步步高高届高级高三一轮复习课件配套学案专题6第一单元.docx
- 文档编号:27866873
- 上传时间:2023-07-05
- 格式:DOCX
- 页数:48
- 大小:302.98KB
步步高高届高级高三一轮复习课件配套学案专题6第一单元.docx
《步步高高届高级高三一轮复习课件配套学案专题6第一单元.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《步步高高届高级高三一轮复习课件配套学案专题6第一单元.docx(48页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
步步高高届高级高三一轮复习课件配套学案专题6第一单元
第一单元 化学反应中的热效应
[考试标准] 1.化学反应中的热量:
①化学反应中能量转化的主要形式(b)。
②吸热反应和放热反应(a)。
③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)。
④化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系(c)。
⑤热化学方程式的书写(b)。
⑥利用热化学方程式进行简单计算(c)。
⑦合理利用化石燃料,提高燃料燃烧效率的方法(a)。
2.化学反应中的热效应:
①反应热(a)。
②焓变的涵义(a)。
③焓变与键能的关系(c)。
④中和热的测定(b)。
⑤标准燃烧热的概念(a)。
⑥热值的概念(a)。
⑦盖斯定律及其简单计算(b)。
考点一 焓变、热化学方程式
1.反应热(焓变)
(1)定义:
在恒压条件下进行的反应的热效应。
符号:
ΔH。
单位:
kJ·mol-1或kJ/mol。
(2)表示方法
吸热反应:
ΔH>0;放热反应:
ΔH<0。
(3)产生原因
化学反应过程中旧键断裂吸收的能量与新键形成放出的能量不相等,故化学反应均伴随着能量变化。
(4)常见的放热反应和吸热反应
放热反应:
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;⑥铝热反应等。
吸热反应:
①大多数分解反应;②盐的水解;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
2.反应热的本质
图示
a、b、c表示的意义
微观
宏观
a表示断裂旧化学键吸收的能量;b表示形成新化学键放出的能量;c表示反应热
a表示活化能;b表示活化分子结合成生成物所释放的能量;c表示反应热
3.热化学方程式
(1)概念
表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)意义
表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
如:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1
表示:
2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。
(3)热化学方程式的书写要求
①注明反应的温度和压强(25℃、101kPa下进行的反应可不注明)。
②注明反应物和生成物的状态:
固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。
③热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量,而不表示分子个数(或原子个数),因此可以写成分数。
④热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
⑤热化学方程式能反映出该反应已完成的数量。
由于ΔH与反应物的物质的量有关,所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。
当反应向逆反应方向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
多维度思考
1.辨析易错易混
(1)放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应( )
(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化( )
(3)吸热反应在任何条件下都不能发生( )
(4)活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高( )
(5)吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量( )
(6)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同( )
(7)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关( )
答案
(1)×
(2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√
2.
(1)已知:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,若向一定体积密闭容器中加入1molN2和3molH2,充分反应后,放出热量(填“>”“<”或“=”)92.4kJ,说明判断的理由。
答案 < 上述反应为可逆反应,1molN2和3molH2不可能完全反应,因而放出的热量小于92.4kJ。
(2)若体积不变,向密闭容器中再充入2molNH3,则该反应的焓变ΔH=。
答案 -92.4kJ·mol-1
3.如图表示某反应的能量变化,按要求回答下列问题:
(1)该反应是(填“放热”或“吸热”)反应。
(2)该反应的ΔH=。
(3)使用催化剂(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。
(4)逆反应的活化能可表示为。
答案
(1)放热
(2)E2-E1 (3)不能 (4)E3-E2
题组一 全面认识化学反应中的能量变化
1.(2018·杭州市西湖高级中学高三月考)下列图示变化为吸热反应的是( )
答案 A
解析 反应物的总能量小于生成物的总能量,是吸热反应,A正确;反应物的总能量大于生成物的总能量是放热反应,B错误;浓硫酸溶于水放出热量,是物理变化,不属于化学反应,C错误;稀盐酸与锌反应放出热量,是放热反应,D错误。
2.(2018·浙江省名校新高考研究联盟高三第二次联考)根据如下能量图,下列说法正确的是
( )
A.A2(g)+B2(g)===2AB(g)是一个放热反应
B.2molAB的总能量大于1molA2和1molB2的能量之和
C.1molA2(g)和1molB2(g)的能量之和为akJ
D.2AB(g)===A2(l)+B2(l) ΔH<(b-a)kJ·mol-1
答案 D
解析 根据能量图,反应物总能量小于生成物总能量,即此反应为吸热反应,故A错误;没有指明物质的状态,故B错误;akJ·mol-1为活化能,不是A2(g)和B2(g)的总能量,故C错误;A2(g)===A2(l)、B2(g)===B2(l)属于放热过程,因此2AB(g)===A2(l)+B2(l)
ΔH<(b-a)kJ·mol-1,故D正确。
3.(2019·温州六校协作体高三联考)十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体,经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。
已知:
ⅠC10H18(l)===C10H12(l)+3H2(g) ΔH1
ⅡC10H12(l)===C10H8(l)+2H2(g) ΔH2
假设某温度下,ΔH1>ΔH2>0。
下列“C10H18(l)→C10H12(l)→C10H8(l)”的“能量~反应过程”示意图正确的是( )
答案 B
解析 某温度下,ΔH1>ΔH2>0。
说明该反应的正反应均为吸热反应,即反应物的总能量小于生成物的总能量,A、C错误;由于ΔH1>ΔH2,说明第一个反应吸收的热量比第二个反应多,从B、D两个图像看出,D中ΔH2>ΔH1,不符合题意,B正确。
题组二 依据图形、理清活化能与焓变的关系
4.某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能)。
下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变该反应的焓变
C.催化剂能降低该反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
答案 C
解析 由题图可以看出,反应物的总能量低于生成物的总能量,故该反应为吸热反应,A项错误;催化剂不能改变反应的焓变,B项错误;由图像可以看出,催化剂能降低该反应的活化能,C项正确;由图像可以看出E1>E2,即逆反应的活化能小于正反应的活化能,D项错误。
5.某反应过程中体系的能量变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.反应过程可表示为
―→
―→
B.E1为反应物的总能量与过渡态的能量差,称为正反应的活化能
C.正反应的热效应ΔH=E1-E2<0,所以正反应为放热反应
D.此图中逆反应的热效应ΔH=E1-E2<0,所以逆反应为放热反应
答案 D
解析 由图可知,正反应放热,ΔH为负值;逆反应吸热,ΔH为正值,D错误。
正确理解活化能与反应热的关系
(1)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况下,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,即E1=E2+|ΔH|。
题组三 依据键能计算焓变
6.(2018·丽水模拟)已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143kJ,18g水蒸气变成液态水放出44kJ的热量。
其他相关数据如下表:
O==O
H—H
H—O(g)
1mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
496
436
x
则表中x为( )
A.920B.557C.463D.188
答案 C
解析 根据题意,可得热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1;而18g水蒸气变成液态水时放出44kJ热量,则2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-484kJ·mol-1,即-484kJ=2×436kJ+496kJ-4xkJ,解得x=463。
7.(2018·绍兴市高三3月教学质量调测)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
(g)
(g)+H2(g)
已知:
化学键
C—H
C—C
C==C
H—H
键能/kJ·mol-1
412
348
612
436
根据表中数据计算上述反应的ΔH(kJ·mol-1)( )
A.-124B.124C.1172D.-1048
答案 B
解析 反应热=反应物总键能-生成物总键能,由有机物的结构可知,应是—CH2CH3中总键能与—CH==CH2、H2总键能之差,故ΔH=(5×412+348-3×412-612-436)kJ·mol-1=124kJ·mol-1。
8.化学反应的ΔH等于反应中断裂的旧化学键的键能之和与反应中形成的新化学键的键能之和的差。
下面列举了一些化学键的键能数据,供计算使用。
化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
工业上的高纯硅可通过下列反应制取:
SiCl4(g)+2H2(g)===Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热ΔH为。
答案 236kJ·mol-1
解析 SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算,而产物硅属于原子晶体,可根据原子晶体的结构计算晶体硅中的共价键的数目。
1mol晶体硅中所含的Si—Si键为2mol,即制取高纯硅反应的反应热ΔH=4×360kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1-(2×176kJ·mol-1+4×431kJ·mol-1)=236kJ·mol-1。
(1)计算公式:
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
(2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目,如H2O分子中含有2个H—O共价键,NH3分子中含有3个N—H共价键等。
要注意晶体结构中化学键的情况,常见的有1molP4含有6molP—P键,1mol晶体硅含有2molSi—Si键,1mol石墨晶体中含有1.5molC—C键,1mol金刚石含有2molC—C键,1molSiO2含有4molSi—O键等。
题组四 热化学方程式正误判断与书写
9.[2018·杭州地区(含周边)重点中学高三调研]下列热化学方程式书写正确的是( )
A.H2(g)+
O2(g)===H2O(g)ΔH=241.8kJ·mol-1
