高考化学一轮总复习《化学反应与能量》(2)精品课件.ppt
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1、高三化学复习高三化学复习基本概念基本概念2021/8/11 星期三1五、化学反五、化学反应与能量与能量 2 22021/8/11 星期三2有关热化学方程式的计算有关热化学方程式的计算2.根据热化学方程式求反应热根据热化学方程式求反应热 例题例题1 已知:已知:2H2O(l)=2H2(g)+O2(g);H 517.6 kJ/mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H 890.3 kJ/mol 则:则:1g 氢气和氢气和1g甲烷分别燃烧后,放出热量之比约为甲烷分别燃烧后,放出热量之比约为 (A)1:34 (B)1:1.7 (C)2.3:1 (D)4.6:1例题例题2:(1
2、)用)用20gNaOH配成稀溶液与足量稀盐酸反应,配成稀溶液与足量稀盐酸反应,放出放出kJ热量;热量;(2)用)用10mol/L硫酸硫酸100ml配成稀溶液与足量稀配成稀溶液与足量稀NaOH溶液反应,放出溶液反应,放出kJ热量。热量。28.7114.62021/8/11 星期三3Exe1:298K时时,取取1molN2和和3molH2放放在在一一个个密密闭闭容容器中发生如下反应:器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);H=-92.4KJ/mol(1)在在该该温温度度下下,在在催催化化剂剂存存在在时时进进行行反反应应,测测得得反反应热总是小于应热总是小于92.4KJ,其原因是其
3、原因是 ;(2)若测得反应放出的热量为若测得反应放出的热量为69.3KJ,则则N2的转化率的转化率 为多少?为多少?75%2021/8/11 星期三4Exe2:完全燃烧一定量的乙醇,放出的热量为完全燃烧一定量的乙醇,放出的热量为Q,为了完全吸收所生成的为了完全吸收所生成的CO2,消耗掉消耗掉8mol/L的的NaOH溶液溶液50mL,则在相同条件下完全燃烧则在相同条件下完全燃烧1mol的的乙醇,放出的热量不可能为(乙醇,放出的热量不可能为()A.10QB.510QC.10Q D.5Q Exe3:已知热化学方程式:已知热化学方程式:2KNO3(s)=2KNO2(s)+O2(g);H=+Q1 KJ/
4、mol C(s)+O2(g)=CO2(g);H=Q2 KJ/mol为提供为提供1molKNO3 分解所需的热量,理论上需要燃烧碳的分解所需的热量,理论上需要燃烧碳的物质的量为物质的量为()mol (不考虑损耗不考虑损耗)Q Q1 1/2 Q/2 Q2 2CD2021/8/11 星期三5 例例 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H 571.6 kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合
5、气完全燃烧时放热3847kJ,则则氢气和甲烷的体积比为氢气和甲烷的体积比为(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:1解解1:设设H2、C3H8的物质的量分别为的物质的量分别为x,y x+y=5 (571.6/2)(x)+2220y=3847 V(H2):V(C3H8)=n(H2):n(C3H8)=3.75:1.25=3:13.求混合物的组成求混合物的组成 x=3.75 moly=1.25 mol选选 B2021/8/11 星期三6方法方法2:1mol H2 燃烧放热燃烧放热 571.6kJ/2=285.8 kJ答:氢气和丙烷的体积比为答:氢气和丙烷的体积比为 3:1 1mol C3
6、H8燃烧放热燃烧放热 2220 kJ 1mol 混合气混合气 燃烧放热燃烧放热 3847kJ/5=769.4 kJH2 285.8C3H4 2220769.41450.6483.631 例例 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H 571.6 kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则则氢气和甲烷的体积比为氢气和甲烷的体积比为(A)1:3 (B)3:1
