高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)與能量第33講化學(xué)能與熱能課件

第7章化學(xué)反應(yīng)與能量第33講化學(xué)能與熱能1.知道常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，了解反應(yīng)熱、焓變的概念以及反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因。2.了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書寫熱化學(xué)方程式。3.了解燃燒熱的含義和中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定原理。4.了解蓋斯定律及其簡單應(yīng)用，能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡單計(jì)算。01考點(diǎn)梳理高效演練考點(diǎn)一反應(yīng)熱焓變

1.反應(yīng)熱與焓變(1)反應(yīng)熱：在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系____________或____________的熱量。(2)焓變①焓(H)：與內(nèi)能有關(guān)的物理量。②焓變(ΔH)：ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)，單位為___________________。③焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系：等壓條件下的反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變，常用________表示反應(yīng)熱，常用單位是__________________。向環(huán)境釋放從環(huán)境吸收kJ·mol－1(或kJ/mol)ΔHkJ·mol－1(或kJ/mol)2.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(1)從焓(或能量)的高低角度理解。

物質(zhì)能量變化與焓變的關(guān)系：ΔH＝E(生成物的總能量)－E(反應(yīng)物的總能量)。(2)從化學(xué)鍵角度理解。

利用鍵能計(jì)算焓變(ΔH)：ΔH＝反應(yīng)物鍵能之和－生成物鍵能之和。(3)從常見反應(yīng)類型的角度?；戏纸?.熱化學(xué)方程式(1)意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的__________變化和________變化。例如，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示在25℃和101kPa下，_______________________________________________________________________________________。物質(zhì)能量2mol氣態(tài)H2與1mol氣態(tài)O2反應(yīng)生成2mol液態(tài)H2O時，放出571.6kJ的熱量(2)書寫。①熱化學(xué)方程式中必須注明反應(yīng)物和生成物的_____________[固體(s)、液體(l)、氣體(g)、水溶液(aq)]，若為同素異形體，則還要注明名稱。②熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)時的溫度和壓強(qiáng)。如不注明，即表示在25℃和101kPa下測定。③熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是________，也可以是________。當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時，其ΔH也____________的改變。④要注明ΔH的符號(“＋”代表________，“－”代表________)以及單位(____________)。聚集狀態(tài)整數(shù)分?jǐn)?shù)同等倍數(shù)吸熱放熱kJ·mol－1[易錯秒判](1)氫氧化鈉固體溶于水放出大量的熱，故該過程是放熱反應(yīng)(

)(2)放熱反應(yīng)不需要加熱就能進(jìn)行，吸熱反應(yīng)不加熱就不能進(jìn)行(

)(3)可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)(

)(4)吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量高于生成物化學(xué)鍵形成放出的總能量(

)(5)活化能越大，表明化學(xué)反應(yīng)吸收的能量越多(

)(6)同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH相同(

)答案：(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)×

(6)√一、能量—反應(yīng)歷程圖示分析1.科學(xué)家用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下?；卮鹣铝袉栴}：(1)從狀態(tài)Ⅰ到狀態(tài)Ⅲ為____________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)從狀態(tài)Ⅰ到狀態(tài)Ⅱ需要______________(填“吸收”或“釋放”)能量，CO分子__________(填“需要”或“不需要”)斷鍵形成C和O。(3)從狀態(tài)Ⅱ到狀態(tài)Ⅲ形成的化學(xué)鍵是_______________________________。(4)將相同物質(zhì)的量的CO轉(zhuǎn)化為CO2，CO與O反應(yīng)比CO與O2反應(yīng)放出的熱量________(填“多”或“少”)，可能的原因是__________________。(5)由該反應(yīng)過程可知，在化學(xué)反應(yīng)中，舊化學(xué)鍵__________(填“一定”或“不一定”)完全斷裂，但一定有新化學(xué)鍵的__________。答案：(1)放熱(2)吸收不需要(3)碳氧雙鍵(或C===O)

