2021版高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第19讲 化学能与热能课件 新人教版

化学第6章化学反应与能量第19讲化学能与热能01练真题·明考向02课后达标检测考点一焓变热化学方程式[知识梳理]一、反应热(焓变)1．概念：在_____条件下进行的反应的__________。符号为_____，单位为__________或__________。恒压热效应ΔHkJ·mol－1kJ/mol＞＜2．表示方法吸热反应：ΔH_____0；放热反应：ΔH_____0。干冰和冰的升华以及液氨的汽化等过程均为物理变化，它们的热效应不是反应热。二、吸热反应和放热反应1．从两角度理解(1)从物质具有的能量角度理解ΔH___0，______反应ΔH___0，______反应＜放热＞吸热(2)从化学键角度理解吸收能量E1反应物――――→旧化学键断裂新化学键形成生成物E1＞E2，为______反应，ΔH＝E1－E2，ΔH___0E1＜E2，为______反应，ΔH＝E1－E2，ΔH___0释放能量E2吸热＞＜[小结]①化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。②物质具有的能量越低，该物质越稳定，断开物质内部的化学键就越难，其键能就越大。放热2．常见的吸热反应和放热反应(1)常见的吸热反应：大多数的分解反应、所有的水解反应、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应、C与H2O(g)的反应、C与CO2的反应等。(2)常见的放热反应：大多数的化合反应、酸碱中和反应、活泼金属与水的反应、较活泼金属与酸的反应、所有的燃烧反应、铝热反应、物质的缓慢氧化等。三、热化学方程式1．概念：表示____________________和________的关系的化学方程式。参加反应物质的量反应热2．意义：表明了化学反应中的____变化和____变化。例如：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。物质能量3．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)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)，因此可以写成整数，也可以写成分数。(4)不用标注“↑”“↓”。(5)热化学方程式能反映该反应已完成的量。由于ΔH与反应物质的量有关，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的数值相等，符号相反。温度压强物质的量[自主检测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(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)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。()(5)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。()(6)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。()×√×√×√2．如图表示某反应的能量变化，按要求回答下列问题：(1)该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。(2)该反应的ΔH＝________。(3)使用催化剂________(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。(4)曲线Ⅰ反应过程的逆反应的活化能可表示为________________。答案：(1)放热(2)E2－E1(3)不能(4)E3－E2正确理解活化能与反应热的关系(1)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。(2)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，E1＝E2＋ΔH。演练一化学反应中能量变化探析1．化学反应①AB和②BC的反应过程中能量变化如图所示。下列有关该反应的叙述错误的是()A．反应①的ΔH1＞0B．反应②在升高温度时，平衡向正反应方向移动C．反应②的活化能小于反应①的活化能D．总反应③AC的ΔH3＞0解析：选B。A项，反应①中反应物的总能量小于生成物的总能量，所以反应①为吸热反应，即ΔH1＞0，正确；B项，反应②中反应物的总能量大于生成物的总能量，所以反应②为放热反应，升高温度时，平衡向逆反应方向移动，错误；C项，由题图可知，反应①的活化能大于反应②的活化能，正确；D项，总反应③中反应物的总能量小于生成物的总能量，所以总反应③为吸热反应，即ΔH3＞0，正确。2．(2020·河北三市联考)某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示，下列说法错误的是()A．总反应为放热反应B．使用催化剂后，活化能不变C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2解析：选B。由题图可知，反应①是吸热反应，反应②是放热反应，总反应是放热反应，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A、C、D项正确；催化剂能降低反应的活化能，B项错误。3．科学家用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生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：选C。由题图可知，状态Ⅲ的能量低于状态Ⅰ的能量，因此该过程放热，A项错误；由题图可知，该过程中CO的化学键没有断开，B项错误；CO与O生成的CO2具有极性共价键，C项正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，D项错误。(1)焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。(2)在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。演练二依据键能或能量变化图计算焓变4．已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出143kJ热量，18g水蒸气变成液态水时放出44kJ热量。其他相关数据如下表：化学键O===O(g)H—H(g)H—O(g)1mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ496436x则表中x为()A．920B．557C．463D．188解析：选C。根据题意可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－572kJ·mol－1；而18g水蒸气变成液态水时放出44kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－484kJ·mol－1，即－484kJ·mol－1＝2×436kJ·mol－1＋496kJ·mol－1－4xkJ·mol－1，解得x＝463。5．根据如下能量关系示意图，判断下列说法正确的是()A．1molC(s)与1molO2(g)的能量之和为393.5kJB．反应2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)中，生成物的总能量大于反应物的总能量C．由C(s)→CO(g)的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.2kJ·mol－1D．热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO的热值为10.1kJ·mol－1解析：选C。A项，由题图可知，1molC(s)与1molO2(g)的能量比1molCO2(g)能量高393.5kJ，错误；B项，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)为放热反应，生成物的总能量小于反应物的总能量，错误；C项，由题图可知，1molC(s)与0.5molO2(g)反应生成1molCO(g)放出的热量为393.5kJ－282.9kJ＝110.6kJ，且物质的量与热量成正比，焓变为负值，则热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.2kJ·mol－1，正确；D项，热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO的热值为282.9kJ28g≈10.1kJ·g－1，错误。1．熟记反应热ΔH的基本计算公式ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能2．常见1mol物质中的化学键数目1mol物质CO2(C＝O)CH4(C—H)N2H4(N—N、N—H)P4SiO2(Si—O)石墨金刚石S8Si化学键数目2NA4NAN—N：NAN—H：4NA6NA4NA1.5NA2NA8NA2NA演练三热化学方程式的书写6．(教材改编题)依据信息写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。SiH4自燃的热化学方程式为___________________________________________________________________________________________。(2)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_________________________________________________________________________________________。(3)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：___________________________________________________________________________________________________________________。(4)化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如图所示(假设该反应进行完全)。试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式：__________________________________________________________________________________________________。答案：(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1(2)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6kJ·mol－1(3)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(4)N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝－2(c＋b－a)kJ·mol－1书写热化学方程式要“五查”(1)查热化学方程式是否配平。(2)查各物质的聚集状态是否正确。(3)查ΔH的“＋”“－”符号是否正确。(4)查反应热的单位是否为kJ·mol－1。(5)查反应热的数值与化学计量数是否对应。考点二燃烧热中和热能源[知识梳理]一、燃烧热和中和热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1mol可燃物不一定为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在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成__________时所放出的热量表示方法燃烧热ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)强酸与强碱反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－11mol1mol1mol水二、中和热的测定1．实验装置环形玻璃搅拌棒温度计2．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。3．注意事项(1)泡沫塑料板和碎泡沫塑料的作用是________________________________________。(2)若采用的酸、碱浓度相等，为保证酸完全中和，采取的措施是碱体积稍过量。(3)完成一次实验，需要测定_____次温度。(4)实验中若用弱酸(或弱碱)代替强酸(或强碱)，因弱酸(或弱碱)电离出H＋(或OH－)需要吸收热量，故测定的中和