7、(C)1:4 (D)1:13.求混合物的组成求混合物的组成2021/8/11 星期三7方法方法3:(巧解巧解-估算法估算法)5mol 混合气中,混合气中,C3H8 物质的量必小于物质的量必小于2mol,H2 的物质的量必大于的物质的量必大于3mol。2mol C3H8 燃烧放热燃烧放热 4440 kJ,超过总放热量超过总放热量 3847 kJn(H2):n(C3H8)必大于必大于 3:2选选 B 例例 在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:在一定条件下,氢气和丙烷燃烧的化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H 571.6 kJ/molC3H8(g)+5O2(g)=3CO
8、2(g)+4H2O(l);H 2220 kJ/mol 5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ,则则氢气和甲烷的体积比为氢气和甲烷的体积比为(A)1:3 (B)3:1 (C)1:4 (D)1:12021/8/11 星期三8知识知识拓展拓展盖斯定律及其应用盖斯定律及其应用化学反应不管是一步完成还是分几步完化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。成,其反应热是相同的。即:即:化学反应的反应热,只与反应的始态化学反应的反应热,只与反应的始态(各反应物各反应物)和终态和终态(各生成物各生成物)有关,而与有关,而与反应具体进行的途径无关。反应
9、具体进行的途径无关。应用:应用:间接计算一些无法直接测定的反应热间接计算一些无法直接测定的反应热2021/8/11 星期三9例题剖析例题剖析已知:已知:C(s)+O2(g)=CO2;H393.5kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);H283.0kJ/mol计算反应:计算反应:C(s)+1/2O2(g)=CO的的H?CO(g)+1/2O2(g)C(s)+O2(g)CO2(g)H1H2H3H1 H2 H3由盖斯定律有:由盖斯定律有:H2 H1 H3 393.5kJ/mol(283.0kJ/mol)110.5kJ/mol2021/8/11 星期三10Exe1:已知:已知:C(s、金
10、刚石金刚石)+O2(g)=CO2(g);H=395.41KJ/molC(s、石石 墨墨)+O2(g)=CO2(g);H=393.51KJ/mol回答下列问题:回答下列问题:(1)石墨转化为金刚石的热化学方程式:)石墨转化为金刚石的热化学方程式:;(2)石墨和金刚石相比较,)石墨和金刚石相比较,的稳定性更大;的稳定性更大;C(sC(s、石石石石 墨墨墨墨)C(sC(s、金刚石金刚石金刚石金刚石););H=H=1.9KJ/mol1.9KJ/mol石墨石墨2021/8/11 星期三11 Exe2:在同温同压下,下列各组热化学方程式中在同温同压下,下列各组热化学方程式中 Q2 Q1的是的是()(A)2
11、H2(g)+O2(g)=2H2O(g);H=Q1 KJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=Q2 KJ/mol (B)S(g)+O2(g)=SO2(g);H=Q1 KJ/mol S(s)+O2(g)=SO2(g);H=Q2 KJ/mol (C)C(s)+1/2O2(g)=CO(g);H=Q1 KJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g);H=Q2 KJ/mol (D)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);H=Q1 KJ/mol 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g);H=Q2 KJ/mol A A、C C2021/8/11 星期三12能源的分类能源的分类
