浙江版高考化學(xué)復(fù)習(xí)專題九化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)教學(xué)課件

專題九化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)考情分析考查反應(yīng)熱時(shí)一般都以蓋斯定律、熱化學(xué)方程式的書寫及反應(yīng)熱效應(yīng)的判斷為

載體。要求能認(rèn)識(shí)化學(xué)變化的本質(zhì)特征是有新物質(zhì)生成,并伴有能量轉(zhuǎn)化;能從內(nèi)因

與外因、量變與質(zhì)變等方面較全方位分析物質(zhì)的化學(xué)變化;關(guān)注化學(xué)變化中的能量轉(zhuǎn)

化,能依據(jù)物質(zhì)及其變化的信息建構(gòu)模型,建立解決復(fù)雜化學(xué)問題的思維框架。考點(diǎn)1化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1.反應(yīng)熱和焓變(1)反應(yīng)熱:在等溫條件下,化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量,稱為化學(xué)反

應(yīng)的熱效應(yīng),簡稱反應(yīng)熱。(2)焓變:在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)熱等于焓變,其符號(hào)為ΔH,常用單位是kJ/mol或kJ·mol-1。2.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)從能量高低角度理解

吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)

E1表示正反應(yīng)活化能,E2表示逆反應(yīng)活化能ΔHΔH=生成物總能量-反應(yīng)物總能量ΔH=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能(2)從化學(xué)鍵角度理解

ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和(3)催化劑的影響催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能,但不影響ΔH。催化劑參與反應(yīng),改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)活化能,增大反應(yīng)速率(正、逆反應(yīng)速率都增大),縮短達(dá)到平衡的時(shí)間,但是不能改變反應(yīng)熱(ΔH),不能使平衡移動(dòng),不能改變平衡常數(shù),不能改變平衡轉(zhuǎn)化率。(4)常見的吸熱、放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng):①大多數(shù)分解反應(yīng);②鹽類的水解;③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng);④C和水

蒸氣、C和CO2的反應(yīng)等。放熱反應(yīng):①可燃物的燃燒;②中和反應(yīng);③大多數(shù)化合反應(yīng);④金屬與酸的置換反應(yīng);⑤緩慢氧化等。

燃燒熱中和反應(yīng)反應(yīng)熱能量變化放熱,ΔH<0含義在101kPa時(shí),1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量在稀溶液里,酸和堿發(fā)生中和反

應(yīng)所放出的熱量反應(yīng)物的量可燃物為1mol水不一定為1mol3.燃燒熱與中和反應(yīng)反應(yīng)熱的比較注意

①測(cè)定燃燒熱時(shí)可燃物中元素對(duì)應(yīng)的指定產(chǎn)物:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g),N→N2(g)等。②在25℃和101kPa下,強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí),

放出57.3kJ的熱量。考點(diǎn)2熱化學(xué)方程式蓋斯定律1.熱化學(xué)方程式(1)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℃和101kPa下,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。(2)書寫要求①注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(25℃、101kPa下的反應(yīng)可不注明)。②注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài):固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、氣態(tài)(g)、水溶液(aq),不用“↑”和“↓”。③熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù)。注意①ΔH單位中“mol-1”表示每摩爾反應(yīng),所以ΔH必須與化學(xué)方程式一一對(duì)應(yīng),且

各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是分?jǐn)?shù)。②無論化學(xué)反應(yīng)是否可逆,熱化學(xué)方程式中的ΔH都表示反應(yīng)進(jìn)行到底時(shí)的能量變化。2.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,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)應(yīng)用:有些反應(yīng)很難直接測(cè)其反應(yīng)熱,可用蓋斯定律間接計(jì)算。1.判斷正誤,正確的畫“√”,錯(cuò)誤的畫“×”。(1)伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化。

(

)(2)加入催化劑加快了反應(yīng)速率,改變了反應(yīng)吸收或放出的熱量。

(

)(3)用醋酸稀溶液與NaOH稀溶液反應(yīng)測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱,生成1mol水時(shí),所測(cè)的中

和反應(yīng)反應(yīng)熱ΔH>-57.3kJ·mol-1。(

)(4)已知H+(aq)+OH-(aq)

H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1,則Ba(OH)2和鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1。(

