2027届高三化学一轮复习课件：第七章　化学反应的热效应_含解析

这是一份2027届高三化学一轮复习课件：第七章　化学反应的热效应_含解析，共60页。
第1节　化学反应中的能量变化第2节　热化学方程式　盖斯定律考法突破12　反应历程图像分析
目 录 CONTENTS
第1节　化学反应中的能量变化
一、反应热和焓变1.反应热:在等温条件下(指化学反应发生后,使体系的温度恢复到反应前体系的温度,即反应前后体系的温度相等),化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。2.焓变:在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于焓变,其符号为ΔH,常用单位是kJ/ml或kJ·ml-1。3.影响因素:①物质的状态;②反应物和生成物的物质的量。
二、化学反应中能量变化的原因1.从反应物和生成物总能量大小角度分析
3.催化剂的影响催化剂参与反应,改变反应历程,降低反应活化能,增大反应速率(正、逆反应速率都增大),缩短达到平衡的时间,但是不能改变反应热(ΔH),不能使平衡移动,不能改变平衡常数,不能改变平衡转化率。
4.常见的吸热、放热反应吸热反应:①大多数分解反应;②盐类的水解;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;④C和水蒸气、C和CO2的反应;⑤NaHCO3与盐酸、柠檬酸的反应等。放热反应:①可燃物的燃烧;②中和反应;③大多数化合反应;④金属与酸的置换反应;⑤缓慢氧化等。
三、燃烧热与中和反应反应热的比较
注意①测定燃烧热时可燃物中元素对应的指定产物为C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g),N→N2(g)等。②在25 ℃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 ml H2O时,放出57.3 kJ热量。
四、中和反应反应热的测定1.实验装置:简易量热计
 2.计算公式ΔH=- c:反应后生成的溶液的比热容,近似为4.18 J·g-1·℃-1;t1:起始温度;t2:终止温度;n:生成H2O的物质的量。
3.注意事项①杯盖、隔热层、外壳的作用是保温,减少热量损失。②为保证酸被完全中和,通常采用稍过量的碱。③终止温度t2应取反应过程中的最高温度。　
　注意①因为弱酸或弱碱在溶液中存在电离平衡,电离过程需要吸热,实验中若使用弱酸或弱碱,则放出的热量会减少,测得的反应热数值偏大。②用浓硫酸(或NaOH固体)作反应物,因二者溶于水会放热,则放出的热量会增大。③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 ml H2O(l)时所释放的热量比57.3 kJ多,原因是除了中和反应放热外,Ba2+和S 结合生成BaSO4沉淀也会放热。
1.理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g) HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是 (　　　 ) 
A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的ΔH=+59.3 kJ·ml-1C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.使用催化剂,可以改变反应的反应热
　解析　A项,物质能量越低越稳定,正确;B项,反应物总能量低于生成物总能量,该异构化反应为吸热反应,正确;C项,由图可知,正反应活化能为186.5 kJ·ml-1,逆反应活化能为(186.5-59.3) kJ·ml-1=127.2 kJ·ml-1,正确;D项,催化剂能降低反应活化能,但不改变反应热,错误。
2.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是 (　　　 )
A.(a)(b)(c)所涉及的反应都是放热反应B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量增加C.测定中和反应反应热时,量取酸、碱温度要使用同一只温度计D.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌棒对实验结果没有影响
　解析　Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应,A错误;铝粉和铝片是同一种物质,等质量时放出的热量相同,只是铝粉与盐酸的接触面积大,反应速率快,温度上升快,B错误;为减少误差,量取酸、碱温度时要使用同一只温度计[提示:测量完酸或碱的温度后,要用蒸馏水冲洗干净,擦干备用],C正确;铜质搅拌棒导热快,会造成热量损失,对实验结果有影响,D错误。
3.(2026届湖南岳阳一中9月考,6)下列说法或表示正确的是 (　　　 )A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多B.C(金刚石,s)  C(石墨,s)    ΔH=-1.19 kJ/ml,所以石墨比金刚石稳定C.已知:2H2(g)+O2(g)  2H2O(g)    ΔH=-483.6 kJ/ml,则H2的燃烧热为241.8 kJ/mlD.HCl和NaOH在溶液中反应的生成1 ml H2O的反应热ΔH=-57.3 kJ/ml,则H2SO4和Ca(OH)2反应的反应热ΔH=2×(-57.3) kJ/ml
