2012届高中总复习专题导练化学（江苏专版）课件：专题3 化学反应中的热效应.ppt

1、1重要考点命题规律1.化学反应中能量转化的原因及能量转化形式。2.化学能与热能的相互转化及其应用。3.书写热化学方程式，用盖斯定律进行有关反应热简单计算。化学反应一方面体现出物质的变化，另一方面也体现出能量的变化。反应热大小比较、燃烧热与中和热的概念、热化学方程式书写、盖斯定律运用均是江苏考试热点。31燃烧热(1)概念：在101kPa时，1mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJmol-1表示。(2)注意：燃烧热是反应热的一种形式。使用燃烧热的概念时要理解下列要点：规定是在101kPa压强下测出热量。书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出

2、来的。因为压强不同，反应热有所不同。【重要考点1】中和热和燃烧热 4规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性)。因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。例如，C8H18的燃烧热为5518kJmol-1，用热化学方程式表示则为C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)DH=-5518 kJmol-12255规定生成物为稳定的氧化物。例如，CCO2、H H2O(l)、SSO2等。C(s)+O2(g)CO(g)DH=-110.5 kJmol-1C(s)+O2(g)CO2(g)DH=-393.5 kJmol-1C的燃烧热为

3、393.5kJmol-1。叙述燃烧热时，用正值，在热化学方程式中用DH表示时取负值。例如，CH4的燃烧热为890.3 kJmol-1，而DH=-890.3kJmol-1。必须以1 mol可燃物燃烧为标准。216(3)表示的意义：例如C的燃烧热为393.5 kJmol-1，表示在101kPa时，1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。2中和热(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。(2)注意：这里 的稀溶液一般 要求酸溶液中 的c(H+)1mol/L，碱溶液中的c(OH-)1 mol/L。这是因浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。弱酸

4、或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3 kJmol-1。7强酸与强碱的中和反应其实质是 H+和OH-反应(即与酸、碱的种类无关)，通过许多次实验测定，1 mol H+和1 mol OH-反应生成1mol H2O时，放出热量57.3 kJ。其热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)DH=-57.3kJmol-1中和热是以生成1molH2O为基准，因此表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为 1。8【典型例题1】甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)DH=+49.0 kJmo

5、l-1 CH3OH(g)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g)DH=-192.9 kJmol-1下列说法正确的是()ACH3OH的燃烧热为192.9 kJmol-1B反应中的能量变化如下图所示CCH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量D根据推知反应：CH3OH(g)+1/2O2(g)CO2(g)+2H2(g)的H-192.9 kJmol-19解析：本题以燃料电池为载体考查燃烧热和热化学方程式。CH3OH燃烧热应指1 mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量，题中电池反应甲醇生成氢气，不符合定义，因此选项A错。反应是吸热反应，而上图所示反应物的总能量大于生成物的总能量，应是放热反应

6、，因此选项B也错。由反应可知，CH3OH转变成H2的过程有的是放热反应有的是吸热反应，选项C错。液态甲醇能量低于气态甲醇，与氧气反应放出热量少，因DH为负，所以DH-192.9 kJmol-1。答案：D10 燃烧热的概念中应注意：反应物为1 mol，产物为完全燃烧生成的稳定物质。反应热与物质的状态有关，一般：气体液体固体。11【变式1】已知：2CO(g)O2(g)2CO2(g)H566 kJ/mol，Na2O2(s)CO2(g)Na2CO3(s)O2(g)H226 kJ/mol。根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是()ACO的燃烧热为283 kJB下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能

7、量关系C2Na2O2(s)2CO2(s)2Na2CO3(s)O2(g)H452 kJ/molDCO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.021023C12解析：本题以燃料电池为载体考查燃烧热和热化学方程式。CH3OH燃烧热应指1 mol甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量，题中电池反应甲醇生成氢气，不符合定义，因此选项A错。反应是吸热反应，而上图所示反应物的总能量大于生成物的总能量，应是放 热 反 应，因此 选 项 B也 错。由 反 应 可 知，CH3OH转变成H2的过程有的是放热反应有的是吸热反应，选项C错。液态甲醇能量低于气态甲醇，与氧气反应放出热量少，

8、因H为负，所以H192.9 kJmol1。答案：C13【变式2】氨催化氧化是硝酸工业的基础，在某催化剂作用下只发生主反应和副反应，有关物质产率与温度的关系如下图4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)；H905 kJmol1 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)；H1268kJmol1 下列说法中正确的是()A工业上氨催化氧化生成NO时，温度应控制在780840之间B工业上采用物料比n(O2)/n(NH3)在1.72.0，主要是为了提高反应速率C加压可提高NH3生成NO的转化率DN2氧化为NO的热化学方程式为：N2(g)O2(g)2NO(g)H181.5 kJmol

