高考化學(xué) 第16講 化學(xué)能與熱能課件.ppt

第16講化學(xué)能與熱能 課標(biāo)版化學(xué) 題組一化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計(jì)算1 反應(yīng)熱 焓變 1 定義 化學(xué)反應(yīng)過程中 當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同的溫度時(shí) 放出或吸收的熱量 符號(hào) h 常用單位 kj mol或kj mol 1 2 產(chǎn)生原因 吸收能量e1 反應(yīng)物生成物 放出能量e2 a 吸熱反應(yīng) h為 或 h 0 b 放熱反應(yīng) h為 或 h 0 2 燃燒熱 中和熱 1 燃燒熱 3 表示 的反應(yīng)熱叫做中和熱 b 熱化學(xué)方程式 h aq oh aq h2o l h 57 3kj mol 1 3 燃料的充分燃燒 1 化石燃料主要包括煤 石油 天然氣等 2 可燃物燃燒的條件是與o2接觸 溫度達(dá)到 著火點(diǎn) 3 充分燃燒的必要條件是o2要充足 可燃物與o2的接觸面積要大 4 不充分燃燒則產(chǎn)熱少 浪費(fèi)資源 污染環(huán)境 2 中和熱a 定義 在 稀溶液中 酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成 1molh2o 這時(shí) 4 放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較 特別提示 1 化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱或放熱與反應(yīng)開始是否需要加熱無關(guān) 需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng) 如c o2co2 為放熱反應(yīng) 不需要加熱的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng) 如ba oh 2 8h2o和nh4cl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 2 濃硫酸的稀釋 naoh固體溶于水放熱 nh4no3固體溶于水吸熱 但它們不屬于化學(xué)變化 因此不屬于吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng) 題組二熱化學(xué)方程式的書寫1 定義表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式 2 表示意義不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化 也表明了化學(xué)反應(yīng)中的 能量變化 例如 25 101kpa時(shí) 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 表示2molh2 g 和1molo2 g 完全反應(yīng)生成2molh2o l 放出571 6kj的熱量 3 書寫要求 1 注明反應(yīng)的 溫度和 壓強(qiáng) 25 101kpa下進(jìn)行的反應(yīng)可 不注明 2 注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài) 固態(tài) s 液態(tài) l 氣態(tài) g 水溶液 aq 3 熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的 物質(zhì)的量 而不代表 分子或原子個(gè)數(shù) 因此可以寫成分?jǐn)?shù) 題組三蓋斯定律1 內(nèi)容不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成 其反應(yīng)熱是相同的 它只與反應(yīng)體系的 始態(tài)和 終態(tài)有關(guān) 而與反應(yīng)途徑無關(guān) 2 應(yīng)用間接計(jì)算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱 1 下列圖示關(guān)系中不正確的是 答案b一次能源和二次能源不是交叉關(guān)系 題組一化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念及計(jì)算 2 下列說法不正確的是 a 需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)b 任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能夠發(fā)生c 反應(yīng)物具有的總能量和生成物具有的總能量決定了反應(yīng)是吸熱還是放熱d 吸熱反應(yīng)在一定條件下 如加熱等 也能夠發(fā)生答案bb項(xiàng) 如c o2co2是放熱反應(yīng) 但必須在點(diǎn)燃或加熱條件下才發(fā)生 3 下列物質(zhì)間的反應(yīng) 