2019届高考化学二轮复习专题五化学反应中的热效应课件（48张PPT）

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专题五　化学反应中的热效应 第 1 课时　反应热与热化学方程式 [ 考试标准 ] 考点 知识条目 必考要求 加试要求 考情分析 反应热 化学反应中能量转化的主要形式 a b 2016.4T11 、 2017.4T9 、 2018.4T14 吸热反应和放热反应 a a 2017.4T3 从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应 b b 2016.10T12 、 2017.4T12 、 2018.4T21 、 30 化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系 b c 2017.4T19 、 2018.6T20 反应热   a 2015.10T30 、 2016.4T18 、 2017.4T5 、 2017.11T19 焓变的涵义   a 2017.4T3 焓变与键能的关系   c 2016.10T19 、 2017.4T19 热化学 方程式 热化学方程式的书写 a b 2015.10T12 、 2016.10T30 、 2017.4T30 、 2018.6T20 利用热化学方程式进行简单计算 b c 2016.10T19 、 2017.4T19 合理利用化石燃料，提高燃料燃烧效率的方法 a a 2016.10T11 考点一：化学反应中能量变化 1. （ 2017· 浙江温州十校联合体） 下列说法正确的是（　　） A. 煤、石油是不可再生能源，天然气是可再生能源 B. 在化学反应中，反应物转化为生成物的同时，必然发生能量的变化 C. 热值指在一定条件下， 1 mol 的物质完全燃烧所放出的热量 D. 若化学过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热 解析 　 A. 煤、石油和天然气均为化石燃料，均不可再生，故 A 错误； B. 化学反应一定伴随着能量的变化，不存在既不吸热也不放热的反应，故 B 正确； C. 热值指的是在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，而不是 1 mol 物质燃烧，故 C 错误； D. 若化学过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，则 Δ H ＝断键吸收的热量－成键放出的热量＞ 0 ，则反应吸热，故 D 错误。 答案 　 B 考点二：反应热的比较 2. （ 2018· 浙江温州适应性测试） 室温下， CuSO 4 （ s ）和 CuSO 4 ·5H 2 O （ s ）溶于水及 CuSO 4 ·5H 2 O 受热分解的能量变化如图所示，下列说法不正确的是（　　） A. 将 CuSO 4 ·5H 2 O （ s ）溶于水会使溶液温度降低 B. 将 CuSO 4 （ s ）溶于水会使溶液温度升高 C.Δ H 3 ＞ Δ H 2 D.Δ H 1 ＝ Δ H 2 ＋ Δ H 3 答案　 D 考点三：能量变化图像 3. （ 2018· 浙江省磐安二中） 25 ℃ 、 101 kPa 时，有以下能量转化图，下列说法不正确的是（　　） A. 转化 Ⅱ 的热化学方程式 2CO （ g ）＋ O 2 （ g ） ===2CO 2 （ g ）　 Δ H ＝－ 282.9 kJ·mol － 1 B. 相同条件下， 1 mol C （ s ）和 0.5 mol O 2 （ g ）总能量高于 1 mol CO （ g ）的能量 C. 