一轮复习人教版化学能与热能课件

第19讲化学能与热能[考纲要求]1.了解化学反应中能量转化的原因及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、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4.了解焓变与反应热的含义。5.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。6.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。高频考点一焓变反应热1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)放热反应中，生成物的总能量高于反应物的总能量(×)(2)放热反应在任何条件下都可以发生，吸热反应不加热就不能发生(×)(3)活化能越大，表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越大(√)(1)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，该反应的ΔH＝________kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量________(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1________，E2________，ΔH________(填“增大”“减小”或“不变”)。【答案】(1)吸热E1－E2一定低(2)减小减小不变1．化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和_____变化。(2)化学反应中的两大守恒：_____守恒和_____守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等，通常主要表现为_____的变化。2．焓变、反应热(1)反应热：化学反应过程中___________的能量。(2)焓变：在_____条件下进行的反应的热效应，符号：____，单位：_______或__________。能量质量能量热量吸收或放出恒压ΔHkJ/molkJ·mol－13．吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。(2)从化学键变化的角度分析。(3)常见放热反应。①可燃物的燃烧反应；②_________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。(4)常见吸热反应。①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应。酸碱中和考点1焓变和反应热概念的理解及应用1．(2017·济南模拟)下列说法中正确的是()A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH0D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关【解析】化学反应中一定有能量变化，A项错误；B项中，由ΔH＝断开旧化学键吸收的能量—形成新化学键放出的能量，得ΔH0，故为放热反应；吸热反应的ΔH0，C正确；ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数成正比关系，D错误。【答案】C2．(2018·河南清丰月考)已知2SO2＋O22SO3为放热反应，关于该反应的下列说法正确的是()A．O2的能量一定高于SO2的能量B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量C．SO2的能量一定高于SO3的能量D．因该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生【解析】放热反应中各反应物的总能量大于各生成物的总能量，所以A、C错误，B正确；有的放热反应也需要加热才能发生，如碳的燃烧就需要点燃引发反应。【答案】B【知识归纳】化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下进行。考点2由焓变、活化能图像分析能量变化3．(2017·河南十校模拟)研究表明N2O与CO在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是()【解析】【答案】C4．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O形成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【解析】A项，状态Ⅰ总能量为反应物总能量，状态Ⅲ总能量为生成物总能量，由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应；B项，从状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的图示可以看出，反应中CO并未断裂成C和O，C、O原子间一直有化学键；C项，由图示可以看出，CO和O2生成了CO2，CO2分子中C与O形成极性共价键；D项，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程。【答案】C高频考点二热化学方程式【答案】2．热化学方程式的书写方法3．书写热化学方程式时应注意的问题(1)热化学方程式不注明反应条件。(2)热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。(3)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。考点1热化学方程式书写的类型(一)根据题中文字信息书写1．根据信息，写出下列热化学方程式(1)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，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________________________________。