高中化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第三單元 第14講 化學(xué)反應(yīng)與能量課件.ppt

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第14講 化學(xué)反應(yīng)與能量 考綱導(dǎo)視 基礎(chǔ)反饋 判斷正誤 正確的畫 錯(cuò)誤的畫 1 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴有能量的變化 2 伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化 3 吸熱反應(yīng)在任何條件都不能發(fā)生 4 水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水時(shí)放出的能量就是該變化的反應(yīng)熱 5 同溫同壓下 反應(yīng)H2 g Cl2 g 2HCl g 在光照和點(diǎn) 燃條件下的 H不同 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 考點(diǎn)一 反應(yīng)熱 知識(shí)梳理 反應(yīng)熱1 焓變 1 定義 在恒壓條件下進(jìn)行的反應(yīng)的 符號(hào) 單位 規(guī)定 放熱反應(yīng)的 H取 吸熱反應(yīng)的 H取 2 化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量變化的主要原因在于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量不盡相同 在破壞化學(xué)鍵和形成化學(xué)鍵的過程中能量變化不相等 使得化學(xué)反應(yīng)總是伴隨著能量變化 熱效應(yīng) H kJ mol 1 2 放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng) 大于 小于 1 定義 當(dāng)反應(yīng)物總能量 生成物總能量時(shí) 為放熱反應(yīng) 當(dāng)反應(yīng)物總能量 生成物總能量時(shí) 為吸熱反應(yīng) 2 放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較 續(xù)表 續(xù)表 考點(diǎn)集訓(xùn) 例1 將水蒸氣通過紅熱的碳可產(chǎn)生水煤氣 C s H2O g CO g H2 g H 131 3kJ mol 1 達(dá)到平衡后 體 積不變時(shí) 能提高H2O的平衡轉(zhuǎn)化率的措施是 A 降低溫度B 增加碳的用量C 加入催化劑D 用CO吸收劑除去CO 解析 該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng) 提高H2O的平衡轉(zhuǎn)化率 就要使平衡正向移動(dòng) A項(xiàng)降低溫度 根據(jù)平衡移動(dòng)原理 平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng) 即向逆反應(yīng)方向移動(dòng) H2O的平衡轉(zhuǎn)化率降低 A錯(cuò)誤 B項(xiàng)由于碳是固體 所以增加碳的用量 平衡不發(fā)生移動(dòng) H2O的平衡轉(zhuǎn)化率不變 B錯(cuò)誤 C項(xiàng)加入催化劑 能夠縮短達(dá)到平衡所需要的時(shí)間 但是平衡不發(fā)生移動(dòng) 因此H2O的平衡轉(zhuǎn)化率不變 C錯(cuò)誤 D項(xiàng)用CO吸收劑除去CO 即減小生成物的濃度 平衡正向移動(dòng) H2O的平衡轉(zhuǎn)化率增大 D正確 答案 D 例2 2SO2 g O2 g 2SO3 g 反應(yīng)過程的能量變化 如圖所示 請(qǐng)回答下列問題 1 圖中C表示 2 E的大小對(duì)該反應(yīng)的焓變有無影響 填 有 或 無 該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑 加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是降低 填 升高 或 降低 思路指導(dǎo) 注意橫坐標(biāo)的箭頭表示反應(yīng)的方向由A C 催化劑改變反應(yīng)的歷程 導(dǎo)致活化能降低 解析 依據(jù)圖象分析A為反應(yīng)物總能量 C為生成物總能量 E為反應(yīng)的活化能 催化劑只改變反應(yīng)速率 不改變反應(yīng)熱 改變反應(yīng)歷程 能降低反應(yīng)的活化能 答案 1 生成物的總能量 2 無 降低 歸納總結(jié) 能量變化與反應(yīng)過程的關(guān)系 E1為斷鍵需要吸收的能量 正反應(yīng)的活化能 E2為成鍵所釋放的能量 也是逆反應(yīng)的活化能 當(dāng)E1 E2時(shí) 反應(yīng)為吸熱反應(yīng) H 0 當(dāng)E1 E2時(shí) 反應(yīng)為放熱反應(yīng) H 0 例3 2014年海南卷 