（天津专用）2020届高考化学一轮复习 第21讲 化学反应与能量变化课件

第21讲化学反应与能量变化-2-基础梳理考点突破对点演练焓变与反应热热化学方程式1.焓变与反应热(1)反应热与焓变的定义:反应热是化学反应中的热量。恒压条件下的反应热,称之为焓变,符号为,单位为。(2)化学反应中的能量变化。放热反应ΔH0吸热反应ΔH0吸收或放出ΔHkJ·mol-1-3-基础梳理考点突破对点演练①a表示断裂旧化学键的热量,也可以表示反应的。②b表示形成新化学键的热量,也可以表示活化分子生成生成物所的能量。③c表示反应的反应热,可通过计算求得反应热(焓变)。a.从物质所具有的焓角度分析,焓变(ΔH)为生成物的焓与反应物的焓之差:ΔH=。b.从化学键角度分析,焓变为反应物总键能与生成物总键能之差:ΔH=(如图所示)。吸收活化能放出释放H(生成物)-H(反应物)a-b-4-基础梳理考点突破对点演练(3)放热反应和吸热反应。①常见的放热反应:可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属与酸(或水)的置换反应;物质的缓慢氧化;铝热反应等。②常见的吸热反应:大多数分解反应;盐的水解;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;碳与水蒸气、C与CO2的反应等。-5-基础梳理考点突破对点演练2.热化学方程式(1)定义。表示参加反应的物质的和的关系的化学方程式。(2)意义。不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的。例如:ΔH=-285.8kJ·mol-1,表示在25℃和101kPa下,1mol氢气与0.5mol氧气完全反应生成1mol液态水时放出285.8kJ的热量。H2(g)+12O2(g)H2O(l)物质的量反应热能量变化-6-基础梳理考点突破对点演练(3)热化学方程式的书写步骤。-7-基础梳理考点突破对点演练1.反应热ΔH的基本计算公式ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量ΔH=各反应物的键能之和-各生成物的键能之和2.常见1mol各物质中的化学键数目(设NA为阿伏加德罗常数的值)物质CO2CH4P4SiO2石墨金刚石S8Si化学键COC—HP—PSi—OC—CC—CS—SSi—Si键数2NA4NA6NA4NA1.5NA2NA8NA2NA-8-基础梳理考点突破对点演练3.理解焓变的“四”注意(1)任何化学反应都是旧键断裂和新键形成的过程,都伴随着能量的变化。(2)焓变不取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小。(3)物质的物理变化过程中,也会有能量的变化,但不属于吸热反应或放热反应。在进行反应热的有关计算时,必须要考虑到物理变化时的热效应,如物质的三态变化。(4)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl在常温常压下即可进行,而很多放热反应则需要在加热的条件下进行。-9-基础梳理考点突破对点演练4.书写热化学方程式的注意事项-10-基础梳理考点突破对点演练名师点拨可逆反应的ΔH表示反应完全时的热量变化,与反应是否可逆无关,如N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1,表示在298K时,1molN2(g)与3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出92.4kJ的热量。但实际上1molN2(g)与3molH2(g)充分反应,不可能生成2molNH3(g),故实际反应放出的热量小于92.4kJ。-11-基础梳理考点突破对点演练例1依据事实写出下列反应的热化学方程式。(1)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需要吸收10.94kJ热量,此反应的热化学方程式为。(2)已知2.0g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时,放出33.4kJ的热量,则表示肼燃烧的热化学方程式为。(3)2molAl(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s),放出1669.8kJ的热量,此反应的热化学方程式为。(4)2.3g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃,恰好完全燃烧,生成2.7g液态水和2.24LCO2(标准状况)并放出68.35kJ的热量。写出此反应的热化学方程式:。(5)(2017天津理综,节选)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为。-12-基础梳理考点突破对点演练答案:(1)C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)ΔH=+131.28kJ·mol-1(2)N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534.4kJ·mol-1(3)4Al(s)+3O2(g)==2Al2O3(s)ΔH=-3339.6kJ·mol-1(4)C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1367kJ·mol-1(5)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)==TiCl4(l)+2CO(g)ΔH=-85.6kJ·mol-1-13-基础梳理考点突破对点演练解析:(1)1g112mol碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94kJ热量,则碳与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH=+131.28kJ·mol-1。(2)2.0g116mol肼气体在氧气中完全燃烧生成氮气和水蒸气时放出33.4kJ热量,则表示肼燃烧的热化学方程式为N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-534.4kJ·mol-1。(3)2molAl(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s),放出1669.8kJ的热量,则此反应的热化学方程式为4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)ΔH=-1669.8kJ·mol-1×2=-3339.6kJ·mol-1。