（通用版）2019版高考化學一輪復習 第六章 化學反應與能量學案.doc

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第六章 化學反應與能量 第一節(jié)化學能與熱能 　教材復習——打牢基礎，基穩(wěn)才能樓高 反應熱與焓變 1．化學反應中的能量變化 (1)化學反應中的兩大變化：物質變化和能量變化。 (2)化學反應中的兩大守恒：質量守恒和能量守恒。 (3)化學反應中的能量轉化形式：熱能、光能、電能等。通常主要表現為熱量的變化。 2．反應熱、焓變 (1)反應熱：在化學反應過程中放出或吸收的熱量。 (2)焓變：生成物與反應物的焓值差，ΔH＝H(生成物)－H(反應物)，單位：kJmol－1。 (3)反應熱與焓變的關系：恒壓條件下，化學反應的反應熱等于焓變。 3．吸熱反應和放熱反應 (1)兩角度理解 ①從能量高低角度理解： 　　 　ΔH0，放熱反應　　ΔH0，吸熱反應 ②從化學鍵角度理解： (2)常見的放熱反應和吸熱反應 ①放熱反應：大多數化合反應、中和反應、金屬與的反應、所有的燃燒反應、物質的緩慢氧化。 ②吸熱反應：大多數分解反應、鹽類的水解反應、C與CO2反應、Ba(OH)28H2O和NH4Cl反應、C與H2O(g)反應。 4．反應熱、活化能圖示 (1)在無催化劑的情況，為正反應的活化能，為逆反應的活化能，ΔH＝E1－E2。 (2)催化劑能降低反應的活化能，但不影響焓變的大小。 (1)化學反應的本質是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成，任何化學反應都有熱效應。 (2)需要加熱才能進行的反應不一定是吸熱反應，不需要加熱就能進行的反應也不一定是放熱反應。　　　 　 [對點練習] 1．下列反應，屬于放熱反應的是(　　) A．電解水制氫　　　　　　 　B．鋁熱法制鐵 C．焦炭和水反應制水煤氣 D．煅燒石灰石制生石灰 解析：選B　鋁熱反應是放熱反應，其余均為吸熱反應。 2．下列圖示變化過程為吸熱的是(　　) 解析：選A　A中，反應物的總能量小于生成物的總能量，故A為吸熱反應；B中，N2和H2必須先吸收能量斷裂舊化學鍵，再放出能量形成新化學鍵，由于放出的能量大于吸收的能量，故B為放熱反應；C中，濃硫酸溶于水放出熱量；D中，鋅與稀鹽酸反應是放熱反應。 3．反應物X轉化為Y和Z的能量變化如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．X→Y反應的ΔH＝E5－E2 B．X→Z反應的ΔH>0 C．由圖可知等物質的量的Y的能量一定比X的能量高 D．升高溫度可提高X→Z的反應速率 解析：選D　ΔH＝生成物具有的總能量－反應物具有的總能量，由題圖知X→Y反應的ΔH＝E3－E2，A項錯誤；X→Z反應的ΔH＝E1－E2<0，B項錯誤；由題圖可知，2X(g)===3Y(g)為吸熱反應，只能說明3 mol Y(g)的能量一定比2 mol X(g)的能量高，但不能得出等物質的量的Y的能量一定比X的能量高，C項錯誤；升高溫度，化學反應速率加快，D項正確。 4．已知某反應A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反應過程中的能量變化如圖所示，回答下列問題。 (1)該反應是________反應(填“吸熱”或“放熱”)，該反應的ΔH＝________kJmol－1(用含E1、E2的代數式表示)，1 mol氣體A和1 mol氣體B具有的總能量比1 mol氣體C和1 mol氣體D具有的總能量__________(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。 (2)若在反應體系中加入催化劑使反應速率增大，則E1和E2的變化是：E1________，E2________，ΔH__________(填“增大”“減小”或“不變”)。 答案：(1)吸熱　E1－E2　一定低　(2)減小　減小　不變 熱化學方程式 1．熱化學方程式及其意義 (1)概念：表示參加化學反應的物質的物質的量和反應熱的關系的化學方程式。 (2)意義：表明了化學反應中的物質變化和能量變化。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJmol－1，表示在25 ℃和1.01105 Pa下，1 mol H2和0.5 mol O2完全反應生成 1 mol液態(tài)水時放出285.8 kJ的熱量。 2．熱化學方程式的書寫方法 (1)熱化學方程式中物質的化學計量數僅表示該物質的物質的量，因此可以是整數，也可以是分數。 (2)熱化學方程式的化學計量數改變n倍，反應熱也改變n倍。 (3)可逆反應的ΔH表示完全反應的熱量變化，與反應是否可逆無關。如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1，表示在101 kPa、25 ℃時，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反應生成2 mol NH3(g)時放出92.4 kJ的熱量。 (4)反應逆向進行時，其焓變與正反應的數值相等，符號相反。 (5)與普通方程式的區(qū)別：一般不標注“↑”、“↓”以及反應條件等。 (6)同素異形體之間轉化的熱化學方程式除了注明狀態(tài)外，還要注明名稱?！　　?　 [對點練習] 1．根據下列圖像的敘述不正確的是(　　) A．圖(1)表示的熱化學方程式為CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJmol－1 B．圖(2)表示的熱化學方程式為CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋41 kJmol－1 C．由圖可知正逆反應的熱效應的數值相同 D．兩個圖像表示的含義不同 解析：選B　圖(1)表示CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJmol－1，A正確；圖(2)表示CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJmol－1，B錯誤；由圖知C正確；兩個圖像的反應物、生成物正好相反，D正確。 2．航天燃料從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，是一項重要的技術突破。