化學(xué)第六單元 化學(xué)反應(yīng)與能量 6.1 化學(xué)反應(yīng)與能量變化

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1、第六單元化學(xué)反應(yīng)與能量第六單元化學(xué)反應(yīng)與能量第第1 1節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化-3-考綱要求:1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因及常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解熱化學(xué)方程式的含義,能正確書寫熱化學(xué)方程式。4.了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。5.了解焓變(H)與反應(yīng)熱的含義。6.理解蓋斯定律,并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的計(jì)算。-4-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三焓變、反應(yīng)熱與能源1.焓變與反應(yīng)熱(1)反應(yīng)熱與焓變的定義:反應(yīng)熱是化學(xué)反應(yīng)中的熱量。恒壓條件下的反應(yīng)

2、熱,稱之為焓變,符號(hào)為,單位為。(2)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。放熱反應(yīng)H0吸收或放出HkJmol-1-5-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三a表示斷裂舊化學(xué)鍵的熱量,也可以表示反應(yīng)的。b表示生成新化學(xué)鍵的熱量,也可以表示活化分子生成生成物所的能量。c表示反應(yīng)的反應(yīng)熱,可通過計(jì)算求得反應(yīng)熱(焓變)。a.從物質(zhì)所具有的焓角度分析,焓變(H)為生成物的焓與反應(yīng)物的焓之差:H=。b.從化學(xué)鍵角度分析,焓變?yōu)榉磻?yīng)物總鍵能與生成物總鍵能之差:H=(如圖所示)。吸收活化能放出釋放H(生成物)-H(反應(yīng)物)a-b -6-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三 特別提醒(1)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成

3、,任何化學(xué)反應(yīng)都具有熱效應(yīng)。(2)不能根據(jù)反應(yīng)條件判斷反應(yīng)是放熱還是吸熱,需要加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),不需要加熱就能進(jìn)行的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)。(3)有能量變化的過程不一定是放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng),如水結(jié)成冰時(shí)放熱但不屬于放熱反應(yīng)。-7-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三-8-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三 特別提醒(1)中和熱、燃燒熱的焓變均為負(fù)值。(2)當(dāng)用熱化學(xué)方程式表示中和熱時(shí),生成H2O的物質(zhì)的量必須是1mol,當(dāng)用熱化學(xué)方程式表示燃燒熱時(shí),可燃物的物質(zhì)的量必須為1mol。-9-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三3.能源 -10-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三自主鞏固

4、自主鞏固已知某反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)+D(g),反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示,回答下列問題。(1)該反應(yīng)是吸熱(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),該反應(yīng)的H=E1-E2kJmol-1(用含E1、E2的代數(shù)式表示),1mol氣體A和1mol氣體B具有的總能量比1mol氣體C和1mol氣體D具有的總能量一定低(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反應(yīng)體系中加入催化劑使反應(yīng)速率增大,則E1和E2的變化是:E1減小(填“增大”“減小”或“不變”),E2減小,H不變。-11-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三1.熟記反應(yīng)熱H的基本計(jì)算公式H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量H=各反應(yīng)物的

5、鍵能之和-各生成物的鍵能之和2.理解焓變的“四”注意(1)任何化學(xué)反應(yīng)都是舊鍵斷裂,新鍵形成的過程,都伴隨著能量的變化。(2)焓變不取決于部分反應(yīng)物能量和部分生成物能量的相對(duì)大小。(3)物質(zhì)的物理變化過程中,也會(huì)有能量的變化,但不屬于吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)。在進(jìn)行反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算時(shí),必須要考慮到物理變化時(shí)的熱效應(yīng),如物質(zhì)的三態(tài)變化。(4)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱與反應(yīng)發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系。如吸熱反應(yīng)Ba(OH)28H2O與NH4Cl在常溫常壓下即可進(jìn)行,而很多放熱反應(yīng)則需要在加熱的條件下進(jìn)行。-12-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三例1(1)已知H2O2在催化劑作用下分解速率加快,其能量隨反應(yīng)進(jìn)

