2019版高考化学一轮复习第6章化学反应与能量第1节化学能与热能学案

1、第一节化学能与热能考纲定位全国卷5年考情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。了解活化能的概念。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(H)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。2017年：卷T28(2)；卷T27(1)；卷T28(3)2016年：卷T26(3)、T27(1)；卷T27(4)2015年：卷T28(3)；卷T27(1)2014年：卷T9(C)、T28(2)；卷T13

2、、T26(1)2013年：卷T28(3)；卷T12考点1| 焓变热化学方程式(对应学生用书第108页) 考纲知识整合1化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式吸热反应：热能化学能放热反应：化学能热能光合作用：光能化学能燃烧反应：化学能热能，化学能光能原电池反应：化学能电能电解池反应：电能化学能2焓变、反应热(1)焓(H)用于描述物质所具有能量的物理量。(2)焓变(H)HH(生成物)H(反应物)。单位kJmol1或kJ/mol。(3)反应热指当化学反应在一定温度下进行时，反应所放出或吸收的热

3、量，通常用符号Q表示，单位kJmol1。(4)焓变与反应热的关系对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：HQp。3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，如图所示。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)常见的放热反应和吸热反应放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟水或酸的置换反应；物质的缓慢氧化；铝热反应。吸热反应：大多数分解反应；盐类的水解反应；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应。4热化学方程式(1)定义：表示参加反应物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。

4、(2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/mol表示在25 、101 kPa条件下，2_mol_H2和1_mol_O2反应生成2_mol液态水时放出571.6_kJ的热量。(3)书写热化学方程式注意事项注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。注意符号、单位：H应包括“”或“”、数字和单位(kJmol1)。注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(H与化学计量数相

5、对应)区别于普通方程式：一般不注“”“”以及“点燃”“加热”等。注意热化学方程式的化学计量数：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，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。高考命题点突破命题点1化学反应的能量变化及图像分析1(2018济南模拟)下列说法中正确的是()A在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化B破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要 的能量时，该反应为吸热反应C放热反应的H0D放热反应一定不用加热，吸热反应一定

6、需加热CA项，物质变化和能量变化是化学反应的两大特征；B项，反应应为放热反应；C项，放热反应的焓变为负，H0，为吸热反应，故可排除A项和C项。反应的H0，为放热反应，B项错误，故选D项。命题点2活化能与反应热的关系3(2018河南十校模拟)研究表明N2O与CO在Fe作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是() 【导学号：】A反应总过程H0BFe使反应的活化能减小CFeO也是该反应的催化剂DFeN2OFeON2、FeOCOFeCO2两步反应均为放热反 应CA项，反应总过程为N2OCO=N2CO2，根据图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，H”“”或“”)0。已知

7、该二聚反应的反应热数值约为活化能的。下列能量关系图最合理的是_(填字母序号)。【解析】反应在较低温度下自发进行， 说明H0，故HA的能量比(HA)2的能量高，又因为该二聚反应的反应热数值约为活化能的，故选B。【答案】B5已知：2SO2(g)O22SO3(g)Ha kJmol1，该反应的正反应活化能为b kJmol1，则该反应的逆反应活化能为_kJmol1。【答案】ab(1)E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，HE1E2；(2)催化剂能降低正、逆反应所需活化能，能提高反应物活化分子百分含量，但不影响焓变的大小。命题点3化学键变化(或键能)与H的互算6(2018山西大学附中模拟)根据键能数据估

8、算CH4(g)4F2(g)=CF4(g)4HF(g)的反应热H为()化学键CHCFHFFF键能/(kJmol1)414489565155A485 kJmol1B485 kJmol1C1 940 kJmol1D1 940 kJmol1DH反应物的键能总和生成物的键能总和414 kJmol14155 kJmol14489 kJmol14565 kJmol141 940 kJmol1。7(2015全国卷，节选)已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJmol1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol H

9、I(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。【解析】设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x，则2x436 kJ151 kJ11 kJ，x299 kJ。【答案】299(1)H反应物总键能之和生成物总键能之和(2)H生成物总能量反应物总能量H(生成物)H(反应物)(3)H正反应活化能逆反应活化能注意：常见物质(1 mol)中化学键数目物质CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨金刚石S8(SS)Si键数24641.5282命题点4热化学方程式的书写与判断8(2014海南高考)标准状态下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知HH、HO和O=O键

10、的键焓H分别为436 kJ/mol、463 kJ/mol和495 kJ/mol。下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJ/molBH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJ/molC2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJ/molD2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJ/molDH2O(g)=H2(g)O2(g)H2H(HO)H(HH)H(O=O)2463 kJ/mol436 kJ/mol495 kJ/mol242.5 kJ/mol，A、B项均错误；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2H(HH)H(O=O)4H(HO)

