第二十一講化學(xué)能與熱能（課件）2024年高考化學(xué)課件習(xí)題

第二十一講化學(xué)能與熱能學(xué)習(xí)目標(biāo)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)的概念。3.了解焓變與反應(yīng)熱的含義。4.了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書寫熱化學(xué)方程式。理解蓋斯定律，并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡單計(jì)算。5.了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。目錄CONTENTS考點(diǎn)一反應(yīng)熱焓變考點(diǎn)二燃燒熱和中和熱能源考點(diǎn)三蓋斯定律反應(yīng)熱的計(jì)算與比較/////////////////////真題驗(yàn)收制勝高考///////考點(diǎn)四

蓋斯定律在反應(yīng)熱計(jì)算中的應(yīng)用///////知能訓(xùn)練素養(yǎng)落實(shí)///////1反應(yīng)熱焓變1.化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)與特征(1)實(shí)質(zhì)：

反應(yīng)物中______________和生成物中______________。(2)特征：

既有______變化，又伴有______變化，通常主要表現(xiàn)為______的

變化?；瘜W(xué)鍵的斷裂化學(xué)鍵的形成物質(zhì)能量熱量2.反應(yīng)熱和焓變(1)反應(yīng)熱：

化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量。(2)焓變①焓(H)：

與內(nèi)能有關(guān)的物理量。②焓變(ΔH)：

生成物的焓與反應(yīng)物的焓之差。③焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系

等壓條件下的反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變，常用

表示反應(yīng)熱，常用單位：

。ΔHkJ·mol－13.常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)(ΔH＞0)放熱反應(yīng)(ΔH＜0)①Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)②大多數(shù)的分解反應(yīng)③弱電解質(zhì)的電離④鹽類水解⑤C和H2O(g)、C和CO2的反應(yīng)①中和反應(yīng)②燃燒反應(yīng)③金屬與酸或氧氣的反應(yīng)④鋁熱反應(yīng)⑤酸性氧化物或堿性氧化物與水的反應(yīng)⑥大多數(shù)的化合反應(yīng)【吸熱、放熱的原因分析】(1)從能量圖分析物質(zhì)能量變化與焓變的關(guān)系：

ΔH＝E(生成物的總能量)－E(反應(yīng)物的總能量)(2)從化學(xué)鍵變化分析總結(jié)

利用鍵能計(jì)算焓變(ΔH)，通過ΔH的正、負(fù)輕松判斷化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱。

ΔH＝反應(yīng)物鍵能之和－生成物鍵能之和。吸熱><放熱4.熱化學(xué)方程式(1)概念

表示參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的__________和________的關(guān)系的化學(xué)方程式。(2)意義

表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。例如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示25℃，101kPa下，_________________________________________________________________。物質(zhì)的量反應(yīng)熱2mol氫氣和1mol氧氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)水時(shí)放出571.6kJ的熱量（3）書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)(1)熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的

，固體(

)、液體(

)、氣體(

)、水溶液(

)，若為同素異形體，還要注明名稱。(2)熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。如不注明，即表示在25℃和101kPa下測定。(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)為

。故化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是

，也可以是

。當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其ΔH也

的改變。(4)要注明ΔH的符號(hào)：

“＋”代表

、“－”代表

，以及單位：

。聚集狀態(tài)slgaq物質(zhì)的量整數(shù)分?jǐn)?shù)同等倍數(shù)吸熱放熱kJ·mol－1(4)熱化學(xué)方程式的書寫思想在線1.放熱反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生，吸熱反應(yīng)不加熱就不能發(fā)生(

)2.可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)(

)3.吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量(

)4.活化能越大，表明化學(xué)反應(yīng)吸收的能量越多(

)×√√×5.開發(fā)利用各種新能源，減少對(duì)化石燃料的依賴，可以降低空氣中PM的含量(

)4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－890.3kJ(

)7.根據(jù)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ/mol可知，氫氣的燃燒熱為571.6kJ/mol－1(

)×√××√1.我國學(xué)者研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示(其中吸附在金催化劑表面上的物種用

標(biāo)注)C則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為

。2.CH3—CH3(g)―→CH2==CH2(g)＋H2(g)

