2019届高考化学二轮复习化学反应与能量课件(共44张PPT)

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2019届高考化学二轮复习化学反应与能量课件(共44张PPT)

1 化学反应与能量 化学能与热能 第 六 章 1 下列说法正确的是 (     ) ①吸热反应发生过程中需要不断地从外界获得能量,放热反应发生过程中不需要外界能量 ②是放热反应还是吸热反应要由反应物、生成物所具有的总能量的相对大小决定 ③热化学方程式不仅表明了化学反应中物质的变化,也表明了反应中的能量变化 ④ 0.5 mol CH 4 完全燃烧生成 CO 2 和 H 2 O 时,放出 445 kJ 热量,其热化学方程式为 CH 4 (g)+2O 2 (g)=CO 2 (g)+2H 2 O(l);   Δ H =+890 kJ · mol -1 ⑤已知在 101 kPa 时, 2 g 碳燃烧生成 CO 放出热量为 Q kJ, 则碳的燃烧热为 6 Q kJ · mol -1 ⑥在稀溶液中,醋酸与氢氧化钠发生中和反应而生成 1 mol 水,这时的反应热叫中和热 体验1 ②③ 2        下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是         (   )    A.碳酸钙受热分解    B.乙醇燃烧    C.铝粉与氧化铁粉末反应    D.氧化钙溶于水 E. 硝酸铵溶于水 体验2 A 3         下列热化学方程式书写正确的是 (ΔH 的绝对值均正确 )    (   )   A.C 2 H 5 OH(l)+3O 2 (g)    2CO 2 (g)+3H 2 O(g) ; ΔH=-1367 . 0 kJ/mol( 燃烧热 )   B.NaOH(aq)+HCl(aq)    NaCl(aq)+H 2 O(l) ; ΔH=+57 . 3 kJ/mol( 中和热 )   C.S(s)+O 2 (g)    SO 2 (g) ;   ΔH=-296 . 8 kJ/mol( 反应热 )   D.2NO 2     O 2 +2NO;   ΔH=+116 . 2 kJ/mol( 反应热 ) 体验 3 C 4 (1) 含义:在恒压条件下进行的反应的 ___ ___ 等于焓变 (2) 表示符号: (3) 单位: _____ ( 或 ___________) 热效应 kJ/mol kJ·mol - 1 能量差 焓变 反应热 考点一 2 .吸热反应和放热反应 1 .反应热 ( 焓变 ) 某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的 ________ 即焓变 (Δ H ) 决定。 Δ H 5 (1) 概念 ① 吸热反应: 反应完成时, _______ 的总能量比 ______ 的总能量大的反应。 反应物 生成物 反应完成时, _______ 的总能量比 ______ 的总能量大的反应。 ② 放热反应: 反应物 生成物 (2) 表示方法 吸热反应: Δ H 为 “__” 或 _______ ; 放热反应: Δ H 为 “___” 或 _______ 。 + Δ H > 0 - Δ H <0 6 吸热反应和放热反应的能量图(从总能量的角度) 若 E 1 > E 2 ,△ H>0 ,反应表现为吸热;若 E 2 > E 1 , △ H<0 ,反应表现为放热。 从微观的角度 7 [ 想一想 1] 放热反应一定不需要加热,吸热反应一定需要加热吗?举例说明。 提示: 放热反应不一定都不需要加热,吸热反应也并不一定都需要加热。如:铁与硫粉加热才能反应,但它是放热反应;又如 NH 4 Cl(s) 与 Ba(OH) 2 ·8H 2 O(s) 的反应不需加热,但为吸热反应。 物质本身所具有的能量越低,说明其结构越稳定,热稳定性越强,断裂其化学键所吸收的能量就越高,而形成共化学键所释放的能量也越多。 即能量越低越稳定,键能越高越稳定。 注意 8 【 例 1】  已知反应 X + Y===M + N △ H>0 ,对这个反应的下列说法中正确的是 (    ) A . X 的能量一定低于 M 的能量, Y 的能量一定低于 N 的能量 B .因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行 C .破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量 D . X 和 Y 的总能量一定低于 M 和 N 的总能量 D 9 C . 2Na 2 O 2 (s) + 2CO 2 (s)===2Na 2 CO 3 (s) + O 2 (g) ΔH> - 452 kJ/mol D . CO(g) 与 Na 2 O 2 (s) 反应放出 509 kJ 热量时,电子转移数为 6.02×10 23 2 .已知: 2CO(g) + O 2 (g)===2CO 2 (g)   ΔH =- 566 kJ/mol Na 2 O 2 (s) + CO 2 (g)===Na 2 CO 3 (s) + 1/2O 2 (g) ΔH =- 226 kJ/mol 根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是 (    ) A.CO 的燃烧热为 -283 kJ/mol B. 