第21讲 化学反应的热效应（课件）-2024年高考化学一轮复习（新教材新高考）

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1、全面、系统复习回顾基本知识。了解知识规律的来龙去脉，透彻理解概念的内涵外延，让学生经历教材由薄变厚的过程。要正确理解基础，不是会做几个简单题就叫基础扎实。对于一轮复习，基础就是像盖房子一样，需要着力做好两件大事：一是夯实地基，二是打好框架。2、扎实训练学科基本技能、理解感悟学科基本方法。一轮复习，要以教材为本，全面细致的回顾课本知识，让学生树立“教材是最好的复习资料”的观点，先引导学生对教材中所涉及的每个知识点进行重新梳理，对教材中的概念、定理、定律进一步强化理解。3、培养学生积极的学习态度、良好的复习习惯和运用科学思维方法、分析解决问题的能力。落实解题的三重境界：一是“解”，解决问题。二是“思”，总结解题经验和方法。三是“归”，回归到高考能力要求上去。解题上强化学生落实三个字：慢（审题），快（书写），全（要点全面，答题步骤规范）。     4、有计划、有步骤、有措施地指导学生补齐短板。高三复习要突出重点，切忌主次不分，无的放矢。要在“精讲”上下足功夫。抓住学情，讲难点、重点、易混点、薄弱点；讲思路、技巧、规范；讲到关键处，讲到点子上，讲到学生心里去。
第21讲 化学反应的热效应
知识梳理 题型归纳
考点要求考题统计考情分析物质的组成、性质、分类2023**卷**题，**分2022**卷**题，**分2021**卷**题，**分……传统文化中的性质与变化2023**卷**题，**分2022**卷**题，**分2021**卷**题，**分
1.实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。
2.特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热量的变化。
知识点1 化学反应的实质与特征
3.化学反应中的能量转化形式
①吸热反应：热能―→化学能。
②放热反应：化学能―→热能。
③光合作用：光能―→化学能。
④燃烧反应：化学能―→热能，化学能―→光能。
⑤原电池反应：化学能―→电能。
⑥电解池反应：电能―→化学能。
①焓(H)：焓是与内能有关的物理量。
知识点2 焓变　反应热
②焓变(ΔH)：生成物的焓与反应物的焓之差。
【名师点拨】关于焓的理解
①焓是与内能有关的相对比较抽象的一个物理量，焓变的值只与始末状态有关而与过程无关。
②物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。
2.反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。
3.焓变与反应热的关系：对于恒压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有关系：ΔH＝Qp。
(1)放热反应：释放热量的化学反应。反应物的总能量大于生成物的总能量。反应体系的能量降低，故ΔH＜0，即ΔH为负值。
知识点3 放热反应和吸热反应
(2)吸热反应：吸收热量的化学反应。反应物的总能量小于生成物的总能量。反应体系的能量升高，故ΔH＞0，即ΔH为正值。
2.放热反应和吸热反应的判断
(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
4.理解反应历程与反应热的关系
【特别提醒】(1)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，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。
(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。
(1)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。
(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
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。
知识点4 热化学方程式
2.意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
3.书写热化学方程式的步骤及要求
一写化学方程式——写出配平的化学方程式。
二标状态——用s、1、g、aq标明物质的聚集状态，不标“↑”或“↓”。
三标条件——标明反应的温度和压强(101kPa、25℃时可不标注)。
如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·ml－1，表示：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。
四标△H——在方程式后写出△H,并根据信息注明△H的“+”或“-”。
五标数值——根据化学计量数计算写出△H的值，并注明单位kJ·ml。
【方法技巧】①焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。
②催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
4.热化学方程式与化学(离子)方程式的3个不同点
①热化学方程式不注明反应条件；
②热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。
③热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。
③在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。
5.判断热化学方程式正误的“五看”
一看状态―→看各物质的聚集状态是否正确；
三看单位―→看反应热的单位是否为kJ/ml；
四看数值―→看反应热数值与化学计量数是否相对应；
五看概念―→看燃烧热、中和反应反应热的热化学方程式。
二看符号―→看ΔH的“＋”“－”是否正确；
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
知识点1 燃烧热和中和反应反应热的比较
【名师点拨】(1)有关燃烧热的判断，一看是否以1 ml可燃物为标准，二看是否生成指定产物。
(2)在书写燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 ml物质为标准来配平其余物质的化学计量数。如C8H18(l)＋(25/2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·ml－1。
知识点2 中和反应反应热的测定
②量取一定体积酸、碱稀溶液：量取50 mL 0.50 ml·L－1盐酸、50 mL 0.55 ml·L－1氢氧化钠溶液
④混合酸碱液测反应时最高温度：将酸碱溶液迅速混合，用玻璃搅拌器轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记录为终止温度t2。
【特别说明】❶为了保证盐酸完全被中和，采用稍过量的NaOH溶液；❷测量完盐酸的温度后，温度计应冲洗干净并擦干；❸酸碱溶液一次迅速混合。
③测反应前酸碱液温度：测量混合前50 mL 0.50 ml·L－1盐酸、50 mL 0.55 ml·L－1氢氧化钠溶液的温度，取两温度平均值，记录为起始温度t1。
⑤重复2～3次实验：记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。
⑥求平均温度差(t终－t始)
