2022届高三化学二轮专题复习化学反应及能量变化（新课标湖南版）

专题三化学反应及能量变化考点指向考题分布题型分值热化学方程式的书写及计算2011湖南，27(1)(2)非选择题2＋3热化学方程式的计算2010湖南，11选择题6热化学方程式的计算2009全国Ⅱ，11选择题6随着社会的发展，人类生产生活中对能量的需求越来越大，传统能源已经不能满足社会的需求，所以一些新型能源越来越得到关注。因此化学能与热能之间的相互转化得到更充分的重视，近年来有关化学能与热能的相关知识成为高考的重要知识点之一，试题基础性强，难度不大。 (2011浙江，12)下列说法不正确的是(

)A．已知冰的熔化热为6.0kJ/mol，冰中氢键键能为20kJ/mol，假设1mol冰中有2mol氢键，且熔化热完全用于破坏冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键C．实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为－3916kJ/mol、－3747kJ/mol和－3265kJ/mol，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键D．已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g)

ΔH＝＋489.0kJ/molC(石墨)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.5kJ/mol则4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)

ΔH＝－1641.0kJ/mol透析引领

本题主要考查了物质的键能分析应用，盖斯定律的应用，以及弱电解质溶液的电离平衡分析。选项A正确，因熔化热只相当于0.3mol氢键的键能；选项B错误,因Kα只与温度有关,与浓度无关;选项C正确，环己烯(l)与环己烷(l)相比，形成一个双键，能量降低169kJ/mol，苯(l)与环己烷(l)相比,能量降低691kJ/mol，远大于169kJ/mol×3，说明苯环有特殊的稳定结构；选项D正确，根据盖斯定律，利用①＝(③－②)×3－④÷2，ΔH也成立。答案

B联想发挥

化学反应中能量的变化在日常生活中应用最为广泛，如燃烧是一种最直接的将化学能转化成热能的方式。为了能更好地充分利用传统能源，合理开发新能源，选择最合理的工业生产条件，成为最新的重点题型。(2011北京，10)25℃、101kPa下：①2Na(s)＋1/2O2(g)===Na2O(s)

ΔH1===－414kJ/mol②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)

ΔH2＝－511kJ/mol下列说法正确的是(

)A．①和②产物的阴阳离子个数比不相等B．①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同C．常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快D．25℃、101kPa下，Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)

ΔH＝－317kJ/mol透析引领Na2O是由Na＋和O2－构成的，二者的个数比是2∶1，Na2O2是由Na＋和O构成的，二者的个数比也是2∶1，选项A不正确；由化合价变化可知生成1molNa2O转移2mol电子，而生成1molNa2O2也转移2mol电子,因此选项B不正确;常温下Na与O2反应生成Na2O，在加热时生成Na2O2，所以当温度升高到一定程度时就不再生成Na2O，所以选项C也不正确；由盖斯定律知①×2－②即得到反应：Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)

ΔH＝－317kJ/mol，因此选项D正确。答案

D联想发挥

本题通过给出热化学方程式，考查考生对热化学方程式这一化学用语的理解和掌握情况。化学方程式是重要的化学用语，它强调科学、准确，我们在学习时，要更加强调对它的理解与应用。对于热化学方程式，我们要在理解化学方程式的基础上,再注意它的特殊性。如：聚集状态、系数、系数与反应热数值的关系、反应热单位等。 (2011新课标全国，27)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8kJ/mol、－283.0kJ/mol和－726.5kJ/mol。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10mol水消耗的能量是________kJ；(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_______________________________________________________；(3)在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2均大于300℃)；下列说法正确的是________(填序号)(4)在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为________；(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，负极的反应式为____________________、正极的反应式为____________________。理想状态下，该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ，则该燃料电池的理论效率为________(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)。透析引领(1)氢气的燃烧热是－285.8kJ/mol，即每生成1mol的水就放出285.8kJ的能量，反之分解1mol的水就要消耗285.8kJ的能量，所以用太阳能分解10mol水消耗的能量是2858kJ。(2)由CO(g)和CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式：①CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0kJ/mol；②CH3OH(l)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.5kJ/mol；可知②－①得到CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)ΔH＝－443.5kJ/mol。(4)

CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)起始量(mol)1300转化的量(mol)α3α

α

α平衡时的量(mol)(1－α)(3－3α)α

α答案

(1)2858

(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－443.5kJ/mol(3)③④

(4)1－α/2(5)CH3OH－6e－＋H2O===CO2＋6H＋

3/2O2＋6e－＋6H＋===3H2O

96.6%联想发挥

化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及聚集状态有关，与反应途径无关。根据能量守恒定律，无论反应是一步完成还是几步完成,只要反应的起始状态和终了状态确定，反应热就是个定值，这就是著名的盖斯定律。ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4

反应热及能量转化与实际生活相结合【典型题例】下列热化学方程式及表达的含义正确的是(ΔH的绝对值均正确)(

)A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)

ΔH＝－1367.0kJ/mol(燃烧热)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)

ΔH＝＋57.3kJ/mol(中和热)C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－269.8kJ/mol(反应热)D．2NO2===O2＋2NO

ΔH＝＋116.2kJ/mol(反应热)解析本题直接针对燃烧热、中和热等热化学中的基本概念进行考查。燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量，这里的稳定化合物是含碳物质燃烧生成的CO2和含氢物质燃烧生成的液态水，而含氮、氯的有机物燃烧往往分别生成N2、HCl。选项A中生成的水为气态，所以A错误；中和反应是个放热的过程，其ΔH＜0，所以选项B错误；选项D，没有标明反应物和生成物的状态，不符合热化学方程式的书写原则。答案

C点评对基本概念的考查有多种方式，热化学反应很少有直接考查的，而是借助对问题的判断进行间接考查。如本题中热化学反应的相关知识点渗透在选项中，是一种常见的也是很好的呈现方式。【归纳提升】要解答好此类问题,必须掌握反应热及能量转化中的几个重要知识点，而且对一类试题要有明确的处理方法和思路。现将相关知识归纳如下：一、反应热1．定义：化学反应中吸收或放出的热量。2．符号：ΔH。3．常用单位：kJ/mol。4．反应类型的判断：当ΔH为“－”或ΔH<0时，为放热反应；当ΔH为“＋”或ΔH>0时，为吸热反应。类型比较吸热反应放热反应定义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应实质总能量关系∑E(反应物)<∑E(生成物)∑E(反应物)>∑E(生成物)总键能关系反应物的总键能>生成物的总键能反应物的总键能<生成物的总键能表示方法ΔH>0ΔH<0类型比较吸热反应放热反应图示反应类型或实例所有的水解反应②所有的电离反应③大多数的分解反应④Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应⑤C＋H2OCO＋H2所有的中和反应②所有的燃烧反应③大多数的化合反应④绝大多数的置换反应二、燃烧热和中和热1．燃烧热的定义

在101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。2．中和热的定义在稀溶液中，酸碱发生中和反应生成1mol水时的反应热。三、热化学方程式1．定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。2．热化学方程式的书写(1)书写热反应方程式应注意的问题①由于反应热的数值与反应的温度和压强有关，因此必须注明，不注明的是指101kPa和25℃时的数据。同时要注明ΔH

的“＋”与“－”。②物质的聚集状态不同，反应热的数值不同，因此要注明物质的聚集状态。③热化学方程式中的化学计量数为相应物质的物质的量，它可以是整数，也可以是分数。(2)书写热化学方程式的一般步骤①依据有关信息写出注明聚集状态的化学方程式，并配平。②根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热的数值。③如果为放热反应则ΔH为负值，如果为吸热反应则ΔH为正值，写在相应方程式的后面。④如果题目另有要求，如燃料燃烧热的热化学方程式和有关中和热的热化学方程式，可将热化学方程式的化学计量数变换成分数。

与工业生产实际相结合【典型题例】氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.2kJ/molCH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝－247.4kJ/mol2H2S(g)===2H2(g)＋S2(g)ΔH＝＋169.8kJ/mol(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为________________________________________。(2)H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是____________________________________________。燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式：___________________________________________。(3)H2O的热分解也可得到H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如图1所示。图中A、B表示的物质依次是________________________________________________。(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图2(电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极)。电解时，阳极的电极反应式为______________________________________________。

