幻灯片 1专题五 化学反应中的能量变化
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幻灯片 2热点题型突破
考情分析:反应热是近几年高考的重点考查内容之一｡题型为选择题和填空题｡考查的内容主要有:
1.热化学方程式的正误判断｡
2.比较反应热的大小｡
3.有关反应热的简单计算｡
由于能源问题已成为社会热点,有关能源的试题也将成为今后命题的重点,从能源问题切入,从不同的角度设问,结合新能源的开发,将是今后命题的方向｡
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幻灯片 3考点1 反应热、中和热、燃烧热的比较
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幻灯片 4----
幻灯片 5考点2 热化学方程式的书写
1.书写原则:
(1)标明反应物和生成物的聚集状态｡
(2)化学计量数只表示物质的量,可以用分数｡
(3)ΔH要注意“+”､“-”,其单位为kJ/mol｡
(4)要标明温度和压强,不标明时,即指25℃､101 kPa,不注明反应条件,不用“↑”､“↓”｡
2.表示燃烧热的热化学方程式,要注意可燃物的化学计量数为1 mol,且完全燃烧,生成稳定的氧化物,
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幻灯片 6----
幻灯片 73.表示中和热的热化学方程式,要注意生成1 mol H2O,强酸和强碱反应的中和热数值恒定为57.3,若有弱酸或弱碱参加,则中和热数值小于57.3｡
考点3 反应热的计算
反应热的计算方法
1.根据反应物和生成物的总能量计算
ΔH=E(生成物)-E(反应物)
2.根据键能计算
ΔH=反应物键能总和一生成物键能总和
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幻灯片 83.燃烧热和中和热的计算
(1)燃烧热:Q放=n(可燃物)×ΔHC｡
n(可燃物)为可燃物的物质的量,ΔHC为该可燃物的燃烧热｡
(2)中和热:Q放=n(H2O)×ΔHC′
n(H2O)为生成水的物质的量,ΔHC′为中和热｡
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幻灯片 94.据盖斯定律计算
(1)理论依据:一定条件下,一个化学反应不管一步完成,还是分步完成,反应的总热效应相同,即反应热的大小与反应的途径无关,只与始态､终态有关｡
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幻灯片 10 (3)注意事项
①合理进行方程式的叠加
热化学方程式的叠加类似于整式的运算,叠加时应遵循数学的运算规则,当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时,各物质前的化学计量数和ΔH需同乘以该化学计量数｡当某物质或ΔH移到“＝”另一边时就变为异号即“+”变“-”或“-”变“+”｡
②“ΔH”在进行加､减､乘等运算时,一定要注意其符号的改变,即ΔH的运算包括数值和符号的双重运算｡
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幻灯片 11题型一 有关反应热的概念
【例1】 下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(g);ΔH=-1367.0 kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)＝NaCl(aq)+H2O(l);ΔH=+57.3 kJ/mol(中和热)
C.S(s)+O2(g)＝SO2(g);ΔH=-296.8kJ/mol(反应热)
D.2NO2＝O2+2NO;ΔH=+116.2 kJ/mol(反应热)
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幻灯片 12[解析] 选项A,H2O呈气态时不稳定,不是表示燃烧热的热化学方程式｡选项B,中和反应为放热反应,ΔH<0,ΔH=-57.3 kJ/mol,B错误｡选项C,S燃烧生成SO2的反应是放热反应,ΔH<0,同时表明了物质的聚集状态等,C正确｡选项D,未注明物质的聚集状态,D错误｡
[答案] C
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幻灯片 13[点拨] 燃烧热､中和热､反应热三者之间的联系
①弄清燃烧热的含义:在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫该物质的燃烧热,例如:C(s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH=-393.5 kJ/mol,碳的燃烧热是393.5 kJ/mol｡
②弄清中和热的含义:中和热是在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水时放出的热量,中和热为57.3 kJ/mol,反应热为ΔH=-57.3 kJ/mol｡
③反应热随反应物的物质的量的变化而变化,一个“可逆的”化学反应,它的正反应和逆反应的焓变大小相等､符号相反｡
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幻灯片 14④三者既有联系又有区别,燃烧热和中和热都是正值,并且都是定值,反应热既有正值(正号不能省略)又有负值,符号不表示大小而表示吸热或放热,反应热随反应物的物质的量的变化而变化｡
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幻灯片 15【变式训练1】 下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ/mol
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol,则2CO2(g)＝2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=2×283.0 kJ/mol
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
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幻灯片 16[解析] 中和热是以生成1 mol H2O作为标准的,因此A不正确;燃烧热是指1 mo
l物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,因此B正确,D不正确;有些反应需加热才能发生,但却是放热反应,例如燃料的燃烧需点燃引发才能发生,但却是放热反应,因此C不正确｡
[答案] B
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幻灯片 17题型二 热化学方程式的书写及正误判断
【例2】 25℃,101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol,辛烷的燃烧热为5518 kJ/mol｡下列热化学方程式书写正确的是( )
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幻灯片 18 [解析] 选项A,2 mol H+(aq)和2 mol OH-(aq)反应应放出57.3 kJ×2=114.6 kJ热量,A错误｡选项B,符合中和热的定义,B正确｡选项C,生成的H2O不是稳定的液态,C错误｡选项D,不符合燃烧热的定义,D错误｡
[答案] B
[点拨] 判断一个热化学方程式是否正确,主要看方程式是否配平､状态是否注明､ΔH的符号与数值是否正确｡
