高三化学一轮复习考情解读知识通关题型突破能力提升专题13化学能与热能课件人教版高三全册化学课件

考试大纲考点2016全国2015全国2014全国自主命题地区1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5.了解焓变(H)与反应热的含义。6.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。反应热与能量变化的关系【30%】全国,26(1)2016上海,10,3分2016海南,11,4分2015北京,9,6分2015上海,8,3分2014北京,26(3)热化学方程式的书写与判断【45%】2014天津,7(4)2014上海,9,3分考试大纲考点2016全国2015全国2014全国自主命题地区盖斯定律的应用【80%】全国,26(3)全国,27(4)全国,27(1)全国,28(2)全国,13,6分2016海南,6,2分2016天津,10(2)2015江苏,20(1)2014江苏,10,2分31.热点预测高考将重点考查应用盖斯定律计算反应热,根据盖斯定律由已知热化学方程式书写未知热化学方程式,从宏观和微观角度理解反应热、吸热反应、放热反应等概念,主要以非选择题中某一问的形式出现,分值约为36分。2.趋势分析预计通过能量变化图、盖斯定律、键能等创设情境,提供新信息,综合考查反应热的创新应用是高考命题的趋势,其中盖斯定律的应用仍是考查的重点。4 1化学反应中能量变化的有关概念1.化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化:物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式:热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。2.反应热、焓变(1)反应热:在化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应热。(2)焓变:在恒温恒压的条件下,化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应的焓变,用H表示,单位常用kJ/mol(或kJmol-1)。(3)规定:放热反应的H为“-”,吸热反应的H为“+”。1 1化学反应中能量变化的有关概念(1)任何化学反应都伴随着能量的变化,不存在不发生能量变化的化学反应。(2)反应热、焓变的单位是kJ/mol,热量的单位是kJ,不能混淆。(3)比较反应热、焓变的大小时,应带“+”“-”一起比较。3.吸热反应和放热反应化学反应过程中释放或吸收的能量,都可以用热量(或换算成热量)来表述。通常把释放热量的化学反应称为放热反应,把吸收热量的化学反应称为吸热反应。【特别提醒】2 1化学反应中能量变化的有关概念放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量与化学键的关系生成物成键时释放的总能量大于反应物断键时吸收的总能量生成物成键时释放的总能量小于反应物断键时吸收的总能量表示方法H=生成物的总能量-反应物的总能量或H=反应物的键能总和-生成物的键能总和H03 1化学反应中能量变化的有关概念放热反应吸热反应图示常见反应(1)所有的燃烧反应;(2)酸碱中和反应;(3)金属与酸或水的反应;(4)原电池反应;(5)少数分解反应(如TNT爆炸);(6)大多数化合反应;(7)电石制乙炔的反应(1)大多数分解反应;(2)C与CO2的反应;(3)碳与水蒸气的反应;(4)Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应;(5)盐的水解、弱电解质的电离4 1化学反应中能量变化的有关概念(1)化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热,但这并非是唯一的表现形式,其他的还有光、电等。(2)化学反应表现为吸热或放热,与反应开始时是否需要加热无关。需要加热的反应不一定是吸热反应,如C+O2CO2为放热反应;不需要加热的反应也不一定是放热反应,如Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应为吸热反应。需持续加热的反应,属于吸热反应;不需加热或停止加热后仍能进行的反应,常是放热反应。(3)浓硫酸、NaOH等溶于水放出热量,NH4NO3、KNO3等溶于水吸收热量,但它们不是化学反应,其放出或吸收的热量不属于反应热。5 1化学反应中能量变化的有关概念4.燃烧热和中和热燃烧热中和热相同点能量变化放热HH0,单位:kJmol-1不同点反应物的量1mol(O2不限量)不限量生成物的量不限量H2O(l)是1mol反应热的含义1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量;不同的可燃物,其燃烧热一般不同在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应,生成1molH2O(l)和可溶性盐时放出的热量;不同的反应物中和热大致相同,均约为57.3kJmol-16 1化学反应中能量变化的有关概念燃烧热中和热不同点表示方法燃烧热为akJmol-1或H=-akJmol-1酸与碱反应的中和热为57.3kJmol-1或H=-57.3kJmol-1热化学方程式的书写以燃烧1mol可燃物为标准配平其余物质的化学计量数(常用分数表示)以生成1mol水为标准来配平其余物质的化学计量数(常用分数表示)备注必须生成稳定的氧化物,如C燃烧应生成CO2而不是CO,H2燃烧应生成液态水而非气态水弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱),因电离吸热,放出的热量减小,中和热减小;若用浓硫酸(或NaOH固体),放出热量增多,中和热增大7 1化学反应中能量变化的有关概念(1)中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质、难电离物质等),这部分反应热不在中和热之内。