適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考化學一輪總復習第6章化學反應與能量第29講反應熱熱化學方程式課件

第29講反應熱熱化學方程式【課標指引】

1.能辨識化學反應中的能量轉化形式,能解釋化學反應中能量變化的本質。2.能用熱化學方程式表示反應中的能量變化,能運用反應焓變合理選擇和利用化學反應。3.能舉例說明化學在解決能源危機中的重要作用,能分析能源的利用對自然環(huán)境和社會發(fā)展的影響。能綜合考慮化學變化中的物質變化和能量變化來分析、解決實際問題,如煤炭的綜合利用等?？键c一反應熱和焓變考點二熱化學方程式燃燒熱目錄索引

素養(yǎng)發(fā)展進階考點一反應熱和焓變必備知識?梳理1.焓變和反應熱

HΔHkJ/mol

kJ·mol-1等溫

釋放吸收

等壓

焓變

2.吸熱反應和放熱反應(1)從物質的總能量角度分析情境思考如圖表示某反應的能量變化,按要求回答下列問題:

①該反應是________(填“放熱”或“吸熱”)反應。

②該反應的ΔH=________。

③使用催化劑________(填“能”或“不能”)影響該反應的反應熱。

④逆反應的活化能可表示為________。

放熱

E2-E1不能

E3-E2(2)從鍵能的角度分析

吸熱

><放熱

(3)常見的吸熱反應和放熱反應

化合

分解

【應用示例】下列過程屬于吸熱反應的是________(填序號)。

①灼熱的木炭中通入CO2

②碘升華③石灰石受熱分解④水蒸氣液化⑤Mg+2HCl═MgCl2+H2↑

⑥CH4+2O2

CO2+2H2O

⑦HCl+NaHCO3═NaCl+H2O+CO2↑

⑧Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應①③⑦⑧

關鍵能力?提升考向1反應熱與能量變化的關系例1(2023·浙江1月選考卷)標準狀態(tài)下,氣態(tài)反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0],下列說法不正確的是(

)A.E6-E3=E5-E2B.可計算Cl—Cl鍵能為2(E2-E3)kJ·mol-1C.相同條件下,O3的平衡轉化率:歷程Ⅱ>歷程ⅠD.歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應的熱化學方程式為ClO(g)+O(g)═O2(g)+Cl(g)

ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1C解析

由圖可知,反應O3+O═2O2的ΔH=(E6-E3)

kJ·mol-1,反應O3+O+Cl═2O2+Cl(即O3+O═2O2)的ΔH=(E5-E2)

kJ·mol-1,從而可得:E6-E3=E5-E2,A正確。由于Cl2(g)的相對能量為0,[O3+O]的相對能量為E3

kJ·mol-1,[O3+O+Cl]的相對能量為E2

kJ·mol-1,則Cl(g)的相對能量為(E2-E3)

kJ·mol-1,故Cl—Cl鍵能為2(E2-E3)

kJ·mol-1,B正確。由圖可知,歷程Ⅱ使用了催化劑,但催化劑不能使平衡發(fā)生移動,則平衡轉化率不同,故O3的平衡轉化率:歷程Ⅰ=歷程Ⅱ,C錯誤。一般來說,活化能越低,反應速率越快,由圖可知,歷程Ⅱ中第二步反應的活化能最低,該步反應速率最快,結合圖中物質的相對能量,可得熱化學方程式為ClO(g)+O(g)═O2(g)+Cl(g)

ΔH=(E5-E4)

kJ·mol-1,D正確。[對點訓練1](2023·廣東汕尾期末)酸催化丙烯與一元醇合成醚的反應機理、能量變化與反應過程的關系如圖所示。下列說法正確的是(

)DA.①②均為放熱過程B.②的逆反應吸收的能量比③的逆反應吸收的能量多C.反應過程中只存在2種過渡態(tài)D.總反應為放熱反應解析

由圖像可知①為吸熱過程,②為放熱過程,A錯誤;根據(jù)圖中信息得到逆反應吸收的能量為③>②,B錯誤;圖像中有3個峰,有3種過渡態(tài),C錯誤;根據(jù)圖像可知,反應物總能量大于生成物總能量,總反應是放熱反應,D正確。考向2根據(jù)鍵能計算反應的焓變例2(2022·浙江6月選考卷)標準狀態(tài)下,下列物質氣態(tài)時的相對能量如下表:可根據(jù)HO(g)+HO(g)═H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol-1。下列說法不正確的是(

)A.H2的鍵能為436kJ·mol-1B.O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C.解離氧氧單鍵所需能量:HOO<H2O2D.H2O(g)+O(g)═H2O2(g)

