2013高考化学总复习优化课件（鲁科版）：第六章第1节　化学反应的热效应.ppt

1、第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化第1节 化学反应的热效应第六章 化学反应与能量转化2 0 1 3高 考 导 航考纲要求1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。第六章 化学反应与能量转化3.了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。第六章 化学反应与能量转化命题热点1.热化学方程式的正确表达(状态、计量数、能量关系)和化学变化中的能量交换关系。2.反应热大小的比较

2、及图像分析。3.能用盖斯定律进行反应热的计算及由键能计算反应热。4.反应热与能源的综合考查。第六章 化学反应与能量转化教材回扣夯实双基一、反应热1反应热是指一定温度下反应所释放或吸收的热量。在化学实验中，通常遇到的反应是在敞口容器中进行的，此时的反应热等于反应前后物质的_，用符号_表示，单位一般采用_。焓的改变HkJmol1第六章 化学反应与能量转化2从宏观角度看，焓变等于_，从化学键微观角度看，焓变等于_。如图中，a表示_，b表示_，该反应的H_0。H(生成物)H(反应物)反应物的键能和生成物的键能和活化能焓变第六章 化学反应与能量转化中学常见的放热反应有：酸碱中和、燃烧、活泼金属与水或酸反

3、应、多数化合反应；吸热反应有：多数分解反应、碳与H2O(g)、碳与CO2。3吸热反应和放热反应第六章 化学反应与能量转化类型比较放热反应吸热反应定义有热量放出的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量_生成物具有的总能量反应物具有的总能量_生成物具有的总能量大于小于第六章 化学反应与能量转化类型比较放热反应吸热反应与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量_反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量_反应物分子断裂时吸收的总能量表示方法H0H0大于小于第六章 化学反应与能量转化类型比较放热反应吸热反应图示第六章 化学反应与能量转化思考感悟1一个化学反应放热或吸热

4、是否与反应条件有关？为什么？【提示】一个化学反应能量的变化决定于反应物、生成物所具有的能量或者说决定于反应物、生成物的总键能，第六章 化学反应与能量转化而能量或总键能与反应条件无关(反应条件可以改变活化能，如加正催化剂就是降低活化能)。所以说H与反应条件无关。第六章 化学反应与能量转化二、反应焓变与热化学方程式1盖斯定律及其应用(1)定义：对于一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成其反应焓变都是一样的。(2)应用：如由A到B可以设计如下两个途径：第六章 化学反应与能量转化途径一：AB(H)途径二：ACB(H1、H2)即则焓变H、H1、H2的关系可以表示为_。HH1H2第六章 化学反应与能

5、量转化2热化学方程式(1)概念：表明反应所吸收或放出热量的化学方程式。(2)表示意义：既表明了化学反应中的_，也表明了化学反应中的_。例如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H(298 K)571.6 kJ/mol物质变化能量变化第六章 化学反应与能量转化表示在298 K时，2 mol H2与1 mol O2反应完全后，生成2 mol 液态水，放出571.6 kJ的热量。第六章 化学反应与能量转化思考感悟2热化学方程式中各物质的计量系数为什么只具有宏观意义而不具有微观意义呢？【提示】因为热化学方程式表示了能量变化，而能量的变化是一个宏观变化，所以不能说“298 K时，2个H2分子与1个O2

6、分子反应完全后，生成2个H2O分子时放出571.6 kJ的热量”。第六章 化学反应与能量转化考点串讲深度剖析考点一反应焓变的大小比较及计算1比较(1)同一反应生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H20第六章 化学反应与能量转化因为C(g)=C(l)H30，则H3H2H1,所以H2H1。(2)同一反应反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20第六章 化学反应与能量转化H2H3H1,H3H1H2,又H30，所以H1H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10第六章 化学反应与能量转

