第33讲 能垒图分析 反应热的计算与比较(能力课)（课件PPT）-【名师导航】2025年高考化学一轮微考点分层突破（通用版）

第33讲　能垒图分析　反应热的计算与比较 第四部分 化学反应原理 第六章 化学反应与能量 反应历程与活化能 催化剂对反应历程与活化能影响 人教版 1.1 三版新教材反应历程与能量变化图 要点重现——展现你的风采 知识点1　能垒图分析 1.1 三版新教材反应历程与能量变化图 反应历程与活化能 催化剂对反应历程与活化能影响 鲁科版 知识点1　能垒图分析 1.1 三版新教材反应历程与能量变化图 反应历程与活化能 催化剂对反应历程与活化能影响 苏教版 知识点1　能垒图分析 1.2 源于教材的变形考查 曲线图 知识点1　能垒图分析 1.2 源于教材的变形考查 曲线图 知识点1　能垒图分析 1.2 源于教材的变形考查 能垒图 知识点1　能垒图分析 1.3 能垒图的突破方法 认识能垒图 ——以C2H2＋HCl―→CH2===CHCl为例 知识点1　能垒图分析 (1)图像的意义： (2)多能垒的原因： (3)反应历程中的反应： (4)最大能垒： 1.3 能垒图的突破方法 纵坐标是能量，横坐标是反应过程，图像描述的是反应历程中各阶段不同中间产物所对应的能量(或相对能量)。 催化剂改变的是反应途径，也就是说，原来的一个反应，加入催化剂后就变成了多步反应，所以会出现多个能垒。 图中的“爬坡”与“下坡”各对应一个基元反应，如上图中包含了5个基元反应。 “爬坡”即为能垒，最大能垒步骤属于“慢反应”，决定整个反应的速率。 知识点1　能垒图分析 1.3 能垒图的突破方法 解题流程 知识点1　能垒图分析 典型例题 （2024·河南新乡二模）25℃时，固体酸分子筛催化乙醇脱水，乙醇的分子间脱水和分子内脱水过程与相对能量变化如图所示。 下列说法正确的是（ ） A．在该反应条件下，产物1比产物2稳定 B．固体酸分子筛可通过氢键吸附乙醇 C．固体酸分子筛能减小图示反应的焓变 D．生成产物1的决速步骤的活化能为36.7 B 知识点1　能垒图分析 典型例题 （2024·山东淄博一模）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程如图所示，已知O2（g）和Cl2（g）的相对能量为0。下列说法错误的是（ ） A． B． 键能为 C．相同条件下，O2的平衡转化率：历程Ⅰ=历程Ⅱ D．历程I和II中速率最快一步反应的热化学方程式为 D 知识点1　能垒图分析 能量(能垒)—反应历程图像分析4要点 (1)反应历程中的最大能垒是指正反应过程中最大相对能量的差值，可以用估算的方法进行确定。 (2)能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应，为慢反应。 (3)用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 (4)相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 题后归纳 知识点1　能垒图分析 2.1 反应热的计算 （1）利用热化学方程式进行有关计算 根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应焓变当作“产物”,计算反应的反应热。 （3）根据图示中能量变化来确定焓变 ΔH=H(生成物)-H(反应物) 如图Ⅰ:ΔH=H1-H2<0,该反应为放热反应; 如图Ⅱ:ΔH=H2-H1>0,该反应为吸热反应;焓变=a-b。 （2）依据燃烧热数据,利用公式直接计算反应热 反应热=燃烧热×n(可燃物的物质的量) 要点重现——展现你的风采 知识点2　反应热的计算与比较 （4）根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算反应热 如反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。 2.1 反应热的计算 （5）依据盖斯定律进行计算 知识点2　反应热的计算与比较 （1）（2024·黑龙江二模）2023年9月23日第19届亚运会在我国杭州正式开幕。开幕式主火炬首次使用了零碳甲醇（CH3OH）燃料，充分体现了杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念。已知一定条件下，CO2催化加氢生产甲醇，发生如下反应： ii： 反应体系中存在反应 _______ 典型例题 -90 知识点2　反应热的计算与比较 典型例题 （2）（2024·山东菏泽一模）丙烯是重要的有机原料之一，可通过多种途径制备。 