ΔH，有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表：＋125kJ·mol－1化學(xué)鍵C—HC==CC—CH—H鍵能/(kJ·mol－1)4146153474353.已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示(亞硝酰氯的結(jié)構(gòu)式為Cl—N==O)：則反應(yīng)2NO(g)＋Cl2(g)

2ClNO(g)的ΔH＝

kJ·mol－1(用含a的代數(shù)式表示)?；瘜W(xué)鍵N≡O(shè)Cl—ClCl—NN==O鍵能/(kJ·mol－1)630243a607289－2a【課堂點(diǎn)撥】

1.理解簡單圖像的基本含義能量示意圖圖像分析微觀宏觀a表示斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量；b表示生成新化學(xué)鍵放出的能量；c表示反應(yīng)熱a表示反應(yīng)物形成活化分子吸收的能量(正反應(yīng)的活化能)；b表示活化分子形成生成物釋放的能量(逆反應(yīng)的活化能)；c表示反應(yīng)熱2.掌握解答能量變化圖像四步驟(1)明確圖像縱橫坐標(biāo)的含義：

一般是橫軸表示反應(yīng)過程，縱軸表示能量變化。(2)細(xì)致觀察各個(gè)步驟的變化：

起始態(tài)、過渡態(tài)、最終態(tài)等(3)理清圖像變化與概念間的關(guān)系：

吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)、活化能、ΔH、穩(wěn)定性等的正確判斷。(4)結(jié)合題意正確書寫或判斷：

熱化學(xué)方程式的書寫、ΔH的計(jì)算、決速的步驟等。熟記常見1mol下列物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目：物質(zhì)金剛石SiO2P4CO2CH4化學(xué)鍵C—CSi—OP—PC==OC—H化學(xué)鍵數(shù)目2NA4NA6NA2NA4NA2燃燒熱和中和熱

能源1.燃燒熱(1)燃燒熱的概念及意義(2)對(duì)完全燃燒的理解元素CHS穩(wěn)定氧化物及狀態(tài)CO2(g)H2O(l)SO2(g)概念：25℃、101kPa時(shí)，

mol純物質(zhì)

生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱量意義：1完全燃燒衡量燃料燃燒時(shí)放出熱量的多少2.燃料的選擇能源(1)燃料的選擇原則(2)能源分類煤石油天然氣不可再生可再生(3)能源利用3.中和熱（1）概念在25℃和101kPa下，在稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成______________時(shí)所放出的熱量。（2）測定原理c＝4.18J·g－1·℃－1＝×10－3kJ·g－1·℃－1；n為生成H2O的物質(zhì)的量。稀溶液的密度用1g·mL－1進(jìn)行計(jì)算。1molH2O(l)(3)實(shí)驗(yàn)步驟及裝置(3)注意事項(xiàng)①為保證酸完全中和，采取的措施是__________。②因?yàn)槿跛峄蛉鯄A存在電離平衡，電離過程需要吸熱，實(shí)驗(yàn)中若使用弱酸或弱堿則測得的反應(yīng)熱數(shù)值______。堿稍過量偏小思想在線1.已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1(

)2.在測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)把NaOH溶液分多次倒入(

)3.為測定反應(yīng)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的ΔH，也可以選用0.1mol·L－1NaHSO4溶液和0.1mol·L－1NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(

)4.實(shí)驗(yàn)時(shí)可用銅絲攪拌器代替玻璃攪拌器(

)××√×1.某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組用簡易量熱計(jì)(裝置如圖)測量中和反應(yīng)的反應(yīng)熱，實(shí)驗(yàn)采用50mL0.5mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)。下列說法錯(cuò)誤的是A.采用稍過量的NaOH溶液是為了保證鹽酸完全被中和B.儀器a的作用是攪拌，減小測量誤差溶液應(yīng)迅速一次性倒入裝有鹽酸的內(nèi)筒中D.反應(yīng)前測完鹽酸溫度的溫度計(jì)應(yīng)立即插入NaOH溶液中測量

