2019届二轮复习化学能与热能课件（43张）（全国通用） 43页

栏目索引 高考导航 专题五　化学能与热能 栏目索引 高考导航 高考导航 栏目索引 高考导航 总纲目录 总纲目录 考点一 焓变 热化学方程式 考点二 盖斯定律及反应热的大小比较和计算 栏目索引 高考导航 考点一 考点一　焓变　热化学方程式   1.从三个角度理解化学反应产生热效应的原因   栏目索引 高考导航 考点一 (1)从宏观角度分析: ΔH=　　　    的总能量-　　　    的总能量 (2)从微观角度分析: ΔH=　　　    的键能总和-　　　    的键能总和 (3)从活化能角度分析: ΔH=　　　    的活化能-　　　    的活化能 答案　<　>　(1)生成物　反应物　(2)反应物　生成物　(3)正 反应　逆反应 栏目索引 高考导航 考点一 2.物质具有的能量、稳定性和键能的关系 物质所具有的能量越低,物质越　　　    ,键能　　　    ,断裂化 学键所需能量越　　　    ,形成化学键所释放的能量也　　        。 答案　稳定　越大　多　多 栏目索引 高考导航 考点一 3.书写热化学方程式的“六大”要点 (1)注意ΔH的符号和单位。 若为放热反应,ΔH　　　    ;若为吸热反应,ΔH　　　    。ΔH的 常用单位为　　　　　    。 (2)注意焓变的测定条件。 绝大多数ΔH是在　　　　　　    下测定的,此时可不注明温度 和压强。 (3)注意热化学方程式中的化学计量数。 热化学方程式中的化学计量数仅表示相应物质的　　　    。 (4)注意物质的聚集状态。 气体用“　　　    ”,液体用“　　　    ”,固体用“　　　     ”,溶液用“　　　    ”。 栏目索引 高考导航 考点一 (5)注意ΔH的数值与符号。 由于ΔH与反应完成时各物质的量有关,如果化学计量数　　         ,则ΔH也要　　　    。互为逆反应的焓变数值　　　    ,但符 号　　　    。 (6)可逆反应的焓变。 对于可逆反应的焓变(ΔH)是指　　　    时的焓变。 答案　(1)<0　>0　kJ·mol-1 (2)25 ℃、101 kPa　(3)物质的量　(4)g　l　s　aq (5)加倍　加倍　相同　相反　(6)完全反应    栏目索引 高考导航 考点一 题组一　化学反应能量变化的图像分析 1.(2018河北邢台期末)H2S的分解反应是一个可逆反应,其能量与 反应过程的关系如图所示,下列有关说法中正确的是 (　　)   栏目索引 高考导航 考点一 A.正反应的活化能大于逆反应的活化能 B.若减小体系的压强,则该反应的焓变将增大 C.升高温度,化学反应速率加快,H2S的平衡转化率减小 D.向密闭容器中充入1 mol H2S充分反应,吸收84.9 kJ的热量 答案    A　由题图可知,该反应是吸热反应,所以正反应的活化能 大于逆反应的活化能,A项正确;压强的改变能影响反应的速率和 平衡的移动,但不影响反应的焓变,B项错误;升高温度,化学反应 速率加快,正反应是吸热反应,平衡向右移动,使H2S的转化率增大, C项错误;向密闭容器中充入1 mol H2S充分反应,该反应是可逆反 应,1 mol H2S不能完全分解,所以吸收的热量小于84.9 kJ,D项错误。 栏目索引 高考导航 考点一 2.(2018广西重点高中联考)BeCl2是有机反应的催化剂,铍和氯气 反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)   A.E2是正反应的活化能　　B.该反应的ΔH<0 C.加入催化剂,ΔH减小　　 D.ΔH=E2-E1  栏目索引 高考导航 考点一 答案    B　A项,E1是正反应活化能,E2是逆反应活化能,错误;B项, 该反应是放热反应,正确;C项,加入催化剂,E1和E2减小,不改变ΔH, 错误;D项,ΔH=E1-E2,错误。 栏目索引 高考导航 考点一 3.由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确 的是 (　　)   A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2 B.由X→Z反应的ΔH>0 C.降低压强有利于提高Y的产率 D.升高温度有利于提高Z的产率 栏目索引 高考导航 考点一 答案    C    A项,根据化学反应的实质,反应X→Y的ΔH=E3-E2,错 误;B项,由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,即反应X →Z的ΔH<0,错误;C项,根据化学反应2X(g)  3Y(g),该反应是 气体分子数增加的可逆反应,降低压强,平衡正向移动,有利于提 高Y的产率,正确;D项,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移 动,Z的产率降低,错误。 栏目索引 高考导航 考点一 归纳总结 解答能量变化图像题的“4关键” 1.某一反应物能量和某一生成物能量的相对大小不能决定反应 是吸热还是放热。 2.注意活化能在图示(如下图)中的意义。 栏目索引 高考导航 考点一  (1)从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能,即E1。 (2)从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能,即E2。 3.催化剂只影响正、逆反应的活化能,而不影响反应的ΔH。 4.涉及反应热的有关计算时,要注意图示中反应物和生成物的物 质的量。 栏目索引 高考导航 考点一 题组二　热化学方程式的正误判断及书写 4.