(4)多CO與O2反應(yīng)生成CO2需要先吸收能量斷裂O2分子中的共價鍵(5)不一定形成2.(1)我國學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如下圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。水煤氣變換的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式：___________________。解析：觀察始態(tài)物質(zhì)與終態(tài)物質(zhì)的相對能量可知，終態(tài)物質(zhì)的相對能量低于始態(tài)物質(zhì)的相對能量，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH小于0。過渡態(tài)物質(zhì)的相對能量與其對應(yīng)始態(tài)物質(zhì)的相對能量相差越大，活化能越大，由題圖可知，最大活化能E正＝1.86eV－(－0.16eV)＝2.02eV，該步始態(tài)物質(zhì)為COOH*＋H*＋H2O*，產(chǎn)物為COOH*＋2H*＋OH*。答案：小于2.02

COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)(2)(2022·新高考廣東卷)鉻及其化合物在催化、金屬防腐等方面具有重要應(yīng)用。Cr2O3催化丙烷脫氫過程中，部分反應(yīng)歷程如下圖，X(g)―→Y(g)過程的焓變?yōu)開_______________________________________(列式表示)。解析：由題圖可知，Y(g)的能量比X(g)的高，X(g)轉(zhuǎn)化為Y(g)的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，焓變?yōu)檎?，反?yīng)共經(jīng)歷三個過程，均

為吸熱過程，第一個過程的焓變?yōu)?E1－E2)，第二個過程的焓變?yōu)棣，第三個過程的焓變?yōu)?E3－E4)，根據(jù)蓋斯定律，將三個過程的焓變相加即為X(g)轉(zhuǎn)化為Y(g)過程的焓變。答案：(E1－E2)＋ΔH＋(E3－E4)二、反應(yīng)熱與鍵能的相關(guān)計(jì)算3.幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)見下表(亞硝酰氯的結(jié)構(gòu)式為Cl—N===O)：

則反應(yīng)2NO(g)＋Cl2(g)===2ClNO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1(用含a的代數(shù)式表示)。答案：289－2a化學(xué)鍵N≡O(shè)Cl—ClCl—NN===O鍵能/(kJ·mol－1)630243a607答案：664.75

(2)根據(jù)下圖中的能量關(guān)系，可求得C—H的鍵能為__________。解析：C(s)===C(g)

ΔH1＝＋717kJ·mol－1，2H2(g)===4H(g)

ΔH2＝＋864kJ·mol－1，C(s)＋2H2(g)===CH4(g)

ΔH3＝－75kJ·mol－1。根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能可得，－75kJ·mol－1＝(＋717kJ·mol－1)＋(＋864kJ·mol－1)－4E(C—H)，解得E(C—H)＝414kJ·mol－1。答案：414kJ·mol－1[歸納總結(jié)]熟記常見1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵數(shù)目1mol物質(zhì)CO2(C===O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)化學(xué)鍵數(shù)目2NA4NA6NA4NA1mol物質(zhì)石墨(C—C)金剛石(C—C)S8(S—S)Si(Si—Si)化學(xué)鍵數(shù)目1.5NA2NA8NA2NA三、熱化學(xué)方程式的書寫5.依據(jù)事實(shí)，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)合成氨反應(yīng)常使用鐵觸媒提高反應(yīng)速率。下圖為有、無鐵觸媒時，反應(yīng)的能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________________。從能量角度分析，鐵觸媒的作用是__________________________________。(2)已知25℃、101kPa時，1mol

葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804kJ熱量，寫出25℃、101kPa時，CO2(g)與H2O(l)經(jīng)光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的熱化學(xué)方程式：___________。(3)SiH4是一種無色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和液態(tài)H2O。已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量89.2kJ。SiH4自燃的熱化學(xué)方程式為_________________________________________________________。(4)NaBH4(s)與H2O(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和H2(g)，在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放熱21.6kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________。答案：(1)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)

ΔH＝－(a－b)kJ·mol－1降低反應(yīng)的活化能(2)6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)

