《2018版高考化学大一轮专题复习 第三单元 化学基本理论 第14讲 化学反应与能量课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高考化学大一轮专题复习 第三单元 化学基本理论 第14讲 化学反应与能量课件（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第14讲化学反应与能量考纲定位选项示例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.了解焓变与反应热的含义。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。1.油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热H为：D.3
2、.4104 kJmol1。(2016年海南卷)2.工业上常用磷精矿Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸。已知25 ，101 kPa时：CaO(s)H2SO4(l)=CaSO4(s)H2O(l)H271 kJmol15CaO(s)3H3PO4(l)HF(g)=Ca5(PO4)3F (s)5H2O(l)H937 kJmol1则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是Ca5(PO4)3F (s)5H2SO4(l)=5CaSO4(s)3H3PO4(l)HF(g)H418 kJmol1。(2016年四川卷)考纲导视基础反馈判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)物质发生化学变化都伴有
3、能量的变化(2)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()。)。(3)吸热反应在任何条件都不能发生()。(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)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)500 、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成 NH3(g)，放热 19.3 kJ，其热化学方2NH3(g)H38.6程式为N2(g)3H2(g)(8)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中 PM2.5 的含量()。答案：(1)(2)(3)(4)(5) (6
4、)(7)(8)kJmol1()。考点一反应热【知识梳理】1焓变。(1)定义：在恒压条件下进行的反应的_。符号：_，单位：_(规定：放热反应的H 取“”，吸热反应的H 取“”)。(2)化学反应产生能量变化的主要原因在于反应物的总能量和生成物的总能量不尽相同，在破坏化学键和形成化学键的过程中能量变化不相等，使得化学反应总是伴随着能量变化。热效应HkJmol1项目放热反应吸热反应反应特征反应过程中放出热量反应过程中吸收热量形成原因反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量2.放热反应与吸热反应。项目放热反应吸热反应与化学键的关系反应物化学键断裂时吸收的总能量小于生成物化学键形成
5、时释放的总能量反应物化学键断裂时吸收的总能量大于生成物化学键形成时释放的总能量焓变的大小H0图示(续表)(续表)项目放热反应吸热反应实例燃烧反应；活泼金属跟酸反应；酸碱中和反应；多数化合反应；铝热反应；钠与水的反应等氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应；以C、H2、CO为还原剂冶炼金属的氧化还原反应；多数分解反应；水解反应【考点集训】例1(2015 年北京卷)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()。A.CO 和 O 生成 CO2 是吸热反应B.在该过程中，CO 断键形成 C 和 OC.CO 和 O 形成了
6、具有极性共价键的 CO2D.状态状态表示 CO 与 O2 反应的过程解析：状态总能量为反应物总能量，状态总能量为生成物总能量，由图示可知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应；从状态、的图示可以看出，反应中CO 并未断裂成C 和O；由图示可以看出，CO 和O 生成了CO2，CO2 分子中C 与O 间为极性共价键；状态状态表示CO 与O 反应生成CO2 的过程，并不是CO与O2 的反应过程。答案：C 例22SO2(g) O2(g)2SO3(g) 反应过程的能量变化如图所示。请回答下列问题：(1)图中 C 表示_。(2)E 的大小对该反应的焓变有无影响？ _( 填“有”或“无”)。该
7、反应通常用 V2O5 作催化剂，加 V2O5 会使图中 B 点升高还是降低？_(填“升高”或“降低”)。思路指导：注意横坐标的箭头表示反应的方向由AC；催化剂改变反应的历程，导致活化能降低。解析：依据图象分析A 为反应物总能量，C 为生成物总能量，E 为反应的活化能，催化剂只改变反应速率，不改变反应热，改变反应历程，能降低反应的活化能。答案：(1)生成物的总能量(2)无降低归纳总结能量变化与反应过程的关系E1为断键需要吸收的能量，正反应的活化能；E2为成键所释放的能量，也是逆反应的活化能。当E1E2时，反应为吸热反应，H0；当E1E2时，反应为放热反应，H0。例3(2017届河北衡水武邑中学调
