《备考指南一轮 化学 》课件-第6章 第1节

化学反应与能量第六章第一节化学反应及其能量变化2017版课程标准素养目标1.认识物质所具有的能量，能解释化学反应中能量变化的本质2.能辨识化学反应中的能量转化形式，了解吸热反应、放热反应、反应热、焓变、燃烧热、中和热等概念3.理解热化学方程式的书写规则，能用热化学方程式表示反应中的能量变化4.了解盖斯定律及其简单应用，能进行反应焓变的简单计算5.了解能源的利用对自然环境和社会发展的影响，能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用1.变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析热化学反应方程式，运用热化学反应原理解决实际问题2.证据推理与模型认知：通过分析、推理等方法认识研究反应热的本质，建立盖斯定律模型3.科学态度与社会责任：赞赏化学对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断栏目导航01必备知识关键能力03真题体验领悟高考02研解素养悟法猎技04配套训练必备知识关键能力1焓变与反应热【基础整合】1．反应热(1)定义、符号和单位。反应热是化学反应中____________的热量。恒压条件下的反应热，称之为焓变，符号为________，单位为________。(2)表示方法。吸热反应：ΔH______0；放热反应：ΔH______0。吸收或放出ΔH

kJ/mol

>

<

(3)产生原因。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。(4)常见的放热反应和吸热反应。放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化；⑥铝热反应等。吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、CO2的反应等。吸收放出2．反应热的本质3．热化学方程式(1)概念。表示参加反应___________和_________的关系的化学方程式。(2)意义。表明了化学反应中的______变化和______变化。如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。物质的量反应热物质能量(3)热化学方程式的书写要求。①注明反应的______和______(25℃、101kPa下进行的反应可不注明)。②注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。③热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的____________，而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成分数。④热化学方程式中不用“↑”和“↓”。⑤热化学方程式能反映出该反应已完成的数量。由于ΔH与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。温度压强物质的量判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应(

)(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化(

)(3)吸热反应在任何条件下都不能发生(

)(4)活化能越大，表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高(

)(5)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(

)(6)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(

)(7)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(

)【答案】(1)×

(2)√

(3)×

(4)√

(5)√

(6)×

(7)√【重难突破】【解析】由图可知，该反应分两步进行：①A→B

ΔH1＝E1－E2②B→C

ΔH2＝E3－E4，根据盖斯定律，总反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝E1－E2＋E3－E4，A错误；加入V2O5后可降低反应的活化能，活化能大的决定反应速率，第二步反应的活化能较大，则第二步决定反应速率，B错误；加入V2O5,只能改变反应的活化能，反应速率改变，但ΔH不变，C正确；向密闭容器中充入2molSO2和1molO2，发生上述反应，达到平衡时生成SO3的物质的量小于2mol，反应放热小于198kJ，D错误。【答案】C

【解析】根据键能与反应热的关系：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，可得4x＋497.3－2×242.7－2×2×462.8＝－112.1，则H—Cl的键能为431.8kJ·mol－1，C正确。1．熟记反应热ΔH的基本计算公式(1)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。(2)ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和。2．常见物质中的化学键数目物质(化学键)CO2(C===O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)石墨(C—C)金刚石(C—C)S8(S—S)Si(Si—Si)键数24641.5282(4)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__________________________________________________。(5)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗1molCuCl(s)，放热44.4kJ，______________________________。(6)化学反应N2＋3H2===2NH3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：_________________________。燃烧热、中和热、能源【基础整合】1．燃烧热和中和热定义的比较燃烧热中和热相同点能量变化放热ΔH及其单位ΔH______0，单位均为kJ·mol－1＜燃烧热中和热不同点反应物的量________不一定为1mol生成物的量不确定生成水的物质的量为________反应热的含义101kPa时，______纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)在稀溶液里，强酸与强碱发生中和反应生成___________时所放出的热量，ΔH＝_______________注意事项“完全燃烧”是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H2→H2O(l)，S→SO2(g)等注意几个限定词：①稀溶液；②产物是1mol液态H2O；③用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－11mol

1mol

1mol

1molH2O(l)

－57.3kJ·mol－1

反应前和反应后体系的温度

减少实验过程中的热量损失

碱稍过量

偏小

3．能源(1)能源分类。(2)解决能源问题的措施。①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。(4)已知101kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－221kJ·mol－1，则该反应的反应热为221kJ·mol－1(

