《2018高考化学一轮总复习专题13化学能与热能》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高考化学一轮总复习专题13化学能与热能（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3,1.热点预测 高考将重点考查应用盖斯定律计算反应热,根据盖斯定律由已知热化学方程式书写未知热化学方程式,从宏观和微观角度理解反应热、吸热反应、放热反应等概念,主要以非选择题中某一问的形式出现,分值约为36分。 2.趋势分析 预计通过能量变化图、盖斯定律、键能等创设情境,提供新信息,综合考查反应热的创新应用是高考命题的趋势,其中盖斯定律的应用仍是考查的重点。,4,1 化学反应中能量变化的有关概念,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:热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的
2、变化。 2.反应热、焓变 (1)反应热:在化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应热。 (2)焓变:在恒温恒压的条件下,化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应的焓变,用H表示,单位常用kJ/mol(或kJmol-1)。 (3)规定:放热反应的H为“-”,吸热反应的H为“+”。,1,1 化学反应中能量变化的有关概念,(1)任何化学反应都伴随着能量的变化,不存在不发生能量变化的化学反应。 (2)反应热、焓变的单位是kJ/mol,热量的单位是kJ,不能混淆。 (3)比较反应热、焓变的大小时,应带“+” “-”一起比较。 3.吸热反应和放热反应 化学反应过程中释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成热量
3、)来表述。通常把释放热量的化学反应称为放热反应,把吸收热量的化学反应称为吸热反应。,【特别提醒】,2,1 化学反应中能量变化的有关概念,3,1 化学反应中能量变化的有关概念,4,1 化学反应中能量变化的有关概念,(1)化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热,但这并非是唯一的表现形式,其他的还有光、电等。 (2)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 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)28H2O与NH4Cl的反应为吸热反应。需持续加热的反应,属于吸热反应;不需加热或停止加热后仍能进行的反应,常是放热反应
4、。 (3)浓硫酸、NaOH等溶于水放出热量,NH4NO3、KNO3等溶于水吸收热量,但它们不是化学反应,其放出或吸收的热量不属于反应热。,5,1 化学反应中能量变化的有关概念,4.燃烧热和中和热,6,1 化学反应中能量变化的有关概念,7,1 化学反应中能量变化的有关概念,(1)中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质、难电离物质等),这部分反应热不在中和热之内。 (2)用文字表述燃烧热和中和热时,不用带“-”,而用H表示时,必须带“-”。 如甲烷的燃烧热为890.3 kJ mol-1或甲烷燃烧时H=-890.3 kJ mol-1。 (3)中和反应
5、的对象为稀溶液,稀的强酸与稀的强碱发生中和反应,生成易溶盐和水时,H=-57.3 kJ/mol。,【拓展延伸】,8,2 热化学方程式,9,2 热化学方程式,3.书写 (1)注明反应条件:绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的,可不注明。 (2)注明物质的聚集状态:常用s、l、g、aq分别表示固态、液态、气态、溶液。 (3)注意符号单位:H应包括“+”或“-”、数值和单位(kJmol-1)。 (4)注意对应关系:H的数值大小与化学计量数相对应。 (5)区别于普通化学方程式:一般不注“”、“”以及“点燃”、“ 加热” 等反应条件。,10,2 热化学方程式,【拓展延伸】,11,3 反应热的简
6、单计算,1.盖斯定律 不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。即反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关。 如由A到B可以设计如下两个途径: 途径一:AB 途径二:ACB 则H1、H2、H的关系为H=H1+H2。 2.盖斯定律的应用,12,2.盖斯定律的应用 (1)应用盖斯定律比较反应热的大小。 (2)应用盖斯定律计算反应热。,3 反应热的简单计算,13,3 反应热的简单计算,3.键能与反应热 反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和。键能越大,物质越稳定,物质本身具有的能量越低。,14,4 能源,1.能源分类,15,4 能源,2.解决能源问题的措施 (1)提高能
7、源的利用效率:改善开采、运输、加工等各个环节;科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。 (2)开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。,16,1 化学反应中的能量变化,【考法透析】,1,1 化学反应中的能量变化,1 据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是,【考法示例】,A B C D,2,1,1 化学反应中的能量变化,【考法示例】,答案 B 解析 水分解属于吸热反应,反应物的总能量要低于生成物的总能量,催化剂可以降低活化能,催化反应中间态的能量要低于非催化反应中间态的能量。A项属于放热反应,错误;B项,属于吸热反应,且正
8、确表示了催化反应的特点,正确;C项,反应前后没有明显的热量变化,错误;D项,属于吸热反应,但其所表示的催化反应特征不正确,错误。,3,1 化学反应中的能量变化,反应吸热还是放热取决于反应始态和反应终态的能量的相对大小。催化剂不会改变反应吸收或放出的能量,只是降低了反应的活化能(即使反应中间态的能量降低),使反应更容易进行。,【突破攻略】,4,2 热化学方程式的书写与判断,1.热化学方程式的书写步骤 步骤1 写方程写出配平的化学方程式; 步骤2 标状态用“s”“l”“g”“aq”标明物质的聚集状态; 步骤3 标条件标明反应物的温度和压强(101 kPa、25 时可不标注); 步骤4 标H在方程式
