能说出常见的能量转化形式2举例说明化学能与热能的.ppt

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1、1了解化学反应中能量变化的原因，能说出常见的能量转化形式。 2举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。 3查阅资料说明能源是人类存在和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能量利用率的实际意义。,4体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 5通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 6能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实际探究防止金属腐蚀的措施。,1化学反应中的能量变化，新教

2、材作为一主线编入其中，题型主要以选择题、填空题形式出现；近几年高考主要涉及热化学方程式书写及正误判断、反应热的计算及大小比较；由于能源问题已成为社会热点，因此有关能源问题的试题会成为今后高考命题的热点。,2电化学的重点是原电池、电解池的判断与电极反应式的书写。由于这部分知识与生产、生活联系密切，尤其是新型的高性能环保电池不断出现，使这一部分内容成为高考的热点。要把握住常见电池的两极判断和方程式书写，以此去分析新型的电池。复习时要抓基础理论的本质与内涵，总结规律、方法、技巧，联系理论与生产、生活中的应用，提升自己的能力。第一讲化学反应的热效应,第一讲化学反应的热效应,一、反应热(焓变) 1定义：

3、。 2符号：。 3单位：。 4测量：可用测量。 5表示方法：吸热反应：H 0；放热反应： H 0。,化学反应放出或吸收的能量,H,kJmol1,量热计,6产生原因：化学反应的过程中旧键断裂的总能量与新键形成的总能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化。,吸收,放出,二、热化学方程式 1定义：表明反应热量的化学方程式。 2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)。 注明反应物和生成物的聚集状态：固态用s、液态用l气态用g，溶液用aq。 (2)热化学方程式的化学计量数只表示参加反应的物质的和反应热的关系，而不代表分子个数，因此可以写成分数。,放出或吸收,物质的量

4、,三、燃烧热中和热 1燃烧热 定义：在时，物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，叫做该物质的燃烧热。 单位：。,25，101kPa,1mol,kJmol1,2中和热 (1)概念：在稀溶液中酸跟碱发生中和反应而生成1mol水(液态)，这时的反应热叫做中和热。写为： ；H57.3 kJmol1，则稀盐酸和氢氧化钠或稀硝酸和稀氢氧化钾等 酸与 碱反应生成1 mol水都是放出57.3 kJ热量。 (2)特点：以生成 mol水为标准来配平其他物质的系数。,H(aq),OH(aq)=H2O(l),强,强,1,四、盖斯定律 1起源 1840年瑞士化学家盖斯(Hess)从实验中总结得出。 2内容 不管化学反

5、应是一步完成或分几步完成，其反应热是，只与反应体系的和有关，而与反应途径无关。 如由A到B可以设计如下两个途径：,相同的,始态,终态,途径一：AB(H) 途径二：ACB(H1H2) 则焓变H、H1、H2的关系为,HH1H2,考点一基本概念与原理,例1下列说法正确的是 () A1 mol硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热 B1 mol S和2 mol S的燃烧热相等,CCO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以反应一定是吸热反应 D101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热 解析中和热以生成1 mol水为基准，A错；燃烧热指在101k

6、Pa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，故D错；而B中不管硫有多少，燃烧热是固定不变的；CO燃烧是放热反应，C错。 答案B,1化学键与反应热的关系 (1)化学反应的热效应来源于反应过程中旧化学键的断裂和新化学键的形成。 (2)由键能求反应热的公式：H反应物的键能总和生成物的键能总和。,2从能量变化的角度划分化学反应的种类 从能量变化的角度来看，化学反应可以分为吸热反应和放热反应。化学反应过程中放出热量的反应叫放热反应，吸收热量的反应叫做吸热反应。确定化学反应在反应过程中是吸收能量还是放出能量，主要取决于反应物的总能量与生成物的总能量之间的相对大小关系：如果反应物分子的总能