溫度D2.油酸甘油酯(相對(duì)分子質(zhì)量為884)在體內(nèi)代謝時(shí)可發(fā)生如下反應(yīng)：C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)已知燃燒1kg該化合物釋放出×104kJ熱量，油酸甘油酯的燃燒熱為×104kJ·mol－1B.－×104kJ·mol－1×104kJ·mol－1D.－×104kJ·mol－1C3.分析圖像書寫熱化學(xué)方程式。(1)圖甲表示的是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

。NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)圖乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1mol氣態(tài)氫化物時(shí)的焓變數(shù)據(jù)，根據(jù)焓變數(shù)據(jù)可確定a、b、c、d分別代表哪種元素，試寫出硒化氫在熱力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，發(fā)生分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

。H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)

ΔH＝－81kJ·mol－1(3)圖丙表示一定條件下，在水溶液中1molCl－、

(x＝1,2,3,4)的能量相對(duì)大小，①D是

(填離子符號(hào))。②反應(yīng)B―→A＋C的熱化學(xué)方程式為_______________________________________________________________(用離子符號(hào)表示)。ΔH＝－117kJ·mol－13蓋斯定律及其應(yīng)用1.蓋斯定律(1)內(nèi)容：

對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。即：

化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。(2)意義：

間接計(jì)算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。2.反應(yīng)熱的計(jì)算(3)根據(jù)舊鍵斷裂和新鍵形成過程中的能量差計(jì)算焓變?nèi)舴磻?yīng)物舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量E1，生成物新化學(xué)鍵形成放出能量E2，則反應(yīng)的

ΔH＝E1－E2。

(4)利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱aΔH2－ΔH2ΔH1＋ΔH2“三步”確定熱化學(xué)方程式或ΔH3.反應(yīng)熱大小的比較＞＞(3)根據(jù)反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)比較反應(yīng)焓變的大?、軸(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH5⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH6由⑤－⑥可得S(g)===S(s)

ΔH＝ΔH5－ΔH6____0，故ΔH5____ΔH6。＜＜＜＜1.已知丙烷的燃燒熱ΔH＝－2215kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成

1.8g水，則放出的熱量約為(

)A.55kJ B.220kJC.550kJ D.1108kJA思想在線下列有關(guān)判斷正確的是H2>0，ΔH3<0

H2<ΔH4H4<ΔH1＋ΔH2

H1>ΔH3C3.(2021·浙江1月選考)已知共價(jià)鍵的鍵能與熱化學(xué)方程式信息如下表：則2O(g)===O2(g)的ΔH為(

)A.428kJ·mol－1 B.－428kJ·mol－1C.498kJ·mol－1 D.－498kJ·mol－1D共價(jià)鍵H—HH—O鍵能/

(kJ·mol－1)436463熱化學(xué)方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－482kJ·mol－14真題驗(yàn)收制勝高考1.(2022·全國乙卷)油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有硫化氫，

需要回收處理并加以利用?；卮鹣铝袉栴}：

已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)

ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)

ΔH2＝＋94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH3＝－484kJ·mol－1

計(jì)算H2S熱分解反應(yīng)④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。1702.(2022·湖北卷)已知：①CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)

ΔH1＝－65.17kJ·mol－1－3.(2022·浙江6月選考，18)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時(shí)的相對(duì)能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計(jì)算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是2的鍵能為436kJ·mol－12的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C.解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O22O(g)＋O(g)===H2O2(g)

ΔH＝－143kJ·mol－1C4.(2022·浙江1月選考，18)相關(guān)有機(jī)物分別與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1mol環(huán)己烷()的能量變化如圖所示：下列推理不正確的是H1≈ΔH2，說明碳碳雙鍵加氫放出

的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目成正比H2<ΔH3，說明單雙鍵交替的兩個(gè)碳碳雙鍵間存在相互作用，有利于物質(zhì)穩(wěn)定H1<ΔH4，說明苯分子中不存在三個(gè)完全獨(dú)立的碳碳雙鍵H3－ΔH1<0，ΔH4－ΔH3>0，說明苯分子具有特殊穩(wěn)定性A5.按要求書寫熱化學(xué)方程式。(1)[2022·河北，16(1)]298K時(shí)，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ,1molH2O(l)蒸發(fā)吸熱44kJ，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為

