高考化学一轮复习课件第六章化学反应与能量变化第1讲（70张）

第1讲化学反应的热效应【2019·备考】最新考纲：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.了解焓变与反应热的含义。6.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。考点一焓变与反应热（频数：★★☆难度：★☆☆）1.化学反应中的能量变化2.焓变、反应热H（生成物）－H（反应物）kJ·mol－1kJ·mol－1ΔH＝Qp3.吸热反应和放热反应（1）从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析。（2）从反应热的量化参数——键能的角度分析①有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热但不属于放热反应。②化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl与Ba（OH）2·8H2O在常温常压下即可进行。1.（LK选修4·P91改编）（1）H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（l）①H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）②反应①放出的热量为Q1，反应②放出的热量为Q2，则Q1

Q2（填“＞”“＝”或“＜”），原因是____________________________________。（2）用EC—C、EC===C、EH—H、EC—H表示出反应C2H4（g）＋H2（g）===C2H6（g）所放出的能量为__________________________________。答案（1）＞HCl（g）形成HCl（l）时，要放出热量（2）2EC—H＋EC—C－EC===C－EH—H2.（溯源题）（2015·北京理综，9）最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：判断下列说法是否正确（1）CO和O生成CO2是吸热反应（）（2）在该过程中，CO断键形成C和O（）（3）CO和O生成了具有极性共价键的CO2（）（4）状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程（）答案（1）×（2）×（3）√（4）×探源：本考题源于LK选修4P5“图1－1－5化学反应的焓变示意图”，对反应过程中能量变化问题进行了多角度考查。题组一依据图像信息，理清活化能与焓变的关系1.某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是（）A.反应过程可表示为

B.E1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能C.正反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以正反应为放热反应D.此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以逆反应为放热反应解析由图可知，正反应放热，ΔH为负值；逆反应吸热，ΔH为正值，D错误。答案D2.H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是（）A.反应①、反应②均为放热反应B.反应①、反应②均为氧化还原反应C.反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218kJ·mol－1解析根据图像可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物，则反应①、②均为放热反应，A正确；反应①、②中都存在元素化合价变化，所以反应①、②都是氧化还原反应，B正确；反应①比反应②的速率慢，说明反应①中正反应的活化能较大，反应②中正反应的活化能较小，C错误；反应①、反应②总的能量变化为218kJ，根据盖斯定律可知，反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218kJ·mol－1，D正确。答案C【反思归纳】正确理解活化能与反应热的关系（1）催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。（2）在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。题组二依据键能数据，灵活求算反应热3.（2018·邯郸期末）已知CH4（g）＋4F2（g）===CF4（g）＋4HF（g）ΔH＝akJ·mol－1。则a等于（）A.－1928 B.＋1928C.＋1838 D.－1838化学键C—HC—FH—FF—F键能/（kJ·mol－1）414489565158解析由表格数据及反应可知，ΔH＝414kJ·mol－1×4＋158kJ·mol－1×4－489kJ·mol－1×4－565kJ·mol－1×4＝akJ·mol－1，解得a＝－1928，故选A。答案A4.（1）H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体。反应原理为：i.COS（g）＋H2（g）H2S（g）＋CO（g）ΔH＝＋7kJ·mol－1；ii.CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）ΔH＝－42kJ·mol－1。已知：断裂1mol分子中的化学键所需吸收的能量如表所示。分子COS（g）H2（g）CO（g）H2S（g）H2O（g）CO2（g）能量/（kJ·mol－1）1319442x6789301606表中x＝

。（2）氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：①2NO2（g）＋NaCl（s）NaNO3（s）＋ClNO（g）ΔH1②4NO2（g）＋2NaCl（s）2NaNO3（s）＋2NO（g）＋Cl2（g）ΔH2③2NO（g）＋Cl2（g）2ClNO（g）ΔH3则ΔH3＝

