2018届二轮复习化学反应与能量变化课件（32张）（全国通用） 32页

化学反应与能量变化 1 ．了解化学反应中能量变化的原因及能量变化的规律，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。 3 ．了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。 4 ．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。 5 ．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。　 1 ．吸热反应和放热反应 有下列变化：① H 2 在 Cl 2 中燃烧　②碳酸钙分解　③铝热反应　④酸碱中和反应　⑤缓慢氧化　⑥ NaOH 固体溶于水　⑦铁和稀 H 2 SO 4 反应　⑧ Ba(OH) 2 ·8H 2 O 和 NH 4 Cl 反应 (1) 属于放热反应的有： ，这些反应的进行，实现了 能向 能的转变。 (2) 属于吸热反应的有： ，这些反应的进行，实现了 能向 能的转变。 ①③④⑤⑦ ②⑧ 化学 热 化学 热 2 ．反应热 下表中的数据是破坏 1 mol 物质中的化学键所消耗的能量 (kJ) ： 物质 H 2 (g) O 2 (g) H 2 O(g) 能量 436 496 926 放热 高 小于 热化学方程式的书写 (1) 书写原则： ① 标明反应物和生成物的聚集状态：固体 (s) 、液体 (l) 、气体 (g) 、溶液 (aq) ； ② 化学计量数只表示物质的量，可以用分数； ③ Δ H 要注明 “ ＋ ” 、 “ － ” ，其单位为 kJ/mol ； ④ Δ H 后面要标明温度和压强，不标明时，即指 25℃ 、 101 kPa 。 (2) 反应热 Δ H 与热化学方程式中化学计量数成正比；当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 1 ． 2SO 2 (g) ＋ O 2 (g)===2SO 3 (g) 和 4SO 2 (g) ＋ 2O 2 (g)===4SO 3 (g) 的 Δ H 相等 ( ) 解析： 因忽视 Δ H 与化学计量数的关系而造成判断错误；化学计量数扩大， Δ H 也扩大相应的倍数。 2 ．工业生产水煤气的反应： C(s) ＋ H 2 O(g)===CO(g) ＋ H 2 (g) 　 Δ H ＝＋ 131.4 kJ/mol 　反应中生成 1 体积 CO(g) 吸收 131.4 kJ 热量 ( ) 解析： 因混淆 Δ H 与化学计量数的关系而造成错误；由热化学方程式可知，反应中生成 1 mol CO(g) 吸收 131.4 kJ 的热量。 × × 3. 如图表示 1 mol H 2 (g) 完全燃 烧生成水蒸气吸收 241.8 kJ 热 量 ( ) 解析： 易出现放热反应和吸热反应的判断错误；从图中 可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反 应为放热反应，即 1 mol H 2 (g) 完全燃烧生成水蒸气放出 241.8 kJ 的热量。 × 把煤作为燃料可通过下列两种途径： 途径 Ⅰ ： C(s) ＋ O 2 (g)===CO 2 (g)Δ H ＝－ a kJ/mol 途径 Ⅱ ：先制水煤气： C(s) ＋ H 2 O(g)===CO(g) ＋ H 2 (g) Δ H ＝＋ b kJ/mol 再燃烧水煤气： 2CO(g) ＋ O 2 (g)===2CO 2 (g) 　 Δ H ＝－ c kJ/mol 2H 2 (g) ＋ O 2 (g)===2H 2 O(g) 　 Δ H ＝－ d kJ/mol (1) 两种途径放热：途径 Ⅰ 放出的热量 ( 填 “ 大于 ” 、 “ 小于 ” 或 “ 等于 ” ) 途径 Ⅱ 放出的热量。 (2) 制水煤气的反应中，反应物具有的总能量 生成物所具有的总能量，反应条件应为 。 (3) a 、 b 、 c 、 d 的数学关系式可表达为 。 等于 c ＋ d ＝ 2( a ＋ b ) 小于 高温 盖斯定律的应用 (1) 理论依据：反应热只与反应体系的始态 ( 各反应物 ) 和终态 ( 各生成物 ) 有关，而与具体反应的途径无关。 (2) 计算模式： ΔH ＝ ΔH 1 ＋ ΔH 2 。 (3) 主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。 (4) 注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径。 ① 当反应式乘以或除以某数时， Δ H 也应乘以或除以某数。 ② 热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时， Δ H 都要带 “ ＋ ” 、 “ － ” 号计算、比较，即把 Δ H 看作一个整体进行分析判断。 ③ 在设计的反应途径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；反之会放热。 ④ 当设计的反应逆向进行时，其 Δ H 与正反应的 Δ H 数值相等，符号相反。 × × 　　 肼 (N 2 H 4 ) 可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂 N 2 O 4 反应生成 N 2 和水蒸气。 已知： ① N 2 (g) ＋ 2O 2 (g)===N 2 O 4 (l) Δ H 1 ＝－ 19.5 kJ·mol － 1 ②N 2 H 4 (l) ＋ O 2 (g)=== N 2 (g) ＋ 2H 2 O(g) Δ H 2 ＝－ 534.2 kJ·mol － 1 写出肼和 N 2 O 4 反应的热化学方程式 ___________________ ____________________________ 。 解析： N 2 H 4 与 N 2 O 4 发生反应的化学方程式为： 2N 2 H 4 ＋ N 2 O 4 ===3N 2 ＋ 4H 2 O ，根据盖斯定律可知：由 ② ×2 － ① 可得： 2N 2 H 4 (l) ＋ N 2 O(l)===3N 2 (g) ＋ 4H 2 O(g) Δ H ＝ 2Δ H 2 － Δ H 1 ＝ 2×( － 534.2 kJ·mol － 1 ) － ( － 19.5 kJ·mol － 1 ) ＝－ 1 048.9 kJ·mol － 1 。 答案： 2N 2 H 4 (l) ＋ N 2 O 4 (l)===3N 2 (g) ＋ 4H 2 O(g) 　 Δ H ＝－ 1 048.9 kJ·mol － 1 答案： ＋ 203.9 kJ·mol － 1 运用盖斯定律计算 Δ H 的方法 参照目标热化学方程式设计合理的反应途径，对原热化学方程式进行恰当的 “ 变形 ” ( 反写或乘除某一个数 ) ，然后热化学方程式之间进行 “ 加减 ” ，反应热也随之作相应改变及计算，从而得出新热化学方程式的反应热 Δ H 。 (1) 合理进行方程式的叠加： 热化学方程式的叠加类似于整式的运算，叠加时应遵循数学的运算规则，当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时，各物质前的化学计量数和 Δ H 需同乘以该化学计量数。 (2)“Δ H ” 在进行加、减、乘等运算时，一定要注意其符号的改变，即 Δ H 的运算包括数值和符号的双重运算。 1 ．反应 A ＋ B→C(Δ H <0) 分两步进行： ① A ＋ B→X(Δ H >0) ， ② X→C(Δ H <0) 。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 ( 　　 ) 解析： 选 。因总反应为放热反应，反应 ① 为吸热反应，反应 ② 为放热反应，所以反应 ② 放出的热量比反应 ① 吸收的热量多。选项 A ，图中反应 ① 为放热反应，反应 ② 为吸热反应，且总反应为吸热反应，错误；选项 B ，图中反应 ① 和反应 ② 均为吸热反应，错误；选项 C ，图中反应 ① 和反应 ② 均为放热反应，错误。 D 2 ．已知化学反应 A 2 (g) ＋ B 2 (g)===2AB(g) 的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 ( 　　 ) A ．每生成 2 分子 AB 吸收 b kJ 热量 B ．该反应热 Δ H ＝＋ ( a － b ) kJ·mol － 1 C ．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D ．断裂 1 mol A—A 和 1 mol B—B 键，放出 a kJ 能量 解析： 选 。观察题给图像可以得到，上述反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，其中反应热 Δ H ＝＋ ( a － b )kJ·mol － 1 。化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，化学键形成为放热过程。 