下图可表示由 CO 生成 CO 2 的反应过程和能量关系 C 10 ( 1 )该反应是 ____________________ 反应(填“吸热”、“放热”)。 ( 2 )当反应达到平衡时,升高温度, A 的转化率 ______ (填“增大”、“减小”或“不变”),原因是 ____________________ 。 ( 3 )逆反应的活化能是 ____________________ ( 4 )在反应体系中加入催化剂,反应速率增大, E 1 和 E 2 的变化是: E 1 _________ , E 2 ________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。 3 反应 A(g)+B(g) C(g) +D(g) 过程中的能量变化如图所示,回答下列问题 放热 减小 E 2 减小 减小 11 ①金属置换水或酸中氢的反应; ②酸碱中和反应; ③燃料的燃烧反应; ④易爆物的爆炸反应; ⑤多数的化合反应。 3. 常见的放热反应和吸热反应 (1) 常见的放热反应 ①氢氧化钡晶体 [Ba(OH) 2 ·8H 2 O] 与氯化铵固体的反应; ②碳与水蒸气的反应,灼热的碳与 CO 2 的反应; ③盐的水解反应和弱电解质的电离; ④大多数的分解反应。 (2) 常见的吸热反应 12 ③ 浓 H 2 SO 4 、 NaOH 固体溶于水放热; NH 4 NO 3 溶于水吸热。因不是化学反应,其放出或吸收的热量不是反应热。 ②反应是否需要加热,只是引发反应的条件, 与反应是放热还是吸热并无直接关系 。许多放热反应也需要加热引发反应,也有部分吸热反应不需加热,在常温时就可以进行。 注意: ①反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的 相对大小 ④所有的化学反应均有能量的变化。 13 ①利用反应物与生成物的键能进行计算 Δ H = 反应物的键能总和 - 生成物的键能总和 1 )、反应热的计算 ②利用反应物与生成物的总能量进行计算 Δ H =生成物的总能量-反应物的总能量 ③利用根据热化学方程式计算进行计算 反应热与反应物或生成物的物质的量成正比。 ④根据实验数据计算 Δ H = Q = Cm ×Δ T ( C 代表反应物的比热容,单位 kJ·kg - 1 ·K - 1 ) 4 、反应热的计算和比较 14 b. 需要时可将热化学反应方程式的系数 扩大或缩小,应注意 Δ 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 Δ H 绝对值相等,符号相反。 ⑤根据盖斯定律计算 a. 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。 15 【 例 4】  已知 H 2 (g) + Br 2 (l)===2HBr(g) ; Δ H =- 72 kJ/mol ,蒸发 1 mol Br 2 (l) 需要吸收的能量为 30 kJ ,其他相关数据如下表: 则表中 a 为 (    ) A . 404     B . 260     C . 230     D . 200   H 2 (g) Br 2 (g) HBr(g) 1 mol 分子中的化学键断裂时需要吸收的能量 /kJ 436 a 369 D 16 【 即时巩固 4】  白磷与氧可发生如下反应: P 4 + 5O 2 ===P 4 O 10 。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为: P—P   a kJ·mol - 1 、 P—O b kJ·mol - 1 、 P===O c kJ·mol - 1 、 O===O d kJ·mol - 1 。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的 Δ H ,其中正确的是 (    ) A . (6 a + 5 d - 4 c - 12 b ) kJ·mol - 1 B . (4 c + 12 b - 6 a - 5 d ) kJ·mol - 1 C . (4 c + 12 b - 4 a - 5 d ) kJ·mol - 1 D . (4 a + 5 d - 4 c - 12 b ) kJ·mol - 1 A 17 【 例 5】  在 298 K 、 100 kPa 时,已知: 2H 2 O(g)===O 2 (g) + 2H 2 (g) ; Δ H 1 Cl 2 (g) + H 2 (g)===2HCl(g) ; Δ H 2 2Cl 2 (g) + 2H 2 O(g)===4HCl(g) + O 2 (g) ; Δ H 3 则 Δ H 3 与 Δ H 1 和 Δ H 2 间的关系正确的是 A . Δ H 3 = Δ H 1 + 2Δ H 2 B . Δ H 3 = Δ H 1 + Δ H 2 C . Δ H 3 = Δ H 1 - 2Δ H 2 D . Δ H 3 = Δ H 1 - Δ H 2 A 18 【 即时巩固 5】 .己知: NH 3 •H 2 O ( aq )与 H 2 SO 4 ( aq )反应生成 1mol 正盐的△ H= -4.2kJ/moL ; 强酸、强碱的稀溶液反应的中和热的△ H= -57.3kJ/mol 。