標(biāo)準(zhǔn)狀況下 氣態(tài)分子斷開1mol化學(xué)鍵的焓變稱為鍵焓 已知H H H O和O O鍵的鍵焓 H分別為436kJ mol 1 463kJ mol 1 495kJ mol 1 下列 熱化學(xué)方程式正確的是 A H2O g H2 g O2 g H 485kJ mol 1 B H2O g H2 g O2 g H 485kJ mol 1C 2H2 g O2 g 2H2O g H 485kJ mol 1 D 2H2 g O2 g 2H2O g H 485kJ mol 1 答案 D 考點(diǎn)二 燃燒熱與中和熱 知識(shí)梳理 一 燃燒熱與中和熱 1 燃燒熱 1mol 完全 穩(wěn)定 1 定義 在25 101kPa時(shí) 純物質(zhì) 燃燒生成 的氧化物時(shí)所放出的熱量 單位為kJ mol 1 2 意義 H2的燃燒熱為 285 8kJ mol 1 表示在25 101kPa條件下 用熱化學(xué)方程式表示為 H2 g 1 2O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1 1molH2完全燃燒生成H2O l 時(shí)放出的熱量 為285 8kJ 2 中和熱 定義 在稀溶液中 時(shí)放出的熱量叫中和熱 二 中和熱的測定 1 測定原理 酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O 2 實(shí)驗(yàn)裝置 3 注意事項(xiàng) 1 碎泡沫塑料 或紙條 及泡沫塑料板的作用是保溫 隔熱 減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失 2 為保證酸 堿完全中和 常采用堿稍稍過量 3 實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液的方法是上下攪動(dòng) 不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒 理由是銅傳熱快 熱量損失大 考點(diǎn)集訓(xùn) 例4 下列有關(guān)中和熱的說法正確的是 A 中和熱的熱化學(xué)方程式 H l OH l H2O l H 57 3kJ mol 1B 準(zhǔn)確測量中和熱的實(shí)驗(yàn)過程中 至少需測定溫度4次C 環(huán)形玻璃攪拌棒材料若用銅代替 則測量出的中和熱數(shù)值偏小 解析 中和熱的熱化學(xué)方程式為H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 A錯(cuò)誤 中和熱測定實(shí)驗(yàn)過程中至少需測定溫度3次取平均值 B錯(cuò)誤 銅容易導(dǎo)熱 會(huì)有熱量損失 因此中和熱測定數(shù)值偏小 C正確 實(shí)驗(yàn)過程中NaOH一般略微過量 確保反應(yīng)完全 D錯(cuò)誤 答案 C 例5 下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是 思路指導(dǎo) 1 注意中和熱和燃燒熱兩個(gè)概念中都對(duì)反應(yīng)物 或生成物的物質(zhì)的量有特別要求 2 溫度 壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)熱有一定影響 物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同 反應(yīng)熱也不同 解析 燃燒熱概念要求H2為1mol H2O為液態(tài) A項(xiàng)錯(cuò)誤 醋酸中和時(shí)需要電離吸收能量 放出熱量小于57 3kJ B項(xiàng)正確 C不完全燃燒 放熱偏小 因?yàn)?H 0 即a b C項(xiàng)錯(cuò)誤 石墨轉(zhuǎn)化為金剛石 吸收熱量 石墨具有的能量更低更穩(wěn)定 D項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 B 易錯(cuò)警示 H 605kJ mol 1 D項(xiàng)正確 解析 液態(tài)水生成氣態(tài)水要吸熱 則A項(xiàng)中放熱應(yīng)小于1300kJ A錯(cuò)誤 液態(tài)苯的能量比氣態(tài)苯的能量低 則B項(xiàng)中放出熱量應(yīng)小于3295kJ B項(xiàng)錯(cuò)誤 通過計(jì)算可知等質(zhì)量的兩者完全燃燒時(shí)乙炔放熱多 C項(xiàng)錯(cuò)誤 根據(jù)蓋斯定律 由3 答案 D 得 3C2H2 g C6H6 g A 1molC2H2 g 完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放熱大于1300kJB 1molC6H6 l 完全燃燒生成液態(tài)水時(shí)放熱大于3295kJC 相同條件下 等質(zhì)量的C2H2 g 與C6H6 g 完全燃燒 C6H6 g 放熱更多D C2H2 g 三聚生成C6H6 g 的過程屬于放熱反應(yīng) 考點(diǎn)三 熱化學(xué)方程式 知識(shí)梳理 1 熱化學(xué)方程式 量 反應(yīng)熱 1 定義 