资源简介

(共29张PPT)
第33讲　能垒图分析　反应热的计算与比较
第四部分 化学反应原理
第六章 化学反应与能量
目标导航·内容索引
复
习
目
标
内
容
索
引
精炼高考真题·明确高考方向
1.掌握能垒图的分析方法。
2.熟练掌握反应热的计算与比较方法。
任务1 能垒图分析
任务2 反应热的计算与比较
反应历程与活化能 催化剂对反应历程与活化能影响
人教版
1.1 三版新教材反应历程与能量变化图
要点重现——展现你的风采
任务1　能垒图分析
1.1 三版新教材反应历程与能量变化图
反应历程与活化能 催化剂对反应历程与活化能影响
鲁科版
任务1　能垒图分析
1.1 三版新教材反应历程与能量变化图
反应历程与活化能 催化剂对反应历程与活化能影响
苏教版
任务1　能垒图分析
1.2 源于教材的变形考查
曲线图
任务1　能垒图分析
1.2 源于教材的变形考查
曲线图
任务1　能垒图分析
1.2 源于教材的变形考查
能垒图
任务1　能垒图分析
1.3 能垒图的突破方法
认识能垒图
——以C2H2＋HCl―→CH2===CHCl为例
任务1　能垒图分析
(1)图像的意义：
(2)多能垒的原因：
(3)反应历程中的反应：
(4)最大能垒：
1.3 能垒图的突破方法
纵坐标是能量，横坐标是反应过程，图像描述的是反应历程中各阶段不同中间产物所对应的能量(或相对能量)。
催化剂改变的是反应途径，也就是说，原来的一个反应，加入催化剂后就变成了多步反应，所以会出现多个能垒。
图中的“爬坡”与“下坡”各对应一个基元反应，如上图中包含了5个基元反应。
“爬坡”即为能垒，最大能垒步骤属于“慢反应”，决定整个反应的速率。
任务1　能垒图分析
1.3 能垒图的突破方法
解题流程
任务1　能垒图分析
典型例题
任务1　能垒图分析
（2025·湖北武汉二模）N(CH3)3 (三甲胺)是重要的化工原料。在铜催化剂条件下，可将(CH3)2NCHO (简称DMF)转化为N(CH3)3。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)。下列说法错误的是（ ）
A．铜催化剂参与化学反应
B．1 mol DMF完全转化为三甲胺，会释放出1.02 eV的能量
C．升高温度，可以加快反应速率，但DMF的平衡转化率减小
D．该反应历程图中的最大能垒(活化能)为1.19 eV
B
典型例题
任务1　能垒图分析
A
能量(能垒)—反应历程图像分析4要点
(1)反应历程中的最大能垒是指正反应过程中最大相对能量的差值，可以用估算的方法进行确定。
(2)能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应，为慢反应。
(3)用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。
(4)相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。
题后归纳
任务1　能垒图分析
2.1 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,可以把反应焓变当作“产物”,计算反应的反应热。
（3）根据图示中能量变化来确定焓变
ΔH=H(生成物)-H(反应物)
如图Ⅰ:ΔH=H1-H2<0,该反应为放热反应;
如图Ⅱ:ΔH=H2-H1>0,该反应为吸热反应;焓变=a-b。
（2）依据燃烧热数据,利用公式直接计算反应热
反应热=燃烧热×n(可燃物的物质的量)
要点重现——展现你的风采
任务2　反应热的计算与比较
（4）根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算反应热
如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。
2.1 反应热的计算
（5）依据盖斯定律进行计算
任务2　反应热的计算与比较
（1）（2025·黑龙江模拟）2023年9月23日第19届亚运会在我国杭州正式开幕。开幕式主火炬首次使用了零碳甲醇（CH3OH）燃料，充分体现了杭州亚运会“绿色、智能、节俭、文明”的办赛理念。已知一定条件下，CO2催化加氢生产甲醇，发生如下反应：
ii：
反应体系中存在反应
_______
典型例题
-90
任务2　反应热的计算与比较
典型例题
（2）（2025·山东菏泽模拟）丙烯是重要的有机原料之一，可通过多种途径制备。
由丙烷直接脱氢法制备：
已知键能：E（C—H）=416kJ·mol-1、E（H—H）=436kJ·mol-1；生成1mol碳碳键放出的能量为271kJ，则
_______
+125
任务2　反应热的计算与比较
=
2.2 反应热的大小比较
（1）根据反应物量的大小关系比较反应焓变的大小
①H2(g)＋2(1)O2(g)===H2O(g)　ΔH1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2
反应②中H2的量更多，因此放热更多，|ΔH1|<|ΔH2|，但ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH1＞ΔH2
（2）根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
