2019屆高考化學一輪復習教案：專題05考點一化學反應中能量變化的有關(guān)概念及計算Word版含解析

1、專題五化學能與熱能專題五化學能與熱能考綱展示命題探究考剁要求基礎(chǔ)點重難點基礎(chǔ)點重難點1 焓變、反應熱(1) 焓(H):用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。(2) 焓變( (ZH): 出=H(牛成物) )H(反應物) )。單位 kJ/mol 或 J mol1。(3) 反應熱：指當化學反應在一定溫度下進行時，反應所放出或吸 收的熱量，通常用符號 Q 表示，單位 J/mol 或 J mol1。焓變與反應熱的關(guān)系：對于等壓條件下進行的化學反應，如果 反應中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有如下關(guān)系：AH = Qp。(5)規(guī)定：放熱反應的AH 為“二”，吸熱反應的AH 為“土”。2 燃燒熱(1) 概念：在

2、25C、101 kPa 時，1_mol 純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定 的氧化物時所放出的熱量。(2) 條件：在 25C、101 kPa 下測定。規(guī)定可燃物的物質(zhì)的量為 1_mol。因此，表示可燃物的燃燒熱的熱化學方程式中，可燃物的化學 計量數(shù)為 1 其他物質(zhì)的化學計量數(shù)常出現(xiàn)分數(shù)。3 中和熱(1)概念：在稀溶液中，酸和堿發(fā)生中和反應生成1_moJ_H2O(JJ時的反應熱考點展示化學反應中輜屈變化的有關(guān)槪態(tài)及計算熬化學方程式的書寫曲正許判新1,了毎化學反應中能*轉(zhuǎn)化的原因.能說出帛見的能價轉(zhuǎn)優(yōu) 形式D2,了審化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)牝“ 了解吸熱反應、放以反應、反應耕尊碾霑，了簞斑化學方理式的含里 V丄了

3、繚能源足人糞生存和社會聲席的壬翌臭礎(chǔ)0了斯化學在 解決能原危機中的重要忤用也了站塔變與反應熱的含義” 了解丄n=it主成物：1 -(辰應物衷達式的含文“6,f蓋廂定律.井能運用蓋斯定律逬行有關(guān)反應培變的簡 單計舜*內(nèi)容探克；迺過對歷年高禿過題的分析和君細 的研究，本那分知識的主苣考點St中在L；(下幾 個方面：一杲能的轉(zhuǎn)化及其應用主琶涉及 能變化的本質(zhì)，以屋象的矗式表示能鳳變化 過隍的分犧；二昇劃化學方程式旳書號，生娶 +艮晝題給信朋正確書寫斑化學方程式；三懸 a?；赂膽?，主藍是利用蓋斯定it計反應 熱的數(shù)雀母式探克：熱化學方程式的判斷主要Clifi揮題 形式老査；把化學方稈式的書寫a的計

4、為 往柱結(jié)合蓋斯定徉在第it巻以綃空題暗式考查: 號誠轉(zhuǎn)社収圍象用式出現(xiàn)在選揮題中的可堆性 我大?？键c一 化學反應中能量變化的有關(guān)概念及計算(2)中 和熱的表示：H+(aq) + 0H-(aq)=H20(l) 出=-57.3 kJ mol1。條件：中和反應的對象為稀溶液；以生成 1 mol H2O(l)為基準， 因此表示中和熱的熱化學方程式中， 水的化學計量數(shù)為 1，酸、堿或鹽 的化學計量數(shù)可以為分數(shù)。(4)中和熱的測定實驗1裝置如圖( (在橫線上填出儀器的名稱) )2注意事項a. 碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是保溫隔熱，防止熱量散失。b. 為保證酸、堿完全中和，常使酸或堿稍稍過量。c. 實驗

5、中若使用弱酸或弱堿，會使測得數(shù)值偏小。3測定原理m酸+ m堿c t終一 t始I閉=-n-(其中：c= 4.18 Jg-1C-1= 4.18X10-3kJ g-1C- 1;n 為生成 出 0 的物質(zhì)的量) )4中和熱的計算：Q放=n(H2O)x|Jd|式中：Q放為中和反應放出的熱量，n(H2O)為中和反應生成 出 0 的物質(zhì)的量，AH 為中和熱。學霸巧學卡正確理解“燃燒熱”和“中和熱”(1) 燃燒熱中的生成物必須為穩(wěn)定的氧化物，如H2fH2O(l)、CfCO2( (g)、SfSO2( (g)。(2) 用文字表述燃燒熱和中和熱時，不用帶“一”，而用 AH 表示時，必須帶“一”。如甲烷的燃燒熱為 8

