高三化學第一輪復習-化學反應與能量的變化-課件

第一講化學反響與能量的變化了解化學反響中的能量變化，吸熱反響和放熱反響。了解反響熱的概念，化學反響過程中能量變化與放熱、吸熱的關系。了解熱化學方程式的概念，正確書寫熱化學方程式，判斷熱化學方程式的正誤。理解燃燒熱、中和熱的概念及簡單計算。掌握蓋斯定律的運用。了解化石燃料、新能源的開發(fā)，燃料的充分燃燒。1．2．3．4．5．6．一、焓變反響熱1．化學反響中的能量變化(1)化學反響中的兩大變化：變化和變化。(2)化學反響中的兩大守恒：守恒和守恒。(3)化學反響中的能量變化形式：、光能、電能等。通常主要表現為的變化。2．焓變反響熱(1)定義：在條件下進行的反響的。(2)符號：。(3)單位：或。物質能量質量能量熱能熱量恒壓熱效應ΔHkJ/molkJ·mol－1(4)產生原因吸收能量E1釋放能量E2吸熱E1E2>放熱E1E2<特別提醒①吸熱反響完成后體系能量增加，故ΔH>0，為正值。放熱反響完成后體系能量減少，故ΔH<0，為負值。②比較反響熱(ΔH)的大小時，不要無視“＋〞、“－〞號。放熱越多，ΔH就越小。 ΔH的單位中mol－1的含義是什么？熱化學方程式概念表示參與化學反響的物質的和的關系的化學方程式。意義說明了化學反響中的變化和變化。如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示：在298K、101kPa時，_______________________。二、1．2．物質的量反響熱物質能量2molH2(g)和1molO2(g)生成2molH2O(l)時放出571.6kJ的熱量三、中和反響的反響熱與燃燒熱比較項目燃燒熱中和反應的反應熱相同點能量變化_____反應ΔHΔH

0，單位：__________不同點反應物的量

mol(O2的數量不限)可能是1mol，也可能是0.5mol反應熱的含義_______________時，

mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量；不同反應物，燃燒熱不同

中強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量，均約為57.3kJ·mol－1<kJ·mol－1<1298K、101kPa1稀溶液放熱 反響熱的計算和判斷需注意哪些常見問題？提示①比較反響熱大小時，反響熱所帶“＋〞“－〞均具有數學意義，參與大小比較；②對于中和熱、燃燒熱，由于它們的反響放熱是確定的，所以描述中不帶“－〞，但是其焓變還為負值；③不要無視弱電解質的電離、水解吸熱，濃硫酸的稀釋、氫氧化鈉固體的溶解放熱，都對反響熱有影響。蓋斯定律內容不管化學反響是一步完成還是分幾步完成，其反響熱是____的。即：化學反響的反響熱只與反響體系的有關，而與無關。意義間接計算某些反響的反響熱。1．四、2．相同始態(tài)和終態(tài)反響的途徑3．應用方程式反應熱間的關系———————————————————ΔH1＝aΔH2ΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH2兩個關系………1．ΔH>0，吸熱反響。2．ΔH<0，放熱反響。四個觀察………判斷熱化學方程式正誤的觀察點：“一觀察〞：化學原理是否正確，如燃燒熱和中和熱的熱化學方程式是否符合燃燒熱和中和熱的概念。“二觀察〞：狀態(tài)是否標明?！叭^察〞：反響熱ΔH的符號是否正確?！八挠^察〞：反響熱的數值與化學計量數是否對應。四個注意………應用蓋斯定律計算反響熱時應注意的四個問題。①首先要明確所求反響的始態(tài)和終態(tài)，各物質的化學計量數；判斷該反響的吸、放熱情況；②不同途徑對應的最終結果應一樣；③疊加各反響式時，有的反響要逆向寫，ΔH符號也相反，有的反響式要擴大或減小倍數，同時ΔH也相應擴大或減小倍數；④注意各分步反響的ΔH的正負。我的警示………“ΔH〞與反響的“可逆性〞ΔH表示反響已完成的熱量變化，與反響是否可逆無關。如：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1。表示在298K時，1molN2(g)和3molH2(g)完全反響生成2molNH3(g)時放出92.4kJ的熱量。但實際上1molN2(g)和3molH2(g)充分反響，不可能生成2molNH3(g)，故實際反響放出的熱量肯定小于92.4kJ。圖示閃記………ΔH<0ΔH>0放熱反響和吸熱反響放熱反響和吸熱反響放熱反應吸熱反應定義放出熱量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大于生成物具有的總能量反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量放熱反應吸熱反應與化學鍵的關系生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應物分子斷鍵時吸收的總能量表示方法ΔH<0ΔH>0圖示放熱反應吸熱反應常見反應類型①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應；③大多數化合反應；④金屬跟酸的置換反應；⑤物質的緩慢氧化①大多數分解反應；②鹽的水解；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應；④碳和水蒸氣、C和CO2的反應注意①反響是放熱還是吸熱主要取決于反響物和生成物所具有的總能量的相對大小。②反響是否需要加熱，只是引發(fā)反響的條件，與反響是放熱還是吸熱并無直接關系。許多放熱反響也需要加熱引發(fā)反響，也有局部吸熱反響不需加熱，在常溫時就可以進行。 (2010·上海模擬)氯氣、溴蒸氣分別與氫氣反響的熱化學方程式如下(Q1、Q2均為正值)：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)ΔH1＝－Q1kJ·mol－1H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)ΔH2＝－Q2kJ·mol－1有關上述反響的表達正確的選項是 ()。A．Q1<Q2B．生成物總能量均高于反響物總能量C．生成1molHCl氣體時放出Q1熱量D．1molHBr(g)具有的能量大于1molHBr(l)具有的能量【典例1】?答案

