2020年高考化学一轮复习 第六章 第一节 化学能与热能课件 新人教版

第六章化学反应与能量第一节化学能与热能【通考点·融会贯通】1.热化学方程式正误判断的“六项注意”2.热化学方程式的书写(1)热化学方程式的书写步骤:(2)利用盖斯定律书写热化学方程式:【通考题·触类旁通】角度1热化学方程式正误判断1.(2019·昆明模拟)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的数值正确)()A.S(s)+O2(g)====SO3(g)ΔH=-315kJ·mol-1(燃烧热)32B.燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)+O2(g)====CO2(g)+2H2(g)ΔH=-192.9kJ·mol-1,则CH3OH(g)的燃烧热为192.9kJ·mol-112C.已知常温常压下:HCl(aq)+NaOH(aq)====NaCl(aq)+H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,则有H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)====BaSO4(s)+2H2O(l)ΔH=-114.6kJ·mol-1D.已知:S(s)+O2(g)====SO2(g)ΔH1=-Q1kJ·mol-1,S(g)+O2(g)====SO2(g)ΔH2=-Q2kJ·mol-1,则Q1Q2【解析】选D。燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,而硫燃烧只能生成二氧化硫,不能生成三氧化硫,故A错误;燃烧热定义中是生成稳定的氧化物,氢元素应转化为液态水,而不是氢气,故B错误;H2SO4与Ba(OH)2反应生成沉淀,也释放出热量,ΔH小于-114.6kJ·mol-1,故C错误;S(g)变化为S(s)还要释放出热量,所以Q1Q2,故D正确。【加固训练】(2019·贵阳模拟)根据图判断,下列说法正确的是()A.2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH10B.氢气的燃烧热为ΔH2=-241.8kJ·mol-1C.上述A、B选项中的ΔH1ΔH2D.液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)ΔH=+571.6kJ·mol-1【解析】选D。根据图象,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,因此2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH10,故A错误;氢气的燃烧热指的是1mol氢气燃烧生成1mol液态水,因此氢气的燃烧热ΔH2=kJ·mol-1=-285.8kJ·mol-1,故B错误;C项,ΔH0,放出的热量越多,ΔH越小,上述A、B选项中483.6882的ΔH1ΔH2,故C错误;根据图象,液态水分解的热化学方程式为2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)ΔH=+(483.6+88)kJ·mol-1=+571.6kJ·mol-1,故D正确。角度2热化学方程式的书写2.写出下列反应的热化学方程式:(1)1molC2H4(g)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和液态水,放出1411kJ热量:____________________。(2)1molCaCO3(s)在高温下完全反应,生成CaO(s)和CO2(g),吸收178.2kJ热量:___________________。(3)2molAl(s)与适量O2(g)反应,生成Al2O3(s),放出1669.8kJ热量:__________________________。【解析】对于(1)(2)(3),已知反应物的物质的量和放出或吸收的热量,可直接写出热化学方程式。答案:(1)C2H4(g)+3O2(g)====2CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-1411kJ·mol-1(2)CaCO3(s)====CaO(s)+CO2(g)ΔH=+178.2kJ·mol-1(3)2Al(s)+O2(g)====Al2O3(s)ΔH=-1669.8kJ·mol-132【加固训练】1.(2019·保定模拟)N2H4是一种高效清洁的火箭燃料,0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量。则下列热化学方程式中正确的是()A.N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+2H2O(g)ΔH=+267kJ·mol-1B.N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1C.N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+2H2O(g)ΔH=+534kJ·mol-1D.N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+2H2O(l)ΔH=-133.5kJ·mol-1【解析】选B。0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量,其焓变是负值,故A错误;0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量,则1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ×4=534kJ的热量,热化学方程式为:N2H4(g)+O2(g)====N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534kJ·mol-1,故B正确;N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出热量,其焓变是负值,故C错误;0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ热量,则1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时,放出133.5kJ×4=534kJ的热量,故D错误。2.已知胆矾溶于水时溶液温度降低,室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时放出的热量为Q1。又知胆矾分解的热化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)====CuSO4(s)+5H2O(l);ΔH=+Q2kJ·mol-1则Q1和Q2的关系为()A.Q1Q2B.Q1Q2C.Q1=Q2D.