2019版高考化学一轮复习 第17讲 化学能与热能课件真题考点解析

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1、第17讲化学能与热能 一 化学反应中能量变化的有关概念及计算1 反应热 焓变 1 定义 在化学反应过程中 当反应物和生成物 具有相同温度时 所吸收或放出的热量 2 符号 H 3 常用单位 kJ mol或kJ mol 1 4 测量 可用量热计测量 5 表示方法吸热反应 H 0 放热反应 H 0 教材研读 6 产生原因化学反应过程中旧键断裂吸收的能量与新键形成放出的能量不相等 故化学反应均伴随着能量变化 2 燃烧热和中和热 1 燃烧热 101kPa时 1mol 纯物质完全燃烧生成 稳定的氧化物时所放出的热量 名师点睛a 燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的 因此在书写表示燃烧热的热化

2、学方程式时 以燃烧1mol物质为标准来确定其余物质的化学计量数 b 燃烧产物必须是稳定的氧化物 如CCO2 H2H2O l 等 2 中和热 在 稀溶液中 酸和碱发生中和反应生成 1mol水时的反应热 名师点睛 1 强酸和强碱的稀溶液发生反应 其中和热是相等的 都约是57 3kJ mol 1 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 2 强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液发生反应 中和热一般小于57 3kJ mol 1 因为弱电解质的电离是吸热的 3 中和反应的实质是H 和OH 结合生成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

3、内 2 可燃物燃烧的条件是与O2接触 温度达到着火点 3 充分燃烧的必要条件是O2要充足 可燃物与O2的接触面积要大 4 不充分燃烧则产热少 浪费资源 污染环境 3 燃料的燃烧 1 化石燃料主要包括煤 石油 天然气等 4 放热反应和吸热反应 特别提示 1 化学反应表现为吸热或放热与反应开始是否需要加热无关 需要加热的反应不一定是吸热反应 如C O2CO2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 2 8H2O和NH4Cl的反应为吸热反应 2 吸热反应和放热反应均为化学反应 浓硫酸的稀释 NaOH固体溶于水放热 NH4NO3固体溶于水吸热 但它们不属于化学反应 因此不属于吸热反

4、应或放热反应 自测1判断正误 正确的划 错误的划 1 物质发生化学变化时都伴有能量的变化 2 化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化 3 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 4 水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热 5 NH4NO3固体溶于水时吸热 属于吸热反应 6 放热反应不需要加热就能发生 吸热反应不加热就不能发生 7 甲烷的燃烧热 H 890 3kJ mol 则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 890 3kJ mol 8 在稀溶液中 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 若将含0 5molH2SO

5、4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合 放出的热量大于57 3kJ 二 热化学方程式1 定义表示参加反应的物质的量和反应热的关系的化学方程式 2 表示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 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 表示25 101kPa时 2molH2 g 和1molO2 g 完全反应生成2molH2O l 放出571 6kJ的热量 3 书写要求 1 注明反应的 温度和 压强 25 101kPa下进行的反应可不注明 2 注明反应物和生成物的状态 固态 s 液态 l 气态 g 水溶液 aq 3 热化学方程式的化学计量数只

6、表示物质的 物质的量 而不代表 分子或原子个数 因此可以写成分数 自测2 1 怎样理解可逆反应中的反应热 2 已知2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 64kJ mol 1 向一固定容积的密闭容器中通入2molSO2 1molO2 达到平衡时放出的热量为Q1kJ 在同样条件下 向该容器中通入2molSO3 达到平衡时 吸收的热量为Q2kJ 则Q1和Q2的关系为 答案 1 无论化学反应是否可逆 热化学方程式中的反应热 H都表示反应进行到底 完全转化 时的能量变化 如2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 64kJ mol 1 表示2molSO2 g 和1molO2 g 完全

7、转化为2molSO3 g 时放出196 64kJ热量 2 Q1 Q2 196 64 自测3判断下列热化学方程式书写是否正确 正确的划 错误的划 1 CaCO3 s CaO s CO2 g H 177 7kJ 2 C s H2O g CO g H2 g H 131 3kJ mol 1 3 C s O2 g CO g H 110 5kJ mol 1 4 CO g O2 g CO2 g H 283kJ mol 1 5 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1 6 500 30MPa下 将0 5molN2 g 和1 5molH2 g 置于密闭容器中充分反应生成NH3 g 放热

8、19 3kJ 其热化学方程式为N2 g 3H2 g 2NH3 g H 38 6kJ mol 1 三 盖斯定律1 内容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 它只与反应体系的 始态和 终态有关 而与反应途径无关 2 应用间接计算某些反应的反应热 自测4物质A在一定条件下可发生一系列转化 完成下列填空 1 A F的 H H6 或 H1 H2 H3 H4 H5 2 H1 H2 H3 H4 H5 H6 0 3 C F的 H H1 H2 H6 填 或 下同 4 H1 H2 H3 H4 H5 H6 自测5在1200 时 天然气脱硫工艺中会发生下列反应 H2S g O2 g SO2 g H2