鈹是高效率的火箭燃料，燃燒時放出巨大的能量，已知1 kg金屬鈹完全燃燒放出的熱量為62 700 kJ。則鈹燃燒的熱化學方程式正確的是(　　) A．Be＋O2===BeO　ΔH＝－564.3 kJmol－1 B．Be(s)＋O2(g)===BeO(s)　ΔH＝＋564.3 kJmol－1 C．Be(s)＋O2(g)===BeO(s)　ΔH＝－564.3 kJmol－1 D．Be(s)＋O2(g)===BeO(g)　ΔH＝－564.3 kJmol－1 解析：選C　1 kg Be的物質的量為＝ mol，又因為1 kg鈹完全燃燒放出的熱量為62 700 kJ，則1 mol鈹完全燃燒放出的熱量為 kJ＝564.3 kJ，Be與氧氣反應生成BeO，則其熱化學方程式為Be(s)＋O2(g)===BeO(s)　ΔH＝－564.3 kJmol－1。 3．寫出下列反應的熱化學方程式。 (1)101 kPa時，1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ的熱量，表示H2燃燒熱的熱化學方程式為__________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)0.3 mol乙硼烷(分子式B2H6)在氧氣中燃燒，生成固體三氧化二硼和液體水，放出649.5 kJ的熱量，則其熱化學方程式為______________________________________________。 答案：(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJmol－1 (2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJmol－1 燃燒熱和中和熱　能源 1．燃燒熱和中和熱的比較 燃燒熱 中和熱 相同點 能量變化 放熱 ΔH及其單位 ΔH＜0，單位均為kJmol－1 不同點 反應物的量 可燃物的物質的量一定為1_mol 不一定為1 mol 生成物的量 不確定 生成水為 1_mol 反應熱的含義 101 kPa 時，1_mol 純物質完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量 在稀溶液里，酸與堿發(fā)生中和反應生成 1_mol_水時所放出的熱量 表示方法 燃燒熱為ΔH＝－a kJmol－1(a＞0) 強酸與強堿反應的中和熱為57.3 kJmol－1或ΔH＝－57.3_kJmol－1 2．中和熱的測定 (1)裝置(請在橫線上填寫儀器名稱) (2)計算公式：ΔH＝－ kJmol－1 t1——起始溫度，t2——終止溫度。 (3)注意事項 ①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫隔熱，減少實驗過程中的熱量損失。 ②為保證酸完全中和，采取的措施是堿稍過量。 ③因為弱酸或弱堿存在電離平衡，電離過程需要吸熱，實驗中若使用弱酸、弱堿則測得的數值偏小。 3．能源 (1)濃H2SO4稀釋時放熱，濃H2SO4與強堿溶液反應生成1 mol H2O時放出的熱量大于57.3 kJ。 (2)當用熱化學方程式表示中和熱時，生成H2O的物質的量必須是1 mol，當用熱化學方程式表示燃燒熱時，可燃物的物質的量必須為1 mol?！　　?　 [對點練習] 1．下列說法正確的是(　　) A．強酸跟強堿的反應熱一定是中和熱 B．1 mol C完全燃燒放熱383.3 kJ，其熱化學方程式為 C＋O2===CO2　ΔH＝－383.3 kJmol－1 C．在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應生成1 mol H2O(l)時的反應熱叫做中和熱 D．表示中和熱的離子方程式為H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJmol－1 解析：選D　中和熱是指在稀溶液中，強酸和強堿中和生成1 mol液態(tài)水和可溶性鹽放出的熱量，題中沒有指明具體反應條件和生成水的物質的量，故A項、C項錯誤；書寫熱化學方程式時要特別注明反應物與生成物的狀態(tài)，故B項錯誤；中和反應是放熱反應，表示中和熱的離子方程式中ΔH＝－57.3 kJmol－1，故D項正確。 2．下列熱化學方程式書寫和表示正確的是(ΔH的絕對值均正確)(　　) A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196 kJmol－1(反應熱) B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3 kJmol－1(燃燒熱) C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3 kJmol－1(中和熱) D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝－116.2 kJmol－1(反應熱) 解析：選A　二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫是放熱反應，焓變?yōu)樨撝?，且標注了物質的聚集狀態(tài)和反應焓變，符合熱化學方程式的書寫原則，故A項正確；燃燒熱是1 mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，選項中生成的氣態(tài)水不是穩(wěn)定氧化物，故B項錯誤；酸堿中和反應是放熱反應，焓變?yōu)樨撝?，故C項錯誤；熱化學方程式中物質的聚集狀態(tài)未標注，故D項錯誤。 [基礎過關練]　 1．反應A＋B―→C(ΔH<0)分兩步進行①A＋B―→X(ΔH>0)?、赬―→C(ΔH<0)，下列示意圖中，能正確表示總反應過程中能量變化的是(　　) 解析：選B　由①A＋B―→X　ΔH>0知，X的能量高于(A＋B)的能量，A、C不符合題意；由X―→C　ΔH<0知，X的能量高于C的能量，D不符合題意。 2．一般硫粉含有S(單斜)和S(正交)兩種同素異形體。已知常溫下： S(s，單斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－297.16 kJmol－1 S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.83 kJmol－1 下列說法錯誤的是(　　) A．