通用版2019版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量第1节化学能与热能学案新人教版20190122114.doc
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1、1第 1 节 化学能与热能【考纲要求】了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。 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。 了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。 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。 了解焓变( H)与反应热的含义。 理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。考点一 焓变 反应热1化学反应的实质与特征(1)实质:反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。(2)特征:既有物质变化,又伴有能量变化,通常主要表现为热量的变化。2反应热和焓变(1)反应热:化学反应中放出或吸收的热量。(2
2、)焓变:在恒压条件下化学反应的热效应,其符号为 H,单位是 kJ/mol(或kJmol1 )。3吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析(2)从化学键的变化角度分析(3)常见放热反应可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属跟酸的置换反应;物质的缓慢氧化。(4)常见吸热反应大多数分解反应;盐的水解和弱电解质的电离;Ba(OH) 28H2O 与 NH4Cl 反应;2碳和水蒸气、C 和 CO2的反应。1物质发生化学变化时都伴有能量的变化( )2化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化( )3伴有能量变化的物质变化都是化学变化( )4水蒸气变为液态水时放出的能
3、量就是该变化的反应热( )5NH 4NO3固体溶于水时吸热,属于吸热反应( )6需加热才能进行的反应是吸热反应,不需加热就能进行的反应是放热反应( )7同温同压下,反应 H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H 不同( )8可逆反应的 H 表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关( )答案:1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.题组一 考查反应热与能量变化的关系1下列说法中正确的是( )A在化学反应过程中,发生物质变化的同时不一定发生能量变化B破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时,该反应为吸热反应C生成物的总焓大于反应物的总
4、焓时,反应吸热, H0D H 的大小与热化学方程式的化学计量数无关解析:选 C。化学反应中一定有能量变化,A 错误;由 H断开旧化学键吸收的能量形成新化学键放出的能量,得 H0( )3C(石墨,s)= =C(金刚石,s) H0,说明石墨比金刚石稳定( )42H 2(g)O 2(g)=2H2O(g) H1,2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H2,则 H1 H2( )5若 N2(g)3H 2(g)2NH 3(g) H92 kJmol1 ,则 1 mol N2和 3 mol H2在一定条件下发生反应,放出的热量等于 92 kJ( )6CO(g) O2(g)=CO2(g) H Q kJmol
5、1 表示标准状况下 1 mol CO(g)和 12 12mol O2(g)反应生成 1 mol CO2(g)时放出 Q kJ 的热量( )5答案:1. 2. 3. 4. 5. 6.题组一 考查热化学方程式的书写1依据事实,写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成 SiO2和液态 H2O。已知室温下 2 g SiH4自燃放出热量 89.2 kJ。SiH 4自燃的热化学方程式为_。(2)在 25 、101 kPa 下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量 Q kJ,其燃烧生成的 CO2用过量饱和石灰水吸收可得 100 g CaCO3沉淀,则乙醇燃烧的
6、热化学方程式为_。(3)NaBH4(s)与水(l)反应生成 NaBO2(s)和氢气(g),在 25 、101 kPa 下,已知每消耗 3.8 g NaBH4(s)放热 21.6 kJ,该反应的热化学方程式是_。答案:(1)SiH 4(g)2O 2(g)=SiO2(s)2H 2O(l) H1 427.2 kJmol 1(2)C2H5OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(l) H2 Q kJmol1(3)NaBH4(s)2H 2O(l)=NaBO2(s)4H 2(g) H216 kJmol 12(1)已知如图是 NO2和 CO 反应生成 CO2和 NO 过程中能量变化示意图,请写出
7、NO2和CO 反应的热化学方程式:_。(2)已知化学反应 A2(g)B 2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,请写出该反应的热化学方程式:_。解析:(1)由图可知,产物总能量低于反应物总能量,该反应是放热反应, H E1 E2134 kJmol 1 368 kJmol 1 234 kJmol 1 。(2)由图可知,生成物总能量高于反应物总能量,故该反应为吸热反应, H( a b) 6kJmol1 。答案:(1)NO 2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g) H234 kJmol 1(2)A2(g)B 2(g)=2AB(g) H( a b) kJmol1题组二 考查热化学方程式的正误判
8、断3下列热化学方程式书写正确的是( H 的绝对值均正确)( )AC 2H5OH(l)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(g) H1 367.0 kJmol 1 (燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)= =NaCl(aq)H 2O(l) H57.3 kJmol 1 (中和热)CS(s)O 2(g)=SO2(g) H296.8 kJmol 1 (反应热)D2NO 2=O22NO H116.2 kJmol 1 (反应热)解析:选 C。A 项,表示燃烧热时,应生成稳定的氧化物,这时水的状态应为液态;B项,中和反应为放热反应, H 值为负值;D 项,各物质未注明聚集状态。4已知:101 kPa
9、 时 1 mol 辛烷完全燃烧生成液态水时放出热量为 5 518 kJ;强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成 1 mol H2O 时放出的热量为 57.3 kJ,则下列热化学方程式书写正确的是( )2C 8H18(l)25O 2(g)=16CO2(g)18H 2O(g) H5 518 kJmol 12C 8H18(l)25O 2(g)=16CO2(g)18H 2O(l) H11 036 kJmol 1H OH =H2O H57.3 kJmol 12NaOH(aq)H 2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H 2O(l) H114.6 kJmol 1A BC D只有解析:选 C。判断热化学方程式的
