2026届高三化学一轮复习 ——反应热 热化学方程式 课件
|
33页
|
673人阅读
|
1人下载
普通
摘要:
该高中化学高考复习课件聚焦“化学反应与能量”核心模块,覆盖反应热与焓变计算、热化学方程式书写、燃烧热及中和热概念辨析等高考高频考点,对接高考评价体系中物质变化与能量转化的考查要求,通过键能计算实例、2023湖北卷真题解析梳理反应热计算(占比约30%)、实验探究(中和热测定)等常考题型,构建“概念-计算-实验”三维备考体系。
课件亮点在于“真题引领+实验建模+素养落地”,如以2024广东江门一模竞争反应焓变分析为载体,用“能量差比较法”突破吸热放热反应判断,培养科学思维中的证据推理能力;中和热测定实验详解碱过量、温度差计算等误差控制技巧,落实科学探究与实践素养。特设易错点警示(如浓硫酸溶解放热非反应),助力学生高效掌握得分要点,教师可据此实施靶向复习。
内容正文:
2026届高三化学一轮复习 ——化学反应与能量
一、反应热与焓变
在恒压的条件下,化学反应过程中吸收或放出的热量称为反应的焓变。
1、反应热:
在化学反应过程中吸收和放出的热量称为反应热。
2、焓变:
ΔH
kJ/mol。
符号:
单位:
计算式:
△H = H生成物 - H反应物
内能
3、放热反应与吸热反应
(1) 化学反应中的能量变化
微观意义
宏观意义
断裂旧键所吸收的能量
合成新键所放出的能量
反应热
反应物的活化能
活化分子生成生成物释放的能量
反应热
E总反应物 E总生成物
反应
△H 0
>
放热
E总反应物 E总生成物
反应
△H 0
>
吸热
<
宏观角度分析:
△H = H生成物 - H反应物
<
微观角度分析:
化学反应的实质是:
反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成
△H=反应物的总键能 – 生成物的总键能
吸热
放热
断键吸收的热量<成键放出的热量
△H<0
断键吸收的热量>成键放出的热量
△H>0
注意:物质本身具有的能量越低越稳定,断裂所含化学键所需能量越多越稳定
氢能是一种清洁能源,所有气体中,氢气的导热性最好,比大多数气体的导热系数高出10倍,因此能源工业中氢是极好的传热载体。如果把海水中的氢全部提取出来,它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大9000倍。根据表格中化学键的键能数值,写出氢气燃烧生成水蒸气的热化学方程式
共价键 H—H O=O H-O
键能 436 496 463
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-484kJ·mol-1
(2)吸热反应与放热反应
1.概念
①把 热量的化学反应称为放热反应。
②把 热量的化学反应称为吸热反应。
放出
吸收
注:吸热反应和放热反应属于化学反应
思考:浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水放热,是放热反应吗?
不是,浓硫酸溶于水不是化学变化
(2)常见的放热反应和吸热反应
①混合物呈糊状
②闻到刺激性气味
③用手触摸杯壁下部冰凉,
④用手拿起烧杯,木片与烧杯粘在一起
Ba(OH)2· 8H2O + 2NH4Cl=BaCl2 +2NH3 ↑ +10H2O
2.常见的放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
③C+H2O(g) CO+H2
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
④大多数化合反应
③活泼金属跟水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
①大多数分解反应
②Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl
(固态铵盐与碱的反应)
思考:是不是需要加热的反应都是吸热反应?