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH<－297.16 kJmol－1 B．單斜硫轉變?yōu)檎涣虻哪芰孔兓捎萌鐖D表示 C．常溫下正交硫比單斜硫穩(wěn)定 D．單斜硫轉化為正交硫的反應是放熱反應 解析：選B　根據正交硫與單斜硫燃燒的熱化學方程式可知單斜硫的能量高。氣態(tài)硫變?yōu)楣腆w，需要放出熱量，則氣態(tài)硫含有的能量高于硫粉的能量，故S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH<－297.16 kJmol－1，A正確；物質含有的能量越低，物質的穩(wěn)定性就越強，所以常溫下正交硫比單斜硫穩(wěn)定，C正確；由于單斜硫的能量高于正交硫的能量，所以單斜硫轉化為正交硫的反應是放熱反應，D正確，B錯誤。 3．如圖所示是298 K時N2與H2反應過程中能量變化的曲線圖，下列敘述錯誤的是(　　) A．加入催化劑，不能改變該化學反應的反應熱 B．b曲線是加入催化劑時的能量變化曲線 C．該反應的熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92 kJmol－1 D．在溫度、體積一定的條件下，通入1 mol N2和3 mol H2反應后放出的熱量為92 kJ 解析：選D　根據圖示可知加入催化劑，可以改變反應途徑，降低反應的活化能，但是不能改變反應物、生成物的能量，也就不能改變該化學反應的反應熱，A正確；a曲線是未加入催化劑時的能量變化曲線，b曲線是加入催化劑時的能量變化曲線，B正確；由于反應物的總能量比生成物的總能量高92 kJ，所以該反應的熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJmol－1，C正確；在溫度、體積一定的條件下，通入1 mol N2和3 mol H2，由于該反應是可逆反應，反應物不能完全轉化為生成物，所以反應后放出的熱量小于92 kJ，D錯誤。 4．已知一定條件下斷裂1 mol化學鍵生成氣態(tài)原子需要吸收的能量如下：H—H　436 kJ；Cl—Cl　247 kJ；H—Cl　434 kJ。下列所得熱化學方程式或結論正確的是(　　) A．H(g)＋Cl(g)===HCl(g)　ΔH＝－434 kJmol－1 B．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)的反應熱ΔH<0 C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－185 kJ D．相同條件下，反應H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不相等 解析：選A　H(g)＋Cl(g)===HCl(g)　ΔH＝－434 kJmol－1，故A項正確；2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝(4342－436－247)kJmol－1＝＋185 kJmol－1，故B項錯誤；H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－185 kJmol－1，故C項錯誤；相同條件下，同一反應的ΔH與反應條件無關，故D項錯誤。 5．化學反應A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是(　　) A．該反應的ΔH＝(y－x)kJmol－1 B．斷裂2 mol A—B鍵需要吸收y kJ能量，y kJ是該反應逆反應的活化能 C．2 mol AB(g)的總鍵能低于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的總鍵能 D．斷裂1 mol A—A鍵和1 mol B—B鍵可放出x kJ的能量 解析：選B　A2(g)＋B2(g)===2AB(g)是放熱反應，ΔH＝(x－y)kJmol－1，故A項錯誤；由題圖可知斷裂2 mol A—B鍵需要吸收y kJ能量，y kJ是該反應逆反應的活化能，故B項正確；A2(g)＋B2(g)===2AB(g)是放熱反應，ΔH＝反應物總鍵能－生成物總鍵能<0，故2 mol AB(g)的總鍵能高于1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的總鍵能，故C項錯誤；化學鍵的斷裂需要吸收能量，故D項錯誤。 6．在化學反應中，只有極少數能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學反應，這些分子稱為活化分子，使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其單位通常用kJmol－1表示。請認真觀察圖像，然后回答問題。 (1)圖中所示反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應，該反應________(填“需要”或“不需要”)加熱，該反應的ΔH＝________(用含E1、E2的代數式表示)。 (2)已知熱化學方程式：H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJmol－1，該反應的活化能為167.2 kJmol－1，則其逆反應的活化能為________。 (3)對于同一反應，圖中虛線(Ⅱ)與實線(Ⅰ)相比，活化能大大降低，活化分子的百分數增多，反應速率加快，你認為最可能的原因是___________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)根據圖像可知反應物的總能量大于生成物的總能量，該反應為放熱反應；該反應需要加熱，使反應物分子變?yōu)榛罨肿?，活化分子發(fā)生碰撞時才能發(fā)生化學反應；反應的焓變＝生成物的總能量－反應物的總能量，即ΔH＝E2－E1。(2)反應的活化能是使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量，反應的焓變＝正反應的活化能－逆反應的活化能，由已知反應得其逆反應的活化能為167.2 kJmol－1＋241.8 kJmol－1＝409.0 kJmol－1。(3)對于同一反應，圖中虛線(Ⅱ)與實線(Ⅰ)相比，活化能大大降低，活化分子的百分數增多，反應速率加快，最有可能的原因是使用了催化劑。 