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幻灯片 19【变式训练2】 2008年8月8日,体操王子李宁点燃了位于“鸟巢”的奥运主火炬,第29届奥运会正式开幕,奥运火炬的燃料为丙烷｡已知丙烷的燃烧热为a kJ/mol｡下列有关丙烷燃烧的化学方程式正确的是( )
A.C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(g);ΔH=a kJ/mol
B.C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(l);ΔH=a kJ/mol
C.C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(g);ΔH=-a kJ/mol
D.2C3H8(g)+10O2(g)＝6CO2(g)+8H2O(l);ΔH=-2a kJ/mol
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幻灯片 20[解析] 放热反应的ΔH为负值,故A､B不正确,ΔH与化学计量数成正比,1 mol的丙烷燃烧生成液态水时,放出a kJ热量,生成气态水放出的热量小于a kJ,故C不正确,D正确｡
[答案] D
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幻灯片 21题型三 有关反应热的计算
【例3】 已知:Fe2O3(s)+ C(s)＝CO2(g)+2Fe(s);ΔH=234.1 kJ·mol-1;C(s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH=-393.5 kJ·mol-1;则2Fe(s)+ O2(g)＝Fe2O3(s)的ΔH是( )
A.-824.4 kJ·mol-1 B.-627.6 kJ·mol-1
C.-744.7 kJ·mol-1 D.-169.4 kJ·mol-1
[答案] A
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幻灯片 22[解析] 本题根据盖斯定律即可求解｡观察热化学方程式Fe2O3(s)+ C(s)＝CO2(g)+2Fe(s);ΔH1=234.1 kJ·mol-1①;C(s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH2=-393.5 kJ·mol-1②;②×-①可得2Fe(s)+ O2(g)＝Fe2O3(s),则ΔH=ΔH2-ΔH1=-824.35 kJ·mol-1≈-824.4 kJ·mol-1｡
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幻灯片 23[点拨] (1)根据热化学方程式计算:解答这类试题的关键一是要弄清楚反应热的含义,二是要注意热量与反应计量数的关系｡
(2)根据键能计算:解答这类试题时一定要将所有反应物和生成物的化学键数目计算清楚,否则极易出错｡书写热化学方程式时易出现不注明物质的聚集状态､单位用kJ､ΔH不与化学计量数联系､忽视ΔH的“+”､“-”等错误｡
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幻灯片 24【变式训练3】
已知:2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l);ΔH=-571.6 kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890 kJ/mol
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695 kJ,则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )
A.1:1 B.1:3
C.1:4 D.2:3
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幻灯片 25 [解析] 解答此类题可采用以下两种方法:一是列方程组求解,二是“十字交叉”法｡
方法二:1 mol混合气体完全燃烧放出热量为739 kJ, 1 mol H2, 1 mol CH4完全燃烧放出热量分别为285.8 kJ､890 kJ,由
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幻灯片 26得n(H2):n(CH4)=151:453.2=1:3｡
[答案] B
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幻灯片 27► 探究点一 反应热及反应热大小比较
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幻灯片 28a表示断裂旧化学键吸收的热量；
b表示新化学键生成放出的热量；
c表示反应热。
(2)从宏观的角度说，是反应物自身的能量与生成物的能量差值，在图5－1中：
a表示活化能；
b表示活化分子结合成生成物所释放的能量；
c表示反应热。
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幻灯片 292．比较反应热大小的方法
(1)根据反应物和生成物的聚集状态比较
物质由固态变成液态，由液态变成气态，都必定吸收热量；而由液态变成固态，由气态变成液态，或由气态直接变成固态，则放出热量。因此在进行反应热计算或大小比较时，应特别注意各反应物或生成物的状态，存在同素异形体的要注明其同素异形体的名称。
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幻灯片 30(2)根据热化学方程式中化学计量数比较
热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示各反应物和生成物的物质的量，可以是分数。当化学计量数发生变化(如加倍或减半)时，反应热也要随之变化。互为可逆反应的热化学反应，其反应热数值相等，符号相反。
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幻灯片 31(3)根据反应物和生成物的性质比较
对互为同素异形体的单质来说，由不稳定状态单质转化为稳定状态的单质要放出能量，因为能量越低越稳定；对于同一主族的不同元素的单质来说，与同一物质反应时，生成物越稳定或反应越易进行，放出的热量越多；而有些物质，在溶于水时吸收热量或放出热量，在计算总反应热时，不要忽视这部分热量。
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幻灯片 32(4)根据反应进行的程度比较
对于分几步进行的反应来说，反应进行得越彻底，其热效应越大。如果是放热反应，放出的热量越多；如果是吸热反应，吸收的热量越多。如等量的碳燃烧生成一氧化碳放出的热量少于生成二氧化碳时放出的热量。对于可逆反应来说，反应进行的程度越大，反应物的转化率越高，吸收或放出的热量也越多。
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幻灯片 36【点评】 本题关键是对燃烧热定义的认识，同时也要判断同素异形体之间能量的转化。
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幻灯片 39► 探究点二 热化学方程式的书写及正误判断
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幻灯片 46► 探究点三 盖斯定律及反应热的有关计算
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