注意:吸热反应、放热反应与反应是否需要加热等反应条件没有直接联系
⑥铝热反应
(3)常见的吸热反应和放热反应
下列变化属于放热反应的是____________________(填序号,下同),属于吸热反应的是____________________。
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ②碘升华 ③石灰石受热分解
④氧化钙与水的反应 ⑤C和CO2的反应 ⑥中和反应
⑦CH4+2O2 CO2+2H2O ⑧Mg+2HCl═MgCl2+H2↑ ⑨铝热反应
⑩HCl+NaHCO3═NaCl+H2O+CO2↑ ⑪水蒸气液化
④⑥⑦⑧⑨
①③⑤⑩
必备知识•梳理
关键能力•提升
正
逆
E1-E2
降低
4、活化能与焓变的关系
(1)E1 为_____反应活化能,E2 为______反应活化能,
ΔH=
(2)催化剂能同等程度________正、逆反应的活化能,能提高反应物活化分子百分数,但不影响焓变的大小。
H2与ICl的反应分①②两步进行,其能量曲线如图所示,下列有关说法错误的是( )。
A.反应①、反应②均为放热反应
B.反应①、反应②均为氧化还原反应
C.反应①比反应②的速率慢,与相应正反应的
活化能无关
D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH=-218 kJ·mol-1
C
典题2(2024·广东江门等5地一模)在一密闭容器中,物质M发生三个脱水的竞争反应:①M(g) N(g)+H2O(g) ΔH1 ②M(g) E(g)+H2O(g) ΔH2
③M(g) F(g)+H2O(g) ΔH3
反应历程如图所示。相同条件下,下列说法正确的是( )
A.由图可知,物质M(g)比物质N(g)稳定
B.反应①比反应②和③更快达到化学平衡
C.E(g) 2F(g)+H2O(g)的反应热ΔH=2ΔH3-2ΔH2
D.平衡后压缩容器,物质E的物质的量不变
C
必备知识•梳理
关键能力•提升
典题4(2023·湖北卷节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
C40H20(g) C40H18(g)+H2(g)的反应机理如下:
已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0 kJ·mol-1和298.0 kJ·mol-1,H—H键能为436.0 kJ·mol-1。估算C40H20(g) C40H18(g)+H2(g)的ΔH=__________ kJ·mol-1。
+128
解析 由图示反应机理分析,ΔH=2E(C—H)-[E(C—C)+E(H—H)]= [2×431.0-(298.0+436.0)] kJ·mol-1=+128 kJ·mol-1。
必备知识•梳理
关键能力•提升
二、热化学方程式
定义:
意义:
1、认识热化学方程式
表示参加反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式
不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中能量的变化,
2、热化学方程式的书写
+
-
kJ·mol-1
物质的量
溶液
固体
液体
气体
名称
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-38.6kJ•mol-1
注意:
(1)ΔH 表示完全反应的热量变化,与反应是否可逆无关。
如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1,表示在25 ℃、101 kPa 时,1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 molNH3(g)时放出92.4 kJ 的热量。
尿素[CO(NH2)2]是一种高效缓释氮肥。利用 NH3 和 CO2 合成尿素的反应分两步进行:
下列说法正确的是
①2NH3(l) +CO2(g) NH4COONH2(l)ΔH1 =-117.2kJ·mol-1;
②NH4COONH2(l) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ΔH2=+16.67 kJ·mol-1
C
A.反应①的ΔS>0
B.反应①的平衡常数可表示为 K=c(CO2)
C.2NH3(l)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l)的ΔH= -100.53 kJ·mol-1
D.温度越高,反应速率越快,NH3 的转化率越大
例2.下图分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法中正确的是( )
A. 石墨转变为金刚石是吸热反应
B.白磷比红磷稳定
C. S(g)+O2(g)=SO2(g) △H1= - Q1 kJ/mol
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H2= - Q2 kJ/mol △ H1>△H2
D. CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH>0
Q1﹥Q2
△H1 <△H2
A
特别提醒:热量比较比数值, △H 的比较要带符号
19
变式2. 4gCO在氧气中燃烧生成CO2,放出 9.6kJ热量,写出CO燃烧的热化学反应方程式。
2CO (g) + O2 (g) === 2CO2 (g) △H = — 134.4 kJ/mol
20
三、燃烧热
定义:
单位:
101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量。
kJ/mol
注意:
A、燃烧的物质必须为:1mol,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的系数。
B、完全燃烧是指物质中下列元素完全转变成对应的物质:C→CO2,H→H2O(l),S→SO2,N→N2等。
C、燃烧热通常由实验测得。
1、下列热化学方程式中ΔH 代表燃烧热的是( )
A.CH4(g)+ 3/2 O2(g)=2H2O(l)+CO(g) ΔH1
B.S(s)+ 3/2 O2(g)=SO3(s) ΔH2
C.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH3
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH4
C
1看系数
2看产物及产物状态
3看ΔH
22
四、中和热
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应而生成1molH2O时放出的热量
H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) △H = -57.3KJ/mol
注意:
①条件:
稀溶液
②反应物:
酸与碱(中学阶段只讨论强酸与强碱中和)
若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱电解质电离吸热,会使测得中和热的数值偏低。
定义:
表示:
中和热测定实验
1、实验应该注意什么事项?