由 C → CO 的热化学方程式 2C （ s ）＋ O 2 （ g ） ===2CO （ g ）　 Δ H ＝－ 221.2 kJ·mol － 1 D.CO 2 （ g ）分解为 C （ s ）和 O 2 （ g ）是吸热反应 解析　 A 项转化 Ⅱ 的热化学方程式 CO （ g ）＋ 1/2O 2 （ g ） ===CO 2 （ g ）　 Δ H ＝－ 282.9 kJ·mol － 1 ， A 不正确； B 项，由图像可知，相同条件下， 1 mol C （ s ）和 0.5 mol O 2 （ g ）总能量高于 1 mol CO （ g ）的能量，正确； C 项由 C → CO 的热化学方程式 2C （ s ）＋ O 2 （ g ） ===2CO （ g ）　 Δ H ＝－（ 393.5 － 282.9 ） × 2 ＝ － 221.2 kJ·mol － 1 ，正确； D 项由图像可知， CO 2 （ g ）分解为 C （ s ）和 O 2 （ g ）是吸热反应，正确。 答案　 A 考点四：热化学方程式的意义 4. （ 2018· 嘉兴二模） 肼（ N 2 H 4 ）在不同条件下分解产物不同， 200 ℃ 时在 Cu 表面分解的机理如图 1 。已知 200 ℃ 时： 反应 Ⅰ ： 3N 2 H 4 （ g ） ===N 2 （ g ）＋ 4NH 3 （ g ） Δ H l ＝－ 32.9 kJ/mol 反应 Ⅱ ： N 2 H 4 （ g ）＋ H 2 （ g ） ===2NH 3 （ g ） Δ H 2 ＝－ 41.8 kJ/mol 下列说法不正确的是 （双选） （　　） A. 图 l 所示过程 ① 、 ② 都是放热反应 B. 反应 Ⅱ 的能量过程示意图如图 2 所示 C. 断开 3 mol N 2 H 4 （ g ）中的化学键吸收的能量大于形成 1 mol N 2 （ g ）和 4 mol NH 3 （ g ）中的化学键释放的能量 D.200 ℃ 时，肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为 N 2 H 4 （ g ） ===N 2 （ g ）＋ 2H 2 （ g ）　 Δ H ＝＋ 50.7 kJ/mol 解析　 A. 图 1 所示过程 ① 发生的反应是 Ⅰ ，焓变为负值，所以是放热反应，过程 ② 中 NH 3 分解生成 N 2 和 H 2 ，该反应为吸热反应，故 A 错误； B. 反应 Ⅱ 是放热反应，图 2 所示的能量过程示意图正确， B 正确； C. 由于反应 I 为放热反应，因此断开 3 mol N 2 H 4 （ g ）中的化学键吸收的能量小于形成 1 mol N 2 （ g ）和 4 mol NH 3 （ g ）中的化学键释放的能量， C 错误； D. 根据盖斯定律： Ⅰ － 2 ×Ⅱ 得 N 2 H 4 （ g ） ===N 2 （ g ）＋ 2H 2 （ g ）　 Δ H ＝＋ 50.7 kJ/mol ， D 正确。答案选 AC 。 答案　 AC 考点五：热化学方程式的正误判断 5. （ 2018· 温州十五校联合体） 1 g H 2 完全燃烧生成液态水放出 142.9 kJ 的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是（　　） A.2H 2 （ g ）＋ O 2 （ g ） ===2H 2 O （ l ） Δ H ＝－ 142.9 kJ·mol － 1 B.2H 2 （ g ）＋ O 2 （ g ） ===2H 2 O （ l ） Δ H ＝＋ 571.6 kJ·mol － 1 C.2H 2 ＋ O 2 ===2H 2 O 　 Δ H ＝－ 571.6 kJ·mol － 1 D.H 2 （ g ）＋ 1/2O 2 （ g ） ===H 2 O （ l ） Δ H ＝－ 285.8 kJ·mol － 1 解析　 A.1 g 氢气燃烧生成液态水，放出 142.9 kJ 热量，所以 2 mol 氢气燃烧生成液态水，放出的热量为 142.9 kJ × 4 ＝ 571.6 kJ ，所以 Δ H ＝－ 571.6 kJ/mol ，故 A 错误； B.Δ H 应该小于 0 ，故 B 错误； C. 物质的状态影响反应热，未注明物质的聚集状态，故 C 错误； D.2 g H 2 燃烧生成液态水时放出 285.8 kJ 的热量， Δ H ＜ 0 ，热化学方程式为 H 2 （ g ）＋ 1/2O 2 （ g ） ===H 2 O （ l ）　 Δ H ＝－ 285.8 kJ·mol － 1 ，故 D 正确；故选 D 。 