B.CH4+2O2===CO2+2H2OΔH=-802.3kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1
D.CO(g)+
O2(g)===CO2 ΔH=-283kJ·mol-1
答案 C
解析 氢气燃烧是放热反应,A错误;没有标明物质的状态,B错误;方程式正确,C正确;CO2没有注明状态,D错误。
10.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)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2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。
SiH4自燃的热化学方程式为
。
(2)在25℃、101kPa下,一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀,则乙醇燃烧的热化学方程式为。
答案
(1)SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1427.2kJ·mol-1
(2)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-2QkJ·mol-1
解析
(1)2gSiH4自燃放出热量89.2kJ,1molSiH4自燃放出热量1427.2kJ,故热化学方程式为SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1427.2kJ·mol-1。
(2)根据C原子守恒有:
C2H5OH~2CO2~2CaCO3。
生成100gCaCO3沉淀,则乙醇为0.5mol,据此可写出反应的热化学方程式。
11.已知化学反应:
A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示,请写出该反应的热化学方程式:
。
答案 A2(g)+B2(g)===2AB(g)ΔH=(a-b)kJ·mol-1
解析 由图可知,生成物的总能量高于反应物的总能量,故该反应为吸热反应,ΔH=(a-b)kJ·mol-1。
书写热化学方程式要“五查”
(1)查热化学方程式是否配平。
(2)查各物质的聚集状态是否正确。
(3)查ΔH的“+”“-”符号是否正确。
(4)查反应热的单位是否为kJ·mol-1。
(5)查反应热的数值与化学计量数是否对应。
考点二 标准燃烧热、热值、中和热、能源
1.标准燃烧热
(1)概念:
在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的标准燃烧热。
标准燃烧热的单位一般用kJ·mol-1表示。
标准燃烧热的限定词有恒压(101kPa时)、可燃物的物质的量(1mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等,其中的“完全燃烧”,是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物:
C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g)等。
(2)表示的意义:
例如C的标准燃烧热ΔH为-393.5kJ·mol-1,表示在101kPa时,1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。
(3)书写热化学方程式:
标准燃烧热是以1mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。
例如:
C8H18(l)+
O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)
ΔH=-5518kJ·mol-1,即C8H18的标准燃烧热ΔH为-5518kJ·mol-1。
(4)标准燃烧热的计算:
可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放=n(可燃物)×|ΔH|。
式中:
Q放为可燃物燃烧反应放出的热量;n为可燃物的物质的量;ΔH为可燃物的标准燃烧热。
2.热值
1g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。
3.中和热
(1)概念:
在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热叫中和热。
(2)注意几个限定词:
①稀溶液;②产物是1mol液态H2O;③用离子方程式可表示为OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1。
(3)中和热的测定
①实验装置
②实验说明
a.中和热的测定实验中,NaOH溶液的浓度稍大于盐酸的浓度可确保HCl反应完全。
若采用的酸、碱浓度相等,可采用碱体积稍过量的方法达到这个目的。
b.中和热的计算公式
ΔH=-
kJ·mol-1
c.实验中若用弱酸(或弱碱)代替强酸(或强碱),因弱酸(或弱碱)电离出H+(或OH-)需要吸收热量,故测定的中和热的数值小于57.3kJ·mol-1;若用浓硫酸与强碱反应测定反应热,因浓硫酸稀释要放热,故测定的反应热的数值大于57.3kJ·mol-1。
③误差分析
a.分析的依据
看实验中有哪些因素能造成(t终-t始)出现误差。
若(t终-t始)偏大,则|ΔH|偏大;若(t终-t始)偏小,则|ΔH|偏小。
b.误差分析实例
50mL0.50mol·L-1盐酸与50mL0.55mol·L-1NaOH溶液反应的误差分析:
引起误差的实验操作
t终-t始
|ΔH|
保温措施不好
偏小
偏小
搅拌不充分
偏小
偏小
所用酸、碱浓度过大
偏大
偏大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液
偏小
偏小
用同浓度的醋酸代替盐酸
偏小
偏小
用50mL0.50mol·L-1NaOH溶液
偏小
偏小
4.能源的充分利用
(1)能源的分类
能源
(2)燃料的充分燃烧
①化石燃料主要包括煤、石油、天然气。
②可燃物燃烧的条件是与O2接触、温度达到着火点。
③充分燃烧的必要条件是O2要充足,与O2接触面积要大。
④不充分燃烧则产热少,浪费资源,污染环境。
⑤列举三个煤的充分利用及新技术开发的实例:
煤的气化或液化,制成水煤气或干馏煤气,新型煤粉燃烧器。
(3)煤作燃料的利弊问题
①煤是重要的化工原料,把煤作燃料简单烧掉太可惜,应该综合利用。
②煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘,对环境造成严重污染。
③煤作为固体燃料,燃烧反应速率小,热利用效率低,且运输不方便。
④可以通过清洁煤技术,如煤的液化和气化,以及实行烟气净化脱硫等,大大减少燃煤对环境造成的污染,提高煤燃烧的热利用率。
