2020届高三化学一轮复习 专题3 第16讲 反应热 盖斯定律课件 苏教版

专题三化学反应与能量变化第16讲反应热盖斯定律目标导航复习目标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(ΔH)与反应热的含义。能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。5.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。知识体系课前思考问题1：放热反应一定不需要加热吗？放热反应在任何条件下都能自发进行吗？[答案]反应的放热与吸热是由反应物和生成物能量的高低决定的，与反应条件无关。有的吸热反应不需任何条件就能发生，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应；也有的放热反应需要加热才可进行，如木炭燃烧。放热反应且同时熵增加，则在任何条件下都能自发进行；若放热反应但熵减小，则必须在低温下才能自发进行。课前思考问题2：在中和反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱为什么会使测得的中和热的数值偏低？[答案]在中和反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱测得的中和热的数值偏低，是因为弱酸或弱碱在水溶液中部分电离，在反应过程中，分子会继续电离，而电离是吸热的过程，故此时所测得的中和热数值偏低。课前8min栏目导航考点透视质量验收课前8min1.(2019·山东济宁期末)下列说法正确的是()A.吸热反应一定不能自发进行B.由C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1，可知金刚石比石墨稳定C.S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1，S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2，则ΔH1＞ΔH2D.已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则0.5molH2SO4与0.5molBa(OH)2反应一定放出57.3kJ热量C[解析]化学反应的热效应与反应物和生成物具有的总能量有关，而反应能否自发进行与焓变和熵变有关，A错误；物质能量越高，越不稳定，由C(s，石墨)===C(s，金刚石)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1可知，该反应是吸热反应，金刚石的能量高于石墨，所以石墨比金刚石稳定，B错误；固体硫变化为气态硫需要吸收热量，所以固体硫燃烧放出的热量少，故ΔH1＞ΔH2，C正确；中和热是指稀溶液中强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量，但生成硫酸钡沉淀的反应还要放出热量，则0.5molH2SO4与0.5molBa(OH)2反应放出的热大于57.3kJ，故D错误。2.(2019·长沙长郡中学)根据各物质间的能量循环图，下列说法正确的是()A.ΔH40B.ΔH1＋ΔH5＝0C.ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝ΔH6D.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0D[解析]水蒸气变为液态水为放热过程，故ΔH40，A错误；两个化学变化中物质聚集状态不同，故ΔH1＋ΔH5≠0，B错误；ΔH20，ΔH30，ΔH40，ΔH60，故ΔH2＋ΔH3＋ΔH4≠ΔH6，C错误；根据能量守恒定律，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，D正确。3.(2018·天津卷)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)催化剂△2CO(g)＋2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键C—HC===OH—HC≡O(CO)键能/kJ·mol－14137454361075则该反应的ΔH＝________________。＋120kJ·mol－1[解析]ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和＝(413kJ·mol－1×4＋745kJ·mol－1×2)－(2×1075kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1)＝＋120kJ·mol－1。4.(2018·北京卷)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)ΔH1＝＋551kJ·mol－1反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3＝－297kJ·mol－1反应Ⅱ的热化学方程式为______________________________________________________。3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1[解析]由图像可知反应Ⅱ的化学方程式为3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S，根据盖斯定律，－(Ⅰ＋Ⅲ)得3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－(ΔH1＋ΔH3)＝－254kJ·mol－1。考点透视考点1反应热与热化学方程式基础梳理1.反应热在一定温度下，当一个化学反应进行时，反应释放或吸收的热量称为此反应在该温度下的反应热。反应热用符号ΔH表示，单位一般采用。放热反应ΔH0，吸热反应ΔH0。焓变是在条件下进行的反应的。(1)反应热的大小与参加反应的物质的多少有关，也与参加反应的物质状态和生成物状态有关，而与反应的途径。kJ·mol－1＜＞恒压热效应无关(2)反应热的分析与计算①从物质的能量角度分析反应热化学反应伴有能量变化放热反应：E反E生吸热反应：E反E生ΔH＝∑E(的总能量)－∑E(的总能量)生成物反应物②从键能的角度分析反应热注意：计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构。如：a.1mol晶体硅中含2molSi—Si键；b.1molSiO2中含4molSi—O键。