答案　 D 考点六：热化学方程式的书写 6. （ 2018· 余姚中学） 根据能量变化示意图，请写出氮气和氢气合成液态的氨气的热化学方程式 ________________________________________ ___________________________________________________________ 。 易错点一　不能正确比较反应热的大小比较反应热大小的四个注意要点 1. 反应物和生成物的状态：物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。 2.Δ H 的符号：比较反应热的大小时，不要只比较 Δ H 数值的大小，还要考虑其符号。 3. 参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的 Δ H 越小，吸热反应的 Δ H 越大。 4. 反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。 [ 易错训练 1] 　 （ 2017· 衢、丽、湖、舟四地联考） 关于热化学方程式： S （ s ）＋ O 2 （ g ） ===SO 2 （ g ）　 Δ H ＝－ 297.23 kJ·mol － 1 ，下列分析正确的是（　　） A.1 mol S （ s ）与 1 mol O 2 （ g ）的总能量比 1 mol SO 2 （ g ）的总能量低 297.23 kJ B.1 mol S （ g ）与 1 mol O 2 （ g ）反应生成 1 mol SO 2 （ g ）放出 297.23 kJ 的热量 C.S （ g ）＋ O 2 （ g ） ===SO 2 （ g ）　该反应的 Δ H 小于－ 297.23 kJ·mol － 1 D. 反应物的总键能大于生成物的总键能 解析 　题给反应是放热反应，说明反应物的能量比生成物的能量高， A 项错误；题给反应中 S 是固态， B 项错误；由盖斯定律，两个方程式相减： S （ s ） ===S （ g ）　－ 297.23 － Δ H >0 ， C 项正确； Δ H ＝反应物的键能－生成物的键能 <0 ， D 项错误。 答案 　 C 易错点二　不能正确认识反应热、焓变、反应条件之间的关系 1. 不能正确认识反应热与反应条件的关系 误认为反应条件不同时， Δ H 也不同。其实不然，如同温同压下， H 2 （ g ）和 Cl 2 （ g ）的总能量与 HCl （ g ）的总能量的差值不受光照和点燃条件的影响，故该反应在不同条件下的Δ H 相同。 2. 反应热和焓变的认识误区 （ 1 ）物质中化学键越难断裂，物质越稳定，具有的能量越低。 （ 2 ）同一物质的能量不一定相同，气态时最高。 （ 3 ）反应热不仅带数值、单位，还要指明 “ ＋ ” 、 “ － ” 。 3. 不能正确理解可逆反应的反应热 答案　 C 易错点三　热化学方程式的书写与判断的常见易错点 1. 化学计量数只表示物质的量，不是粒子数，计量数可以是分数但最好不都是分数，并且不要带有公约数。 2.Δ H 与物质的状态有关，不要漏掉状态。 3.Δ H 与化学计量数成正比，化学计量数变 Δ H 也变。 4.Δ H 的符号、数值和单位不要写错或漏掉。 5. 反应条件如 “ 高温 ” 、 “ 催化剂 ” 、 “ 点燃 ” 等不必注明。 6. 要注明测定反应热的条件；反应热 Δ H 与测定条件（温度、压强等）有关。因此书写热化学方程式时应注明 Δ H 的测定条件。绝大多数 Δ H 是在 25 ℃ 、 101 kPa 下测定的，可不注明温度和压强。 [ 易错训练 3] 　 （ 2016· 金华十校高一下期末调研） SiH 4 是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成 SiO 2 和液态 H 2 O 。已知室温下 2 g SiH 4 自燃放出热量 89.2 kJ 。 