11、2436 kJ/mol495 kJ/mol4463 kJ/mol485 kJ/mol，C项错误，D项正确。9根据信息，写出下列热化学方程式。 【导学号：】(1)(2016天津高考)Si与Cl两元素的单质反应生成1 mol Si的最高价化合物，恢复至室温，放热687 kJ，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)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：已知AX3的熔点和沸点分别为93.6 和76 ，AX5的熔点为167 。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为_。(

12、3)在25 、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_。(4)在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2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Q kJ的热量，写出N2与H2反应的热化学方程式为_。(5)化学反应N23H2=2NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式：_。【解析】(1)室温时产物SiCl4为液态(l)。(2)室温时AX3为液态(l)，AX5为固态(s)。

13、(3)根据碳原子守恒有：C2H5OH2CO22CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀，则乙醇为0.5 mol，据此可写出反应的热化学方程式。(4)1 mol N2完全反应的热量为 kJ4Q kJ，故N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H4Q kJmol1。(5)根据箭头的指向可知a、b、c均为正值。【答案】(1)Si(s)2Cl2(g)=SiCl4(l)H687 kJmol1(2)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJmol1(3)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJmol1(4)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H4Q kJmol

14、1(5)N2(g)3H2(g)=2NH3(l)H2(abc) kJmol1考点2| 燃烧热中和热能源(对应学生用书第111页) 考纲知识整合1燃烧热和中和热燃烧热中和热相同点能量变化放热H及其单位H0)强酸与强碱反应的中和热H57.3_kJmol1提醒：(1)中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，中和反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热，与碱反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。当中和反应有沉淀生成时，生成1 mol H2O放出的热量大于57.3 kJ。(2)对于中和热、

15、燃烧热，由于它们反应放热是确定的，所以描述中不带“”，但其焓变为负值。(3)当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O(l)的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。(4)常温时稳定氧化物示例：HH2O(l)，CCO2(g)，SSO2(g)。2中和反应热的测定(1)实验装置(2)中和热的测定测定原理Hc4.18 Jg114.18103 kJg11；n为生成H2O的物质的量。(3)注意事项泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温、隔热，减少实验过程中的热量损失。为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍微过量。3能源高考命题点突破命题点1燃烧热、中和热

16、的理解1下列说法或表示正确的是_(填序号)。(1)S(s)O2(g)=SO3(g)H315 kJmol1(燃烧热)(H的数值正确)(2)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)(H的数值正确)(3)已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则H2SO4溶液和Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式为H2SO4(aq)Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H257.3 kJmol1(4)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol

17、1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJmol1(5)H2(g)的燃烧热是285.8 kJmol1，则2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJmol1(6)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJmol1，则C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1(7)已知101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则该反应的反应热为221 kJmol1(8)已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量(9)常温常

18、压下，金刚石、石墨的燃烧热分别为395.4 kJmol1、393.5 kJmol1，可推出石墨比金刚石稳定【答案】(2)(6)(9)2已知CO转化成CO2的能量关系如图所示。写出该反应的热化学方程式_，则CO的燃烧热H为_kJmol1。【解析】由图可知2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1，CO的燃烧热为566 kJmol1。【答案】2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1283命题点2中和反应热的测定实验分析3某实验小组用0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。(1)装置中碎泡沫塑料的作用是

19、_。(2)写出该反应的热化学方程式生成1 mol H2O(l)时的反应热为57.3 kJmol1：_。(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表所示。请填写表格中的空白：温度次数起始温度t1/终止温度t2/温度差平均值(t2t1)/H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4近似认为0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密度都是1.0 gmL1，中和后生成溶液的比热容c4.18 J(g)1。则生成1 mol H2O(l)

20、时的反应热H_(取小数点后一位)。上述实验数值结果与57.3 kJmol1有偏差，产生偏差的原因不可能是_(填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b量取NaOH溶液的体积时仰视读数c分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度(4)若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和稀氨水分别和1 L 1 molL1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为H1、H2、H3，则H1、H2、H3的大小关系为_。【解析】(3)第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值约为4.0 。H(5030)mL1.0 gmL14.0 4.18103 kJg

21、110.025 mol53.5 kJmol1。放出的热量少可能是散热、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。(4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中NH3H2O的电离要吸收热量，故中和热要小一些(注意中和热与H的关系)。【答案】(1)隔热保温，防止热量的损失(2)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1(3)4.053.5 kJmol1b(4)H1H2H3(1)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快，热量损失大。(2)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质