下列热化学方程式书写正确的是 (　　) A.2SO2+O2  2SO3    ΔH=-196.6 kJ·mol-1 B.H2(g)+ O2(g)  H2O(l)    ΔH=-285.8 kJ·mol-1 C.2H2(g)+O2(g)  2H2O(l)    ΔH=-571.6 kJ D.C(s)+O2(g)  CO2(g)    ΔH=+393.5 kJ·mol-1  答案    B　A项,未注明各物质的聚集状态,错误;C项,ΔH的单位错 误,应为kJ·mol-1;D项,碳的燃烧为放热反应,ΔH<0,错误。 栏目索引 高考导航 考点一 5.根据信息,写出下列反应的热化学方程式。 (1)Si与Cl2反应生成1 mol Si的最高价化合物,恢复至室温,放热68 7 kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69 ℃和58 ℃。该反应的 热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　    。 (2)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(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 式为　　　　　　　　　　　　　　　　    。 (3)已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为16 7 ℃。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出热量123.8  kJ。该反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　   。 栏目索引 高考导航 考点一 (4)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。SiH4自燃 的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　    。 答案　(1)Si(s)+2Cl2(g)  SiCl4(l)    ΔH=-687 kJ·mol-1 (2)NaBH4(s)+2H2O(l)  NaBO2(s)+4H2(g)    ΔH=-216.0  kJ·mol-1 (3)AX3(l)+X2(g)  AX5(s)    ΔH=-123.8 kJ·mol-1 (4)SiH4(g)+2O2(g)  SiO2(s)+2H2O(l)    ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1  栏目索引 高考导航 考点一 归纳总结 热化学方程式的书写及正误判断的思维模式 1.书写一般分三步。 栏目索引 高考导航 考点一 2.正误判断要做到“五审”。   栏目索引 高考导航 考点二 考点二　盖斯定律及反应热的大小比较和计算   1.盖斯定律的理解 答案     ΔH1    aΔH2　-ΔH2    ΔH1+ΔH2  栏目索引 高考导航 考点二 2.反应热大小的比较 (1)利用盖斯定律比较,如:   依据盖斯定律得ΔH1=ΔH2+ΔH3,因ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1 　　　    ΔH2。 (2)同一反应的生成物状态不同时,如: A(g)+B(g)  C(g)    ΔH1 A(g)+B(g)  C(l)    ΔH2 则ΔH1　　　    ΔH2。 栏目索引 高考导航 考点二 (3)同一反应物状态不同时,如: A(s)+B(g)  C(g)    ΔH1 A(g)+B(g)  C(g)    ΔH2 则ΔH1　　　    ΔH2。 答案　(1)<　(2)>　(3)>    栏目索引 高考导航 考点二 题组一　盖斯定律的重要应用 1.(2017北京理综,26节选)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳 生成CO和CO2可使反应得以进行。 已知:TiO2(s)+2Cl2(g)  TiCl4(g)+O2(g)    ΔH1=+175.4  kJ·mol-1 2C(s)+O2(g)  2CO(g)    ΔH2=-220.9 kJ·mol-1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:　　     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。答案　TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)  TiCl4(g)+2CO(g) ΔH=-45.5 kJ·mol-1  解析　将已知的两个热化学方程式相加,即可得出答案。 栏目索引 高考导航 考点二 2.(2016课标Ⅱ,26节选)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用 广泛的化工原料,可用作火箭燃料。回答下列问题: ①2O2(g)+N2(g)  N2O4(l)    ΔH1 ②N2(g)+2H2(g)  N2H4(l)    ΔH2 ③O2(g)+2H2(g)  2H2O(g)    ΔH3 ④2N2H4(l)+N2O4(l)  3N2(g)+4H2O(g)    ΔH4=-1 048.9 kJ·mol-1 上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=　　　　　　    。 答案　2ΔH3-2ΔH2-ΔH1  解析　根据盖斯定律,由2×(③-②)-①可得④,故ΔH4=2ΔH3-2ΔH2- ΔH1。 