SiH 4 自燃的热化学方程式为 __________________________________ 。 解析　 2 g SiH 4 自燃放出热量 89.2 kJ ， 1 mol SiH 4 自燃放出热量 1 427.2 kJ ，故热化学方程式为： SiH 4 （ g ）＋ 2O 2 （ g ） ===SiO 2 （ s ）＋ 2H 2 O （ l ）　 Δ H ＝ － 1 427.2 kJ·mol － 1 。 答案　 SiH 4 （ g ）＋ 2O 2 （ g ） ===SiO 2 （ s ）＋ 2H 2 O （ l ）　 Δ H ＝－ 1 427.2 kJ·mol － 1 第 2 课时　燃烧热、中和热及盖斯定律 [ 考试标准 ] 考点 知识条目 必考要求 加试要求 考情分析 中和热、燃烧热 中和热的测定   b   标准燃烧热的概念   a 2017.4T19 热值的概念   a 2016.4T18 、 19 合理利用化石燃料，提高燃料燃烧效率的方法 a a 2016.4T11 、 2017.11T5 、 2018.6T20 Δ H 的计算 焓变与键能的关系   c 2015.10T30 、 2016.10T19 、 2017.4T19 、 2018.6T20 盖斯定律及其简单计算   b 2015.10T30 、 2017.4T30 、 2017.11T19 、 2018.4T21 考点一：燃烧热和中和热 1. （ 2017 ·温州二外学校高二期末） 下列说法或表示法不正确的是（　　） A. 等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多 B. 已知 2H 2 （ g ）＋ O 2 （ g ） ===2H 2 O （ l ）　 Δ H ＝－ 571.6 kJ·mol － 1 ，则 H 2 的燃烧热为 285.8 kJ·mol － 1 C. 在稀溶液中： H ＋ （ aq ）＋ OH － （ aq ） ===H 2 O （ l ）　 Δ H ＝－ 57.3 kJ·mol － 1 ，若将含 1 mol CH 3 COOH 的醋酸溶液与含 1 mol Ba （ OH ） 2 的溶液混合，放出的热量小于 57.3 kJ D. 在 101 kPa 、 25 ℃ 时， 2 g H 2 完全燃烧生成液态水，放出 285.8 kJ 热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为 2H 2 （ g ）＋ O 2 （ g ） ===2H 2 O （ l ）　 Δ H ＝＋ 285.8 kJ·mol － 1 解析　 A 项等量的硫蒸气比硫固体能量高，分别完全燃烧两者生成同一物质，前者放出热量多 , 正确； B 项燃烧热必须是 1 mol 的物质完全燃烧生成稳定化合物所产生的热量 , 所以根据反应 2H 2 （ g ）＋ O 2 （ g ） ===2H 2 O （ l ）　 Δ H ＝－ 571.6 kJ·mol － 1 ，则 H 2 的燃烧热为 285.8 kJ·mol － 1 ，正确； C 项 CH 3 COOH 是弱酸，其中和反应所产生的能量一部分用于电离消耗，因此放出的能量小于 57.3 kJ ，正确； D 项按照信息，氢气燃烧的热化学方程式表示为 H 2 （ g ）＋ 1/2O 2 （ g ） ===H 2 O （ l ）　 Δ H ＝ － 285.8 kJ·mol － 1 ，错误。 答案　 D 考点二：利用键能计算 Δ H 2. （ 2016· 杭州地区重点中学高二下期中） 已知： P 4 （ g ）＋ 6Cl 2 （ g ） ===4PCl 3 （ g ）　 Δ H ＝ a kJ·mol － 1 ， P 4 （ g ）＋ 10Cl 2 （ g ） ===4PCl 5 （ g ）　 Δ H ＝ b kJ·mol － 1 ， P 4 具有正四面体结构， PCl 5 中 P—Cl 的键能为 c kJ·mol － 1 ， PCl 3 中 P—Cl 的键能为 1.2 c kJ·mol － 1 ，下列叙述正确的是（　　） A.P—P 的键能大于 P—Cl 的键能 B. 