ΔH=-143kJ·mol-1C解析

根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知,H2的鍵能為218

kJ·mol-1×2=436

kJ·mol-1,A正確;由表格中的數(shù)據(jù)可知O2的鍵能為249

kJ·mol-1×2=498

kJ·mol-1,由題中信息可知H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214

kJ·mol-1,則O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍,B正確;由表格中的數(shù)據(jù)可知HOO═HO+O,解離其中氧氧單鍵需要的能量為249

kJ·mol-1+39

kJ·mol-1-10

kJ·mol-1=278

kJ·mol-1,H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214

kJ·mol-1,C錯誤;由表中的數(shù)據(jù)可知H2O(g)+O(g)═H2O2(g)的ΔH=-136

kJ·mol-1-(-242

kJ·mol-1)-249

kJ·mol-1=-143

kJ·mol-1,D正確。[對點訓練2](2024·湖南師范大學附屬中學高三模擬節(jié)選)下列反應可用于在國際空間站中處理二氧化碳。CO2(g)+4H2(g)

CH4(g)+2H2O(g)

ΔH=-270kJ·mol-1幾種化學鍵的鍵能如表所示:則a=________。

745解析

根據(jù)反應熱=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能,ΔH=-270

kJ·mol-1=2a

kJ·mol-1+436

kJ·mol-1×4-413

kJ·mol-1×4-463

kJ·mol-1×4,則a=745?？键c二熱化學方程式燃燒熱必備知識?梳理1.熱化學方程式(1)定義熱化學方程式:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1,表示25℃、101kPa下,_______________________________。

熱化學方程式同時標明了化學反應中的_______變化和_______變化。

2mol氫氣和1mol氧氣反應生成2mol液態(tài)水時放出571.6kJ的熱量物質

能量

(2)書寫步驟及要求

s、l、g、aq單位

【應用示例】已知25℃、101kPa下,石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為C(石墨,s)+O2(g)═CO2(g)

ΔH=-393.51kJ·mol-1C(金剛石,s)+O2(g)═CO2(g)

ΔH=-395.41kJ·mol-1(1)請寫出石墨轉化為金剛石的熱化學方程式_________________________________________。(2)已知物質的能量越低越穩(wěn)定,請根據(jù)熱化學方程式比較金剛石與石墨的穩(wěn)定性________________。

C(石墨,s)══C(金剛石,s)

ΔH=+1.9kJ·mol-1石墨更穩(wěn)定

2.燃燒熱

1mol指定產物

1molC(s)CO2(g)放熱

【應用示例】(1)16g硫粉完全燃燒生成SO2氣體放出134.9kJ的熱量,則硫粉燃燒熱的熱化學方程式為_______________________________。

(2)已知CH4(g)+O2(g)═

CO2(g)+H2O(l)

ΔH=-445.15kJ·mol-1,則CH4的燃燒熱ΔH=________________。

S(s)+O2(g)══SO2(g)

ΔH=-269.8kJ·mol-1-890.3kJ·mol-13.能源

煤

石油

天然氣

不可再生

可再生

關鍵能力?提升考向1熱化學方程式的書寫例1依據(jù)事實寫出下列反應的熱化學方程式:(1)1g碳與適量水蒸氣反應生成CO和H2,需要吸收10.94kJ熱量,此反應的熱化學方程式為____________________________________________。

(2)已知2.0g燃料肼(N2H4)氣體完全燃燒生成N2和水蒸氣時,放出33.4kJ的熱量,則表示肼燃燒的熱化學方程式為_____________________________。(3)2molAl(s)與適量O2(g)反應生成Al2O3(s),放出1669.8kJ的熱量。此反應的熱化學方程式為__________________________________________。

C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)

ΔH=+131.28kJ·mol-1N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)

ΔH=-534.4kJ·mol-14Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s)

ΔH=-3339.6kJ·mol-1(4)硅粉與HCl在300℃時反應生成1molSiHCl3氣體和H2,放出225kJ熱量,該反應的熱化學方程式為_______________________________。

(5)在1100℃下用鎵與氨氣制得氮化鎵,該可逆反應每生成1gH2放出5.15kJ熱量。該反應的熱化學方程式是_______________________________。(已知金屬鎵的熔點是29.8℃,沸點是2403℃;氮化鎵的熔點為1700℃)Si(s)+3HCl(g)═SiHCl3(g)+H2(g)

ΔH=-225kJ·mol-12Ga(l)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g)

ΔH=-30.9kJ·mol-1[對點訓練1](2023·廣東湛江期末)有關熱化學方程式書寫與對應表述均正確的是(

)A.稀硫酸與0.1mol·L-1NaOH溶液反應:H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)

ΔH=+57.3kJ·mol-1B.在101kPa下H2(g)的燃燒熱為285.8kJ·mol-1,則水分解的熱化學方程式:2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)

ΔH=+285.8kJ·mol-1C.已知CH3OH的燃燒熱為726.5kJ·mol-1,則有CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-726.5kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)

ΔH1;H2(g)+O2(g)═H2O(l)

ΔH2,則有ΔH1<ΔH2D考向2燃燒熱的理解及應用例2(2023·廣東深圳模擬)分析下表中的3個熱化學方程式,下列說法正確的是(

)A.丙烷的燃燒熱為-2039kJ·mol-1B.等質量的氫氣與丙烷相比較,充分燃燒時,丙烷放熱更多C.3CO2(g)+10H2(g)═C3H8(g)+6H2O(g)