栏目索引 高考导航 考点二归纳总结 利用盖斯定律书写热化学方程式和计算反应热的步骤 第一步:写,书写待求的反应方程式。 第二步:看,看待求的反应方程式中的反应物和生成物在已知方程 式中的位置,如果位置相同,即都是反应物或都是生成物,则用加 法,即加ΔH ;如果位置相反,则用减法,即减ΔH。 第三步:调,根据待求方程式中的反应物和生成物的系数,观察同 一物质前的化学计量数是否一致,若不一致,则在相应的物质前乘 以或除以一定数字,将其调整,与待求的方程式中的反应物和生成 物的化学计量数一致。 第四步:查,有时往往会出现一些干扰的方程式,我们最好检验上 述分析正确与否。 第五步:和,将已知方程式变形后的ΔH相加,计算得出新的ΔH。 栏目索引 高考导航 考点二 题组二　反应热的比较和计算 3.(2018湖南怀化联考)下列四组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是      (　　) ①C(s)+O2(g)  CO2(g)    ΔH1 C(s)+ O2(g)  CO(g)    ΔH2 ②S(s)+O2(g)  SO2(g)    ΔH1 S(g)+O2(g)  SO2(g)    ΔH2 ③CaCO3(s)  CaO(s)+CO2(g)    ΔH1 CaO(s)+H2O(l)  Ca(OH)2(s)    ΔH2 栏目索引 高考导航 考点二 ④HCl(aq)+NaOH(aq)  NaCl(aq)+H2O(l)    ΔH1 HCl(aq)+NH3·H2O(aq)  NH4Cl(aq)+H2O(l)    ΔH2 A.①③　　　B.①④　　C.②③　　　D.②④ 答案    C　 ①中碳完全燃烧放热多,放热越多,ΔH越小,即ΔH1<ΔH2; ②中同质量的气态硫燃烧比固态硫燃烧放热多,放热越多,ΔH越 小,即ΔH1>ΔH2;③中碳酸钙分解吸热,氧化钙与水反应放热,则ΔH 1>ΔH2;④中由于弱电解质电离吸热,所以盐酸和强碱反应放热多, 放热越多,ΔH越小,即ΔH1<ΔH2。 栏目索引 高考导航 考点二 4.(2018福建百所重点校联考)用CrO3作催化剂,CO2重整C2H6制乙 烯的反应过程如下: C2H6(g)  C2H4(g)+H2(g)    ΔH1 3H2(g)+2CrO3(s)  3H2O(g)+Cr2O3(s)    ΔH2 Cr2O3(s)+3CO2(g)  3CO(g)+2CrO3(s)    ΔH3 (1)反应C2H6(g)+CO2(g)  C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)的ΔH=　　     　　　    (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代数式表示)。 (2)已知部分化学键的键能数据如下表所示,则ΔH1=　       kJ·mol-1 。 栏目索引 高考导航 考点二 答案　(1)(3ΔH1+ΔH2+ΔH3)/3　(2)+123 解析　(1)将题述热化学方程式分别用a、b、c表示,(3a+b+c)/3得: C2H6(g)+CO2(g)  C2H4(g)+CO2(g)+H2O(g)    ΔH=  。 (2)ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和,则ΔH1=(6×413+348-4× 413-615-436) kJ·mol-1=+123 kJ·mol-1。 栏目索引 高考导航 考点二 5.(2018天津理综,10节选)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具 有重要意义。回答下列问题: (2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气: CH4(g)+CO2(g)  2CO(g)+2H2(g) ①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下: 则该反应的ΔH=　　　　　　　    。分别在V L恒温密闭容器A (恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气 体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是　　         (填“A”或“B”)。。此反应优选温度为900 ℃的原因          。 栏目索引 高考导航 考点二 则该反应的ΔH=　　　　　　　    。分别在V L恒温密闭容器A (恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气 体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是　　         (填“A”或“B”)。 ②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和 H2产率的影响如图所示。此反应优选温度为900 ℃的原因是                                     。 栏目索引 高考导航 考点二 答案　(2)①+120 kJ·mol-1　B ②900 ℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能 耗升高,经济效益降低 解析　(2)①由已知键能数据知,反应的ΔH=4×413 kJ·mol-1+2×745  kJ·mol-1-(2×1 075 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1)=+120 kJ·mol-1;已知正 反应是气体分子数增大的吸热反应,A(恒容)与B(恒压,容积可变) 相比,B中压强小于A,减压平衡正向移动,则B容器中反应达到平 衡后吸收的热量较多。