2021版高考化学一轮复习第九章能量化学反应与能量第一节化学能与热能课件新人教版

第一节化学能与热能[最新考纲]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．了解焓变(ΔH)与反应热的含义。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计算。4．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。考点一焓变与反应热/知识·再认再现1．反应热与焓变当化学反应在一定温度下进行时，反应所或的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。而焓变ΔH＝H(生成物)－H(反应物)，单位kJ·mol－1。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，则有ΔH＝Qp。放出吸收等压理清概念基础需抓牢2．反应热与活化能的关系(1)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝。(2)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。E1－E23．吸热反应与放热反应(1)从能量高低角度理解放热反应吸热反应图示能量高低反应物的总能量_____生成物的总能量，ΔH0反应物的总能量_____生成物的总能量，ΔH0说明①a表示断裂旧化学键_____的能量，也可以表示反应的_______。②b表示形成新化学键_____的能量，也可以表示活化分子结合成生成物分子所_____的能量。③c表示反应的_______，可通过计算焓变值求得。大于小于吸收活化能放出释放反应热(2)从化学键角度理解(3)常见的放热反应与吸热反应放热反应吸热反应常见反应①可燃物的燃烧②酸碱中和反应③金属与酸的置换反应④物质的缓慢氧化⑤铝热反应⑥大多数化合反应①弱电解质的电离②盐类的水解反应③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C和H2O(g)、C和CO2的反应⑤大多数的分解反应[注意]①化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热，但这并不是唯一的表现形式，其他的还有发光、放电等。②化学反应表现为吸热或放热，与反应的条件没有必然关系，而是取决于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。③化学反应表现为吸热或放热，与反应开始时是否需要加热无关。需要加热的反应不一定是吸热反应，如C＋O2=====点燃CO2为放热反应；不需要加热的反应也不一定是放热反应，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应。题组·跟进训练1．(2020·湖北八校一联)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是()A．氧分子的活化包括O—O键的断裂与C—O键的生成B．每活化一个氧分子放出0.29eV的能量C．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42eVD．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂解析：由图可知，氧分子的活化是O—O键的断裂与C—O键的生成过程，故A正确；反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化一个氧分子放出0.29eV的能量，故B正确；水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV，故C错误；活化氧可以快速氧化二氧化硫，而碳黑颗粒可以活化氧分子，因此炭黑颗粒可以看作大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂，故D正确。答案：C2．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是()A．反应生成1molN2时转移4mole－B．反应物能量之和大于生成物能量之和C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g)ΔH＝－139kJ·mol－1D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和解析：N2O和NO反应生成N2和NO2的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2，反应生成1molN2时转移2mole－，A不正确；根据图示，反应物能量之和大于生成物能量之和，B正确；该反应的反应热ΔH＝(209－348)kJ·mol－1＝－139kJ·mol－1，C正确；由于该反应放热，所以断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确。答案：A3．已知某反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。(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)减小减小不变考点二热化学方程式/知识·再认再现1．概念表示参加反应的物质的和的关系的化学方程式。2．意义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。例如：H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1，表示在25℃和101kPa下，1mol氢气和0.5mol氧气完全反应生成1mol液态水时放出285.8kJ的热量。物质的量反应热能量变化理清概念基础需抓牢3．五步法书写热化学方程式[注意]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。题组·跟进训练1．(2020·丰台一模)一定条件下，在水溶液中1molClO－x(x＝0,1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法错误的是()A．如图离子中结合H＋能力最强的是EB．如图离子中最稳定的是AC．C→B＋D反应的热化学方程式为2ClO－2(aq)===ClO－3(aq)＋ClO－(aq)ΔH＝－76kJ·mol－1D．B→A＋D的反应物的键能之和小于生成物的键能之和解析：酸根离子对应的酸越弱，结合氢离子能力越强，E对应的是高氯酸根离子，高氯酸是最强的无机酸，酸根离子结合氢离子能力最弱，故选A；能量越低越稳定原理，A最稳定，故不选B；ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝64＋60－2×100＝－76kJ·mol－1，所以C→B＋D反应的热化学方程式为2ClO－2(aq)===ClO－3(aq)＋ClO－(aq)ΔH＝－76kJ·mol－1，故不选C；3ClO－(aq)===2Cl－(aq)＋ClO－3(aq)的ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝0＋64－3×60＝－116kJ·mol－1，所以反应物的键能之和小于生成物的键能之和，故不选D。答案：A2．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH1＝－57.3kJ·mol－1，12H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===12Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH2＝mkJ·mol－1。下列说法正确的是()A．上述热化学方程式中的计量数表示分子个数B．ΔH1＞ΔH2C．ΔH2＝－57.3kJ·mol－1D．|ΔH1|＞|ΔH2|解析：热化学方程式中化学计量数表示物质的量，A项错；浓硫酸溶于水放热，故与NaOH反应时，放出的热量比57.3kJ大，但是ΔH为负值，所以ΔH1＞ΔH2，B项正确，C、D项错。答案：B3．(1)硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，该反应的热化学方程式为______________________________________________。SiHCl3的电子式为________。(2)101kPa时，1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3kJ的热量，反应的热化学方程式为_____________________________________________________________。(3)0.3mol的气态乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ的热量，则其热化学方程式为_____________________________________。(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)下图是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：(1)根据题干知，反应的热化学方程式为Si(s)＋3HCl(g)=====300℃SiHCl3(g)＋H2(g)ΔH＝－225kJ·mol－1。SiHCl3属于共价化合物，其电子式为。(2)1molCH4完全燃烧需要2molO2生成1molCO2和2mol液态H2O，故热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1。(3)1mol乙硼烷在氧气中燃烧放出的热量为649.5kJ×10.3＝2165kJ，则其热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ·mol－1。(4)由题意可知生成n(CO2)＝n(CaCO3)＝100g100g·mol－1＝1mol，则由原子守恒可知，需要乙醇的物质的量为12mol，故热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－(2×Q)＝－2QkJ·mol－1。(5)由图可知其热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)ΔH＝E1－E2＝134kJ·mol－1－368kJ·mol－1＝－234kJ·mol－1。答案：(1)Si(s)＋3HCl(g)=====300℃SiHCl3(g)＋H2(g)ΔH＝－225kJ·mol－1(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1(3)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ·mol－1(4)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1(5)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1[解题方略]书写热化学方程式时的注意事项考点三燃烧热、中和热、能源/知识·再认再现1．燃烧热理清概念基础需抓牢2．中和热3．中和热的测定(1)测定原理ΔH＝－m酸＋m碱·c·T终－T始nc＝4.18J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·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。(2)装置(如图)(3)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，减少热量损失。②为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量(0.5mol·L－1HCl、0.55mol·L－1NaOH溶液等体积混合)。③实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜丝导热性好，比用环形玻璃搅拌棒误差大。(4)问题设计①该实验小组做了三次实验，每次取溶液各50mL，并记录如下原始数据。实验序号起始温度T1/℃终止温度T2/℃温差(T2－T1)/℃盐酸NaOH溶液平均值125.025.025.028.23.2224.924.924.928.33.4325.025.025.028.33.3已知盐酸、NaOH溶液密度近似为1.00g·mL－1，中和后混合液的比热容c＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1，则该反应的中和热为55.176kJ·mol－