2019年高考化学考纲解读与热点难点突破专题05化学反应与能量变化教学案含解析

1、2019年高考化学考纲解读与热 点难点突破专题05化学反应与 能量变化教学案含解析化学反应与能量变化【 2019 年高考考纲解读】1 了解化学反应中能量转化的原因， 能说出常见的能量转化形式。2 了解化学能与热能的相互转化； 了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3 了解热化学方程式的含义， 能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4 了解能是人类生存和社会发展的重要基础； 了解化学在解决能危机中的重要作用。【重点、难点剖析】一、反应热1 反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。2 反应是否需要加热， 只是引发反应的条件， 与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反

2、应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。3 .燃烧热：必须生成稳定的化合物，如C燃烧应 生成C02而不是co,也燃烧应生成液态水而不是气态 水白4 .中和热：强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol HQ, A矛=57.3 kJ mol，弱酸代替强酸（或弱碱代替强碱），因电离吸热，放出的热量减 小，中和热减小口若用浓硫酸（或NaOH固体），因溶解 放热放出的热量增多，中和热增大口二、反应热和培变1 .理解反应热的两个角度从微观角度理解反应热 从微观的角度说，反应热是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键生成放出的热量的差值，在下图中a表示断裂旧化学键吸收的热量;b表

3、示新化学键生成放出的热量;c表示反应热白2 2) 从宏观的角度说，反应热是反应物的总能量与生成物的总能量差值，在上图中a 表示活化能；b 表示活化分子结合成生成物所释放的能量；c 表示反应热。2物质结构与稳定性和键能的关系(1) 键能越大，物质所含能量越低，物质越稳定，反之亦然。如卤化氢的稳定性按氟、氯、溴、碘依次减弱，其氢化物的能量依次增大，氢卤键的键能依次减小。(2) 物质所含能量越低， 断裂其化学键所需能量越高，而形成其化学键所释放的能量也越多。三、热化学方程式的书写与判断1 漏写反应物或生成物的聚集状态， 其根本原因是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。2 .将AH的正、负混淆，其关

4、键是没有体会到“”“”分别表示吸收或放出热量后使体系本身的能量升高或降低了。3 .热化学方程式不用注明“点燃”、“加热”等条件。4 .未注意到化学计量数与反应热的数值的对应关 系。如：H2(g) + Cl2(g)=2HCl(g)A H= 184.6kJ - mol111 一12 H2(g) + 2 cl2(g)=HCl(g) AH= 92.3 kJ - mol113 燃烧热的热化学方程式，可燃物的化学计量数 必须为1,且完全燃烧生成稳定的氧化物， c-0一 CO(g) , HH J H2O(l) , S。一 SO(g)。14 中和热的热化学方程式，要注意生成1 mol HO, 强酸强碱反应的中

5、和热数值恒定为 57.3 ,若弱酸或弱 碱参加，则中和热值小于57.3。四、热化学方程式书写的“七大”要点1.注意AH的符号和单位若为放热反应，A H为“”；若为吸热反应， H为“ + ”。 H的单位为kJ mol。2注意反应热的测定条件书写热化学方程式时应注明 H的测定条件（温 度、压强），但绝大多数 A H是在25 C、101 325 Pa 下测定的，此时可不注明温度和压强。3注意热化学方程式中的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。 因此化学计量数可以是整数， 也可以是分数。4注意物质的聚集状态反应物和产物的聚集状态不同

6、，反应热4H不同。 因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“ g ”，液体用“ l ”，固 体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用T和 ；。5 .注意4H的数值与符号由于AH与反应完成的物质的量有关，所以 AH 必须与热化学方程式中化学式前面的化学计量数相对应，如果化学计量数加倍，则 A H也要加倍。互为逆反应的反应热数值相等，但符号相反6 .注意燃烧热和中和热W)X1 '<7虚 L* Hj®m j、布中一段 一 一 r*i的到瞿押如戏生至)7.对于可逆反应的反应热(A H)是指完全反应时的反应热。五、反应热的计算及其大小的比较方