则 NH 3 ·H 2 O 在水溶液中电离的△ H 等于 A . -61 . 5 kJ/mol B . +53 . 1kJ/mol C . +59 . 4 kJ/mol D . +55 . 2 kJ/mol D NH 3 .H 2 O(aq)+H + (aq)=NH 4 + (aq)+H 2 O(l) △H=-2.1KJ/mol OH - (aq)+H + (aq)=H 2 O(l) △H=-57.3KJ/mol 19 例6.磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物 P 2 O 3 和 P 2 O 5 ,现将 3.1g 的单质磷( P )在 3.2g 氧气中燃烧至反应物耗尽,并放出 X kJ 的热量。 ( 1 )反应后生成物的组成(用化学式表示)是 。 ( 2 )已知单质磷的燃烧热为 Y kJ / mol ,则 1molP 与 O 2 反应生成固态 P 2 O 3 的反应热 Δ H = 。 P 2 O 3 、 P 2 O 5 -( 20X - Y ) KJ / mol 0.1molP+0.1molO 2 P 2 O 3 P 2 O 5 0.025mol 0.025mol 4P(s)+5O 2 (g)=2P 2 O 5 (s) △H=-2YKJ/mol 20 例6 下列各组热化学方程式中,化学反应的 D H 前者大于后者的是 ( ) ① C(s)+O 2 (g)===CO 2 (g) ; D H 1   C(s)+1/2O 2 (g)===CO(g) ; D H 2 ② S(s)+O 2 (g)===SO 2 (g) ; D H 3   S(g)+O 2 (g)===SO 2 (g) ; D H 4 ③ H 2 (g)+1/2O 2 (g)===H 2 O(l) ; D H 5   2H 2 (g)+O 2 (g)===2H 2 O(l) ; D H 6 ④ CaCO 3 (s)===CaO(s)+CO 2 (g) ; D H 7   CaO(s)+H 2 O(l)===Ca(OH) 2 (s) ; D H 8 A . ③ B . ① ④ C . ②③④ D . ①②③ C 21 a. 反应物和生成物的 聚集状态、化学计量数不同 , Δ H 不同。 b.Δ H 是带符号比较的 ,所有吸热反应的 Δ H 比所有放热反应的 Δ H 大。放热反应的反应热 Δ H <0 ,放热越多, |Δ H | 越大, Δ H 越小。 2)反应热的大小比较 c. 物质的气、液、固三态变化的热效应:   注意: 同一物质由固态→液态→气态及弱电解质的电离都有吸热过程,但不能称为吸热反应。 22   d. 对于可逆反应,因反应不能进行完全, 实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的数值 。例如: 2SO 2 (g)+O 2 (g)   2SO 3 (g) ; Δ H =-196.6 kJ·mol -1 ,则向密闭容器中通入 2 mol SO 2 和 1 mol O 2 ,反应达到平衡后,放出的热量要小于 196.6 kJ 。 23 2H 2 (g) + O 2 (g)===2H 2 O(l)   Δ H =- 571.6 kJ·mol - 1 表示在 ____________ 条件下, ______H 2 (g) 和 ______O 2 (g) 完全反应生成 ___________ 时要 ___________ 的能量。    考点二 热化学方程式的意义与书写 表示 ________________ 和 _______ 的关系的化学方程式。 1 .概念 热化学方程式不仅表明了化学反应中的 物质变化 ,同时也表明了化学反应中的 能量变化 。 2 . 意义 参加反应物质的量 反应热 25 ℃、 101 kPa 2 mol 1 mol 2 mol H 2 O(l) 放出 571.6 kJ 24   【 例 1】 下列热化学方程式或离子方程式中正确的是 (    ) D 25 【 即时巩固 1】   1 mol 红磷 (P) 完全燃烧生成 P 2 O 5 ,放出 777.5 kJ 热量。则下列热化学方程式书写正确的是 (    ) A . 4P(s) + 5O 2 (g)===2P 2 O 5 (s)   Δ H =- 3 110 kJ/mol D 26 3 、书写热化学方程式的注意事项: ① 要注明温度、压强等条件,如未注明,指25 ℃、101 kPa。 ② 反应的热量与反应物、生成物的状态有关。热反应方程式要注明反应物和生成物的聚集状态或晶型。常用s、l、g分别表示固体、液体、气体, 不用标 “↑” 或 “↓” , 物质的水溶液则用“aq”表示。 若 有同素异形体,则标出名称。 ③ 放热反应Δ H <0,吸热反应Δ H >0,单位是 kJ·mol -1 。 ④ Δ H 与方程式化学计量数有关,注意方程式与对应 Δ H 不要弄错,化学计量数以“ mol” 为单位,可以是小数或分数 。 27 28 3 . 