【優(yōu)化探究】高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第1部分 專題2 第2講 化學(xué)能與熱能課件

第2講化學(xué)能與熱能

一、放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)1．放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較2.燃燒熱與中和熱

[易錯(cuò)警示]1．鍵能越大，物質(zhì)所含能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定；鍵能越小，物質(zhì)所含能量越高，物質(zhì)越不穩(wěn)定。如H—F鍵的鍵能遠(yuǎn)大于H—I鍵的鍵能，HF的穩(wěn)定性遠(yuǎn)大于HI，HF含有的能量＜HI含有的能量。常常被誤認(rèn)為鍵能越大，其物質(zhì)所含的能量也越大。2．物質(zhì)所含能量越低，斷裂其化學(xué)鍵所吸收的能量越高，而形成化學(xué)鍵所釋放的能量也越多。3．不能根據(jù)反應(yīng)條件是否需要加熱來判斷一個(gè)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，原因是有些放熱反應(yīng)需要加熱才能進(jìn)行(如炭的燃燒)，而有些吸熱反應(yīng)常溫下即可進(jìn)行(如NH4Cl與氫氧化鋇晶體的反應(yīng))。4．中和熱只強(qiáng)調(diào)H＋和OH－結(jié)合生成1mol水時(shí)對(duì)應(yīng)的熱效應(yīng)。Ba(OH)2與H2SO4反應(yīng)既有水又有沉淀生成，故不屬于中和熱。燃燒熱強(qiáng)調(diào)1mol可燃物完全燃燒且生成穩(wěn)定的氧化物，故H2和Cl2作用生成HCl不屬于燃燒熱。二、熱化學(xué)方程式的書寫1．注意ΔH的符號(hào)和單位若為放熱反應(yīng)，ΔH為“－”；若為吸熱反應(yīng)，ΔH為“＋”。ΔH的單位為kJ/mol。2．注意反應(yīng)熱的測定條件書寫熱化學(xué)方程式時(shí)應(yīng)注明ΔH的測定條件(溫度、壓強(qiáng))，但絕大多數(shù)ΔH是在25℃、101325Pa下測定的，此時(shí)可不注明溫度和壓強(qiáng)。3．注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。4．注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)反應(yīng)物和產(chǎn)物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱ΔH不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用↑和↓。5．注意ΔH的數(shù)值與符號(hào)熱化學(xué)方程式是表示反應(yīng)已完成的數(shù)量。由于ΔH與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與ΔH相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號(hào)相反。[易錯(cuò)警示]1．書寫熱化學(xué)方程式時(shí)，有些學(xué)生往往不注明物質(zhì)狀態(tài)。2．熱化學(xué)方程式不用注明“點(diǎn)燃”、“加熱”等條件。3．對(duì)一個(gè)給定的可逆反應(yīng)，平衡移動(dòng)時(shí)，體系的反應(yīng)熱隨之發(fā)生變化，但熱化學(xué)方程式后的ΔH不變。三、蓋斯定律的應(yīng)用1．理論依據(jù)：反應(yīng)熱只與反應(yīng)始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體反應(yīng)的途徑無關(guān)。2．計(jì)算模式3．主要應(yīng)用：計(jì)算某些難以直接測量的反應(yīng)熱。4．注意事項(xiàng)：應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計(jì)算，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑。(1)當(dāng)反應(yīng)式乘以或除以某數(shù)時(shí)，ΔH也應(yīng)乘以或除以某數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式加減運(yùn)算以及比較反應(yīng)熱的大小時(shí)，ΔH都要帶“＋”、“－”號(hào)進(jìn)行計(jì)算、比較，即把ΔH看作一個(gè)整體進(jìn)行分析判斷。(3)在設(shè)計(jì)的反應(yīng)途徑中常會(huì)遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固→液→氣變化時(shí)，會(huì)吸熱；反之會(huì)放熱。(4)當(dāng)設(shè)計(jì)的反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其ΔH與正反應(yīng)的ΔH數(shù)值相等，符號(hào)相反。[易錯(cuò)警示]比較反應(yīng)熱ΔH的大小要注意反應(yīng)熱的數(shù)值和符號(hào)。若為放熱反應(yīng)，熱量越多，ΔH越??；若為吸熱反應(yīng)，熱量越多，ΔH越大。審題時(shí)要特別注意，如果題中說出了“吸收”或“放出”熱量，則不用再寫“＋”、“－”號(hào)，熱量多少也只看數(shù)值。如果題中只說“反應(yīng)熱為……”等，則數(shù)值前應(yīng)標(biāo)出“＋”、“－”分別表示“吸熱”、“放熱”。有關(guān)熱化學(xué)方程式的判斷