12、从能源的原有形态是否改变的角度从能源的原有形态是否改变的角度分为分为 自然界现存的自然界现存的一次能源一次能源一次能源一次能源:由一次能源加工转化而成的由一次能源加工转化而成的二次能源二次能源二次能源二次能源:此此外外,能能源源还还可可分分为为燃燃燃燃料料料料能能能能源源源源和和非非非非燃燃燃燃料料料料能能能能源源源源,常常常常规规规规能能能能源源源源和和新能源新能源新能源新能源等。等。从从能能源源能能否否循循环环再再生生角角度度,可可将将能能源源分分为为可可可可再再再再生生生生能能能能源源源源和和不不不不可可可可再再再再生生生生能能能能源源源源。煤煤、石石油油是是古古代代动动植植物物经经长长
13、期期地地质质运运动动作作用用形形成成的的,开开采采一一点点就就少少一一点点,这这是是不不可可再再生生能能源源;像像太太阳阳能能、风风力力、地地热热或或从从绿绿色色植植物物中中制制取取的的酒酒精精等等,它它们们可可以以取取之之不不尽尽,用之不竭,是可再生能源。用之不竭,是可再生能源。煤、石油、天然气、水力、太阳能煤、石油、天然气、水力、太阳能 如:煤气、液化气、汽油、煤油、酒精、电能等。如:煤气、液化气、汽油、煤油、酒精、电能等。2021/8/11 星期三13使用化石燃料的利弊及新能源的开发使用化石燃料的利弊及新能源的开发矿物燃料、植物燃料、气体燃料及新型燃料矿物燃料、植物燃料、气体燃料及新型燃
14、料燃料种类:燃料种类:(1 1)重要的化石燃料:)重要的化石燃料:煤、石油、天然气。煤、石油、天然气。(2 2)煤作燃料的利弊问题:)煤作燃料的利弊问题:煤煤是是重重要要的的化化工工原原料料,把把煤煤作作燃燃料料简简单单烧烧掉掉太太可可惜惜,应应该该综综合利用。合利用。煤煤直直接接燃燃烧烧时时产产生生SOSO2 2等等有有毒毒气气体体和和烟烟尘尘,对对环环境境造造成成严严重重污污染。染。煤煤作作为为固固体体燃燃料料,燃燃烧烧反反应应速速率率小小,热热利利用用效效率率低低,且且运运输输不方便。不方便。可可以以通通过过清清洁洁煤煤技技术术,如如煤煤的的液液化化和和气气化化,以以及及实实行行烟烟气气
15、净净化化脱脱硫硫等等,大大大大减减少少燃燃煤煤对对环环境境造造成成的的污污染染,提提高高煤煤燃燃烧烧的的热热利用率。利用率。2021/8/11 星期三14(3 3)燃料充分燃烧的条件:)燃料充分燃烧的条件:要有足够的空气;要有足够的空气;(1)木材:)木材:可以采用多种形式来灭火;可以采用多种形式来灭火;(2)活活泼泼金金属属:不不能能用用水水、不不能能用用二二氧氧化化碳碳等等来来灭灭火火;因因为为水、二氧化碳与活泼金属都会反应,从而加剧燃烧;水、二氧化碳与活泼金属都会反应,从而加剧燃烧;(3)带电物质:)带电物质:不能用水,否则易出人命事故;不能用水,否则易出人命事故;(4)油油料料:可可以
16、以采采用用切切断断油油源源、实实物物覆覆盖盖、隔隔绝绝空空气气、爆爆炸炸堵绝等方式来灭火。堵绝等方式来灭火。跟空气有足够大的接触面。跟空气有足够大的接触面。灭火的方法灭火的方法2021/8/11 星期三15调整和优化能源结构,降低化石燃料在能源调整和优化能源结构,降低化石燃料在能源结构中的比率。结构中的比率。最有希望的新能源是最有希望的新能源是太阳能、太阳能、燃料电池燃料电池、风、风能地热能、海洋能和能地热能、海洋能和氢能氢能等等。这些新能源的特点是:这些新能源的特点是:资源丰富、经济,资源丰富、经济,有些可以再生,为再生能源,有些可以再生,为再生能源,对环境没有污染或污染少。对环境没有污染或
17、污染少。(4 4)新能源的开发:)新能源的开发:2021/8/11 星期三16中和热的测定中和热的测定1.仪器及装置:仪器及装置:大烧杯大烧杯(500 mL)、小烧杯小烧杯(100 mL)、温度计、量筒温度计、量筒(50mL)两个、泡沫塑两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板(中中心有两个小孔心有两个小孔)、环形、环形玻璃玻璃玻璃玻璃搅拌棒。搅拌棒。0.50 mol/L 盐酸、盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液溶液 保温、隔热、减少实验过程中热量损失保温、隔热、减少实验过程中热量损失 烧杯间填充泡沫塑料或纸条的作用是:烧杯间填充泡沫塑料或纸条的作用是:环形环
