2025届高三化学一轮复习 原理-热化学 课件

高三一轮复习·化学反应原理 化学能与热能 常见的吸热和放热反应 1.常见的吸、放热反应。 2.注意：反应的吸放热与反应条件无关。 【问题1】请判断下列变化过程中，属于放热反应的有： 。 ①水蒸气液化 ②氢氧化镁与盐酸反应 ③固体NaOH溶于水 ④H2在Cl2中燃烧 ⑤CaCO3分解反应 ⑥氢氧化钡与氯化铵反应 ⑦铝粉与二氧化锰混合在高温下的铝热反应 ②④⑦ 反应焓变的计算 【问题2】请从有催化剂和没有催化剂两个角度画出甲醇燃烧的能量-反应过程关系图。 能量 反应过程 ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量 ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能 2CO2(g) + 4H2O(l) 2CH3OH(l) + 3O2(g) 无催化剂 有催化剂 E4 E2 E1 E3 甲醇燃烧的ΔH= ？ （用E1、E2、E3、E4表示） ΔH 2CH3OH(l) + 3O2(g) == 2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH 催化剂能降低正、逆反应所需活化能，能提高反应物活化分子百分含量，但不影响焓变的大小。活化能越低、反应速率越快。 反应焓变的计算 【问题3】化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。请利用提供的键能计算方程式的ΔH 。 2CH3OH(l) + 3O2(g) == 2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH= ？ ΔH=反应物的总键能 - 生成物的总键能 化学键 C－H C－O C = O O = O O－H 键能／kJ·mol-1 a b c d e 断键吸收的能量：2×(3a+b+e) + 3d = 6a+2b+2e+3d 成键放出的能量：2×2c + 4×2e = 4c+8e ΔH = [(6a+2b+2e+3d) — (4c+8e)]kJ·mol-1 = (6a+2b+3d-4c-6e)kJ·mol-1 反应焓变的计算 【问题4】请利用提供物质的燃烧热计算方程式的ΔH。 CO2(g) + 3H2(g) === CH3OH(l) + H2O(l) ΔH =？ CH3OH(l) H2(g) 燃烧热／kJ·mol-1 -726.5 -285.8 利用盖斯定律计算 ΔH ①CH3OH(l) + O2(g) === CO2(g) + 2H2O(l) ΔH1 = -726.5kJ·mol-1 3 2 — ②H2(g) + O2(g) === H2O(l) ΔH2 = -285.8kJ·mol-1 12 — ΔH = 3ΔH2 - ΔH1 = -130.9kJ·mol-1 类型一：键能相关——2015·全国I卷 已知反应2HI(g) == H2(g) + I2(g)的△H=+11kJ·mol-1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为______________kJ。 299 练一练 大于 -7 kJ·mol-1 -36 kJ·mol-1 (E1 - E2) + ΔH + (E3 - E4) 类型二：图像相关（反应历程）——2022·广东卷·T19 P166 类型二：图像相关（反应历程）——2019·全国I卷 我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。 可知水煤气变换的ΔH_____0 (填“大于”“等于”或“小于”)。 该历程中最大能垒(活化能) E正＝_____eV，写出该 步骤的化学方程式 _____________________________________________________________。 小于 2.02 COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*) 练一练 我国科学家实现了在铜催化剂条件下将DMF[(CH3)2NCHO]转化为三甲胺[N(CH3)3]。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是 A.该历程中最小能垒的化学方程式为 (CH3)2NCH2OH*===(CH3)2NCH2＋OH* B.该历程中最大能垒(活化能)为2.16 eV C.该反应的热化学方程式为(CH3)2NCHO(g)＋2H2(g)===N(CH3)3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－1.02 eV·mol－1 D.增大压强或升高温度均 能加快反应速率，并增大 DMF平衡转化率 A 类型三：盖斯定律相关——2021·广东卷·T19 ΔH3 - ΔH4 或ΔH2 + ΔH3 - ΔH5 P166 练一练 【2018全国III卷】SiHCl3在催化剂作用下发生反应: 2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) △H1= +48 kJ/mol 3SiH2Cl2(g) = SiH4(g) + 2SiHCl3(g) △H2= -30 kJ/mol 则反应4SiHCl3(g) = SiH4(g) + 3SiCl4(g)的△H= kJ/mol。 +114 练一练 -116 NaNO2(s) + NH4Cl(s) → N2(g) + NaCl(s) + 2H2O(l) ΔH1 NaNO2(s) → Na+(aq) + NO2-(aq) ΔH2 NH4Cl(s) → NH4+(aq) + Cl-(aq) ΔH3 NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq) ΔH4 反应a：NO2-(aq) + NH4+(aq) == N2(g) + 2H2O(l) 已知： ΔH1- ΔH2 -ΔH3 + ΔH4 类型三：盖斯定律相关（路径图）——2024·广东卷·T19 练一练 2025届·珠海市第一次摸底 4d105s1 2(ΔH1 + ΔH3 - ΔH2) 燃烧热 选必1 P9 中和热 选必1 P6 练一练 (1)HCl溶液和NaOH溶液反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1，则含1 mol硫酸的溶液与足量氢氧化钡溶液反应放热为114.6 kJ(2)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋ O2(g)=CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol－1(3)H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol－1，则2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1(4)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则 C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol－1(5)常温常压下，金刚石、石墨的燃烧热分别为395.4 kJ·mol－1、393.5 kJ·mol－1，可推出石墨比金刚石稳定 (6)500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH=-38.6 kJ·mol-1 燃烧热和中和热应用中的注意事项 (1)有关燃烧热的判断，一看是否以1 mol可燃物为标准，二看是否生成指定产物。 (2)有关中和热的判断，一看是否以生成1 mol H2O(l)为标准；二看酸碱的强弱和浓度,应充分考虑弱酸、弱碱电离吸热，浓的酸碱稀释放热等因素；三看是否生成难溶物，应充分考虑生成难溶物时放热。 类型四：反应热相关（燃烧热）——2020·全国II卷 乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1，相关物质的燃烧热数据如下表所示： 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) 燃烧热ΔH/ ( kJ·mol－1) －1 560 －1 411 －286 则ΔH1＝ kJ·mol－1。 +137 练一练 【2012新课标】已知工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2、和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8 kJ/mol和283.0 kJ/mol，请写出该反应的热化学反应方程式： CH4(g)+CO2(g) === 2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝+247.3 kJ/mol 真题梳理——反应热的计算 信息呈现方式 活化能 键能 燃烧热 热化学方程式 盖斯定律计算焓变 ΔH = Ea正 - Ea逆 ΔH = ΣE(反应物的总键能)-∑E(生成物的总键能) 第一步：找待求方程式中各物质在已知方程式的位置 第二步：根据物质处理已知方程式 （同侧乘正数，异侧乘负数，根据系数乘n倍） 第一步：依据燃烧热的定义书写热化学方程式 第二步：依据盖斯定律计算焓变 P159 类型：融合速率、平衡相关——2021·广东卷·T19 一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分 步进行，其中，第 步的正反应活化能最大。 4 4 P166 类型：融合速率、平衡相关——2023·广东卷·T15 催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g) ⇌P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是（ ） A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的 最高浓度更大 C 类型：融合速率、平衡相关——2024·广东卷·T15 A 练一练 2024届·肇庆一模 练一练 2024届·肇庆二模 练一练 5.HBr被O2氧化依次由如下(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)三步反应组成，1 mol HBr(g)被氧化为Br2(g)放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。 (Ⅰ)HBr(g)＋O2(g)===HOOBr(g) (Ⅱ)HOOBr(g)＋HBr(g)===2HOBr(g) (Ⅲ)HOBr(g)＋HBr(g)===H2O(g)＋Br2(g) 下列说法正确的是 A.三步反应均为放热反应 B.步骤(Ⅰ)的反应速率最慢 C.HOOBr(g)比HBr(g)和O2(g)稳定 D.热化学方程式为4HBr(g)＋O2(g)===2H2O(g)＋2Br2(g)　ΔH＝－12.67 kJ·mol－1 B 反应热的测定 P160 选必1 P5 利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下： ①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度； ②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度； ③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。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？ (3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是？ 类型：反应热的测定——2023·广东卷·T17 类型：反应热的测定——2023·广东卷·T17 类型：反应热的测定——2023·广东卷·T17 练一练 2024·揭阳市期末考 (1)能源分类 煤 石油 天然气 可再生 (2)解决能源问题的措施——开源节流 ①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.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。 能源 P162 一次能源是指自然界中以现成形式存在，不经任何改变或转换的天然能源资源，即从自然界直接取得并不改变其形态和品位的能源。煤、石油、天然气、核燃料、植物燃料、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等。 二次能源是指为了满足生产工艺和生活的特定需要以及合理利用能源，将一次能源直接或间接加工转换产生的其它种类和形式的人工能源。如由原煤加工产出的洗煤；由煤炭加工转换产出的焦炭，煤气；由原油加工产出的汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油气、炼厂干气等；由煤炭、石油、天然气转换产出的电力。 再生能源是指在生态循环中能重复产生的自然资源，它能够循环使用，在较短的时间内可得到补充，不会随人类的开发利用而日益减少，具有天然的自我再生功能，可以源源不断地从自然界中得到补充，是人类取之不尽用之不竭的能源。如水力、潮汐、太阳辐射、风力、海洋能、草木燃料、地震、火山活动、地下热水、地热蒸汽、温泉、热岩层以及从有机物质及其废物中提取的燃料，如酒精、沼气等。 非再生能源是指经过亿万年漫长地质年代形成，随着人类的不断开发利用而日益减少，终究要消耗殆尽，不能在短期内重复再生的能源。如煤炭、石油、天然气、油页岩、核燃料等。 $$