答案：(1)放熱　需要　E2－E1　(2)409.0 kJmol－1 (3)使用了催化劑 　高考研究——把握考情，方向不對努力白費 考 綱 要 求 高 頻 考 點 1.了解化學反應中能量轉化的原因及常見的能量轉化形式。 2．了解化學能與熱能的相互轉化。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。 3．了解熱化學方程式的含義，能正確書寫熱化學方程式。 4．了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。了解化學在解決能源危機中的重要作用。 5．了解焓變(ΔH)與反應熱的含義。 6．理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關反應焓變的計算。 1.熱化學方程式的書寫與正誤判斷 5年3考 2.反應熱的計算與大小比較 5年5考 考點一　熱化學方程式的書寫與正誤判斷 [高考這樣考] 1．(2014海南高考)標準狀況下，氣態(tài)分子斷開1 mol化學鍵的焓變稱為鍵焓。已知H—H、H—O和O===O鍵的鍵焓ΔH分別為436 kJmol－1、463 kJmol－1和495 kJmol－1。下列熱化學方程式正確的是(　　) A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－485 kJmol－1 B．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋485 kJmol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝＋485 kJmol－1 D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－485 kJmol－1 解析：選D　1 mol H2O(g)分解產生1 mol H2和 mol O2的能量變化是2463 kJmol－1－436 kJmol－1－495 kJmol－1＝242.5 kJmol－1，因此熱化學方程式為H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋242.5 kJmol－1，A、B錯誤；2 mol H2O分解產生2 mol H2和1 mol O2的能量變化則是＋485 kJ，熱化學方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－485 kJmol－1，C錯誤，D正確。 2．(2017全國卷Ⅰ節(jié)選)近期發(fā)現，H2S是繼NO、CO之后的第三個生命體系氣體信號分子，它具有參與調節(jié)神經信號傳遞、舒張血管減輕高血壓的功能?；卮鹣铝袉栴}： 下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統原理。 通過計算，可知系統(Ⅰ)和系統(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為____________________________、______________________________________________，制得等量H2所需能量較少的是____________。 解析：系統(Ⅰ)和系統(Ⅱ)都是吸熱反應，從熱化學方程式可以看出，系統(Ⅱ)制備1 mol H2需要消耗20 kJ能量，而系統(Ⅰ)制備1 mol H2需要消耗286 kJ能量，故系統(Ⅱ)消耗的能量較少。 答案：H2O(l)===H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋286 kJmol－1 H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝＋20 kJmol－1 系統(Ⅱ) 3．(2017天津高考節(jié)選)0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2xH2O的液態(tài)化合物，放熱4.28 kJ，該反應的熱化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：該還原性氣體為CO，易水解生成TiO2xH2O的液態(tài)化合物為TiCl4，反應的化學方程式為2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)，結合題意知ΔH＝－2＝－85.6 kJmol－1。 答案：2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－85.6 kJmol－1 4．(2017北京高考節(jié)選)TiCl4是由鈦精礦(主要成分為TiO2)制備鈦(Ti)的重要中間產物，制備純TiCl4的流程示意圖如下： 資料：TiCl4及所含雜質氯化物的性質 化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2 沸點/℃ 58 136 181(升華) 316 1 412 熔點/℃ －69 －25 193 304 714 在TiCl4中的溶解性 互溶 —— 微溶 難溶 氯化過程：TiO2與Cl2難以直接反應，加碳生成CO和CO2可使反應得以進行。 已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋175.4 kJmol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220.9 kJmol－1 沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學方程式：________________________________________________________________________。 解析：根據蓋斯定律，將已知的兩個熱化學方程式相加即可得到所求熱化學方程式。 答案：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH＝－45.5 kJmol－1 5．(2016天津高考)Si與Cl兩元素的單質反應生成1 mol Si的最高價化合物，恢復至室溫，放熱687 kJ，已知該化合物的熔、沸點分別為－69 ℃和58 ℃。