(2)用文字表述燃烧热和中和热时,不用带“-”,而用H表示时,必须带“-”。如甲烷的燃烧热为890.3kJmol-1或甲烷燃烧时H=-890.3kJmol-1。(3)中和反应的对象为稀溶液,稀的强酸与稀的强碱发生中和反应,生成易溶盐和水时,H=-57.3kJ/mol。【拓展延伸】8 2热化学方程式 9 2热化学方程式3.书写(1)注明反应条件:绝大多数反应是在25、101kPa下进行的,可不注明。(2)注明物质的聚集状态:常用s、l、g、aq分别表示固态、液态、气态、溶液。(3)注意符号单位:H应包括“+”或“-”、数值和单位(kJmol-1)。(4)注意对应关系:H的数值大小与化学计量数相对应。(5)区别于普通化学方程式:一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等反应条件。10 2热化学方程式【拓展延伸】11 3反应热的简单计算1.盖斯定律不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。即反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关。如由A到B可以设计如下两个途径:途径一:AB途径二:ACB则H1、H2、H的关系为H=H1+H2。2.盖斯定律的应用122.盖斯定律的应用(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。3反应热的简单计算热化学方程式焓变之间的关系aABH1BaAH2H1=-H2aABH1BcCH2aAcCHH=H1+H213 3反应热的简单计算3.键能与反应热反应热=反应物的键能总和-生成物的键能总和。键能越大,物质越稳定,物质本身具有的能量越低。14 4能源1.能源分类15 4能源2.解决能源问题的措施(1)提高能源的利用效率:改善开采、运输、加工等各个环节;科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。(2)开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。16 1 化学反应中的能量变化图示各段表示的意义微观宏观a表示断裂旧化学键吸收的热量;b表示形成新化学键放出的热量;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表示反应热计算方法H=E(反应物)-E(生成物)H=H(生成物)-H(反应物)【考法透析】1 1 化学反应中的能量变化1据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是【考法示例】A B C D21 1 化学反应中的能量变化【考法示例】答案B解析水分解属于吸热反应,反应物的总能量要低于生成物的总能量,催化剂可以降低活化能,催化反应中间态的能量要低于非催化反应中间态的能量。A项属于放热反应,错误;B项,属于吸热反应,且正确表示了催化反应的特点,正确;C项,反应前后没有明显的热量变化,错误;D项,属于吸热反应,但其所表示的催化反应特征不正确,错误。3 1 化学反应中的能量变化反应吸热还是放热取决于反应始态和反应终态的能量的相对大小。催化剂不会改变反应吸收或放出的能量,只是降低了反应的活化能(即使反应中间态的能量降低),使反应更容易进行。【突破攻略】4 2 热化学方程式的书写与判断1.热化学方程式的书写步骤步骤1写方程写出配平的化学方程式;步骤2标状态用“s”“l”“g”“aq”标明物质的聚集状态;步骤3标条件标明反应物的温度和压强(101kPa、25时可不标注);步骤4标H在方程式后写出H,并根据信息注明H的“+”或“-”;步骤5标数值根据化学计量数计算写出H的数值及单位。H的单位一般为kJmol-1。【考法透析】5 2 热化学方程式的书写与判断2.热化学方程式正误判断的“五审”【考法透析】6 2 热化学方程式的书写与判断2(1)2014天津理综节选晶体硅(熔点1410)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式:。【考法示例】7 2 热化学方程式的书写与判断【考法示例】8 2 热化学方程式的书写与判断【考法示例】9 2 热化学方程式的书写与判断【考法示例】10 2 热化学方程式的书写与判断【考法示例】11 2 热化学方程式的书写与判断答案B解析A项,所列热化学方程式中有两个错误,一是中和热是指反应生成1molH2O(l)时的反应热,二是当有BaSO4沉淀生成时,反应放出的热量会增加,生成1molH2O(l)时放出的热量大于57.3kJ,A项错误;B项正确;C项,燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量,产物中的水应为液态水,C项错误;D项,当2mol辛烷完全燃烧时,产生的热量为11036kJ,且辛烷应为液态,D项错误。