（用ΔH1和ΔH3表示）。（3）已知几种化学键的键能数据如表所示（亚硝酰氯的结构为Cl—N===O）：化学键Cl—ClCl—NN===O键能/（kJ·mol－1）630243a607则反应2NO（g）＋Cl2（g） 2ClNO（g）的ΔH和a的关系为ΔH＝

kJ·mol－1。解析（1）反应热＝反应物总键能－生成物总键能，对于反应i，ΔH＝（1319＋442－678－x）kJ·mol－1＝＋7kJ·mol－1，解得x＝1076[或利用反应ii进行计算，ΔH＝（x＋930－1606－442）kJ·mol－1＝－42kJ·mol－1，解得x＝1076]。（2）由①×2－②可得③，则ΔH3＝2ΔH1－ΔH2。（3）根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，知ΔH＝2×630kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×（akJ·mol－1＋607kJ·mol－1）＝（289－2a）kJ·mol－1。答案（1）1076（2）2ΔH1－ΔH2（3）（289－2a）【反思归纳】1.正确运用反应热ΔH的基本计算公式2.熟悉掌握常见物质中的化学键数目ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和物质CO2（C===O）CH4（C—H）P4（P—P）SiO2（Si—O）石墨金刚石S8（S—S）Si键数24641.5282考点二热化学方程式（频数：★★☆难度：★★☆）1.概念2.意义表示：

。25℃、101kPa条件下，2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量3.热化学方程式书写注意事项（1）注明反应条件：反应热与测定条件（温度、压强等）有关。绝大多数反应是在25℃、101kPa下进行的，可不注明。（2）注明物质状态：常用

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分别表示固体、液体、气体、溶液。（3）注意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数值和单位（kJ·mol－1）。（4）注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。（ΔH与系数相对应）slgaq（5）区别于普通方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等。（6）注意热化学方程式的系数热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且系数必须与ΔH相对应，如果系数加倍，则ΔH也要加倍。ΔH与反应的“可逆性”可逆反应的ΔH表示反应完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。如N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）ΔH＝－92.4kJ·mol－1，表示25℃、101kPa条件下1molN2和3molH2完全反应生成2molNH3释放92.4kJ热量。1.（RJ选修4·P64改编）关于下列图像的叙述不正确的是（）A.图（1）表示的热化学方程式为CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）ΔH＝－41kJ·mol－1B.图（2）表示的热化学方程式为CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g）ΔH＝＋41kJ·mol－1C.由图可知正、逆反应的热效应的数值相同D.两个图像表示的含义不同答案B2.（溯源题）（1）[2016·天津理综，7（4）]（1）硅和氯两元素的单质反应生成1molSi的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－69℃和58℃，写出该反应的热化学方程式__________________________________________________________________________。（2）[2017·课标全国卷Ⅰ，28（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。通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）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

。探源：本高考题组源于教材RJ选修4P4“思考与交流”，对信息型热化学方程式的书写进行考查。题组一热化学方程式的理解与判断1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”（1）2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）ΔH>0（）（2）S（s）＋O2（g）===SO2（g）ΔH＝－akJ·mol－1表示1molS和氧气完全反应生成1molSO2气体，放出热量为akJ（）（3）C（石墨，s）===C（金刚石，s）ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定（）（4）等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多（）答案（1）√（2）×（3）√（4）×（5）×2.下列热化学方程式正确的是（）解析选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应，A错；ΔH应为－196.6kJ·mol－1，B错；选项C中由于生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6kJ，C错。答案D【方法规律】判断热化学方程式的“5审法”题组二热化学方程式的书写角度1依据反应事实书写热化学方程式3.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。（1）在一定条件下，将1molN2和3molH2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出QkJ的热量，写出N2与H2反应的热化学方程式________________________________________________________。（2）在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________________________。（3）已知1mol单质Na在足量O2中燃烧，恢复至室温，放出255.5kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_______________________________________________________________________________________________。（4）NaBH4（s）与H2O（l）反应生成NaBO2（s）和氢气，在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4（s）放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________。【方法规律】根据反应事实，书写热化学方程式的程序角度2依据相关信息书写热化学方程式4.（1）（2018·吉林六校联考）一定条件下，化学反应2H2＋O2===2H2O的能量变化如图所示，则反应生成液态水的热化学方程式可表示为________________________________________________________。（2）用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。其中，反应①为2HCl（g）＋CuO（s）