6、程的變化如右圖所示。下列說法正確的是( )A.加入催化劑,減小了反應(yīng)的熱效應(yīng)B.加入催化劑,可提高H2O2的平衡轉(zhuǎn)化率C.H2O2分解的熱化學(xué)方程式:D.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量-13-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三 解析:(1)催化劑能改變反應(yīng)歷程,降低反應(yīng)的活化能,但不改變反應(yīng)的熱效應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑可以改變反應(yīng)速率,但不能使平衡移動(dòng),故無法提高轉(zhuǎn)化率,B項(xiàng)錯(cuò)誤;熱化學(xué)方程式中要標(biāo)出各物質(zhì)的聚集狀態(tài),C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖示可知反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,D項(xiàng)正確。(2)H=舊鍵斷裂吸收的總能量-新鍵形成放出的總能量,H=(348+4

7、122)kJmol-1-(612+436)kJmol-1=+124kJmol-1。答案:(1)D(2)+124-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三方法技巧 解答能量變化圖像題的“三”關(guān)鍵(1)注意活化能在圖示中的意義。從反應(yīng)物至最高點(diǎn)的能量數(shù)值表示正反應(yīng)的活化能;從最高點(diǎn)至生成物的能量數(shù)值表示逆反應(yīng)的活化能。(2)催化劑只影響正、逆反應(yīng)的活化能,而不影響反應(yīng)的焓變。(3)涉及反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算時(shí),要特別注意圖示中反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量。-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1.煤炭燃燒脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中

8、產(chǎn)生的CO又會(huì)與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng),降低了脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破考點(diǎn)三假設(shè)某溫度下,反應(yīng)的速率(v)大于反應(yīng)的速率(v),則下列反應(yīng)過程能量變化示意圖正確的是( ) 答案解析解析關(guān)閉H10,所以反應(yīng)是吸熱反應(yīng),即反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量,H2”“0,屬于吸熱反應(yīng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑不會(huì)改變反應(yīng)的H,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)蓋斯定律,用“反應(yīng)-反應(yīng)”得所求反應(yīng)的H=206.1kJmol-1-131.3kJmol-1=+74.8kJmol-1,D項(xiàng)正確。 答案解析關(guān)閉D-44-考點(diǎn)三考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破6.(1)CCUS是一種二氧化碳的捕

9、獲、利用與封存的技術(shù),這種技術(shù)可將CO2資源化,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H1=-820kJmol-1CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H2=-41.2kJmol-12CO(g)+O2(g)2CO2(g)H3=-566kJmol-1則反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的H=。(2)已知:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3kJmol-1N2(g)+O2(g)2NO(g)H=+180kJmol-1CH4可用于脫硝,其熱化學(xué)方程式為CH4(g)+4NO(g)CO2(g)+2N2(g

10、)+2H2O(l)H=。-45-考點(diǎn)三考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破(3)利用水煤氣中的CO與H2在加熱和催化劑條件下反應(yīng)可以制得甲醇。已知:CH3OH(l)、H2和CO的燃燒熱H分別為-726.5kJmol-1、-285.8kJmol-1和-283.0kJmol-1,則CO和H2制備液態(tài)CH3OH(不生成水)的熱化學(xué)方程式為。答案:(1)+229.6kJmol-1(2)-1250.3kJmol-1(3)CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)H=-128.1kJmol-1-46-考點(diǎn)三考點(diǎn)一考點(diǎn)二基礎(chǔ)梳理考點(diǎn)突破-47-1.物質(zhì)能量與反應(yīng)吸熱、放熱之間的關(guān)系(1)E反應(yīng)物E生成物,放熱反應(yīng),H

11、0。(2)E反應(yīng)物0。2.熱化學(xué)方程式書寫、判斷的注意事項(xiàng)(1)注意標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)。(2)注意H的符號(hào)與單位。(3)注意H的數(shù)值與計(jì)量數(shù)是否對(duì)應(yīng)。3.蓋斯定律中的2個(gè)關(guān)系(1)總反應(yīng)方程式=分反應(yīng)方程式之和(2)總反應(yīng)的焓變=分反應(yīng)的焓變之和-48-49-2134651.有關(guān)下列圖像的敘述不正確的是()A.圖(1)表示的熱化學(xué)方程式為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41kJmol-1B.圖(2)表示的熱化學(xué)方程式為CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=+41kJmol-1C.由圖可知正逆反應(yīng)焓變的絕對(duì)值相等D.兩個(gè)圖像表示的含義不同 答案解析解析關(guān)閉圖(