(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时，Mg2Cu与H2反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为_________________________________________。图1图2解析本题以新能源为背景，涉及元素化合物性质、热化学方程式和电极反应方程式的书写、读图读表，是化学知识具体运用的典型试题。(1)利用盖斯定律即可得出(在运用盖斯定律时要注意：有时需要在热化学方程式左右乘以一定的系数；在求总焓变时要注意不同热化学方程式相加为“＋”，相减为“－”)；(2)H2S热分解制氢属于吸热反应，需要提供能量；(3)在很高的温度下，氢气和氧气会分解生成氢原子和氧原子；(4)阳极失去电子，在碱性溶液中碳原子变成CO 。答案(1)CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)

ΔH＝165.0kJ/mol(2)为H2S热分解反应提供热量2H2S＋SO2===2H2O＋3S(或4H2S＋2SO2===4H2O＋3S2)(3)H、O(或氢原子、氧原子)【归纳提升】工业生产是以经济效益为主要目的，在这类问题中多注意简约、环保等诸多要素。特别要注意生产过程中能量的综合利用，对“三废”的处理，怎样使其对环境的污染降到最小，以及如何使其变废为宝等。无机综合题以考查基础知识点、命题灵活为特点，对学生的能力要求很高。本题对元素化合物性质、环境问题、电化学、热化学、化学计算等知识都有涉及，是一道综合性很强的好题目。

有关图像问题【典型题例】下列各表述与示意图一致的是(

)A．图①表示25℃时，用0.1mol/L盐酸滴定20mL0.1mol/LNaOH溶液，溶液的pH随加入盐酸体积的变化B．图②中曲线表示反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0正、逆反应的平衡常数K随温度的变化C．图③表示10mL0.01mol/LKMnO4酸性溶液与过量的0.1mol/LH2C2O4溶液混合时，n(Mn2＋)随时间的变化D．图④中a、b曲线分别表示反应CH4===CH2(g)＋H2(g)―→CH3CH3(g)

ΔH<0使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化解析酸碱中和在接近终点时，pH会发生突变，曲线的斜率会很大，故A错;正、逆反应的平衡常数互为倒数关系，故B正确；反应是放热反应，且反应生成的Mn2＋对该反应有催化作用，故反应速率越来越快，C错；反应是放热反应，但图像描述是吸热反应，故D错。答案

B【归纳提升】本题综合考查了有关图像的问题，有酸碱中和滴定图像、可逆反应的平衡常数图像、反应速率图像和能量变化图像.图像题对学生的阅读能力、观察能力和思维能力的要求较高。因此解题时首先要看清坐标系的横坐标和纵坐标，其次要关注起点、拐点、终点，还有曲线的走向等。在化学平衡的试题中有很多图像问题，要解答好图像问题，不仅要掌握相关的知识，还要学会解题的基本方法和思路。读懂图像的关键是“三看”：1．一看“x、y轴的意义”解题时，不能跟着感觉走，要先弄清楚x、y轴的意义,才能着手解题，否则很容易出错。例如：根据图像，判断反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。粗看两图的图形一样，但仔细一看，纵坐标一个是A的含量，一个是A的转化率，所以稍不留神，答案就截然相反。2．二看“曲线变化的意义”解决图像问题时，如果弄懂曲线变化的意义，试题也就基本解决了。例如下面两图读懂了，问题就完全解决了。(已知下图中的A为反应物)图1中，温度不断升高，A的转化率先变大，后变小，所以当A的转化率达到最大时，说明是平衡点，当再升高温度，A的转化率变小，说明平衡向左移动，所以ΔH<0；图2中，根据x、y轴的意义可知，阴影部分面积的意义是浓度，Sobcd表示A浓度的减少量，Sobc表示A浓度的增加量，所以阴影部分面积的意义是0～b秒内，A浓度的变化量。3．三看“特殊点的意义”图像中的“特殊点”有时候是解决问题的突破口，尤其是在一些定量计算的图像中。例如：下图中的a点v(正)＝v(逆)，再升高温度，v(正)>v(逆)，说明平衡向右移动，所以该反应的正反应为吸热反应，即ΔH>0。

热化学与物质结构知识相联系【典型题例】SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为(

)A．－1780kJ/molB．－1220kJ/molC．－450kJ/molD．＋430kJ/mol解析本题从分子结构角度来考查反应热的有关计算。在化学反应中断键需要吸热，而形成新的化学键需要放热。由题意，1molS(s)和3molF2(g)形成硫原子和氟原子共需要吸收能量280kJ＋3×160kJ＝760kJ，而生成1molSF6(g)时需形成6molS—F键，共放出6×330kJ＝1980kJ，因此该反应共放出的热量为1980kJ－760kJ＝1220kJ，所以该反应的反应热ΔH＝－1220kJ/mol，选项B正确。答案