③C(s)＋ O2(g)===CO(g)　ΔH3
④C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH4
反应④中，C完全燃烧，放热更多，|ΔH3|<|ΔH4|，但ΔH3<0，ΔH4<0，故ΔH3＞ΔH4。
任务2　反应热的计算与比较
2.2 反应热的大小比较
（3）根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
⑤S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH5
⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH6
方法①：图像法，画出上述两反应能量随反应过程的变化曲线。
由图像可知：|ΔH5|>|ΔH6|，但ΔH5<0，ΔH6<0，故ΔH5＜ΔH6。
方法②：通过盖斯定律构造新的热化学方程式。
由反应⑤－反应⑥可得S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH5－ΔH6<0，故ΔH5＜ΔH6。
任务2　反应热的计算与比较
2.2 反应热的大小比较
（4）根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
⑦2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH7
⑧2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH8
由反应⑦－反应⑧可得2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)　
ΔH＝ΔH7－ΔH8，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH7<ΔH8。
任务2　反应热的计算与比较
典型例题
（2025·重庆模拟）已知2mol金属钾和1mol氯气反应的能量循环如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在相同条件下， ，
则
B．在相同条件下， ，
则
C．
且该过程形成了分子间作用力
D．
A
任务2　反应热的计算与比较
在标准状态下，由稳定单质生成1mol化合物的焓变即为该化合物的标准摩尔生成焓，符号为 ，根据题图所给的数据，下列说法正确的是（ ）
A．热稳定性：KCl(s)＜K2S
B．2K(s)+ Cl2(g)=2KCl(s) ΔH=-436.5kJ·mol-1
C．K2S (s)+ Cl2(g)=2KCl(s)+S(s) ΔH＜0
D．K2S (s) =2K(s)+S(s) ΔH=-380.7kJ·mol-1
典型例题
C
任务2　反应热的计算与比较
精炼高考真题·明确高考方向
1.（2025·河北高考）氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料，广泛应用于光电信息材料等领域，可利用反应 制备。反应历程(TS代表过渡态)如下：
下列说法错误的是（ ）
A．反应ⅰ是吸热过程
B．反应ⅱ中H2O(g)脱去步骤的活化能为2.69eV
C．反应ⅲ包含2个基元反应
D．总反应的速控步包含在反应ⅱ中
D
精炼高考真题·明确高考方向
2.（2025·河南高考）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为 ，反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态， 中部分进程已省略)。
下列说法正确的是（ ）
A．总反应是放热反应
B．两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C．和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D．①转化为②的进程中，决速步骤为
C
精炼高考真题·明确高考方向
3.重庆高考)二氧化碳甲烷重整是资源化利用的重要研究方向，涉及的主
要热化学方程式有：
①
②
③
已知键能为，键能为，键能为，则
中的碳氧键键能(单位：)为( )
B
A. B.
C. D.
精炼高考真题·明确高考方向
4.（2025·江西高考）CO2与H2通过催化转化为高附加值化学品，是实现“双碳”目标的途径之一。相关反应体系及其热力学数据(298K、Pe)如下：

+51
精炼高考真题·明确高考方向
5．山东高考)利用CaS 循环再生可将燃煤尾气中的SO2转化生产单质硫，涉及的主要反应如下：
Ⅰ．CaS(s)+2SO2(g) CaSO4(s)+S2(g) ΔH1
Ⅱ．CaSO4(s)+4H2(g) CaS(s)+4H2O(g) ΔH2
Ⅲ．SO2(g)+3H2(g) H2S(g)+2H2O(g) ΔH3
反应4H2(g)+2SO2(g) 4H2O(g)+S2(g)的焓变ΔH= (用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。
ΔH1+ΔH2
化 学
THANK YOU

展开更多......

收起↑