《高三化学一轮复习化学反应与能量 电化学基础化学反应的热效应.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三化学一轮复习化学反应与能量 电化学基础化学反应的热效应.pptx（88页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1有关反应热、焓变，放热反应、吸热反应，燃烧热、中和热以及能源等概念的辨析。2热化学反应方程式的书写，反应热的计算和比较等知识和技能。第1页/共88页一、焓变、反应热1化学反应的实质与特征(1)实质：断裂和 形成。(2)特征：既有 变化，又有 变化。(3)能量转化形式通常有热能、光能和电能等，但主要表现为热量的变化。反应物化学键生成物化学键物质能量第2页/共88页2焓变(1)焓(H)用于描述物质 的物理量。(2)焓变(H)H。单位Jmol1或kJmol1。(3)焓变与反应热的关系对于 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，则如下关系：。所具有能量H(生成物)H(反应物)
2、等压HQp第3页/共88页3反应热：指当化学反应在一定 下进行时，反应所 或 的热量，通常用符号Q表示，单位Jmol1或kJmol1。4能量变化的原因温度放出吸收第4页/共88页5反应热的测定(1)仪器：(2)原理：QC(T2T1)，式中C代表仪器和反应混合物的总热容，单位是kJK1，T1、T2分别代表，单位是K。量热计反应前、后溶液的温度第5页/共88页 (1)常见的吸热反应和放热反应有哪些？(2)反应的吸热放热是否与反应条件有关？提示(1)常见放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属与酸的置换反应；物质的缓慢氧化。常见吸热反应：大多数分解反应；盐的水解和弱电解质的电离；B
3、a(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳与水蒸气、C与CO2的反应。第6页/共88页(2)反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。第7页/共88页二、热化学方程式1定义：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义：热化学方程式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能量变化。2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，表示在。298 K时，2 mol气态氢气与1 mol气态
4、氧气完全反应生成2 mol液态水，放出571.6 kJ的能量第8页/共88页3热化学方程式的书写步骤第9页/共88页 热化学方程中，H的单位中“mol1”的含义是什么？第10页/共88页三、中和热和燃烧热比较项目比较项目燃烧热燃烧热中和反应的反应热中和反应的反应热相相同同点点能量能量变化变化 反应反应HH 0，单位：，单位：_不不同同点点反应物反应物的量的量可燃物是可燃物是 mol不限量不限量生成物生成物的量的量不限量不限量H2O是是 mol反应热反应热的含义的含义 时，时，mol纯物质完全燃烧纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所生成稳定的氧化物时所放出的热量；不同反应放出的热量；不同反应物，燃
5、烧热不同物，燃烧热不同 中强酸跟强碱中强酸跟强碱发生中和反应生成发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热时所释放的热量，不同反应物的中量，不同反应物的中和热大致相同，均约和热大致相同，均约为为57.3 kJmol1放热kJmol11125、101 kPa1稀溶液第11页/共88页 酸碱中和反应生成1 mol H2O时，都放出57.3 kJ的热量吗？提示中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O放出的热量，为57.3 kJmol1，弱酸弱碱电离时吸热，放出的热量小于57.3 kJ，浓硫酸稀释时放热，放出的热量大于57.3 kJ。第12页/共88页四、盖斯定律1内容对于一个化学反应
6、，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样。即：化学反应的反应热只与反应体系的 有关，而与 无关。始态和终态反应的途径第13页/共88页2.意义：间接计算某些反应的反应热。3应用方程式方程式反应热间的关系反应热间的关系H1aH2H1H2HH1H2第14页/共88页五、能源1概念能提供 的自然资源。2发展阶段 时期 时期 时期。3分类(1)化石燃料种类：、。特点：蕴藏量有限，且 再生。能量柴草化石能源多能源结构煤石油天然气不能第15页/共88页(2)新能源种类：、和 等。特点：资源丰富，再生，没有污染或污染很小。4能源问题(1)我国目前使用的主要能源是 ，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，
7、最终将会枯竭。(2)化石燃料的大量使用带来严重的 问题。太阳能氢能风能地热能海洋能生物质能可以化石燃料环境污染第16页/共88页第17页/共88页两个公式反应热H的基本计算公式(1)H生成物的总能量反应物的总能量。(2)H反应物的总键能之和生成物的总键能之和。第18页/共88页四个观察判断热化学方程式正误的观察点：“一观察”：化学原理是否正确，如燃烧热和中和热的热化学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念。“二观察”：状态是否标明。“三观察”：反应热H的符号和单位是否正确。“四观察”：反应热的数值与物质的系数是否对应。第19页/共88页六个注意应用盖斯定律计算反应热时应注意的六个问题。首先要明确所
