2013高考化學(xué)總復(fù)習(xí)優(yōu)化課件版第六章第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

1、第六章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第六章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)2013高考導(dǎo)航考綱要求1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解熱化學(xué)方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)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(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機中的重要作用。命題熱點1.熱化學(xué)方程式的正確表達(狀態(tài)、計量數(shù)、能量關(guān)系)和化學(xué)變化中的能量交換關(guān)系。2.反應(yīng)熱大小的比較及圖像分析。3.能用蓋斯定律進行反應(yīng)熱的計算及由鍵能計算反應(yīng)熱。4.反應(yīng)熱與能源的綜合考查。教材回扣夯實雙基一、反應(yīng)熱1反

2、應(yīng)熱是指一定溫度下反應(yīng)所釋放或吸收的熱量。在化學(xué)實驗中，通常遇到的反應(yīng)是在敞口容器中進行的，此時的反應(yīng)熱等于反應(yīng)前后物質(zhì)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(xué)鍵微觀角度看，焓變等于_。如圖中，a表示_，b表示_，該反應(yīng)的H_0。H(生成物)H(反應(yīng)物)反應(yīng)物的鍵能和生成物的鍵能和活化能焓變中學(xué)常見的放熱反應(yīng)有：酸堿中和、燃燒、活潑金屬與水或酸反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng)；吸熱反應(yīng)有：多數(shù)分解反應(yīng)、碳與H2O(g)、碳與CO2。3吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng) 類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量_生成物具有

3、的總能量反應(yīng)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(yīng)吸熱反應(yīng)與化學(xué)鍵強弱的關(guān)系生成物分子成鍵時釋放出的總能量_反應(yīng)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(yīng)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(yīng)吸熱反應(yīng)圖示思考感悟1一個化學(xué)反應(yīng)放熱或吸熱是否與反應(yīng)條件有關(guān)？為什么？【提示】一個化學(xué)反應(yīng)能量的變化決定于反應(yīng)物、生成物所具有的能量或者說決定于反應(yīng)物、生成物的總鍵能，而能量或總鍵能與反應(yīng)條件無關(guān)(反應(yīng)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(yīng)條件無關(guān)。二、反應(yīng)焓變與熱化學(xué)方程式1蓋斯定律及其應(yīng)用(1)定義：對于一個

4、化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成，還是分幾步完成其反應(yīng)焓變都是一樣的。(2)應(yīng)用：如由A到B可以設(shè)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(guān)系可以表示為_。HH1H22熱化學(xué)方程式(1)概念：表明反應(yīng)所吸收或放出熱量的化學(xué)方程式。(2)表示意義：既表明了化學(xué)反應(yīng)中的_，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的_。例如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H(298 K)571.6 kJ/mol物質(zhì)變化能量變化表示在298 K時，2 mol H2與1 mol O2反應(yīng)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(xué)方程式中各物質(zhì)的計量系數(shù)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(xué)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(yīng)完全后，生成2個H2O分子時放出571.6 kJ的熱量”。考點串講深度剖析考點一反應(yīng)焓變的大小比較及計算1比較(1)同一反應(yīng)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(yīng)反應(yīng)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(lián)系的不同反

6、應(yīng)相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10H2H3H1已知：H30所以H2H1。2計算(1)根據(jù)鍵能數(shù)據(jù)(E)計算HE(反應(yīng)物)E(生成物)(2)根據(jù)熱化學(xué)方程式計算反應(yīng)熱與反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量成正比。(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)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(yīng)物的比熱容，單位kJkg1K1)(4)根據(jù)蓋斯定律計算利用蓋斯定律計算化學(xué)反應(yīng)的焓變時，熱化學(xué)方程式可以和數(shù)學(xué)代數(shù)方程式一樣進行加、減、乘、除運算。需要時可將熱化學(xué)反應(yīng)方程式的系數(shù)擴大或縮小，應(yīng)注意H也要同比例擴大或縮小，也可將熱化學(xué)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(guān)

7、蓋斯定律的題目關(guān)鍵是設(shè)計合理的反應(yīng)途徑，適當加減已知熱化學(xué)方程式。在進行化學(xué)方程式的數(shù)學(xué)運算時，要注意反應(yīng)熱的符號以及反應(yīng)熱與化學(xué)方程式中的系數(shù)的比例關(guān)系。即時應(yīng)用1(2011高考重慶卷)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在SF鍵。已知：1 mol S(s)轉(zhuǎn)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(yīng)熱H為()A1780 kJ/molB1220 kJ/mol C450 kJ/mol D430 kJ/mol解析：選B。E(反應(yīng)物)280 kJmol13160 kJmol1760