8、研)用H2可将工业废气中的 NO 催化还原成 N2，其能量转化关系如图(图中计量单位为A.0.5(abcd) kJmol1C.0.5(cdab) kJmol1B.0.5(cadb) kJmol1D.0.5(bdac) kJmol1解析：由图中转化可知，断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，则2NO(g)2H2(g)=N2(g)2H2O(l)H(abcd) kJmol1。化学计量数与反应中的能量变化成正比，则答案：A考点二燃烧热与中和热【知识梳理】一、燃烧热与中和热1.燃烧热。1 mol稳定的氧化物1 mol C(s)CO2(g)H(aq)OH2.中和热。1 mol H2O(aq)=H2O(l
9、)H57.3 kJmol1比较角度燃烧热中和热相同点能量变化放热HH0，单位： kJmol1不同点反应物的量1 mol 纯物质不限量生成物的量不限量1 mol H2O(l)反应热的含义1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量；其中：CCO2(g)，HH2O(l)在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应，生成1 mol H2O(l)和可溶性盐时放出的热量；不同的反应物中和热大致相同，均约为57.3 kJmol13.燃烧热与中和热的比较。二、中和热的测定1.测定原理。c4.18103 kJ(g)1；n为生成H2O的物质的量。2.实验装置。3.注意事项。(1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作
10、用是保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。(2)为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量。(3)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒，理由是铜传热快，热量损失大。【考点集训】例 4下列有关中和热的说法正确的是()。A.中和热的热化学方程式：H(l)OH(l)=H2O(l)H57.3 kJmol1B.准确测量中和热的实验过程中，至少需测定温度 4 次C.环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小D.若稀酸溶液中 H与稀碱溶液中 OH的物质的量相等，则所测中和热数值更准确答案：C解析：中和热的热化学方程式为H(aq)OH(aq)=H2O(l)
11、H57.3 kJmol1，A错误；中和热测定实验过程中至少需测定温度3次取平均值，B错误；铜容易导热，会有热量损失，因此中和热测定数值偏小，C正确；实验过程中NaOH一般略微过量，确保反应完全，D错误。例 5下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()。A.已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJ mol1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ mol1B.已知NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ mol1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3 kJ的热量C.已 知 2C(s) 2O2(g)=2CO2(g)
12、H a； 2C(s)O2(g)=2CO(g)Hb；则abD.已知C (石墨，s)=C (金刚石，s)H0，则金刚石比石墨稳定思路指导：(1)注意中和热和燃烧热两个概念中都对反应物或生成物的物质的量有特别要求。(2)温度、压强对反应热有一定影响，物质的聚集状态不同，反应热也不同。解析：燃烧热概念要求H2为1 mol，H2O为液态，A项错误；醋酸中和时需要电离吸收能量，放出热量小于 57.3 kJ，B项正确；C 不完全燃烧，放热偏小，因为H0，即 ab，C 项错误；石墨转化为金刚石，吸收热量，石墨具有的能量更低更稳定，D 项错误。答案：B易错警示1.燃烧热是指25 时，每1 mol 纯物质完全燃烧
13、生成稳定氧化物时放出的热量，注意理解两个关键词“每1 mol”“稳定氧化物”。2.常温时，中和热H57.3 kJ mol1；浓酸浓碱稀释会放热，所以有它们参加的中和热会大于57.3 kJ mol1；弱酸或弱碱电离要吸热，所以有它们参加的中和热小于57.3 kJ mol1。例 6(2016 年海南卷)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃烧 1 kg 该化合物释放出热量 3.8104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热H 为()。A.3.8104 kJmol1 B.3.8104 kJmol1C.3.4104
14、 kJmol1 D.3.4104 kJmol1答案：D考点三热化学方程式【知识梳理】1.热化学方程式。量反应热(1)定义：表示参加反应的物质的_和_的关系的化学方程式。物质变化能量变化(2)意义：表明了变化过程中的_和_。例如，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，表示在25 、101 kPa 条件下，_。2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol H2O(l)时释放571.6 kJ 的能量2.热化学方程式的书写。(1)书写步骤。(2)有关热化学方程式书写的注意事项。注意标明物质的聚集状态。反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可