6、90.3 kJmo|T 或甲烷燃燒時 出=1890.3 kJ mol 。（3） 中和反應的對象為稀溶液，且中學階段一般指稀的強酸與稀的強 堿。（4） 強酸和弱堿或弱酸和強堿的稀溶液發(fā)生反應，中和熱一般小于 57.3 kJmol,因為弱電解質(zhì)的電離是吸熱的。（5） 中和反應的實質(zhì)是 才和 OH化合生成 出 0。若反應過程中有其 他物質(zhì)生成（如生成不溶性物質(zhì)、難電離物質(zhì)等），這部分反應熱不在中 和熱之內(nèi)。4 放熱反應和吸熱反應放熱反應吸熱反應定義釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應判斷（反應物）II（反應物）“（生成物）依據(jù)（生成物）能量11能量b反應物ZK生成物的總能量 ft:的總能量:I圖不A

7、 ：牛成物! B V 4 I * 4申V a.反應物j 的總能量的總能量反應過程反應過程微觀宏觀各段表示的意義應表不斷裂舊化學鍵吸收 的熱量M表示形成新化 學鍵放出的熱帛江表示 反應熱a表示活化能皿表示活 化分子結(jié)合成生成物所 釋放的能量疋表示反應 執(zhí)計算方法反應物)一工E(生成物AII=(生成物)一 /(反應物)符號HV0AH0常見反應(1)所有的燃燒反應(2)酸堿中利反應(3金屬與酸戍水的反應(4)原電池反應(5 )少數(shù)分解反應(如TNT爆炸)(6)大多數(shù)化合反應(7)電石制乙烘的反應(8)鋁熱反應(9)物質(zhì)的緩慢氧化(1)大多數(shù)分解反應(2)少數(shù)化合反應如C與C(),.C與水蒸氣的 反應

8、(3) Ba(OH)2E2= 368 kJ mol1根據(jù)要求回答問題。（1）圖I是 1 mol NO2（g）和 1 mol CO（g）反應生成 CO2和 NO 過程中的能量變化示意圖，若在反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1的變化是_（填“增大” “減小”或“不變”，下同），出的變化是_。請寫出 NO2和 CO 反應的熱化學方程式：下表是部分化學鍵的鍵能參數(shù):化學鍵P PPOO=OP=O鍵能/kJ mol_1abcx已知白磷的燃燒熱為 d J moS 白磷及其完全燃燒的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如圖H所示，則表中 x=_ kJ mol-1(用含 a、b c、d 的代表數(shù)式表示)。解析觀察圖象，巳應為反應的

9、活化能，加入催化劑反應的活 化能降低，但是 出 不變；1 mol NO2( (g)和 1 mol CO(g)反應生成 CO2和 NO 的反應熱數(shù)值即反應物和生成物的能量差，因此該反應的熱化 學方程式為 NO2( (g)+CO(g)=CO2(g) + NO(g) AH = _ 234 kJ mol 。點燃J、八八、(2)白磷燃燒的化學方程式為 P4+ 5O2=P4Oi0，結(jié)合圖H中白 磷及其完全燃燒產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，根據(jù)“反應熱=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和”與燃燒熱概念可得等式：6a+ 5c_ (4x + 12b)=_ d,據(jù)此1可得 x= 4( (d + 6a+ 5c 12b)。答案(1)減小

10、不變 NO2( (g) + CO(g)=CO2( (g) + NO(g)A= _1234 kJ mol(2)1(d + 6a + 5c_ 12b)【解題法】反應熱計算的注意事項(1)明確通過鍵能計算反應熱的關(guān)系式和通過物質(zhì)的能量計算反應 熱的關(guān)系式的意義，避免混淆。據(jù)化學鍵計算：AH =反應物斷鍵吸收的總能量一生成物成鍵放出的總能量據(jù)能量守恒計算：AH =生成物的總能量一反應物的總能量(2)根據(jù)鍵能計算反應熱時，須注意反應前后物質(zhì)分子中斷裂或形成的化學鍵的數(shù)目。常見的特殊物質(zhì)含有的化學鍵數(shù)目：1 mol Si 中含有2 mol Si Si 鍵，1 mol 金剛石中含有 2 mol CC 鍵，1