2、实验中采取了什么相应的措施?
3、实验应该收集什么数据?
中和反应反应热的测定
【实验目的】
用简易量热计测量盐酸与NaOH溶液反应前后的温度。
使反应物迅速混合,使反应充分进行,保持体系的温度均匀。
测量反应前后体系的温度
反应容器
起保温作用
防止热量散失
25
思考问题一:能否中途更换温度计?
不能,会存在仪器误差
思考问题二:能否测完酸后直接测量碱的温度?
不能,残留的酸与碱反应,造成酸碱消耗,热量损失
思考问题三:为什么碱的浓度稍大于酸?
为了保证盐酸完全被中和
26
①实验中使用同一支温度计,且测量完一种溶液后,温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
②实验操作时动作要快,反应物应一次性迅速加入,减少热量损失,且避免有液体溅出。
③碱需要稍过量
④需要保温装置,保证反应过程中,不与外界发生热交换
⑤重复实验3次,取3次实验数据的平均值。
(3)提高测定反应热准确度的措施
27
【数据处理】
(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1),计算温度差(t2-t1),将数据填入下表。
(2)取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。
(3)根据温度差和比热容等计算反应热。
28
为了计算简便,可以近似地认为实验所用酸、碱稀溶液的密度、比热容与水的相同,并忽略量热计的比热容,则:
①50mL0.50mol/L盐酸的质量m1=50g,50mL0.55mol/LNaOH溶液的质量m2=50g。
②反应后生成的溶液的比热容c=4.18J/(g·℃),50mL0.50mol/L盐酸与50ml0.55mol/LNaOH溶液发生中和反应时放出的热量为(m1+m2)·c·(t2-t1)=_____________________。
③生成lmolH2O(l)时放出的热量为
0.048(t2-t1)
29
中和热:稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1mol液态 H2O时所释放的热量 。
浓酸和浓碱溶液稀释会放热
弱酸弱碱电离吸热
大量实验测得,在25 0C和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量。
若是浓硫酸与强碱反应,生成1mol液态水所释放的热量______57.3KJ;
若是氨水和盐酸反应,生成1mol液态水所释放的热量______57.3KJ。
大于
小于
30
17. 化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式
计算获得。
(2)热量的测定:取上述0.5000mol·L-1NaOH溶液和盐酸各50ml进行反应,测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1,则该过程放出的热量为___________J(c和ρ分别取4.18J·g-1·℃-1和1.0g·mL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
2023年广东高考节选
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应
Fe(s) + CuSO4(aq) = FeSO4(aq) + Cu(s)的焓变△H(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
i 0.20mol·L-1CuSO4溶液100ml 1.20gFe粉 a b
ii 0.56gFe粉 a c
①温度:b___________c(填“>”“<”或“=”)。
②△H=___________(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
>
反应热 中和热 燃烧热
含义
反应特点
ΔH符号
举例 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)
ΔH=-57.3 kJ/mol 25 ℃、101 kPa时,
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)
ΔH=-285.8kJ/mol
化学反应过程中放出或吸收的热量
在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热
101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,叫做该物质的燃烧热
任何反应
中和反应
在氧气中燃烧的燃烧反应
放热为“-”,吸热为“+”
“-”
“-”
33
$