《高考化學一輪復習 第6章 化學反應與能量 第1講 化學能與熱能課件 新人教版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考化學一輪復習 第6章 化學反應與能量 第1講 化學能與熱能課件 新人教版.ppt（66頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第六章化學反應與能量 第一講化學能與熱能 考綱要求 1 了解化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因 能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式 2 了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)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(guān)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(chǔ) 了解化學在解決能源危機中的重要作用 1 化學反應中的能量變化 1 化學反應中的兩大變化 變化和 變化 2 化學反應中的兩大守恒 守恒和 守恒 3 化學反應中的能量轉(zhuǎn)化形式 光能 電能等 通常主要表現(xiàn)為 的變化 考點一焓變和反應熱 知識梳理 物質(zhì) 能量 質(zhì)量 能量 熱能 熱量 2 焓變 反應熱 1 定義 在 條件下進行的反應的 2 符號 H 3 單位 或 3 吸熱反應和放熱反應 1 從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析 如圖所示 恒壓 熱效應 kJ mol kJ mol 1 3 反應熱 H的基本計算公式 H 生成物的總能量 反應物的總能量 H 反應物的總鍵能之和 生成物的總鍵能之和 4 常見放熱反應 可燃物的燃燒 酸堿中和反應 大多數(shù)化合反應 金屬跟酸的置換反應 物質(zhì)的緩慢氧化 5 常見吸熱反應 大多數(shù)分解反應 鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離 Ba OH 2 8H2O與NH4Cl反應 碳和水蒸氣 C和CO2的反應 判斷正誤 正確的劃 錯誤的劃 1 放熱反應不需要加熱就能反應 吸熱反應不加熱就不能反應 2 物質(zhì)發(fā)生化學變化都伴有能量的變化 3 伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學變化 4 吸熱反應在任何條件都不能發(fā)生 5 Na轉(zhuǎn)化為Na 時 吸收的能量就是該過程的反應熱 6 水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水時放出的能量就是該變化的反應熱 7 同溫同壓下 反應H2 g Cl2 g 2HCl g 在光照和點燃條件下的 H不同 8 可逆反應的 H表示完全反應時的熱量變化 與反應是否可逆無關(guān) 思考辨析 1 下列反應既屬于氧化還原反應 又是吸熱反應的是 A 鋅粒與稀硫酸的反應B 灼熱的木炭與CO2的反應C 甲烷在空氣中燃燒的反應D Ba OH 2 8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應 解析凡是有化合價升降的反應均是氧化還原反應 A項鋅粒與稀硫酸的反應是放熱反應 也是氧化還原反應 B項灼熱的木炭與CO2的反應是吸熱反應 也是氧化還原反應 C項甲烷在空氣中燃燒的反應是放熱反應 也是氧化還原反應 D項Ba OH 2 8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應是吸熱反應 但不是氧化還原反應 答案B 題組訓練 2 2015 合肥模擬 化學反應A2 B2 2AB的能量變化如下圖所示 則下列說法中正確的是 A 該反應是吸熱反應 解析由圖示可知 1molA2和1molB2的總能量高于2molAB的總能量 故該反應為放熱反應 A D項錯 斷裂化學鍵時需要吸收能量 B項錯 C項正確 答案C B 斷裂1molA A鍵和1molB B鍵時能放出xkJ的能量C 斷裂2molA B鍵時需要吸收ykJ的能量D 2molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量 3 已知1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出熱量143kJ 18g水蒸氣變成液態(tài)水放出44kJ的熱量 其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表 則表中x為 A 920B 557C 