江西省2011屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)課件：專題五化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(人教版).ppt

,專題五 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,1. 了解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱、燃燒熱、中和熱及新能源的開發(fā)等概念及相關(guān)知識(shí)。 2. 掌握有關(guān)燃燒熱、中和熱的簡單計(jì)算。 3. 準(zhǔn)確書寫熱化學(xué)方程式，并能進(jìn)行正誤判斷。,考點(diǎn)搜索,化學(xué)反應(yīng)及能量變化是高考試題中的重點(diǎn)和熱點(diǎn)內(nèi)容。從近幾年的高考情況來看，常見的題型有：書寫熱化學(xué)方程式或判斷熱化學(xué)方程式的正誤；有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算；比較反應(yīng)熱的大小。由于能源問題已成為社會(huì)熱點(diǎn)，有關(guān)能源的試題也將成為今后命題的重點(diǎn)。預(yù)計(jì)考查反應(yīng)熱的內(nèi)容將不斷拓寬，難度有所提高，題型也會(huì)有新的變化。將反應(yīng)中物質(zhì)變化與能量變化結(jié)合起來，以新能源、新材料及最新研究成果為載體，綜合考查本部分的知識(shí)的題型出現(xiàn)的幾率比較大。,1. 任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量與生成物所具有的總能量是不相等的，在產(chǎn)生新物質(zhì)的同時(shí)總是伴隨著能量的變化。,2. 放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)中能量變化形式較多，通常表現(xiàn)為熱量的變化,一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,(1) 放熱反應(yīng)：即有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量。如：燃料的燃燒、中和反應(yīng)、生石灰與水化合等都是放熱反應(yīng)。,(2) 吸熱反應(yīng)：即吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量。如：H2還原CuO的反應(yīng)，灼熱的碳與二氧化碳反應(yīng)，Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)。,3. 燃燒的充分燃燒,(1) 化石燃料：指煤、石油、天然氣等由古代動(dòng)植物遺體在地殼中經(jīng)過一系列復(fù)雜變化而形成的非再生能源。 (2) 燃料充分燃燒的條件：一是有足夠多的空氣，二是燃料與空氣有足夠大的接觸面積。 (3) 燃料不完全燃燒的危害：產(chǎn)生的熱效率低，浪費(fèi)資源；產(chǎn)生大量的CO污染空氣、危害人類鍵康。,1燃料、燃燒及其條件 燃燒：發(fā)光發(fā)熱的劇烈的化學(xué)反應(yīng)就叫燃燒。 燃料燃燒的條件有兩個(gè)：燃料與空氣接觸；溫度達(dá)到燃料的著火點(diǎn)?！叭紵龝r(shí)要有足夠多的空氣和燃料”與“空氣要有足夠大的接觸面”是燃料充分燃燒的條件。 提高燃料燃燒效率的方法有： （1）增大燃料與空氣的接觸面積。 固體燃料粉碎或進(jìn)行汽化和液化； 液體燃料霧狀噴出。 （2）提供足量的空氣 重要的化石燃料：煤、石油、天然氣；,注：,4. 反應(yīng)熱：在化學(xué)反應(yīng)過程中所放出或吸收的熱量。通常用H表示： H0為吸熱反應(yīng)。 (1) 燃燒熱：101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱，H0。 (2) 中和熱：在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol H2O時(shí)所放出的熱，H0。,（1）化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)：反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵的斷裂和生成物中新化學(xué)鍵的形成，前者需要吸熱而后者要放出熱量。,注意,（3）與物質(zhì)本身能量的關(guān)系：反應(yīng)物的能量之和生成物能量之和, 反應(yīng)放熱, H0；反之H0.,（2）與鍵能的關(guān)系：反應(yīng)熱=反應(yīng)中反應(yīng)物的鍵能之和生成物鍵能之和；放熱為“”，吸熱為“+”，單位：kJ/mol。,返回目錄,（5）在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O，這時(shí)的反應(yīng)熱就是中和熱。 中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：H+ +OH =H2O, 當(dāng)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，都有： H+(aq)+OH(aq) =H2O(l)；H=57. 3 kJ/mol,（4）計(jì)算物質(zhì)在燃燒過程中所放出的熱量可用公式，即： 放出熱量=物質(zhì)的量燃燒熱 或把燃燒熱作為一項(xiàng)，列比例式進(jìn)行計(jì)算。,例1. 下列說法或表示法正確的是:,A. 若將等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出熱量多。 B. 由“C(石墨)C(金剛石)；H=+ 119kJ/mol”可知，金剛石比石墨穩(wěn)定 。 C. 