9、后写出H,并根据信息注明H的“+”或“-”; 步骤5 标数值根据化学计量数计算写出H的数值及单位。H的单位一般为kJmol-1。,【考法透析】,5,2 热化学方程式的书写与判断,2.热化学方程式正误判断的“五审”,【考法透析】,6,2 热化学方程式的书写与判断,2 (1)2014天津理综节选晶体硅(熔点1 410 )是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下: Si(粗) SiCl4 SiCl4(纯) Si(纯) 在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。,【考法示例】,7,2 热化学方程式的书写与判断,【考法示例】,8,2
10、热化学方程式的书写与判断,【考法示例】,9,2 热化学方程式的书写与判断,【考法示例】,10,2 热化学方程式的书写与判断,【考法示例】,11,2 热化学方程式的书写与判断,答案 B 解析 A项,所列热化学方程式中有两个错误,一是中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时的反应热,二是当有BaSO4沉淀生成时,反应放出的热量会增加,生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ,A项错误;B项正确;C项,燃烧热是指 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量,产物中的水应为液态水,C项错误;D项,当2 mol辛烷完全燃烧时,产生的热量为11 036 kJ,且辛烷应为
11、液态,D项错误。,【考法示例】,12,2 热化学方程式的书写与判断,【突破攻略】,13,3 反应热的计算,1.运用盖斯定律计算反应热 (1)运用盖斯定律的技巧“三调一加” 一调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写已知的热化学方程式。 二调:根据改写的热化学方程式调整相应H的符号。 三调:调整中间物质的化学计量数。 一加:将调整好的热化学方程式及其H加起来。 (2)运用盖斯定律的三个注意事项 事项一:热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。 事项二:热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。 事项三:将一个热化学方程式颠倒时
12、,H的“+、-”随之改变,但数值不变。,【考法透析】,14,3 反应热的计算,2.根据热化学方程式的反应热计算 计算依据:反应热与反应物中各物质的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式,则按照热化学方程式与H的关系计算反应热;若没有给出热化学方程式,则根据条件先得出热化学方程式,再计算反应热。 3.根据反应物和生成物的能量计算 (1)计算公式:H=生成物的总能量-反应物的总能量。 (2)根据燃烧热计算要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为稳定的氧化物来确定。Q放=n(可燃物)H。,【考法透析】,15,3 反应热的计算,4.根据反应物和生成物的键能计算 (1)计算公式:H=反应物的键能总
13、和-生成物的键能总和。 (2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目,如H2O分子中含有2个共价键,NH3分子中含有3个共价键等。要注意晶体结构中化学键的情况,常见的有1 mol P4含有6 mol PP键,1 mol晶体硅含有2 mol SiSi键,1 mol石墨晶体中含有1.5 mol CC键, 1 mol 金刚石含有2 mol CC键,1 mol SiO2含有 4 mol SiO键等。 5.根据比热公式进行计算:Q=cmT,【考法透析】,16,3 反应热的计算,4 2CO(g)+4H2(g) 2CH4(g)+O2(g) H=+71 kJ/mol CO(g)+2H
14、2(g) CH3OH(l) H = -90.5 kJ/mol 已知CH4(g)的燃烧热为890 kJ/mol,则CH3OH(l)的燃烧热为 A.1 528 kJ/mol B.764 kJ/mol C. 382 kJ/mol D.无法计算,【考法示例】,17,3 反应热的计算,【考法示例】,18,3 反应热的计算,(1)依据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各反应产物)有关,而与反应进行的具体途径无关,因此应用盖斯定律计算反应热的关键是找出目标反应的始态和终态,然后根据热化学方程式的叠加进行计算。 (2)对于文字表述题,可以先将题中发生的变化转化为相应的热化学方程式,再
15、利用盖斯定律进行计算。,【突破攻略】,19,反应热大小比较的技巧,1,反应热大小比较的技巧,等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。 生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。 对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-197 kJmol-1,则向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2,反应达到平衡后,放出的热量要小于197 kJ。 (2)盖斯定律比较法 同一反应,生成物状态不同时 如A(g)+B(g) C(g) H1H2。,2,反应热大小比较的技巧,同一反应,反应物状态不同时 如S(g)+O2(g) SO2(g) H1=-a kJmol-1 S(s)+O2(g) SO2(g) H2=-b kJmol-1,3,反应热大小比较的技巧,晶体类型不同,产物相同时 如C(s,石墨)+O2(g) CO2(g) H1=-a kJmol-1 C(s,金刚石)+O2(g) CO2(g) H2=-b kJmol-1,4,反应热大小比较的技巧,5,反应热大小比较的技巧,(3)图示比较法 画出化学变化过程中的能量变化图后,依据反应物的总能量与生成物的总能量的