8、 kJmol1E(生成物)6330 kJmol11980 kJmol1HE(反應(yīng)物)E(生成物)1220 kJmol1?？键c二熱化學(xué)方程式的書寫1正確書寫熱化學(xué)方程式，首先要清楚影響一個化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱的因素有：(1)反應(yīng)時的溫度與壓強；(2)反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)；(3)方程式中的計量數(shù)。在同時遵循質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律的基礎(chǔ)上，把握好書寫的原則。2書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意以下幾點：(1)要注明反應(yīng)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(shù)有關(guān)，注意方程式與對應(yīng)的H不要弄錯，計量系數(shù)可以是小數(shù)或分數(shù)。(3)在所寫化學(xué)反應(yīng)方程式后寫下H的數(shù)值和單位

9、，方程式與H應(yīng)用空格隔開。(4)當H0時，為放熱反應(yīng)；當H0時，為吸熱反應(yīng)。即時應(yīng)用2(2010高考浙江卷)下列熱化學(xué)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(xué)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(xué)反應(yīng)方程式、離子反應(yīng)方程式等化學(xué)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(shù)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(yīng)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(xué)與能源3化學(xué)與能源關(guān)系化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，化學(xué)能以多種途徑進行轉(zhuǎn)化。在能源問題備受矚目的今天，化學(xué)科學(xué)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(yīng)用3全球科技經(jīng)濟瞭望報道了美國氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展

11、。目前，我國的能源結(jié)構(gòu)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(wù)?？茖W(xué)家預(yù)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(yīng)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(xué)反應(yīng)方程式。(a)SO2I2H2OAB(b)A？(c)B？完成以上三步反應(yīng)，并確定哪步反應(yīng)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(jīng)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(xué)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(yīng)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(yīng)(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(chǎn)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(xué)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(xiàn)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(yīng)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(xiàn)率為100%，解答這類題要注意：(1)應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的關(guān)鍵是找出目標反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)，然后根據(jù)熱化學(xué)方程式的疊加進行計算。(2)涉及熱化學(xué)方程式疊加時，若用到原反應(yīng)的逆反應(yīng)，H要變號；計量系數(shù)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(yīng)大小時，反應(yīng)熱所帶“”、“”均有數(shù)學(xué)意義，參與大小比較。(4)比較反應(yīng)物、生成物相同的反應(yīng)的H，可以從物質(zhì)狀態(tài)、化學(xué)計量數(shù)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(xué)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(yīng)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(xué)方程式為_?！窘馕觥?1)分解10 mol水消耗的能量在數(shù)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(jù)CO(g)、CH3OH(l)燃燒熱的化學(xué)方程式，再由蓋斯定律可寫出甲醇不完全燃燒熱的熱化學(xué)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(yīng)熱的大小比較、計算、熱化學(xué)方程式的

17、書寫”等內(nèi)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(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(H)，化學(xué)反應(yīng)的H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，供計算用?；瘜W(xué)鍵SiOSiClHHHClSiSiSiC鍵能/kJmol1460360436431176347【常見錯誤】A【錯因分析】(1)常見錯誤分析根據(jù)題設(shè)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(jié)構(gòu)。(2)其他錯誤分析理解信息能力差，認為反應(yīng)熱等于產(chǎn)物鍵能總和與反應(yīng)物鍵能總和之差，會錯選D?！菊_解答】SiCl4、H2和HCl分子中共價鍵的數(shù)目容易計算，而產(chǎn)物中的硅屬于原子晶體，根據(jù)原子晶體的結(jié)構(gòu)計算晶體硅中共價鍵的數(shù)目。1 mol晶體Si中所含的SiSi鍵為2 mol，即制取高純硅反應(yīng)的H4360 kJmol12436 kJmol1(2176 kJmol14431 kJmol1)236 kJmol1。【答案】C【名師指津】中學(xué)化學(xué)常見原子晶體所含共價鍵總結(jié)中學(xué)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?zāi)康摹客ㄟ^探究實驗，可測量1 mol H和1 mol OH反應(yīng)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(fù)上述實驗兩次，取測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。(5)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算：3注意事項(1