7、法1 .利用盖斯定律进行 A H计算时的注意事项(1)合理进行热化学方程式的叠加。热化学方程式 的叠加类似于整式的运算，叠加时应遵循数学的运算 规则，当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计 量数时，各物质前的化学计量数和 AH需同乘以该化 学计量数，当某物质或AH移到“="另一边时就变 为异号。2 2) AH在进行加、减、乘等运算时，一定要注意 其符号的改变，即4H的运算包括数值和符号的双重 运算。2.比较反应热大小的四个注意要点 (1)反应物和生成物的状态物质的气、液、固三态的变化与反应热量的关系(2) AH的符号：比较反应热的大小时，不要只比 较AH数值的大小，还要考虑其符号。

8、(3)参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态 相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的 4H越 小，吸热反应的AH越大。(4)反应的程度：参加反应物质的量和状态相同 时，反应的程度越大，热量变化越大。六、有关反应热计算的六种方法1 .利用热化学方程式进行求解先写出热化学方程式，再根据热化学方程式中物 质与反应热之间的比例关系直接求算反应热。2 .依据燃烧热数据直接求算反应热0=燃烧热x n(可燃物的物质的量)3 .根据反应物和生成物的总能量计算 H= E(生成物)一E(反应物)。4 .根据反应物和生成物的键能计算 化反应物键能总和一生成物键能总和。5 .根据盖斯定律计算方法一：热化学方程式相

9、加或相减，如由C(s) +Q(g)=CQ(g) AH1；1 一C(s) +2Q(g)=CO(g) AH2;-1可得 CO(g) + 2Q(g)=CQ(g) H= A H H甲3L乙方法二：合理设计反应途径如白2会由图可得：A H= AH+AHo6 .根据比热公式进行计算。Q)= c m- T【题型示例】题型一、考查反应热和始变例1 (2016 海南化学，11)由反应物转化为Y和的能量变化如图所示。下列说法正确的是(双A.由-Y反应的AH= E5-E2B.由一反应的AH<0C.降低压强有利于提高Y的产率D.升高温度有利于提高的产率解析 化学反应中的能量变化;夬定于反应物和生成物所具有的总能

10、量的相对大小，由图可知，X-Y反 应的A?J三E.? X，反应的2J:-E.三-；j,反应放热,A项错误,B项正确；由X生成Y的反应, 即I 2X(g>+3Y(g),是气体物质的量增大的反应j降低压强、平衡正向移动有利于提高丫的产率？ C 正确3 X-W的反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动，不用厅提高Z的产率，D错误。答案 BC【方法技巧】解答能量变化图像题的“4 关键”1 .反应热不能取决于部分反应物能量和部分生成 物能量的相对大小，即部分反应物能量和部分生成物 能量的相对大小不能决定反应是吸热还是放热。2 .注意活化能在图示(如右图)中的意义。(1)从反应物至最高点的能量数值表示正

11、反应的活化能，即Ei；(2)从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能，即Bo3 .催化剂只能影响正、逆反应的活化能，而不影 响反应的4 .设计反应热的有关计算时，要切实注意图示中 反应物和生成物的物质的量。【举一反三】(2016 江苏化学，8)通过以下反应 均可获取下列有关说法正确的是()太阳光催化分解水制氢：2HO(l)=2H2(g) +Q(g)AHI = 571.6 kJ mol1焦炭与水反应制氢：C(s) + H2O(g)=CO(g) +1H2(g)A H= 131.3 kJ - mol 1甲烷与水反应制氢：CH(g) + HzO(g)=CO(g)1+ 3H2(g)AH = 206.

12、1 kJ - mol 1A.反应中电能转化为化学能B.反应为放热反应C.反应使用催化剂， H减小D.反应 CH(g)=C(s) + 2H2(g)的 AH=74.8kJ - mol1解析反应中是光能辅化为化学能%错误反应中比为唳热反应，B错误歹催化剂只降低 反应的活化能，不葡响反应的埼变，C错误：根据盖断定律，目标反应可由反应一获得，坨二9kJ曲山 -J 131.3kJ-mol-3 = 74.5kJ molr, D正确。答案 D【变式探究】(2015 海南化学，4, 2分)已知丙 烷的燃烧热4H= -2 215 kJ moL。若一定量的丙 烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为()A.

