高考化學(xué) 化學(xué)反應(yīng)與能量課件 新人教版

第7課時1.灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體。已知：①Sn（s、白）+2HCl（aq）＝SnCl2（aq）+H2（g）ΔH1②Sn（s、灰）+2HCl（aq）＝SnCl2（aq）+H2（g）ΔH2③Sn（s、灰）Sn（s、白）ΔH3=+2.1kJ/mol下列說法正確的是A.ΔH1>ΔH2B.

錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在C.

灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)D.錫制器皿長期處于低于13.2℃的環(huán)境中，會自行毀壞>13.2℃<13.2℃1.灰錫(以粉末狀存在)和白錫是錫的兩種同素異形體。已知：①Sn(s、白)+2HCl(aq)＝SnCl2(aq)+H2(g)ΔH1②Sn(s、灰)+2HCl(aq)＝SnCl2(aq)+H2(g)ΔH2③Sn(s、灰)Sn(s、白)ΔH3=+2.1kJ/mol【解析】考查有關(guān)蓋斯定律的綜合應(yīng)用能力。②－①即得③式，則ΔH2－ΔH1=ΔH3＞0，所以ΔH2＞ΔH1；根據(jù)平衡移動原理：常溫（T＞13.2℃），③式向右移動，所以錫以白錫形式存在；當(dāng)溫度低于13.2℃，③式向左移動，錫以灰錫（粉末狀態(tài)）形式存在，所以長期處于低溫環(huán)境中，錫器會自行毀壞。>13.2℃<13.2℃2.為了合理利用化學(xué)能，確保安全生產(chǎn)，化工設(shè)計需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變，并采取相應(yīng)措施?；瘜W(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測定，也可進(jìn)行理論推算。（1）實(shí)驗(yàn)測得，1g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放出22.7kJ的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式：（2）依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實(shí)驗(yàn)直接測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變進(jìn)行理論推算。試依據(jù)下列熱化學(xué)方程式，計算反應(yīng)2C(s)+2H2(g)+O2(g)＝CH3COOH(l)的焓變（寫出計算過程）。①CH3COOH(l)+2O2(g)＝2CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=－870.3kJ·mol-1②C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH2=－393.5kJ·mol-1③H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l)ΔH3=－285.8kJ·mol-12CH3OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=－1452.8kJ·mol-1【解析】根據(jù)蓋斯定律答案：ΔH=2×ΔH2＋2×ΔH3－ΔH1

=2(－393.5kJ/mol)＋2(－285.8kJ/mol)－(－870.3kJ/mol)

=－488.3kJ/mol3.已知1molCO氣體完全燃燒生成CO2氣體，放出283kJ熱量，1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量，1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量。（1）甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

CH4（g）＋H2O（g）＝CO（g）＋3H2（g）。那么該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH0（填“>”、“=”或“<”）。（2）若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,放出熱量890kJ（填“=”、“>””<”）。（3）若將amolCH4、CO、H2混合氣體完全燃燒，生成CO2氣體和液態(tài)水，則放出熱量（Q）的取值范圍是（4）若將amolCH4、CO、H2混合氣體完全燃燒，生成CO2氣體和液態(tài)水，且CO2和H2O物質(zhì)的量相等，則放出熱量（Q）的取值范圍是。>

<283akJ<Q<890akJ284.5akJ<Q<586.5akJ（1）本題運(yùn)用蓋斯定律來解，由題給數(shù)據(jù)可寫出其熱化學(xué)方程式：

CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ/mol①CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH=-283kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l)ΔH=-285.8kJ/mol③H2O(g)＝H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol④將①-②-③×3+④可得：ΔH>0（2）由于H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)镠2O(l)放出熱量，所以生成氣態(tài)水時放出的熱量小于890kJ?！窘馕觥靠疾橛嘘P(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。（3）當(dāng)氣體全部是CO時放出的熱量最少：283aKJ；當(dāng)氣體全部是CH4時放出的熱量最多：890a

kJ；所以283akJ＜Q＜890akJ；（4）根據(jù)原子守恒：n(CO2)=n(CH4)+n(CO)，n(H2O)=2n(CH4)+n(H2)；因?yàn)閚(CO2)=n(H2O)，所以n(CO)=n(CH4)+n(H2)；當(dāng)n(H2)=0時，放出的熱量最多：Q=(a/2×283+a/2×890)KJ=586.5akJ；當(dāng)n(CH4)=0時，放出的熱量最少：Q=(a/2×283+a/2×286)kJ=284.5akJ；所以Q的取值范圍為：284.5akJ＜Q＜586.5akJ?！窘馕觥靠疾橛嘘P(guān)反應(yīng)熱的簡單計算?！纠?】已知2-丁烯有順、反兩種異構(gòu)體，在某條件下兩種氣體處于平衡，

CH3CH＝CHCH3(順)====CH3CH＝CHCH3(反)

ΔH=－4.2kJ/mol①CH3CH＝CHCH3(順)(g)+H2(g)CH3CH2CH2CH3(g)

ΔH=－118.9kJ/mol②

下列說法正確的是（）

A．順-2-丁烯比反-2-丁烯穩(wěn)定

B．等量順-2-丁烯的燃燒放熱比反-2-丁烯小

C．加壓和降溫有利于平衡向生成順-2-丁烯反應(yīng)方向移動

D．反-2-丁烯氫化的熱化學(xué)方程式為

CH3CH＝

CHCH3(反)

(g)+H2(g)CH3CH2CH2CH3(g)

ΔH=－114.7kJ/mol典例精析典例精析D【解析】綜合考查有關(guān)熱化學(xué)方程式的含義和蓋斯定律的應(yīng)用。

由①可推知：反式2-丁烯比順式2-丁烯能量低，相對比較穩(wěn)定，A錯誤；

根據(jù)蓋斯定律可推知順式2-丁烯的燃燒放熱比反式大，B錯；

根據(jù)平衡移動原理可以判斷C錯誤；

將②－①可得反式2-丁烯氫化的熱化學(xué)方程式，

ΔH=（－118.9kJ/mol）－（－4.2kJ/mol）=–114.7kJ/mol，D正確典例精析【評注】正確理解反應(yīng)熱的概念和蓋斯定律的原理，是解決此類問題的關(guān)鍵。典例精析變式12N2H4(g)＋2NO2(g)＝3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1136kJ/mol典例精析變式12A(g)+B(g)＝C(g)+3D(l)+4E(g)ΔH=2MmQkJ/mol

（2）已知A、B兩種氣體在一定條件下可發(fā)生反應(yīng)：2A+B＝C+3D+4E?，F(xiàn)將相對分子質(zhì)量為M的A氣體mg和足量B氣體充入一密閉容器中恰好完全反應(yīng)后，有少量液滴生成；在相同溫度下測得反應(yīng)前后壓強(qiáng)分別為6.06×105Pa和1.01×106Pa，又測得反應(yīng)共放出QkJ熱量。試根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：【例2】

鈦（Ti）被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬。由金紅石（TiO2）制取單質(zhì)Ti，涉及到的步驟為：

TiO2TiCl4Ti

已知：

①

C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=－393.5kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)ΔH2=－566kJ·mol-1

③TiO2(s)+2Cl2(g)＝TiCl4(s)+O2(g)ΔH3=＋141kJ·mol-1

則：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)＝TiCl4(s)+2CO(g)的

ΔH=。

反應(yīng)TiCl4+2Mg＝2MgCl2+Ti在Ar氣氛中進(jìn)行的理由是

。典例精析典例精析－80kJ·mol-1

防止高溫下Mg（或Ti）與空氣中的O2（或CO2、N2）作用Mg800℃,Ar典例精析【評注】根據(jù)蓋斯定律可知，化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)僅與反應(yīng)物的最初狀態(tài)及生成物的最終狀態(tài)有關(guān)，而與其中間步驟無關(guān)，熟練掌握此規(guī)律，可以迅速解決此類問題?！窘馕觥靠疾樯w斯定律的應(yīng)用。①×2－②得：2C(g)+O2(g)＝2CO(g)

