（江苏专用版）2020版高考化学总复习 专题五 第1讲 化学反应中的热效应、焓变课件

第1讲化学反应中的热效应、焓变考点一焓变与反应热考点二热化学方程式与反应热的计算总纲目录考点三标准燃烧热与中和热高考演练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:①物质变化和②能量变化。(2)化学反应中的两大守恒:③质量守恒和④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(1)定义:在恒温、恒压的条件下,化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。(2)符号:⑤ΔH。(3)单位:⑥kJ·mol-1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。 ⑦吸热反应⑧放热反应 ΔH=⑨E1-E2(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析换反应;物质的缓慢氧化等。吸热反应:大多数分解反应;盐的水解;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;碳和水蒸气、C和CO2的反应等。(3)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1.【易错辨析】判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化。 (√)(2)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。 (✕)(3)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关。 (√)(4)催化剂能改变反应的焓变。 (✕)(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)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。 (✕)(8)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件有必然联系。 (✕)2.【多维思考】已知某反应A(g)+B(g) C(g)+D(g),反应过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。 (1)该反应是(填“吸热”或“放热”)反应。该反应的ΔH=kJ·mol-1(用含E1、E2的代数式表示),相同条件下,1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大,则E1、E2和ΔH的变化是:E1、E2、ΔH(填“增大”“减小”或“不变”)。答案(1)吸热E1-E2一定低(2)减小减小不变题组一能量变化的图示分析1.下图表示某反应的能量变化,对于该图的理解,你认为一定正确的是 ()A.曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示两个化学反应的能量变化B.曲线Ⅱ可表示反应2KClO3 2KCl+3O2↑的能量变化C.该反应不需要加热就能发生D.该反应的ΔH=E2-E1答案D曲线Ⅰ和曲线Ⅱ表示同一个反应的能量变化,A项错误;曲线Ⅱ可以表示使用了催化剂的放热反应的能量变化,但二氧化锰催化氯酸钾分解的反应属于吸热反应,B项错误;放热反应不一定不需要加热,C项错误;反应的ΔH等于生成物的总能量减去反应物的总能量,D项正确。方法技巧(1)化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成,任何化学反应都具有热效应。(2)不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热,需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。如NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应为吸热反应,在常温常压下即可进行,而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行。(3)有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如水结成冰放热,但不属于放热反应。2.(2018宿迁期末)已知化学反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)的能量变化如图,下列叙述正确的是 (C)A.每生成2分子AB吸收bkJ热量B.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量C.该反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1D.断裂1molA—A和1molB-B键,放出akJ能量解析A项,由题图可知,生成2molAB(g),吸收(a-b)kJ热量,错误;B项,反应为吸热反应,反应物的总能量低于生成物的总能量,错误;C项,焓变等于正、逆反应活化能之差,则ΔH=+(a-b)kJ·mol-1,正确;D项,断裂1molA—A和1molB—B键,吸收akJ能量,错误。3.(2018常州一模)如图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是 (D)A.由MgCl2制取Mg是放热过程B.热稳定性:MgI2MgBr2MgCl2MgF2C.常温下氧化性:F2Cl2Br2I2D.由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式为MgBr2(s)+Cl2(g) MgCl2(s)+Br2(g)ΔH=-117kJ·mol-1解析观察图像可知,Mg制取MgCl2的反应是放热反应,由MgCl2制取Mg是吸热过程,A错误;热稳定性:MgI2MgBr2MgCl2MgF2,B错误;常温下氧化性:F2Cl2Br2I2,C错误;由图像可知,Mg(s)+Cl2(g) MgCl(s)ΔH=-641kJ·mol-1①,Mg(s)+Br2(g) MgBr2(s)ΔH=-524kJ·mol-1②,根据盖斯定律,①-②得MgBr2(s)+Cl2(g) MgCl2(s)+Br2(g)ΔH=-117kJ·mol-1,D正确。方法技巧解答能量变化图像题的“三”关键(1)注意活化能在图示中的意义。①从反应物至最高点的能量差表示正反应的活化能;②从最高点至生成物的能量差表示逆反应的活化能。(2)催化剂只影响正、逆反应的活化能,而不影响反应的ΔH。