7、量高于生成物分子的总能量，即为放热反应；反之，则为吸热反应。,3反应热(又称焓变) (1)反应热通常是指在化学反应过程中释放或吸收的热量。反应热用符号H表示，单位一般用kJ/mol。许多反应的反应热都可以由实验直接测得。 (2)若为吸热反应，则反应后的物质所具有的能量升高，用“”表示，H0；若为放热反应，则反应后的物质所具有的能量降低，用“”表示，H0。,(3)理解燃烧热注意以下两点： 燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧的热化学方程式时，一般以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数； 燃烧产物必须是稳定的氧化物，如CCO2、H2H2O(l)等。,1

8、下列说法正确的是 () A需要加热的化学反应都是吸热反应 B中和反应都是放热反应 C原电池是将电能转化为化学能的一种装置 D水力发电是将化学能转化为电能的过程,解析需要加热的反应也可能是放热反应，如铁与硫粉的反应，故选项A错误；不管是哪种酸与哪种碱的反应，中和反应的实质是相同的，都是氢离子与氢氧根离子的反应，故选项B正确；将化学能转化为电能的装置为原电池，水力发电是将机械能转化为电能，故选项C、D错误。 答案B,2已知：CH3CH2CH2CH3(g)6.5O2(g)4CO2(g)5H2O(l)H2878kJmol1(CH3)2CHCH3(g)6.5O2(g)4CO2(g)5H2O(l)H286

9、9kJmol1，下列说法正确的是() A正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子 B正丁烷的稳定性大于异丁烷 C异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程 D异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多,解析由题目所给热化学方程式可知燃烧等物质的量正丁烷和异丁烷，前者放热更多，这意味着正丁烷分子储存能量更多，因此稳定性关系：正丁烷异丁烷。C项是由低能量物质向高能量物质的转化过程，应是一个吸热过程；D项两者分子中的碳氢键一样多。 答案A,3下列说法正确的是 () A1 mol H2SO4与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热 B在101 kPa时，1 mol 碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热 C由C(

10、石墨)=C(金刚石)；H1.9 kJ/mol可知，金刚石比石墨稳定 D等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出热量多,解析准确区别燃烧热、中和热的含义以及能量与稳定性的关系是解决本题的关键。A选项中生成了2 mol水，故不符合中和热的定义；B选项中未说明完全燃烧，也不符合燃烧热的定义；C选项中由热化学方程式可知石墨转化为金刚石是吸热反应，故石墨的能量低，石墨稳定。D选项中固态硫先汽化为硫蒸气时需要先吸热，所以燃烧时放热少。 答案D,考点二热化学方程式及盖斯定律的应用,例2(2009重庆，12)下列热化学方程式表示正确的是(H的绝对值均正确) () AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(

11、g)3H2O(g)；H1367.0kJ/mol(燃烧热) BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)；H57.3kJ/mol(中和热),CS(s)O2(g)=SO2(g)；H296.8kJ/mol(反应热) D2NO2=O22NO；H116.2kJ/mol(反应热) 解析A错在H2O应为液态，B错在中和热为放热，H为负值，D中未注明各物质的状态。 答案C,1热化学方程式与普通化学方程式的比较,2.利用热化学方程式、盖斯定律和反应热的数据，可以进行一系列有关反应热的计算 其方法是：(1)热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正、负号；各项的系数包括H的数值可以同时

12、扩大或缩小相同的倍数。(2)根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其H按一定比例关系相加或相减，得到一个新的热化学方程式。,125、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ/mol、285.8 kJ/mol、890.3 kJ/mol、2800 kJ/mol，则下列热化学方程式正确的是 (),AC(s) O2(g)=CO(g)H393.5 kJ/mol B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H571.6 kJ/mol CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ/mol D. C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g

13、)3H2O(l) H1400 kJ/mol,解析燃烧热是1 mol物质燃烧生成稳定化合物时放出的热量，A选项中的CO，C选项中的H2O(g)均不属于稳定化合物，相应的CO2、H2O(l)才是所谓的“稳定化合物”。燃烧均为放热反应，B选项中H0不对，应表示为H571.6 kJ/mol才正确。 答案D,2已知： (1)Zn(s)1/2O2(g)=ZnO(s)H348.3kJ/mol (2)2Ag(s)1/2O2(g)=Ag2O(s)H31.0kJ/mol 则Zn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)的H等于() A317.3kJ/mol B379.3kJ/mol C332.8 kJ/mol