ΔH4=2ΔH1－ΔH2=－221kJ/mol；則該反應(yīng)的ΔH=ΔH3+ΔH4=141kJ/mol+（－221kJ/mol）=－80kJ/mol；由于Mg與TiCl4在高溫下反應(yīng)，Mg和Ti易被空氣中的氧氣氧化，還能與CO2、N2等反應(yīng)，所以需要在氬氣保護(hù)下進(jìn)行（隔絕空氣）。典例精析變式2

已知膽礬溶于水使溶液溫度降低，室溫下將1mol無水硫酸銅制成溶液釋放出熱量為Q1kJ，又知膽礬分解的化學(xué)方程式為：CuSO4·5H2O(s)△

CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH=+Q2kJ/mol，則Q1、Q2的關(guān)系為()

A.Q1<Q2

B.Q1>Q2

C.Q1=Q2

D.無法確定A【解析】本題實(shí)質(zhì)考查蓋斯定律的應(yīng)用。分析題意，得到如下關(guān)系：

根據(jù)蓋斯定律，得關(guān)系式：ΔH=ΔH2+ΔH1>0，即有(+Q2)+(-Q1)>0，即Q1<Q2?！緜溥x題】已知298K時，N2(g)+3H2(g)＝2NH3(g)

ΔH＝－92.4kJ/mol,在相同條件下，向密閉容器中加入1molN2和3molH2，達(dá)到平衡時放出的熱量為Q1，向另一容積相同的密閉容器中通入0.95molN2、2.85molH2和0.1molNH3，達(dá)到平衡時放出的熱量為Q2，則下列關(guān)系式正確的是（）

A.Q1=Q2=92.4kJB.Q2＜Q1=92.4kJ

C.Q2＜Q1＜92.4kJD.Q2=Q1＜92.4kJ

典例精析C典例精析【解析】題給熱化學(xué)方程式中的ΔH＝－92.4kJ/mol是指1molN2（g）和3molH2（g）完全反應(yīng)生成2molNH3（g）的反應(yīng)熱。而將1molN2（g）和3molH2（g）在一定條件下反應(yīng)時，是一個可逆反應(yīng)，不可能全部反應(yīng)，故反應(yīng)放出的熱量應(yīng)小于92.4kJ。另一容器中的反應(yīng)建立的平衡與前一容器建立的平衡應(yīng)為等效平衡，平衡時各物質(zhì)的量相等，但由于第二種情況下，容器中已有0.1molNH3，故反應(yīng)再生成的NH3較第一種情況少，故Q2＜Q1

【評注】本題不僅考查了反應(yīng)熱的概念，還同時考查了可逆反應(yīng)，等效平衡等概念，綜合性較強(qiáng)。方法指導(dǎo)

化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)物、生成物的種類、量及聚集狀態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)。根據(jù)能量守恒定律，無論反應(yīng)是一步完成還是幾步完成，只要反應(yīng)的起始狀態(tài)和終了狀態(tài)確定，反應(yīng)熱就是個定值，這就是著名的蓋斯定律。

例如：已知反應(yīng)：C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1=－393.5kJ/mol①2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l)ΔH2=－571.6kJ/mol②2C2H2(g)+5O2(g)＝4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=－2599.2kJ/mol③求：2C(s)+H2(g)＝C2H2(g)ΔH4④應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的常用方法：方法指導(dǎo)方法一：“圖示法”

根據(jù)能量守恒原理：

ΔH4+1/2ΔH3=2ΔH1+1/2ΔH2

所以ΔH4=2ΔH1+1/2ΔH2－1/2ΔH3=226.8kJ/mol應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的常用方法：方法指導(dǎo)方法二：“加減法”

2C(s)+2O2(g)＝2CO2(g)+）H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l)得：2C(s)+H2(g)+2.5O2(g)＝2CO2(g)+H2O(l)–）