7、化H2H3H1 已知：H30所以H2H1。2计算(1)根据键能数据(E)计算HE(反应物)E(生成物)第六章 化学反应与能量转化(2)根据热化学方程式计算反应热与反应物或生成物的物质的量成正比。(3)根据实验数据计算HQCT(C代表溶液及量热计的总热容，单位kJK1)第六章 化学反应与能量转化或HQcmT(c代表反应物的比热容，单位kJkg1K1)(4)根据盖斯定律计算利用盖斯定律计算化学反应的焓变时，热化学方程式可以和数学代数方程式一样进行加、减、乘、除运算。第六章 化学反应与能量转化需要时可将热化学反应方程式的系数扩大或缩小，应注意H也要同比例扩大或缩小，也可将热化学方程式逆向改写，此时H

8、绝对值相等，符号相反。第六章 化学反应与能量转化特别提醒解答有关盖斯定律的题目关键是设计合理的反应途径，适当加减已知热化学方程式。在进行化学方程式的数学运算时，要注意反应热的符号以及反应热与化学方程式中的系数的比例关系。第六章 化学反应与能量转化即时应用1(2011高考重庆卷)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ，则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为()第六章 化学反应与能量转化A1780 kJ/molB1220 kJ/mol C

9、450 kJ/mol D430 kJ/mol第六章 化学反应与能量转化解析：选B。E(反应物)280 kJmol13160 kJmol1760 kJmol1E(生成物)6330 kJmol11980 kJmol1HE(反应物)E(生成物)1220 kJmol1。第六章 化学反应与能量转化考点二热化学方程式的书写1正确书写热化学方程式，首先要清楚影响一个化学反应的反应热的因素有：(1)反应时的温度与压强；(2)反应物与生成物的状态；(3)方程式中的计量数。在同时遵循质量守恒定律和能量守恒定律的基础上，把握好书写的原则。第六章 化学反应与能量转化2书写热化学方程式应注意以下几点：(1)要注明反应物

10、和生成物的聚集状态。常用s、l、g分别表示固体、液体、气体。(2)H与方程式的计量系数有关，注意方程式与对应的H不要弄错，计量系数可以是小数或分数。第六章 化学反应与能量转化(3)在所写化学反应方程式后写下H的数值和单位，方程式与H应用空格隔开。(4)当H0时，为放热反应；当H0时，为吸热反应。第六章 化学反应与能量转化即时应用2(2010高考浙江卷)下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是()A甲烷的标准燃烧热为890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能

11、量转化解析：选D。本题考查热化学反应方程式、离子反应方程式等化学用语的书写与判断。A项，燃烧热是指1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化特别提醒若可燃物的计量系数为1，且生成的氧化物均是稳定状态，此时H表示燃烧热。生成不稳定的氧化物时所放出的热量不是燃烧热，如C(s)1/2O2=CO(g)H195.41 kJ/mol，因CO可继续与O2反应生成CO2并放出热量，所以195.41 kJ/mol并不是碳的燃烧热。第六章 化学反应与能量转化1能源概念能源就是能提供能量的自然资源，它包括化石燃料(煤、石油、天然气)、阳光、风力、水、潮汐以及柴草等。

12、2能源分类考点三化学与能源第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化3化学与能源关系化学反应都伴随着能量变化，化学能以多种途径进行转化。在能源问题备受瞩目的今天，化学科学将在能源开发和利用方面发挥非常重要的作用。第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化4充分燃烧的必要条件(1)燃烧时要有足够的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等；(2)燃料与空气要有足够大的接触面积，如将固体研成粉末、使液体喷成雾状等。第六章 化学反应与能量转化即时应用3全球科技经济瞭望报道了美国氢燃料电池技术的发展。目前，我国的能源结构主要是煤，还有石油、

