2020年高考化学一轮总复习第六章 第19讲 烷变 热化学方程式学案(含解析)

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1、第六章化学能与热能考纲解读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(H)与反应热的含义。6.理解盖斯定律,能用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。第19讲焓变热化学方程式一、焓变1焓变和反应热(1)反应热:化学反应中吸收或放出的热量。(2)焓变:生成物与反应物的内能差,HH(生成物)H(反应物)。在恒压条件下化学反应的热效应,其符号为H,单位是kJmol1或kJ/mol。2

2、吸热反应与放热反应(1)从能量守恒的角度理解H生成物的总能量反应物的总能量。(2)从化学键变化角度理解H反应物的总键能生成物的总键能。(3)常见的放热反应和吸热反应放热反应:大多数化合反应、中和反应、金属与酸的反应、所有的燃烧反应。吸热反应:大多数分解反应、盐的水解反应、Ba(OH)28H2O和NH4Cl反应、C与H2O(g)反应、C与CO2反应。二、热化学方程式1概念:表示参加反应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。例如:H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1,表示在25 和1.01105 Pa下,1

3、 mol氢气和0.5 mol氧气完全反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ的热量。3热化学方程式的书写三、燃烧热与中和热能源1燃烧热2中和热(1)中和热的概念及表示方法(2)中和热的测定装置计算公式H kJmol1t1起始温度,t2终止温度。(3)注意事项泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热,减少实验过程中的热量散失。为保证酸完全中和,采取的措施是使碱稍过量。3能源1判断正误,正确的画“”,错误的画“”,并指明错因。(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化。()错因:_(2)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。()错因:碳的燃烧反应是放热反应,但反应需要加热

4、引发,Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,反应不需加热就能发生。(3)同温同压下,反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同。()错因:H与反应引发的条件无关。(4)N2分子中含3个共价键,键能大,故N2的能量(焓)也大。()错因:分子中键能越大,分子越稳定,能量越低。(5)甲烷的燃烧热H890 kJmol1,则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890 kJ mol1。()错因:燃烧热是指1_mol可燃物充分燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,最后应生成液态水。(6)S(s)O2(g)=SO3(g)H315 kJ

5、mol1(燃烧热)(H的数值正确)。()错因:硫的燃烧热是硫充分燃烧生成SO2(g)时的焓变。2教材改编题(据人教必修二P37 T6)下列有关能量的说法中,正确的是()A化学反应中的能量变化主要是由电子转移引起的B化学反应必然伴随发生能量变化C化学反应中能量变化的大小与反应物的状态无关D化学反应中能量变化的大小与反应物的多少无关答案B3教材改编题(据人教选修四P6 T4)关于下列图像的叙述不正确的是()A图1表示的热化学方程式为CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1B图2表示的热化学方程式为CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJmol1C由图可知

6、正、逆反应的热效应的数值相同D两个图像表示的含义不同答案B考点焓变、反应热典例1(2018河北三市二联)某反应使用催化剂后,其反应过程中能量变化如图。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反应是吸热反应,反应是放热反应DHH1H2解析由题图可知,反应是吸热反应,反应是放热反应,总反应是放热反应,且HH1H2,A、C、D三项正确;使用催化剂能降低反应所需的活化能,B项错误。答案B名师精讲解答能量变化图像题的“三”关键(1)注意活化能在图示中的意义。从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能(E1);从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能(E2);HE1E2。(

7、2)催化剂只影响正、逆反应的活化能,而不影响反应的焓变。(3)涉及反应热的有关计算时,要特别注意图示中反应物和生成物的物质的量。1(2018六安模拟)某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是()A该反应为放热反应B催化剂能改变该反应的焓变C催化剂能降低该反应的活化能D逆反应的活化能大于正反应的活化能答案C解析由题图可以看出,反应物的总能量低于生成物的总能量,故该反应为吸热反应,A项错误;催化剂不能改变反应的焓变,B项错误;由图像可以看出,催化剂能降低该反应的活化能,C项正确;由图像可以看出E1E2,即逆反应的活化能小于正反应

8、的活化能,D项错误。2(北京高考)最新报道:科学家首次用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()ACO和O生成CO2是吸热反应B在该过程中,CO断键形成C和OCCO和O生成了具有极性共价键的CO2D状态状态表示CO与O2反应的过程答案C解析A项,状态总能量为反应物总能量,状态总能量为生成物总能量,由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应;B项,从状态、的图示可以看出,反应中CO并未断裂成C和O,C、O原子间一直有化学键;C项,由图示可以看出,CO和O生成了CO2,CO2分子中C与O形成极性共价键;D项,状态状态表示C

9、O与O反应生成CO2的过程,并不是CO与O2的反应过程。考点热化学方程式的书写与判断典例2(海南高考)标准状况下,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知HH、HO和O键的键焓H分别为436 kJmol1、463 kJmol1和495 kJmol1。下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJmol1BH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1解析1 mol的气态水分解产生1 mol的氢气和 mol的氧气的能量变化是

10、:2463436495242.5,因此热化学方程式为H2O(g)=H2(g)O2(g)H242.5 kJmol1,A、B错误。2 mol的气态水分解产生2 mol的氢气和1 mol的氧气吸收的热量是485 kJ,物质分解吸收的热量与产物燃烧放出的热量数值相等,即热化学方程式是2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1,C错误,D正确。答案D名师精讲判断热化学方程式正误的“五审”3下列热化学方程式或叙述正确的是()A1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气,放出642 kJ的热量: N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H642 kJmol1B12 g石墨转化

11、为CO时,放出110.5 kJ的热量:2C(石墨,s)O2(g)=2CO(g)H110.5 kJmol1C已知:H2(g)O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1,则:2H2O(l)=2H2(g)O2(g)的H572 kJmol1D已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1,则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出46.2 kJ的热量答案C解析A项,放热反应,H0,错误;B项,12 g C的物质的量为1 mol,H221.0 kJmol1,错误;C项,已知反应为放热反应,则其逆反应为吸热反应,H为“”,H与化学

12、计量数成正比,正确;D项,反应是可逆反应,0.5 mol N2和1.5 mol H2不能完全反应,错误。4写出下列反应的热化学方程式。(1)已知拆开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键需要的能量分别是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_。(2)在25 、101 kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为_。(3)已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,请写出该反应的热化学方程式:_。(4)

13、如图是1 mol NO2和1 mol CO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:_。答案(1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92 kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJmol1(3)A2(g)B2(g)=2AB(g)H(ab)kJmol1(4)NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1解析(1)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(94643633916)kJmol192 kJmol1。(2)根据C原子守恒有:C2H5OH2CO22CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀,乙醇为0.5 mol,则1 mol乙醇完全燃烧放出2Q kJ热量,据此可写出反应的热化学方程式:C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJmol1。(3)由图可知,生成物总能量高于反应物总能量,故该反应为吸热反应,H(ab) kJmol1。(4)由图可知,产物总能量低于反应物总能量,该反应是放热反应,HE1E2134 kJmol1368 kJmol1234 kJmol1。考点燃烧热中和热能源典例3某实验小组用0.50 molL1 NaOH溶液和0.50

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