436D 188 解析根據(jù)題意 可得熱化學方程式為2H2 g O2 g 2H2O l H 572kJ mol 1 而18g水蒸氣變成液態(tài)水時放出44kJ熱量 則2H2 g O2 g 2H2O g H 484kJ mol 1 即 484kJ 2x 496kJ 4 463kJ 解得x 436kJ 答案C 4 通常把拆開1mol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(shù)據(jù) 供計算使用 工業(yè)上的高純硅可通過下列反應制取 SiCl4 g 2H2 g Si s 4HCl g 該反應的反應熱 H為 236kJ mol 1 解析SiCl4 H2和HCl分子中共價鍵的數(shù)目容易計算 而產(chǎn)物硅屬于原子晶體 可根據(jù)原子晶體的結(jié)構(gòu)計算晶體硅中的共價鍵的數(shù)目 1mol晶體硅中所含的Si Si鍵為2mol 即制取高純硅反應的反應熱 H 4 360kJ mol 1 2 436kJ mol 1 2 176kJ mol 1 4 431kJ mol 1 236kJ mol 1 1 熟記反應熱 H的基本計算公式 H 生成物的總能量 反應物的總能量 H 反應物的總鍵能之和 生成物的總鍵能之和2 規(guī)避兩個易失分點 1 舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成是同時進行的 缺少任何一個過程都不是化學變化 2 計算物質(zhì)中鍵的個數(shù)時 不能忽略物質(zhì)的結(jié)構(gòu) 如1mol晶體硅中含2molSi Si鍵 1molSiO2中含4molSi O鍵 1 概念表示參加反應 和 的關(guān)系的化學方程式 2 意義表明了化學反應中的 變化和 變化 如 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1表示 2mol氫氣和1mol氧氣反應生成2mol液態(tài)水時放出571 6kJ的熱量 考點二熱化學方程式 知識梳理 物質(zhì)的量 反應熱 物質(zhì) 能量 3 書寫 1 注明反應條件 反應熱與測定條件 溫度 壓強等 有關(guān) 絕大多數(shù)反應是在25 101kPa下進行的 可不注明 2 注明物質(zhì)狀態(tài) 常用 分別表示固體 液體 氣體 溶液 3 注意符號單位 H應包括 或 數(shù)字和單位 kJ mol 1 4 注意守恒關(guān)系 原子守恒和得失電子守恒 能量守恒 H與化學計量數(shù)相對應 s l g aq 5 區(qū)別于普通方程式 一般不注 以及 點燃 加熱 等 6 注意熱化學方程式的化學計量數(shù)熱化學方程式中各物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量 可以是整數(shù) 也可以是分數(shù) 且化學計量數(shù)必須與 H相對應 如果化學計量數(shù)加倍 則 H也要加倍 1 沼氣是一種清潔能源 它的主要成分是CH4 已知0 5molCH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時 放出445kJ熱量 則下列熱化學方程式中正確的是 A 2CH4 g 4O2 g 2CO2 g 4H2O l H 890kJ mol 1B CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol 1C CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol 1D CH4 g O2 g CO2 g H2O l H 890kJ mol 1 題組訓練 解析0 5molCH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時 放出445kJ熱量 即1molCH4完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時 放出890kJ熱量 根據(jù)書寫熱化學方程式的規(guī)定 要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 標出反應的熱效應 只有C項正確 答案C 2 下列熱化學方程式書寫正確的是 H的絕對值均正確 A C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O g H 1367 0kJ mol 燃燒熱 B NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 中和熱 C S s O2 g SO2 g H 296 8kJ mol 反應熱 D 2NO2 O2 2NO H 116 2kJ mol 