(3)进行反应热的有关计算时,要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。题组二反应热与键能关系反应热的大小比较4.(2019南京月考)N2H4是发射火箭的常用燃料。肼与氯气反应:N2H4(g)+2Cl2(g) N2(g)+4HCl(g)ΔH已知:断裂1mol下列化学键形成气态原子所吸收的能量如下表所示:化学键N—HN—N H—ClCl—Cl键能/kJ·mol-1390190946432243下列说法错误的是 ()A. 的键能大于Cl—Cl的键能,所以氮气比氯气稳定B.Cl(g)+Cl(g) Cl2(g)ΔH=-243kJ·mol-1C.上述反应中,ΔH=-438kJ·mol-1D.上述反应中,每转移2mol电子,放热为109.5kJ答案DA项,键能越大,断键需要的能量越多,物质越稳定,正确;B项,成键释放能量,正确;C项,ΔH=4E(N—H)+E(N—N)+2E(Cl—Cl)-E( )-4E(H—Cl)=(4×390+190+2×243-946-4×432)kJ·mol-1=-438kJ·mol-1,正确;D项,由热化学方程式可知当有4mol电子转移时放出438kJ的热量,所以每转移2mol电子放出219kJ的热量,错误。5.室温下,将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是 (B)A.ΔH2ΔH3B.ΔH1ΔH3C.ΔH1+ΔH3=ΔH2D.ΔH1+ΔH2ΔH3解析由题干信息可得:①CuSO4·5H2O(s) Cu2+(aq)+S (aq)+5H2O(l)ΔH10,②CuSO4(s) Cu2+(aq)+S (aq)ΔH20,③CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l)ΔH3,根据盖斯定律可知,ΔH3=ΔH1-ΔH2,由于ΔH10,ΔH20,故ΔH3ΔH1,B项正确,C、D项错误;ΔH30,ΔH20,故ΔH3ΔH2,A项错误。24O24O方法技巧利用物质状态快速比较反应热的大小的方法(1)若反应为放热反应,当反应物状态相同、生成物状态不同时,生成固体放热最多,生成气体放热最少。(2)若反应为放热反应,当反应物状态不同、生成物状态相同时,固体反应放热最少,气体反应放热最多。(3)在比较反应热(ΔH)的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越多,ΔH反而越小。(4)对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的能量的数值要小于热化学方程式中反应热的数值的绝对值。反应热的大小比较的方法(1)比较反应热大小时,反应热所带“+”“-”均具有数学意义,参与大小比较。(2)同一反应,生成物状态不同时如A(g)+B(g) C(g)ΔH10A(g)+B(g) C(l)ΔH20因为C(g) C(l)ΔH30,而ΔH3=ΔH2-ΔH1,则ΔH1ΔH2。拓展升华如S(g)+O2(g) SO2(g)ΔH10S(s)+O2(g) SO2(g)ΔH20S(g) S(s)ΔH30 ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH10,ΔH20,ΔH30所以ΔH1ΔH2。(3)同一反应,反应物状态不同时C(s)+O2(s) CO2(g)ΔH10C(s)+ O2(g) CO(g)ΔH20C(s) CO2(g)C(s) CO(g) CO2(g)ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH10,ΔH20,ΔH30所以ΔH1ΔH2。据此可以写出热化学方程式:CO(g)+O2(g) CO2(g)ΔH3=ΔH1-ΔH2。1212(4)两个有联系的不同反应相比较时考点二热化学方程式与反应热的计算一、热化学方程式1.概念表示参加反应①物质的量和②反应热的关系的化学方程式。2.书写热化学方程式的“五步” 3.书写热化学方程式的注意事项 ΔH与③化学计量数相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH④加倍。二、反应热的计算1.盖斯定律及其应用(1)内容:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的,即化学反应的反应热只与反应体系的⑤始态、终态有关,而与反应的途径无关。(2)应用2.反应热的计算1.【易错辨析】判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。(1)2NO2 O2+2NOΔH=+116.2kJ/mol是热化学方程式。 (✕)(2)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)和4SO2(g)+2O2(g) 4SO3(g)的ΔH相等。 (✕)(3)2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)的焓变ΔH0。 (√)(4)H2(g)+ O2(g) H2O(l)ΔH1和2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)ΔH2中的ΔH1=ΔH2。 (✕)12(5)C(石墨,s) C(金刚石,s)ΔH0,说明石墨比金刚石稳定。 (√)(6)热化学方程式中的化学计量数改变n倍,反应热的数值也改变n倍。 (√)2.【多维思考】(1)已知:①I2(g)+H2(g) 2HI(g)ΔH=-9.48kJ·mol-1②I2(g) I2(s)ΔH=-35.96kJ·mol-1则I2(s)+H2(g) 2HI(g)的ΔH=。(2)已知:C(石墨,s)+O2(g) CO2(g)ΔH1C(金刚石,s)+O2(g) CO2(g)ΔH2则C(石墨,s) C(金刚石,s)的ΔH=。答案(1)26.48kJ·mol-1(2)ΔH1-ΔH2题组一热化学方程式的书写1.如图为硫燃烧的能量变化图,下列有关热化学方程式或说法正确的是 () B.S(s,单斜)+O2(g) SO2(g)ΔH=-296.83kJ·mol-1C.S(s,正交)+O2(g) SO2(g)ΔH=-296.83kJ·mol-1D.单斜硫的稳定性强于正交硫A.S(s,单斜)+O2(g) SO2(g)ΔH=+297.16kJ·mol-1答案C根据图像可知硫的燃烧反应为放热反应,A项错误;1mol单斜硫完全燃烧放出的能量为297.16kJ,B项错误;由图像可以看出单斜硫具有的能量大于正交硫,物质的能量越高越不稳定,即单斜硫的稳定性弱于正交硫,D项错误。2.(2018苏北四市高三一模)通过以下反应均可获取O2。下列有关说法不正确的是 (C)①光催化分解水制氧气:2H2O(l) 2H2(g)+O2(g)ΔH1=+571.6kJ·mo