已知 101KPa 时的辛烷的燃烧热为 5518 kJ/mol ,强酸与强碱在稀溶液中发生反应时的中和热为 57.3kJ/mol ,则下列热化学方程式书写正确的是 ( ) ① C 8 H 18 ( l ) + 25/2O 2 ( g )= 8CO 2 ( g ) + 9H 2 O ( g ); △ H = -5518kJ/mol ②C 8 H 18 ( l ) + 25/2O 2 ( g )= 8CO 2 ( g ) + 9H 2 O ( l ); △ H = - 5518kJ/mol ③H+ ( aq ) + OH — ( aq )= H 2 O ( l ); △ H = - 57.3kJ/mol ④H 2 SO 4 (aq) +2 NaOH(aq) = Na 2 SO 4 (aq) + 2H 2 O(l) ; △ H = -57.3kJ/mol A .①③ B .②③ C .②④ D .② 29 1 mol 纯物质 稳定的化合物 中和热和燃烧热 考点三 1 .概念 一、 燃烧热 25 ℃ 、 101 kPa 时, ___________ 完全燃烧生成 ____________ 时所放出的热量。 2 .单位 kJ/mol 提示: CO 2 (g) ; H 2 O(l) ; SO 2 (g) 。 [ 想一想 2] 在表示燃烧热时, C 、 H 、 S 等元素完全燃烧时对应的物质及其状态分别是什么? 30 3. 注意: ① 1 mol 物质 ② 完全 燃烧生成 稳定的氧化物 ③都是 放热 反应 ④书写燃烧热的热化学方程式时,通常以燃烧 1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数 , 方程式中可能会出现分数 ⑤如果说燃烧热为多少时,应填写 正的值 “ XXKJ/mol” 31 (1) 稀 溶液 ( 2 )酸、碱分别是 强 酸、 强 碱,且生成 可溶性盐 。 (3) 生成 1mol 水 ( 4 )中和热 △ H 为 负值 ,且数值 固定不变 。若说中和热为多少,只填写 正值 ( 5 )写中和热的热化学方程式时,以生成 1 mol 水为标准来配平其余物质的化学计量数 , 方程式中其余物质的计量数可能会出现分数 1 mol H 2 O 放出 1 .概念 二、中和热 在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成 _________ 时所 _____ 的热量。 2 .注意 32 例 7 . 已知 H + ( aq ) +OH — ( aq ) = H 2 O ( l ) ;ΔH= -57 .3 kJ/mol, 向 50mL2mol/ L 的 NaOH 溶液中加入 1mol/L 的某种酸 , 测得加入酸的体积与反应放出的热量关系如右图所示(不考虑热量损失) , 则该酸可能是 ( ) A .盐酸          B .醋酸 C .草酸( HOOC-COOH ) D .硫酸 C 33 即时训练.下列说法或表示方法正确的是 ( ) A .若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多 B .由“ C (石墨)→ C (金刚石) ΔH =+ 1.9KJ / mol” 可知,金刚石比石墨稳定 C .在稀溶液中: H +( aq )+ OH -( aq )= H 2 O ( l ) △ H =- 57.3KJ·mol - 1 若将含 0.5molH 2 SO 4 的浓硫酸与含 1molNaOH 的溶液混合,放出的热量大于 57.3KJ D .在 101KPa 时, 2gH 2 完全燃烧生成液态水,放出 285.8KJ 热量,氢气燃烧热的热化学方程式表示为: 2H 2 ( g )+ O 2 ( g )= 2H 2 O ( l ) ΔH = -571.6KJ / mol C 34 ● 实验用品 大烧杯 (500 mL) 、小烧杯 (100 mL) 、 温度计 、量筒 (50 mL) 两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板 ( 中心有两个小孔 ) 、 环形玻璃搅拌棒。 0 . 50 mol/L 盐酸、 0.55 mol/L NaOH 溶液。 ● 实验步骤 (1) 在大烧杯底部垫泡沫塑料 ( 或纸条 ) ,使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料 ( 或纸条 ) ,大烧杯上用泡沫塑料板 ( 或硬纸板 ) 作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,如图所示。 3 中和反应反应热的测定 35 (2) 用一个量筒量取 50 mL 0.50 mol/L 盐酸,倒入小烧杯中,并用温度计 测量盐酸的温度 ,记入下表,然后把 温度计上的酸用水冲洗干净 。 (3) 用另一个量筒量取 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液,并用温度计 测量 NaOH 溶液的温度 ,记入下表。 如图 36 (4) 把套有盖板的温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中,并把量筒中的 NaOH 溶液 一次 倒入小烧杯 ( 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,记为终止温度。 (5) 重复实验 2 ~ 4 次,取测量所得数据的 平均值 作为计算依据。 ● 产生误差的原因 (1) 量取溶液的体积有误差 ( 测量结果是按 50 mL 的酸、碱进行计算,若实际量取时,多于 50 mL 或小于 50 mL 都会造成误差 ) 。 (2) 温度计的读数有误。 37 (3) 实验过程中有液体洒在外面。 (4) 混合酸、碱溶液时,动作缓慢,导致实验误差。 (5) 隔热操作不到位,致使实验过程中热量损失而导致误差。 (6) 测了酸后的温度计未用水清洗便立即去测碱的温度,致使热量损失而引起误差。 38 (1) 烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 _________________ 。 (2) 大烧杯上如不加盖硬纸板,求得中和热 ( 所放出热量 ) 的数值 ________( 填 “ 偏大 ” 、 “ 偏小 ” 或 “ 无影响 ”) 。 (3) 实验中改用 60 mL 0.50 mol·L - 1 盐酸与 50 mL 0.55 mol·L - 1 氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 ________( 填 “ 相等 ” 或 “ 不相等 ”) ,所求中和热的数值 ________( 填 “ 相等 ” 或 “ 不相等 ”) ,简述理由 ________________________ 。 (4) 用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行上述实验,所放出的热量会 ______ ,用 50 mL 0.50 mol·L - 1 氢氧化钠溶液进行上述实验,所放出的热量会 ______ 。 ( 均选填 “ 偏大 ” 、 “ 偏小 ” 或 “ 无影响 ”) 【 案例 5】   50 mL 0.50 mol·L - 1 盐酸与 50 mL 0.55 mol·L - 1 氢氧化钠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可计算中和热。回答下列问题: 保温隔热,减少实验中的热量损失 偏小 不相等 相等 中和反应放出的热与生成 H2O 的物质的量成正比,而中和热是指每生成 1 mol H2O 放出的热,是个定值 偏小 偏小 39 【 规律方法 】  中和反应反应热的测定注意事项: ① 测定一种溶液的温度后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中,且要稳定一段时间再记下读数。 ② 实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。 ③ 操作时 动作要快 ,尽量减少热量的散失。 ④ 实验时亦可选用浓度体积都不相同的酸碱溶液进行中和热的测定,但在计算时, 应取二者中量小的一种, 因为过量的酸碱并不参加中和反应。 ⑤ 碱液要稍 过量, 以确保盐酸被完全中和。 40 【 即时巩固 7】  将 V 1 mL 1.00 mol·L - 1 盐酸和 V 2 mL 未知浓度的 NaOH 溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度,实验结果如下图所示 ( 实验中始终保持 V 1 + V 2 = 50 mL) 。下列叙述正确的是 (    ) A .做该实验时环境温度为 22 ℃ B .该实验表明化学能可以转化为热能 C . NaOH 溶液的浓度约是 1.00 mol·L - 1 D .该实验表明有水生成的反应都是放热反应 B 41 1 、能源就是能提供 自然资源,包括 等。 2 、我国目前使用的主要能源是 ,是能不 。 3 、 能源是国民经济和社会发展的重要物质基础,它的开发和利用情况,可以用来衡量一个国家或地区的经济发展和科学技术水平 3. 解决能源的办法是 ,即开发 和节约 ,提高能源的 。 4. 现在探索开发的新能源有 等, 新能源的主要优势是 。 能量 化石燃料 ( 煤、石油、天然气 ) 、阳光、生物能、风能、地热能、海洋 ( 潮汐 ) 能 化石燃料 再生 开源节流 新的能源 现有能源 利用率 太阳能、氢能、地热能、海洋(潮汐)能、生物能 资源丰富,可以再生,污染少 能源 考点四 42 1. 下列说法不正确的是 ( ) 。 ①化石燃料在任何条件下都能充分燃烧 ②化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的 CO 、 S0 2 等有害气体 ③ 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好 ④ 固体煤变为气体燃料后,燃烧效率更低 A .①④ B .②③④ C .②③ D .①③④ A 43 2 .能源可分为一级能源和二级能源,自然界中以现成形式提供的能源称一级能源,需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。据此判断下列叙述正确的是 A .天然气是二级能源 B .石油是二级能源 C .电能是一级能源 D .水力是一级能源 D 44
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