可求 Cl 2 （ g ）＋ PCl 3 （ g ） ===PCl 5 （ s ）的反应热 Δ H C.Cl—Cl 的键能为（ b － a ＋ 5.6 c ） /4 kJ·mol － 1 D.P—P 的键能为（ 5 a － 3 b ＋ 12 c ） /8 kJ·mol － 1 答案　 C 考点三：利用盖斯定律计算 Δ H 3. （ 1 ）用 CaSO 4 代替 O 2 与燃料 CO 反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯 CO 2 ，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应 ① 为主反应，反应 ② 和 ③ 为副反应。 （ 2 ）已知： 25 ℃ 、 101 kPa 时， Mn （ s ）＋ O 2 （ g ） ===MnO 2 （ s ）　 Δ H ＝－ 520 kJ/mol S （ s ）＋ O 2 （ g ） ===SO 2 （ g ）　 Δ H ＝－ 297 kJ/mol Mn （ s ）＋ S （ s ）＋ 2O 2 （ g ） ===MnSO 4 （ s ）　 Δ H ＝－ 1 065 kJ/mol SO 2 与 MnO 2 反应生成无水 MnSO 4 的热化学方程式是 ___________________________________________________________ 。 答案　（ 1 ） 4Δ H 1 ＋ Δ H 2 ＋ 2Δ H 3 　（ 2 ） MnO 2 （ s ）＋ SO 2 （ g ） ===MnSO 4 （ s ）　 Δ H ＝－ 248 kJ/mol 　（ 3 ） 2Δ H 2 － Δ H 1 易错点一　不能正确理解燃烧热的概念 误认为 1 mol 可燃物燃烧时放出的热量就是燃烧热。其实不然，生成的氧化物必须是稳定的，如 H 2 完全燃烧生成 H 2 O （ l ）而非 H 2 O （ g ）， C 完全燃烧生成 CO 2 （ g ）而非 CO （ g ）等。 [ 易错训练 1] 　 （加试题） （ 2018· 桐乡高一期末模拟） 一些烷烃的标准燃烧热如下表： 下列说法正确的是（　　） A. 正戊烷的标准燃烧热大约是 3 540 kJ·mol － 1 B. 热稳定性：正丁烷 > 异丁烷 C. 乙烷燃烧的热化学方程式为： 2C 2 H 6 （ g ）＋ 7O 2 （ g ） ===4CO 2 （ g ）＋ 6H 2 O （ g ）　 Δ H ＝－ 1 560.8 kJ·mol － 1 D. 相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多 化合物 标准燃烧热（ kJ·mol － 1 ） 化合物 标准燃烧热（ kJ·mol － 1 ） 甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6 丙烷 2 221.5 2 - 甲基 丁烷 3 531.3 解析　 由正丁烷和异丁烷的标准燃烧热数据可推出正戊烷比 2- 甲基丁烷的标准燃烧热略大些， A 正确；正丁烷和异丁烷燃烧生成等量的相同的物质，即生成新化学键时所放出的热量相等， 1 mol 正丁烷完全燃烧放出的热量比 1 mol 异丁烷完全燃烧放出的热量多，即 1 mol 正丁烷与 O 2 反应时断键所吸收的能量比 1 mol 异丁烷与 O 2 反应时断键所吸收的能量少，从而说明正丁烷的热稳定性小于异丁烷； C 项中的 Δ H ＝－ 3 121.6 kJ·mol － 1 且 H 2 O 应为液态； D 项 1 g CH 4 燃烧放出 55.69 kJ 的热量， 1 g C 2 H 6 燃烧放出 52.03 kJ 的热量， D 项错误。 答案　 A 易错点二　不能正确理解中和热的概念 对于强酸和强碱的稀溶液反应，其中和热是相等的，都约是 57.3 kJ·mol － 1 ； H ＋ （ aq ）＋ OH － （ aq ） ===H 2 O （ l ）　 Δ H ＝－ 57.3 kJ·mol － 1 。