D 以下既屬于氧化復原反響，又屬于吸熱反響的是 ()。A．鋁片與稀鹽酸反響B(tài)．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反響C．灼熱的炭與水蒸氣的反響D．甲烷(CH4)在O2中的燃燒反響解析鋁片與稀鹽酸之間的置換反響、甲烷(CH4)在O2中的燃燒反響既是氧化復原反響，又是放熱反響；灼熱的炭與水蒸氣發(fā)生的氧化復原反響是吸熱反響；Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl之間發(fā)生的復分解反響是吸熱反響。答案C【應用1】?書寫熱化學方程式應注意的幾個問題(1)ΔH只能寫在標有反響物和生成物狀態(tài)的化學方程式的右邊。假設為放熱反響，ΔH為“－〞；假設為吸熱反響，ΔH為“＋〞。ΔH的單位一般為kJ·mol－1。(2)反響熱ΔH與測定條件(溫度、壓強等)有關。因此，書寫熱化學方程式時應注明ΔH的測定條件。絕大多數ΔH是在25℃、1.01×105Pa下測定的，可不注明溫度和壓強。(3)熱化學方程式中各物質的化學計量數僅表示該物質的物質的量，并不表示該物質的分子數或原子數。因此化學計量數可以是整數，也可以是分數。熱化學方程式的書寫與判斷1．(4)反響物和產物的聚集狀態(tài)不同，反響熱數值以及符號都可能不同。因此，必須注明物質的聚集狀態(tài)(s、l、g)才能完整地表達出熱化學方程式的意義。熱化學方程式中不用“↑〞和“↓〞，不用“―→〞而用“===〞表示。(5)熱化學方程式是表示反響已完成的數量。由于ΔH與反響物的物質的量有關，所以熱化學方程式中各物質的化學計量數必須與ΔH相對應，如果化學計量數加倍，那么ΔH也要加倍。當反響向逆反響方向進行時，其反響熱與正反響的反響熱數值相等，符號相反。2．物質的氣、液、固三態(tài)的變化與反響熱的關系 (2012·臨沂質檢)25℃、101kPa下，碳、氫氣、甲烷和葡萄糖的燃燒熱依次是393.5kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、890.3kJ·mol－1、2800kJ·mol－1，那么以下熱化學方程式正確的選項是 ()?！镜淅?】?解析根據燃燒熱的定義，碳的燃燒產物應是二氧化碳；氫氣燃燒是放熱反響(ΔH<0)且水應為液態(tài)；25℃時甲烷的燃燒產物是氣態(tài)二氧化碳和液態(tài)水。答案D 在1×105Pa、298K條件下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣，放出484kJ熱量，以下熱化學方程式正確的選項是 ()。【應用2】?解析B中生成物水應為氣態(tài)；H2燃燒放熱(ΔH為負值)，那么H2O的分解必為吸熱反響(ΔH為正值)，A正確，C、D錯。答案A主要依據熱化學方程式、鍵能、蓋斯定律及燃燒熱等數據。主要方法(1)根據熱化學方程式計算反響熱與反響物各物質的物質的量成正比。(2)根據反響物和生成物的總能量計算ΔH＝E生成物－E反響物。(3)依據反響物化學鍵斷裂與生成物化學鍵形成過程中的能量變化計算ΔH＝反響物的化學鍵斷裂吸收的能量－生成物的化學鍵形成釋放的能量反響熱的大小比較與有關的計算1．2．(4)根據蓋斯定律的計算化學反響的反響熱只與反響的始態(tài)(各反響物)和終態(tài)(各生成物)有關，而與反響的途徑無關。即如果一個反響可以分步進行，那么各分步反響的反響熱之和與該反響一步完成時的反響熱是相同的。應用蓋斯定律常用以下兩種方法。①熱化學方程式相加或相減，如由C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1；②合理設計反響途徑如由圖可得：ΔH＝ΔH1＋ΔH2。(5)根據物質燃燒熱數值計算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|(6)根據比熱公式進行計算。Q＝c·m·ΔT 比較以下反響或過程中的熱量或反響熱的相對大小。④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH4＝dkJ·mol－1那么a、b、c、d間的大小關系為______________________________________________________________________?！镜淅?】?(2)假設向三份等體積0.1000mol·L－1NaOH溶液中分別參加①稀醋酸，②濃H2SO4，③稀硝酸至恰好完全反響，那么上述過程中的焓變ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關系為_______。(3)膽礬溶于水時，溶液溫度降低。在室溫下將1mol無水硫酸銅制成溶液時，放出熱量為Q1kJ，而膽礬分解的熱化學方程式是CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH＝＋Q2kJ·mol－1，那么Q1與Q2的大小關系為________。解析(1)由于該反響為放熱反響，且H2O(g)===H2O(l)ΔH<0，故有2a＝b>2c＝d。(2)由于CH3COOH電離吸熱，濃H2SO4稀釋時放熱，故有ΔH1>ΔH3>ΔH2。(3)根據題意可得如下轉化關系：故有：ΔH＝＋Q2kJ·mol－1－Q1kJ·mol－1>0，即：Q2>Q1。答案

