2013高考化學總復習優(yōu)化課件版第六章第1節(jié)化學反應的熱效應

1、第六章化學反應與能量轉化第六章化學反應與能量轉化第1節(jié)化學反應的熱效應2013高考導航考綱要求1.了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式。2.了解化學能與熱能的相互轉化。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。3.了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。4.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。了解化學在解決能源危機中的重要作用。命題熱點1.熱化學方程式的正確表達(狀態(tài)、計量數、能量關系)和化學變化中的能量交換關系。2.反應熱大小的比較及圖像分析。3.能用蓋斯定律進行反應熱的計算及由鍵能計算反應熱。4.反應熱與能源的綜合考查。教材回扣夯實雙基一、反應熱1反

2、應熱是指一定溫度下反應所釋放或吸收的熱量。在化學實驗中，通常遇到的反應是在敞口容器中進行的，此時的反應熱等于反應前后物質的_，用符號_表示，單位一般采用_。焓的改變HkJmol12從宏觀角度看，焓變等于_，從化學鍵微觀角度看，焓變等于_。如圖中，a表示_，b表示_，該反應的H_0。H(生成物)H(反應物)反應物的鍵能和生成物的鍵能和活化能焓變中學常見的放熱反應有：酸堿中和、燃燒、活潑金屬與水或酸反應、多數化合反應；吸熱反應有：多數分解反應、碳與H2O(g)、碳與CO2。3吸熱反應和放熱反應 類型比較放熱反應吸熱反應定義有熱量放出的化學反應吸收熱量的化學反應形成原因反應物具有的總能量_生成物具有

3、的總能量反應物具有的總能量_生成物具有的總能量大于小于 類型比較放熱反應吸熱反應與化學鍵強弱的關系生成物分子成鍵時釋放出的總能量_反應物分子斷裂時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量_反應物分子斷裂時吸收的總能量表示方法H0H0大于小于 類型比較放熱反應吸熱反應圖示思考感悟1一個化學反應放熱或吸熱是否與反應條件有關？為什么？【提示】一個化學反應能量的變化決定于反應物、生成物所具有的能量或者說決定于反應物、生成物的總鍵能，而能量或總鍵能與反應條件無關(反應條件可以改變活化能，如加正催化劑就是降低活化能)。所以說H與反應條件無關。二、反應焓變與熱化學方程式1蓋斯定律及其應用(1)定義：對于一個

4、化學反應，無論是一步完成，還是分幾步完成其反應焓變都是一樣的。(2)應用：如由A到B可以設計如下兩個途徑：途徑一：AB(H)途徑二：ACB(H1、H2)即則焓變H、H1、H2的關系可以表示為_。HH1H22熱化學方程式(1)概念：表明反應所吸收或放出熱量的化學方程式。(2)表示意義：既表明了化學反應中的_，也表明了化學反應中的_。例如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H(298 K)571.6 kJ/mol物質變化能量變化表示在298 K時，2 mol H2與1 mol O2反應完全后，生成2 mol 液態(tài)水，放出571.6 kJ的熱量。思考感悟2熱化學方程式中各物質的計量系數為什么只具

5、有宏觀意義而不具有微觀意義呢？【提示】因為熱化學方程式表示了能量變化，而能量的變化是一個宏觀變化，所以不能說“298 K時，2個H2分子與1個O2分子反應完全后，生成2個H2O分子時放出571.6 kJ的熱量”?？键c串講深度剖析考點一反應焓變的大小比較及計算1比較(1)同一反應生成物狀態(tài)不同時A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H20因為C(g)=C(l)H30，則H3H2H1,所以H2H1。(2)同一反應反應物狀態(tài)不同時S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20H2H3H1,H3H1H2,又H30，所以H1H2。(3)兩個有聯系的不同反

6、應相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10H2H3H1已知：H30所以H2H1。2計算(1)根據鍵能數據(E)計算HE(反應物)E(生成物)(2)根據熱化學方程式計算反應熱與反應物或生成物的物質的量成正比。(3)根據實驗數據計算HQCT(C代表溶液及量熱計的總熱容，單位kJK1)或HQcmT(c代表反應物的比熱容，單位kJkg1K1)(4)根據蓋斯定律計算利用蓋斯定律計算化學反應的焓變時，熱化學方程式可以和數學代數方程式一樣進行加、減、乘、除運算。需要時可將熱化學反應方程式的系數擴大或縮小，應注意H也要同比例擴大或縮小，也可將熱化學方程式逆向改寫，此時H絕對值相等，符號相反。特別提醒解答有關