)(5)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1(中和热)(ΔH的数值正确)(

)(6)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量(

)(7)H2(g)的燃烧热是285.8kJ·mol－1，则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋571.6kJ·mol－1(

)(8)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

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

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)√

(6)×

(7)×

(8)×【重难突破】【答案】B

【解析】醋酸为弱酸，电离时要吸热，放出的热量应小于57.3kJ，A错误；甲烷的燃烧热指的是1molCH4燃烧生成液态H2O和CO2气体时放出的热量，C错误；氢气燃烧的热化学方程式中的ΔH应为－285.8×2kJ·mol－1，D错误。2．(2020·吉林长春期中)下列示意图表示正确的是(

)A．图甲表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝26.7kJ·mol－1反应的能量变化B．图乙表示碳的燃烧热C．图丙表示实验的环境温度20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，测量混合液温度，结果如图(已知V1＋V2＝60mL)D．图丁已知稳定性顺序：B＜A＜C，某反应由两步反应A―→B―→C构成，反应过程中的能量变化曲线如图(E1、E3表示两反应的活化能)【答案】D

【解析】甲图象表示的物质能量变化为反应物能量高于生成物能量的放热反应，反应Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)

ΔH＝26.7kJ·mol－1为吸热反应，A错误；碳与氧气反应生成CO是放热反应，图乙错误，且碳的燃烧热对应的稳定氧化物是CO2，B错误；如图，V2为20mL时温度最高，说明此时酸碱已经反应完毕，又实验中始终保持V1＋V2＝60mL，所以V1为40mL，由酸碱中和关系式：2NaOH～H2SO4，硫酸和氢氧化钠溶液浓度不同，和题干不符合，C错误。(1)有关燃烧热的判断，一看是否以1mol可燃物为标准，二看是否生成稳定氧化物。(2)有关中和热的判断，一看是否以生成1molH2O为标准，二看酸碱的强弱和浓度，应充分考虑弱酸、弱碱电离吸热，浓的酸碱稀释放热等因素。①用量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？___________________________________________________。(2)倒入NaOH溶液的正确操作是__________(填字母，下同)。A．沿玻璃棒缓慢倒入B．分三次少量倒入C．一次迅速倒入(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_________________________。A．用温度计小心搅拌B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C．轻轻地振荡烧杯D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钡溶液、稀氨水分别和1L1mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为_____________________。(5)在测定中和热的实验中，下列说法正确的是___________。A．使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触C．用0.5mol·L－1NaOH溶液分别与0.5mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D．在测定中和热实验中需要使用的仪器有：容量瓶、量筒、烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒(6)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝__________(结果保留一位小数)。(7)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是_____________________________________。实验序号起始温度t1/℃终止温度t2/℃盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6【答案】(1)确保盐酸被完全中和(2)C

(3)D(4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3

(5)A

(6)－51.8kJ·mol－1

(7)不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热研解素养悟法猎技2盖斯定律充分体现了能量守恒定律，在近几年高考试题中出现率100%，难度中等。呈现形式主要是根据两个或三个已知热化学方程式推导目标反应的热化学方程式或其ΔH。此类试题体现“变化观念与平衡思想”的核心素养。【解读素养】1．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，其反应热是相等的，即化学反应的反应热只与反应体系的____________有关，而与____________无关。(2)本质：盖斯定律的本质是____________定律。(3)意义：间接计算某些反应的反应热。【思维导引】[典型例题]例1

(2019·全国卷Ⅲ)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)===CuCl(s)＋1/2Cl2(g)

ΔH1＝83kJ·mol－1CuCl(s)＋1/2O2(g)===CuO(s)＋1/2Cl2(g)

ΔH2＝－20kJ·mol－1CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g)

ΔH3＝－121kJ·mol－1则4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。【答案】－116【解析】因CO燃烧生成CO2是放热反应，所以CO2分解是吸热反应，ΔH为正值，前一个反应吸收的热量少于后者，故ΔH1<ΔH2，①错误；气态硫本身所具有能量高于固态硫，其燃烧时所放出的热量比等量的固态硫的多，故ΔH1>ΔH2，②正确；

石灰石的分解是吸热反应，ΔH1>0，CaO与水反应是放热反应，ΔH2