设溶液的密度均为1 g·cm－3，中和后溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1，则反应放出的热量Q＝cmΔt＝c·[m(盐酸)＋m(NaOH溶液)]·(t2－t1)＝4.18 J·g－1·℃－1×(50 g＋50 g)×[(3.4＋3.3＋3.5)/3]℃≈1 421 J≈1.42 kJ。那么生成1 ml H2O放出的热量为H2O(Q)＝0.025 ml(1.42 kJ)＝56.8 kJ。
若实验时有热量损失，所测中和热偏小，ΔH偏大。求算出的中和热是否接近 kJ·ml－1，取决于溶液的浓度、溶液的体积及温度的变化。引起中和热测定有较大误差的因素主要有：①溶液浓度不准确；②溶液量取不准确；③隔热较差；④室温太低；⑤温度未读取到最高点等。
6.中和反应反应热测定实验的注意事项
①隔热关。如量热计保温层内隔热填充材料要填满，故泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温；盖板上的两孔只需要正好使温度计和环形玻璃棒通过即可；倒入NaOH溶液要迅速，尽可能减少实验过程中的热量损失。中和热测定实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动，不能用金属丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是金属传热快，热量损失大。
②准确关。如配制溶液的浓度要准确；NaOH溶液要新制；量取溶液体积时读数要准确；对温度计的读数要读到最高点。为保证酸完全中和，采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等，可采用碱体积稍过量。
③中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 ml H2O放出的热量，为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1 ml H2O时放出的热量小于57.3 kJ。若用浓硫酸发生中和反应生成1 ml H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
④计算时应注意单位的统一，且要注意数据的取舍，无效数据要舍去。
【特别提醒】(1)中和反应反应热是强酸强碱的稀溶液生成1 ml H2O放出的热量为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1 ml H2O时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热，生成1 ml H2O时放出的热量大于57.3 kJ。(2)对于中和反应反应热、燃烧热，由于它们反应放热是确定的，所以描述中不带“一”，但其焓变为负值。(3)当用热化学方程式表示中和反应反应热时，生成H2O的物质的量必须是1 ml，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 ml。
2.解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。
②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
考向2 考查中和反应反应热的测定
例2．(双选)下列关于中和反应的反应热测定实验的说法正确的是(　　)A．小烧杯内残留水，会使测得的反应热数值偏小B．酸、碱混合时，应把量筒中的溶液缓缓倒入烧杯的溶液中，以防液体外溅C．烧杯间填满碎纸条的作用是固定小烧杯D．不可用相同浓度和体积的氨水代替稀氢氧化钠溶液进行实验
考向3 考查能源的开发与利用
例3．中国向全世界宣布，努力争取2060年前实现碳中和。下列措施不利于大气中CO2减少的是(　　)A．用氨水捕集废气中的CO2，将其转化为氮肥B．大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源C．大力推广使用干冰实现人工增雨，缓解旱情D．通过植树造林，利用光合作用吸收大气中的CO2
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始态和终态有关，而与反应的途径无关。
2.意义：应用盖斯定律可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热
（1）有些反应进行得很慢。
（2）有些反应不容易直接发生。
（3）有些反应的生成物不纯(有副反应发生)。
运算规则：根据目标方程式，确定要保留的物质和要消去的物质，运用加、减、乘、除四则运算得到所求目标方程式（调整位置和系数）。
知识点2 反应热的计算
1.利用热化学方程式进行有关计算
根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。
2.根据燃烧热数据，计算反应放出的热量
计算公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量)
3.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变
若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。
4.利用键能计算反应热的方法
A.熟记反应热ΔH的计算公式:ΔH＝E(反应物的总键能之和)－E(生成物的总键能之和)
B.注意特殊物质中键数的判断
A.运用盖斯定律的技巧——“三调一加”
一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。
二调：根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。
三调：调整中间物质的化学计量数。
B.运用盖斯定律的三个注意事项
①热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。
一加：将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。
②热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。
③将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。
知识点3 反应热大小的比较
1）看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下：
3)看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
4)看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。
2)看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。
①物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。
②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。
③生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。
(2)盖斯定律比较法
①同一反应，生成物状态不同时
②同一反应，反应物状态不同时
③晶体类型不同，产物相同时
④两个有联系的不同反应相比较时
【易错提醒】比较反应热大小的两个注意要点
1.物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。
2.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。
（3）利用能量变化图进行比较
由图像可以看出放出或吸收热量的多少,若是放热反应,放出的热量越多,ΔH越小;若是吸热反应,吸收的热量越多,ΔH越大,故ΔH1>ΔH2。
考向1 考查盖斯定律的应用
考向2 考查反应热的相关计算
考向3 考查反应热大小的比较