8、求反应的始态和终态，各物质系数；判断该反应是吸热还是放热；不同途径对应的最终结果应一样；叠加各反应式时，有的反应要逆向写，H符号也相反，有的反应式要扩大或减小倍数，H也要相应扩大或减小相同倍数；第20页/共88页注意各分步反应的H的正负；比较反应热大小时，反应热所带“”“”均具有数学意义，参与大小比较；不要忽视弱电解质的电离、水解反应吸热，浓硫酸的稀释、氢氧化钠固体的溶解放热，都对反应热有影响。第21页/共88页我的警示“H”与反应的“可逆性”可逆反应的H表示反应完全反应的热量变化，与反应是否可逆无关。如：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1。第22页/共88页表示在2
9、98 K时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应，不可能生成2 mol NH3(g)，故实际反应放出的热量肯定小于92.4 kJ。第23页/共88页问题征解不管吸热反应还是放热反应有时都用到酒精灯，怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？提示持续用酒精灯加热，撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应；开始用酒精灯加热，反应开始后，撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热目的一般是引发反应或加快反应速率。第24页/共88页必考点44
10、热化学方程式的书写与判断书写热化学方程式应注意的几个问题(1)H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJmol1。(2)反应热H与测定条件(温度、压强等)有关。因此，书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大多数H是在25、1.01105 Pa下测定的，可不注明温度和压强。第25页/共88页(3)热化学方程式中各物质的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示该物质的分子数或原子数。因此物质的系数可以是整数，也可以是分数。(4)反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(s、l、g
11、、aq)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“”和“”，不用“”而用“=”表示。(5)热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中各物质的系数必须与H相对应，如果系数加倍，则H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。第26页/共88页【典例1】(2013浙江宁波八校联考)胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 k
12、J的热量。下列热化学方程式书写正确的是()。第27页/共88页A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1解析H与参加反应物质的物质的量不对应，A选项错误；物质的状态不同反应的热效应不同，C选项错误；放热反应H0，D选项错误。答案B第28页/共88页燃烧热和中和热燃烧热和中和热 第29页/共88页【应用1】(2013宝鸡二检)燃烧热是指
13、通常状况下1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量。下列说法正确的是()。A通常状况下，1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1B已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJmol1，则1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJ第30页/共88页C500、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的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
14、)H38.6 kJmol1D已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，C(s，金刚石)O2(g)=CO2(g)H395.0 kJmol1，则C(s，金刚石)=C(s，石墨)H1.5 kJmol1第31页/共88页解析表示氢气燃烧热的热化学方程式中H2(g)的系数为1，A错；气体变为液体时要放出能量，所以1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量大于270 kJ，B错；此反应为可逆反应，故投入0.5 mol的氮气，最终参加反应的氮气一定小于0.5 mol，因此热化学方程式中H应小于38.6 kJmol1，不是通常状况时H应标明确，选项C不正
15、确；D中由可知正确。答案D第32页/共88页必考点45 反应热的有关计算1主要依据热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热、中和热等数据。2主要方法(1)根据热化学方程式计算反应热与反应物各物质的物质的量成正比。(2)根据反应物和生成物的总能量计算HE生成物E反应物。第33页/共88页(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算H反应物的化学键断裂吸收的能量生成物的化学键形成释放的能量(4)根据盖斯定律的计算化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的
16、。第34页/共88页第35页/共88页【典例2】已知下列热化学方程式Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H125 kJmol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H247 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H319 kJmol1写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式_。第36页/共88页答案FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H11 kJmol1第37页/共88页(1)确定待求的热化学方程式；(2)找出待求的热化学方程式中各物质出现在已知热化学方程式的什么位置；(3)根据未知热化学方程式中各物