B点评在处理此类问题时，首先要理解反应热ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，然后还要分析相关物质的分子结构，来确定一个分子内存在的各类化学键的数目。如本题中，一分子SF6中就有6个S—F键。物质结构知识在中学是个难点，了解物质的结构特点，避免漏看、错看是解题的关键。例如：硅和氧气反应，生成二氧化硅，要认清1mol硅中有2mol硅硅键，1mol二氧化硅中有4mol硅氧键。1．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ/molCH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890kJ/mol现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3695kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(

)A．1∶1B．1∶3C．1∶4D．2∶3解析

B

H2与CH4的总物质的量为5mol，放出的总热量为3695kJ，可以列出二元一次方程组解出H2与CH4的物质的量。设H2、CH4的物质的量分别为n1、n2，由题意可知：2．(2011海南，11)某反应的ΔH＝＋100kJ/mol，下列有关该反应的叙述正确的是(

)A．正反应活化能小于100kJ/molB．逆反应活化能一定小于100kJ/molC．正反应活化能不小于100kJ/molD．正反应活化能比逆反应活化能大100kJ/mol解析

CD本题是对活化能理解的考查。在可逆反应过程中活化能有正反应和逆反应两种，焓变与活化能的关系是ΔH＝Σ(反应物)－Σ(生成物)。题中焓为正值，过程如图所以CD正确。3．(2011上海，11)根据碘与氢气反应的热化学方程式(Ⅰ)I2(g)＋H2(g)2HI(g)＋9.48kJ(Ⅱ)I2(s)＋H2(g)2HI(g)－26.48kJ下列判断正确的是(

)A．254gI2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48kJB．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJC．反应(Ⅰ)的产物比反应(Ⅱ)的产物稳定D．反应(Ⅱ)的反应物总能量比反应(Ⅰ)的反应物总能量低解析

D反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ；同一种物质在相同条件下，能量一样多；由盖斯定律可得出选项D正确。4．(2011上海，3)据报道，科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是(

)解析

B分解水属于吸热反应，催化剂可以降低活化能。5．(2011海南，5)已知：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)

ΔH＝－701.0kJ/mol2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)

ΔH＝－181.6kJ/mol则反应Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为A．＋519.4kJ/molB．＋259.7kJ/molC．－259.7kJ/molD．－519.4kJ/mol解析

C本题是对盖斯定律理解的考查。反应的焓值由盖斯定律直接求出，即(ΔH1－ΔH2)/2＝－259.7kJ/mol。6．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH＝－99kJ/mol。请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示________、________，E的大小对该反应的反应热有无影响？________。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？__________，理由是_____________________________________。(2)图中ΔH＝________kJ/mol。(3)V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物，四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式：______________________________。(4)如果反应速率v(SO2)为0.05mol/(L·min)，则v(O2)＝______mol/(L·min)、v(SO3)＝________mol/(L·min)；(5)已知单质硫的燃烧热为296kJ/mol，计算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH(要求写出计算过程)。解析

(1)起点A表示反应物的能量之和,终点C表示生成物的能量之和。E表示反应物的活化能，使用合理的催化剂能降低活化能，成百上千倍地提高反应速率。E的大小对反应热无影响。(2)1molSO2(g)氧化为1molSO3的ΔH＝－99kJ/mol，而图像表示的是2molSO2(g)完全转化成SO3所放出的热量，所以ΔH＝－198kJ/mol。(3)由题目所给信息，又因为反应前后催化剂保持不变，不难写出反应为SO2＋V2O5===SO3＋2VO2,4VO2＋O2===2V2O5。(4)化学反应中各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比。(5)硫的燃烧热是指1mol硫转化成SO2所放出的热量，可运用盖斯定律或分步求出3molS完全转化成SO3所放出的热量。答案

(1)反应物能量生成物能量无降低因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低(2)－198(3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO2,4VO2＋O2===2V2O5(4)0.025

0.05(5)S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH1＝－296kJ/molSO2(g)＋1/2O2(g)SO3(g)

ΔH2＝－99kJ/mol3S(s)＋