2018届二轮复习化学反应的热效应课件（32张）（全国通用） 32页

第 13 章 化学反应 的热效应 考点 34 反应热与能量变化的关系 考点 35 热化学方程式 考点 36 盖斯定律的应用及反应热的计算 考点 34 反应热与能量变化的关系 考法 1 吸热反应与放热反应的判断 考法 2 焓变与键能之间的关系   1．化学反应中能量变化的相关概念 燃烧热 中和热 相同点 能量变化 放热 Δ H 不同点 反应物的量 1 mol(O 2 不限量 ) 不限量 生成物的量 不限量 H 2 O (l) 是 1 mol 反应热的含义及特点 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量；不同可燃物的燃烧热不同 稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应，生成 1 mol H 2 O ，这时的反应热叫中和热；不同的强酸、强碱反应，中和热均约为 - 57.3 kJ/mol 1．化学反应中能量变化的相关概念 (3) 燃烧热和中和热 的比较 2．放热反应与吸热反应 放热反应 吸热反应 定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键的 关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 图示 常见反应类型 ① 可燃物的燃烧； ② 酸碱中和反应； ③ 大多数化合反应； ④ 金属跟酸的置换反应； ⑤ 物质的缓慢氧化 ① 大多数分解反应； ② 盐的水解 ; ③ Ba(OH) 2 ·8H 2 O 与 NH 4 Cl 反应； ④ 碳和水蒸气、 C 和 CO 2 的反应 考法1　吸热反应与放热反应的判断 1. 根据反应过程的图示判断 (1) 从所含绝对能量看：反应物的能量高、生成物的总能量低，则反应放热。 (2) 从能量的变化看：吸收的热量少、 放出的热量多，则反应放热。 (1)需要加热才能发生的反应，不一定是吸热反应，如木炭的燃烧。 (2)常温下不需要加热就能发生的反应不一定是放热反应，如Ba(OH) 2 ·8H 2 O与NH 4 Cl的反应 是吸热反应 。 (3)需持续加热的反应，属于吸热反应。 (4)不需加热或停止加热后仍能进行的反应， 通 常是放热反应。 2．反应能量变化与反应条件的关系 考法1　吸热反应与放热反应的判断 1 mol 物质 CO 2 (C==O) CH 4 (C—H) P 4 (P—P) SiO 2 (Si—O) 石墨 (C—C) 金刚石 (C—C) S 8 (S—S) Si (Si—Si) 键数 2 N A 4 N A 6 N A 4 N A 1.5 N A 2 N A 8 N A 2 N A 考法2　焓变与键能之间的关系 1 . 掌握公式 Δ H ＝反应物键能之和－生成物键能之和 2 . 掌握常见物质中的化学键数 ［海南化学 2016·11,4 分］ ( 双选 ) 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 Δ H =E 5 -E 2 B. 由 X → Z 反应的 Δ H <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 例 1   BC 例 1 ［海南化学 2016·11,4 分］ ( 双选 ) 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 Δ H =E 5 -E 2 B. 由 X → Z 反应的 Δ H <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 例 2   B 例 2     考点 35 热化学方程式 考法 3 热化学方程式的正误判断 考法 4 根据要求书写热化学方程式 (1)若为放热反应，Δ H 为“ — ”；若为吸热反应，Δ H 为“＋”。 反应正向与逆向进行的反应热数值相等，符号相反 。 (2)需注明反应的条件(温度、压强等)。若不注明，指常温(25℃)、常压(101 kPa)。 (3)需注明物质的状态。 (4)热化学方程式中的化学计量数可以是 整数、分数 。化学计量数不同，Δ H 不同；化学计量数加倍，Δ H 也加倍。 1. 热化学方程式 能表示参加反应的物质的变化和反应热的关系的化学方程式。 2. 热化学方程式的书写 5. 热化学方程式一般不需要写反应条件 。 考法3　热化学方程式的正误判断 1. 化学原理是否正确。 2. 各物质的 聚集状态 是否注明。 3. 反应热 Δ H 的符号 是否正确。 4. 反应热 Δ H 是否与方程式中各物质的 化学计量数相对应 ，数值是否正确。 【 注意 】 漏写或错写物质的状态 Δ H 的数值与方程式中的化学计量数 ( 表示物质的量 ) 不对应是书写热化学方程式时最易出现的错误。 例 3 ［福建厦门一中 2016 期中］下列有关热化学方程式的叙述正确的是 ( ) A.2H 2 (g)+O 2 (g) 2H 2 O(g) Δ H = -483.6 kJ·mol -1 ，则氢气的燃烧热为 241.8 kJ·mol -1 B. 