18、形玻璃玻璃玻璃玻璃搅拌棒不能用环形搅拌棒不能用环形铜丝铜丝铜丝铜丝搅拌棒代替。搅拌棒代替。2021/8/11 星期三172.实验步骤实验步骤 1在大烧杯底垫泡沫塑料在大烧杯底垫泡沫塑料(或纸条或纸条),使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相,使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(或纸条或纸条),大烧杯上用泡沫,大烧杯上用泡沫塑料板塑料板(或硬纸板或硬纸板)作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻作盖板,在板中间开两个小孔,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,以达到璃搅拌棒通过,以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失保
19、温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的,如的目的,如图所示。该实验也可在保温杯中进行。图所示。该实验也可在保温杯中进行。2用一个量筒量取用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐盐酸,倒入小酸,倒入小烧烧杯中,并用温度杯中,并用温度计测计测量量盐盐酸的温度,酸的温度,记记入下表。然后把温度入下表。然后把温度计计上的酸用水冲洗干上的酸用水冲洗干净净。3用另一个量筒量取用另一个量筒量取50mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并用温度溶液,并用温度计测计测量量NaOH溶液的温度,溶液的温度,记记入下表。入下表。4把温度把温度计计和和环环形玻璃形玻璃搅搅拌棒放入小拌棒放入小烧烧杯的杯的盐盐酸中,
20、并把量筒中的酸中,并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小溶液一次倒入小烧烧杯杯(注意不要洒到外面注意不要洒到外面)。用。用环环形玻璃形玻璃搅搅拌棒拌棒轻轻搅动轻轻搅动溶溶液,并准确液,并准确读读取混合溶液的最高温度,取混合溶液的最高温度,记为终记为终止温度,止温度,记记入下表。入下表。5 5重复实验两次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。重复实验两次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。H 6根据实验数据计根据实验数据计算中和热算中和热 起始温度起始温度t t1 1/终止温度终止温度温度差温度差HClHClNaOHNaOH平均值平均值t t2 2/(t t2 2t t1 1)/)/1 12 23
21、 32021/8/11 星期三181作为量热器的仪器装置,其保温隔热的效果一定要好。因作为量热器的仪器装置,其保温隔热的效果一定要好。因此,可以用此,可以用保温杯保温杯来做,也可用来做,也可用块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与块状聚苯乙烯泡沫塑料制成与小烧杯外径相近的绝热外套小烧杯外径相近的绝热外套来做,以保证实验时的保温隔热效来做,以保证实验时的保温隔热效果。如果按教材中的方法做,一定要果。如果按教材中的方法做,一定要使小烧杯杯口与大烧杯杯使小烧杯杯口与大烧杯杯口相平口相平,这样可以减少热量损失。,这样可以减少热量损失。2盐酸和盐酸和NaOH溶液浓度的配制须准确,且溶液浓度的配制须准确,且NaOH溶
22、液的浓度溶液的浓度须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和须稍大于盐酸的浓度。为使测得的中和热更准确,所用盐酸和NaOH溶液的浓度溶液的浓度宜小不宜大宜小不宜大,如果浓度偏大,则溶液中阴、,如果浓度偏大,则溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大,表观电离度就会减小,这样酸阳离子间的相互牵制作用就大,表观电离度就会减小,这样酸碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离碱中和时产生的热量势必要用去一部分来补偿未电离分子的离解热,造成较大误差解热,造成较大误差(偏低偏低)。3宜用有宜用有0.1分刻度的温度计,且测量时应尽可能读准,并估分刻度的温度计,且测量时应尽可能读准,并估
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