B 解析： 选 。根据反应热与键能的关系可知： Δ H ＝ 945 kJ/mol ＋ 3×436 kJ/mol － 6×391 kJ/mol ＝－ 93 kJ/mol 。 A 4 ．实验测得： 101 kPa 时， 1 mol H 2 完全燃烧生成液态水，放出 285.8 kJ 的热量； 1 mol CH 4 完全燃烧生成液态水和 CO 2 ，放出 890.3 kJ 的热量。下列热化学方程式的书写正确的是 ( 　　 ) ①CH 4 (g) ＋ 2O 2 (g)===CO 2 (g) ＋ 2H 2 O(l) Δ H ＝＋ 890.3 kJ/mol ②CH 4 (g) ＋ 2O 2 (g)===CO 2 (g) ＋ 2H 2 O(l) Δ H ＝－ 890.3 kJ/mol ③CH 4 (g) ＋ O 2 (g)===CO 2 (g) ＋ 2H 2 O(g) Δ H ＝－ 890.3 kJ/mol ④2H 2 (g) ＋ 2O 2 (g)===2H 2 O(l) Δ H ＝－ 571.6 kJ/mol A ．仅有 ② 　　　　　　　　　　 B ．仅有 ②④ C ．仅有 ②③④ D ．全都符合要求 解析： 选 。甲烷的燃烧为放热反应， Δ H ＜ 0 ， ① 错误； 1 mol 甲烷完全燃烧生成液态水时，放出 890.3 kJ 热量， ③ 中生成的水为气态，故 ② 正确， ③ 错误； 2 mol H 2 完全燃烧生成液态水时放出的热量为 285.8 kJ×2 ＝ 571.6 kJ ， ④ 正确。 B 反应热大小的比较 (1) 同一反应的生成物状态不同时，如 A(g) ＋ B(g)===C (g)Δ H 1 ， A(g) ＋ B(g)===C(l) 　 Δ H 2 ，则 Δ H 1 ＞ Δ H 2 。 (2) 同一反应物状态不同时，如 A(s) ＋ B(g)===C(g) 　 Δ H 1 ， A(g) ＋ B(g)===C(g) 　 Δ H 2 ，则 Δ H 1 ＞ Δ H 2 。 (3) 两个有联系的反应相比较时，如 C(s) ＋ O 2 (g)=== CO 2 (g) 　 Δ H 1 ① ， C(s) ＋ 1/2O 2 (g)===CO(g) 　 Δ H 2 ② 。比较方法：利用反应 ① ( 包括 Δ H 1 ) 乘以某计量数减去反应 ② ( 包括 Δ H 2 ) 乘以某计量数，即得出 Δ H 3 ＝ Δ H 1 × 某计量数－ Δ H 2 × 某计量数，根据 Δ H 3 大于 0 或小于 0 进行比较。 总之，比较反应热的大小时要注意： ① 反应中各物质的聚集状态； ② Δ H 有正负之分，比较时要连同 “ ＋ ” 、 “ － ” 一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较； ③ 若只比较放出或吸收热量的多少，则只比较数值的大小，不考虑正、负号。 已知 1 mol 红磷转化为 1 mol 白磷，吸收 18.39 kJ 热量。 ① 4P( 红， s) ＋ 5O 2 (g)===2P 2 O 5 (s) ； Δ H 1 ②4P( 白， s) ＋ 5O 2 (g)===2P 2 O 5 (s) ； Δ H 2 则 Δ H 1 与 Δ H 2 的关系正确的是 ( 　　 ) A ． Δ H 1 ＝ Δ H 2 B ． Δ H 1 ＞ Δ H 2 C ． Δ H 1 ＜ Δ H 2 D ．无法确定 [ 解析 ] 　根据提供信息，由反应 ① 减去反应 ② 可得， 4P( 红， s)===4P( 白， s) ； Δ H ＝ Δ H 1 － Δ H 2 ＝＋ 18.39 kJ/mol×4 ＝＋ 73.56 kJ/mol ，故 Δ H 1 ＞ Δ H 2 ， B 正确。 [ 答案 ] 　 B A ． Δ H 1 ＞ Δ H 2 ； Δ H 3 ＞ Δ H 4 B ． Δ H 1 ＞ Δ H 2 ； Δ H 3 ＜ Δ H 4 C ． Δ H 1 ＝ Δ H 2 ； Δ H 3 ＜ Δ H 4 D ． Δ H 1 ＜ Δ H 2 ； Δ H 3 ＞ Δ H 4 解析： 选 。由于 H 2 O(g) 转化为 H 2 O(l) 要放出热量，所以等物质的量的 CH 4 (g) 燃烧生成液态水时放出热量的数值要比生成气态水时的大。等物质的量的 NaOH 与稀醋酸、浓 H 2 SO 4 恰好反应生成等物质的量的水，若不考虑浓 H 2 SO 4 溶解放热和弱电解质电离吸热，应放出相同的热量。但在实际反应中，浓 H 2 SO 4 溶于水时放热，使反应放出的总热量增多；醋酸是弱酸，部分 CH 3 COOH 分子在电离过程中要吸热，使反应放热减少。 B