12、1)表示CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41kJmol-1,A項(xiàng)正確;圖(2)表示的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H=+41kJmol-1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖知正逆反應(yīng)的焓變符號(hào)不同,但絕對(duì)值相等,C項(xiàng)正確;兩個(gè)圖像表示的意義不同,D項(xiàng)正確。 答案解析關(guān)閉B-50-213465C解析:已知N2(g)+2O2(g)N2O4(g)H=+8.7kJmol-1N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)H=-534.0kJmol-1根據(jù)蓋斯定律2-可得熱化學(xué)反應(yīng)式為2N2H4(g)+N2O4(g)3N2(g)+4H2O(g)H=-1076.7k

13、Jmol-1。-51-4312653.(2017江蘇化學(xué))通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是()A.反應(yīng)為反應(yīng)提供原料氣B.反應(yīng)也是CO2資源化利用的方法之一A.反應(yīng)為反應(yīng)提供原料氣B.反應(yīng)也是CO2資源化利用的方法之一 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-52-4312654.1mol丙烷分子中所有共價(jià)鍵斷裂需要4006kJ的能量,而1mol新戊烷分子中所有共價(jià)鍵斷裂需要6356kJ的能量。則CC鍵的平均鍵能為()A.368kJmol-1B.347kJmol-1C.386kJmol-1D.414kJmol-1B解析:丙烷和新戊烷的結(jié)構(gòu)簡式分別為CH3CH2CH

14、3、(CH3)4C,設(shè)CH、CC鍵的平均鍵能(單位為kJmol-1)分別為x、y,根據(jù)題意則有8molx+2moly=4006kJ,12molx+4moly=6356kJ,由可得x=414kJmol-1,y=347kJmol-1,故CC鍵的平均鍵能為347kJmol-1。-53-6531245.2016課標(biāo)全國,節(jié)選2O2(g)+N2(g)N2O4(l)H1N2(g)+2H2(g)N2H4(l)H2O2(g)+2H2(g)2H2O(g)H32N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g)H4=-1048.9kJmol-1上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為H4=,聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推

15、進(jìn)劑的主要原因?yàn)?。答?2H3-2H2-H1反應(yīng)放熱量大、產(chǎn)生大量氣體解析:根據(jù)蓋斯定律知反應(yīng)2-反應(yīng)2-反應(yīng)即可得反應(yīng),則H4=2H3-2H2-H1。聯(lián)氨具有強(qiáng)還原性,N2O4具有強(qiáng)氧化性,二者易發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),反應(yīng)放出大量的熱并產(chǎn)生大量氣體,所以聯(lián)氨和N2O4可用作火箭推進(jìn)劑。-54-6531246.(2016天津理綜,節(jié)選)氫能是發(fā)展中的新能源,它的利用包括氫的制備、儲(chǔ)存和應(yīng)用三個(gè)環(huán)節(jié)?；卮鹣铝袉栴}:(1)與汽油相比,氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是(至少答出兩點(diǎn))。(2)氫氣可用于制備H2O2。已知:H2(g)+A(l)B(l)H1O2(g)+B(l)A(l)+H2O2(l)H2其中A、B

16、為有機(jī)物,兩反應(yīng)均為自發(fā)反應(yīng),則H2(g)+O2(g)H2O2(l)的H(填“”“”或“=”)0。(3)利用太陽能直接分解水制氫,是最具吸引力的制氫途徑,其能量轉(zhuǎn)化形式為。答案:(1)污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高(任寫其中2個(gè))(2)(3)光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能-55-653124解析:(1)氫氣相對(duì)于汽油等化石能源,其優(yōu)點(diǎn)有污染小、可再生、來源廣、資源豐富、燃燒熱值高等。(2)H2(g)+A(l)B(l)H1O2(g)+B(l)A(l)+H2O2(l)H2將+得:H2(g)+O2(g)H2O2(l)H=H1+H2兩反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行,說明H-TS0,反應(yīng)中S0,可判斷H10,H20,則H0。(3)利用太陽能分解水制得氫氣和氧氣,其能量轉(zhuǎn)化形式是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。