已知 C( 石墨 ,s) C( 金刚石 ,s) Δ H >0 ，则金刚石比石墨稳定 C. 含 20.0 g NaOH 的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出 28.7 kJ 的热量，则该反应中和热的热化学方程式为 NaOH+HCl NaCl+H 2 O Δ H = -57.4 kJ·mol -1 D. 已知 2C(s)+2O 2 (g) 2CO 2 (g) Δ H 1 ， 2C(s)+O 2 (g) 2CO(g) Δ H 2 ；则 Δ H 1 < Δ H 2 例 D 例 3 【 解析 】 表示氢气燃烧热时产物中的水应该为液态，故 A 错误；已知 C( 石墨 ,s) C( 金刚石 ,s) Δ H>0 ，则石墨能量较低、更稳定，故 B 错误；含 20.0 g( 即 0.5 mol)NaOH 的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出 28.7 kJ 的热量，则该反应中和热的热化学方程式为 NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+H 2 O(l) Δ H= -57.4 kJ·mol-1 ，选项中没有标明物质的状态，故 C 错误；已知 2C(s)+2O 2 (g) 2CO 2 (g) Δ H 1 ， 2C(s)+O 2 (g) 2CO(g) Δ H 2 ，完全反应放出的能量高，故 Δ H 1 < Δ H 2 ，故 D 正确。 ［福建厦门一中 2016 期中］下列有关热化学方程式的叙述正确的是 ( ) A.2H 2 (g)+O 2 (g) 2H 2 O(g) Δ H = -483.6 kJ·mol -1 ，则氢气的燃烧热为 241.8 kJ·mol -1 B. 已知 C( 石墨 ,s) C( 金刚石 ,s) Δ H >0 ，则金刚石比石墨稳定 C. 含 20.0 g NaOH 的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出 28.7 kJ 的热量，则该反应中和热的热化学方程式为 NaOH+HCl NaCl+H 2 O Δ H = -57.4 kJ·mol -1 D. 已知 2C(s)+2O 2 (g) 2CO 2 (g) Δ H 1 ， 2C(s)+O 2 (g) 2CO(g) Δ H 2 ；则 Δ H 1 < Δ H 2 2 . 计算反应的焓变 (1) 根据题给反应物或生成物的量，计算反应的焓变，并依据焓变的数值确定各物质的化学计量数。 (2) 根据化学键键能计算焓变： Δ H = 反应物的键能总和 - 生成物的键能总和 。 考法4　根据要求写热化学方程式 1 . 判定反应是放热还是吸热，确定 Δ H 的符号。 3 . 正确标注反应物状态 反应物和生成物的聚集状态不同，会导致反应热数值不同。因此， 必须注明物质的聚集状态 (s、l、g、a q )。 例 4 (1) ［课标 Ⅰ 理综 2017·28 题节选］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 __________ 、 __________ 。 例 4 （ 2 ）［北京理综 2017·26 题节选］ TiCl 4 是由钛精矿（主 要成分为 TiO 2 ）制备钛（ Ti ）的重要中间产物，制备纯 TiCl 4 的流程示意图如下： 钛精矿氯化过程沸腾炉粗 TiCl 4 精制过程蒸馏塔纯 TiCl 4 氯化过程： TiO 2 与 Cl 2 难以直接反应，加碳生成 CO 和 CO 2 可使反应得以进行。 已知： TiO 2 (s)+2Cl 2 (g) TiCl 4 (g)+O 2 (g) Δ H 1 =+175.4 kJ·mol -1 2C(s)+O 2 (g) 2CO(g) Δ H 2 =-220.9 kJ·mol -1 沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl 4 (g) 和 CO(g) 的热化学方程式： _____ 。 例 4   例 4   考点 36 盖斯定律的应用及反应热的计算 考法 5 反应热的大小比较 考法 6 盖斯定律的应用 考法 7 热化学方程式中反应热的计算 (1)应用盖斯定律比较反应热的大小。 (2)应用盖斯定律计算反应热。 1．盖斯定律的内容 化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 2．盖斯定律的应用 等物质的量的不同物质与同一种物质反应时，一般情况下，物质的性质越活泼，放热越多。 考法5　反应热的大小比较 1 . 根据反应物和生成物的状态比较反应焓变的大小 比较反应热时要考虑物质状态变化时的吸热或放热情况 【 注意 】 放热反应的焓变为负数，放热越多， Δ H 的值反而越小 。 2 . 根据元素周期律的递变性比较 3 . 