其能量變化符合圖示曲線的是 a 鋅和稀鹽酸反應(yīng)制取氫氣b 灼熱的碳與二氧化碳反應(yīng)c 碳酸鈣的分解d ba oh 2 8h2o晶體和nh4cl晶體混合答案a從題圖中可判斷出表示的反應(yīng)應(yīng)為放熱反應(yīng) 再由選項(xiàng)來看 b c d中的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng) 只有a中的反應(yīng)為放熱反應(yīng) 4 已知熱化學(xué)方程式2no2 g n2o4 g h 56 9kj mol 1 則關(guān)于熱化學(xué)方程式 n2o4 g 2no2 g h0 的說法中正確的是 a 熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示分子數(shù)b 該反應(yīng) h0大于零c 該反應(yīng) h0 56 9kj mol 1d 該反應(yīng)可表示1moln2o4投入容器中分解時(shí)的熱效應(yīng)答案b熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量 a錯(cuò) 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 b對 c錯(cuò) 題組二熱化學(xué)方程式的書寫 5 已知 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 下列敘述正確的是 a 2個(gè)氫分子和1個(gè)氧分子反應(yīng)生成2個(gè)水分子 放出熱量571 6kjb 2molh2 g 和1molo2 g 反應(yīng)生成2molh2o l 吸收熱量571 6kjc 2molh2o l 分解為2molh2 g 和1molo2 g 吸收熱量571 6kjd 2molh2 g 和1molo2 g 反應(yīng)生成2molh2o g 放出熱量571 6kj答案c此熱化學(xué)方程式表示的意義為2molh2 g 和1molo2 g 反應(yīng)生成2molh2o l 放出熱量571 6kj 故a錯(cuò) b中應(yīng)為放出熱量 d中h2o應(yīng)為液態(tài) 6 已知 c s o2 g co g h 110 5kj mol 1 c s o2 g co2 g h 393 51kj mol 1 則反應(yīng)c s co2 g 2co g 的反應(yīng)熱 h為 a 283 01kj mol 1b 172 51kj mol 1c 283 1kj mol 1d 504 00kj mol 1答案b由 式可得co2 g c s o2 g h 393 51kj mol 1 式 2得2c s o2 g 2co g h 221kj mol 1 二式合并得c s co2 g 2co g h 393 51kj mol 1 221kj mol 1 172 51kj mol 1 題組三蓋斯定律 7 已知31g白磷變成紅磷時(shí)放出18 39kj熱量 下列兩反應(yīng)中 p4 s 5o2 g 2p2o5 s h q1kj mol 14p 紅 s 5o2 g 2p2o5 s h q2kj mol 1則下列說法中正確的是 a q1 q2 白磷比紅磷穩(wěn)定b q1 q2 紅磷比白磷穩(wěn)定c q1 q2 白磷比紅磷穩(wěn)定d q1 q2 紅磷比白磷穩(wěn)定答案d根據(jù)白磷變成紅磷時(shí)放出熱量可知 紅磷比白磷穩(wěn)定 根據(jù)蓋斯定律 將兩個(gè)方程式相減得 p4 s 4p 紅 s h q1 q2 kj mol 1 0 因此q1 q2 8 將tio2轉(zhuǎn)化為ticl4是工業(yè)冶煉金屬鈦的主要反應(yīng)之一 已知 tio2 s 2cl2 g ticl4 l o2 g h 140 5kj molc s 石墨 o2 g co g h 110 5kj mol則反應(yīng)tio2 s 2cl2 g 2c s 石墨 ticl4 l 2co g 的 h是 a 80 5kj molb 30 0kj molc 30 0kj mold 80 5kj mol答案d認(rèn)真觀察已知反應(yīng)和目標(biāo)反應(yīng) 將已知反應(yīng)分別記為 應(yīng)用蓋斯定律 由反應(yīng) 2即可解題 重難一熱化學(xué)方程式的書寫典例1 2014四川巴中模擬 下列熱化學(xué)方程式中 正確的是 a 甲烷的燃燒熱 h為 890 3kj mol 則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj molb 含20 0gnaoh的稀溶液與稀鹽酸完全中和 放出28 7kj的熱量 則稀醋酸和稀naoh溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 naoh aq ch3cooh aq ch3coona aq h2o l h 57 4kj mol c 上圖是298k 101kpa時(shí)co和h2合成ch3oh g 的反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖 則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 co g 2h2 g ch3oh g h 91kj mold 已知 2zn s o2 g 2zno s h 701 0kj mol2hg l o2 g 2hgo s h 181 6kj mol則zn s hgo s zno s hg l h 259 7kj mol考查內(nèi)容熱化學(xué)方程式的書寫 解題關(guān)鍵解答本題的關(guān)鍵是理解選項(xiàng)中圖像的含義 解析水的穩(wěn)定狀態(tài)為液態(tài) 選項(xiàng)a不正確 ch3cooh是弱電解質(zhì) 存在電離平衡 而電離是吸熱的 選項(xiàng)b不正確 根據(jù)圖像可知 反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 反應(yīng)是放熱反應(yīng) h應(yīng)小于0 選項(xiàng)c不正確 根據(jù)蓋斯定律得zn s hgo s zno s hg l h 259 7kj mol 選項(xiàng)d正確 答案d 1 1 2014安徽阜陽二模 1g氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142 9kj熱量 表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 a 2h2 g o2 g 2h2o l h 142 9kj mol 1b 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1c 2h2 o22h2o h 571 6kj mol 1d 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1答案b解析因反應(yīng)放熱 故排除d項(xiàng) 熱化學(xué)方程式應(yīng)標(biāo)明所有物質(zhì)的聚集狀態(tài) 故排除c項(xiàng) 1g氫氣燃燒生成液態(tài)水放出142 9kj熱量 那么4g氫氣燃燒生成液態(tài)水應(yīng)放出571 6kj熱量 a項(xiàng)錯(cuò)誤 b項(xiàng)正確 熱化學(xué)方程式的書寫 量變化 如3h2 g n2 g 2nh3 g h 92 4kj mol是指生成2molnh3時(shí)放出92 4kj的熱量 因反應(yīng)不能進(jìn)行完全 3molh2 g 和1moln2 g 混合反應(yīng)實(shí)際放出的熱量小于92 4kj 2 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 如 h2 g cl2 g 2hcl g h1 h2 g cl2 g hcl g h2 2hcl g h2 g cl2 g h3則有 h1 2 h2 h3 特別提示 1 熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是表示反應(yīng)物完全反應(yīng)時(shí)的熱 判斷或檢查熱化學(xué)方程式正誤的方法 四看法 1 看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確 2 看 h的 是否正確 3 看反應(yīng)熱的單位是否正確 4 看反應(yīng)熱數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否相對應(yīng) 重難二反應(yīng)熱的計(jì)算典例2 2014河南焦作模擬 根據(jù)蓋斯定律 結(jié)合下述信息回答問題 已知 1 nh3 g hcl g nh4cl s h1 176kj mol 1 2 nh3 g h2o l nh3 h2o aq h2 35 1kj mol 1 3 hcl g h2o l hcl aq h3 72 3kj mol 1 4 nh3 h2o aq hcl aq nh4cl aq h2o l h4 52 3kj mol 1 5 nh4cl s h2o l nh4cl aq h 則 5 中 h 考查內(nèi)容利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱 解題關(guān)鍵解答本題的關(guān)鍵是正確應(yīng)用蓋斯定律 解析根據(jù)蓋斯定律 把題給熱化學(xué)方程式作如下處理 4 3 2 1 可得熱化學(xué)方程式 5 則 h h4 h3 h2 h1 把數(shù)據(jù)代入得 h 16 3kj mol 1 答案 16 3kj mol 1 2 1 2014山東新泰汶城中學(xué)模擬 已知 2c s o2 g 2co g h 221 0kj mol 2h2 g o2 g 2h2o g h 483 6kj mol 則反應(yīng)c s h2o g co g h2 g 的 h為 a 131 3kj molb 131 3kj molc 352 3kj mold 262 6kj mol答案a解析由蓋斯定律知 c s h2o g co g h2 g h 131 3kj mol 所以選a 2 2 2014北京東城聯(lián)考 已知一定條件下斷裂1mol下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為 