13、55 kJ B . 220 kJ C .550 kJD. 1 108 kJ解析 由丙烷的燃烧热AH= -2 215 kJ - mol1,可写出其燃烧的热化学方程式C3H8(g) +_ _ _ _ _ _ 5O(g)=3CQ(g) + 4H2O(l)A H= 2 215 kJ - mol1丙烷完全燃烧产生1.8 g水，n(HzO)=m M 1.8 g+18 g/mol = 0.1 mol)所以反应放出的热量是 Q)= (2 215 kJ +4 mol) X 0.1 =55.4 kJ ) A选项正确。【答案】(1)3SO2(g) 2H2O(g)=2H2SO4(l) 1S(s)AH2= 254 kJ

14、 - mol 1(2)( a b 2c)【变式探究】【 2017 江苏卷】通过以下反应可获得新型能二甲醚(CH3OCH3 ) 。下列说法不正确的是C(s) + H 2O(g)=CO(g) + H 2 (g)AH1 =-1akJ - molCO(g) + H 2O(g)=CO(g) + H 2 (g) AH = bkJ - mol-1CO (g) + 3H 2 (g)=CH 30H(g) + H 2O(g)AH = ckJ - mol-1 2CHOH(g)=CHOCH(g) + H 2O(g)AH =dkJ . mol-1A.反应、为反应提供原料气B.反应也是CO资化利用的方法之一C.反应 CH

15、OH(g)=1CHOCH(g) + gHO(l)的 AH=dkJ mol-12D.反应 2CO(g) + 4H 2 (g)=CH 3OCH(g) + H 2O(g)的 AH = ( 2 b + 2 c + d ) kJ - mol-1【答案】C【解析】反应、的生成物co二和也是反应的反应物，A正确，反应团可将二氧化碳 转化为甲醇，变废为宝，B正确】个反应巾，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焙 变，C借俣把反应三个反应按(g)+®)2+®可得该反应及对应的熔变I D正确，【变式探究】(2015 广东理综，31, 16分)用Q将HCl转化为Cl2,可提高效益，减少污染。(

16、1)传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。7 Cu°W -CL(g)或 7®Ha八CM期)八0.其中，反应为2HCl(g) + CuO(s) - HO(g)+ CuCb(s)AH反应生成1 mol Cl 2的反应热为 AH,则总反应的热化学方程式为(反应热用 H和 H2表示)。(2)新型RuO催化剂对上述HCl转化为C12的总反 应具有更好的催化活性，实验测得在一定压强下，总反应的 HCl平衡转 化率随温度变化的 民HClT曲线如下图：27则总反应的H 0(填“>”、“=”或V”)； A B两点的平衡常数(A)与(B)中较大的是O在上述实验中若压缩体积使压强增大，

17、画出相 应aHciT曲线的示意图，并简要说明理由下列措施中，有利于提高a(HCl)的有A.增大 n(HCl)B.增大 n(O2)下：C.使用更好的催化剂D.移去H2Ot/min02.04.06.08.0n(C12)/103 mol07.2(3) 一定条件下测得反应过程中n(Cl 2)的数据如计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示 的反应速率(以mol min-为单位，写出计算过程).(4)Cl 2用途广泛，写出用C12制备漂白粉的化学方 程式。解析 根据题中催化循环图示得出+5一o(5)+a2(g)蓝,然后利用盖斯定律 *1将两个热化学方程式相加即可得出2HCl

18、(g)+-，比。0+ C口g) AZ=Mi + AH(诺合题中 或HC1)了图像可知，随着温度升高j &HCR隆低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反 应，即*KOj A、B两点A点温度低，平衡常教©A)大电结合可逆反应2HCL(g)+*>Mg) =在Ofe) + 6(给的特点？增大压强平衡向右移动，城HQ增大,则相同温度下，HC1的平衡转化率曾压前的大, 曲线灾嗒案中图示所示&电有利于提高c. HC."则采取措施应使平衡2Hd(g)十拉(跤 HsO(g)十 正向移动q汽项,增大MHC1)则c(HC)增尢 虽平衡正向移动但MHC1)减小j