C2H2(g)+2.5O2(g)＝2CO2(g)+H2O(l)又得：2C(s)+H2(g)＝C2H2(g)由于④＝①×2＋②÷2－③÷2所以ΔH4=2ΔH1+1/2ΔH2－1/2ΔH3

=226.8kJ/mol應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的常用方法：方法指導(dǎo)方法三：“框圖法”根據(jù)能量守恒：

ΔH4+1/2ΔH3＝2ΔH1+1/2ΔH2所以ΔH4=2ΔH1+1/2ΔH2－1/2ΔH3=226.8kJ/mol應(yīng)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的常用方法：高考回放1.（2008·山東）北京奧運(yùn)會“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亞特蘭大奧運(yùn)會火炬燃料是丙烯（C3H6）。（1）丙烷脫氫可得丙烯。已知：C3H8(g)CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g)ΔH1＝156.6kJ·mol-1CH3CH＝CH2(g)CH4(g)＋HC≡CH(g)ΔH2＝32.4kJ·mol-1則相同條件下，反應(yīng)C3H8(g)CH3CHCH2(g)＋H2(g)的ΔH＝kJ·mol-1。（2）以丙烷為燃料制作新型燃料電池，電池的正極通入O2和CO2，負(fù)極通入丙烷，電解質(zhì)是熔融碳酸鹽。電池反應(yīng)方程式為；放電時，CO23-移向電池的（填“正”或“負(fù)”）極。124.2C3H8+5O2＝3CO2+4H2O負(fù)高考回放（3）碳?xì)浠衔锿耆紵蒀O2和H2O。常溫常壓下，空氣中的CO2溶于水，達(dá)到平衡時，溶液的pH=5.60，c(H2CO3)=1.5×10-5mol·L-1。若忽略水的電離及H2CO3的第二級電離，則H2CO3＝HCO3-＋H+的平衡常數(shù)K1=。（已知：10-5.60=2.5×10-6）4.2×10-7mol·L-1（4）常溫下，0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，則溶液中c(H2CO3)>c(CO32-)(填“＞”、“＝”或“＜”)，原因是（用離子方程式和必要的文字說明）。HCO3-＋H2O＝CO32-＋H3O＋(或HCO3-＝CO32-＋H＋)、HCO3-＋H2O＝H2CO3＋OH－、HCO3-的水解程度大于電離程度高考回放【解析】本題以祥云火炬燃料為背景材料，考查反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化和電離平衡、鹽類水解等知識的綜合應(yīng)用。（1）由蓋斯定律可知，由上一個反應(yīng)減去下一個反應(yīng)：C3H8(g)＝CH3CH=CH2(g)+H2(g)得：ΔH=124.2kJ·mol-1。

(2)電池反應(yīng)為：C3H8＋5O2＝3CO2＋4H2O，由于CO23-為陰離子，所以它應(yīng)向負(fù)極移動。

(4)由于0.1mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8，說明溶液呈堿性，進(jìn)一步推測可知，HCO3-的水解大于HCO3-的電離。高考回放2.（2008·全國）紅磷P（s）和Cl2發(fā)生反應(yīng)生成PCl3和PCl5，反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示（圖中的ΔH表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù)）根據(jù)上圖回答下列問題：（1）P和Cl2反應(yīng)生成PCl3的熱化學(xué)方程式。2P(s)+3Cl2(g)＝2PCl3(g)ΔH=－612kJ/mol高考回放（2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式。上述分解反是一個可逆反應(yīng)，溫度T1時，在密閉容器中加入0.8molPCl5，反應(yīng)達(dá)到平衡時還剩余0.6molPCl5，其分解率α1等于；若反應(yīng)溫度由T1升高到T2，平衡時PCl5分解率α2，α2

α1(填“大于”，“小于”或“等于”)。（3）工業(yè)上制備PCl5通常分兩步進(jìn)行，先將P和Cl2反應(yīng)生成中間產(chǎn)物PCl3，然后降溫，再和Cl2反應(yīng)生成PCl5。原因是。PCl5(g)＝