高考化学全国卷人教一轮复习听课手册第6单元化学反应与能量第22讲化学能与热能Word下载.docx
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高考化学全国卷人教一轮复习听课手册第6单元化学反应与能量第22讲化学能与热能Word下载.docx
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②盐的水解和弱电解质的电离;
③Ba(OH)2·
8H2O与NH4Cl反应;
④碳与水蒸气、C与CO2的反应。
■判断思考
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
”)
(1)伴随着能量变化的物质变化都是化学变化( )
(2)反应C(s)+CO2(g),F2CO(g) ΔH>
0,则反应物断裂化学键吸收的总能量低于产物形成化学键放出的总能量( )
(3)物质发生化学变化都伴有能量的变化( )
(4)Na转化为Na+时,吸收的能量就是该过程的反应热( )
(5)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同( )
(6)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关( )
2.需要加热才能进行的反应一定是吸热反应吗?
不需要加热就能进行的反应一定是放热反应吗?
典型例题
1某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图6222所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。
下列有关叙述正确的是( )
图6222
A.两步反应均为吸热反应
B.加入催化剂会改变反应的焓变
C.三种化合物中C最稳定
D.A→C反应中ΔH=E1-E2
2
(1)2015·
全国卷Ⅰ]已知反应2HI(g)===H2(g)+I2(g)的ΔH=+11kJ·
mol-1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。
(2)2015·
海南卷]由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图6223所示,若生成1molN2,其ΔH=________kJ·
mol-1。
图6223
(3)2015·
浙江卷]乙苯催化脱氢制苯乙烯的反应为
CH2CH3(g)
CHCH2(g)+H2(g)。
已知:
化学键
C—H
C—C
C===C
H—H
键能/(kJ·
mol-1)
412
348
612
436
计算上述反应的ΔH=________kJ·
1.正确理解活化能与反应热的关系
催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。
2.反应热答题规范指导
用“焓变(ΔH)”表示反应热时,ΔH>
0表示吸热,ΔH<
0表示放热,因而,ΔH后所跟数值需要带“+”“-”符号。
3.利用键能计算反应热,其关键是算清物质中化学键的数目。
在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。
原子晶体:
1mol金刚石中含有2molC—C键,1mol硅中含有2molSi—Si键,1molSiO2晶体中含有4molSi—O键;
分子晶体:
1molP4中含有6molP—P键,1molP4O10(即五氧化二磷)中含有12molP—O键、4molP===O键,1molCH3CH3中含有6molC—H键和1molC—C键。
■变式训练
1.如图6224所示是298K时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线图,下列叙述错误的是( )
图6224
A.加入催化剂,不能改变该化学反应的反应热
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·
mol-1
D.在温度、体积一定的条件下,通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为92kJ
2.断裂1mol丙烷分子中所有共价键需要4006kJ的能量,而断裂1mol新戊烷分子中所有共价键需要6356kJ的能量。
则C—C键的平均键能为( )
A.347kJ·
mol-1
B.368kJ·
C.386kJ·
D.414kJ·
考点二 热化学方程式
1.热化学方程式及其意义
(1)概念:
表示参加反应的____________和________的关系的化学方程式。
(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________。
例如:
H2(g)+
O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol,表示在25℃和1.01×
105Pa下,________________与________________完全反应生成________________时____________________。
提醒]热化学方程式中ΔH的单位为kJ/mol,它是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。
式中的“/mol”不能理解为每摩尔反应物或生成物,可以理解为“每摩尔反应”。
2.热化学方程式中化学计量数仅表示该物质的________,因此化学计量数可以是整数,也可以是________。
3.热化学方程式的书写方法
——写出配平的化学方程式
——用s、l、g、aq标明物质的聚集状态
——
——根据化学计量数计算写出ΔH的值
提醒]中和热的热化学方程式的书写应以生成1mol液态水为标准,燃烧热的热化学方程式的书写则应以1mol可燃物为标准。
1.判断正误(正确的划“√”,错误的划“×
”)(ΔH的绝对值均正确)
(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3kJ( )
(2)NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O ΔH=57.3kJ·
mol-1( )
(3)S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=+296.8kJ·
(4)2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2kJ·
2.已知热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol,在合成氨工业生产中,如何理解此可逆反应中的反应热?
