2021版新高考化学一轮复习 第5章 化学反应与能量转化 第1节 化学反应的热效应教学案 鲁科版

1第1节化学反应的热效应课标解读要点网络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。5．了解焓变(ΔH)与反应热的含义。了解活化能的概念。6．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。焓变热化学方程式1．化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式①吸热反应：热能―→化学能。②放热反应：化学能―→热能。③光合作用：光能―→化学能。④燃烧反应：化学能―→热能，化学能―→光能。⑤原电池反应：化学能―→电能。⑥电解池反应：电能―→化学能。(4)化学反应的实质与特征22．焓变、反应热(1)焓(H)用于描述物质所具有能量的物理量。(2)焓变(ΔH)ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。单位kJ·mol－1或kJ/mol。(3)反应热指当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。(4)焓变与反应热的关系对于恒压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，则有关系：ΔH＝Qp。3．吸热反应和放热反应(1)从反应物和反应产物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。反应吸热反应放热(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析提醒：熟记常见的放热与吸热反应放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟水或酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化；⑥铝热反应。吸热反应：①大多数分解反应；②盐类的水解反应；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应。3注意：有能量变化的物理变化不属于放热或吸热反应。4．活化能与焓变的关系(1)E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，ΔH＝E1－E2。(2)催化剂能降低正、逆反应的活化能，能提高反应物活化分子百分含量，但不影响焓变的大小。5．热化学方程式(1)定义：表示参加反应物质的物质的量和反应热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能量变化。如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示在25℃、101kPa条件下，2_mol_H2和1_mol__O2反应生成2_mol液态水时放出571.6_kJ的热量。[基础判断](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)燃烧反应既有热能的变化又有光能的变化。()(3)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。()(4)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1中的ΔH与可逆反应、反应物的物质的量无关。()(5)可逆反应的ΔH(正反应)与ΔH(逆反应)互为倒数。()[答案](1)×(2)√(3)×(4)√(5)×[知识应用]1．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－akJ·mol－1，该反应的正反应活化能为bkJ·mol－1，则该反应的逆反应活化能为________kJ·mol－1。[答案]a＋b2．常温常压下，1gH2完全燃烧，放出akJ的热量，则H2燃烧的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________。[答案]H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－2akJ·mol－13．H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示。4(1)反应①、②分别属于________反应、________反应，反应①、②谁的反应较快？________。(2)总反应的热化学方程式为___________________________。[答案](1)放热放热反应②(2)H2(g)＋2ICl(g)===I2(g)＋2HCl(g)ΔH＝－218kJ·mol－1命题点1能量变化图像与活化能1．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是()A．反应过程可表示为A＋BC(反应物)―→[A…B…C](过渡态)―→AB＋C(生成物)B．E1为反应物的平均能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能C．正反应的热效应ΔH＝E1－E20，所以正反应为放热反应D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E20，所以逆反应为放热反应[答案]D2．根据如图能量关系示意图，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·mol5－1D．热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量，则CO热值ΔH＝－10.1kJ·mol－1C[A项，由图可知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，由图可知1molC(s)与O2(g)生成1molCO(g)放出热量为393.5kJ－282.9kJ＝110.6kJ，且物质的量与热量成正比，焓变为负，则热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.2kJ·mol－1，正确；D项，若热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量，则CO的热值为282.9kJ28g≈10.1kJ·g－1，错误。]3．(2019·福州一模)已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(s)的能量变化如图所示，下列叙述正确的是()A．该反应可以自发进行B．ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1C．使用催化剂可以减小a、b的差值D．1molA2和1molB2完全分解为气态原子需吸收akJ能量B[该反应为吸热反应，ΔH0，反应后气体分子数减小，ΔS0，则ΔH－T·ΔS0，故该反应不能自发进行，A项错误；该反应为吸热反应，ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1，B项正确；使用催化剂可以降低正、逆反应的活化能，但反应热不变，即a、b的差值不变，C项错误；1molA2(g)和1molB2(g)完全分解为气态原子需吸收akJ能量，D项错误。]4．(2019·三晋名校联考)在苯中，HA发生二聚：2HA(HA)2，反应在较低温度下自发进行，则ΔH________(填“”“”或“＝”)0。已知该二聚反应的反应热数值约为活化能的59。下列能量关系图最合理的是________(填字母序号)。ABCD[解析]反应在较低温度下自发进行，说明ΔH0，故2HA的能量比(HA)2的能量高，6又因为该二聚反应的反应热数值约为活化能的59，故选B。[答案]B命题点2反应热的基本计算5．(双选)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用如下反应，可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6kJ·mol－1。下列说法正确的是()A．该反应的活化能为115.6kJ·mol－1B．使用催化剂能使该反应的焓变增大C．该反应的正反应活化能比逆反应活化能小D．断裂H2O(g)中1molH—O键比断裂HCl(g)中1molH—Cl键所需能量多CD[A项，活化能不等于反应热，错误。B项，催化剂对反应焓变的大小无影响，错误。C项，ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能0，故正反应活化能比逆反应活化能小，正确。D项，4×E(H—Cl)＋498kJ·mol－1－[2×243kJ·mol－1＋4×E(H－O)]＝－115.6kJ·mol－1，整理得E(H—O)－E(H—Cl)＝31.9kJ·mol－1，故断开1molH—O键比断开1molH—Cl键所需能量多，正确。]6．一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClO－x(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。(1)D是________(填离子符号)。(2)B―→A＋C反应的热化学方程式为____________________________________________________________(用离子符号表示)。[解析](1)根据化合价可知，A为Cl－，B为ClO－，C为ClO－3，D为ClO－4。(2)B―→A＋C的热化学方程式为3ClO－(aq)===2Cl－(aq)＋ClO－3(aq)ΔH＝(2×0＋63－3×60)kJ·mol－1＝－117kJ·mol－1。7[答案](1)ClO－4(2)3ClO－(aq)===2Cl－(aq)＋ClO－3(aq)ΔH＝－117kJ·mol－1ΔH的三种基本计算公式(1)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和。(2)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物)。(3)ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能。注意：常见物质(1mol)中化学键数目物质CO2(C===O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)石墨金刚石S8(S—S)Si键数24641.5282命题点3热化学方程式的书写7．根据信息书写热化学方程式(1)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________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)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_________________。(3)在一定条件下，将1molN2和3molH2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出QkJ的热量，写出N2与H2反应的热化学方程式为_____________________。(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气，在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)室温时AX3为液态(l)，AX5为固态(s)。(2)根据碳原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100gCaCO3沉淀，则乙醇为0.5mol，据此可写出反应的热化学方程式。(3)1molN2完全反应放出的热量为Q1×25%kJ＝4QkJ，故N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)8ΔH＝－4QkJ·mol－1。(4)消耗1molNaBH4(s)放热