化学反应与能量变化一轮复习课件

化学反应与能量变化►探究点一反应热焓变1．吸热反应与放热反应的比较判断依据放热反应吸热反应反应物总能量与生成物总能量的相对大小E反应物______E生成物E反应物______E生成物与化学键的关系生成物分子成键时释放出的总能量________反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量________反应物分子断裂时吸收的总能量大于小于【知识梳理】判断依据放热反应吸热反应ΔH的符号ΔH0(“－”号)ΔH0(“＋”号)反应过程图示判断依据放热反应吸热反应反应类型①大多数______反应②所有的______反应③酸碱中和反应④金属与酸的反应①大多数分解反应②盐的水解，电解质的电离③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C和CO2、C和H2O(g)的反应化合燃烧2.反应热、焓变(1)焓(H)：用来描述物质______________这一性质的一种物理量。(2)焓变(ΔH)：ΔH＝____________________________。(3)单位：___________________。(4)ΔH0，表示______热反应；ΔH0，表示______热反应。所具有的能量ΔH(反应产物)－ΔH(反应物)kJ·mol－1或J·mol－1放吸从微观和宏观的角度理解反应热的本质【重点点拨】微观角度宏观角度概述图18－1中各段表示的意义概述图18－1中各段表示的意义旧化学键断裂吸收的热量与新化学键生成放出的热量的差a表示断裂旧化学键吸收的热量b表示新化学键生成放出的热量c表示反应热反应物自身的能量与生成物的能量差a表示活化能b表示活化分子结合成生成物所释放的能量c表示反应热例1[2010·山东卷]下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()A．生成物总能量一定低于反应物总能量B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应的焓变D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同【典例精析】C【解析】本题考查了化学反应热效应及化学反应速率的相关知识，容易题。生成物的总能量可能大于反应物的总能量，也可能小于反应物的总能量，A错误；放热反应的速率可以大于也可以小于吸热反应的速率，B错误；C项是盖斯定律的应用，正确；根据盖斯定律，化学反应所吸收或放出的热量，仅决定于反应的始态和终态，而和反应是由一步或者分为数步完成无关，D错误。[点评]化学反应表现为吸热或放热与反应开始时是否加热无关，也与其他反应条件无关，只与反应物总能量与生成物总能量的相对大小有关。需要加热的反应不一定是吸热反应，如铝热反应为放热反应，但需要加热来引发；不需要加热的反应也不一定就是放热反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵固体混合时的反应为吸热反应，但不需要加热；在一定的温度和压强下，同一个反应的引发条件不同，如H2和Cl2在光照或点燃条件下发生反应，反应热相同。请结合下面的变式题对此加深理解。下列说法不正确的是()A．对于吸热反应，反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量B．放热反应在常温条件下不一定能发生C．在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH2O时的反应热叫做中和热D．在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成最稳定的氧化物时所放出的热量就叫做该物质的燃烧热对于吸热反应，反应物所具有的总能量加上吸收的热量等于生成物的总能量，A正确；很多放热反应在常温下都不能发生，如工业合成氨，B正确；中和热的反应物一定是强酸和强碱。在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热，C错误；在101kPa，1mol物质完全燃烧生成最稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。C►探究点二热化学方程式1．定义：表明反应________或________热量的化学方程式叫做热化学方程式。2．意义：不仅表明了化学反应中的____________，同时也表明了化学反应中的____________。3．书写要求(1)要注明反应的温度和压强(若在101kPa和25℃可不注明)，要注明ΔH的________与________。(2)要注明反应物和生成物的____________(表示符号：气态用“g”，液态用“l”，固态用“s”)，若为同素异形体，要注明名称，稀溶液中的溶质或离子，要注明“aq”。放出吸收物质变化能量变化“＋”“－”聚集状态【知识梳理】(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子________，只表示__________，它可以是_________，也可以是____________。例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol-1H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol-1H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝－241.8kJ·mol-1个数物质的量整数简单分数“热化学方程式”的几点提醒1．若为同素异形体，除了注明聚集状态，还要注明名称。因为同素异形体虽然构成元素相同，但是为不同物质，其本身具有的能量不同，所以反应中的ΔH也不同。如①S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ·mol－1②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(s，单斜)＝S(s，正交)ΔH3＝－0.33kJ·mol－12．热化学方程式的书写，一般不写反应条件、生成物沉淀符号和气体符号。【重点点拨】3．相同条件(温度、压强)，相同物质的化学反应(互逆反应，不一定是可逆反应)，正向进行的反应和逆向进行的反应，其反应热ΔH数值相等，符号相反。如：2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1；2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6kJ·mol－1。4．