高中生物 第五章 人與環(huán)境 5.2 創(chuàng)造人與自然的和諧課件 蘇教版必修3 (104)

1、考試大綱考試大綱考點考點2016全國全國2015全全國國2014全全國國自主命題地區(qū)自主命題地區(qū)1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因及常見的能了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因及常見的能量轉(zhuǎn)化形式。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。應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解熱化學(xué)方程式的含義了解熱化學(xué)方程式的含義,能正確書寫熱化學(xué)能正確書寫熱化學(xué)方程式。方程式。4.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。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(jī)中的重要作用。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。5.了解焓

2、變了解焓變(H)與反應(yīng)熱的含義。與反應(yīng)熱的含義。6.理解蓋斯定律理解蓋斯定律,并能運用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反并能運用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的計算。應(yīng)焓變的計算。反應(yīng)熱與能量變化的關(guān)系【30%】全國,26(1)2016上海,10,3分2016海南,11,4分2015北京,9,6分2015上海,8,3分2014北京,26(3)熱化學(xué)方程式的書寫與判斷【45%】2014天津,7(4)2014上海,9,3分考試大綱考試大綱考點考點2016全國全國2015全全國國2014全全國國自主命題地區(qū)自主命題地區(qū)蓋斯定律的應(yīng)用【80%】全國,26(3)全國,27(4)全國,27(1)全國,28(2)全國,13,6分

3、2016海南,6,2分2016天津,10(2)2015江蘇,20(1)2014江蘇,10,2分31.熱點預(yù)測高考將重點考查應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱,根據(jù)蓋斯定律由已知熱化學(xué)方程式書寫未知熱化學(xué)方程式,從宏觀和微觀角度理解反應(yīng)熱、吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)等概念,主要以非選擇題中某一問的形式出現(xiàn),分值約為36分。2.趨勢分析預(yù)計通過能量變化圖、蓋斯定律、鍵能等創(chuàng)設(shè)情境,提供新信息,綜合考查反應(yīng)熱的創(chuàng)新應(yīng)用是高考命題的趨勢,其中蓋斯定律的應(yīng)用仍是考查的重點。4 1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化:物質(zhì)變化和能量變化。(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒:質(zhì)量守恒和能量守恒

4、。(3)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式:熱能、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。2.反應(yīng)熱、焓變(1)反應(yīng)熱:在化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量稱為反應(yīng)熱。(2)焓變:在恒溫恒壓的條件下,化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或放出的熱量稱為反應(yīng)的焓變,用H表示,單位常用kJ/mol(或kJmol-1)。(3)規(guī)定:放熱反應(yīng)的H為“-”,吸熱反應(yīng)的H為“+”。1 1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念(1)任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化,不存在不發(fā)生能量變化的化學(xué)反應(yīng)。(2)反應(yīng)熱、焓變的單位是kJ/mol,熱量的單位是kJ,不能混淆。(3)比較反應(yīng)熱、焓變的大小時,應(yīng)帶“+”“-”一起比較。3.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)

5、過程中釋放或吸收的能量,都可以用熱量(或換算成熱量)來表述。通常把釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng),把吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。【特別提醒】2 1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義定義釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因形成原因反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量與化學(xué)鍵與化學(xué)鍵的關(guān)系的關(guān)系生成物成鍵時釋放的總能量大于反應(yīng)物斷鍵時吸收的總能量生成物成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物斷鍵時吸收的總能量表示方法表示方法H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量或H=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和H03 1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念放熱反

6、應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)圖示圖示常見反應(yīng)常見反應(yīng)(1)所有的燃燒反應(yīng);(2)酸堿中和反應(yīng);(3)金屬與酸或水的反應(yīng);(4)原電池反應(yīng);(5)少數(shù)分解反應(yīng)(如TNT爆炸);(6)大多數(shù)化合反應(yīng);(7)電石制乙炔的反應(yīng)(1)大多數(shù)分解反應(yīng);(2)C與CO2的反應(yīng);(3)碳與水蒸氣的反應(yīng);(4)Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng);(5)鹽的水解、弱電解質(zhì)的電離4 1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念(1)化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱,但這并非是唯一的表現(xiàn)形式,其他的還有光、電等。(2)化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱或放熱,與反應(yīng)開始時是否需要加熱無關(guān)。需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),如C+O2CO2