)(5)疊加各熱化學(xué)方程式時(shí),可能有的熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)和ΔH需要擴(kuò)大相應(yīng)的倍數(shù)。

(

)××√×√(6)用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱數(shù)值會(huì)

偏大。

(

)(7)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。

(

)(8)C(石墨,s)

C(金剛石,s)

ΔH>0,說明石墨比金剛石穩(wěn)定。

(

)(9)已知2C(s)+2O2(g)

2CO2(g)

ΔH=akJ·mol-1,2C(s)+O2(g)

2CO(g)

ΔH=bkJ·mol-1,則b<a。

(

)(10)測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)中,混合溶液的溫度不再變化時(shí),該溫度為終止溫度。

(

)×√√××2.已知:1molH2與0.5molO2完全燃燒生成1molH2O(g)時(shí)放出241.8kJ熱量,有關(guān)鍵能

數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵H—OO

O鍵能/(kJ·mol-1)463.4498則H—H鍵鍵能為

(

)A.436kJ·mol-1

B.557kJ·mol-1C.221.6kJ·mol-1D.413kJ·mol-1A3.已知:H—H鍵鍵能為akJ·mol-1,Br—Br鍵鍵能為bkJ·mol-1,H—Br鍵鍵能為ckJ·mol-1。

一定溫度下,反應(yīng)Br(g)+H2(g)

HBr(g)+H(g)

ΔH的反應(yīng)過程與能量的關(guān)系如圖所示。

下列敘述正確的是

(

)A.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.加入催化劑時(shí),E1、E2及ΔH均減小C.已知a>c,若反應(yīng)H2(g)+Br2(g)

2HBr(g)

ΔH<0,則b>aD.升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均加快,且正反應(yīng)速率

加快的程度較大D4.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的書寫和敘述正確的是(

)A.N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)

ΔH=-92.2kJ·mol-1,則在一定條件下向密閉容器中充入0.5molN2(g)和1.5molH2(g)充分反應(yīng)后放出46.1kJ的熱量B.甲烷的燃燒熱ΔH=-890.3kJ·mol-1,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)

ΔH=-890.3kJ·mol-1C.已知:H+(aq)+OH-(aq)

H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1,則H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)

BaSO4(s)+2H2O(l)

ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1D.2gH2在氧氣中完全燃燒生成液態(tài)水放出熱量285.8kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為2H2(g)+O2(g)

2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1D5.氫鹵酸的能量關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是

(

)A.已知HF氣體溶于水放熱,則

ΔH-ΔH2-ΔH3-ΔH4-ΔH5-ΔH6<0B.相同條件下,HCl的ΔH2比HBr的小C.ΔH2>0D.相同條件下,HBr的(ΔH3+ΔH4)比HI的大C考法1反應(yīng)熱的計(jì)算方法與大小比較一、計(jì)算反應(yīng)熱的常用方法1.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算ΔH=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量2.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能計(jì)算ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和3.根據(jù)反應(yīng)的活化能計(jì)算ΔH=正反應(yīng)的活化能-逆反應(yīng)的活化能

注意

①熱化學(xué)方程式乘以某一個(gè)數(shù)時(shí),反應(yīng)熱的數(shù)值也必須乘上該數(shù)。②將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí),ΔH的“+”“-”隨之改變,但絕對(duì)值不變。③熱化學(xué)方程式相加減時(shí),物質(zhì)之間相加減,反應(yīng)熱也必須相加減。4.根據(jù)蓋斯定律計(jì)算例1黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一,其爆炸的熱化學(xué)方程式為S(s)+2KNO3(s)+3C(s)

K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)

ΔH=xkJ·mol-1已知:碳的燃燒熱ΔH1=akJ·mol-1S(s)+2K(s)

K2S(s)

ΔH=bkJ·mol-12K(s)+N2(g)+3O2(g)

2KNO3(s)

ΔH=ckJ·mol-1則x為

(

)A.3a+b-cB.c+3a-bC.a+b-c

D.c+a-b

解題導(dǎo)引

觀察已知方程式與目標(biāo)方程式中相關(guān)聯(lián)的物質(zhì)及其化學(xué)計(jì)量數(shù),找到已知方程式與目標(biāo)方程式之間的關(guān)系。