寫出該反應的熱化學方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l)ΔH＝－687 kJmol－1 6．(2014全國卷)化合物AX3和單質X2在一定條件下反應可生成化合物AX5?；卮鹣铝袉栴}： 已知AX3的熔點和沸點分別為－93.6 ℃和76 ℃，AX5的熔點為167 ℃。室溫時AX3與氣體X2反應生成1 mol AX5，放出熱量123.8 kJ。該反應的熱化學方程式為________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)ΔH＝－123.8 kJmol－1 7．(2014天津高考)由SiCl4制純硅的反應中，測得每生成1.12 kg純硅需吸收a kJ熱量，寫出該反應的熱化學方程式：_________________________________________________。 答案：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋0.025a kJmol－1 [師說高考] 知 考 情 高考主要以非選擇題的形式考查本部分內容。題目以生產、生活、科學技術和能源問題等社會熱點為背景，將熱化學方程式的書寫和蓋斯定律的計算融合在一起，較好地考查學生對知識的靈活應用能力和運用化學用語的能力 明 學 法 復習時，要認識熱化學方程式與一般化學方程式的不同，清楚書寫熱化學方程式的要求和注意事項，熟記反應熱、中和熱、燃燒熱的概念，通過比較明確它們的區(qū)別和聯系，把握概念的內涵和外延，并能根據熱化學方程式、蓋斯定律進行相關計算 [過關這樣練] 1．在一定條件下，將64 g二氧化硫氣體氧化成三氧化硫氣體時，實驗測得放出的熱量為78.64 kJ，已知二氧化硫在此條件下的轉化率為80%。下列熱化學方程式書寫正確的是(　　) A．SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH＝－98.3 kJmol－1 B．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(l)　ΔH＝－196.6 kJmol－1 C．SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH＝－78.64 kJmol－1 D．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH＝＋196.6 kJmol－1 解析：選A　n(SO2)＝1 mol，參加反應的有0.8 mol，放出的熱量為78.64 kJ，若參加反應的SO2是1 mol，則放出的熱量為98.3 kJ，A項正確。 2．下列熱化學方程式書寫正確的是(　　) A．甲烷的燃燒熱為－890 kJmol－1，則表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式為CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890 kJmol－1 B．在一定條件下將1 mol SO2和0.5 mol O2置于密閉容器中充分反應，放出熱量79.2 kJ，則反應的熱化學方程式為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－158.4 kJmol－1 C．NaOH(s)＋H2SO4(濃)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3 kJmol－1 D．2.00 g C2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳氣體放出99.6 kJ的熱量，該反應的熱化學方程式為 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2 589.6 kJmol－1 解析：選D　該熱化學方程式中水應為液態(tài)，A項錯誤；該反應為可逆反應，1 mol SO2和0.5 mol O2反應生成的SO3小于1 mol，故2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<－158.4 kJmol－1，B項錯誤；NaOH固體溶解、濃硫酸稀釋均放熱，故NaOH(s)與H2SO4(濃)反應的中和熱大于57.3 kJmol－1，C項錯誤；2.00 g C2H2的物質的量是＝ mol，2 mol C2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳氣體放出的熱量為＝2 589.6 kJ，D項正確。 3．依據能量圖像完成下列熱化學方程式問題 (1)下圖是1 mol NO2和1 mol CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：__________________________________________。 (2)化學反應N2＋3H2===2NH3的能量變化如圖所示(假設該反應反應完全) 試寫出N2(g)和H2(g)反應生成NH3(l)的熱化學方程式： ________________________________________________________________________。 (3)由N2O和NO反應生成N2和NO2的能量變化如圖所示，若生成1 mol N2，其ΔH＝________kJmol－1。 答案：(1)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234 kJmol－1 (2)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)ΔH＝－2(b＋c－a)kJmol－1 (3)－139 考點二　反應熱的計算與大小比較 [高考這樣考] 1．(2014全國卷Ⅱ)室溫下，將1 mol的CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應為ΔH1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應為ΔH2；CuSO45H2O受熱分解的化學方程式為CuSO45H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應為ΔH3。