19、错误j B项,置大心) 即憎大反皮物的浓度，。项,移去土。即被小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正前C% 使用更好的催化剂,只能加快反应速率不能使平衡移动j错误。(?)用在时间段工。刃min内的HCI物 质的量的变化量除以这段时间n即可得6mm内以HCi的物质的量变化表示的反应速率，计篁过程 见答案小一1答案 (1) 2HCl(g) + 2Q(g) - H2O(g) + Cl 2(g)AH= AH+AH (2)V(A)见下图增大压强，平衡右移，a(HCl)增大，相同温度下,HCl的平衡转化率比之前的大BD(3)设2.06.0min时间内，HCl转化的物质的量为n,则12HCl(g) +

20、Q(g) =HO(g) + Cl2(g) 2mol 1moln (5.4 1.8) X10-3moln=7.2 X10 3 mol所以v(HCl)=1.8 X107.2 X M3 mol(6.02.0) min3mol - min(4) 2Cl 2+ 2Ca(OH)=CaC2+ Ca(ClO)z + 2H2O【变式探究】已知：C(s) +HO(g)=CO(g)+H(g) H= a kJ mol1 2C(s) + Q(g)=2CO(g) H= 1220 kJ - molHHH、 OO和 M H键的键能分另1J为 436、496和462 kJ - mol 则 2为()A. 332 B . 118

21、C . + 350 D . +130解析：根据盖斯定律由题给的两解析化学方程式可得：2H20(引一比侬十6(g) AJ¥=+(Q + 220)kLnw则有；4462 U moP1 - 2x436 kJ mo：- - 4)6 kJ mor =(220)U-tnol-,解得白二 十 130, 故选项D LESS o答案：D【误区警示】用键能计算反应热时，错误地应用 生成物的总键能减去反应物的总键能，或计算H2O的总键能时，忽视1 mol H2O中含有2 mol HO键，导 致计算错误。【变式探究】标准状况下，气态分子断开1 mol化学键的焰变称为键久含。已知H H H-O和O=O键的键给

22、 AH 分别为 436 kJ/mol、463 kJ/mol、495 kJ/mol ,下列热化学方程式正确的是()A. HO(g)=H2(g) + 1/2O2(g)AH= 485kJ/molB. H2O(g)=H2(g)+ 1/2O2(g)AH= +485kJ/molC. 2Hb(g)+ Q(g)=2HzO(g)A H=+ 485 kJ/molD. 2H<g)+ Q(g)=2HzO(g)A H= 485 kJ/mol答案：D解析：根据“HH、H=O和O=0键的键岭3分别为436 kJ 463 kJ md、495 kJ mol%可以 计算出2 mol比和1 mol 5完全反应生成2 mo：氏

23、。(产生的熔变是436 kJ'mol 2+ 495 kJ.'moM-46S kJ-4S5 kJ mob所以该过程的熟优学方程式为:比a+ 6值>=2此0(/ 止=一馈日小必，D正确卡题型3、盖斯定律的重要应用1 .图示：盖斯定律的理解热化学方程式烙变之间的关系aA=B A H1 A=b A H2 a1A H2 = AH或 A H = a H2aA=B A HB=aA A H2A Hi = A H23米/其A H= AHi+AHIWWMVWWWWi2.比较：反应热大小(1)利用盖斯定律比较： 券/I如一 比较AH与的大小的方法。因 HV0, AHV0, AHVOI均为放热反

24、应)，依据盖 斯定律得AH=AH2+AH,即| AH| >| AH| ,所以 HV2 H。(2)同一反应的生成物状态不同时，如：A(g) + B(g)=C(g) H ,A(g) + B(g)=C(l)AH2,则 H1> A H2o(3)同一反应物状态不同时，如：A(s) + B(g)=C(g) H ,A(g) + B(g)=C(g)AH2,则 AH1>A H2o【例3】(1)(2018 全国卷I ,节选)已知：12NQ(g)=2N2Q(g) +Q(g)AH = 4.4 kJ - mol (2)(2018 全国卷田，节选)SiHCl 3在催化剂作用 下发生反应：2SiHCl3(

