《备战2021届高考化学一轮复习专题：第一节化学能与热能-教案 (2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2021届高考化学一轮复习专题：第一节化学能与热能-教案 (2)（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 课题 20化学能与热能 学习任务 1焓变热化学方程式 一、反应热(焓变) 1概念：在恒压条件下进行的反应的热效应。 符号为H，单位为 kJmol 1或 kJ/mol。 2表示方法 吸热反应：H0；放热反应：H0。 干冰和冰的升华以及液氨的汽化等过程均为物理变化，它们的热效应不是反应热。 二、吸热反应和放热反应 1从两角度理解 (1)从物质具有的能量角度理解 H0，放热反应H0，吸热反应 (2)从化学键角度理解 小结化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 2 物质具有的能量越低， 该物质越稳定， 断开物质内部的化学键就越难， 其键能就越大。 2常见的吸热反应和放热反应 (1)常见
2、的吸热反应：大多数的分解反应、所有的水解反应、Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 的反应、C 与 H2O(g)的反应、C 与 CO2的反应等。 (2)常见的放热反应：大多数的化合反应、酸碱中和反应、活泼金属与水的反应、较活 泼金属与酸的反应、所有的燃烧反应、铝热反应、物质的缓慢氧化等。 三、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：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。 例如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol 1，表示 2 mol 氢气和 1 mol 氧气 反应生成 2 mol 液态水时放出 571.6 kJ 的热量。 3
3、书写要求 (1)注明反应的温度和压强(25 、101 kPa 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)、水溶液(aq)、气态(g)。 (3)各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，因此 可以写成整数，也可以写成分数。 (4)不用标注“”“”。 (5)热化学方程式能反映该反应已完成的量。由于H 与反应物质的量有关，所以热化学 方程式中物质的化学计量数必须与H 相对应，如果化学计量数加倍，则H 也要加倍。当 反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热的数值相等，符号相反。 1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。 (1
4、)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)物质发生化学变化都伴有能量的变化。() (3)吸热反应在任何条件下都不能发生。() (4)吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量。 () (5)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。() (6)可逆反应的H 表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。() 答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6) 2如图表示某反应的能量变化，按要求回答下列问题： 3 (1)该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。 (2)该反应的H_。 (3)使用催化剂_(填
5、“能”或“不能”)影响该反应的反应热。 (4)曲线反应过程的逆反应的活化能可表示为_。 答案：(1)放热(2)E2E1(3)不能(4)E3E2 正确理解活化能与反应热的关系 (1)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。 (2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E1E2H。 化学反应中能量变化探析 变化观念与平衡思想 1化学反应AB 和BC 的反应过程中能量变化如图所示。下列有关该反应 的叙述错误的是() A反应的H10 B反应在升高温度时，平衡向正反应方向移动 C反应的活化能小于反应的活化能 D总反应AC 的H30 4 解析：选 B。A 项，反应中反应物的
6、总能量小于生成物的总能量，所以反应为吸热 反应，即H10，正确；B 项，反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，所以反应 为放热反应，升高温度时，平衡向逆反应方向移动，错误；C 项，由题图可知，反应的 活化能大于反应的活化能， 正确； D 项， 总反应中反应物的总能量小于生成物的总能量， 所以总反应为吸热反应，即H30，正确。 2(双选)某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示，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 DHH2H1 解析：选 BD。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HH1H
7、2，A、C 正确，D 项错误；催化剂能降低反应的活化能，B 项错误。 3科学家用 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 O CCO 和 O 生成了具有极性共价键的 CO2 D状态状态表示 CO 与 O2反应的过程 解析：选 C。由题图可知，状态的能量低于状态的能量，因此该过程放热，A 项错 误；由题图可知，该过程中 CO 的化学键没有断开，B 项错误；CO 与 O 生成的 CO2具有极 5 性共价键，C 项正确；状态状态表示 CO 与 O
