【精选】高考化学大一轮讲义:第六章-第1讲-化学能与热能(31页,含答案解析).doc
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1、精选高考化学复习资料第1讲化学能与热能考纲要求1.了解化学反应中能量转化的原因,能说出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,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。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。考点一焓变与反应热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.焓变、反应热(1)定义:在恒压条件下进行的反应的热效应。(
2、2)符号:H。(3)单位:kJmol1或kJ/mol。3.吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应:可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属跟酸的置换反应;物质的缓慢氧化。吸热反应:大多数分解反应;盐的水解和弱电解质的电离;Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应;碳和水蒸气、C和CO2的反应。深度思考1.同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧,哪一个放出的热量多,为什么?答案在空气中燃烧放出的热量多,因在纯氧中燃烧火焰明亮,转化成的光能多,故放出的热量少。2.判断正误,
3、正确的划“”,错误的划“”(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)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()(4)吸热反应在任何条件都不能发生()(5)Na转化为Na时,吸收的能量就是该过程的反应热()(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热()(7)同温同压下,反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同()(8)可逆反应的H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)(8)解析(5)(6)是物理变化过程,其能量变化不能称为反应热。(7)焓
4、变与反应条件无关。题组一活化能与反应热1.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()ABC(过渡态)ABC(反应物)ABC(生成物)A.反应过程可表示为 B.E1为反应物的平均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HE1E20,所以正反应为放热反应D.此图中逆反应的热效应HE1E20,所以逆反应为放热反应答案D解析该图表示的正反应放热,H为负值,逆反应吸热,H为正值,D错误。2.(2011海南,11改编)某反应的H100 kJmol1,下列有关该反应的叙述正确的是()A.正反应活化能小于100 kJmol1B.逆反应活化能一定小于100 kJmol1C.正反应
5、活化能不小于100 kJmol1D.正反应活化能比逆反应活化能小100 kJmol1答案C解析某反应的H100 kJmol1,说明该反应的正反应为吸热反应,且正反应的活化能比逆反应的活化能大100 kJmol1,正反应的活化能应大于100 kJmol1,无法确定逆反应的活化能大小。正确理解活化能与反应热的关系(1)E1为正反应活化能,E2为逆反应活化能,HE1E2;(2)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。题组二利用键能计算反应热3.(2011重庆理综,13)SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中只存在SF键。已知:1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1
6、mol FF、SF键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ,则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为_。答案1 220 kJmol1解析断裂1 mol SS键吸收能量280 kJ,断裂3 mol FF键吸收能量3160 kJ,则吸收的总能量为Q吸280 kJ3160 kJ760 kJ,释放的总能量为Q放330 kJ61 980 kJ,由反应方程式:S(s)3F2(g)=SF6(g)可知,H760 kJmol11 980 kJmol11 220 kJmol1。4.通常把拆开1 mol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,也可用于估算化学反应的反应
7、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。下面列举了一些化学键的键能数据,供计算使用。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol1460360436431176347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H为_。答案236 kJmol1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。1 mol晶体硅中所含的SiSi键为2 mol,即制取高纯硅反应的反应热H4360 kJmol12436
8、kJmol1(2176 kJmol14431 kJmol1)236 kJmol1。1.熟记反应热H的基本计算公式H生成物的总能量反应物的总能量H反应物的总键能之和生成物的总键能之和2.规避两个易失分点(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任何一个过程都不是化学变化。(2)计算物质中键的个数时,不能忽略物质的结构,如1 mol晶体硅中含2 mol SiSi键,1 mol SiO2中含4 mol SiO键。考点二热化学方程式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)H571.6 k
9、Jmol1表示:2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。3.书写(1)注明反应条件:反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的,可不注明。(2)注明物质状态:常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位:H应包括“”或“”、数字和单位(kJmol1)。(4)注意守恒关系:原子守恒和得失电子守恒;能量守恒。(H与化学计量数相对应)(5)区别于普通方程式:一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的
10、物质的量,可以是整数,也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应,如果化学计量数加倍,则H也要加倍。深度思考1.怎样理解可逆反应中的反应热?答案无论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热H都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.64 kJmol1,H是指2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强下,向某容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),反应达到平衡时放出的能量为Q,因反应不能完全转化为SO3(g),故Q0表示吸热,H0表示放热,因而,H后所跟
11、数值需要带“”、“”符号。(2)描述反应热时,无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用H表示,其后所跟数值需要带“”、“”符号。(3)由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“”号。题组二中和热测定误差分析和数据处理2.利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:用量筒量取50 mL 0.50 molL1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温 度;用另一量筒量取50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;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_
12、(填序号)。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_(填序号)。A.用温度计小心搅拌B.揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C.轻轻地振荡烧杯来源: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1 L 1 molL1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为H1、H2、H3,则H1、H2、H3的大小关系为_。(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 gcm3,又知中和反应后生成溶液的比热容c4.18 Jg11。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:来源:实验序号来源:来源:起始温度t1/ 来
13、源:数理化网来源:终止温度t2/ 来源:来源:盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热H_(结果保留一位小数)。(6)_(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理由是_。答案(1)确保盐酸被完全中和(2)C(3)D(4)H1H2H3(5)51.8 kJmol1(6)不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热解析(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和,常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(2)为了减小热量损失,倒
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