25、g)=SiH 2cL(g) +SiCl 4(g) A H = 48 kJ - mol12NO(g)=N2Q(g)AH2= 55.3 kJ mol 11则反应 N2Q(g)=2NQ(g) + 2 O2(g)的 A H = kJ - mol1。3SiH2cl2（g）=SiH 4（g） +2SiHCL（g）AH= 30 kJ - mol则反应 4SiHCl3（g）=SiH 4（g） +3SiCl 4（g）的 AH 为kJ - mol.【解析】 将已知热化学方程式依次编号为人明根据益昕定律，由;xab得俾1好一2Afft -4.4 + 55.3x2+ 502(g) JJf= 2=3口加0r1 = +

26、5生1口0。(将已知热化学方程式依次编号为、,根据盖断定律，由七+可得：4SiHl=SifL(g) +3SiCl+(g) A/=3x48kJ m«ri-30kJ mor-= + 114kJ morio【答案】 (1)+53.1(2)+114【变式探究】【2017新课标1卷】近期发现，HS 是继NO CO后第三个生命体系气体信号分子， 它具 有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功 能。回答下列问题：(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或 硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。j热tt学航渠循环水分解制氨系统(I)，| 心铲二0m + - 63、“132,kJSO；t5H:(s

27、)+ 2H:O (1) r=2HIRq)- HSQQq) * ?<：=-15 kJ mol.2 HI<an) = H;(g)* ;(9&第=1 GIJ mor1.H洋婚产 H;SO4(3q)=SCs>- SO迎)十二坨0口)A GlkJ mor1，首:化学死礴带拜前化氮分弱联产景气，端黄系疣II)，通过计算，可知系统(I)和系统(n)制氢的 热化学方程式分别为,制得等量 H2所需能量较少的是O【答 案】H2O(l)=H 2(g)+1 Q(g)A H=+286kJ/mol H 2s(g)=H2(g)+S(s)A H=+20 kJ/mol 系统(II )t解析】(2)氏5

28、<M叫尸56(皎-氏。二-O乂幻 AH；=+327kJmolS6(g)-h- 2H：O(l>2Hiraq;-凡$。4叫; !>一 ISlkJ mol2HI(aq)-氏(g)- I2(s)AH= = + HOkJ mol氏S信)-H：SO«匈=STO2(g" 2HQWAH-= + 6 IkJ mW整理可得系统(I)的热化学方程式用3户出觥Aoh(g) AH286kJ.'mob-0他，整理可得系统(II)的热化学方程式比4-=H?®YAH=-20UfnoU根据系统I、系统II的熟化学方程式可知：每反应产生1战忒氯气,后者吸收的熟量比前者少，所

29、以制 取等量的比所需能量移少的是系统口。【举一反三】(2015 重庆理综，6, 6分)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S(s) 2NO3(s) 3C(s)=2S(s) N2(g) 3CO2(g)1 H= x kJ - mol已知：碳的燃烧热 AH = a kJ - mol11S(s) + 2(s)= 2S(s)AH=b kJ , mol2(s) + N2(g) + 3Q(g)=2NQ(s)AH = ckJ - mol" 则 x 为()A 3a b c B c 3a bC a b c D c a b解析 由碳的燃烧热AH=akJ mol1,得C(s) 十 02(

30、g)=CO2(g) AH = a kJ mol ：目标反应可 由X 3 +一得到，所以AH= 3AH+AHAH, 即 x=3a+b-co【变式探究】已知：25 C、101 kPa时，Mn(s) + Q(g)=MnO(s) AH =520 kJ/molS(s) O2(g)=SO2(g)A H= 297 kJ/molMn(s) + S(s) + 2Q(g)=MnSO(s)AH= 1065 kJ/molSO与MnO反应生成无水MnSO勺热化学方程式是答案：MnO(s) +SO(g)=MnSO(s) A H= 248 kJ/mol解析：由已知的热化学方程式可得：、®。*"=入血+。乂的 3 = +520 kJ mo：®SO:(g)