ΔH=-381kJ·mol-1D.3CO(g)+7H2(g)═C3H8(g)+3H2O(g)

ΔH=+504kJ·mol-1C解析

燃燒熱是在101

kPa時,1

mol物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。由反應②可知,1

mol丙烷燃燒生成液態(tài)水時,放出熱量大于2039

kJ,A錯誤;等質量的氫氣與丙烷相比較,假設質量均為44

g,則兩者的物質的量分別為22

mol、1

mol,則由反應①②比較可知,充分燃燒時,氫氣放熱更多,B錯誤;由蓋斯定律可知,反應①×5-②得:3CO2(g)+10H2(g)═

C3H8(g)+6H2O(g)

ΔH=5×(-484

kJ·mol-1)-(-2

039

kJ·mol-1)=-381

kJ·mol-1,C正確;由蓋斯定律可知,反應①×-③得:3CO(g)+7H2(g)═C3H8(g)+3H2O(g)

ΔH=×(-484

kJ·mol-1)-(-1

190

kJ·mol-1)=-504

kJ·mol-1,D錯誤。[對點訓練2](1)(2022·海南卷,16)已知:電解液態(tài)水制備1molO2(g),電解反應的ΔH=+572kJ·mol-1。由此計算H2(g)的燃燒熱(焓)ΔH=________kJ·mol-1。(2)[2022·河北卷,16(1)]298K時,1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ,1molH2O(l)蒸發(fā)吸熱44kJ,表示H2燃燒熱的熱化學方程式為_________________________________________。

-286解析

(1)電解液態(tài)水制備1

mol

O2(g),電解反應的ΔH=+572

kJ·mol-1,由此可以判斷,2

mol

H2(g)完全燃燒消耗1

mol

O2(g)生成液態(tài)水的同時放出的熱量為572

kJ,故1

mol

H2(g)完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為286

kJ,因此,H2(g)的燃燒熱ΔH=-286

kJ·mol-1。(2)298

K時,1

g

H2燃燒生成H2O(g)放熱121

kJ,1

mol

H2O(l)蒸發(fā)吸熱44

kJ,則1

mol

H2燃燒生成1

mol

H2O(l)放熱286

kJ,所以表示H2燃燒熱的熱化學方程式為H2(g)+O2(g)═H2O(l)

ΔH=-286

kJ·mol-1。素養(yǎng)發(fā)展進階進階1練易錯·避陷阱1.查表得焓變數(shù)據(jù)(25℃,101kPa),下列能正確表示物質燃燒熱的熱化學方程式是(

)C解析

CO不是碳元素的穩(wěn)定的氧化產物,應該是產生二氧化碳,A錯誤;氣態(tài)水不是穩(wěn)定的氧化產物,應該是液態(tài)水,B錯誤;1

mol

H2S完全燃燒生成穩(wěn)定的二氧化硫氣體和液態(tài)水,符合燃燒熱的概念,放出的熱量為燃燒熱,C正確;燃燒熱是指1

mol純凈物完全燃燒生成指定物質放出的熱量,方程式中為4

mol,不是燃燒熱,D錯誤。2.常溫常壓下,1molCH3OH與O2發(fā)生反應時,生成CO或HCHO的能量變化如圖(反應物O2和生成物水略去),下列說法正確的是(

)A.加入催化劑后,生成CO的熱效應變大,生成HCHO的熱效應變小B.加入催化劑后,生成HCHO的速率變大,單位時間內生成HCHO量變多C.1molCH3OH完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳(g)放出393kJ的熱量D.生成HCHO的熱化學方程式為2CH3OH+O2═2HCHO+2H2O

ΔH=+316kJ·mol-1B解析

加入催化劑只改變反應歷程而不改變熱效應,加入催化劑生成CO的活化能增大而HCHO的活化能降低,A項錯誤;活化能越低反應越快。加入催化劑生成CO的活化能增大而HCHO的活化能降低,故生成HCHO速率更快,B項正確;1

mol

CH3OH完全燃燒生成液態(tài)水和一氧化碳(g)放出393

kJ的熱量,C項錯誤;該熱化學方程式沒有標注物質的狀態(tài),D項錯誤。進階2練熱點·提素能A.三種化合物中B最穩(wěn)定B.反應CB的焓變?yōu)镋4-E3C.加入催化劑會改變反應的焓變D.整個反應的ΔH=(E2+E4)-(E3+E1)B解析

三種化合物中C能量最低,C最穩(wěn)定,A錯誤;由圖可知,反應C

B為吸熱反應,焓變?yōu)镋4-E3,B正確;加入催化劑會改變反應的速率,但是不會改變反應的焓變,C錯誤;由圖可知,整個反應的ΔH=(E3+E1)-(E2+E4),D錯誤。4.(2023·廣東深圳模擬)已知:298K時,相關物質的相對能量如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.CO燃燒的熱化學方程式為2CO(g)+O2(g)2CO2(g)

ΔH=-566kJ·mol-1B.H2的燃燒熱為ΔH=-242kJ·mol-1C.C2H6比C2H4穩(wěn)定D.CO(g)+H