ΔH＝＋2804kJ·mol－1(3)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)

ΔH＝－1427.2kJ·mol－1(4)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)

ΔH＝－216kJ·mol－1考點(diǎn)二中和反應(yīng)反應(yīng)熱燃燒熱能源

1.中和反應(yīng)反應(yīng)熱及其測定(1)中和反應(yīng)反應(yīng)熱。在稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成________________時所放出的熱量。1molH2O(l)(3)測定裝置(4)實(shí)驗(yàn)步驟①絕熱裝置組裝→②量取一定體積酸、堿稀溶液→③測反應(yīng)前酸、堿液溫度→④混合酸、堿液測反應(yīng)時最高溫度→⑤重復(fù)2～3次實(shí)驗(yàn)→⑥求平均溫度差(t終－t始)→⑦計(jì)算中和反應(yīng)反應(yīng)熱ΔH。(5)注意事項(xiàng)①隔熱層及杯蓋的作用是保溫、隔熱，減少熱量損失。②為保證酸、堿完全中和，常采用堿稍過量(0.50mol·L－1

鹽酸、0.55

mol·L－1

NaOH溶液等體積混合)。③實(shí)驗(yàn)時不能用銅絲攪拌器代替玻璃攪拌器，理由是銅絲導(dǎo)熱性好，比用玻璃攪拌器誤差大。2.燃燒熱(1)燃燒熱①概念：在101kPa時，________mol純物質(zhì)______________生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量，單位是kJ/mol。②意義：衡量燃料燃燒時放出熱量的多少。(2)對“完全燃燒”的理解燃燒元素CHSN指定產(chǎn)物及狀態(tài)CO2(g)H2O(l)SO2(g)N2(g)1完全燃燒3.能源及利用[易錯秒判](1)沼氣和天然氣的主要成分相同，都屬于可再生能源(

)(2)在測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)中，可用金屬攪拌器代替玻璃攪拌器(

)(3)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(

)(4)在測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)把NaOH溶液分多次倒入(

)(5)根據(jù)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571kJ·mol－1可知，氫氣的燃燒熱ΔH為

－571kJ·mol－1(

)(6)根據(jù)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1可知，H2S溶液與Ba(OH)2反應(yīng)的ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1(

)答案：(1)×

(2)×

(3)√

(4)×

(5)×

(6)×√解析：所給熱化學(xué)方程式中有兩處錯誤，一是中和反應(yīng)反應(yīng)熱指的是反應(yīng)生成1molH2O(l)時所放出的熱量，二是當(dāng)有BaSO4沉淀生成時，反應(yīng)放出的熱量會增加，即該反應(yīng)生成1molH2O(l)時放出的熱量大于57.3kJ，A項(xiàng)錯誤；燃燒熱指的是在101kPa時，1mol

純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量，產(chǎn)物中的水應(yīng)為液態(tài)，C項(xiàng)錯誤；2mol辛烷完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出的熱量為11036kJ，且辛烷應(yīng)為液態(tài)，D項(xiàng)錯誤。2.已知在25℃、101kPa下，C2H2(g)、甲醇(l)的燃燒熱ΔH分別為－1299.5kJ·mol－1、－727kJ·mol－1，則表示C2H2(g)、甲醇(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式分別為______________________________、___________________________。答案：C2H2(g)＋2.5O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)

ΔH＝－1299.5kJ·mol－1CH3OH(l)＋1.5O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－727kJ·mol－1二、中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定3.利用如圖所示裝置測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下。①用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1

NaOH溶液，并用同一溫度計(jì)測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測得混合液的最高溫度?；卮鹣铝袉栴}。(1)NaOH溶液稍過量的原因是__________________________________。(2)倒入NaOH溶液的正確操作是________(填字母，下同)。A．沿玻璃棒緩慢倒入 B．分三次倒入C．一次迅速倒入(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是________。A．用溫度計(jì)小心攪拌 B．揭開杯蓋用玻璃棒攪拌C．輕輕地振蕩燒杯 D．用套在溫度計(jì)上的玻璃攪拌器輕輕地?cái)噭?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(yīng)，其反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，三者的大小關(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(yīng)后生成溶液的比熱容c＝4.18J·g－1·℃－1。為了計(jì)算中和反應(yīng)反應(yīng)熱，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下。