h h436kj cl cl243kj h cl431kj 對于反應(yīng)h2 g cl2 g 2hcl g 下列說法正確的是 a 該反應(yīng)的反應(yīng)熱 h 0b 氫氣分子中的化學(xué)鍵比氯氣分子中的化學(xué)鍵更穩(wěn)定c 相同條件下 該反應(yīng)在光照和點(diǎn)燃條件下的 h不同d h2與cl2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為h2 g cl2 g 2hcl g h 183kj答案b解析 h 反應(yīng)物鍵能總和 生成物鍵能總和 436kj mol 243kj mol 2 431kj mol 183kj mol h 0 a項(xiàng)錯(cuò)誤 h h鍵的鍵能比cl cl鍵的鍵能 大 h2分子比cl2分子中的化學(xué)鍵更穩(wěn)定 b項(xiàng)正確 相同條件下 該反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)條件無關(guān) 在光照和點(diǎn)燃條件下的 h相同 c項(xiàng)錯(cuò)誤 h的單位為kj mol d項(xiàng)錯(cuò)誤 反應(yīng)熱的計(jì)算1 蓋斯定律若一個(gè)化學(xué)方程式可由另外幾個(gè)化學(xué)方程式相加減而得到 則該化學(xué)反應(yīng)的焓變可通過另外幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)的焓變計(jì)算得到 2 根據(jù)化學(xué)鍵鍵能計(jì)算 h 反應(yīng)物的鍵能總和 生成物的鍵能總和 3 根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算 h 生成物具有的總能量 反應(yīng)物具有的總能量 常見題型如下 圖 h e2 e1 0 該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 圖 h e3 e1 0 該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 圖 h 508 600 kj mol 1 0 該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 重難三反應(yīng)熱的大小比較典例3 2014陜西寶雞模擬 下列各組熱化學(xué)方程式中 化學(xué)反應(yīng)的 h前者大于后者的是 c s o2 g co2 g h1c s o2 g co g h2 s s o2 g so2 g h3s g o2 g so2 g h4 h2 g o2 g h2o l h5 2h2 g o2 g 2h2o l h6 caco3 s cao s co2 g h7cao s h2o l ca oh 2 s h8a b c d 考查內(nèi)容反應(yīng)熱的大小比較 解題關(guān)鍵比較 h的大小時(shí) 注意 h的正 負(fù)號(hào) 解析碳與氧氣反應(yīng)放熱 即 h1 h4 發(fā)生同樣的燃燒反應(yīng) 物質(zhì)的量越多 放出的熱量越多 故 h5 h6 碳酸鈣分解吸收熱量 h7 0 cao與 h2o反應(yīng)放出熱量 h8 h8 答案c 3 1已知下列各反應(yīng)均為放熱反應(yīng) 同溫同壓下 下列各熱化學(xué)方程式中的 h最小的是 a 2a l b l 2c g hb 2a g b g 2c g hc 2a g b g 2c l hd 2a l b l 2c l h答案c解析等物質(zhì)的量的反應(yīng)物 氣態(tài)時(shí)所具有的能量高于液態(tài)時(shí)所具有的能量 根據(jù) h 生成物的總能量 反應(yīng)物的總能量 可知選項(xiàng)c的 h數(shù)值最小 3 2丙烷 c3h8 完全燃燒后只有co2和h2o 不會(huì)造成環(huán)境污染 已知有以下四個(gè)熱化學(xué)方程式 c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o g h akj mol c3h8 g 5o2 g 3co2 g 4h2o l h bkj mol 2c3h8 g 9o2 g 4co2 g 2co g 8h2o l h ckj mol c3h8 g o2 g co2 g 2h2o g h dkj mol 其中a b c d最大的是 a ab bc cd d答案c解析 與 相比生成液態(tài)水比氣態(tài)水放出的熱量多 所以b a 中各物質(zhì)的物質(zhì)的量均為 中的一半 所以d a 與 相比 相當(dāng)于2molc3h8有1mol完全燃燒 1mol不完全燃燒 故放出的熱量c大于b 所以c最大 選c 反應(yīng)熱大小的比較1 直接比較法依據(jù)規(guī)律 經(jīng)驗(yàn)和常識(shí)直接判斷不同反應(yīng)的 h的大小的方法可稱為直接比較法 1 吸熱反應(yīng)的 h肯定比放熱反應(yīng)的大 前者大于0 后者小于0 2 等量的可燃物完全燃燒所放出的