无法确定【解析】选A。假设胆矾溶于水时吸收热量为QkJ·mol-1,我们可以认为这个溶解分为2步进行,首先是胆矾分解的热化学方程式为:CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH=+Q2mol·L-1,然后是室温下将1mol无水硫酸铜制成溶液时放出热量为Q1kJ,则根据盖斯定律可得Q=Q2-Q10。所以Q2Q1。△====3.运载“神舟”七号飞船的“长征”2号火箭在第一、二级发动机中用“偏二甲肼”(分子式为C2H8N2)和四氧化二氮作为液态燃料。(1)“偏二甲肼”分子中有一个氮原子不与氢原子相连,它的结构简式是________;(2)已知ag偏二甲肼与bg四氧化二氮在发动机内燃烧生成稳定的、对环境友好的物质。若生成1molN2(g)的反应热量为ckJ,写出反应的热化学方程式:___________________________________________。【解析】由于“偏二甲肼”分子中有一个氮原子不与氢原子相连,所以只能与碳原子相连,所以偏二甲肼的结构简式为。写热化学方程式的关键是确定物质状态及反应热,依题意,“偏二甲肼”与四氧化二氮在发动机内燃烧生成稳定的、对环境友好的物质一定是二氧化碳气体、氮气和液态水。答案:(1)(2)C2H8N2(l)+2N2O4(l)====2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(l)ΔH=3ckJ·mol-1考向二反应热的比较和计算盖斯定律的应用【通考点·融会贯通】1.ΔH大小比较注意事项(1)考虑反应物或生成物的聚集状态。由于气体变成液体,液体变成固体均会放热,若是放热反应,生成固体放出的热量生成液体放出的热量生成气体放出的热量;若是吸热反应,生成气体吸收的热量生成液体吸收的热量生成固体吸收的热量。也可以借助下图理解:(2)考虑反应的化学计量数。若一反应的化学计量数是另一反应的化学计量数的n倍,则反应热亦为另一反应的反应热的n倍。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ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。(3)可逆反应中的ΔH是指完全反应时的反应热,因此要考虑反应的程度,反应的程度越大,反应热越大。(4)要注意ΔH的“+”和“-”。在比较大小时,正负号具有数学意义。2.反应热的计算题型(1)利用热化学方程式进行有关计算。根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应焓变当作“产物”,计算反应的反应热。(2)依据燃烧热数据,利用公式直接计算反应热。反应热=燃烧热×n(可燃物的物质的量)(3)根据图示中能量变化来确定焓变ΔH=H(生成物)-H(反应物)如图Ⅰ:ΔH=H1-H20,该反应为放热反应;如图Ⅱ:ΔH=H2-H10,该反应为吸热反应;焓变=a-b。(4)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算反应热。如反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。【通考题·触类旁通】角度1反应热的比较1.相同温度时,下列两个反应的反应热分别用ΔH1和ΔH2表示,则()①H2(g)+O2(g)====H2O(g)ΔH1=-Q1kJ·mol-1;②2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)ΔH2=+Q2kJ·mol-112A.Q1Q2B.Q1=Q2C.2Q1Q2D.Q2=Q112【解析】选C。将①式改写成③式:2H2O(g)====2H2(g)+O2(g)ΔH3=+2Q1kJ·mol-1,③式中的化学计量数与②式相同,但③式中H2O为气态,②式中H2O为液态,生成液态水比生成等物质的量的气态水所放出的热量多,故2Q1Q2。角度2反应热的计算2.(高考组合题)根据要求,完成下列填空:(1)(2017·全国卷Ⅱ节选)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:①C4H10(g)====C4H8(g)+H2(g)ΔH1已知:②C4H10(g)+O2(g)====C4H8(g)+H2O(g)ΔH2=-119kJ·mol-1③H2(g)+O2(g)====H2O(g)ΔH3=-242kJ·mol-1反应①的ΔH1为________kJ·mol-1。1212(2)(2017·全国卷Ⅲ节选)已知:As(s)+H2(g)+2O2(g)====H3AsO4(s)ΔH1H2(g)+O2(g)====H2O(l)ΔH22As(s)+O2(g)====As2O5(s)ΔH3123252则反应As2O5(s)+3H2O(l)====2H3AsO4(s)的ΔH=_________________。(3)(2016·全国卷Ⅲ节选)已知下列反应:SO2(g)+2OH-(aq)====(aq)+H2O(l)ΔH1ClO-(aq)+(aq)====(aq)+Cl-(aq)ΔH2CaSO4(s)====Ca2+(aq)+(aq)ΔH323SO23SO24SO24SO则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)====CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=________。【解析】(1)根据盖斯定律,用②式-③式可得①式,因此ΔH1=ΔH2-ΔH3=-119kJ·mol-1+242kJ·mol-1=+123kJ·mol-1。(2)待求解反应可以由反应①×2-反应②×3-反应③,则ΔH=2ΔH1-3ΔH2-ΔH3;(3)已知:a.SO2(g)+2OH-(aq)====(aq)+H2O(l)ΔH1b.ClO-(aq)+(aq)====(aq)+Cl-(aq)ΔH2c.CaSO4(s)====Ca2+(aq)+(aq)ΔH323SO23SO24SO24SO则根据盖斯定律可知a+b-c即得到反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO-(aq)+2OH-(aq)====CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3。答案:(1)+123(2)2ΔH1-3ΔH2-ΔH3(3)ΔH1+ΔH2-ΔH33.(新题预测)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:①CO(g)+2H2(g)====CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)+3H2(g)====CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2③CO2(g)+H2(g)====CO(g)+H2O(g)ΔH3回答下