7、蓋斯定律的題目關鍵是設計合理的反應途徑，適當加減已知熱化學方程式。在進行化學方程式的數學運算時，要注意反應熱的符號以及反應熱與化學方程式中的系數的比例關系。即時應用1(2011高考重慶卷)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結構中只存在SF鍵。已知：1 mol S(s)轉化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ，斷裂1 mol FF、SF鍵需要吸收的能量分別為160 kJ、330 kJ，則S(s)3F2(g)=SF6(g)的反應熱H為()A1780 kJ/molB1220 kJ/mol C450 kJ/mol D430 kJ/mol解析：選B。E(反應物)280 kJmol13160 kJmol1760

8、 kJmol1E(生成物)6330 kJmol11980 kJmol1HE(反應物)E(生成物)1220 kJmol1?？键c二熱化學方程式的書寫1正確書寫熱化學方程式，首先要清楚影響一個化學反應的反應熱的因素有：(1)反應時的溫度與壓強；(2)反應物與生成物的狀態(tài)；(3)方程式中的計量數。在同時遵循質量守恒定律和能量守恒定律的基礎上，把握好書寫的原則。2書寫熱化學方程式應注意以下幾點：(1)要注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)。常用s、l、g分別表示固體、液體、氣體。(2)H與方程式的計量系數有關，注意方程式與對應的H不要弄錯，計量系數可以是小數或分數。(3)在所寫化學反應方程式后寫下H的數值和單位

9、，方程式與H應用空格隔開。(4)當H0時，為放熱反應；當H0時，為吸熱反應。即時應用2(2010高考浙江卷)下列熱化學方程式或離子方程式中，正確的是()A甲烷的標準燃燒熱為890.3 kJmol1，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1解析：選D。本題考查熱化學反應方程式、離子反應方程式等化學用語的書寫與判斷。A項，燃燒熱是指1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時特別提醒若可燃物的計量系數為1，且生成的氧化物均是穩(wěn)定狀態(tài)，此時H表示燃燒熱。生成不穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量不是燃燒熱，如C(s)1/2O2=CO(g)H19

10、5.41 kJ/mol，因CO可繼續(xù)與O2反應生成CO2并放出熱量，所以195.41 kJ/mol并不是碳的燃燒熱。1能源概念能源就是能提供能量的自然資源，它包括化石燃料(煤、石油、天然氣)、陽光、風力、水、潮汐以及柴草等。2能源分類考點三化學與能源3化學與能源關系化學反應都伴隨著能量變化，化學能以多種途徑進行轉化。在能源問題備受矚目的今天，化學科學將在能源開發(fā)和利用方面發(fā)揮非常重要的作用。4充分燃燒的必要條件(1)燃燒時要有足夠的空氣，如鼓入空氣、增大O2濃度等；(2)燃料與空氣要有足夠大的接觸面積，如將固體研成粉末、使液體噴成霧狀等。即時應用3全球科技經濟瞭望報道了美國氫燃料電池技術的發(fā)展

11、。目前，我國的能源結構主要是煤，還有石油、天然氣、核能等，這些能源都是不可再生且污染環(huán)境的能源，研究和開發(fā)清潔而又用之不竭的能源是未來發(fā)展的首要任務?？茖W家預測“氫能”將是未來21世紀最理想的新能源，氫能是利用氫氣的燃燒反應放熱提供能量。即：H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.5 kJmol1。(1)試分析為什么“氫能”將是未來21世紀最理想的新能源？(指出兩點優(yōu)點即可)(2)目前世界上的氫氣絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中制取。請寫出工業(yè)上由天然氣制氫氣的化學反應方程式。(a)SO2I2H2OAB(b)A？(c)B？完成以上三步反應，并確定哪步反應最難進行。請對硫碘熱循環(huán)法制取

12、氫的優(yōu)劣和前景作出評價。(4)目前，有人提出一種最經濟最理想的獲得氫能源的循環(huán)體系，如下圖所示：這是一種最理想的氫能源循環(huán)體系，類似于生物的光合作用，太陽能和水是用之不竭的，而且價格低廉。急需化學家研究的是_。(5)列舉兩種方法簡單安全地輸送氫氣。解析：(1)氫是宇宙中含量最豐富的元素之一，可提取出無窮無盡的氫氣。氫氣用做燃料不會污染環(huán)境，重量又輕，優(yōu)點很多。(2)該反應式的書寫要注意工業(yè)上充分利用天然氣，獲得更多的氫氣，必須利用廉價的水來提供氫，由于硫酸很穩(wěn)定，所以反應(c)最難進行。該循環(huán)過程需要很高的熱能，需在較高溫度下才能進行，生成的SO2和I2可以循環(huán)使用，其他產物對環(huán)境無污染，但耗