8、反应生成 CO2的过程，D 项错误。 (1)焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。 (2)在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。 依据键能或能量变化图计算焓变 证据推理与模型认知 4已知 1 g 氢气完全燃烧生成液态水时放出 143 kJ 热量，18 g 水蒸气变成液态水时放 出 44 kJ 热量。其他相关数据如下表： 化学键O=O(g)HH(g)HO(g) 1 mol 化学键断裂时需要吸收的能量/kJ496436x 则表中 x 为() A920B557 C463D188 解析： 选C。 根据题意可得热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol
9、 1；而 18 g 水蒸气变成液态水时放出 44 kJ 热量，则 2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H484 kJmol 1，即484 kJmol12436 kJmol1496 kJmol14x kJmol1，解得 x463。 5(双选)根据如下能量关系示意图，判断下列说法正确的是() A1 mol C(s)与 1 mol O2(g)的能量之和为 393.5 kJ B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)H221.2 kJmol 1 D 热值指一定条件下单位质量的物质完
10、全燃烧所放出的热量， 则 CO 的热值为 10.1 kJg 1 解析：选 CD。A 项，由题图可知，1 mol C(s)与 1 mol O2(g)的能量比 1 mol CO2(g)的能 量高 393.5 kJ，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，由题图可知，1 mol C(s)与 0.5 mol O2(g)反应生成 1 mol CO(g) 放出的热量为 393.5 kJ282.9 kJ110.6 kJ，且物质的量与热量成正比，焓变为负值，则热 化学方程式为 2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.2 kJmol
11、1，正确；D 项，热值指一定条 6 件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则 CO 的热值为282.9 kJ 28 g 10.1 kJg 1，正确。 1熟记反应热H 的基本计算公式 H生成物的总能量反应物的总能量 H反应物的总键能生成物的总键能 2常见 1 mol 物质中的化学键数目 1 mol 物质 CO2 (CO) CH4 (CH) N2H4(NN、 NH) P4 SiO2 (SiO) 石墨金刚石S8Si 化学键 数目 2NA4NA NN：NA NH：4NA 6NA4NA1.5NA2NA8NA2NA 热化学方程式的书写 变化观念 6(教材改编题)依据信息写出下列反应的热化学方程式。 (1
12、)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 2 g SiH4自燃放出热量 89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_。 (2)CuCl(s)与 O2反应生成 CuCl2(s)和一种黑色固体。在 25 、101 kPa 下，已知该反应 每消耗 1 mol CuCl(s)，放热 44.4 kJ，该反应的热化学方程式是_。 (3)下图是 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：_。 (4)化学反应 N23H22NH3的能量变化如图所示(假设该反应进行完全
13、)。 试写出 N2(g)和 H2(g)反应生成 NH3(l)的热化学方程式：_。 答案：(1)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 427.2 kJmol 1 7 (2)4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s)H177.6 kJmol 1 (3)NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol 1 (4)N2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(cba) kJmol 1 书写热化学方程式要“五查” (1)查热化学方程式是否配平。 (2)查各物质的聚集状态是否正确。 (3)查H 的“”“”符号是否正确。 (4)查反应热的单位是否为 k
14、Jmol 1。 (5)查反应热的数值与化学计量数是否对应。 学习任务 2燃烧热中和热能源 一、燃烧热和中和热的比较 燃烧热中和热 相同点 能量变化放热 H 及其单位H0，单位均为 kJmol 1 不同点 反应物的量1 mol 可燃物不一定为 1 mol 生成物的量不确定生成水的物质的量为 1 mol 反应热的含义 101 kPa 时， 1 mol 纯物质完 全燃烧生成稳定的氧化物 时所放出的热量 在稀溶液里，酸与碱发生中和反 应生成 1 mol 水时所放出的热量 表示方法 燃烧热Ha kJ mol 1(a 0) 强酸与强碱反应的中和热H 57.3 kJmol 1 二、中和热的测定 1实验装置
15、2测定原理 H(m 酸m碱)c(t终t始) n c4.18 Jg 114.18103 kJg 11； n 为生成 H2O 的物质的量。 8 3注意事项 (1)泡沫塑料板和碎泡沫塑料的作用是保温、隔热，减少实验过程中的热量损失。 (2)若采用的酸、碱浓度相等，为保证酸完全中和，采取的措施是碱体积稍过量。 (3)完成一次实验，需要测定 3 次温度。 (4)实验中若用弱酸(或弱碱)代替强酸(或强碱)，因弱酸(或弱碱)电离出 H (或 OH)需要 吸收热量，故测定的中和热的数值小于 57.3 kJmol 1；若用浓硫酸与强碱反应测定反应热， 因浓硫酸稀释要放热，故测定的中和热的数值大于 57.3 kJ
16、mol 1。 4误差分析 (1)依据 看实验中有哪些因素能造成(t终t始)出现误差。若(t终t始)偏大，则|H|偏大；若(t终 t始)偏小，则|H|偏小。 (2)实例 50 mL 0.50 molL 1盐酸与 50 mL 0.55 molL1 NaOH 溶液反应： 引起误差的实验操作t终t始|H| 保温措施不好偏小偏小 搅拌不充分偏小偏小 所用酸、碱浓度过大偏大偏大 用同浓度的氨水代替 NaOH 溶液偏小偏小 用同浓度的醋酸代替盐酸偏小偏小 用 50 mL 0.50 molL 1NaOH 溶液 偏小偏小 三、能源 1能源分类 2解决能源问题的措施 (1)提高能源的利用效率：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