9、1AD15解析：根据图象分析，NO的转化率最大时，温度应控制在780840 之间，A项正确；工业上采用物料比n(O2)/n(NH3)在1.72.0，主要是为了增大NH3的转化率，B项错；加压，平衡逆向移动，NH3生成NO的转化率降低，C项错；根据盖斯定律，()2，得出：N2(g)O2(g)2NO(g)H181.5 kJmol1，D项对。16关于热化学方程式的书写(1)热化学方程式必须标出能量变化。(2)热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。(3)热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应

10、热也发生相应变化。【重要考点2】热化学方程式的书写 17【典型例题2】(2010盐城三调)火箭常用N2O4作氧化剂，肼作燃料，已知：N2(g)+2O2(g)2NO2(g)DH=-67.7kJmol-1N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)DH=-534.0kJ mol-12NO2(g)N2O4(g)DH=-52.7kJ mol-1试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式：。解析：按“2”得，DH=-947.6 kJmol-1。答案：2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)DH=-947.6kJ mol-118书写热化学方程式，要注意物质

11、的状态、系数与H 的对应关系。【变式3】红磷P(s)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)根据下图回答下列问题：(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式：。解析：(1)由图可以看出，1 mol P在Cl2中完全燃烧放出的热量为306 kJmol1，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学反应方程式为P(s)Cl2(g)PCl3(g)H306 kJmol1。32(2)PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式：；上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.8 mol PCl5，反应达到平衡时还剩余0.6m

12、ol PCl5，其分解率125%；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5分解率为2，21(填“大于”、“小于”或“等于”)；解析：(2)中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其H93 kJmol 1，所以PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)H93 kJmol1；分解率1 100%25%，由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大，即：21。320.80mol-0.60mol0.80mol(3)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应

13、生成PC。原因是。(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3399kJ/mol；P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4 H3(填“大于”、“小于”或“等于”)；(5)PCl5与足量水反应，最终生成两种酸，其化学方程式是。解析：(3)由图可知，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。(4)由盖斯定律可知，一步生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即H3H4399 kJmol1。(5)PCl5与水反应生成H3PO4和HCl，化学方程式为PCl54H2OH3

14、PO45HCl。答案：（1）P(s)Cl2(g)PCl3(g)H306 kJmol1。（2）PCl5(g)PCl3(g)Cl2(g)H93 kJ/mol；等于；大于（3）PCl5分解反应是吸热反应，温度太高，不利于PCl5的生成（4）等于（5）PCl54H2OH3PO45HCl3226【重要考点3】盖斯定律的运用盖斯定律：当某一物质在定温定压下经过不同的反应过程，生成同一物质时，无论反应是一步完成还是分几步完成，总的反应热是相同的。即反应热只与反应始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应的途径无关，这就是盖斯定律。27应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程，同时注意：(1)

15、当反应式乘以或除以某数时，DH也应乘以或除以某数。(2)反应式进行加减运算时，DH也同样要进行加减运算，且要带“+”、“-”符号，即把DH看作一个整体进行运算。(3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把DH看作一个整体。(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热。(5)当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。28解析：按“(32)/6”，得反应的DH=-218 kJmol-1。【典型例题3】(2010苏州期末)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。试根据下列3个热化学反应方程式：Fe2O3(s)+3CO(

16、g)2Fe(s)+3CO2(g)DH=-24.8 kJ mol-13Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)DH=-47.2 kJ mol-1Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)DH=+640.5 kJ mol-1写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：_。答案：CO(g)+FeO(s)Fe(s)+CO2(g)DH=-218.0 kJmol-129对于多个反应，求另外一个反应的热化学方程式或是焓变，利用盖斯定律，对方程式进行变形，写出要求的热化学反应方程式，与已知的反应式进行对比，按它们的系数进行相加减，同时要注意DH值也要作相应的变形，最后求出代数和即得焓变。30【变式4】已知：Fe2O3(s)C(s)CO2(g)2Fe(s)H1234.1 kJmol1C(s)O2(g)CO2(g)H2393.5 kJmol1则2Fe(s)O2(g)Fe2O3(s)的H是(A)A824.4 kJmol1B627.6 kJmol1C744.7 kJmol1D169.4 kJmol1解析：由盖斯定律可由下式上式就可得2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)，则HH2H1824.4 kJmol1。32