在稀溶液中：H+OH=H2O; H=-57.3kJ/mol，若將含0.5mol的濃硫酸與含1mol NaOH 的溶液混合，放出的熱量大于57.3kJ D. 在101kPa時(shí)，2g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量，氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l); H=+285.8kJ/mol,解析：A中是反應(yīng)熱與物質(zhì)狀態(tài)的問題，因?yàn)楣腆w硫變?yōu)榱蛘魵庖鼰?，所以A錯(cuò)；B中H 0為吸熱反應(yīng)，說明金剛石能量高，不穩(wěn)定；D中反應(yīng)放熱， H應(yīng)小于0。,答案：C,例2. 已知 CH4(g)+2O2(g) = CO2(g)+2H2O(1); H=Q1,2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g); H=Q2,2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1); H=Q3,常溫下，取體積比為4:1的甲烷和H2的混合氣體112L(標(biāo)況)，經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)到常溫，則放出的熱量為: A. 4Q1+0.5Q3 B. 4Q1+0.5Q2 C. 4Q1+Q3 D. 4Q1+2Q2,解析：本題是對反應(yīng)熱計(jì)算的考查，關(guān)鍵是反應(yīng)熱的選擇，常溫時(shí)水呈液態(tài)，故利用兩個(gè)反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。112L混合氣體中n(CH4)=4mol，n(H2)=1mol，故112L混合氣體所放出的熱量為4Q10.5Q3，答案為A。,5. 能量間轉(zhuǎn)化關(guān)系,新能源的開發(fā)措施：調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，開發(fā)新能源；減少使用化石燃料。 最有希望的新能源：太陽能燃料電池、風(fēng)能、氫能。 這些新能源的特點(diǎn)是：資源豐富、可以再生，對環(huán)境沒有污染或污染很少。,二、熱化學(xué)方程式,1. 表明化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的化學(xué)方程式稱為熱化學(xué)方程式。 2. 書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意的幾點(diǎn)： (1) 要注明反應(yīng)的溫度、壓強(qiáng),在化學(xué)方程式的右端注明反應(yīng)熱， 在熱化學(xué)方程式H中的“+”與“”一定要注明，“+”代表吸熱，“”代表放熱。,(2) 要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)，因?yàn)闋顟B(tài)不同，物質(zhì)所具有的能量不同，反應(yīng)熱也不同。如果是同素異形體，則要注明同素異形體的名稱。 (3) 熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的計(jì)量數(shù)不表示粒子個(gè)數(shù)，只表示物質(zhì)的量，因此它可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)，計(jì)量數(shù)不相同，反應(yīng)熱數(shù)據(jù)也不同。,(4)要注意反應(yīng)熱的單位：反應(yīng)熱的單位是kJ/mol。1 mol的基本單元不是某一反應(yīng)物或生成物的分子(或原子等)，而是指1 mol反應(yīng)。如已經(jīng)寫出了熱化學(xué)方程式：2H2(g)+O2(g) =2H2O(l)；H571.6 kJ/mol， 1 mol反應(yīng)是代表2 mol H2(g)與1 mol O2(g)完全反應(yīng)生成2 mol H2O(l)，放出熱量為571.6 kJ; 如已經(jīng)寫出了熱化學(xué)方程式：H2(g)+（1/2）O2(g) =H2O(l);H285.8 kJ/mol，1 mol反應(yīng)是代表1 mol H2(g)與（1/2） mol O2(g)完全反應(yīng)生成1 mol H2O(l)，放出熱量為285.8 kJ。 。,（5）明確反應(yīng)熱之間的“加與減”，不管化學(xué)反應(yīng)一步完成或分步完成,這個(gè)過程的反應(yīng)熱是相同的。所以熱化學(xué)反應(yīng)方程式,可以像數(shù)學(xué)方程式一樣進(jìn)行“加與減”。 （6）涉及反應(yīng)熱的計(jì)算，可把熱量視為一種“特殊物質(zhì)”，同樣可列比例計(jì)算。 （7）同一類型的反應(yīng)，書寫熱化學(xué)方程式與寫出代表燃燒熱的熱化學(xué)方程式的區(qū)別： 如寫出氫氣完全燃燒的熱化學(xué)方程式，下面兩種寫法均正確： 2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l)；H5716 kJ/mol H2(g)+（1/2 ） O2(g) =H2O(l)；H2858 kJ/mol 但如果要求寫出表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式則只有第二個(gè)是正確的，即要求可燃物的物質(zhì)的量必須是1 mol。,專題備忘,例3. 