則下列判斷正確的是(　　) A．ΔH2>ΔH3　　　　　　 　B．ΔH1<ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3 解析：選B　1 mol CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，為吸熱反應，故ΔH1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，為放熱反應，故 ΔH2<0,1 mol CuSO45H2O(s)溶于水可以分為兩個過程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水， CuSO45H2O的分解為吸熱反應，即ΔH3>0，根據蓋斯定律得到關系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1<ΔH3。 2．(2017全國卷Ⅱ節(jié)選)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}： 正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下： ①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1 已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119 kJmol－1 ③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH3＝－242 kJmol－1 反應①的ΔH1為________ kJmol－1。 解析：根據蓋斯定律，由②式－③式可得①式，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJmol－1＋242 kJmol－1＝＋123 kJmol－1。 答案：＋123 3．(2017全國卷Ⅲ節(jié)選)砷(As)是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有著廣泛的用途?；卮鹣铝袉栴}： 已知：As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1 H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2 2As(s)＋O2(g)===As2O5(s)　ΔH3 則反應As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝____________。 解析：將已知熱化學方程式依次編號為①、②、③，根據蓋斯定律，由①2－②3－③可得：As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)　ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。 答案：2ΔH1－3ΔH2－ΔH3 4．(2017海南高考節(jié)選)碳酸鈉是一種重要的化工原料，主要采用氨堿法生產。回答下列問題： 已知： ①2NaOH(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋H2O(g)ΔH1＝－127.4 kJmol－1 ②NaOH(s)＋CO2(g)===NaHCO3(s)　ΔH2＝－131.5 kJmol－1 反應2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJmol－1。 解析：根據蓋斯定律，由①－2②得，2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝－127.4 kJmol－1－2(－131.5 kJmol－1)＝＋135.6 kJmol－1。 答案：＋135.6 5．(2015全國卷Ⅱ節(jié)選)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應如下： ①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1 ②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2 ③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3 已知反應①中相關的化學鍵鍵能數據如下： 化學鍵 HH CO HO CH E/(kJmol－1) 436 343 1 076 465 413 由此計算ΔH1＝__________kJmol－1；已知ΔH2＝－58 kJmol－1，則ΔH3＝________kJmol－1。 解析：根據鍵能與反應熱的關系可知，ΔH1＝反應物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝(1 076 kJmol－1＋2436 kJmol－1)－(413 kJmol－13＋343 kJmol－1＋465 kJmol－1)＝－99 kJmol－1。根據蓋斯定律，由②－①可得：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58 kJmol－1)－(－99 kJmol－1)＝＋41 kJmol－1。 答案：－99?。?1 [師說高考] 知 考 情 高考主要以生產、生活、科學技術和能源問題等社會熱點為背景，將熱化學方程式的書寫和蓋斯定律的計算融合在一起，較好地考查學生對知識的靈活應用和運算能力 明 學 法 復習本部分內容時，要清楚書寫熱化學方程式的要求和注意事項，理解蓋斯定律的含義，把握利用蓋斯定律計算反應熱的關鍵是合理設計反應途徑，正確加減熱化學方程式 [備考這樣辦] 突破點1　反應熱大小的比較 比較ΔH的大小時需考慮正負號，對放熱反應，放熱越多，ΔH越小；對吸熱反應，吸熱越多，ΔH越大。 (1)吸熱反應的ΔH比放熱反應的大(前者>0，后者<0)。 (2)產物相同時，同種氣態(tài)物質燃燒放出的熱量比等量的固態(tài)物質燃燒放出的熱量多； 反應物相同時，生成同種液態(tài)物質放出的熱量比生成等量的氣態(tài)物質放出的熱量多。 (3)生成等量的水時，強酸和強堿的稀溶液反應比弱酸和強堿(或弱堿和強酸，或弱酸和弱堿)的稀溶液反應放出的熱量多。 (4)對于可逆反應，因反應不能進行完全，實際反應過程中放出或吸收的熱量要小于相應熱化學方程式中的反應熱數值。 [對點訓練] 1．(2018湖南長沙模擬)已知： (1)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝a kJmol－1 (2)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝b kJmol－1 (3)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝c kJmol－1 (4)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝d kJmol－1 下列關系式中正確的是(　　) A．ad>0 C．2a＝b<0 D．2c＝d>0 解析：選C　氫氣燃燒為放熱反應，ΔH<0，氣態(tài)水液化放出熱量，故生成液態(tài)水放出的熱量多，但ΔH小，故c0，CO與O2生成CO2的反應是放熱反應，ΔH3<0，鐵與氧氣的反應是放熱反應，ΔH4<0，A、B項錯誤；前兩個方程式相減得：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C項正確；由4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4和6CO(g)＋2Fe2O3(s)===6CO2(g)＋4Fe(s)　2ΔH5相加，得2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝(ΔH4＋2ΔH5)/3，D項錯誤。 突破點2　利用鍵能計算ΔH (1)計算公式：ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。 (2)根據鍵能計算反應熱的關鍵是正確找出反應物和生成物所含共價鍵的數目，如H2O分子中含有2個(O—H)共價鍵，NH3分子中含有3個(N—H)共價鍵等。要注意特殊分子或晶體中化學鍵的數目，常見的有1 mol P4中含有6 mol P—P鍵，1 mol晶體硅中含有2 mol Si—Si鍵，1 mol石墨晶體中含有1.5 mol C—C鍵，1 mol金剛石中含有2 mol C—C鍵，1 mol SiO2中含有4 mol Si—O鍵等。 [對點訓練] 3．已知： C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝a kJmol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJmol－1 H—H、O===O和O—H鍵的鍵能分別為436 kJmol－1、496 kJmol－1和462 kJmol－1，則a為(　　) A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130 解析：選D　根據蓋斯定律，由題給的兩個熱化學方程式可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋(2a＋220)kJmol－1，則有：4462 kJmol－1－2436 kJmol－1－496 kJmol－1＝(2a＋220)kJmol－1，解得a＝＋130，故選項D正確。 4．(2015全國卷Ⅰ節(jié)選)已知反應2HI(g)H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJmol－1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為________kJ。 解析：設1 mol HI(g)分子中化學鍵斷裂吸收的能量為x，則2x－436 kJ－151 kJ＝＋11 kJ，x＝299 kJ。 答案：299 5．(2018杭州市重點中學過關卷)乙苯催化脫氫制苯乙烯反應： 已知： 化學鍵 C—H C—C C===C H—H 鍵能/(kJmol－1) 412 348 612 436 計算上述反應的ΔH＝________kJmol－1。 解析：制備苯乙烯需斷開2 mol C—H鍵，生成1 mol H—H鍵，同時在C—C鍵的基礎上生成C===C鍵，因此生成1 mol苯乙烯吸收的熱量為2412 kJ＝824 kJ，放出的熱量為436 kJ＋(612－348)kJ＝700 kJ，根據反應熱的定義可知，ΔH＝824 kJmol－1—700 kJmol－1＝124 kJmol－1。 答案：＋124 突破點3　利用蓋斯定律計算ΔH (1)蓋斯定律 化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的，即化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。 (2)應用五步驟 [對點訓練] 6．已知：①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1 ②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2 ③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3 ④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4＝－1 048.9 kJmol－1 上述反應熱效應之間的關系式為ΔH4＝________，聯氨和N2O4可作為火箭推進劑的主要原因為__________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：由已知熱化學方程式①②③可得： N2O4(l)===2O2(g)＋N2(g)?。1 2N2H4(l)===2N2(g)＋4H2(g)　－2ΔH2 2O2(g)＋4H2(g)===4H2O(g)　2ΔH3 根據蓋斯定律，將上述三個熱化學方程式相加，可得2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。由熱化學方程式可知，N2H4和N2O4反應時放出大量的熱，且產生大量氣體。 答案：2ΔH3－2ΔH2－ΔH1　反應放熱量大、產生大量氣體 7．