13、天然气、核能等，这些能源都是不可再生且污染环境的能源，研究和开发清洁而又用之不竭的能源是未来发展第六章 化学反应与能量转化的首要任务。科学家预测“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源，氢能是利用氢气的燃烧反应放热提供能量。即：H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.5 kJmol1。(1)试分析为什么“氢能”将是未来21世纪最理想的新能源？(指出两点优点即可)第六章 化学反应与能量转化(2)目前世界上的氢气绝大部分是从石油、煤炭和天然气中制取。请写出工业上由天然气制氢气的化学反应方程式。第六章 化学反应与能量转化(a)SO2I2H2OAB(b)A？(c)B？完成以上三步反应，并确定哪

14、步反应最难进行。请对硫碘热循环法制取氢的优劣和前景作出评价。第六章 化学反应与能量转化(4)目前，有人提出一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系，如下图所示：第六章 化学反应与能量转化这是一种最理想的氢能源循环体系，类似于生物的光合作用，太阳能和水是用之不竭的，而且价格低廉。急需化学家研究的是_。(5)列举两种方法简单安全地输送氢气。第六章 化学反应与能量转化解析：(1)氢是宇宙中含量最丰富的元素之一，可提取出无穷无尽的氢气。氢气用做燃料不会污染环境，重量又轻，优点很多。(2)该反应式的书写要注意工业上充分利用天然气，获得更多的氢气，必须利用廉价的水来提供氢，第六章 化学反应与能量转化第六章

15、化学反应与能量转化由于硫酸很稳定，所以反应(c)最难进行。该循环过程需要很高的热能，需在较高温度下才能进行，生成的SO2和I2可以循环使用，其他产物对环境无污染，但耗能太大，所以此法不可取，若把太阳能用到上述循环中，该工艺将是合理的。第六章 化学反应与能量转化(4)由图可见，科学家需研究出合适的光分解催化剂，它能在光照条件下促使水的分解速率加快。(5)管道运输(可以把现有的天然气和城市煤气管道输送系统改造为氢气输送系统)；用金属储氢材料储存后再运输。第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化此法中SO2、I2可循环利用，对环境无污染，但耗能太大，不可取，若把太阳能用到上述循环中，该工

16、艺将是合理的(4)合适的光分解催化剂，在光照下加快H2O的分解速率(5)管道运输、用金属储氢材料储存后再运输(答案合理即可)第六章 化学反应与能量转化命题视角把脉高考视角1教材高频考点例例11 (2011高考海南卷)已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol1 2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 kJmol1第六章 化学反应与能量转化则反应Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H为()A519.4 kJmol1B259.7 kJmol1C259.7 kJmol1D519.4 kJmol1第六章 化学反应与能量转化【答案】C第六章 化学反应与能

17、量转化【名师点评】利用盖斯定律计算、比较H是高考考查的热点，其重现率为100%，解答这类题要注意：(1)应用盖斯定律计算反应热的关键是找出目标反应的始态和终态，然后根据热化学方程式的叠加进行计算。第六章 化学反应与能量转化(2)涉及热化学方程式叠加时，若用到原反应的逆反应，H要变号；计量系数改变，H也要随着改变。如H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol，则2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJ/mol。第六章 化学反应与能量转化(3)比较反应大小时，反应热所带“”、“”均有数学意义，参与大小比较。(4)比较反应物、生成物相同的反应的H，可以从物质状

18、态、化学计量数等角度进行比较。如：第六章 化学反应与能量转化2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1Q12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2Q2H1H2,易误认为H1H2。第六章 化学反应与能量转化视角2追踪命题热点例例22 (2011高考新课标全国卷改编题)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。第六章 化学反应与能量转化已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热H分别为285.8 kJmol1、283.0 kJmol1和726.5 kJmol1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是_

19、kJ；第六章 化学反应与能量转化(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_。【解析】(1)分解10 mol水消耗的能量在数值上等于10 mol H2(g)完全燃烧时所放出的热量：10 mol285.8 kJmol12858 kJ；第六章 化学反应与能量转化根据CO(g)、CH3OH(l)燃烧热的化学方程式，再由盖斯定律可写出甲醇不完全燃烧热的热化学方程式。【答案】(1)2858(2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H443.5 kJmol1。第六章 化学反应与能量转化【名师点评】将“反应热的大小比较、计算、热化学方程式的书写”等内容融合于综合题中，尤其是利用