　解析　硫固体转化为硫蒸气需要吸收能量,故等质量的硫蒸气比硫固体的能量高,完全燃烧会释放更多热量,A错误;金刚石转化为石墨的反应为放热反应,故石墨能量更低,更稳定,B正确;表示H2燃烧热的热化学方程式中水的状态应为液态[提示:燃烧热要求可燃物的物质的量为1 ml],C错误;H2SO4和Ca(OH)2反应还有CaSO4沉淀生成,也会放出热量,则H2SO4和Ca(OH)2反应生成2 ml H2O的反应热不等于2×(-57.3) kJ/ml[提示:题中未给出H2SO4与Ca(OH)2的量,不能计算],D错误。
4.在25 ℃和101 kPa下,1 ml H2(g)和1 ml Cl2(g)完全反应生成HCl(g)的能量变化如图所示,下列说法不正确的是 (　　　 ) 
A.H—H键的键能为436 kJ·ml-1B.生成1 ml HCl(g)释放431 kJ的能量C.该反应的热化学方程式:H2(g)+Cl2(g)  2HCl(g)    ΔH=-862 kJ·ml-1D.共价键断裂和形成时的能量变化是该化学反应能量变化的主要原因
　解析　由题图知,断裂1 ml H—H键需吸收436 kJ的能量(H—H键的键能为436 kJ·ml-1),生成1 ml HCl(g)时放出431 kJ的能量,A、B正确;ΔH=反应物总键能-生成物总键能=436 kJ·ml-1+243 kJ·ml-1-2×431 kJ·ml-1=-183 kJ·ml-1,故该反应的热化学方程式为H2(g)+Cl2(g)  2HCl(g)    ΔH=-183 kJ·ml-1,C错误;化学反应的微观本质为旧化学键的断裂和新化学键的形成,共价键断裂和形成时的能量变化是反应H2+Cl2  2HCl能量变化的主要原因,D正确。
第2节　热化学方程式　盖斯定律
一、热化学方程式1.意义:表明了化学反应中的物质变化和能量变化。例如2H2(g)+O2(g)  2H2O(l)    ΔH=-571.6 kJ·ml-1,表示25 ℃和101 kPa下,2 ml氢气和1 ml氧气反应生成2 ml液态水时放出571.6 kJ的热量。2.书写要求①写出正确的化学方程式,注明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa下的反应可不注明)。②注明各物质的聚集状态:固态(s)、液态(l)、气态(g)、水溶液(aq),不用“↑”和“↓”。另外涉及同素异形体,要标出同素异形体的名称,因为同素异形体的结构不同,能量不同。③吸热反应的ΔH的数值为“+”,放热反应的ΔH的数值为“-”。ΔH的单位为 kJ·ml-1。
　注意①热化学方程式中物质前的化学计量数只表示物质的量,所以可以是分数也可以是整数。②ΔH单位中的“ml-1”指的是每摩尔反应,所以若化学方程式中各物质的化学计量数发生变化,ΔH也要进行相应变化。③若化学方程式逆向书写,则ΔH变为原来的相反数。④无论化学反应是否可逆,热化学方程式中的反应热ΔH都表示反应进行到底时的能量变化。
归纳总结“五审”判断热化学方程式的正误
二、盖斯定律1.内容:不管化学反应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始态和终态有关,而与反应的途径无关。2.应用:有些反应很难直接测其反应热,可用盖斯定律间接计算。
三、计算反应热的常用方法1.根据反应物和生成物的能量计算ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量2.根据键能计算ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和3.根据反应的活化能计算ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能4.根据盖斯定律计算(1)虚拟路径法:如图,A→D有两条路径,则有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
如已知三个热化学方程式:①4Fe(s)+3O2(g)  2Fe2O3(s)    ΔH1=-1 648 kJ·ml-1②C(s)+O2(g)  CO2(g)    ΔH2=-393 kJ·ml-1③2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)  2FeCO3(s)    ΔH3=-1 480 kJ·ml-1如何写出加热时FeCO3在空气中反应生成Fe2O3和CO2的热化学方程式?首先书写目标反应的化学方程式:4FeCO3(s)+O2(g)  2Fe2O3(s)+4CO2(g),接下来通过对比观察选择FeCO3(s)、Fe2O3(s)和CO2(g)来计算ΔH(这三种物质在已知热化学方程式中只出现过一次)。FeCO3在目标热化学方程式左侧,化学计量数为4,在已知热化学方程式③的右侧,化学计量数为2,则③乘以-2;以此类推Fe2O3、CO2,则①乘以+1、②乘以+4,故目标热化学方程式=-2×③+①+4×②,即ΔH=-2ΔH3+ΔH1+4ΔH2=-260 kJ·ml-1。
(3)消元法消去目标热化学方程式中没有而已知热化学方程式中有的物质Y。Y的特点:在已知热化学方程式中出现两次。将已知热化学方程式进行化学计量数调整或适当颠倒,然后将方程式“叠加”消去物质Y,直至得到目标热化学方程式。各已知热化学方程式“消元”过程的加减和倍数关系即为焓变的加减和倍数关系。
注意部分题目可能需要同时使用“留元法”和“消元法”,应灵活处理。
　注意对于物质状态不同的反应,也可利用能量图比较反应热的大小。如对于上述反应①和②,画出相应的能量图: 从图中可看出|ΔH2|>|ΔH1|,即反应②放出更多热量,故ΔH2