由丙烷直接脱氢法制备： 已知键能：E（C—H）=416kJ·mol-1、E（H—H）=436kJ·mol-1；生成1mol碳碳键放出的能量为271kJ，则 _______ +125 知识点2　反应热的计算与比较 2.2 反应热的大小比较 （1）根据反应物量的大小关系比较反应焓变的大小 ①H2(g)＋2(1)O2(g)===H2O(g)　ΔH1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2 反应②中H2的量更多，因此放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1＞ΔH2 （2）根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小 ③C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH3 ④C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH4 反应④中，C完全燃烧，放热更多，|ΔH3|<|ΔH4|，但ΔH3<0，ΔH4<0，故ΔH3＞ΔH4。 知识点2　反应热的计算与比较 2.2 反应热的大小比较 （3）根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小 ⑤S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH5 ⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH6 方法①：图像法，画出上述两反应能量随反应过程的变化曲线。 由图像可知：|ΔH5|>|ΔH6|，但ΔH5<0，ΔH6<0，故ΔH5＜ΔH6。 方法②：通过盖斯定律构造新的热化学方程式。 由反应⑤－反应⑥可得S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH5－ΔH6<0，故ΔH5＜ΔH6。 知识点2　反应热的计算与比较 2.2 反应热的大小比较 （4）根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小 ⑦2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH7 ⑧2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH8 由反应⑦－反应⑧可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　ΔH＝ΔH7－ΔH8，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH7<ΔH8。 知识点2　反应热的计算与比较 典型例题 （2024·重庆沙坪坝模拟）已知2mol金属钾和1mol氯气反应的能量循环如图所示，下列说法正确的是（ ） A．在相同条件下， ， 则 B．在相同条件下， ， 则 C． 且该过程形成了分子间作用力 D． A 知识点2　反应热的计算与比较 在标准状态下，由稳定单质生成1mol化合物的焓变即为该化合物的标准摩尔生成焓，符号为 ，根据题图所给的数据，下列说法正确的是（ ） A．热稳定性：KCl(s)＜K2S B．2K(s)+ Cl2(g)=2KCl(s) ΔH=-436.5kJ·mol-1 C．K2S (s)+ Cl2(g)=2KCl(s)+S(s) ΔH＜0 D．K2S (s) =2K(s)+S(s) ΔH=-380.7kJ·mol-1 典型例题 C 知识点2　反应热的计算与比较 1.能垒图分析的关键提醒：理清横纵坐标的意义，分析出各反应阶段的能量变化趋势。 3．进行反应热大小比较有四看：看物质状态、看ΔH的“+”、“-”符号、看化学计量数、看反应程度 2.反应热计算常见方法有四类 (1)利用化学键进行计算。 (2)利用热化学方程式进行计算。 (3)利用燃烧热、中和反应反应热进行计算。 (4)利用盖斯定律进行计算。 课堂总结 1.（2024·广东佛山一模）密闭容器中，发生 和 两个竞争反应，反应历程如图所示．下列说法正确的是（ ） A．增大压强，物质C的浓度不变 B．升高温度，平衡时体系内D的浓度增大 C．反应 D．加入催化剂Ⅱ更有利于D的生成 D 当堂检测 2.（2024·广东湛江一模）在处理汽车尾气的三元催化剂中，Rh的主要作用是消除NxO，Pd的主要作用是消除CO，部分催化机理及能量变化如图所示。下列说法不正确的是（ ） A．在NO和CO的整个反应过程中步骤Ⅲ是决速步骤 B．反应进行的三步分别是放热反应、放热反应和吸热反应 C．第一步反应： D．CO能促进NO转化成N2 A 当堂检测 3.（2024·江西宜春模拟）已知反应：①CH4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-akJ/mol(a>0)； ②C2H4(g)+2O2(g)=2CO(g)+2H2O(l) ΔH2=-bkJ/mol(b>0)。 其他数据如表所示： 化学键 C=O O=O C-H O-H C=C 键能/(kJ·mol-1) 798 x 413 463 615 下列说法正确的是（ ） A．乙烯的燃烧热为akJ/mol B．上表中的x用a的代数式表示为 C．反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-(a-b)kJ/mol D．若有C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-ckJ/mol(c>0)，则有ΔH3>ΔH1 B 当堂检测 $$