热计(装置如图)测量中和反应的反应热，实验采用50mL0.5mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH溶液反应。下列说法错误的是A.采用稍过量的NaOH溶液是为了保证盐酸完全被中和B.仪器a的作用是搅拌，减小测量误差溶液应迅速一次性倒入装有盐酸的内筒中D.反应前测完盐酸温度的温度计应立即插入NaOH溶液中测量

温度D2.油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出×104kJ热量，油酸甘油酯的燃烧热为×104kJ·mol－1B.－×104kJ·mol－1×104kJ·mol－1D.－×104kJ·mol－1C3.分析图像书写热化学方程式。(1)图甲表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：

。NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1mol气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：

。H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)

ΔH＝－81kJ·mol－1(3)图丙表示一定条件下，在水溶液中1molCl－、

(x＝1,2,3,4)的能量相对大小，①D是

(填离子符号)。②反应B―→A＋C的热化学方程式为_______________________________________________________________(用离子符号表示)。ΔH＝－117kJ·mol－13盖斯定律及其应用1.盖斯定律(1)内容：

对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即：

化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。(2)意义：

间接计算某些反应的反应热。2.反应热的计算(3)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的

ΔH＝E1－E2。

(4)利用盖斯定律计算反应热aΔH2－ΔH2ΔH1＋ΔH2“三步”确定热化学方程式或ΔH3.反应热大小的比较＞＞(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小⑤S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH5⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH6由⑤－⑥可得S(g)===S(s)

ΔH＝ΔH5－ΔH6____0，故ΔH5____ΔH6。＜＜＜＜1.已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2215kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成

1.8g水，则放出的热量约为(

)A.55kJ B.220kJC.550kJ D.1108kJA思想在线下列有关判断正确的是H2>0，ΔH3<0

H2<ΔH4H4<ΔH1＋ΔH2

H1>ΔH3C3.(2021·浙江1月选考)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：则2O(g)===O2(g)的ΔH为(

)A.428kJ·mol－1 B.－428kJ·mol－1C.498kJ·mol－1 D.－498kJ·mol－1D共价键H—HH—O键能/

(kJ·mol－1)436463热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－482kJ·mol－14真题验收制胜高考1.(2022·全国乙卷)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，

需要回收处理并加以利用。回答下列问题：

已知下列反应的热化学方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)

ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)

ΔH2＝＋94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH3＝－484kJ·mol－1

计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。1702.(2022·湖北卷)已知：①CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)

ΔH1＝－65.17kJ·mol－1－3.(2022·浙江6月选考，18)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol－1。下列说法不正确的是2的键能为436kJ·mol－12的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍C.解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O22O(g)＋O(g)===H2O2(g)

ΔH＝－143kJ·mol－1C4.(2022·浙江1月选考，18)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示：下列推理不正确的是H1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出

的热量与分子内碳碳双键数目成正比H2<ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定H1<ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键H3－ΔH1<0，ΔH4－ΔH3>0，说明苯分子具有特殊稳定性A5.按要求书写热化学方程式。(1)[2022·河北，16(1)]298K时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ,1molH2O(l)蒸发吸热44kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为

。(2)[2021·海南，16(1)]已知25℃，100kPa时：1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804kJ热量。则25℃时，CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式为__________________________________________________________。6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)

ΔH＝＋2804kJ·mol－1(3)[2021·天津，13(3)]合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式：__________________________________________。从能量角度分析，铁触媒的作用是___________________。ΔH＝－(a－b)kJ·mol－1降低反应的活化能ΔH＝－98kJ·mol－1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为__________________________________________________________。＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－12V2O5(s)(5).[2022·广东，19(1)②]Cr2O3催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)→Y(g)过程的焓变为________________________(列式表示)。(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)5知能训练素养落实1.(2022·济南高三月考)下列说法正确的是A.焓的大小受体系的温度、压强等因素的影响B.化学反应的反应热等于反应前后焓的变化C.浓硫酸溶于水是放热反应D.煤的液化有利于实现碳达峰、碳中和A2.某同学设计如图所示实验，探究反应中的能量变化。下列判断正确的是A.由实验可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反应

都是放热反应B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉

后释放出的热量有所增加C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器

对实验结果没有影响D.若用NaOH固体测定中和反应反应热，则

测定结果偏高D3.下列关于热化学反应的描述正确的是A.已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，用含20.0gNaOH的稀

溶液与稀盐酸反应测出的中和反应反应热为28.65kJ·mol－1B.CO(g)的燃烧热ΔH＝－283.0kJ·mol－1，则反应2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝

＋(2×283.0)kJ·mol－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1mol水，放出57.3kJ热量B3.(2023·太原检测)分别向1L0.5mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系正确的是H1＞ΔH2＞ΔH3

H1<ΔH2<ΔH3H1＞ΔH2＝ΔH3

H1＝ΔH2<ΔH3B4.下列热化学方程式正确的是(

)D5.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。如图所示，我国学者发现在T

℃时，甲醇(CH3OH)在铜催化剂上的反应机理如下：反应Ⅰ：CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)

ΔH1＝akJ·mol－1反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH2＝－bkJ·mol－1(b>0)总反应：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH3＝ckJ·mol－1下列有关说法正确的是A.反应Ⅰ是放热反应B.1molCH3OH(g)和H2O(g)的总能量大于1molCO2(g)和

3molH2(g)的总能量C.c>0D.优良的催化剂降低了反应的活化能，并减小了ΔH3，节约了能源C6.已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH1B7.(2022·西安模拟)丙烷与溴原子能发生以下两种反应：①CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g)反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是A.反应①与②均为吸热反应B.反应②使用了催化剂B8.(2021·浙江1月选考，20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：共价键H—HH—O键能/(kJ·mol－1)436463热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－482kJ·mol－1则2O(g)===O2(g)的ΔH为A.428kJ·mol－1

B.－428kJ·mol－1C.498kJ·mol－1

D.－498kJ·mol－1D2O体系的能量循环如图所示。下列说法正确的是H3<0H3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6H6>ΔH5H1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0D10.(2022·四川广元模拟)C2H6在Ni的