根据反应的进程比较 例 5 ［课标 Ⅱ 理综 2014·13,6 分］室温下，将 1 mol CuSO 4 ·5H 2 O(s) 溶于水会使溶液温度降低，热效应为 Δ H 1 ，将 1 mol 的 CuSO 4 (s) 溶于水会使溶液温度升高，热效应为 Δ H 2 ； CuSO 4 ·5H 2 O 受热分解的 化学方程式为 CuSO 4 ·5H 2 O(s) CuSO 4 (s)+ 5H 2 O(l) ，热效应为 Δ H 3 。则下列判断正确的是 ( ) A. Δ H 2 > Δ H 3 B. Δ H 1 < Δ H 3 C. Δ H 1 + Δ H 3 = Δ H 2 D. Δ H 1 + Δ H 2 > Δ H 3 B 例 5 【 解析 】 基础解法： 根据题意，可写出热化学方程式 CuSO 4 ·5H 2 O(s) ===== CuSO 4 (aq) ＋ 5H 2 O(l) Δ H 1 ＞ 0 ； CuSO 4 (s) ===== CuSO 4 (aq) Δ H 2 ＜ 0 ； 故 CuSO 4 ·5H 2 O(s) ===== CuSO 4 (s) ＋ 5H 2 O(l) Δ H 3 = Δ H 1 - Δ H 2 ＞ 0( 吸热 ) ； 从而推出： Δ H 2 ( 小于 0) ＜ Δ H 3 ( 大于 0) ， A 项错误 ; 由 Δ H 3 = Δ H 1 - Δ H 2 ＞ 0( 其中 Δ H 2 小于 0) 知： Δ H 1 ＜ Δ H 3 ， B 项正确， C 、 D 项错误。 能力解法： 图示法。如图，从图中关系来确定各选项。 ［课标 Ⅱ 理综 2014·13,6 分］室温下，将 1 mol CuSO 4 ·5H 2 O(s) 溶于水会使溶液温度降低，热效应为 Δ H 1 ，将 1 mol 的 CuSO 4 (s) 溶于水会使溶液温度升高，热效应为 Δ H 2 ； CuSO 4 ·5H 2 O 受热分解的 化学方程式为 CuSO 4 ·5H 2 O(s) CuSO 4 (s)+ 5H 2 O(l) ，热效应为 Δ H 3 。则下列判断正确的是 ( ) A. Δ H 2 > Δ H 3 B. Δ H 1 < Δ H 3 C. Δ H 1 + Δ H 3 = Δ H 2 D. Δ H 1 + Δ H 2 > Δ H 3 考法6　盖斯定律的应用 1. 考查 方式 ：给出几个热化学方程式，求目标方程式的焓变(或再进一步计算)。 2. 解答方法 ：利 用方程式“ 目标加和法 ” 。 3. 应用盖斯定律的注意事项 (1) 反应式进行加减运算时，要把 Δ H 看作一个整体。 (2) 通过盖斯定律计算、比较反应热的大小时，同样要把 Δ H 看作一个整体。 (3) 当涉及的反应逆向进行时，其反应热与原 反应的反应热数值相等，符号相反。 ［浙江选考化学 2017 年 11 月 ·19,2 分］根据 Ca(OH) 2 / CaO 体系的能量循环图，下列说法正确的是（） A. Δ H 5 ＞ 0 B. Δ H 1 + Δ H 2 =0 C. Δ H 3 = Δ H 4 + Δ H 2 D. Δ H 1 + Δ H 2 + Δ H 3 + Δ H 4 + Δ H 5 =0 例 【 解析 】 水蒸气变成液态水会放出热量， Δ H 5 ＜ 0 ，故 A 错误；氢氧化钙生成氧化钙固体和水蒸气，液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙，二者不是可逆的过程，水蒸气变成液态水会放出热量，因此 Δ H 1 + Δ H 2 ≠0 ，故 B 错误； 根据盖斯定律， Δ H 3 =-( Δ H 2 + Δ H 4 + Δ H 5 + Δ H 1 ) ，故 C 错误；根据盖斯定律， Δ H 1 + Δ H 2 + Δ H 3 + Δ H 4 + Δ H 5 =0 ，故 D 正确。 D 例 6   例 【 解析 】 根据盖斯定律，目标反应可由 反应 ①×2- 反应 ②×3- 反应 ③ 得到，则 Δ H =2 Δ H 1 -3 Δ H 2 - Δ H 3 。 2 Δ H 1 -3 Δ H 2 - Δ H 3 例 7 (1) 不同反应利用同一热量。用能量守恒找出关系式，从而列式计算。 (2) 混合物中每种物质都有对应的热化学方程式，给出混合物的总量和混合物参加反应的总热量，求混合物中 各物质的量。 考法7　 热化学 方程式中反应热的计算 1．单一 化学 方程式中反应热的计算 在热化学方程式中，反应热当作方程式中的一项，其计算思路与方程式的计算相似。 2．多个 化学 方程式中反应热的计算 ［海南化学 2016·6 ， 2 分］油酸甘油酯（相对分子质量 884 ）在体内代谢时可发生如下反应： C 57 H 104 O 6 (s)+80O 2 (g) 57CO 2 (g)+52H 2 O(l) 已知燃烧 1 kg 该化合物释放出热量 3.8×10 4 kJ 。油酸甘油酯的燃烧热 Δ H 为 ( ) A.3.8×10 4 kJ·mol -1 B.-3.8×10 4 kJ·mol -1 C.3.4×10 4 kJ·mol -1 D.-3.4×10 4 kJ·mol -1 例   D 例 8