20、新能源类试题，是高考考查的重点和热点。第六章 化学反应与能量转化视角3易错易误剖析例例33通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(H)，化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和第六章 化学反应与能量转化与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算用。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol1460360 436 431176 347第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化【常见错误】A【错因分析】(1)常见错误分析根据题设信息直接错误的列出H436

21、0 kJmol12436 kJmol1(1176 kJmol14431 kJmol1)412 kJmol1，会错选A，原因是忽视硅晶体结构。第六章 化学反应与能量转化(2)其他错误分析理解信息能力差，认为反应热等于产物键能总和与反应物键能总和之差，会错选D。【正确解答】SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算，而产物中的硅属于原子晶体，第六章 化学反应与能量转化根据原子晶体的结构计算晶体硅中共价键的数目。1 mol晶体Si中所含的SiSi键为2 mol，即制取高纯硅反应的H4360 kJmol12436 kJmol1(2176 kJmol14431 kJmol1)236 kJmol1

22、。【答案】C第六章 化学反应与能量转化【名师指津】中学化学常见原子晶体所含共价键总结中学常见的用来计算共价键的原子晶体：1 mol金刚石含2 mol CC键，1 mol二氧化硅晶体含4 mol SiO键。分子晶体：1 mol分子所含共价键，如1 mol CH3CH3分子中含有6 mol CH键和1 mol CC键。第六章 化学反应与能量转化中和热的测定【实验目的】通过探究实验，可测量1 mol H和1 mol OH反应所放出的热量。实验探究专项突破第六章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化【实验活动】1.测量装置套烧杯简易量热计。第六章 化学反应与能量转化说明：双孔泡沫塑料板、碎泡沫

23、塑料的作用是：保温、隔热、减少实验过程中的热量损失。2操作步骤(1)量取50 mL 0.50 molL1的盐酸，倒入小烧杯中，测定其温度，记作tHCl，然后将温度计上的酸用水冲洗干净。第六章 化学反应与能量转化(2)用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，测定其温度，记作tNaOH。(3)先将温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中,然后把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中(注意不要洒到外面)，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液并准确读取混合溶液的最高温度，记作t终。第六章 化学反应与能量转化(4)重复上述实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。(5)根据实验数据计算：第六

24、章 化学反应与能量转化第六章 化学反应与能量转化3注意事项(1)碱液稍过量的目的是确保盐酸被完全中和。(2)操作时动作要快的目的是尽量减少热量的损失。(3)实验中若使用了弱酸或弱碱，会使测得中和热的数值偏小。第六章 化学反应与能量转化典例探究50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量即可计算中和热。第六章 化学反应与能量转化回答下列问题：(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是_。(2)烧杯间填满纸屑的作用是_。第六章 化学反应与能量转化(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值_。

25、(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)(4)实验中改用60 mL 0.50 molL1盐酸跟50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量_(填“相等”或“不相等”)，第六章 化学反应与能量转化所求中和热_(填“相等”或“不相等”)，简述理由：_。(5)用 相 同 浓 度 和 体 积 的 氨 水 代 替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和 热 的 数 值 会 _；用 50 mL0.50 molL1 NaOH溶液进行上述实验，第六章 化学反应与能量转化测得的中和热的数值会_。(均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)【解析】中和反应放出的热量跟生成H2O的物质的量有关。中和热是指强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O的反应热，第六章 化学反应与能量转化与酸碱的用量无关，必须换算成生成1 mol H2O时所放出的热量。【答案】(1)环形玻璃搅拌棒(2)减少实验过程中的热量损失(3)偏小第六章 化学反应与能量转化(4)不相等相等因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关(5)偏小 偏小