[例1](2011年濰坊模擬)在298K、1.01×105Pa下，將22gCO2通入750mL1mol·L－1NaOH溶液中充分反應(yīng)，測得反應(yīng)放出xkJ的熱量。已知在該條件下，1molCO2通入1L2mol·L－1NaOH溶液中充分反應(yīng)放出ykJ的熱量。則CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式正確的是()A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)

ΔH＝－(2y－x)kJ·mol－1B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)

ΔH＝－(2x－y)kJ·mol－1C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)

ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1D．2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l)

ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol－1[答案]C解析：中和熱是指指強(qiáng)酸、強(qiáng)強(qiáng)堿稀溶液液反應(yīng)生成成1molH2O(l)時(shí)時(shí)放出的熱熱量，選項(xiàng)項(xiàng)A錯(cuò)誤；；辛烷的燃燃燒熱是指指1mol可燃物物完全燃燒燒生成穩(wěn)定定的氧化物物如H2O(l)而而不是H2O(g)，，選項(xiàng)C、、D均錯(cuò)誤誤，故選項(xiàng)項(xiàng)B正確。。答案：B反應(yīng)熱與化化學(xué)鍵斷裂裂與形成之之間的關(guān)系系[例2](2011年高考重重慶理綜)SF6是一種優(yōu)良良的絕緣氣氣體，分子子結(jié)構(gòu)中只只存在S——F鍵。已已知：1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣氣態(tài)硫原子子吸收能量量280kJ，斷斷裂1molF—F、S—F鍵需需要吸收的的能量分別別為160kJ、、330kJ，則則S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反反應(yīng)熱ΔH為()A．－1780kJ/molB．－1220kJ/molC．－450kJ/molD．＋430kJ/mol[解析]斷裂1molS—S鍵吸吸收能量280kJ，斷裂裂3molF——F鍵吸收收能量3×160kJ，則吸吸收的總能能量為Q吸＝280kJ＋3×160kJ＝760kJ，釋放的的總能量為為Q放＝330kJ×6＝1980kJ，由反反應(yīng)方程式式：S(s)＋3F2(g)===SF6(g)可知知，ΔH＝760kJ/mol－1980kJ/mol＝－－1220kJ/mol。[答案]B2．(2010年高考重重慶卷)已知H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)ΔΔH＝－72kJ·mol－1，蒸發(fā)1molBr2(l)需要要吸收的能能量為30kJ，，其他相關(guān)關(guān)數(shù)據(jù)如下下表：則表中a為()A．404B．260C．230D．200解析：化學(xué)反應(yīng)的的實(shí)質(zhì)是舊舊鍵斷裂(吸收能量量)和新鍵鍵形成(放放出能量)，故有ΔΔH＝(436＋30＋＋a－369×2)kJ··mol－1＝－72kJ·mol－1，a＝200，，D項(xiàng)正確確。答案：D蓋斯定律的的應(yīng)用[例3](2010年高考課課標(biāo)全國卷卷)已知：HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)應(yīng)的ΔH＝－12.1kJ·mol－1；HCl(aq)與與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔΔH＝－55.6kJ·mol－1。則HCN在水溶液液中電離的的ΔH等于()A．－67.7kJ·mol－1B．