不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如：2SO2(g)＋O22SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1是指2molSO2(g)和1molO2(g)完全转化为2molSO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强时，向某容器中加入2molSO2(g)和1molO2(g)反应达到平衡时，放出的能量为Q，因反应不能完全转化生成2molSO3(g)，故Q＜197kJ。同时看出热化学方程式中的反应热ΔH与可逆符号及等号无关。5．ΔH和测定条件(温度、压强)有关。因此，书写热化学方程式时注明ΔH的测定条件。绝大多数的ΔH是在25℃、1.01×105Pa下测定的，可不注明温度和压强。例2在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是()A．CH3OH(l)＋32O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋725.8kJ·mol－1B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452kJ·mol－1C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－725.8kJ·mol－1D．2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2OΔH＝－1452kJ·mol－1【典例精析】B【解析】因反应放热，ΔH0，故A项错误；热化学方程式中必须标明各物质的状态，D项错误；1mol甲醇的质量为32g，由1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，可得1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ×32≈725.8kJ。故只有B项正确。【点评】把握热化学方程式书写中的易错点，明确命题者在该知识点考查中的设错方式，有利于快速、准确地判断热化学方程式的正误。热化学方程式正误判断中的关键点有：①漏写或错写物质的聚集状态；②忽视反应热ΔH的正负号；③错写或漏写ΔH的单位；④反应热的数值与化学计量数不对应等。请结合下面的变式题对此加深理解。3-T℃时，N2与H2反应生成NH3，其能量变化如图18－2(Ⅰ)所示。若保持其他条件不变，温度分别为T1℃和T2℃时，H2的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。则下列结论不正确的是()图18－2A．该反应的热化学方程式：12N2(g)＋32H2(g)＝NH3(g)ΔH＝－(b－a)kJ·mol－1B．该反应的热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1C．T1＞T2，且正反应为放热反应D．其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且H2的转化率增大D由图Ⅱ可知反应在T1条件下先达到平衡，则说明T1高于T2，而T1温度下平衡时氢气的体积分数大，说明该反应为放热反应。A、B、C项正确；升高温度平衡向逆反应方向移动，氢气的转化率减小，D项错误。►探究点三反应热的大小比较1．根据反应物和生成物的聚集状态比较物质由固态变成液态，由液态变成气态，都必定________热量；而由液态变成固态，由气态变成液态，或由气态直接变成固态，则________热量。因此在进行反应热计算或大小比较时，应特别注意各反应物或生成物的状态。2．根据热化学方程式中的化学计量数比较热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示各反应物和生成物的物质的量，可以是分数。当化学计量数发生变化(如加倍或减半)时，反应热也要__________。互为可逆反应的热化学反应，其反应热____________________。吸收放出随之变化数值相等，符号相反【知识梳理】3．根据反应物和生成物的性质比较对互为同素异形体的单质来说，由不稳定状态单质转化为稳定状态的单质要________能量，因为能量越低越稳定；对于同一主族的不同元素的单质来说，与同一物质反应时，生成物越稳定或反应越易进行，放出的热量越______；而有些物质，在溶于水时吸收热量或放出热量，在计算总反应热时，不要忽视这部分热量。4．根据反应进行的程度比较对于分几步进行的反应来说，反应进行得越彻底，其热效应越________。如果是放热反应，放出的热量越__________；放出多大多如果是吸热反应，吸收的热量越________。如，等量的碳燃烧生成一氧化碳放出的热量少于生成二氧化碳时放出的热量。对于可逆反应来说，反应进行得程度越大，反应物的转化率越高，吸收或放出的热量也_______。越多多反应热大小比较时要特别注意以下几点：1．比较反应热大小时，反应热所带“＋”“－”号均具有数学意义，参与大小比较；2．对于中和热、燃烧热，由于它们的反应放热是确定的，所以描述中不带“－”号，但是其焓变还是为负值；3．不要忽视弱电解质的电离、水解吸热，浓硫酸的稀释、氢氧化钠和氧化钙等固体的溶解放热对反应热的影响。例3在同温同压下，下列各组热化学方程式中ΔH1ΔH2的是()A．2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)ΔH12H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g)ΔH2B．S(g)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH1S(s)＋O2(g)＝SO2(g)ΔH2C．C(s)＋12O2(g)＝CO(g)ΔH1C(s)＋O2(g)＝CO2(g)ΔH2D．H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)ΔH112H2(g)＋12Cl2(g)＝HCl(g)ΔH2【典例精析】C【解析】A项，生成液态水比生成气态水放出的热量多，故ΔH1＜ΔH2；B项，气态硫参加反应时比固态硫放出的热量多，则ΔH1＜ΔH2；C项，生成CO时比生成CO2放出的热量少，ΔH1ΔH2；D项，ΔH1＝2ΔH2＜0，即ΔH1ΔH2，所以正确答案为C。[点评]反应热大小的比较中，一定要注意带着正负号比较，不是只比较反应热的绝对值，本题容易忽视反应热的正负号而错选。此外，还要注意电离或溶解时的热效应，如下面的变式题。[2010·宁夏卷]已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于()A．－67.7kJ·m