(3)吸热反应和放热反应的比较类型比较吸热反应放热反应定义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应表示方法ΔH＞0ΔH＜0图示类型比较吸热反应放热反应原因∑E(反应物)＜∑E(生成物)反应物的总键能＞生成物的总键能∑E(反应物)＞∑E(生成物)反应物的总键能＜生成物的总键能实例①盐的水解反应②大多数的分解反应③Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(aq)＋2NH3(g)＋10H2O(l)④C(s)＋CO2(g)=====高温2CO(g)⑤C(s)＋H2O(g)=====高温CO(g)＋H2(g)⑥植物的光合作用①所有的燃烧反应②所有的酸、碱中和反应③铝热反应④大多数的化合反应，如生石灰和水的反应、合成氨反应等⑤金属与酸、活泼金属与水的反应等大多数的置换反应2.热化学方程式表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式。热化学方程式的书写要注意以下几点：(1)ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应ΔH为“－”，若为吸热反应ΔH为“＋”。(2)绝大多数ΔH是在25℃、101325Pa下测定的，书写热化学方程式时可不注明温度和压强。(3)注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(4)注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(s、l、g)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。(5)注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。ΔH与反应完成物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面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。如：H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝kJ·mol－1－571.6(6)反应的可逆性：当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的ΔH都表示反应进行到底(完全转化)时的反应热。如2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1，是指2molSO2(g)与1molO2(g)完全转化为2molSO3时放出的热量。若在相同的温度和压强时，向容器中加2molSO2(g)和1molO2(g)，一定条件下反应达平衡时，放出的热量要197kJ。小于3.盖斯定律对于一个化学反应，无论是完成，还是完成，其反应的焓变是的。一步分多步固定不变化学反应进行的方向反应方向的判据为ΔH－TΔS(在一定温度、压强下)ΔH－TΔS＞0反应不能自发进行ΔH－TΔS＜0反应能自发进行自发反应坐标表示方法(在一定温度、压强下)注意事项①在计算时，ΔH和ΔS的单位要统一②同一物质的状态变化：固态转化为液态、液态转化为气态都是熵增过程③同一反应，生成物中气态物质增多的一般是熵增过程，反之是熵减过程。如合成氨是气体分子数减少的反应，即熵减的过程；氨的催化氧化是气体分子数增加的反应，即熵增的过程举题悟法类型1化学反应与能量变化(2018·湖南娄底质检)下列变化过程，属于放热反应的是()①碳在高温下与水蒸气反应②酸碱中和反应③锌与稀硫酸反应④固体氢氧化钠溶于水⑤弱酸电离⑥H2在Cl2中燃烧A.①⑤B.②③⑥C.②③④⑥D.②③④⑤B[解析]常见的放热反应有：燃烧、金属与酸或与水反应、酸碱中和反应、大多数化合反应、铝热反应；常见的吸热反应有：大多数的分解反应、C在高温下和CO2反应、Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合、工业制水煤气。固体NaOH溶于水放热，但没有发生反应。(2016·上海卷)一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。关于此反应的说法错误的是()A.一定属于吸热反应B.一定属于可逆反应C.一定属于氧化还原反应D.一定属于分解反应A[解析]根据图示无法确定该反应是吸热还是放热，A错误；根据图示可知有一部分反应物未参加反应，所以该反应是可逆反应，B正确；该反应中有单质生成，有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，C正确；反应物是一种，生成物是两种，属于分解反应，D正确。下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法正确的是()A.白磷比红磷稳定B.石墨转变为金刚石是吸热反应C.S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1，S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2，则ΔH1＞ΔH2D.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH＞0B[解析]A项，由题给图像知，白磷具有的能量比红磷高，物质具有的能量越低越稳定，红磷比白磷稳定，错误；B项，由题给图像知，金刚石具有的能量比石墨高，则石墨转变为金刚石是吸热反应，正确；C项，由题给图像知，S(g)燃烧放出的热量比S(s)燃烧放出的热量多，则ΔH1＜ΔH2，错误；D项，由题给图像知，CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)为放热反应，ΔH＜0，错误。(2018·河南周口期末)反应AC由两步反应A→B→C构成，1molA发生反应的能量曲线如图所示。下列有关叙述正确的是()A.AC的正反应为吸热反应B.加入催化剂会改变A与C的能量差C.AC正反应的活化能大于其逆反应的活化能D.AC的反应热ΔH＝E1＋E3－E2－E4D[解析]由图像可知，AC的正反应为放热反应，A不正确；加入催化剂不会改变A与C的能量差，B不正确；由图像可知，AC是放热反应，正反应的活化能小于其逆反应的活化能，C不正确；由盖斯定律可知，AC的反应热ΔH＝E1＋E3－E2－E4，D正确。类型2键能与反应热(2018·湖北沙市中学)通常人们把拆开1mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)。工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH为()化学键Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C键能/kJ·mol－1460360436431176347A.＋412kJ·mol－1B.－412kJ·mol－1C.＋236kJ·mol－1D.－236kJ·mol－1C[解析]ΔH＝反应物键能之和—生成物键能之和＝(4×360＋2×436－2×176－4×431)kJ·mol－1＝＋236kJ·mo