对于强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液反应，中和热一般小于 57.3 kJ·mol － 1 ，因为弱电解质的电离是吸热的。中和反应的实质是 H ＋ 和 OH － 结合生成 H 2 O 。若反应过程中有其他物质生成（如生成不溶性物质或难电离物质等），这部分反应热不在中和热之内。 [ 易错训练 2] 　 （ 2016· 杭州市七校高二下期中） 已知反应： ① 101 kPa 时， 2C （ s ）＋ O 2 （ g ） ===2CO （ g ）　 Δ H ＝－ 221 kJ·mol － 1 　 ② 稀溶液中， H ＋ （ aq ）＋ OH － （ aq ） ===H 2 O （ l ）　 Δ H ＝－ 57.3 kJ·mol － 1 ，下列结论正确的是（　　） A. 碳的燃烧热的数值小于 110.5 kJ·mol － 1 B. ① 的反应热为 221 kJ·mol － 1 C.1 mol H ＋ （ aq ）与 1 mol OH － （ aq ）的总能量高于 1 mol H 2 O （ l ）的能量 D. 浓硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热为－ 57.3 kJ·mol － 1 解析　 A 项，结合 ① 知， 1 mol C 不完全燃烧即可放出 110.5 kJ 热量，故碳的燃烧热的数值大于 110.5 kJ·mol － 1 ， A 项错误； B 项， ① 的反应热为－ 221 kJ·mol － 1 ， B 项错误； C 项，中和反应为放热反应， C 项正确； D 项，浓硫酸稀释时会放热，放出的热量大于 57.3 kJ ， D 项错误。 答案　 C 易错点三　不能正确利用键能计算反应热 1.Δ H 与键能的关系 2. 利用键能计算反应热，其关键是算清物质中化学键的数目 Δ H ＝反应物的总键能－生成物的总键能 常见物质中的化学键数目 物质 CO 2 （ C===O ） CH 4 （ C—H ） P 4 （ P—P ） SiO 2 （ Si—O ） 石墨 金刚石 S 8 （ S—S ） Si 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 [ 易错训练 3] 　（ 1 ） [2015· 浙江理综， 28 （ 1 ） ] 已知：乙苯催化脱氢制苯乙烯反应： 计算上述反应的 Δ H ＝ 　　　　 kJ·mol － 1 。 化学键 C—H C—C C===C H—H 键能 /kJ·mol － 1 412 348 612 436 （ 2 ） F 2 与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如 ClF 3 、 BrF 3 等。已知反应 Cl 2 （ g ）＋ 3F 2 （ g ） ===2ClF 3 （ g ）　 Δ H ＝－ 313 kJ·mol － 1 ， F—F 键的键能为 159 kJ·mol － 1 ， Cl—Cl 键的键能为 242 kJ·mol － 1 ，则 ClF 3 中 Cl—F 键的平均键能为 　　　　 kJ·mol － 1 。 答案　（ 1 ） 124 　（ 2 ） 172 易错点四　不能准确利用盖斯定律计算反应热 根据盖斯定律计算 Δ H 的步骤和方法 （ 1 ）计算步骤 （ 2 ）计算方法 [ 易错训练 4] 　 （ 2017· 浙江 “ 七彩阳光 ” 联合模拟 30 ，节选） 已知在 298 K 和 101 kPa 条件下，有如下反应： 解析 　根据盖斯定律可知反应 Ⅳ 由（反应 Ⅰ× 2 －反应 Ⅱ －反应 Ⅲ ）得到，则 Δ H ＝（－ 393.5 kJ·mol － 1 ） × 2 －（－ 221 kJ·mol － 1 ）－（＋ 180.5 kJ·mol － 1 ）＝ － 746.5 kJ·mol － 1 ；由 Δ G ＝ Δ H － T Δ S ＜ 0 ，其中 Δ H ＜ 0 、 Δ S ＜ 0 ，可知该反应在低温下能自发进行。 答案 　－ 746.5 kJ·mol － 1 　低温