(4)新能源的开发
①调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节约油气资源,加强科技投入,加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。
②最有希望的新能源是太阳能、风能、氢能和燃料电池等。
这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,对环境没有污染或污染少。
多维度思考
辨析易错易混
(1)葡萄糖的标准燃烧热是2800kJ·mol-1,则
C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l)
ΔH=-1400kJ·mol-1( )
(2)已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量( )
(3)H2(g)的标准燃烧热是285.8kJ·mol-1,则2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=571.6kJ·mol-1
( )
(4)CO(g)的标准燃烧热是283.0kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=2×283.0kJ·mol-1( )
(5)化学燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能( )
(6)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用( )
(7)开发利用各种新能源,减少对化石燃料的依赖,可以降低空气中PM2.5的含量( )
答案
(1)√
(2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)√
题组一 正确理解反应热的概念与类型
1.下列说法正确的是( )
A.葡萄糖的标准燃烧热是-2800kJ·mol-1,则C6H12O6(s)+6O2(g)===6CO2(g)+6H2O(l)
ΔH=-2800kJ·mol-1
B.已知稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量
C.已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热为-57.3kJ·mol-1
D.氢气的标准燃烧热为-285.5kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)
2H2(g)+O2(g)ΔH=285.5kJ·mol-1
答案 A
2.(2019·绍兴市高三联考)25℃、101kPa下,煤炭、氢气、天然气和甲醇(CH3OH)等几种燃料的热值(指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量)依次是33kJ·g-1、143kJ·g-1、56kJ·g-1、23kJ·g-1,则下列热化学方程式正确的是( )
A.C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-396kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-896kJ·mol-1
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-286kJ·mol-1
D.CH3OH(l)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=736kJ·mol-1
答案 B
解析 煤炭的热值是33kJ·g-1,则12g煤炭完全燃烧放出的热量为396kJ,所以热化学方程式:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-396kJ·mol-1,A错误;天然气的热值是56kJ·g-1,则
16gCH4完全燃烧放出的热量为896kJ,所以热化学方程式:
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-896kJ·mol-1,B正确;氢气的热值是143kJ·g-1,则4gH2完全燃烧放出的热量为572kJ,所以热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-572kJ·mol-1,C错误;甲醇(CH3OH)的热值是23kJ·g-1,则32gCH3OH完全燃烧放出的热量为736kJ,所以热化学方程式:
CH3OH(l)+
O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-736kJ·mol-1,D错误。
题组二 中和热的测定
3.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50mL0.50mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。
回答下列问题:
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量?
。
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是(填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入
B.分三次少量倒入
C.一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是(填字母)。
A.用温度计小心搅拌
B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯
D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为。
(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=
4.18J·g-1·℃-1。
为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验
序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=(结果保留一位小数)。
(6)(填“能”或“不能”)用Ba
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 步步 高高 高级 一轮 复习 课件 配套 专题 第一 单元