反應熱 解析此題考查熱化學方程式的書寫 A項 考查燃燒熱 生成物水的狀態(tài)不是穩(wěn)定狀態(tài) B項 因中和反應為放熱反應 故 H 0 D項 未注明各物質(zhì)的聚集狀態(tài) 答案C 解析在101kPa時 1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱 A項中C的穩(wěn)定氧化物為CO2 C項和D項中H2O應為液態(tài) 答案B A 2N2O4 O2 2H2O 4HNO3 解析 1 物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變液態(tài)時 應放出熱量 所以N2O4 g 的能量高于N2O4 l 的能量 只有A項正確 2 N2O4與氧氣 水反應 由化合價守恒可知N2O4中N的化合價升高 只能變?yōu)?5 生成硝酸 反應熱的計算 1 依據(jù)反應物與生成物的能量計算 H E生成物 E反應物 2 依據(jù)反應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 H 反應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 3 利用熱化學方程式進行計算 先寫出熱化學方程式 再根據(jù)熱化學方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)之間 物質(zhì)與反應熱之間的關(guān)系直接計算反應熱 4 依據(jù)標準燃燒熱數(shù)據(jù) 利用公式直接計算反應熱 H 標準燃燒熱 n 可燃物的物質(zhì)的量 5 利用蓋斯定律計算反應熱 設(shè)計合理的反應途徑 對已知的熱化學方程式進行簡單運算 得出待求的熱化學方程式 反應熱也要進行相應的運算 從而得出待求熱化學方程式的反應熱 在進行反應熱的計算時 要注意反應熱的符號以及反應熱與熱化學方程式中化學計量數(shù)間的比例關(guān)系 1 燃燒熱 1 概念 在101kPa時 純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量 叫做該物質(zhì)的燃燒熱 燃燒熱的單位一般用kJ mol 1表示 燃燒熱的限定詞有恒壓 101kPa時 可燃物的物質(zhì)的量 1mol 完全燃燒 的氧化物等 其中的 完全燃燒 是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對應的氧化物 C H S 等 考點三燃燒熱中和熱 知識梳理 1mol 穩(wěn)定 CO2 g H2O l SO2 g 1mol液態(tài)H2O 裝置如圖 在橫線上填出儀器的名稱 思考辨析 1 2015 烏魯木齊一診 已知 常溫下 0 01mol L 1MOH溶液的pH為10 MOH aq 與H2SO4 aq 反應生成1mol正鹽的 H 24 2kJ mol 1 強酸與強堿稀溶液反應的中和熱為 H 57 3kJ mol 1 則MOH在水溶液中電離的 H為 A 69 4kJ mol 1B 45 2kJ mol 1C 69 4kJ mol 1D 45 2kJ mol 1 題組訓練 3 利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下 用量筒量取50mL0 50mol L 1鹽酸倒入小燒杯中 測出鹽酸溫度 用另一量筒量取50mL0 55mol L 1NaOH溶液 并用同一溫度計測出其溫度 將NaOH溶液倒入小燒杯中 設(shè)法使之混合均勻 測得混合液最高溫度 回答下列問題 1 為什么所用NaOH溶液要稍過量 2 倒入NaOH溶液的正確操作是 填序號 A 沿玻璃棒緩慢倒入B 分三次少量倒入C 一次迅速倒入 確保鹽酸被完全中和 C 3 使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是 填序號 A 用溫度計小心攪拌B 揭開硬紙片用玻璃棒攪拌C 輕輕地振蕩燒杯D 用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動 4 現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液 稀氫氧化鈣溶液 稀氨水分別和1L1mol L 1的稀鹽酸恰好完全反應 其反應熱分別為 H1 H2 H3 則 H1 H2 H3的大小關(guān)系為 5 假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g cm 3 又知中和反應后生成溶液的比熱容c 4 18J g 1 1 為了計算中和熱 某學生實驗記錄數(shù)據(jù)如下 D H1 H2 H3 依據(jù)該學生的實驗數(shù)據(jù)計算 該實驗測得的中和熱 H 