14、 D317.3 kJ/mol,解析先将(2)式逆转为： Ag2O(s)=2Ag(s)O2(g)H31.0 kJ/mol。 再与(1)式加和得： Zn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)H317.3 kJ/mol，故选A。 答案A,3灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知： Sn(s，白) 2HCl (aq)=SnCl2 (aq) H2 (g)H1 Sn(s, 灰) 2HCl (aq)=SnCl2 (aq) H2 (g)H2 Sn(s, 灰) 13.213.2Sn(s，白)H32.1kJ/ mol 下列说法正确的是 (),AH1H2 B锡在常温下以灰锡状态存在 C灰锡转化

15、为白锡反应是放热反应 D锡制器皿长期处在低于13.2的环境中，会自行损坏 解析根据盖斯定律，得Sn(s，灰)Sn(s，白)；H3H2H12.1 kJmol1，因此很容易判断出，A、B、C是错误的；由可看出，在低于13.2 的环境，锡易变成粉末状的灰锡，自行毁灭。 答案D,考点三能源的开发利用,例3能源分类相关图如下图所示，下面四组能源中，全部符合图中阴影部分的能源是(),A煤炭、石油、沼气 B水能、生物能、天然气 C太阳能、风能、潮汐能 D地热能、海洋能、核能 解析由所给图示可知，阴影部分所表示的为太阳能、可再生能源和新能源的交集。A中煤炭、石油均属于化石能源，属不可再生能源，A错误；B中天然

16、气属不可再生能源，B错误；C中三者都既是新能源，又是可再生能源，且风能、潮汐能都来自于太阳辐射的能量，C正确；D中核能不属于可再生能源，D错误。 答案C,1能源发展的三个阶段 柴草时期化学能源时期(煤、石油、天然气为主要能源)多能源结构时期,2能源的分类,1下述做法能改善空气质量的是 () A以煤等燃料作为主要生活燃料 B利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源 C鼓励私人购买和使用汽车代替公交车 D鼓励使用电动车,解析煤等燃料含有硫、氮等元素，作为生活燃料时会释放出大量的硫的氧化物，从而造成大气污染；太阳能、风能和氢能等属于绿色能源，使用时不会释放有害物质；大量私人用车，消耗大量的燃油这些化

17、石燃料，导致汽车尾气(包括氮的氧化物、硫的氧化物、一氧化碳等)污染大气；电动车使用的电也多数是来源于热电厂，所以最终也会导致化石燃料的消耗而排放二氧化硫等有害气体污染大气。 答案B,2新华网报道，我国将开始逐步用低能耗灯泡取代高能耗的白炽灯泡，以节约用电，减少温室气体排放。下列对该则信息理解正确的是 () A白炽灯泡能耗高，相关行业将会排放更多的温室气体 B低能耗灯泡比白炽灯泡价格低廉 C白炽灯泡比低能耗灯泡放出的二氧化碳多 D二氧化碳是目前地球上唯一的具有温室效应的气体,解析白炽灯泡能耗高，而电能多为燃煤发电，会排放更多的温室气体；灯泡发光消耗电能，本身并不排放二氧化碳；二氧化碳、甲烷等都是

18、温室气体。 答案A,3H2C=CHOH不稳定，在常温下为液体，很容易转化成稳定的CH3CHO。然而，2002年的美国科学杂志报道：外太空的某一个星球的大气层含有大量的H2C=CHOH。请预测该星球的温度是() A较低温度 B较高温度 C无法判断温度的高低 D上述说法都不正确,解析由给定信息可知 H2C=CHOH(l)CH3CHO(l)；H0。该星球的大气层含有大量的H2C=CHOH，即上述平衡向左移动。 答案B,中和热的测定 1实验原理 中和热是指在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1 mol H2O时的反应热。实验时，先测出盐酸和氢氧化钠的起始温度，求其平均温度t1，两溶液混合充分反应后，读