10、书写时,要注意状态、 H 单位、符号以及数值是否与前面的化学计量数相对应。中水的状态应为液态且焓变数值与方程式的化学计量数不对应,故错误;错在没有标出是在水溶液中的反应,正确的热化学方程式为 H (aq)OH (aq)=H2O(l) H 57.3 kJmol1 。“六看法”判断热化学方程式正误(1)看方程式是否配平。7(2)看各物质的聚集状态是否正确。(3)看 H 的“” “”符号是否正确。 (4)看反应热的单位是否为 kJmol1 。(5)看 H 的数值与化学计量数是否对应。(6)看化学原理是否正确,如燃烧热和中和热的热化学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念。考点三 燃烧热和中和热 能源1燃
11、烧热和中和热的比较燃烧热 中和热能量变化 放热相同点 H 及其单位 H0,单位均为 kJmol1反应物的量 1 mol 不一定为 1 mol生成物的量 不确定生成物水为1 mol反应热含义101 kPa 时,1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量在稀溶液里,酸与碱发生中和反应生成 1 mol 水时所放出的热量不同点表示方法燃烧热为 H a kJmol1 (a0)强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热为 57.3 kJmol1 或 H57.3 kJmol 12.中和热的测定(1)装置(请在横线上填写仪器名称)(2)计算公式: H kJmol1 ( t1起始温度, t2终止温0.418
12、(t2 t1)0.025度)(3)注意事项泡沫塑料板(或硬纸板)和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热,减少实验过程中的热量损失。8为保证酸完全中和,采取的措施是碱稍过量。因为弱酸或弱碱存在电离平衡,电离过程需要吸热,实验中若使用弱酸或弱碱则测得的反应热数值偏小。3能源1化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能( )22H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1 ,则氢气的燃烧热为 571.6 kJmol1 ( )32C(s)O 2(g)=2CO(g) H221 kJmol1 ,则 C(s)的燃烧热为 110.5 kJmol1 ( )4弱酸、弱碱中和生成 1
13、mol 液态水时,放出的热量小于 57.3 kJ( )5测定中和反应反应热的过程中,搅拌溶液时可用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒( )6将固体粉碎成粉末或将液体喷成雾状可使燃料燃烧更充分( )7农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用( )8开发利用各种新能源,减少对化石燃料的依赖,可以降低空气中 PM2.5 的含量( )答案:1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.题组一 考查燃烧热、中和热的概念1已知反应:101 kPa 时,2C(s)O 2(g)=2CO(g) H221 kJ/mol;稀溶液中,H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJ/mol。下列结论正确的是
14、( )A碳的燃烧热 H110.5 kJ/molB的反应热为 221 kJ/molC稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热 H257.3 kJ/molD稀醋酸和稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol H2O,放出 57.3 kJ 的热量解析:选 A。强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成 1 mol H2O 的中和热 H57.3 kJ/mol,C 错误;由于 2C(s)O 2(g)=2CO(g)生成的 CO 不是稳定的氧化物,因此110.5 kJ/mol 不是碳的燃烧热,由于 CO 转化为 CO2放出热量,故碳的燃烧热221 kJ/mol2 H110.5 kJ/mol,A 正确;反应热的表示包含三部
15、分 “符号” “数值”和“单位” ,而9B 项中没有表示出符号,B 错误;由于稀醋酸是弱电解质,电离时吸收热量,故稀醋酸与稀NaOH 溶液反应生成 1 mol H2O 时放出的热量小于 57.3 kJ,D 错误。2下列有关燃烧热及中和热的叙述正确的是( )A已知 2H2(g)O 2(g)=2H2O(g) H483.6 kJmol1 ,则氢气的燃烧热 H为241.8 kJmol 1B已知充分燃烧 a g 乙炔(C 2H2)气体时生成 1 mol 二氧化碳气体和液态水,并放出 b kJ 热量,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式是 C2H2(g)5/2O 2(g)=2CO2(g)H 2O(l) H2 b
16、 kJmol1C含 0.5 mol NaOH 的稀溶液与稀醋酸完全中和,放出 26.7 kJ 的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式为 OH (aq)H (aq)=H2O(l) H53.4 kJmol 1D在稀溶液中:H (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJmol1 ,若向含 0.5 mol H2SO4的稀硫酸溶液中加入 1 mol NaOH 固体,放出的热量为 57.3 kJ解析:选 B。氢气的燃烧热是指 1 mol H2(g)完全燃烧生成 H2O(l)放出的热量,而题目中所给反应的产物是气态水,A 错误;生成 1 mol 二氧化碳气体时反应的乙炔的物质的量为 0.5 m
17、ol,故乙炔的燃烧热数值为 2b,B 正确;醋酸是弱电解质,在反应过程中还能继续电离吸热,C 错误;NaOH 固体溶于水的过程也放热,D 项中放出的热量大于 57.3 kJ,D 错误。(1)燃烧热定义中的“完全燃烧”是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物:CCO 2(g),HH 2O(l),SSO 2(g)等。(2)燃烧热是以 1 mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧 1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如:C 8H18(l) O2(g)=8CO2(g)9H 2O(l) H5 518 kJmol1 ,即 C8H18的燃烧热 H5 2
18、52518 kJmol1 。(3)中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成 1 mol 液态 H2O 放出的热量,为 57.3 kJmol1 ,弱酸、弱碱电离时吸热,放出的热量小于 57.3 kJ,浓硫酸稀释时放热,放出的热量大于 57.3 kJ。 题组二 考查中和热的测定3为了测量某酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据有( )酸的浓度和体积 碱的浓度和体积 比热容 反应后溶液的质量 生成水的物质的量 反应前后温度变化 操作所需的时间 A BC D全部10解析:选 C。在测量并计算反应放出的热量时用到的公式为 Q mC t,理解各符号表示的物理意义即可: m 表示反应后溶液的质量, C 表示比热容
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