3 2014·
海南卷]标准状况下,气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。
已知H—H、H—O和O=O键的键焓ΔH分别为436kJ·
mol-1、463kJ·
mol-1和495kJ·
下列热化学方程式正确的是( )
A.H2O(g)===H2(g)+
O2(g) ΔH=-485kJ·
B.H2O(g)===H2(g)+
O2(g) ΔH=+485kJ·
C.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=+485kJ·
D.2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-485kJ·
4
(1)2015·
安徽卷]NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。
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________________________________________________________________。
(2)2014·
天津卷]由SiCl4制纯硅SiCl4(纯)
Si(纯)中,测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)图6225是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
________________________________________。
图6225
1.25℃,101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·
mol-1,辛烷的燃烧热为5518kJ·
下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H+(aq)+SO
(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
B.KOH(aq)+
H2SO4(aq)===
K2SO4(aq)+H2O(l)
ΔH=-57.3kJ·
C.C8H18(l)+
O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518kJ·
D.2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518kJ·
2.写出下列反应的热化学方程式。
(1)101kPa时,1molH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ的热量,H2燃烧的热化学方程式:
(2)101kPa时,1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出890.3kJ的热量,反应的热化学方程式:
(3)0.3mol乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ的热量,则其热化学方程式为________________________________________________________________________。
考点三 燃烧热和中和热
1.燃烧热
【提醒】稳定氧化物指常温下稳定的氧化物,如CO2、SO2、H2O(l)、P2O5等。
2.中和热
【提醒】
(1)中和热的热化学方程式书写以生成1mol液态水为标准,燃烧热书写则应以1mol可燃物为标准。
(2)弱酸(碱)的中和反应,ΔH>
-57.3kJ·
3.中和反应反应热的测定
(1)装置
图6226
(2)50mL0.55mol/L的NaOH溶液和50mL0.50mol/L的稀盐酸混合反应。
(3)计算公式:
ΔH=______________kJ·
t1——起始温度,t2——终止温度(反应过程最高温度)
提醒]①碎泡沫塑料和塑料板的作用是________________________________________________________________________
②为保证酸完全被NaOH中和,采取的措施是________________________________________________________________________。
③因为弱酸或弱碱电离时吸热,实验若使用弱酸、弱碱,则测得的中和热数值________。
4.能源
—
(1)C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1367.0kJ/mol(燃烧热)( )
(2)根据2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571kJ·
mol-1可知氢气的燃烧热为571kJ·
(3)1mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的燃烧热( )
(4)用稀醋酸溶液与稀的NaOH溶液测定中和热,所测的中和热ΔH>
(5)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能( )
(6)我国目前最主要的能源是煤炭,煤炭地下蕴藏量丰富,属于可再生化石能源( )
2.怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液,不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么?