19、取混合液温度t2，为了使计算简便，可以近似地认为：,(1)0.5 mol/L盐酸和0.55 mol/L氢氧化钠溶液的密度都是1克/毫升，则：盐酸质量m150克，氢氧化钠溶液质量m250克。近似认为混合溶液的比热容C4.18 J/(g)，所以中和反应放出的热量是： Q(m1m2)C(t2t1)0.418(t2t1)kJ,(2)又因50毫升0.5 mol/L盐酸中含有0.5 mol/L0.05 L0.025 mol的H，所以跟0.025 mol的OH发生中和反应，生成0.025 mol的水，放出热量为Q，所以：中和热Q/0.0250.418(t2t1)/0.025(kJ/mol)。,2注意事项 (

20、1)酸碱溶液应当用稀溶液(0.10.5 mol/L)。因浓度过大，溶液中阴阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度就不能达到100%，这样使酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分补偿电离时所需的热量，造成较大的误差。 (2)要使用同一支温度计。分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液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。,(3)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。 (4)操作时动作要快，尽量减少热量的散失。 (5)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

21、为过量的酸碱并不参加中和反应。 (6)碱液要稍过量，以确保盐酸被完全中和。,例1用50 mL 0.50 molL1的盐酸与50 mL 0.55 molL1的氢氧化钠溶液在如右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： (1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是; (2)环形玻璃搅拌棒能否用环形铁质搅拌棒代替？_(填“能”或“不能”)，其原因是;,(3)实验时氢氧化钠溶液的浓度要用0.55 molL1的原因是； 实验中若改用60 mL 0.50 molL1的盐酸与50 mL 0.55 molL1的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”

22、“不相等”)，若实验操作均正确，则所求中和热_(填“相等”“不相等”)； (4)已知在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1 mol H2O时，放出57.3 kJ的热量，则上述反应的热化学方程式为：。,答案(1)减少热量损失 (2)不能铁会和盐酸反应，铁导热性好，热量损失较大 (3)为了确保盐酸完全被中和不相等相等 (4)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1,例2把温度为13、浓度为1.0 molL1的酸溶液和1.1 molL1的碱溶液各50 mL混合溶液密度均为1 g/mL，所生成溶液的比热容c4.184 J/(g)，轻轻搅动。测得酸碱混合液的

23、温度变化数据如下：,(1)试计算上述两组实验测出的中和热： H1_；H2_。 (2)实验中碱液过量的目的是。 (3)两组实验结果有差异的原因是。,答案(1)56.9 kJmol152.7 kJmol1 (2)提高实验的准确度 (3)NaOH是强电解质，NH3H2O是弱电解质，继续电离时吸收热量,1(2010江苏常州)信息、材料、能源被称为新科技革命的“三大支柱”。下列有关资讯错误的是 () A在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源 B目前，中、美、日等国掌握的陶瓷发动机技术，能较大程度地降低能耗，节约能源 C随着人类文明逐渐发展，化石燃料将逐步退出历史舞台 D光缆在信息产业中

24、有广泛应用，制造光缆的主要材料是单质硅,解析制造光缆的主要材料是二氧化硅，不是硅。 答案D,2(2010山东淄博)下列说法不正确的是 () A需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应 B任何放热反应在常温条件下一定能够发生 C反应物和生成物具有的总能量决定了反应是吸热还是放热 D吸热反应在一定条件下(如加热等)也能够发生,解析化学反应中的能量变化主要表现为放热、吸热。反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。如需加热引发的反应可能是放热反应，也可能是吸热反应。 答案B,3(2009上海，19)已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方

25、程式如下(Q1、Q2均为正值)： H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)Q1H2(g)Br2(g)=2HBr(g)Q2 有关上述反应的叙述正确的是 () AQ1Q2 B生成物总能量均高于反应物总能量 C生成1 mol HCl气体时放出Q1热量 D1 mol HBr(g)具有的能量大于1 mol HBr(l)具有的能量,解析两个反应都是放热反应，生成物的总能量低于反应物的总能量，B项错。由热化学方程式可知，生成2 mol氯化氢放出的热量才是Q1, C项错。物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时，故D项正确。 答案AD,解析根据中和热的概念在稀溶液中1mol H和1mol OH反应生成1mol