13、能太大，所以此法不可取，若把太陽能用到上述循環(huán)中，該工藝將是合理的。(4)由圖可見，科學家需研究出合適的光分解催化劑，它能在光照條件下促使水的分解速率加快。(5)管道運輸(可以把現有的天然氣和城市煤氣管道輸送系統(tǒng)改造為氫氣輸送系統(tǒng))；用金屬儲氫材料儲存后再運輸。此法中SO2、I2可循環(huán)利用，對環(huán)境無污染，但耗能太大，不可取，若把太陽能用到上述循環(huán)中，該工藝將是合理的(4)合適的光分解催化劑，在光照下加快H2O的分解速率(5)管道運輸、用金屬儲氫材料儲存后再運輸(答案合理即可)命題視角把脈高考視角1教材高頻考點例1 (2011高考海南卷)已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0

14、kJmol1 2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 kJmol1則反應Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H為()A519.4 kJmol1B259.7 kJmol1C259.7 kJmol1 D519.4 kJmol1【答案】C【名師點評】利用蓋斯定律計算、比較H是高考考查的熱點，其重現率為100%，解答這類題要注意：(1)應用蓋斯定律計算反應熱的關鍵是找出目標反應的始態(tài)和終態(tài)，然后根據熱化學方程式的疊加進行計算。(2)涉及熱化學方程式疊加時，若用到原反應的逆反應，H要變號；計量系數改變，H也要隨著改變。如H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/

15、mol，則2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJ/mol。(3)比較反應大小時，反應熱所帶“”、“”均有數學意義，參與大小比較。(4)比較反應物、生成物相同的反應的H，可以從物質狀態(tài)、化學計量數等角度進行比較。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1Q12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2Q2H1H2,易誤認為H1H2。視角2追蹤命題熱點例2 (2011高考新課標全國卷改編題)科學家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下與二氧化碳反應生成甲醇，并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱H分別為285.8 kJmol1

16、、283.0 kJmol1和726.5 kJmol1。請回答下列問題：(1)用太陽能分解10 mol水消耗的能量是_kJ；(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為_?！窘馕觥?1)分解10 mol水消耗的能量在數值上等于10 mol H2(g)完全燃燒時所放出的熱量：10 mol285.8 kJmol12858 kJ；根據CO(g)、CH3OH(l)燃燒熱的化學方程式，再由蓋斯定律可寫出甲醇不完全燃燒熱的熱化學方程式?！敬鸢浮?1)2858(2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H443.5 kJmol1?！久麕燑c評】將“反應熱的大小比較、計算、熱化學方程式的

17、書寫”等內容融合于綜合題中，尤其是利用新能源類試題，是高考考查的重點和熱點。視角3易錯易誤剖析例3 通常把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可用于估算化學反應的反應熱(H)，化學反應的H等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學鍵的鍵能數據，供計算用。化學鍵SiOSiClHHHClSiSiSiC鍵能/kJmol1460360436431176347【常見錯誤】A【錯因分析】(1)常見錯誤分析根據題設信息直接錯誤的列出H4360 kJmol12436 kJmol1(1176 kJmol14431 k

18、Jmol1)412 kJmol1，會錯選A，原因是忽視硅晶體結構。(2)其他錯誤分析理解信息能力差，認為反應熱等于產物鍵能總和與反應物鍵能總和之差，會錯選D。【正確解答】SiCl4、H2和HCl分子中共價鍵的數目容易計算，而產物中的硅屬于原子晶體，根據原子晶體的結構計算晶體硅中共價鍵的數目。1 mol晶體Si中所含的SiSi鍵為2 mol，即制取高純硅反應的H4360 kJmol12436 kJmol1(2176 kJmol14431 kJmol1)236 kJmol1。【答案】C【名師指津】中學化學常見原子晶體所含共價鍵總結中學常見的用來計算共價鍵的原子晶體：1 mol金剛石含2 mol C

19、C鍵，1 mol二氧化硅晶體含4 mol SiO鍵。分子晶體：1 mol分子所含共價鍵，如1 mol CH3CH3分子中含有6 mol CH鍵和1 mol CC鍵。中和熱的測定【實驗目的】通過探究實驗，可測量1 mol H和1 mol OH反應所放出的熱量。實驗探究專項突破 【實驗活動】1.測量裝置套燒杯簡易量熱計。說明：雙孔泡沫塑料板、碎泡沫塑料的作用是：保溫、隔熱、減少實驗過程中的熱量損失。2操作步驟(1)量取50 mL 0.50 molL1的鹽酸，倒入小燒杯中，測定其溫度，記作tHCl，然后將溫度計上的酸用水沖洗干凈。(2)用另一個量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，測定其溫度，記作tNaOH。(3)先將溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒放入小燒杯中,然后把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯中(注意不要灑到外面)，用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液并準確讀取混合溶液的最高溫度，記作t終。(4)重復上述實驗兩次，取測量所得數據的平均值作為計算依據。(5)根據實驗數據計算：3注意事項(1