表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的 和 的 關(guān)系的化學(xué)方程式 物質(zhì)變化 能量變化 2 意義 表明了變化過程中的 和 例25 101kPa條件下 如 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1 表示在 2molH2 g 和1molO2 g 完全反應(yīng)生成 2molH2O l 時(shí)釋放571 6kJ的能量 2 熱化學(xué)方程式的書寫 1 書寫步驟 寫熱化學(xué)方程式一般要先寫出反應(yīng)過程 注明 各物質(zhì)的狀態(tài) 再計(jì)算反應(yīng)熱 寫出熱化學(xué)方程式 2 有關(guān)熱化學(xué)方程式書寫的注意事項(xiàng) 注意標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同 反應(yīng)熱數(shù)值以及符號(hào)都可能不同 因此 必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài) s l g 才能完整地體現(xiàn)熱化學(xué)方程式的意義 熱化學(xué)方程式中不用標(biāo) 和反應(yīng)條件 注意 H的符號(hào)與單位 若為放熱反應(yīng) H0 H的單位一般為kJ mol 1 當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí) 其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的 反應(yīng)熱數(shù)值相等 符號(hào)相反 注意 H的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對(duì)應(yīng) 注意熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與 H相對(duì)應(yīng) 如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍 則 H也要加倍 注意燃燒熱 中和熱等條件的限制 用中文表示焓變時(shí)數(shù)值沒有正負(fù)號(hào) 而用符號(hào)表示焓變時(shí) 數(shù)值必須注明正負(fù)號(hào) 如H2的燃燒熱為285 8kJ mol 1 H 285 8kJ mol 1 3 判斷熱化學(xué)方程式書寫正誤的方法 檢查是否標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 檢查 H的 是否與吸熱 放熱一致 檢查 H的數(shù)值是否與反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量相對(duì) 應(yīng) 成比例 考點(diǎn)集訓(xùn) 解析 由物質(zhì)的物質(zhì)的量與反應(yīng)放出的熱量成正比可知 生成4mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水 放出熱量4bkJ 則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式為2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4bkJ mol 1 答案 A 易錯(cuò)警示 熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指反應(yīng)按所給形式完全進(jìn)行時(shí)的反應(yīng)熱 由于可逆反應(yīng)是不能進(jìn)行到底的 所以其實(shí)際 H的絕對(duì)值 即不含正負(fù)號(hào)的數(shù)值 小于理論值 如N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 是指反應(yīng)生成2molNH3時(shí)放出熱量為92 4kJ 若按化學(xué)計(jì)量數(shù)1molN2和3molH2反應(yīng)生成的NH3少于2mol 則放出熱量必然小于92 4kJ 例8 合成氨用的氫氣可用甲烷為原料制得 有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示 反應(yīng) 為 反應(yīng) 填 吸熱 或 放熱 CH4 g 與H2O g 反應(yīng)生成CO g 和H2 g 的熱化學(xué)方程式為 例9 下列熱化學(xué)方程式的書寫正確的是 思路指導(dǎo) 注意熱化學(xué)方程式書寫正誤的判斷方法和易錯(cuò) 點(diǎn) 解析 放熱反應(yīng) H為 A項(xiàng)不正確 反應(yīng)熱的單位為kJ mol 1 B項(xiàng)不正確 反應(yīng)熱與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān) C項(xiàng)不正 確 答案 D 考點(diǎn)四 蓋斯定律及反應(yīng)熱計(jì)算 知識(shí)梳理 1 定義 