解析

由題可得熱化學(xué)方程式:①C(s)+O2(g)

CO2(g)

ΔH1=akJ·mol-1,②S(s)+2K(s)

K2S(s)

ΔH2=bkJ·mol-1,③2K(s)+N2(g)+3O2(g)

2KNO3(s)

ΔH3=ckJ·mol-1,④S(s)+2KNO3(s)+3C(s)

K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)

ΔH=xkJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律可得④=3×①+②-③,則ΔH=3ΔH1+ΔH2-ΔH3,即x=3a+b-c,A項(xiàng)正確。

答案

A二、反應(yīng)熱大小的比較1.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的比較由于ΔH帶“+”和“-”,所以吸熱反應(yīng)的反應(yīng)熱大于放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱。2.同一反應(yīng),反應(yīng)物(或生成物)狀態(tài)不同的常用的比較方法①運(yùn)用蓋斯定律結(jié)合物質(zhì)的聚集狀態(tài)比較ΔH的大小;②利用能量圖進(jìn)行比較。如:a.2H2(g)+O2(g)

2H2O(g)

ΔH1b.2H2(g)+O2(g)

2H2O(l)

ΔH2方法一:a-b,可得2H2O(l)

2H2O(g)

ΔH=ΔH1-ΔH2>0,則ΔH1>ΔH2。方法二:在圖像上可以看出放出或吸收熱量的多少,若是放熱反應(yīng),放出熱量越多,ΔH越

小;若是吸熱反應(yīng),吸收熱量越多,ΔH越大。上述反應(yīng)a、b均為放熱反應(yīng),從圖中可看出

b放出熱量更多,故ΔH2<ΔH1。

3.兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng),常利用已知的知識(shí)進(jìn)行比較①C(s)+O2(g)

CO2(g)

ΔH1<0②C(s)+

O2(g)

CO(g)

ΔH2<0反應(yīng)①為C的完全燃燒,反應(yīng)②為C的不完全燃燒,|ΔH1|>|ΔH2|,所以ΔH1<ΔH2。例2下列各組熱化學(xué)方程式中,化學(xué)反應(yīng)的ΔH前者大于后者的是

(

)①C(s)+O2(g)

CO2(g)

ΔH1C(s)+

O2(g)

CO(g)

ΔH2②S(s)+O2(g)

SO2(g)

ΔH3S(g)+O2(g)

SO2(g)

ΔH4③H2(g)+

O2(g)

H2O(l)

ΔH52H2(g)+O2(g)

2H2O(l)

ΔH6④CaCO3(s)

CaO(s)+CO2(g)

ΔH7CaO(s)+H2O(l)

Ca(OH)2(s)

ΔH8A.①B.④C.②③④D.①②③

解題導(dǎo)引

相同條件下,同種物質(zhì)不同狀態(tài)時(shí)的能量大小關(guān)系:固態(tài)<液態(tài)<氣態(tài)。

解析

①中兩個(gè)反應(yīng)都為放熱反應(yīng),ΔH<0,前者為完全燃燒,放出的熱量更多,則ΔH1<ΔH2。②中兩個(gè)反應(yīng)都為放熱反應(yīng),ΔH<0,固態(tài)S的能量低于氣態(tài)S,則前者放出的熱量

較少,ΔH3>ΔH4。③中兩個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng),前者的化學(xué)計(jì)量數(shù)小,則前者放出的熱

量少,ΔH5>ΔH6。④中前者為吸熱反應(yīng),ΔH7>0,后者為放熱反應(yīng),ΔH8<0,則ΔH7>ΔH8。根

據(jù)上述分析可知,ΔH前者大于后者的是②③④。

答案

C考法2反應(yīng)歷程圖像分析物質(zhì)反應(yīng)歷程圖像的常見類型有以下三種:1.曲線圖式將微觀、抽象的化學(xué)變化體現(xiàn)為可視的示意圖,考查化學(xué)反應(yīng)能量變化的基礎(chǔ)知識(shí)及

信息整合應(yīng)用能力。圖例如下:例1(雙選)乙烯在酸催化下水合制乙醇的反應(yīng)機(jī)理及能量與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如圖所