11、 mol SiO2中含有 4 mol SO 鍵，1 mol 白磷中含有 6 mol P P 鍵，1 mol 石墨含 1.5mol CC 鍵。髄對點題必刷題1.(雙選)某反應過程能量變化如圖所示，下列說法正確的是()()A .反應過程 a 有催化劑參與B.該反應為放熱反應，熱效應等于 出C .改變催化劑，可改變該反應的活化能D .有催化劑條件下，反應的活化能等于E1+ E2答案 BC解析 過程 a 的活化能比過程 b 的活化能高，故反應過程 b 有催化 劑參與，A 錯誤；生成物所具有的能量比反應物所具有的能量低，且 由圖中信息可知兩者能量的差值為 出,B 正確；不同催化劑的催化效 率不同，故改變

12、催化劑，可改變該反應的活化能，C 正確；在有催化劑的條件下，該反應的活化能等于 E1, D 錯誤。2.已知：C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2( (g)-1H = a kJ mol2C(s)+ O2( (g)=2CO(g)出=-220 kJ mol1H H、O=O 和 O H 鍵的鍵能分別為 436、496 和 462 kJ mol,則 a 為()()A. - 332B.- 118C.+ 350D.+ 130答案 D解析 本題考查蓋斯定律的應用以及根據(jù)鍵能計算反應熱。 根據(jù)蓋 斯定律可得反應：2H2（g）+ O2（g）=2H2O（g）AH = 220 kJ mol1 2a kJ

13、mol,貝 S 2X436 kJ mol1+496 kJ mol14X462 kJ mol1=220 kJ mol1 2akJ mol1, a=+ 130 kJ mol1o3.對于反應 CO（g） + H2O（g） CO2（g）+ （g）出0答案 B解析 醋酸凝固說明體系溫度降低，此反應為吸熱反應，熱能轉(zhuǎn)化 為化學能，B 正確；D 選項，沒有標明反應物、生成物的狀態(tài)，錯誤。5 .已知熱化學方程式（Q1、Q2均為正值）:C(s) +1O2( (g)=CO(g)-1出=QikJ mol ,C（s） + O2（g）=CO2（g）1ZU = Q2kJ mol ,有關(guān)上述反應的敘述錯誤的是（）（）A.Q

14、1VQ2B.生成物總能量均高于反應物總能量C .由 1 mol C（s）反應生成 1 mol CO 氣體時放出 QikJ 熱量D. 1 mol CO2氣體具有的能量大于 1 mol 干冰具有的能量答案 B解析 1 mol 碳完全燃燒生成 CO2放出的熱量大于 1 mol 碳不完全 燃燒生成 CO 放出的熱量，Q1、Q2均為正值，故 Q2Q1, A 正確；兩 反應均為放熱反應，故生成物總能量均低于反應物總能量，B 錯誤；由 1 mol C（s）反應生成 1 mol CO 氣體時放出 Q1kJ 熱量，C 正確；等 物質(zhì)的量的同種物質(zhì)，氣態(tài)時所具有的能量高于固態(tài)時所具有的能量， D 正確。6.甲醇既

15、是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣（主要成分為 CO、CO2和 H2）在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應如 下：CH3OH(g) AH1CH3OH(g) + H2O(g)出2CO(g) + H2O(g)出3已知反應中相關(guān)的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學鍵HHC OC=OH OCH1E/(kJ mol1)4363431076465413由此計算 ZH1=_ kJ mol1;已知ZH2= 58 kJ mol1,則 AH3=_kJ mol1O1CO(g) + 2H2(g)28 的)+ 3H2( (g)3CO2(g)+ H2( (g)回答下列問題：答案99 + 41 解析 反應中， 生成 1 m

16、ol CH3OH 時需要形成 3 mol CH鍵、1 mol C O 鍵和 1 mol O H 鍵，則放出的熱量為( (413X3+ 343 + 465) kJ=2047 kJ,需要斷開 1 mol 6 0 鍵和 2 mol H H 鍵，吸收的熱量 為(1076+436X2) kJ =佃 48 kJ,則該反應為放熱反應， 出1=(佃 48- 2047) kJ mol-1= -99kJ mol-1;根據(jù)蓋斯定律，出3=出2出1=(1158+ 99) kJ mol = + 41 kJ mol。7.將 N02( (g)轉(zhuǎn)化為 N2O4( (l),制備濃硝酸。(1)已知：2NO2( (g)N2O4( (g)出12NO2( (g