17、质的系数和位置的需要对已知热化学方程式进行处理，或调整系数，或调整反应方向；将新得到的热化学方程式及对应的反应热进行叠加，即可求出待求反应的反应热。根据盖斯定律计算的一般步骤 第38页/共88页【应用2】在298 K、100 kPa时，已知：2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3则H3与H1和H2间的关系正确的是 ()。AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H2第39页/共88页解析根据盖斯定律可知：H3H12H2。答案A第40页/共88页必考点46 反应热(H)的大小
18、比较对于放热反应来说，HQ kJmol1，虽然“”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即放热越多，H反而越小。如：1同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10，A(g)B(g)=C(l)H20，因为C(g)=C(l)H30，则H3H2H1，所以H2H1。第41页/共88页第42页/共88页第43页/共88页第44页/共88页(2)若向三份等体积0.100 0 molL1 NaOH溶液中分别加入稀醋酸，浓H2SO4，稀硝酸至恰好完全反应，则上述过程中的焓变H1、H2、H3的大小关系为_。(3)已知胆矾溶于水时，溶液温度降低。在室温下将1 mol无水硫酸
19、铜制成溶液时，放出热量为Q1 kJ，而胆矾分解的热化学方程式是CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)HQ2 kJmol1，则Q1与Q2的大小关系为_。第45页/共88页解析(1)由于该反应为放热反应，且H2O(g)=H2O(l)H2cd。(2)由于CH3COOH电离吸热，浓H2SO4稀释时放热，故有H1H3H2。(3)根据题意可得如下转化关系：故有：HQ2 kJmol1Q1 kJmol10，即：Q2Q1。答案(1)2ab2cd(2)H1H3H2(3)Q2Q1第46页/共88页1反应物和生成物的状态物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系比较反应热大小的四个注意要点第47页/共
20、88页2H的符号：比较反应热的大小时，不要只比较H数值的大小，还要考虑其符号。3参加反应物质的量，当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多放热反应的H越小，吸热反应的H越大。4反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。第48页/共88页【应用3】(2013西安二检)如图所示，下列说法不正确的是()。第49页/共88页A反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)B2(g)=C(g)H1Q1kJmol1B反应过程(2)的热化学方程式为C(g)=A2(g)B2(g)H2Q2 kJmol1CQ1与Q2的关系：Q1Q2DH2H1第50页/共88页解析由图像数据可知，
21、反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)B2(g)=C(g)H1Q1kJmol1。反应过程(2)的热化学方程式为C(g)=A2(g)B2(g)H2Q2 kJmol1，反应过程(1)与反应过程(2)中，反应物、生成物所涉及物质及状态均相同，只是过程相反，故反应热的数值相等，符号相反。注意比较H的大小时，要注意考虑其正负号。答案C第51页/共88页(1)忽略H的正负或对H的正负意义不理解。(2)忽视H的数值与化学方程式中物质的系数有关。系数发生变化时，H的数值要相应变化。(3)忽视物质的状态不同H的数值也不同。(4)对热化学方程式意义理解不清。第52页/共88页当场指导第53页/共88页Hold住
22、考向考向考向1化学反应中能量变化及相关化学反应中能量变化及相关概念概念5年年6考考考向考向2热化学方程式的书写与判断热化学方程式的书写与判断5年年12考考考向考向3盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用5年年9考考第54页/共88页名师揭秘化学反应中的能量变化属于逐渐强化的高考热点，涉及到焓变与化学键的关系，热化学方程式的书写和正误判断，反应热大小的比较和计算，燃烧热和中和热的理解与测定等。2014年高考仍会重点考查该部分知识，应高度关注。第55页/共88页1(2012大纲全国，9)反应ABC(H0)分两步进行：ABX(H0)，XC(H0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()。第5
23、6页/共88页解析ABXH0，X具有的能量大于A、B能量总和，A、C错误，XCH0，ABCH0，C具有的能量小于X具有的能量，也小于A、B能量总和，D正确，B错误。答案D第57页/共88页2(2012江苏化学，4)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是 ()。第58页/共88页A该反应为放热反应B催化剂能改变该反应的焓变C催化剂能降低该反应的活化能D逆反应的活化能大于正反应的活化能解析图中生成物总能量高于反应物总能量，反应为吸热反应，A错；使用催化剂可降低活化能而影响反应速率，但不会影响焓变，B错，C正确；图中E1为正反应
24、活化能，E2为逆反应活化能，E1E2，D错误。答案C第59页/共88页第60页/共88页解析反应()是可逆反应，所以254 g I2(g)与2 g H2(g)反应生成的HI(g)小于2 mol，放出的热量小于9.48 kJ，A错；由反应()()可得反应()I2(g)=I2(s)H35.96 kJmol1，因此，1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kJ，B错；两个反应物的产物均为气态碘化氢，显然C错；由()可知，1 mol固态碘比1 mol气态碘所含的能量低，故反应()的反应物总能量比反应()的反应物总能量低。答案D第61页/共88页第62页/共88页第63页/共88页解