15、能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(s、l、g)才能完整地体现热化学方程式的意义。热化学方程式中不用标“”“”和反应条件。注意H 的符号与单位。若为放热反应，H0。(H 的单位一般为 kJ mol1) 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。注意H 的数值与化学计量数是否对应。注意热化学方程式中各物质化学式前面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。注意燃烧热、中和热等条件的限制。用中文表示焓变时数值没有正负号，而用符号表示焓变时数值必须注明正负号。如 H2 的燃烧热为 285.8 kJ mol1，H285.8 kJ mol1。(3)判断热化学
16、方程式书写正误的方法。检查是否标明物质的聚集状态。检查H 的“”“”是否与吸热、放热一致。检查H 的数值是否与反应物或生成物的物质的量相对应(成比例)。【考点集训】例 7已知充分燃烧 a g 乙炔气体时生成 1 mol 二氧化碳气体和液态水，并放出热量 b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()。解析：由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知，生成4 mol 二氧化碳气体和液态水，放出热量4b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式为2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)H4b kJmol1。答案：AC.2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)H2b kJmol
17、1D.2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)Hb kJmol1易错警示热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热。由于可逆反应是不能进行到底的，所以其实际H 的绝对值(即不含正负号的数值)小于理论值，如N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，是指反应生成2 mol NH3时放出热量为 92.4 kJ，若按化学计量数1 mol N2和3 mol H2反应生成的NH3 少于2 mol，则放出热量必然小于92.4 kJ。例8(2016 年佛山模拟)已知：101 kPa 时 1 mol 辛烷燃烧生成液态水时放出热量为 5518 kJ；强酸和强碱在
18、稀溶液中发生反应生成 1 mol H2O 时放出的热量为 57.3 kJ，则下列热化学方程式的书写正确的是()。2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(g)H11 036 kJmol12C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11 036 kJmol1HOH=H2OH57.3 kJmol12NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1A.B.C.D.只有解析：表示辛烷燃烧热时，生成的水应是液态而不是气态，故错误、正确；中未标明反应物、生成物的聚集状态，错误。答案：C方法技巧“五审”判断热化学方程
19、式的正误例 9(2016 年东北师大附中二模)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()。A.已知NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3 kJ的热量B.已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1，则氢气的燃烧热为241.8 kJmol1C.已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)Ha2C(s)O2(g)=2CO(g)Hb，则abD.已知P(白磷，s)=P(红磷，s)H0，则白磷比红磷稳定燃烧热大于241.8 kJmol1，故B错误；焦炭完全燃烧放出的热
20、解析：中和热是指稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1 mol 液态水时所放出的热量，醋酸是弱酸，其电离过程是吸热过程，40.0 g 即1 mol NaOH 的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于 57.3 kJ 的热量，故A 正确；氢气的燃烧热必须是生成液态水的过程所放出的热量，液态水变为气态水是吸热的，氢气的量高于不完全燃烧放出的热量，因焓变是负值，即 ab，故 C错误；P(白磷，s)=P(红磷，s) H0，所以红磷的能量低于白磷的能量，红磷比白磷稳定，故 D 错误。答案：A考点四盖斯定律及反应热计算【知识梳理】1.定义。不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是_的。反应热只和_有关，而与
21、_无关。相同反应体系的始态和终态反应途径2.举例。H1H2如下图，始态为 S，终态为 L，中间过程为 R，则有H_。3.反应热大小的比较。(1)同一反应，生成物状态不同时。A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H20因为C(g)=C(l) H3H2。(2)同一反应，反应物状态不同时。S(g)O2(g)=SO2(g)H1a kJmol1S(s)O2(g)=SO2(g)H2b kJmol1(3)晶体类型不同，产物相同时。C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H1a kJmol1C(s，金刚石)O2(g)=CO2(g)H2b kJmol1(4)两个有联系的不同反应相比较时。C(s