7、為放熱反應(yīng);不需要加熱的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng),如Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。需持續(xù)加熱的反應(yīng),屬于吸熱反應(yīng);不需加熱或停止加熱后仍能進(jìn)行的反應(yīng),常是放熱反應(yīng)。(3)濃硫酸、NaOH等溶于水放出熱量,NH4NO3、KNO3等溶于水吸收熱量,但它們不是化學(xué)反應(yīng),其放出或吸收的熱量不屬于反應(yīng)熱。5 1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念4.燃燒熱和中和熱燃燒熱燃燒熱中和熱中和熱相同相同點點能量變化放熱HH0,單位:kJmol-1不同不同點點反應(yīng)物的量1mol(O2不限量)不限量生成物的量不限量H2O(l)是1mol反應(yīng)熱的含義1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物時放出的熱量;不同的

8、可燃物,其燃燒熱一般不同在稀溶液中,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng),生成1molH2O(l)和可溶性鹽時放出的熱量;不同的反應(yīng)物中和熱大致相同,均約為57.3kJmol-16 1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念燃燒熱燃燒熱中和熱中和熱不同不同點點表示方法燃燒熱為akJmol-1或H=-akJmol-1酸與堿反應(yīng)的中和熱為57.3kJmol-1或H=-57.3kJmol-1熱化學(xué)方程式的書寫以燃燒1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)(常用分?jǐn)?shù)表示)以生成1mol水為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)(常用分?jǐn)?shù)表示)備注備注必須生成穩(wěn)定的氧化物,如C燃燒應(yīng)生成CO2而不是CO,H2燃燒應(yīng)生成液態(tài)水而非氣態(tài)

9、水弱酸代替強(qiáng)酸(或弱堿代替強(qiáng)堿),因電離吸熱,放出的熱量減小,中和熱減小;若用濃硫酸(或NaOH固體),放出熱量增多,中和熱增大7 1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念(1)中和反應(yīng)的實質(zhì)是H+和OH-化合生成H2O。若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成(如生成不溶性物質(zhì)、難電離物質(zhì)等),這部分反應(yīng)熱不在中和熱之內(nèi)。(2)用文字表述燃燒熱和中和熱時,不用帶“-”,而用H表示時,必須帶“-”。如甲烷的燃燒熱為890.3kJmol-1或甲烷燃燒時H=-890.3kJmol-1。(3)中和反應(yīng)的對象為稀溶液,稀的強(qiáng)酸與稀的強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng),生成易溶鹽和水時,H=-57.3kJ/mol?！就卣寡由臁? 2熱化學(xué)方程式

10、9 2熱化學(xué)方程式3.書寫(1)注明反應(yīng)條件:絕大多數(shù)反應(yīng)是在25、101kPa下進(jìn)行的,可不注明。(2)注明物質(zhì)的聚集狀態(tài):常用s、l、g、aq分別表示固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、溶液。(3)注意符號單位:H應(yīng)包括“+”或“-”、數(shù)值和單位(kJmol-1)。(4)注意對應(yīng)關(guān)系:H的數(shù)值大小與化學(xué)計量數(shù)相對應(yīng)。(5)區(qū)別于普通化學(xué)方程式:一般不注“”、“”以及“點燃”、“加熱”等反應(yīng)條件。10 2熱化學(xué)方程式【拓展延伸】11 3反應(yīng)熱的簡單計算1.蓋斯定律不管化學(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)途徑無關(guān)。如由A到B可以設(shè)計如下兩個途徑:途徑

11、一:AB途徑二:ACB則H1、H2、H的關(guān)系為H=H1+H2。2.蓋斯定律的應(yīng)用122.蓋斯定律的應(yīng)用(1)應(yīng)用蓋斯定律比較反應(yīng)熱的大小。(2)應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱。 3反應(yīng)熱的簡單計算熱化學(xué)方程式熱化學(xué)方程式焓變之間的關(guān)系焓變之間的關(guān)系aABH1BaAH2H1=-H2aABH1BcCH2aAcCHH=H1+H213 3反應(yīng)熱的簡單計算3.鍵能與反應(yīng)熱反應(yīng)熱=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。鍵能越大,物質(zhì)越穩(wěn)定,物質(zhì)本身具有的能量越低。14 4能源1.能源分類15 4能源2.解決能源問題的措施(1)提高能源的利用效率:改善開采、運輸、加工等各個環(huán)節(jié);科學(xué)控制燃燒反應(yīng),使燃料充分燃燒。(2

