第1讲 化学能与热能.docx

1、第1讲 化学能与热能第1讲化学能与热能考纲要求1.能说明化学反应中能量转化的主要原因，知道化学变化中常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化及其应用，了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等概念。3.能正确书写热化学方程式，能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，认识化学在解决能源危机中的重要作用。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：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(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、反应热(1)定

2、义：在恒压条件下进行的反应的热效应。(2)符号：H。(3)单位：kJmol1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。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)记忆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；盐的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应等。深度思考判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应()(2)物质发生化学变化都伴有能量的

3、变化()(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()(4)吸热反应在任何条件都不能发生()(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)同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同()(8)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)解析(5)(6)是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。(7)焓变与反应条件无关。题组一依据图形，理清活化能与焓变的关系1某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是()A反应过程

4、可表示为ABCABCABC(反应物) (过渡态) (生成物)BE1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能C正反应的热效应HE1E20，所以正反应为放热反应D此图中逆反应的热效应HE1E20，所以逆反应为放热反应2某反应的H100kJmol1，下列有关该反应的叙述正确的是()A正反应活化能小于100kJmol1B逆反应活化能一定小于100kJmol1C正反应活化能不小于100kJmol1D正反应活化能比逆反应活化能大100kJmol1正确理解活化能与反应热的关系1催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。2在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1E

5、2|H|。题组二依据共价键数，利用键能计算反应热3已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143kJ，18g水蒸气变成液态水放出44kJ的热量。其他相关数据如下表：O=O(g)HHHO1mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ496x463则表中x为()A920 B557 C436 D1884通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(H)，化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmo

6、l1460360436431176347工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(g)，该反应的反应热H为_。考点二热化学方程式1概念表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJmol1表示：2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。3书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25、101kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、

7、溶液。(3)注意符号单位：H应包括“”或“”、数字和单位(kJmol1)。(4)注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(H与化学计量数相对应)(5)区别于普通方程式：一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。深度思考1怎样理解可逆反应中的反应热？答案无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热H都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H196.64kJ

8、mol1，H是指2molSO2(g)和1molO2(g)完全转化为2molSO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2molSO2(g)和1molO2(g)，反应达到平衡时放出的能量为Q，因反应不能完全转化为SO3(g)，故Q0表示吸热，H0表示放热，因而，H后所跟数值需要带“”、“”符号。2描述反应热时，无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用H表示，其后所跟数值需要带“”、“”符号。3由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“”号。题组二中和热测定误差分析和数据处理2利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：用量筒量取50mL0.50molL1盐酸倒入

9、小烧杯中，测出盐酸温度；用另一量筒量取50mL0.55molL1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。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_(填序号)。A沿玻璃棒缓慢倒入B分三次少量倒入C一次迅速倒入(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_(填序号)。A用温度计小心搅拌B揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C轻轻地振荡烧杯D用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1molL1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为H1

10、、H2、H3，则H1、H2、H3的大小关系为_。(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1gcm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c4.18Jg11。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：实验序号起始温度t1/终止温度t2/盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热H_(结果保留一位小数)。(6)_(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是_。考点四有关反应热的比较、计算深度思考1同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，放出的能量是否相同？放出的热量哪个多

11、？为什么？答案相同；在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。2试比较下列各组H的大小。(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H2”、“解析因为C(g)=C(l)H30则H3H2H1，H2H1。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20则H1_H2。答案解析S(g)S(s)SH1O2(g)H2H3H1，则H3H1H2，又H30，所以H1H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10C(s)O2(g)=CO(g)

12、H20则H1_H2。答案解析根据常识可知CO(g)O2(g)=CO2(g)H3H1。3已知Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)HakJmol1判断下列变化过程是否正确，正确的划“”，错误的划“”(1)3AlCl(g)3CO(g)=Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)HakJmol1()(2)AlCl(g)CO(g)=Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)HakJmol1()(3)2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)H2akJmol1()答案(1)(2)(3)题组一利用盖斯定律书写热化学方程式1LiH可作飞船的

13、燃料，已知下列反应：2Li(s)H2(g)=2LiH(s)H182kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572kJmol14Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H1196kJmol1试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式。题组二利用盖斯定律计算反应热2在25、101kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5kJmol1、285.8kJmol1、870.3kJmol1，则2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为A488.3kJmol1B488.3kJmol1C191kJmol1D191kJmol1题组三利用盖斯定律定性判断

14、H间的关系3(2013新课标全国卷，12)在1200时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()AH4(H1H23H3) BH4(3H3H1H2)CH4(H1H23H3) DH4(H1H23H3)利用盖斯定律书写热化学方程式特别提醒：通过热化学方程式变形时，利用“加法”不容易出错。考点五能源深度思考判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)太阳能是清洁能源()(2)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量

15、均来源于太阳能()(3)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用()(4)人类利用的能源都是通过化学反应获得的()(5)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一()(6)食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源()(7)粮食作物是制乙醇燃料的重要原料()(8)化石燃料属于可再生能源，不影响可持续发展()(9)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量()(10)开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料()(11)低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气体的排放()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)题组一正确理解能源的种类1能源分类相关图如下图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是()A煤炭、石油、沼气B水能、生物能、天然气C太阳能、风能、潮汐能D地热能、海洋能、核能2能源问题是现代社