－43.5kJ·mol－1C．＋43.5kJ·mol－1D．＋67.7kJ·mol－1[解析]強(qiáng)酸和強(qiáng)堿堿反應(yīng)的中中和熱為55.6kJ·mol－1，當(dāng)氫氰酸酸與氫氧化化鈉反應(yīng)時(shí)時(shí)，由于氫氫氰酸為弱弱酸，存在在氫氰酸的的電離反應(yīng)應(yīng)，該反應(yīng)應(yīng)為吸熱反反應(yīng)，故兩兩者反應(yīng)時(shí)時(shí)放出的熱熱量較強(qiáng)酸酸和強(qiáng)堿反反應(yīng)放出的的熱量少，，兩者的差差值(55.6－12.1＝＝43.5)就是氫氫氰酸在水水溶液中電電離吸收的的熱量的數(shù)數(shù)值，電離離反應(yīng)吸熱熱，ΔH為正值，故故C項(xiàng)正確確。[答案]C3．(2011年高考海海南化學(xué))已知：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)ΔH＝－701.0kJ·mol－12Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)ΔΔH＝－181.6kJ·mol－1則反應(yīng)Zn(s)＋＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的的ΔH為()A．＋519.4kJ·mol－1B．＋259.7kJ·mol－1C．－259.7kJ·mol－1D．－519.4kJ·mol－1答案：C聯(lián)合國氣候候變化大會(huì)會(huì)于2009年12月7～18日在哥哥本哈根召召開。中國國政府承諾諾到2020年，單單位GDP二氧化碳碳排放比2005年年下降40%～45%。(1)有效效“減碳”的手段之一一是節(jié)能。。下列制氫氫方法最節(jié)節(jié)能的是________(填字母序序號(hào))。(3)在催催化劑和一一定溫度、、壓強(qiáng)條件件下，CO與H2可反應(yīng)生成成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，CO的的平衡轉(zhuǎn)化化率與溫度度、壓強(qiáng)的的關(guān)系如圖圖所示，則則：p1_____p2(填“＜”、“＞”或“＝”)，上述反反應(yīng)的ΔH________0(填“＜”、“＞”或“＝”)。解析：(1)太陽陽能是取之之不盡的天天然能源，，用太陽能能分解水最最節(jié)能。(2)利用用蓋斯定律律進(jìn)行計(jì)算算，將三個(gè)個(gè)方程式進(jìn)進(jìn)行形式變變換，2CO(g)＋4H2(g)2CH3OH(g)ΔH＝－181.4kJ··mol－12CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－12CO2(g)＋2H2(g)2CO(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋82.4kJ·mol－1三式式相相加加得得：：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－－122.5kJ··mol－1(3)由由圖圖示示可可知知，，溫溫度度越越高高，，CO的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率越越低低，，說說明明正正反反應(yīng)應(yīng)放放熱熱，，ΔΔH＜0，，該該反反應(yīng)應(yīng)的的正正反反應(yīng)應(yīng)為為氣氣體體體體積積減減小小的的反反應(yīng)應(yīng)，，增增大大壓壓強(qiáng)強(qiáng)時(shí)時(shí)，，平平衡衡正正向向移移動(dòng)動(dòng)，，CO的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化化率率增增大大，，所所以以p1＜p2。答案案：：(1)C(2)2CO2(g)＋＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋＋3H2O(g)ΔΔH＝－－122.5kJ··mol－1(3)＜＜＜＜1．．