化学能与热能

1、考纲要求1.了解化学反应中能量转化的原因及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，能正确书写热化学方程式。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5.了解始变（A耳与反应热的含义。6.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应始变的计算。命题角度一反应热的计算与比较命题规律反应热的计算高考中常以填空题型考查，其考查方式是利用盖斯定律或物质的键能或标出能量数值的图像等进行计算，是历届高考的必考题之一，有时也在选择题型中考查反应热的大小比较。（1）从宏观角度分析AH=Hi（生成

2、物的总能量）一H2（反应物的总能量）（2）从微观角度分析AH=Ei（反应物的键能总和）一巳（生成物的键能总和）（3）从活化能角度分析AH=Ei（正反应活化能）E（逆反应活化能）（4）根据盖斯定律计算热化学方程式婚变之间的关系aA(g>=B(g)3HA(g)=_yB(g)AH,AHS=AH；或H=aSH:H=一3HJa/=aj/1+ah22.反应热大小的比较比较反应热的大小时要注意：AH有正负之分，比较时要连同“十”“”一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较；若只比较放出或吸收热量的多少，则只比较数值的大小，不考虑正、负号。具体比较方法有如下几种：(1)利用盖斯定律比较。(2)同一反应的

3、生成物状态不同时，如A(g)+B(g)=C(g)AH,A(g)+B(g)=C(l)AH2,则AH>AH2。(3)同一反应的反应物状态不同时，如A(s)+B(g)=C(g)AH,A(g)+B(g)=C(g)AH2,则AH>AH2。(4)两个有联系的反应相比较时，如C(s)+Q(g)=CQ(g)AH，C(s)1 .+2Q(g)=CO(g)AH2。1比较方法：利用反应减去反应，得反应CO(g)+2O2(g)=CO(g)AH=AHAH,根据AH大于0或小于0进行比较。1. (1)(2019全国卷II节选)已知：(2(8)+%(K)AH=100.3kJmol1-1H2(g)+12(g)=2H

4、I(g)AH2=-11.0kJmol对于反应:+h(g)=2(g)+2H(g)1AH=kJ-mol。(2)(2019全国卷ID节选)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)+gl2(g)AH=83kJ-mol1111CuCl(s)+/O(g)=CuO(s)+2Cl2(g)AK=20kJmol1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+HO(g)AH=-121kJ-mol11则4HCl(g)+Q(g)=2Cl2(g)+2HO(g)的AH=kJ-mol。答案(1)89.3(2)116解析(1)根据盖斯定律，反应+可得反应，则AH3=AH+AH?=100.3

5、kJ?mol1+(11.0kJ-mol1)1=89.3kJ-mol。(2)由盖斯定律可得，4HCl(g)+Q(g)=2Cl2(g)+2代O(g)AH=2AH3+2AH.+2AH，/1、，1、，1、一=(121kJ-mol)x2+(20kJ-mol)x2+(83kJ-mol)x2=一1116kJ-molo2.(1)(2018全国卷I)采用NQ为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25C时NQ(g)分解反应：2Wg)*4N()TCg)-()2(gr2“0（口其中NO二聚为MQ的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p

6、随时间t的变化如下表所示（t=oo时，NQ（g）完全分解）：t/min0408016026013001700oop/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2NQ(g)=2N2Q(g)+Q(g)AH=4.4kJ-mol12NO(g)=N2Q(g)1A55.3kJ-mol一一一一1一，.i则反应NjQ(g)=2NO(g)+/Q(g)的AH=kJ-mol。(2)(2018全国卷H)CH4-CO催化重整不仅可以得到合成气(CO和H),还对温室气体的减排具有重要意义。CH4-CO催化重整反应为：CH(g)+CO(g)=2CO(g)+2H(g)。已知：C(s)+2H(

7、g)=CH(g)AH=75kJmol1_.1C(s)+Q(g)=CO(g)AH=394kJ-mol八1一1.1C(s)+20(g)=CO(g)AH=-111kJ-mol该催化重整反应的AH=kJ-mol(3)(2018全国卷田)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)=SiH2cl2(g)+SiCl4(g)I I-1AHi=48kJmol3SiH2cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g)AH2=-30kJmol11则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)的AH=kJ-mol。答案(1)53.1

8、(2)247(3)114解析(1)已知：i.2N2Q(g)=2N2Q(g)+Q(g)AH=4.4kJmol11II .2NQ(g)=N2O(g)AH=55.3kJ-mol一,1AH根据盖斯定彳t可知i+2ii即得到NO(g)=2NO(g)+Q(g)AH=A凡=53.1kJmol1。1(2)已知：C(s)+2H(g)=CH(g)AH=75kJ-molC(s)+Q(g)=CO(g)AH=394kJ-mol1一1一一.1C(s)+Q(g)=CO(g)AH=-111kJmol根据盖斯定律可知x2即得到CH-CO催化重整反应CH(g)+1CQ(g)=2CO(g)+2H(g)的AH=247kJ-mol。(