(2)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：已知AX3的熔点和沸点分别为－93.6℃和76℃，AX5的熔点为167℃。室温时AX3与气体X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________________________________________________。【答案】【解析】(1)物质由气态转为液态时，应放出热量，所以N2O4(g)的能量高于N2O4(l)的能量，只有A选项正确。(2)N2O4与氧气、水反应，由化合价守恒可知N2O4中N的化合价升高，只能变为＋5，生成硝酸。【答案】(1)A(2)2N2O4＋O2＋2H2O4HNO33．如图是1molNO2和1molCO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：____________________________________________________________________。【解析】由图可知，产物总能量低于反应物总能量，该反应是放热反应，ΔH＝E1－E2＝134kJ·mol－1－368kJ·mol－1＝－234kJ·mol－1。【答案】NO2(g)＋CO(g)CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1【解析】1mol的气态水分解产生1mol的氢气和12mol的氧气的能量变化是：2×463－436－12×495＝242.5，因此热化学方程式为H2O(g)H2(g)＋12O2(g)ΔH＝＋242.5kJ·mol－1，A、B错误。2mol的气态水分解产生2mol的氢气和1mol的氧气的反应热是ΔH＝＋485kJ，物质分解吸收的热量与产物燃烧放出的热量数值相等，即热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)ΔH＝－485kJ·mol－1，C错误，D正确。【答案】D【解析】表示辛烷燃烧热时，生成的水应是液态而不是气态，故①错误、②正确；③中未标明反应物、生成物的聚集状态，错误；由中和热的概念可判断④正确。【答案】C【方法总结】“六看法”判断热化学方程式正误(1)看方程式是否配平。(2)看各物质的聚集状态是否正确。(3)看ΔH的“＋”“－”符号是否正确。(4)看反应热的单位是否为kJ·mol－1。(5)看ΔH的数值与化学计量数是否对应。(6)看化学原理是否正确，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。高频考点三燃烧热、中和热能源2．以50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH反应为例，填写下表。(填“偏小”或“偏大”)1．燃烧热【注意】(1)燃烧热的热化学方程式中可燃物的物质的量为1mol，则热化学方程式中可燃物前面的化学计量数为1。(2)稳定氧化物指可燃物充分燃烧后的产物，如CO2、SO2、H2O(l)、P2O5等，产物的状态为常温下状态，水为液态。2．中和热【注意】(1)中和热的热化学方程式书写以生成1molH2O(l)为标准；(2)强酸与强碱的稀溶液反应生成1molH2O(l)的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则弱酸(碱)的中和反应的ΔH－57.3kJ·mol－1。3．中和反应反应热的测定(1)装置(2)50mL0.55mol/L的NaOH溶液和50mL0.50mol/L的稀盐酸混合反应。(3)中和反应反应热的测定公式ΔH＝－（m碱＋m酸）·c·（t2－t1）nkJ·mol－1t1——起始温度，t2——终止温度，n——生成水的物质的量。则：ΔH＝－0.418（t2－t1）0.025kJ·mol－1【注意】(1)碎泡沫塑料和泡沫塑料板的作用是减少热量的散失。(2)为保证酸完全被NaOH中和，采取的措施是加入的碱略过量。(3)因为弱酸或弱碱电离时吸热，实验应使用强酸与强碱的稀溶液反应。4．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。【解析】燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol，得到的氧化物必须是稳定的氧化物，即H2O的状态必须为液态，A项错误；中和反应是放热反应，ΔH应小于0，B项错误；热化学方程式要注明物质的聚集状态，D项错误。【答案】C【解析】H2在Cl2中燃烧放出热量，ΔH＜0，A项错；B项，反应中水应为液态，B项错；1molNaOH完全中和放出57.4kJ热量，0.5molNaOH完全反应应放出28.7kJ热量，C项正确；氢原子转化为氢分子，形成化学键放出能量，故2mol氢原子具有的能量大于1mol氢分子具有的能量，D项错。【答案】C【知识归纳】燃烧热和中和热的比较考点2中和热测定及误差分析与数据处理3．(2018·山西临汾模拟)实验室进行中和热测定的实验时，除需要大烧杯(500mL)、小烧杯(100mL)外，其他所用的仪器和试剂均正确的一组是()A．0.50mol·L－1盐酸，0.50mol·L－1NaOH溶液，100mL量筒1个B．0.50mol·L－1盐酸，0.55mol·L－1NaOH溶液，100mL量筒2个C．0.50mol·L－1盐酸，0.55mol·L－1NaOH溶液，50mL量筒1个D．0.50mol·L－1盐酸，0.55mol·L－1NaOH溶液，50mL量筒2个【解析】本实验中为了保证0.50mol·L－1盐酸完全被中和，应采用0.55mol·L－1NaOH溶液，使碱稍过量，故A项不符合；所需酸、碱量均为50mL，故B项不符合；酸、碱溶液应分别用不同的量筒量取，故C项不符合。【答案】D4．某实验小组用0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液进行反应热的测定。①请填写下表中的空白：