(1)2a＝b>2c＝d

(2)ΔH1>ΔH3>ΔH2(3)Q2>Q1 以下熱化學方程式：Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH1＝－25kJ·mol－1 ①3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH2＝－47kJ·mol－1 ②Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)ΔH3＝＋19kJ·mol－1 ③計算反響：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)的反響熱ΔH＝________。解析根據蓋斯定律：[①×3－(②＋③×2)]÷6可得FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)，所以ΔH＝[－25kJ·mol－1×3－(－47kJ·mol－1＋19kJ·mol－1×2)]÷6＝－11kJ·mol－1。答案－11kJ·mol－1

【應用3】?化學反響中的能量變化屬于逐漸強化的高考熱點，涉及到化學鍵與能量，物質的能量與焓變的理解，熱化學方程式的正誤判斷，反響熱大小的比較和計算，燃燒熱和中和熱的理解與測定等。2013年高考仍會重點考查該局部知識，應高度關注。單擊此處進入高考揭秘??

名師偈語 能源問題已成為全球性的熱點問題，近幾年的高考中該類試題數目呈上升態(tài)勢，考查的內容不斷拓展、難度有所提高。過去以考查熱化學方程式的書寫，燃燒熱、中和熱等概念及熱量計算為主，最近幾年那么對化學鍵與能量間的關系、蓋斯定律進行了不同程度的考查。本專題知識在高考中較易得分，常見易錯知識清單如下：(1)概念理解出錯，例如：對燃燒熱和中和熱等概念的理解、對化學反響能量變化與反響條件之間關系的理解等，解答此類問題關鍵是抓住概念的關鍵詞，深入分析?！境Ｒ娍键c】(2)綜合應用出錯，例如：反響熱的大小比較、物質穩(wěn)定性的比較等，解答此類問題，要注意考慮狀態(tài)變化中能量變化，要注意物質穩(wěn)定性與內能和鍵能的關系。(3)化學方程式的書寫與運用蓋斯定律出錯。如無視物質的狀態(tài)，化學計量數與ΔH不一致等，解答此類問題，注意書寫化學方程式的書寫原那么和靈活運用蓋斯定律。 ①選擇題②與其他知識相結合在非選擇題中出現【?？碱}型】②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)ΔH2＝－511kJ·mol－1以下說法正確的選項是 ()。A．①和②產物的陰陽離子個數比不相等B．①和②生成等物質的量的產物，轉移電子數不同C．常溫下Na與足量O2反響生成Na2O，隨溫度升高生成Na2O的速率逐漸加快D．25℃、101kPa下，Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)ΔH＝－317kJ·mol－1蓋斯定律的應用【例1】?