-14-基础梳理考点突破对点演练(4)通过燃烧的产物可知该有机物中肯定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素。n(H2O)=2.7g18g·mol-1=0.15mol,n(H)=0.3mol,m(H)=0.3g,n(CO2)=2.24L22.4L·mol-1=0.1mol,n(C)=0.1mol,m(C)=1.2g,则碳元素和氢元素的质量之和是0.3g+1.2g=1.5g2.3g,故该有机物分子中还含有氧元素,氧元素的质量是2.3g-1.5g=0.8g,n(O)=0.05mol,从而可确定该有机物的分子式为C2H6O,因CH3OCH325℃、101kPa时为气体,则该液态有机物为C2H5OH(l),故该反应的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1367kJ·mol-1。-15-基础梳理考点突破对点演练(5)从原子守恒的角度分析还原性气体应为CO,即焦炭发生了氧化反应,则Cl2发生了还原反应,可知液态化合物中含Ti、Cl,为TiCl4(0.05mol),则生成1molTiCl4放出热量:4.28kJ0.05mol=85.6kJ·mol-1,故该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)ΔH=-85.6kJ·mol-1。-16-基础梳理考点突破对点演练考向一化学反应中的能量变化图像1.(2018北京东城模拟)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是()A.反应生成1molN2时转移4mole-B.反应物能量之和大于生成物能量之和C.N2O(g)+NO(g)==N2(g)+NO2(g)ΔH=-139kJ·mol-1D.断键吸收能量之和小于成键释放能量之和答案解析解析关闭N2O和NO反应生成N2和NO2的化学方程式为N2O+NO==N2+NO2,反应生成1molN2时转移2mole-,A项不正确;根据图示,反应物能量之和大于生成物能量之和,B项正确;该反应的反应热为(209-348)kJ·mol-1=-139kJ·mol-1,C项正确;由于该反应放热,所以断键吸收能量之和小于成键释放能量之和,D项正确。答案解析关闭A-17-基础梳理考点突破对点演练2.(2018甘肃武威高三期末)H2与ICl的反应分①、②两步进行,其能量变化曲线如图所示,下列有关说法错误的是()A.反应①、反应②均为放热反应B.反应①、反应②均为氧化还原反应C.反应①比反应②的速率小,与相应正反应的活化能无关D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218kJ·mol-1答案解析解析关闭根据图像可知,反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物总能量,则反应①、②均为放热反应,A项正确;反应①、②中都存在元素化合价变化,所以反应①、②都是氧化还原反应,B项正确;反应①比反应②的速率小,说明反应①中正反应的活化能较大,反应②中正反应的活化能较小,C项错误;反应①、反应②两步反应的总的能量变化为218kJ,根据盖斯定律可知,反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218kJ·mol-1,D项正确。答案解析关闭C-18-基础梳理考点突破对点演练考向二利用键能计算反应热3.(2018天津南开外国语高级中学高三模拟)已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143kJ,18g水蒸气变成液态水放出44kJ的热量。其他相关数据如下表:化学键OOH—HH—O(g)键能/(kJ·mol-1)496436x则表中x为()A.920B.557C.463D.188答案解析解析关闭根据题意,可得热化学方程式为2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)ΔH=-572kJ·mol-1;而18g水蒸气变成液态水放出44kJ热量,则2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)ΔH=-484kJ·mol-1,即-484kJ·mol-1=2×436kJ·mol-1+496kJ·mol-1-4xkJ·mol-1,解得x=463。答案解析关闭C-19-基础梳理考点突破对点演练4.(2018河南豫南豫北名校高三精英联赛)N4的分子结构为正四面体形(如图所示)。已知:断裂N4(g)中1molN—N键吸收193kJ能量,形成N2(g)中1molN≡N键放出941kJ能量。下列说法正确的是()A.N4(g)比N2(g)更稳定B.N4(g)==2N2(g)ΔH=+724kJ·mol-1C.形成1molN4(g)中的化学键放出193kJ的能量D.1molN2(g)完全转化为N4(g),体系的能量增加362kJ答案解析解析关闭从结构图中可看出,一个N4分子中含有6个N—N键,根据N4(g)2N2(g)ΔH,ΔH=6×193kJ·mol-1-2×941kJ·mol-1=-724kJ·mol-1,B项错误。根据上述分析,1molN4(g)比2molN2(g)具有的能量高,N4(g)没有N2(g)稳定,A项错误;一个N4分子中含有6个N—N键,形成1molN4(g)中的化学键放出6×193kJ的能量,C项错误;根据上述分析,1molN2(g)完全转化为N4(g),需要吸收7242kJ=362kJ的热量,体系的能量增加362kJ,D项正确。答案解析关闭D-20-基础梳理考点突破对点演练5.(2018天津理综,节选)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:化学键C—HCOH—HCO(CO)键能/(kJ·mol-1)4137454361075则该反应的ΔH=。答案:+120kJ·mol-1解析:化学反应的焓变应该等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和,所以该反应的焓变为(4×413kJ·mol-1+2×745kJ·mol-1)-(2×1075kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1)=+120kJ·mol-1。-21-基础梳理考点突破对点演练考向三热化学方程式的书写及正误判断6.一定条件下,化学反应2H2+O2==2H2O的能量变化如图所示,则反应的热化学方程式可表示为()A.H2(g)+12O2(g)H2O(g)ΔH=(a+b)kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)ΔH=2(b-a)kJ·mol-1C.H2(g)+12O2(g)H2O(l)ΔH=(b+c-a)k