9、O g H12H2S g SO2 g S2 g 2H2O g H2H2S g O2 g S g H2O g H32S g S2 g H4则 H4的表达式为 A H4 H1 H2 3 H3 B H4 3 H3 H1 H2 C H4 H1 H2 3 H3 D H4 H1 H2 3 H3 答案A将前三个热化学方程式依次编号为 作如下变化 2得2S g S2 g H4 H1 H2 2 H3 即A项正确 考点突破 考点一热化学方程式的书写 考点三有关反应热的计算 考点二反应热大小的比较 特别提示 1 热化学方程式中不用 和 不用 而用 表示 考点一热化学方程式的书写 具体反应 3 无论化学反应是否可逆

10、热化学方程式中的反应热 H都表示反应进行到底时的能量变化 4 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 如 H2 g Cl2 g 2HCl g H1 2HCl g H2 g Cl2 g H2则有 H1 H2 2 H单位中的 mol 1 并不是指每摩尔具体物质 而是指给定形式的 典例1通过以下反应可获得新型能源二甲醚 CH3OCH3 下列说法的是 C s H2O g CO g H2 g H1 akJ mol 1 CO g H2O g CO2 g H2 g H2 bkJ mol 1 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H3 ckJ mol 1 2CH3OH g

11、CH3OCH3 g H2O g H4 dkJ mol 1A 反应 为反应 提供原料气B 反应 也是CO2资源化利用的方法之一C 反应CH3OH g CH3OCH3 g H2O l 的 H kJ mol 1 D 反应2CO g 4H2 g CH3OCH3 g H2O g 的 H 2b 2c d kJ mol 1 C 答案C反应 产生的H2和CO2可以作为反应 的原料 故A正确 反应 产生了甲醇 是CO2资源化利用的一种方法 故B正确 根据反应 知 CH3OH g CH3OCH3 g H2O g 的 H kJ mol 1 但选项反应中水为液态 故 H不等于kJ mol 1 故C错误 根据盖斯定律

12、2 2 可得2CO g 4H2 g CH3OCH3 g H2O g 的 H 2b 2c d kJ mol 1 故D正确 技法总结 五审 判断热化学方程式的正误 1 1CH4的燃烧热为890kJ mol 1 下列热化学方程式正确的是 A CH4 g 2O2 g 2H2O g CO2 g H 890kJ mol 1B CH4 2O22H2O CO2 H 890kJ mol 1C CH4 g 2O2 g 2H2O l CO2 g H 890kJ mol 1D CH4 g 2O2 g 2H2O g CO2 g H 890kJ mol 1 C 答案C甲烷的燃烧为放热反应 H 0 且表示燃烧热时 生成的水

13、应为液态 1 2依据事实 写出下列反应的热化学方程式 1 SiH4是一种无色气体 遇到空气能发生爆炸性自燃 生成SiO2和液态H2O 已知室温下2gSiH4自燃放出热量89 2kJ SiH4自燃的热化学方程式为 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 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 化学反应N2 3H22NH3的能量变化如图所示 试写出N2 g 和H2 g 反应生成NH3 l 的热化学方程式 答案 1

14、SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2kJ mol 1 2 C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H 2QkJ mol 1 3 A2 g B2 g 2AB g H a b kJ mol 1 4 N2 g 3H2 g 2NH3 l H 2 c b a kJ mol 1解析 1 2gSiH4自燃放出热量89 2kJ 则1molSiH4自燃放出热量1427 2kJ 故热化学方程式为SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2kJ mol 1 2 根据C原子守恒有 C2H5OH 2CO2 2CaCO3 生成100gCaCO3

15、沉淀时 参加反应的乙醇为0 5mol 据此可写出反应的热化学方程式 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 1 直接比较法依据规律 经验和常识直接判断不同反应的反应热的大小的方法称为直接比较法 1 吸热反应的 H肯定比放热反应的 H大 前者大于0 后者小于0 2 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 3 产物相同时 A g 燃烧放出的热量比等量的A s 燃烧放出的热量多 反应物相同时 生成B l 放出的热量比生成等量的B g 放出的热量多 4 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 考

16、点二反应热大小的比较 5 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理论值 例如 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 197kJ mol 则向密闭容器中通入2molSO2 g 和1molO2 g 反应达到平衡后 放出的热量要小于197kJ 2 盖斯定律比较法 1 同一反应的生成物状态不同时A g B g C g H1 0A g B g C l H2 0C g C l H3 0因为 H3 H2 H1 0所以 H2 H1 也可以按以下思路分析 C g C l C l H1 H3 H2 H1 0 H2 0 H3 0所以 H2 H1 2 同一反应的反应物状态不同时S g O2 g SO2 g H1 0S s O2 g SO2 g H2 0S g S s H3 0 H2 H3 H1 H1 0 H2 0 H3 0所以 H1 H2 3 两个有联系的不同反应相比C s O2 g CO2 g H1 0C s O2 g CO g H2 0C s CO2 g C s CO g CO2 g H2 H3 H1 H1 0 H2 0 H3 0 所以 H1 H2 并且据此可写出下面的