9、3)将第一个方程式扩大3倍，再与第二个方程式相加就可以得到目标反应的始变，所以始变为48X3+(30)kJmol:制得等量H所需能量较少的是。一，3(2017全国卷田节选)已知：As(s)+2W(g)+2Q(g)=H3AsO(s)AH闺g)+Q(g)=H2O(l)AH52As(s)+,Q(g)=As2Q(s)AH则反应As2Q(s)+3HO(l)=2H3AsO(s)的AH=114kJmol1。3. (2018江苏高考)NO(主要指NOWNO)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NO是环境保护的重要课题。用水吸收NO的相关热化学方程式如下：_.12NO(g)+HO(l)=HNO(aq)+HNQ

10、aq)AH=-116.1kJmol3HNQaq)=HNaq)+2NO(g)+HbO(l)AH=75.9kJmol1反应3NO(g)+H，O(l)=2HNQ(aq)+NO(g)的AH=kJ-mol1。答案136.2解析将两个热化学方程式编号，2NO(g)+HO(l)=HNO(aq)+HNQaq)AH=-116.1kJmol1(式)3HNQaq)=HNaq)+2NO(g)+FbO(l)AH=75.9kJmol1(式)应用盖斯定律，将(式X3+式)+2得反应3NO(g)+HO(l)=2HNO(aq)+NO(g)AH=(-116.1kJ-mol1)X3+75.9kJmol1+2=136.2kJmol1

11、。4. (1)(2017全国卷I节选)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。f热化学硫碘循环水分解制氢系统（1）：H；S（）4（aq）AH二327kJ,ni口1iAsSO®）+k（8）+2H?O（l）=2HI画）+心（）4（叫）kJ-mol-1j2HlMq）=H2（g）+l2（K）AIA=110kJ-mol-1jH似0+H卷。则q）=$kHSO£g）+2用。AM=6lkJ,mol1热化学瑜化循环硫化氢分化联产氢气、硫黄系统（11）.通过计算，可知系统（I）和系统（R）制氢的热化学方程式分别为1答案H2O(l)=H2(g)+2Q(g)AH=2

12、86kJmol1HS(g)=H(g)+S(s)AH=20kJmol1系统(H)(2)2AH1-3AH2-AH解析(1)将题干中的四个热化学方程式分别编号为，根据盖斯定律，将+可得系统(I)中的热化学方程式：HO(l)=H2(g)+；O(g)AH=AH+A凡+AH=327kJ-mol1-151kJ-mol：110kJ-mol1=286kJ-mol1同理，将+可得系统(R)中的热化学方程式：H，S(g)=H2(g)+S(s)AH=A代+AH+AH=151kJmol：110kJ-mol1+61kJmol1=20kJ-mol1由所得两热化学方程式可知，制得等量H所需能量较少的是系统(R)。.3(2)令

13、：As(s)+2代包)+2Q(g)=H3AsO(s)AH1一一一寓g)+Q(g)=H2O(l)AH52As(s)+尹(g)=As2Q(s)AH3根据盖斯定律，将反应X2X3可得：AszQ(s)+3H2O(l)=2H3AsO(s)AH=2AH13AHAH。5. (2019陕西高三教学质量检测)CQ等温室气体的排放所带来的温室效应已经对人类的生存环境产生很大影响。CO的利用也成为人们研究的热点。以CO和代为原料合成甲醇技术获得应用。(1)已知CHOH(g)+3a(g)=CQ(g)+2H2OQ)AH=363kJ/mol2H(g)+Q(g)=2H2O(l)AH=571.6kJ/molHbO(l)=H2

14、O(g)AH=+44kJ/mol则CO(g)+3H(g)CHOH(g)+HO(g)的反应热AH=。(2)该反应常在230280C、1.5MPa条件下进行。采用催化剂主要组分为CuO-ZnO-ALQ。催化剂活性组分为单质铜，因此反应前要通氢气还原。写出得到活性组分的反应的化学方程式：o使用不同催化剂时，该反应反应热AH(填“相同”或“不同”)。答案(1)-450.4kJ/mol(2)H2+CuO=cj+HO相同3.解析(1)已知CHOH(g)+Q(g)=CQ(g)+2HO(l)AH=363kJ/mol2H2(g)+Q(g)=2HbO(l)AH2=-571.6kJ/mol_3一一H2O(l)=H2O(g)AH=+44kJ/mol,根据盖斯定律可知，x+可得一一、一3CO(g)+3W(g)CHOH(g)+H2O(g),则其反应热AH=(-571.6kJ/mol)x2+(+44kJ/mol)(363kJ/mol)=450.4kJ/mol。(