依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)測得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱ΔH＝________________(結(jié)果保留一位小數(shù))。實(shí)驗(yàn)序號起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6答案：(1)確保鹽酸被完全中和(2)C(3)D(4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3(5)－51.8kJ·mol－1考點(diǎn)三蓋斯定律反應(yīng)熱的相關(guān)計(jì)算與比較

1.蓋斯定律(1)內(nèi)容：一個化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。即在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(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)的途徑無關(guān)。(2)意義：間接計(jì)算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。aΔH2－ΔH2ΔH1＋ΔH2<<<<一、蓋斯定律的應(yīng)用1.(2024·茂名高三開學(xué)考試)以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)

ΔH1＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)

ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)

ΔH3經(jīng)計(jì)算ΔH3＝________kJ·mol－1。解析：分析三個熱化學(xué)方程式，根據(jù)蓋斯定律可得，反應(yīng)Ⅲ＝反應(yīng)Ⅰ－反應(yīng)Ⅱ，ΔH3＝ΔH1

－ΔH2＝(－49.5kJ·mol－1)－(－90.4kJ·mol－1)＝＋40.9kJ·mol－1。答案：＋40.9答案：2V2O5(s)＋2SO2(g)===2VOSO4(s)＋V2O4(s)

ΔH＝－351kJ·mol－13.大氣中的二氧化碳主要來自煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表。

25℃時H2(g)和C(石墨，s)反應(yīng)生成C6H6(l)的熱化學(xué)方程式為__________。物質(zhì)H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－285.8－393.5－3267.5答案：3H2(g)＋6C(石墨，s)===C6H6(l)

ΔH＝＋49.1kJ·mol－1[思維建模]利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的“四步驟”√5.室溫下，將1molCuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1molCuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。下列判斷正確的是(

)A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3√ΔH1＞0，ΔH2＜0，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，則ΔH1＜ΔH3，B正確；ΔH3＝ΔH1－ΔH2，C錯誤；ΔH1＞0，ΔH2＜0，ΔH1<ΔH3，故ΔH1＋ΔH2＜ΔH3，D錯誤。02真題研做高考通關(guān)1.(2023·新高考重慶卷)在銀催化下，乙烯與氧氣反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根據(jù)圖示，回答下列問題：

(1)中間體OMC生成吸附態(tài)EO(ads)的活化能為________kJ/mol。(2)由EO(g)生成AA(g)的熱化學(xué)方程式為___________。答案：(1)83

(2)EO(g)?AA(g)

ΔH＝－102kJ/mol2.(2023·新高考北京卷)二十世紀(jì)初，工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強(qiáng)下合成尿素。反應(yīng)分兩步：ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4；ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。結(jié)合反應(yīng)過程中能量變化示意圖，下列說法正確的是________(填序號)。a．活化能：反應(yīng)ⅰ<反應(yīng)ⅱb．反應(yīng)ⅰ為放熱反應(yīng)，反應(yīng)ⅱ為吸熱反應(yīng)c．CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)

ΔH＝E1－E4解析：a.反應(yīng)ⅰ的活化能是E1，反應(yīng)ⅱ的活化能是E3，E1<E3，a項(xiàng)正確；b.從題圖中反應(yīng)物和生成物能量的相對大小可看出反應(yīng)ⅰ為放熱反應(yīng)，反應(yīng)ⅱ為吸熱反應(yīng)，b項(xiàng)正確；c.總反應(yīng)的ΔH＝E1－E2＋E3－E4，c項(xiàng)錯誤。答案：ab3.(2023·高考全國乙卷改編)已知下列熱化學(xué)方程式：FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(