已知充分燃燒a g乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量b kJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是:,A. 2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(1); H=4b kJ/mol,B. C2H2(g)+ O2(g) = 2CO2(g)+H2O(1); H =2b kJ/mol,C. 2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(1); H=2b kJ/mol,D. 2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(1); H=b kJ/mol,解析：此題考查熱化學(xué)方程式的書寫及有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算。側(cè)重考查分析、應(yīng)用和計(jì)算的能力。由題設(shè)知2 mol CO22b kJ1 mol C2H2，則乙炔的熱方程式為2C2H2(g)+5O2(g) = 4CO2(g)+2H2O(1); H= 4b kJ/mol，或C2H2(g)+ O2(g) = 2CO2(g) +H2O(1); H=2b kJ/mol，故選A。,三、蓋斯定律,一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在一定條件下無論是一步完成還是分幾步完成，反應(yīng)的總熱效應(yīng)相同。 根據(jù)蓋斯定律，將化學(xué)方程式可以像代數(shù)式那樣相加或相減，相應(yīng)的反應(yīng)熱也相加或相減。對解決未知反應(yīng)的熱效應(yīng)非常有用。,例4. 已知： C(s)+O2(g) = 2CO2(g); H=393.5kJ/mol 2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g); H=566kJ/mol； TiO2(s)+2C2(g)=TiCl4(g)+O2(g); H=+141kJ/mol 則 TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) =TiCl4(s)+2CO(g)的H為: A. 313.5kJ/mol B. +313.5kJ/mol C. 80.0kJ/mol D. +80.0kJ/mol,C,四、反應(yīng)熱大小的比較：,(1) 同一反應(yīng)生成物狀態(tài)不同時(shí),如：2H2(g)+O2(g) = 2H2O(1)； H1,點(diǎn)燃,2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)； H2,點(diǎn)燃,因?yàn)闅怏w變液體會(huì)放熱，故:,H1 H2,(3) 兩個(gè)相聯(lián)系的不同反應(yīng)比較,如: C(s)+O2(g) = CO2(g)；H1,C(s)+1/2O2(g) = CO(g)；H2,可以設(shè)計(jì)成：C(s) CO(g) CO2(g),故H1 H2,(2) 同一反應(yīng)反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí),點(diǎn)燃如：S(g)+O2(g) = SO2(g); H1,點(diǎn)燃,S(s)+O2(g) = SO2(g)； H2,點(diǎn)燃,因?yàn)楣腆w變氣體會(huì)吸熱，故:,H1 H2,例5. 強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)： H+(aq)+OH(aq)=H2O(1)； H=-57.3kJ/mol，向1L0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸、濃H2SO4、稀HNO3，則恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)H1，H2，H3的關(guān)系正確的是: A. H1H2H3 B. H1H3H2,解析：強(qiáng)酸的H與強(qiáng)堿的OH在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)： H+(aq)+OH(aq)=H2O(1)；H=-57.3kJ/mol， 由于稀醋酸中主要是醋酸分子，當(dāng)醋酸和NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，醋酸的電離平衡向電離的方向移動(dòng)，電離過程要吸熱，因此中和反應(yīng)放出的熱量小于57.3kJ/mol; H1 57.3kJ/mol；而濃H2SO4稀釋時(shí)要放出熱量，所以H257.3kJ/mol，故D符合題意。,答案：D,例6 甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是 CH3OH(g)+H2O(g) = CO2(g)+3H2(g)；H+49. 0 kJmol-1 CH3OH(g)+（1/2）O2(g) = CO2(g)+2H2(g)；H192. 9 kJmol-1,下列說法正確的是 （ ） ACH3OH的燃燒熱為192. 9 kJmol-1 B反應(yīng)中的能量變化如上圖所示 CCH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過程一定要吸收能量 D根據(jù)推知反應(yīng) CH3OH(l)+ O2(g) CO2(g)+2H2(g)的H192. 9 kJmol-1,解析 燃燒熱是指在101 kPa時(shí)，1 mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時(shí)所放出的熱，H0。這里所述的穩(wěn)定物質(zhì)是指：CCO2(g)；HH2O(l)；SSO2(g)；ClHCl(g)；NN2(g)等。在A中，由于氫元素并未生成H2O(l)，故表示的不是燃燒熱, A錯(cuò)誤。在B中, 由反應(yīng)知為吸熱反應(yīng), 故生成物的能量位置應(yīng)該比反應(yīng)物的能量位置高, 故圖示錯(cuò)誤。,從題中信息可知，由甲醇轉(zhuǎn)化為氫氣有反應(yīng)和反應(yīng)兩條途經(jīng)，其中