H2O（g）＋CuCl2（s）ΔH1反应②生成1molCl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为________________________________________________________（反应热用ΔH1和ΔH2表示）。热点说明：高考主要以生产、生活、科学技术和能源问题等社会热点为背景，将热化学方程式的书写和盖斯定律的计算融合在一起，较好地考查学生对知识的灵活应用和运算能力，正确做答的关键是理解盖斯定律的含义，把握利用盖斯定律计算反应热的关键是合理设计反应途径，正确加减热化学方程式。1.定义：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。2.图示：盖斯定律的理解3.解题模型利用盖斯定律确定反应热的关系[模型解题]1.已知：①2CH3OH（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH1②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）ΔH2③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH3④2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）ΔH4⑤CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是（）A.ΔH1>0，ΔH2<0 B.ΔH3>ΔH4C.ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH5 D.2ΔH5＋ΔH1<0解析A项，甲醇燃烧是放热反应，ΔH1<0，错误；B项，H2O（g）===H2O（l），放出热量，反应③放出的热量多，ΔH3小，错误；C项，根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋2ΔH3－2ΔH5，错误；D项，有2CO（g）＋4H2（g）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）2ΔH5＋ΔH1，相当于CO、H2的燃烧，均为放热反应，正确。答案D【反思归纳】确定反应热关系的三大注意点（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的关系。（2）ΔH的符号：比较反应热的大小时，不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。（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ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。利用盖斯定律书写热化学方程式2.（1）标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa时，最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。已知25℃和101kPa时下列反应：①2C2H6（g）＋7O2（g）===4CO2（g）＋6H2O（l）ΔH＝－3116kJ·mol－1②C（石墨，s）＋O2（g）===CO2（g）ΔH＝－393.5kJ·mol－1③2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1写出乙烷标准摩尔生成焓的热化学方程式：____________________________。解析（1）根据标准摩尔生成焓的定义，乙烷的标准摩尔生成焓是指由单质C和单质H2生成1molC2H6的焓变。根据盖斯定律，（②×4－①＋③×3）÷2得：2C（石墨，s）＋3H2（g）===C2H6（g）ΔH＝－86.4kJ·mol－1。（2）甲烷还原N2O4生成的稳定的单质气体是N2，根据盖斯定律，①－②－③得：CH4（g）＋N2O4（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－899.9kJ/mol。答案（1）2C（石墨，s）＋3H2（g）===C2H6（g）ΔH＝－86.4kJ·mol－1（2）CH4（g）＋N2O4（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－899.9kJ/mol利用盖斯定律计算反应热3.已知稀氨水和稀硫酸反应生成1mol（NH4）2SO4时ΔH＝－24.2kJ·mol－1；强酸、强碱稀溶液反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1。则NH3·H2O的电离热ΔH等于（）A.－69.4kJ·mol－1 B.－45.2kJ·mol－1C.＋69.4kJ·mol－1 D.＋45.2kJ·mol－1答案D4.在25℃、101kPa时，C（s）、H2（g）、CH3COOH（l）的燃烧热分别为

393.5kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、870.3kJ·mol－1，则2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的反应热为

。答案－488.3kJ·mol－1[试题分析]考查意图：在一定条件下，利用已知反应的反应热，根据盖斯定律，对未知反应的反应热进行定性地分析和定量地计算，是学习化学反应原理的重要内容，本题主要考查盖斯定律的理解与应用，题干叙述了CuSO4·5H2O（s）的溶解过程，学生应借助所述信息，首先提炼出CuSO4·5H2O（s）溶解分解为两个过程，再根据各个过程吸放热情况，对反应热关系作出判断。通过对过程的分析与理解，考查了学生吸收化学信息并与已有知识整合，从而解决化学问题的能力。本题抽样统计难度为0.352，区分度为0.261。解题思路：1molCuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1>0，1molCuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，为放热过程，故ΔH2<0；1molCuSO4·5H2O（s）溶于水可以分为两个过程，先分解成1molCuSO4（s）和5mol水，然后1molCuSO4（s）再溶于水。CuSO4·5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3>0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案ΔH1<ΔH3。正确答案：B[真题演练]1.（1）（2017·课标全国Ⅱ，27）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：解析（1）根据盖斯定律，用②式－③式可得①式，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ/mol＋242kJ/mol＝＋123kJ/mol。（2）由盖斯定律可知①×2－②×3－③可得所求反应，故ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。答案（1）＋123（2）2ΔH1－3ΔH2－ΔH32.（1）[2017·天津理综，7（3）]0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为________________________________________________________。（2）[2017·江苏化学，26（1）]TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2