解析Na2O是由Na＋和O2－構成，兩者的個數比是2∶1，Na2O2是由Na＋和O構成，兩者的個數比也是2∶1，選項A不正確。由化合價變化可知生成1molNa2O轉移2mol電子，而生成1molNa2O2也轉移2mol電子，因此選項B不正確。常溫下Na與O2反響生成Na2O，在加熱時生成Na2O2，所以當溫度升高到一定程度時就不再生成Na2O，所以選項C也不正確。由蓋斯定律知①×2－②即得到反響Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)ΔH＝－317kJ·mol－1，因此選項D正確。答案D蓋斯定律化學反響的反響熱只與反響的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反響途徑無關。即化學反響不管是一步還是分步完成，其反響熱是相同的。也就是說一個反響假設分幾步進行，各步反響的熱效應的代數和跟這個反響由一步完成時的熱效應相同。應用蓋斯定律時注意五點(1)為消去無關物質。在變換化學計量數時，反響熱也要跟著作相應的變換。(2)要消去某一物質時，不僅要求物質的種類相同，而且還要求該物質的聚集狀態(tài)也相同。(3)熱化學方程式相加減時。反響熱也跟著相加減。1．2．(4)將一個熱化方程式顛倒時。反響熱ΔH的“＋〞、“－〞號必須隨之改變。(5)當物質化學計量數出現負號時，可以通過向等號左右兩邊移動進行變號處理。 以下有關熱化學方程式及其表達正確的選項是()。A．氫氣的燃燒熱為285.5kJ·mol－1，那么水分解的熱化學方程式為：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.5kJ·mol－1B．2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，那么石墨的燃燒熱為110.5kJ·mol－1C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，那么在一定條件下將1molN2和3molH2置于一密閉容器中充分反響后，最多可放出92.4kJ的熱量熱化學方程式的書寫與正誤判斷【例2】?D．乙醇和乙烯的燃燒熱分別是1366.8kJ·mol－1和1411.0kJ·mol－1，那么乙烯水化制乙醇的熱化學方程式為：C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)ΔH＝－44.2kJ·mol－1解析燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物所放出的熱量，所以當1mol水分解時吸熱285.5kJ，A項錯。燃燒熱是指生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，而CO不是穩(wěn)定氧化物，B項錯。合成氨是可逆反響，提供的反響物不會全部反響，放出的熱量小于92.4kJ，C項錯。根據蓋斯定律，將表達乙烯燃燒熱的方程式和表達乙醇燃燒熱的熱化學方程式相減可得D項熱化學方程式。答案D書寫熱化學方程式應注意的幾個問題熱化學方程式的書寫除了要遵循書寫化學方程式的原那么外，還應注意以下幾點：(1)應在反響物和生成物化學式的右邊注明各物質的狀態(tài)，固體用(s)表示，液體用(l)表示，氣體用(g)表示。熱化學方程式中不用“↑〞和“↓〞。(2)要注明反響時的溫度和壓強，假設是常溫、常壓的反響那么可不注明。(3)ΔH只能寫在標有反響物和生成物狀態(tài)的熱化學方程式的右邊。并用“〞隔開。放熱反響ΔH為“－〞；吸熱反響ΔH為“＋〞。(4)熱化學方程式各物質化學式前面的化學計量數，表示該物質的物質的量。因此，各物質化學式前面的化學計量數可以是整數，也可以是分數。(5)ΔH與熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數成正比，逆反響的反響熱與正反響的反響熱數值相等，但符號相反。 (2012·河北衡水一中高三模擬)白磷與氧可發(fā)生如下反響：P4＋5O2===P4O10。斷裂以下化學鍵需要吸收的能量分別為P—PakJ·mol－1，P—ObkJ·mol－1、P===OckJ·mol－1、O===OdkJ·mol－1。反響熱與鍵能的關系【例3】?根據圖示的分子結構和有關數據估算該反響的ΔH，其中正確的選項是 ()。A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4c－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1解析P4中有6mol的P—P,5molO2中含有5molO===O，1molP4O10中含有4molP===O、12molP—O，所以ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1答案A當反響物分子間的化學鍵斷裂時，需要克服原子間的相互作用，這需要吸收能量；當原子重新結合成生成物分子，即新鍵形成時，又要釋放能量。由于吸收和放出的能量不同，導致了化學反響前后的能量變化?；瘜W反響過程中能量守恒，熱量變化是化學反響中能量變化的主要形式。化學鍵的斷裂和形成是化學反響中能量變化的主要原因。由鍵能求反響熱的公式：ΔH＝反響物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。 以下兩個熱化學方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－5710.6kJ·mol－1C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2220kJ·mol－1試根據上面兩個熱化學方程式，答復以下問題：(1)H2的燃燒熱為________，C3H8的燃燒熱為________。(2)1molH2和2molC3H8組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為________。(3)現有H2和C3H8的混合氣體共5mol