不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成 其反應(yīng)熱是 的 反應(yīng)熱只和 有關(guān) 而與 無關(guān) 2 舉例 如下圖 始態(tài)為S 終態(tài)為L 中間過程為R 則有 H 相同 反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài) 反應(yīng)途徑 H1 H2 H2 bkJ mol 1 2K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s kJ mol 1 則x為 考點(diǎn)集訓(xùn) 例10 2015年重慶卷 黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一 其爆炸的熱化學(xué)方程式為 S s 2KNO3 s 3C s K2S s N2 g 3CO2 g H xkJ mol 1已知碳的燃燒熱 H1 akJ mol 1 S s 2K s K2S s H3 c A 3a b c B c 3a b C a b c D c a b 答案 A 歸納總結(jié) 應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計(jì)算的注意事項(xiàng) 1 當(dāng)熱化學(xué)方程式乘以或除以某一個(gè)數(shù)時(shí) H也應(yīng)乘以或除以同一個(gè)數(shù) 方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí) H也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算 且要帶 符號(hào) 即把 H看作一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)算 2 將一個(gè)熱化學(xué)方程式改寫成逆反應(yīng)時(shí) H的符號(hào)也隨 之改變 但數(shù)值不變 3 在設(shè)計(jì)反應(yīng)過程中 會(huì)遇到同一物質(zhì)的三態(tài) 固 液 氣 的相互轉(zhuǎn)化 狀態(tài)由固 液 氣變化時(shí) 吸熱 反之放熱 例11 2015年全國名校模擬組合 1 在298K時(shí) 1molCH4在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水 放出熱量890 0kJ 寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 現(xiàn)有CH4和CO的混合氣體0 75mol 完全燃燒后 生成CO2氣體和18g液態(tài)水 并放出515kJ熱量 則CH4和CO的物質(zhì)的量分別為 mol mol 2 在400 時(shí) 常壓下 容積為1 0L的密閉容器中充入1 00molSO2 g 和0 96molO2 g 充分反應(yīng)后 測得還有0 04molSO2剩余 并放出95 04kJ的熱量 2SO3 g 寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 2SO2 g O2 g H 思路指導(dǎo) 熱化學(xué)方程式各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)和 H存在固定的比例關(guān)系 如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍 則 H也要相應(yīng)加倍 因此 可以由已知條件找出反應(yīng)物物質(zhì)的量與實(shí)際反應(yīng)產(chǎn)生熱量的關(guān)系 也可以算出指定物質(zhì)的量的反應(yīng)物參加反應(yīng)產(chǎn)生的熱量 例12 1 汽車尾氣中NOx的消除及無害化處理引起社會(huì)廣泛關(guān)注 某興趣小組查閱文獻(xiàn)獲得如下信息 N2 g O2 g 2NO g H 180 5kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 1 則反應(yīng)2H2 g 2NO g 2H2O g N2 g H 2 捕碳技術(shù) 主要指捕獲CO2 在降低溫室氣體排放中具有重要的作用 目前NH3和 NH4 2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑 它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng) 反應(yīng) 2NH3 l H2O l CO2 g NH4 2CO3 aq H1 反應(yīng) NH3 l H2O l CO2 g NH4HCO3 aq H2 反應(yīng) NH4 2CO3 aq H2O l CO2 g 2NH4HCO3 aq H3 H1與 H2 H3之間的關(guān)系是 H3 解析 1 用總反應(yīng)式比較 知 可得 2 用反應(yīng) 比較反應(yīng) 反應(yīng) 反應(yīng) 2 反應(yīng) 即 H3 2 H2 H1 答案 1 664 1kJ mol 1 2 2 H2 H1