22、)O2(g)=CO2(g)H10因为H2H3H1，H10，H20，H30所以H1H2。【考点集训】例 10(2015 年重庆卷)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为A.3abcB.c3abC.abcD.cabS(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g)Hx kJ mol1已知碳的燃烧热H1a kJ mol1；S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJ mol1；2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJ mol1，则x为()。答案：A解析：碳的燃烧热H1a kJmol1，其热化学方程式为C(s)O2(g)=CO2(g)H1a
23、kJmol1；S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJmol1；2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJmol1，将方程式3得：S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g)，则Hx kJmol1(3abc) kJmol1，所以x3abc。归纳总结应用盖斯定律进行简单计算的注意事项(1)当热化学方程式乘以或除以某一个数时，H 也应乘以或除以同一个数；方程式进行加减运算时，H 也同样要进行加减运算，且要带“”“”符号，即把H 看作一个整体进行运算。(2)将一个热化学方程式改写成逆反应时，H 的符号也随之改变，但数值不变。(3)在设计反应过程中，
24、会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，吸热；反之放热。例11(1)(2016年四川卷)工业上常用磷精矿Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸。已知 25 ，101 kPa 时：CaO(s)3H2SO4(l)=CaSO4(s)H2O(l)H271 kJmol15CaO(s)3H3PO4(l)HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)5H2O(l)H937 kJmol1则Ca5(PO4)3F和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_。(2)(2016 年新课标卷)已知下列反应：则反应SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)的
25、H_。(3)(2016年新课标卷)2O2(g)N2(g)=N2O4(l)H1N2(g)2H2(g)=N2H4(l)H2O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H32N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H41048.9kJmol1上述反应热效应之间的关系式为H4_，联氨和 N2O4 可作为火箭推进剂的主要原因为_。解析：(1)已知25 ，101 kPa时：CaO(s)H2SO4(l)=CaSO4(s)H2O(l)H271 kJmol15CaO(s)3H3PO4(l)HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)5H2O(l)H937 kJmol1根据盖斯定律：5得Ca5(PO4)3F和
26、硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是Ca5(PO4)3F(s)5H2SO4(l)=5CaSO4(s)3H3PO4(l)HF(g)H418 kJmol1。则根据盖斯定律可知即得到反应SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)的HH1H2H3。(3)根据盖斯定律，反应热效应之间的关系式为H42H32H2H1。联胺有强还原性，N2O4有强氧化性，两者在一起易发生自发的氧化还原反应，反应放热量大、产生大量气体，所以联氨和N2O4可作为火箭推进剂。答案：(1)Ca5(PO4)3F(s)5H2SO4(l)=5CaSO4(s)3H3PO4(l)HF(g)H4
27、18 kJmol1(2)H1H2H3(3)2H32H2H1反应放热量大、产生大量气体方法技巧例 12(2016 年江苏卷)通过以下反应均可获取 H2。下列有关说法正确的是()。太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJmol1焦炭与水反应制氢：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJmol1甲 烷 与 水 反 应 制 氢 ： CH4(g) H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJmol1A.反应中电能转化为化学能B.反应为放热反应C.反应使用催化剂，H3 减小D.反应CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJmol1答案：D解析：中太阳能转化为化学能，A错误；中H2131.3 kJmol1，反应为吸热反应，B错误；使用催化剂不能改变反应的始终态，不能改变化学反应的焓变，C错误；根据盖斯 定 律 ： 得 反 应 CH4(g)=C(s) 2H2(g)的 H 74.8 kJmol1，D正确。