。(2)[2021·海南，16(1)]已知25℃，100kPa時(shí)：1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804kJ熱量。則25℃時(shí)，CO2(g)與H2O(l)經(jīng)光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的熱化學(xué)方程式為__________________________________________________________。6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)

ΔH＝＋2804kJ·mol－1(3)[2021·天津，13(3)]合成氨反應(yīng)常使用鐵觸媒提高反應(yīng)速率。如圖為有、無鐵觸媒時(shí)，反應(yīng)的能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：__________________________________________。從能量角度分析，鐵觸媒的作用是___________________。ΔH＝－(a－b)kJ·mol－1降低反應(yīng)的活化能ΔH＝－98kJ·mol－1。釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為__________________________________________________________。＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－12V2O5(s)(5).[2022·廣東，19(1)②]Cr2O3催化丙烷脫氫過程中，部分反應(yīng)歷程如圖，X(g)→Y(g)過程的焓變?yōu)開_______________________(列式表示)。(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)5知能訓(xùn)練素養(yǎng)落實(shí)1.(2022·濟(jì)南高三月考)下列說法正確的是A.焓的大小受體系的溫度、壓強(qiáng)等因素的影響B(tài).化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)前后焓的變化C.濃硫酸溶于水是放熱反應(yīng)D.煤的液化有利于實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和A2.某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示實(shí)驗(yàn)，探究反應(yīng)中的能量變化。下列判斷正確的是A.由實(shí)驗(yàn)可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反應(yīng)

都是放熱反應(yīng)B.將實(shí)驗(yàn)(a)中的鋁片更換為等質(zhì)量的鋁粉

后釋放出的熱量有所增加C.實(shí)驗(yàn)(c)中將玻璃攪拌器改為鐵質(zhì)攪拌器

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響D.若用NaOH固體測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱，則

測定結(jié)果偏高D3.下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述正確的是A.已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，用含20.0gNaOH的稀

溶液與稀鹽酸反應(yīng)測出的中和反應(yīng)反應(yīng)熱為28.65kJ·mol－1B.CO(g)的燃燒熱ΔH＝－283.0kJ·mol－1，則反應(yīng)2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝

＋(2×283.0)kJ·mol－1C.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱D.稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol水，放出57.3kJ熱量B3.(2023·太原檢測)分別向1L0.5mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①濃硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列關(guān)系正確的是H1＞ΔH2＞ΔH3

H1<ΔH2<ΔH3H1＞ΔH2＝ΔH3

H1＝ΔH2<ΔH3B4.下列熱化學(xué)方程式正確的是(

)D5.多相催化反應(yīng)是在催化劑表面通過吸附、解吸過程進(jìn)行的。如圖所示，我國學(xué)者發(fā)現(xiàn)在T

℃時(shí)，甲醇(CH3OH)在銅催化劑上的反應(yīng)機(jī)理如下：反應(yīng)Ⅰ：CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)

ΔH1＝akJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH2＝－bkJ·mol－1(b>0)總反應(yīng)：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH3＝ckJ·mol－1下列有關(guān)說法正確的是A.反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng)B.1molCH3OH(g)和H2O(g)的總能量大于1molCO2(g)和

3molH2(g)的總能量C.c>0D.優(yōu)良的催化劑降低了反應(yīng)的活化能，并減小了ΔH3，節(jié)約了能源C6.已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH1B7.(2022·西安模擬)丙烷與溴原子能發(fā)生以下兩種反應(yīng)：①CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是A.反應(yīng)①與②均為吸熱反應(yīng)B.反應(yīng)②使用了催化劑B8.(2021·浙江1月選考，20)已知共價(jià)鍵的鍵能與熱化學(xué)方程式信息如下表：共價(jià)鍵H—HH—O鍵能/(kJ·mol－1)436463熱化學(xué)方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－482kJ·mol－1則2O(g)===O2(g)的ΔH為A.428kJ·mol－1

B.－428kJ·mol－1C.498kJ·mol－1

D.－498kJ·mol－1D2O體系的能量循環(huán)如圖所示。下列說法正確的是H3<0H3＋ΔH4＋ΔH5＝ΔH6H6>ΔH5H1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0D10.(2022·四川廣元模擬)C2H6在Ni的