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600分考点700分考法A版2019版高考化学总复习第13章化学反应的热效应课件

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考点34  反应热与能量变
 化的关系

考点35  热化学方程式

考点36  盖斯定律的应用
 及反应热的计算
考点34    反应热与能量变化的关系

 考法1   吸热反应与放热反应的判断

 考法2   焓变与键能之间的关系
1.化学反应中能量变化的相关概念

   (1)反应热:在化学反应过程中吸收或放出的热量
   称为反应热。
   (2)焓变:在恒温恒压的条件下,化学反应过程中
   吸收或放出的热量称为反应的焓变,用ΔH表示,
   单位常用kJ/mol(或kJ·表示。
1.化学反应中能量变化的相关概念
 (3)燃烧热和中和热的比较

                               燃烧热                   中和热
             能量变化                           放热
   相同点
                ΔH

            反应物的量         1 mol(O2不限量)              不限量

            生成物的量            不限量                 H2O(l)是1 mol

                                          稀溶液中,强酸与强碱发生中
   不同点                 1 mol纯物质完全燃烧
                                          和反应,生成1 mol H     O,这时
           反应热的含义      生成稳定氧化物时放出                           2
                                          的反应热叫中和热;不同的强
              及特点      的热量;不同可燃物的
                                          酸、强碱反应,中和热均约为-
                       燃烧热不同
                                          57.3 kJ/mol
2.放热反应与吸热反应

                            放热反应                          吸热反应
        定义              放出热量的化学反应                    吸收热量的化学反应
                 反应物具有的总能量大于生成物具               反应物具有的总能量小于生成物具
      形成原因
                 有的总能量                         有的总能量

     与化学键的       生成物分子成键时释放的总能量大               生成物分子成键时释放的总能量小
        关系       于反应物分子断键时吸收的总能量               于反应物分子断键时吸收的总能量


        图示


                 ①可燃物的燃烧;②酸碱中和反应;①大多数分解反应;②盐的水解;

    常见反应类型       ③大多数化合反应;④金属跟酸的               ③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;④
                 置换反应;⑤物质的缓慢氧化                 碳和水蒸气、C和CO2的反应
考法1     吸热反应与放热反应的判断
 1.根据反应过程的图示判断


(1)从所含绝对能量看:反应物的能量高、生成物的总能量低,
则反应放热。
(2)从能量的变化看:吸收的热量少、
放出的热量多,则反应放热。
考法1     吸热反应与放热反应的判断

 2.反应能量变化与反应条件的关系

(1)需要加热才能发生的反应,不一定是吸热反应,如木炭的
燃烧。
(2)常温下不需要加热就能发生的反应不一定是放热反应,如

Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应。
(3)需持续加热的反应,属于吸热反应。
(4)不需加热或停止加热后仍能进行的反应,通常是放热反应。
考法2          焓变与键能之间的关系
  1. 掌握公式
               ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和

  2.掌握常见物质中的化学键数


             CO2     CH4      P4     SiO2 石墨(C—    金刚石       S8      Si
  1 mol物质
            (C==O)  (C—H)   (P—P)  (Si—O)    C)    (C—C)   (S—S)   (Si—Si)


    键数        2NA    4NA     6NA     4NA    1.5NA    2NA     8NA     2NA
 例1
[海南化学2016·11,4分](双选)由反应物X转化为Y和Z的能量
变化如图所示。下列说法正确的是(    )


A.由X→Y反应的ΔH=E5-E2

B.由X→Z反应的ΔH<0
C.降低压强有利于提高Y的产率
D.升高温度有利于提高Z的产率
例1
[海南化学2016·11,4分](双选)由反应物X转化为Y和Z的能量
 【解析】
变化如图所示。下列说法正确的是(    )
 根据化学反应的实质,由X→Y反应的ΔH=E3-E2,A项错
 误;由图像可知,X→Z反应中,反应物的总能量高于
 生成物的总能量,该反应为放热反应,即ΔH<0,B项
A.由X→Y反应的ΔH=E   -E
 正确;根据化学反应5      2X(g)2         3Y(g)可知,该反应正方
B.向是气体分子总数增加的反应,降低压强有利于提高由X→Z反应的ΔH<0
 Y的产率,C项正确;由选项B中的分析可知,X→Z的反
C.降低压强有利于提高Y的产率
 应为放热反应,升高温度,Z的产率降低,D项错误。
D.升高温度有利于提高Z的产率
                  BC
例2
例2