(2011年年高高考考海海南南卷卷)(雙雙選選)某某反反應(yīng)應(yīng)的的ΔΔH＝＋＋100kJ··mol－1，下下列列有有關(guān)關(guān)該該反反應(yīng)應(yīng)的的敘敘述述正正確確的的是是()A．．正正反反應(yīng)應(yīng)活活化化能能小小于于100kJ··mol－1B．．逆逆反反應(yīng)應(yīng)活活化化能能一一定定小小于于100kJ··mol－1C．．正正反反應(yīng)應(yīng)活活化化能能不不小小于于100kJ··mol－1D．．正正反反應(yīng)應(yīng)活活化化能能比比逆逆反反應(yīng)應(yīng)活活化化能能大大100kJ··mol－1解析析：：某反反應(yīng)應(yīng)的的ΔΔH＝＋＋100kJ··mol－1，說說明明該該反反應(yīng)應(yīng)的的正正反反應(yīng)應(yīng)為為吸吸熱熱反反應(yīng)應(yīng)，，且且正正反反應(yīng)應(yīng)的的活活化化能能比比逆逆反反應(yīng)應(yīng)的的活活化化能能大大100kJ··mol－1，正正反反應(yīng)應(yīng)的的活活化化能能應(yīng)應(yīng)大大于于100kJ··mol－1，無無法法確確定定逆逆反反應(yīng)應(yīng)的的活活化化能能大大小小。。答案案：：CD答案案：：B3．．(2010年年高高考考山山東東理理綜綜)下列列與與化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)能能量量變變化化相相關(guān)關(guān)的的敘敘述述正正確確的的是是()A．．生生成成物物總總能能量量一一定定低低于于反反應(yīng)應(yīng)物物總總能能量量B．．放放熱熱反反應(yīng)應(yīng)的的反反應(yīng)應(yīng)速速率率總總是是大大于于吸吸熱熱反反應(yīng)應(yīng)的的反反應(yīng)應(yīng)速速率率C．．應(yīng)應(yīng)用用蓋蓋斯斯定定律律，，可可計(jì)計(jì)算算某某些些難難以以直直接接測測量量的的反反應(yīng)應(yīng)焓焓變變D．．同同溫溫同同壓壓下下，，H2(g)＋＋Cl2(g)===2HCl(g)在在光光照照和和點(diǎn)點(diǎn)燃燃條條件件下下的的ΔΔH不同同解析析：：根據(jù)據(jù)生生成成物物總總能能量量和和反反應(yīng)應(yīng)物物總總能能量量的的相相對(duì)對(duì)大大小小，，把把化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)分分為為吸吸熱熱反反應(yīng)應(yīng)和和放放熱熱反反應(yīng)應(yīng)，，吸吸熱熱反反應(yīng)應(yīng)的的生生成成物物總總能能量量高高于于反反應(yīng)應(yīng)物物總總能能量量，，放放熱熱反反應(yīng)應(yīng)的的生生成成物物總總能能量量低低于于反反應(yīng)應(yīng)物物總總能能量量；；反反應(yīng)應(yīng)速速率率是是單單位位時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)物物質(zhì)質(zhì)濃濃度度的的變變化化，，與與反反應(yīng)應(yīng)的的吸吸熱熱、、放放熱熱無無關(guān)關(guān)；；同同溫溫同同壓壓下下，，H2(g)和和Cl2(g)的的總總能能量量與與HCl(g)的的總總能能量量的的差差值值不不受受光光照照和和點(diǎn)點(diǎn)燃燃條條件件的的影影響響，，所所以以該該反反應(yīng)應(yīng)的的ΔΔH相同同。。答案案：：C4．．某某實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)小小組組用用0.50mol··L－1NaOH溶溶液液和和0.50mol··L－1硫酸酸溶溶液液進(jìn)進(jìn)行行中中和和熱熱的的測測定定。。Ⅰ.配配制制0.50mol··L－1NaOH溶溶液液(1)若若實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中大大約約要要使使用用245mLNaOH溶溶液液，，至至少少需需要要稱稱量量NaOH固固體體________g。。(2)從從下下圖圖中中選選擇擇稱稱量量N