(2018山東實驗中學練兵)已知下列反應： SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l)　ΔH1 ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2 CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH3 則反應SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________。 解析：將題給三個熱化學方程式分別標號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根據蓋斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ－Ⅲ可得：SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)，則有ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。 答案：ΔH1＋ΔH2－ΔH3 8．(2017武漢診斷)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO，已知CH4、H2和CO的燃燒熱(ΔH)分別為－890.3 kJmol－1、－285.8 kJmol－1和－283.0 kJmol－1，則生成1 m3(標準狀況)CO所需熱量為________。 解析：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJmol－1， ②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8 kJmol－1， ③CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0 kJmol－1， 根據蓋斯定律，①－2②－2③得：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝－890.3 kJmol－1＋2285.8 kJmol－1＋2283.0 kJmol－1＝＋247.3 kJmol－1，即生成1 mol CO需吸收能量＝123.65 kJ，因此生成1 m3(標準狀況)CO所需能量：123.65 kJmol－1≈5 520 kJ＝5.52103 kJ。 答案：5.52103 kJ [課堂即時練]　 1．已知：HCN(aq)與NaOH(aq)反應的ΔH＝－12.1 kJmol－1；HCl(aq)與NaOH(aq)反應的ΔH＝－55.6 kJmol－1，則HCN在水溶液中電離的ΔH等于(　　) A．－67.7 kJmol－1　　　 　B．－43.5 kJmol－1 C．＋43.5 kJmol－1 D．＋67.7 kJmol－1 解析：選C　反應的熱化學方程式分別為 ①HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－12.1 kJmol－1；②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－55.6 kJmol－1 根據蓋斯定律，由①－②可得HCN電離的熱化學方程式為HCN(aq)H＋(aq)＋CN－(aq)　ΔH＝－12.1 kJmol－1－(－55.6 kJmol－1)＝＋43.5 kJmol－1。 2．(2018馬鞍山二中月考)根據熱化學方程式：S(l)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－293.23 kJmol－1，分析下列說法中正確的是(　　) A．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH<－293.23 kJmol－1 B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH>－293.23 kJmol－1 C．1 mol SO2(g)的鍵能總和大于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的鍵能之和 D．1 mol SO2(g)的鍵能總和小于1 mol S(l)和1 mol O2(g)的鍵能之和 解析：選C　因物質由液態(tài)轉變成固態(tài)要放出熱量，所以S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH>－293.23 kJmol－1，A項錯誤；因物質由液態(tài)轉變成氣態(tài)要吸收熱量，所以S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH<－293.23 kJmol－1，B項錯誤；由題意知，該反應為放熱反應，放熱反應中反應物總鍵能小于生成物總鍵能，C項正確，D項錯誤。 3．根據鍵能數據估算CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反應熱ΔH為(　　) 化學鍵 C—H C—F H—F F—F 鍵能/(kJmol－1) 414 489 565 155 A.－485 kJmol－1 B．＋485 kJmol－1 C．＋1 940 kJmol－1 D．－1 940 kJmol－1 解析：選D　ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝414 kJmol－14＋155 kJmol－14－489 kJmol－14－565 kJmol－14＝－1 940 kJmol－1。 4．(2018太原五中月考)燃燒a g C2H5OH(l)，生成二氧化碳氣體和液態(tài)水，放出的熱量為Q kJ，經測定，生成的CO2與足量澄清石灰水反應得到5 g沉淀，則表示乙醇燃燒的熱化學方程式是(　　) A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－20Q kJmol－1 B．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－40Q kJmol－1 C.C2H5OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(g)ΔH＝－20Q kJm