結(jié)果保留一位小數(shù) 6 填 能 或 不能 用Ba OH 2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸 理由是 51 8kJ mol 1 不能 H2SO4與Ba OH 2反應生成BaSO4沉淀 沉淀的生成熱 會影響反應的反應熱 解析 1 在中和熱的測定實驗中為了確保反應物被完全中和 常常使加入的一種反應物稍微過量一些 2 為了減小熱量損失 倒入NaOH溶液應該一次迅速倒入 3 使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作 用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒上下輕輕地攪動 4 稀氫氧化鈉溶液和稀氫氧化鈣溶液中溶質(zhì)都完全電離 它們的中和熱相同 稀氨水中的溶質(zhì)是弱電解質(zhì) 它與鹽酸的反應中一水合氨的電離要吸收熱量 故反應熱的數(shù)值要小一些 注意中和熱與 H的關(guān)系 5 取三次實驗的平均值代入公式計算即可 6 硫酸與Ba OH 2溶液反應生成BaSO4沉淀的生成熱會影響反應的反應熱 故不能用Ba OH 2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸 1 H的比較比較 H的大小時需考慮正負號 對放熱反應 放熱越多 H 對吸熱反應 吸熱越多 H 2 反應熱的有關(guān)計算 1 根據(jù)熱化學方程式計算 反應熱與反應物的物質(zhì)的量成正比 考點四反應熱的比較和計算 知識梳理 越小 越大 2 根據(jù)蓋斯定律求算 應用蓋斯定律進行簡單計算時 關(guān)鍵在于設(shè)計反應過程 同時注意 參照新的熱化學方程式 目標熱化學方程式 結(jié)合原熱化學方程式 一般2 3個 進行合理 變形 如熱化學方程式顛倒 乘除以某一個數(shù) 然后將它們相加 減 得到目標熱化學方程式 求出目標熱化學方程式的 H與原熱化學方程式之間 H的換算關(guān)系 當熱化學方程式乘 除以某一個數(shù)時 H也應相應地乘 除以某一個數(shù) 方程式進行加減運算時 H也同樣要進行加減運算 且要帶 符號 即把 H看作一個整體進行運算 將一個熱化學方程式顛倒書寫時 H的符號也隨之改變 但數(shù)值不變 在設(shè)計反應過程中 會遇到同一物質(zhì)的三態(tài) 固 液 氣 的相互轉(zhuǎn)化 狀態(tài)由固 液 氣變化時 會吸熱 反之會放熱 3 根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱的數(shù)值計算 Q 放 n 可燃物 H 說明方法 2 常用于判斷物質(zhì)能量的大小關(guān)系及穩(wěn)定性 1 2015 海南化學 已知丙烷的燃燒熱 H 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 55kJB 220kJC 550kJD 1108kJ 題組訓練 2 2015 重慶理綜 黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一 其爆炸的熱化學方程式為 S s 2KNO3 s 3C s K2S s N2 g 3CO2 g H xkJ mol 1已知 碳的燃燒熱 H1 akJ mol 1S s 2K s K2S s H2 bkJ mol 12K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s H3 ckJ mol 1則x為 A 3a b cB c 3a bC a b cD c a b 解析由碳的燃燒熱 可得熱化學方程式 C s O2 g CO2 g H1 akJ mol 1 對題目中的熱化學方程式依次編號 根據(jù)蓋斯定律 3 則 H H1 3 H3 H4 即x 3a b c 故A項正確 答案A 4 已知 C s O2 g CO2 g H1CO2 g C s 2CO g H22CO g O2 g 2CO2 g H34Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s H43CO g Fe2O3 s 3CO2 g 2Fe s H5下列關(guān)于上述反應焓變的判斷正確的是 A H1 0 H30 H4 0C H1 H2 H3D H3 H4 H5 5 已知 C s H2O g CO g H2 g H akJ mol 12C s O2 g 2CO g H 220kJ mol 1H H O O和O H鍵的鍵能分別為436 496和462kJ mol 1 則a為 A 332B 118C 350D 130 解析C s H2O g CO g H2 g H akJ mol 1 1 2C s O2 g 2CO g H 220kJ mol 1 2 1 2 2 得2H2O g O2 g 2H2 g H 2a 220 kJ mol 1由鍵能數(shù)值計算得2H2O g O2 g 2H2 g 中 H 4 462kJ mol 1 496kJ mol 1 2 436kJ mol 1 480kJ mol 1 即2a 220 480 解得a 130 答案D 6 已知 甲醇脫水反應2CH3OH g CH3OCH3 g H2O g H1 23 9kJ mol 1甲醇制烯烴反應2CH3OH g C2H4 g 2H2O g H2 29 1kJ mol 1乙醇異構(gòu)化反應C2H5OH g CH3OCH3 g H3 50 7kJ mol 1則乙烯氣相直接水合反應C2H4 g H2O g C2H5OH g 的 H kJ mol 1 解析由目標方程式中C2H4 g C2H5OH g 位置可知 式得C2H4 g H2O g C2H5OH g 所以 H H1 H2 H3 45 5 1 概念能提供 的自然資源 2 發(fā)展階段 時期 時期 時期 3 分類 1 化石燃料 種類 特點 蘊藏量有限 且 再生 考點五能源 知識梳理 能量 柴草 化石能源 多能源結(jié)構(gòu) 煤 石油 天然氣 不能 2 新能源 種類 和 等 特點 資源豐富 再生 沒有污染或污染很小 4 能源問題 1 我國目前使用的主要能源是 它們的蘊藏量有限 而且不能再生 最終將會枯竭 2 化石燃料的大量使用帶來嚴重的 問題 太陽能 氫能 風能 地熱能 海洋能 生物質(zhì)能 可以 化石燃料 環(huán)境污染 5 解決能源問題的措施 1 提高能源的使用效率 改善開采 運輸 加工等各個環(huán)節(jié) 科學控制燃燒反應 使燃料充分燃燒 一是保證燃燒時有 如鼓入空氣 增大O2濃度等 二是保證燃料與空氣有 如將固體 使液體 等 2 開發(fā)新的能源 開發(fā)資源豐富 可以再生 沒有污染或污染很小的新能源 適當過量的空氣 足夠大的接觸面積 粉碎成粉末 噴成霧狀 判斷正誤 正確的劃 錯誤的劃 1 太陽能是清潔能源 2 化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能 3 農(nóng)村用沼氣池產(chǎn)生的沼氣作燃料屬于生物質(zhì)能的利用 4 人類利用的能源都是通過化學反應獲得的 5 隨著科技的發(fā)展 氫氣將成為主要能源之一 6 食用植物體內(nèi)的淀粉 蛋白質(zhì)等屬于直接利用能源 7 糧食作物是制乙醇燃料的重要原料 思考辨析 8 化石燃料屬于可再生能源 不影響可持續(xù)發(fā)展 9 開發(fā)利用各種新能源 減少對化石燃料的依賴 可以降低空氣中PM2 5的含量 10 開發(fā)太陽能 水能 風能 可燃冰等新能源 減少使用煤 石油等化石燃料 11 低碳生活注重節(jié)能減排 盡量使用太陽能等代替化石燃料 減少溫室氣體的排放 1 能源分類相關(guān)圖如下圖所示 下列四組選項中 全部符合圖中陰影部分的能源的是 A 煤炭 石油 沼氣B 水能 生物能 天然氣C 太陽能 風能 潮汐能D 地熱能 海洋能 核能 答案C 題組訓練 2 為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染 同時緩解能源危機 有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想 下列說法正確的是 A H2O的分解反應是放熱反應B 氫能源已被普遍使用C 2mol液態(tài)H2O具有的總能量低于2molH2和1molO2的能量D 氫氣不易貯存和運輸 無開發(fā)利用價值 解析2H2O l 2H2 g O2 g 是吸熱反應 說明2mol液態(tài)H2O的能量低于2molH2和1molO2的能量 因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運輸 所以氫能源利用并未普及 但發(fā)展前景廣闊 答案C 3 為緩解能源緊張 越來越多的國家開始重視生物質(zhì)能源 利用能源作物和有機廢料 經(jīng)過加工轉(zhuǎn)變?yōu)樯锶剂系囊环N能源 的開發(fā)利用 1 如圖是某國能源結(jié)構(gòu)比例圖 其中生物質(zhì)能源所占的比例是 2 生物柴油是由動植物油脂轉(zhuǎn)化而來 其主要成分為脂肪酸酯 幾乎不含硫 生物降解性好 一些國家已將其添加在普通柴油中使用 關(guān)于生物柴油及其使用 下列說法正確的是 生物柴油是可再生資源 可減少二氧化硫的排放 與普通柴油相比易分解 與普通柴油制取方法相同A B C D 27 A 解析 1 油料作物和甘蔗是能源作物 屬生物質(zhì)能源 化石燃料不是生物質(zhì)能源 2 生物柴油的原料是動植物油脂 可再生 對 幾乎不含硫 對 生物降解性好 對 主要成分為酯類 而普通柴油源于烴類 石油 所以 錯