5下列有关热化学方程式的书写及对应的表述均正确的是( )
A.密闭容器中,9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成17.6g硫化亚铁时,放出19.12kJ热量。
则Fe(s)+S(s)===FeS(s) ΔH=-95.6kJ·
B.稀醋酸与0.1mol·
L-1NaOH溶液反应:
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·
C.已知1mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5kJ,则水分解的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5kJ·
D.已知2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·
mol-1,则C的燃烧热ΔH=-110.5kJ·
6某实验小组用0.50mol·
L-1NaOH溶液和0.50mol·
L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
图6227
(1)写出该反应的热化学方程式生成1molH2O(l)时的反应热为-57.3kJ·
mol-1]:
(2)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①请填写下表中的空白:
②近似认为0.50mol·
L-1硫酸溶液的密度都是1.0g·
mL-1,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g·
℃)。
则生成1molH2O(l)时的反应热ΔH=________(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与-57.3kJ·
mol-1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
中和热测定的易错细节
(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。
(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1~0.5mol·
L-1)。
若溶液浓度过大,溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大,电离程度达不到100%,这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量,造成较大误差。
(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。
(4)使用同一支温度计,分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度,测完一种溶液后,必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算,而不是结果的平均值,计算时应注意单位的统一。
1.2015·
海南卷]已知丙烷的燃烧热ΔH=-2215kJ·
若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水,则放出的热量约为( )
A.55kJB.220kJ
C.550kJD.1108kJ
2.下列说法正确的是( )
A.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH<0,则12gC和32gO2具有的能量高于44gCO2具有的能量
B.已知2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ·
mol-1,则C的燃烧热为110.5kJ/mol
C.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D.已知中和热ΔH=-57.3kJ·
mol-1,故将含0.5molH2SO4的浓H2SO4与含1molNaOH的NaOH溶液混合,放出的热量为57.3kJ
考点四 盖斯定律 反应热的计算
1.盖斯定律
(1)内容:
对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都是一样的。
即:
化学反应的反应热只与反应体系的______________有关,而与______________无关。
如:
由反应物A生成产物B可以设计如下两条途径,则ΔH、ΔH1、ΔH2的关系可以表示为________。
(2)本质:
盖斯定律的本质是________定律。
(3)根据盖斯定律计算反应热:
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关。
即如果一个反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。
应用盖斯定律除虚拟反应途径外,还可以用热化学方程式“四则运算”法计算,如由
C(s)+O2(g),FCO2(g) ΔH1 ①
C(s)+
O2(g),FCO(g) ΔH2 ②
可由上述方程式:
____________________________________________________________,
得2CO(g)+O2(g),F2CO2(g) ΔH=________。
2.反应热的计算方法
(1)根据热化学方程式计算:
反应热与反应物和生成物各物质的物质的量________。
(2)根据反应物和生成物的总能量计算。
(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算。
(4)根据盖斯定律进行计算。
(5)根据物质燃烧热数值计算:
Q(放)=________。
(6)根据比热公式进行计算:
Q=________。
3.反应热大小的比较的三个要点
(1)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。
(2)参加反应的物质的量:
当反应物和生成物的状态相同时,参加反应的物质的量越多,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。
(3)反应的程度:
参加反应的物质的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。
(4)反应物和生成物的状态与反应热的关系。
(1)一个反应一步完成或几步完成,两者相比,经过的步骤越多,放出的热量越多( )
(2)已知C(s)+O2(g),=CO2(g) ΔH1;
C(s)+H2O(g),=H2(g)+CO(g) ΔH2;
O2(g),=H2O(g) ΔH3;
CO(g)+
O2(g),=CO2(g) ΔH4,则ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4( )
(3)H—H、O===O和O—H键的键能分别为436kJ·
mol-1、496kJ·
mol-1和462kJ·
mol-1,则反应H2+
O2===H2O的ΔH=-916kJ/mol( )
(4)由H2(g)+
O2(g),FH2O(g) ΔH=akJ/mol可知,1gH2燃烧生成H2O(g)放出的热量为akJ( )
(5)H2(g)+
O2(g)===H2O(g) ΔH1和H2O(g)===H2(g)+
O2(g) ΔH2中的ΔH1=ΔH2( )
(6)已知相同条件下2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1,反应2SO2(s)+O2(g)2SO3(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2( )
(7)C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>
0,说明石墨比金刚石稳定( )
2.已知:
①I2(g)+H2(g)2HI(g) ΔH=-9.48kJ·
②I2(g)I2(s) ΔH=-35.96kJ·
则I2(s)+H2(g)2HI(g)的ΔH=________。
7 2014·
新课标全国卷Ⅱ]室温下,将1mol的CuSO4·
5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为ΔH1,将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为ΔH2;
CuSO4·
5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·
5H2O(s)
CuSO4(s)+5H2O(l),热效应为ΔH3,则下列判断正确的是( )
A.ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2D.ΔH1+ΔH2>ΔH3
8
(1)2015·
全国卷Ⅱ]甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。
利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
已知反应①中相关的化学键键能数据如下:
C—O
C≡O
H—O
E/
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- 高考 化学 全国卷 一轮 复习 听课 手册 单元 化学反应 能量 22 化学能 热能