                           B
考点35    热化学方程式
考法3   热化学方程式的正误判断

考法4   根据要求书写热化学方程式
1.热化学方程式
 能表示参加反应的物质的变化和反应热的关系的化学方程式。
2.热化学方程式的书写
 (1)若为放热反应,ΔH为“—”;若为吸热反应,ΔH为“+”。
 反应正向与逆向进行的反应热数值相等,符号相反。
 (2)需注明反应的条件(温度、压强等)。若不注明,指常温(25℃)、
 常压(101 kPa)。
 (3)需注明物质的状态。
 (4)热化学方程式中的化学计量数可以是整数、分数。化学计量
 数不同,ΔH不同;化学计量数加倍,ΔH也加倍。
考法3     热化学方程式的正误判断
  1.化学原理是否正确。

  2.各物质的聚集状态是否注明。

  3.反应热ΔH的符号是否正确。
  4.反应热ΔH是否与方程式中各物质的化学计量数相对
  应,数值是否正确。
  5.热化学方程式一般不需要写反应条件。

   【注意】漏写或错写物质的状态ΔH的数值与方程式中的化
   学计量数(表示物质的量)不对应是书写热化学方程式时最
   易出现的错误。
  例3    [福建厦门一中2016期中]下列有关热化学方程式的
叙述正确的是(         )

                                   -1
A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)    ΔH= -483.6 kJ·mol ,则氢气的燃烧
热为241.8 kJ·mol-1
B.已知C(石墨,s)         C(金刚石,s)   ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热

量,则该反应中和热的热化学方程式为NaOH+HCl         NaCl+H2O   
ΔH= -57.4 kJ·mol-1

D.已知2C(s)+2O2(g)         2CO2(g)  ΔH1,2C(s)+O2(g)          2CO(g) ΔH2;

则ΔH1<ΔH2
  例
  例3    [福建厦门一中2016期中]下列有关热化学方程式的
叙述正确的是(         )
 【解析】表示氢气燃烧热时产物中的水应该为液态,故-1                 A错误;
A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)    ΔH= -483.6 kJ·mol ,则氢气的燃烧
 已知C(石墨,s)         C(金刚石,s)   ΔH>0,则石墨能量较低、更稳
             -1
热为定,故241.8B错误;含 kJ·mol 20.0 g(即0.5 mol)NaOH的稀溶液与稀盐酸完
B.全中和,放出已知C(石墨,s)28.7         kJ C(的热量,则该反应中和热的热化学方程式金刚石,s)   ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
 为NaOH(aq)+HCl(aq)         NaCl(aq)+H O(l)   ΔH= -57.4 kJ·mol-1,
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出2          28.7 kJ的热
 选项中没有标明物质的状态,故C错误;已知2C(s)+2O2(g) 
 2CO (g)   ΔH ,2C(s)+O (g) 2CO(g)   ΔH ,完全反应放出的能
量,则该反应中和热的热化学方程式为2 1 2         NaOH+HCl2          NaCl+H2O   
 量高,故ΔH    <ΔH ,故D正确。
ΔH= -57.4 kJ·mol1 -1 2                 D
D.已知2C(s)+2O2(g)         2CO2(g)  ΔH1,2C(s)+O2(g)          2CO(g) ΔH2;

则ΔH1<ΔH2
考法4     根据要求写热化学方程式
1.判定反应是放热还是吸热,确定ΔH的符号。
2.计算反应的焓变
(1)根据题给反应物或生成物的量,计算反应的焓变,并
依据焓变的数值确定各物质的化学计量数。
(2)根据化学键键能计算焓变:          ΔH =反应物的键能总和-生
成物的键能总和。

3.正确标注反应物状态
反应物和生成物的聚集状态不同,会导致反应热数值不同。
因此,必须注明物质的聚集状态(s、l、g、aq)。
  例4

(1)[课标Ⅰ理综2017·28题节选]下图是通过热化学
循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系
统原理。


通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程
式分别为__________、    __________ 。
  例4

(2)[北京理综2017·26题节选]TiCl4是由钛精矿(主

要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯

TiCl4的流程示意图如下:


钛精矿氯化过程沸腾炉粗TiCl4精制过程蒸馏塔纯TiCl4氯化过程:

TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
                                               -1
已知:TiO2(s)+2Cl2(g)         TiCl4(g)+O2(g)         ΔH1=+175.4 kJ·mol
                                        -1
     2C(s)+O2(g)         2CO(g)          ΔH2=-220.9 kJ·mol

沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:_____。
例4
例4
 考点36   盖斯定律的应用及反应热的计算

考法5    反应热的大小比较

考法6    盖斯定律的应用

考法7    热化学方程式中反应热的计算
1.盖斯定律的内容

  化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,
  而与反应的途径无关。

 2.盖斯定律的应用
  (1)应用盖斯定律比较反应热的大小。
  (2)应用盖斯定律计算反应热。
考法5      反应热的大小比较

 1.根据反应物和生成物的状态比较反应焓变的大小
  比较反应热时要考虑物质状态变化时的吸热或放热情况

                             【注意】放热反应的焓变为
                             负数,放热越多,ΔH的值反
                             而越小。