示。下列敘述正確的是

(

)A.總反應(yīng)為放熱反應(yīng),故此反應(yīng)不需要加熱就能發(fā)生B.第①、②步反應(yīng)均屬于加成反應(yīng)C.總反應(yīng)速率由第①步反應(yīng)決定D.第②步反應(yīng)的中間體比第①步反應(yīng)的中間體穩(wěn)定

解題導(dǎo)引

曲線圖題的難度一般不大,通過始態(tài)與終態(tài)的能量高低可以判斷反應(yīng)吸熱還是放熱;活化能最高的那一步是決速步(決定整個(gè)反應(yīng)速率的步驟)。通過能量高

低判斷物質(zhì)的穩(wěn)定性時(shí),能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定。

解析

由題圖可知,反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量高,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng),但反應(yīng)是否需要加熱與反應(yīng)吸熱、放熱無必然關(guān)系,A項(xiàng)錯(cuò)誤;分析反應(yīng)機(jī)理可知,只

有第①步反應(yīng)存在碳碳雙鍵的斷裂,故只有第①步反應(yīng)為加成反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;第①步反

應(yīng)的活化能最大,故其反應(yīng)速率最小,為反應(yīng)過程中的慢反應(yīng),故總反應(yīng)速率由第①步

反應(yīng)決定,C項(xiàng)正確;第②步反應(yīng)的中間體的能量比第①步反應(yīng)的中間體的能量低,能量

越低,物質(zhì)越穩(wěn)定,所以第②步反應(yīng)的中間體較穩(wěn)定,D項(xiàng)正確。

答案

CD2.循環(huán)圖式將總反應(yīng)的反應(yīng)歷程設(shè)計(jì)成物質(zhì)轉(zhuǎn)化循環(huán)圖,標(biāo)明各步的反應(yīng)物和生成物,考查化學(xué)鍵的變化、能量轉(zhuǎn)化形式、熱化學(xué)方程式的書寫、催化劑的判斷等相關(guān)考點(diǎn)。圖例如下:例2香草醛(

)高效加氫脫氧合成4-甲基愈創(chuàng)木酚(

)是研究木質(zhì)素轉(zhuǎn)化成高附加值生物質(zhì)柴油的重要模型反應(yīng),其反應(yīng)歷程如下圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是

(

)A.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4B.在催化劑作用下可能發(fā)生反應(yīng):

+H2

+H2OC.甲醇是反應(yīng)的中間產(chǎn)物D.該過程中有非極性鍵和極性鍵的斷裂以及極性鍵的形成

解題導(dǎo)引

由反應(yīng)歷程可知由香草醛合成4-甲基愈創(chuàng)木酚有兩種途徑,可知ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4。注意催化劑與中間產(chǎn)物的判斷技巧。

解析

由圖知反應(yīng)②+③+④=①,根據(jù)蓋斯定律,ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4,A項(xiàng)正確;由反應(yīng)③④可知,在催化劑作用下可能發(fā)生反應(yīng):

+H2

+H2O,B項(xiàng)正確;CH3OH參與了反應(yīng)③,又在反應(yīng)④中生成,則CH3OH是反應(yīng)的催化劑,C項(xiàng)錯(cuò)

誤;反應(yīng)②③④中有極性鍵的斷裂和形成,反應(yīng)②④中還有非極性鍵(H—H)的斷裂,D

項(xiàng)正確。

答案

C方法總結(jié)分析循環(huán)圖時(shí),重點(diǎn)在于判斷各物質(zhì)的類型。一般來說,通過一個(gè)箭頭進(jìn)

入循環(huán)的是反應(yīng)物;通過一個(gè)箭頭離開循環(huán)的是生成物;先參加反應(yīng),又在后續(xù)反應(yīng)中

生成的是催化劑;先生成后又消耗的是中間產(chǎn)物。3.能壘圖式將化學(xué)反應(yīng)歷程中各基元反應(yīng)的始態(tài)、終態(tài)、過渡態(tài)設(shè)計(jì)成勢(shì)能圖,考查催化劑對(duì)活

化能的影響、能壘與反應(yīng)速率快慢的關(guān)系、化學(xué)鍵的變化、熱化學(xué)方程式書寫等相

關(guān)考點(diǎn)。圖例如下:例3自由基是