②观察图像知,900 ℃时,合成气产率已经 较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低,故此 反应优选温度为900 ℃。 栏目索引 高考导航 考点二 归纳总结 原子晶体:1 mol金刚石中含2 mol C—C键,1 mol硅中含2 mol Si— Si键,1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O键;分子晶体:1 mol P4中含 6 mol P—P键,1 mol P4O10(即五氧化二磷)中含有12 mol P—O键、 4 mol P O键,1 mol C2H6中含有6 mol C—H键和 1 mol C—C 键。    栏目索引 高考导航 考点二 1.(2018课标Ⅰ,28节选)①已知:2N2O5(g)   2N2O4(g)+O2(g)     ΔH1=-4.4 kJ·mol-1 2NO2(g)  N2O4(g)    ΔH2=-55.3 kJ·mol-1 则反应N2O5(g)  2NO2(g)+ O2(g)的ΔH=　　    kJ·mol-1。答案　①53.1 解析　①2N2O5(g)  2N2O4(g)+O2(g)    ΔH1=-4.4 kJ·mol- 1 a 2NO2(g)  N2O4(g)    ΔH2=-55.3 kJ·mol-1 b 根据盖斯定律,由 -b可得:N2O5(g)   2NO2(g)+ O2(g)    ΔH=53. 1 kJ·mol-1。 栏目索引 高考导航 考点二 2.(2018课标Ⅱ,27节选)CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)  2CO(g)+2H2(g)。 已知:C(s)+2H2(g)  CH4(g)    ΔH=-75 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)  CO2(g)    ΔH=-394 kJ·mol-1 C(s)+ O2(g)  CO(g)    ΔH=-111 kJ·mol-1 该催化重整反应的ΔH=　　　    kJ·mol-1。 栏目索引 高考导航 考点二 答案　247 解析　C(s)+2H2(g) CH4(g)    ΔH=-75 kJ·mol-1　① C(s)+O2(g) CO2(g)    ΔH=-394 kJ·mol-1　② C(s)+ O2(g) CO(g)    ΔH=-111 kJ·mol-1　③ 运用盖斯定律,③×2-①-②可得CH4(g)+CO2(g)  2CO(g)+2H2 (g)    ΔH=[(-111×2)-(-75)-(-394)] kJ·mol-1=247 kJ·mol-1。 栏目索引 高考导航 考点二 3.(2018课标Ⅲ,28节选)SiHCl3在催化剂作用下发生反应: 2SiHCl3(g)  SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)    ΔH1=48 kJ·mol-1 3SiH2Cl2(g)  SiH4(g)+2SiHCl3(g)    ΔH2=-30 kJ·mol-1 则反应4SiHCl3(g)  SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为　　　    kJ·mol-1 。 答案　114 解析　由盖斯定律可知ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48 kJ·mol-1-30 kJ·mol-1= 114 kJ·mol-1。 栏目索引 高考导航 考点二 4.(2017课标Ⅰ,28节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由 水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。   通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为 　　　　　　　　　　　　　　　    、　　　　　　　　　     　　　　　　　　    ,制得等量H2所需能量较少的是　　        。 栏目索引 高考导航 考点二 答案　H2O(l)  H2(g)+ O2(g)    ΔH=286 kJ·mol-1　 H2S(g)   H2(g)+S(s)    ΔH=20 kJ·mol-1　系统(Ⅱ)解析　将系统(Ⅰ)、(Ⅱ)中的三个热化学方程式均直接相加即可 得到答案。 栏目索引 高考导航 考点二 5.(1)(2017课标Ⅱ,27节选)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热 化学方程式如下:   反应①的ΔH1为　　　    kJ·mol-1。 (2)(2017课标Ⅲ,28节选)已知: As(s)+ H2(g)+2O2(g)  H3AsO4(s)    ΔH1 栏目索引 高考导航 考点二 H2(g)+ O2(g)  H2O(l)    ΔH2 2As(s)+ O2(g)  As2O5(s)    ΔH3 则反应As2O5(s)+3H2O(l)  2H3AsO4(s)的ΔH=　　　        。 答案　(1)123　(2)2ΔH1-3ΔH2-ΔH3  解析　(1)结合已知信息运用盖斯定律,由②-③可得①,故 ΔH1=[- 119-(-242)] kJ·mol-1=123 kJ·mol-1。(2)结合题给信息,根据盖斯定 律计算得ΔH=2ΔH1-3ΔH2-ΔH3。