25、析解析由盖斯定律由盖斯定律，可知，可知2得得Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s)H317 kJmol1第64页/共88页第65页/共88页解析A项中H2O的状态应为液态；B项中可逆反应不能进行到底，19.3 kJ热量不是0.5 mol N2和1.5 mol H2的反应热，故错误。第66页/共88页第67页/共88页(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”)_。第68页/共88页解析(3)由题给条件可知，4 mol HCl被氧化，放出热量为1
26、15.6 kJ，可知H115.6 kJmol1；由HE(反应物键能之和)E(生成物键能之和)可得，E(HO)E(HCl)115.6(4982243)/4 kJmol131.9 kJmol1，键能越大，化学键越稳定、越强，所以水中的HO键比氯化氢中HCl键强。第69页/共88页第70页/共88页第71页/共88页答案203.9 kJmol1第72页/共88页2(2012重庆理综，12)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：NN为942、OO为500、NN为154，则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是 ()。A194
27、B391 C516 D658第73页/共88页解析由题中的图像可以看出断裂1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)中的化学键所要吸收的能量为：2 752 kJ534 kJ2 218 kJ设断裂1 mol NH键所需要的能量为x则154 kJ4x500 kJ2 218 kJ解得x391 kJ。答案B第74页/共88页3(2011海南，5)已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol12Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 kJmol1则反应Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H为()。A519.4 kJmol1 B259.7 kJmol1
28、C259.7 kJmol1 D519.4 kJmol1第75页/共88页答案C第76页/共88页第77页/共88页【实验用品】仪器：大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)、温度计、量筒(50 mL)两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中心有两个小孔)、环形玻璃搅拌棒；试剂：0.50 molL1盐酸、0.50 molL1NaOH溶液。第78页/共88页【实验步骤】(1)在大烧杯底部垫泡沫塑料(或纸条)，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条)，大烧杯上用泡沫塑料板(或硬纸板)作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，如下
29、图所示。第79页/共88页(2)用一个量筒量取50 mL 0.50 molL1盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。(3)用另一个量筒量取50 mL 0.50 molL1NaOH溶液，并用温度计测量该溶液的温度，记入下表。(4)把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液迅速一次倒入小烧杯(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度t2，记入下表。第80页/共88页(5)重复实验(2)(4)三次。温度温度实验实验 次数次数 起始温度起始温度t1/终止终止温度温度t2/温度
30、差温度差(t2t1)/盐酸盐酸NaOH溶液溶液平均值平均值123第81页/共88页【实验数据处理】(1)取三次测量所得数据的平均值作为计算依据。t1/t2/(t2t1)/第82页/共88页(2)计算反应热为了计算简便，我们近似地认为实验所用酸、碱溶液的密度均为1 gcm3，且中和后所得溶液的比热容为 4.18 Jg11。50 mL 0.50 molL1的盐酸的质量m150 g,50 mL 0.50 molL1NaOH溶液的质量m250 g。第83页/共88页第84页/共88页【注意事项】(1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。(2)为保证酸、碱完全中
31、和，常采用碱稍稍过量。(3)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快，热量损失大。第85页/共88页【问题探讨】(1)本实验中常用稍过量的NaOH的原因是为保证盐酸完全被中和。试问：在反应中若因为有放热现象，而造成少量HCl在反应中挥发，则测得的中和热_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。(2)若用等浓度的醋酸与NaOH溶液反应，则测得的中和热会_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)，其原因是_。(3)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。第86页/共88页解析(1)若因为有放热现象导致少量HCl在反应中挥发，减少了HCl的量，故测得的中和热会偏小。(3)小题也同理，不洗涤温度计上的盐酸，也会造成HCl的量减小，测得中和热偏小。答案(1)偏小(2)偏小用醋酸代替盐酸，醋酸电离要吸收热量，造成测得中和热偏小(3)偏小 第87页/共88页感谢您的观看。第88页/共88页