【考法示例】12 2 热化学方程式的书写与判断【突破攻略】13 3 反应热的计算1.运用盖斯定律计算反应热(1)运用盖斯定律的技巧“三调一加”一调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写已知的热化学方程式。二调:根据改写的热化学方程式调整相应H的符号。三调:调整中间物质的化学计量数。一加:将调整好的热化学方程式及其H加起来。(2)运用盖斯定律的三个注意事项事项一:热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。事项二:热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。事项三:将一个热化学方程式颠倒时,H的“+、-”随之改变,但数值不变。【考法透析】14 3 反应热的计算2.根据热化学方程式的反应热计算计算依据:反应热与反应物中各物质的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式,则按照热化学方程式与H的关系计算反应热;若没有给出热化学方程式,则根据条件先得出热化学方程式,再计算反应热。3.根据反应物和生成物的能量计算(1)计算公式:H=生成物的总能量-反应物的总能量。(2)根据燃烧热计算要紧扣反应物为“1mol”、生成物为稳定的氧化物来确定。Q放=n(可燃物)H。【考法透析】15 3 反应热的计算4.根据反应物和生成物的键能计算(1)计算公式:H=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个共价键,NH3分子中含有3个共价键等。要注意晶体结构中化学键的情况,常见的有1molP4含有6molPP键,1mol晶体硅含有2molSiSi键,1mol石墨晶体中含有1.5molCC键,1mol金刚石含有2molCC键,1molSiO2含有4molSiO键等。5.根据比热公式进行计算:Q=cmT【考法透析】16 3 反应热的计算42CO(g)+4H2(g)2CH4(g)+O2(g)H=+71kJ/molCO(g)+2H2(g)CH3OH(l)H=-90.5kJ/mol已知CH4(g)的燃烧热为890kJ/mol,则CH3OH(l)的燃烧热为A.1528kJ/molB.764kJ/molC.382kJ/molD.无法计算【考法示例】17 3 反应热的计算【考法示例】18 3 反应热的计算(1)依据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各反应产物)有关,而与反应进行的具体途径无关,因此应用盖斯定律计算反应热的关键是找出目标反应的始态和终态,然后根据热化学方程式的叠加进行计算。(2)对于文字表述题,可以先将题中发生的变化转化为相应的热化学方程式,再利用盖斯定律进行计算。【突破攻略】19反应热大小比较的技巧 1反应热大小比较的技巧等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。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反应热数值。例如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-197kJmol-1,则向密闭容器中通入2molSO2和1molO2,反应达到平衡后,放出的热量要小于197kJ。(2)盖斯定律比较法同一反应,生成物状态不同时如A(g)+B(g)C(g)H10A(g)+B(g)C(l)H20因为C(g)C(l)H3H2。2反应热大小比较的技巧同一反应,反应物状态不同时如S(g)+O2(g)SO2(g)H1=-akJmol-1S(s)+O2(g)SO2(g)H2=-bkJmol-13反应热大小比较的技巧晶体类型不同,产物相同时如C(s,石墨)+O2(g)CO2(g)H1=-akJmol-1C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g)H2=-bkJmol-14反应热大小比较的技巧 5反应热大小比较的技巧(3)图示比较法画出化学变化过程中的能量变化图后,依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较H的大小。对于反应2A+B2C的能量变化如图所示。6反应热大小比较的技巧 7反应热大小比较的技巧 8反应热大小比较的技巧 9中和热的实验测定1.实验原理在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O(l)时的反应热叫中和热。H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3kJmol-12.实验装置10 114.误差分析(1)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|H|偏大;若(t终-t始)偏小,则|H|偏小。(2)误差分析实例50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶液反应的误差分析:12引起误差的实验操作t终-t始|H|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/LNaOH溶液偏小偏小13