12、)開發(fā)新能源:開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。16 1 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化圖示圖示各段各段表示表示的意的意義義微觀宏觀a表示斷裂舊化學(xué)鍵吸收的熱量;b表示形成新化學(xué)鍵放出的熱量;c表示反應(yīng)熱a表示活化能;b表示活化分子結(jié)合成生成物所釋放的能量;c表示反應(yīng)熱計算計算方法方法H=E(反應(yīng)物)-E(生成物)H=H(生成物)-H(反應(yīng)物)【考法透析】1 1 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化1據(jù)報道,科學(xué)家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑。下列有關(guān)水分解過程的能量變化示意圖正確的是【考法示例】A B C D21 1 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化【考法示例】參考答案B解析水分解屬于吸熱反應(yīng),反應(yīng)物的

13、總能量要低于生成物的總能量,催化劑可以降低活化能,催化反應(yīng)中間態(tài)的能量要低于非催化反應(yīng)中間態(tài)的能量。A項屬于放熱反應(yīng),錯誤;B項,屬于吸熱反應(yīng),且正確表示了催化反應(yīng)的特點,正確;C項,反應(yīng)前后沒有明顯的熱量變化,錯誤;D項,屬于吸熱反應(yīng),但其所表示的催化反應(yīng)特征不正確,錯誤。3 1 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化反應(yīng)吸熱還是放熱取決于反應(yīng)始態(tài)和反應(yīng)終態(tài)的能量的相對大小。催化劑不會改變反應(yīng)吸收或放出的能量,只是降低了反應(yīng)的活化能(即使反應(yīng)中間態(tài)的能量降低),使反應(yīng)更容易進(jìn)行?！就黄乒ヂ浴? 2 熱化學(xué)方程式的書寫與判斷1.熱化學(xué)方程式的書寫步驟步驟1寫方程寫出配平的化學(xué)方程式;步驟2標(biāo)狀態(tài)用“s”“l(fā)”“

14、g”“aq”標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài);步驟3標(biāo)條件標(biāo)明反應(yīng)物的溫度和壓強(qiáng)(101kPa、25時可不標(biāo)注);步驟4標(biāo)H在方程式后寫出H,并根據(jù)信息注明H的“+”或“-”;步驟5標(biāo)數(shù)值根據(jù)化學(xué)計量數(shù)計算寫出H的數(shù)值及單位。H的單位一般為kJmol-1?！究挤ㄍ肝觥? 2 熱化學(xué)方程式的書寫與判斷2.熱化學(xué)方程式正誤判斷的“五審”【考法透析】6 2 熱化學(xué)方程式的書寫與判斷2(1)2014天津理綜節(jié)選晶體硅(熔點1410)是良好的半導(dǎo)體材料。由粗硅制純硅過程如下:Si(粗)SiCl4SiCl4(純)Si(純)在上述由SiCl4制純硅的反應(yīng)中,測得每生成1.12kg純硅需吸收akJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方

15、程式:。【考法示例】7 2 熱化學(xué)方程式的書寫與判斷【考法示例】8 2 熱化學(xué)方程式的書寫與判斷【考法示例】9 2 熱化學(xué)方程式的書寫與判斷【考法示例】10 2 熱化學(xué)方程式的書寫與判斷【考法示例】11 2 熱化學(xué)方程式的書寫與判斷參考答案B解析A項,所列熱化學(xué)方程式中有兩個錯誤,一是中和熱是指反應(yīng)生成1molH2O(l)時的反應(yīng)熱,二是當(dāng)有BaSO4沉淀生成時,反應(yīng)放出的熱量會增加,生成1molH2O(l)時放出的熱量大于57.3kJ,A項錯誤;B項正確;C項,燃燒熱是指1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所產(chǎn)生的熱量,產(chǎn)物中的水應(yīng)為液態(tài)水,C項錯誤;D項,當(dāng)2mol辛烷完全燃燒時,產(chǎn)生