  2. 根据元素周期律的递变性比较
  等物质的量的不同物质与同一种物质反应时,一般情况下,
  物质的性质越活泼,放热越多。

  3. 根据反应的进程比较
例
   5[课标Ⅱ理综2014·13,6分]室温下,将1 mol 

CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将

1 mol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CuSO             4·5H 2O(s)    

CuSO4(s)+ 5H2O(l),热效应为ΔH3。则下列判断正确的是            (   )

A.ΔH2>ΔH3       B.ΔH1<ΔH3

C.ΔH1+ΔH3=ΔH2    D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
例
   5[课标Ⅱ理综2014·13,6分]室温下,将1 mol 
  【解析】基础解法:根据题意,可写出热化学方程式
CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将
  CuSO4·5H2O(s) ===== CuSO4(aq)+5H2O(l)  ΔH1>0;
1 molCuSO的CuSO4(s) =====4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为 CuSO4(aq)  ΔH2<0; ΔH2;
  故CuSO4·5H2O(s) ===== CuSO4(s)+5H2O(l)  
CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO             4·5H 2O(s)    
  ΔH3=ΔH1-ΔH2>0(吸热);
CuSO从而推出:4(s)+ 5HΔ2O(l)H2(小于,热效应为0)<ΔHΔ3(H大于3。则下列判断正确的是0),A项错误; (   )
  由ΔH  =ΔH -ΔH >0(其中ΔH    小于0)知:ΔH    <ΔH  ,B项
A.ΔH >Δ3H  1   2 B.ΔH <ΔH 2          1    3
  正确,2  C3 、D项错误。   1   3
C.ΔH +ΔH =ΔH     D.ΔH +ΔH  >ΔH
  能力解法:1 3  图示法。如图,从图中关系来确定各选项。2 1 2 3 B
考法6      盖斯定律的应用
 1.考查方式:给出几个热化学方程式,求目标方程式的焓
 变(或再进一步计算)。
 2.解答方法:利用方程式“目标加和法”。
 3.应用盖斯定律的注意事项
  (1)反应式进行加减运算时,要把ΔH看作一个整体。
  (2)通过盖斯定律计算、比较反应热的大小时,同样要把ΔH
 看作一个整体。
  (3)当涉及的反应逆向进行时,其反应热与原
 反应的反应热数值相等,符号相反。
 例例
    6 [浙江选考化学2017年11       【解析】水蒸气变成液态水

月·19,2分]根据Ca(OH)2/ CaO体系的  会放出热量,ΔH5<0,故A
能量循环图,下列说法正确的是()           错误;氢氧化钙生成氧化钙
                           固体和水蒸气,液态水和氧
                           化钙反应生成氢氧化钙,二
                           者不是可逆的过程,水蒸气
                           变成液态水会放出热量,因
                           此         ,故  错误;
                            ΔH1+ΔH2≠0DB
                           根据盖斯定律,
A.ΔH5>0
                           ΔH3=-(ΔH2+ΔH4+ΔH5+ΔH1),
                           故C错误;根据盖斯定律,
B.ΔH1+ΔH2=0
                           ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0,
C.ΔH3=ΔH4+ΔH2              故D正确。

D.ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5=0
例
例7


                                  2ΔH1-3ΔH2-ΔH3

【解析】根据盖斯定律,目标反应可由

反应①×2-反应②×3-反应③得到,则ΔH=2ΔH1-3ΔH2-ΔH3。
考法7     热化学方程式中反应热的计算
1.单一化学方程式中反应热的计算
在热化学方程式中,反应热当作方程式中的一项,其计算
思路与方程式的计算相似。
2.多个化学方程式中反应热的计算
(1)不同反应利用同一热量。用能量守恒找出关系式,从而
列式计算。
(2)混合物中每种物质都有对应的热化学方程式,给出混合
物的总量和混合物参加反应的总热量,求混合物中
各物质的量。
 例
 例8
[海南化学2016·6,2分]油酸         【解析】燃烧热指的是燃烧1 
甘油酯(相对分子质量884)在           mol可燃物生成稳定的氧化物
体内代谢时可发生如下反应:             所放出的热量。燃烧1 kg油酸
                          甘油酯释放出热量         ×     ,
C57H104O6(s)+80O2(g)                     3.8 104 kJ
                          则燃烧       油酸甘油酯释放
57CO2(g)+52H2O(l)               1 mol
已知燃烧1 kg该化合物释放出热          出的热量为×884 g·mol-1×1 
量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃       mol≈3.4×10D4 kJ,则可得油酸
烧热ΔH为(   )                甘油酯的燃烧热ΔH=-3.4 ×104
A.3.8×104 kJ·mol-1        kJ·mol-1。
B.-3.8×104 kJ·mol-1
C.3.4×104 kJ·mol-1
D.-3.4×104 kJ·mol-1
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