26、水放出的热量，故A错，B对，燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，故C对，D是错误的，解答本题的关键是理解概念的内涵和外延。 答案BC,5甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是 CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g) H 49.0 kJmol1 CH3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H2(g) H192.9 kJmol1 下列说法正确的是(),ACH3OH的燃烧热为192.9 kJmol1 B反应中的能量变化如上图所示 CCH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量 D根据推知反应：CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2(g)

27、的H192.9kJmol1 解析A项，燃烧热指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧，生成稳定氧化物时放出的热量。B项，反应是吸热反应，而图中所示是放热反应。C项，由题意知，也可以放热。D项，由燃烧热的定义和反应可推知。 答案D,6将V1 mL 1.00 mol/L盐酸溶液和V2 mL 未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1 V250 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 CNaOH溶液的浓度为 1.00 mol/L D该实验表明有水生成的反应都是放热反应,解析该题以中和反应切入，考

28、查了能量的综合知识。中和反应为放热反应，故选项B正确；分析表中数据，当加入盐酸5 mL、NaOH溶液45 mL时，反应后温度为22，故实验时环境温度小于22，选项A错误；加入HCl溶液30 mL时反应放热最多，此时酸碱正好完全中和，故c(NaOH)1.0 mol/L30 mL/20 mL1.5 mol/L，所以选项C错误；中和反应有水生成，但有水生成的反应不一定是放热反应，如H2CuO H2OCu是吸热反应，故选项D错误。 答案B,7(2009辽宁、宁夏，28)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的H99kJm

29、ol1。 请回答下列问题：,(1)图中A、C分别表示_、_，E的大小对该反应的反应热有无影响？_。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？_，理由是； (2)图中H_kJmol1； (3)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式_； (4)如果反应速率v(SO2)为0.05molL1min1，则v(O2)_molL1min 1、v(SO3)_molL1min1；,(5)已知单质硫的燃烧热为296kJmol1，计算由S(s)生成3molSO3(g)的H(要求计算过程)。,解析本

30、题中图象取材于课本，充分体现了高考命题的指导思想，题目来源于教材，又高于教材。依据教材知识可知A表示反应物的能量，C表示生成物的能量，E的大小对反应热无影响，使用催化剂可以降低反应的活化能，H表示反应的反应热，是生成2molSO3的H，故为198kJmol1，根据催化剂的概念，反应前后组成和性质不变，则根据题目信息知V2O5SO2=SO32VO2,4VO2O2=2V2O5，用不同物质表示反应速率时，,速率之比等于方程式的系数之,答案(1)反应物总能量生成物总能量无影响降低因为催化剂改变了反应历程，使活化能E降低 (2)198 (3)SO2V2O5=SO32VO24VO2O2=2V2O5(4)0

31、.0250.05(5)S(s)O2(g)=SO2(g)H1296kJmol1SO2(g)O2(g)SO3(g)H299kJmol13S(s)O2(g)=3SO3(g)H(H1H2)31185kJmol1,8通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以估算化学反应的反应热(H)，化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。,请回答下列问题(提示：硅单质的结构复杂，一般用Si来表示其单质，尽管硅单质用Si表示，但每个硅原子分摊两个SiSi键)： (1)比较下列两组物质的熔点高低(填“”、“”或“”)SiC_

32、Si；SiCl4_SiO2。 (2)工业上所用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H_kJmol1。,解析该题第(1)问考查了根据键能判断物质的熔点高低。固体物质受热变为熔融状态，吸收的热量用来破坏化学键，所以化学键键能越大，熔点就越高。SiC键的键能是347kJ mol1，SiSi键的键能是176kJmol1，故SiC的熔点大于Si的熔点；SiCl键的键能是360 kJmol1，而SiO键的键能是460kJmol1，所以SiCl4的熔点小于SiO2的熔点。,第(2)问考查了化学反应中反应热的计算。计算方法的依据是“反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差”，值得注意的是：尽管在化学方程式中硅单质用Si表示，但其分摊到的化学键是两个SiSi键。 所以，H4360kJmol12436kJmol12176kJmol14431kJmol1236kJmol1。 答案(1)(2)236,