16、的熱量為11036kJ,且辛烷應(yīng)為液態(tài),D項錯誤?！究挤ㄊ纠?2 2 熱化學(xué)方程式的書寫與判斷【突破攻略】13 3 反應(yīng)熱的計算1.運用蓋斯定律計算反應(yīng)熱(1)運用蓋斯定律的方法技巧“三調(diào)一加”一調(diào):根據(jù)目標(biāo)熱化學(xué)方程式,調(diào)整已知熱化學(xué)方程式中反應(yīng)物和生成物的左右位置,改寫已知的熱化學(xué)方程式。二調(diào):根據(jù)改寫的熱化學(xué)方程式調(diào)整相應(yīng)H的符號。三調(diào):調(diào)整中間物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。一加:將調(diào)整好的熱化學(xué)方程式及其H加起來。(2)運用蓋斯定律的三個注意事項事項一:熱化學(xué)方程式乘以某一個數(shù)時,反應(yīng)熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。事項二:熱化學(xué)方程式相加減時,物質(zhì)之間相加減,反應(yīng)熱也必須相加減。事項三:將一個熱化學(xué)方

17、程式顛倒時,H的“+、-”隨之改變,但數(shù)值不變。【考法透析】14 3 反應(yīng)熱的計算2.根據(jù)熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱計算計算依據(jù):反應(yīng)熱與反應(yīng)物中各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比。若題目給出了相應(yīng)的熱化學(xué)方程式,則按照熱化學(xué)方程式與H的關(guān)系計算反應(yīng)熱;若沒有給出熱化學(xué)方程式,則根據(jù)條件先得出熱化學(xué)方程式,再計算反應(yīng)熱。3.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計算(1)計算公式:H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量。(2)根據(jù)燃燒熱計算要緊扣反應(yīng)物為“1mol”、生成物為穩(wěn)定的氧化物來確定。Q放=n(可燃物)H?！究挤ㄍ肝觥?5 3 反應(yīng)熱的計算4.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能計算(1)計算公式:H=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵

18、能總和。(2)根據(jù)鍵能計算反應(yīng)熱的關(guān)鍵是正確找出反應(yīng)物和生成物所含共價鍵的數(shù)目,如H2O分子中含有2個共價鍵,NH3分子中含有3個共價鍵等。要注意晶體結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的情況,常見的有1molP4含有6molPP鍵,1mol晶體硅含有2molSiSi鍵,1mol石墨晶體中含有1.5molCC鍵,1mol金剛石含有2molCC鍵,1molSiO2含有4molSiO鍵等。5.根據(jù)比熱公式進(jìn)行計算:Q=cmT【考法透析】16 3 反應(yīng)熱的計算42CO(g)+4H2(g)2CH4(g)+O2(g)H=+71kJ/molCO(g)+2H2(g)CH3OH(l)H=-90.5kJ/mol已知CH4(g)的燃燒熱

19、為890kJ/mol,則CH3OH(l)的燃燒熱為A.1528kJ/molB.764kJ/molC.382kJ/molD.無法計算【考法示例】17 3 反應(yīng)熱的計算【考法示例】18 3 反應(yīng)熱的計算(1)依據(jù)蓋斯定律,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各反應(yīng)產(chǎn)物)有關(guān),而與反應(yīng)進(jìn)行的具體途徑無關(guān),因此應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的關(guān)鍵是找出目標(biāo)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(jìn)行計算。(2)對于文字表述題,可以先將題中發(fā)生的變化轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的熱化學(xué)方程式,再利用蓋斯定律進(jìn)行計算?！就黄乒ヂ浴?9反應(yīng)熱大小比較的方法技巧1反應(yīng)熱大小比較的方法技巧等量的可燃物完全燃燒所放出的熱

20、量肯定比不完全燃燒所放出的熱量多。生成等量的水時,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)比弱酸和強(qiáng)堿或弱堿和強(qiáng)酸或弱酸和弱堿的稀溶液反應(yīng)放出的熱量多。對于可逆反應(yīng),因反應(yīng)不能進(jìn)行完全,實際反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量要小于相應(yīng)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱數(shù)值。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-197kJmol-1,則向密閉容器中通入2molSO2和1molO2,反應(yīng)達(dá)到平衡后,放出的熱量要小于197kJ。(2)蓋斯定律比較法同一反應(yīng),生成物狀態(tài)不同時如A(g)+B(g)C(g)H10A(g)+B(g)C(l)H20因為C(g)C(l)H3H2。2反應(yīng)熱大小比較的方法技巧同一反應(yīng),反應(yīng)物狀態(tài)不同時如S(g)+O2(g)SO2