2024屆新高考化學(xué)熱點(diǎn)沖刺復(fù)習(xí)：化學(xué)能與熱能

2024屆新高考化學(xué)熱點(diǎn)沖刺復(fù)習(xí)化學(xué)能與熱能

1.認(rèn)識(shí)化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。2.認(rèn)識(shí)物質(zhì)具有能量，認(rèn)識(shí)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)，知道化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與其他能量形式的轉(zhuǎn)化。3.能量的轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律，知道內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)各種能量的總和，受溫度、壓強(qiáng)、物質(zhì)聚集狀態(tài)的影響。4.認(rèn)識(shí)化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算，能用熱化學(xué)方程式表示反應(yīng)中的能量變化，能運(yùn)用反應(yīng)焓變合理選擇和利用化學(xué)反應(yīng)。5.了解蓋斯定律及其簡(jiǎn)單應(yīng)用。

考點(diǎn)

焓變

反應(yīng)熱1.反應(yīng)熱和焓變（1）反應(yīng)熱：在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向

環(huán)境釋放

?或從

環(huán)境吸收

?的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡(jiǎn)稱反應(yīng)熱。（2）焓變：在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變，其符號(hào)為

ΔH

?，單位是

kJ/mol

?（或kJ·mol－1）。環(huán)境釋放

環(huán)境吸收

ΔH

kJ/mol

2.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)（1）從能量高低角度理解（2）從化學(xué)鍵角度理解（3）常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)（ΔH＞0）放熱反應(yīng)（ΔH＜0）①Ba（OH）2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)②大多數(shù)的分解反應(yīng)③弱電解質(zhì)的電離④鹽類水解⑤C和H2O（g）、C和CO2的反應(yīng)①中和反應(yīng)②燃燒反應(yīng)③金屬與酸或氧氣的反應(yīng)④鋁熱反應(yīng)⑤酸性氧化物或堿性氧化物與水的反應(yīng)⑥大多數(shù)的化合反應(yīng)3.熱化學(xué)方程式（1）意義

物質(zhì)

能量

2mol氫氣和1mol氧氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)水時(shí)放出571.6kJ的熱量

（2）書寫1.正誤判斷（正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）。（1）化學(xué)變化中的能量變化都是化學(xué)能和熱能間的相互轉(zhuǎn)化。（

）答案：×

（2）伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化。（

）答案：×

（3）需加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，不需加熱就能進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。（

）答案：×

答案：×

答案：√

2.根據(jù)如圖所示的反應(yīng)，回答下列問(wèn)題：（1）該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，還是吸熱反應(yīng)？

?。

答案：放熱反應(yīng)

（2）反應(yīng)的ΔH＝

?。

答案：－bkJ·mol－1

（3）反應(yīng)的活化能為

?。

答案：akJ·mol－1（4）試在如圖中用虛線表示在反應(yīng)中使用催化劑后活化能的變化情況。答案：3.我國(guó)學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。可知水煤氣變換的ΔH

?0（填“大于”“等于”或“小于”）。該歷程中最大能壘（活化能）E正＝

?eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式

?。

4.依據(jù)事實(shí)，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。（1）SiH4是一種無(wú)色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和液態(tài)H2O。已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量89.2kJ。SiH4自燃的熱化學(xué)方程式為

?。

（2）在25℃、101kPa下，一定質(zhì)量的無(wú)水乙醇完全燃燒時(shí)放出熱量QkJ，其燃燒生成的CO2用過(guò)量飽和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為

?。

（3）NaBH4（s）與H2O（l）反應(yīng)生成NaBO2（s）和H2（g），在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4（s）放熱21.6kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

?。

“五審法”正確判斷、書寫熱化學(xué)方程式考點(diǎn)

燃燒熱和中和反應(yīng)反應(yīng)熱1.燃燒熱和中和反應(yīng)反應(yīng)熱的比較燃燒熱中和反應(yīng)反應(yīng)熱相同點(diǎn)能量變化放熱ΔH及其單位ΔH

＜

?0，單位均為kJ·mol－1＜

燃燒熱中和反應(yīng)反應(yīng)熱不同點(diǎn)反應(yīng)物的量

1mol

?不一定為1mol生成物的量不確定生成物水為

1mol

?反應(yīng)熱含義在101kPa時(shí)，

1mol

?純物質(zhì)

完全燃燒

?生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量在稀溶液里，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成

1ol

?水時(shí)所放出的熱量表示方法燃燒熱為akJ·mol－1或ΔH＝－akJ·mol－1（a＞0）強(qiáng)酸與強(qiáng)堿在稀溶液中反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1或ΔH＝

－57.3kJ·mol－1?1mol

1mol

1mol

完全燃燒

1mol

－57.3kJ·mol－1

｜注意｜

燃燒熱中元素所對(duì)應(yīng)的指定產(chǎn)物：C→CO2（g），H→H2O（l），S→SO2（g），N→N2（g）等。2.中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定（以稀鹽酸與稀NaOH溶液反應(yīng)為例）（1）測(cè)定原理通過(guò)量熱計(jì)測(cè)得體系在反應(yīng)前后的溫度變化，再利用有關(guān)物質(zhì)的比熱容計(jì)算反應(yīng)熱。（2）實(shí)驗(yàn)步驟及裝置實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)步驟①測(cè)量反應(yīng)物的溫度②測(cè)量反應(yīng)后體系溫度（記錄反應(yīng)后體系的

高

?溫度）③重復(fù)上述步驟①至步驟②兩次大量實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在25℃和101kPa下，強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)，放出

57.3

?kJ的熱量最高

57.3

（3）注意事項(xiàng)①為保證酸被完全中和，采取的措施是

堿稍過(guò)量

?。②因?yàn)槿跛峄蛉鯄A存在電離平衡，電離過(guò)程需要吸熱，實(shí)驗(yàn)中若使用弱酸或弱堿則測(cè)得的反應(yīng)熱數(shù)值

偏小

?。堿稍過(guò)量

偏小

3.能源1.25℃、101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和反應(yīng)反應(yīng)熱為57.3kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5518kJ·mol－1。下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是（

）

B2.利用如圖所示裝置測(cè)定中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸倒入小燒杯中，測(cè)出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用同一溫度計(jì)測(cè)出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測(cè)得混合液的最高溫度?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）NaOH溶液稍過(guò)量的原因是

?。答案：確保鹽酸被完全中和

（2）倒入NaOH溶液的正確操作是

?（填字母，下同）。

A.沿玻璃棒緩慢倒入答案：D

答案：C（3）使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是

?。

A.用溫度計(jì)小心攪拌B.揭開(kāi)杯蓋用玻璃棒攪拌C.輕輕地振蕩燒杯D.用套在溫度計(jì)上的玻璃攪拌器輕輕地?cái)噭?dòng)B.分三次倒入C.一次迅速倒入（4）現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1L1mol·L－1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，其反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關(guān)系為

?。

答案：ΔH1＝ΔH2＜ΔH3

（5）假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反應(yīng)后生成溶液的比熱容c＝4.18J·g－1·℃－1。為了計(jì)算中和反應(yīng)反應(yīng)熱，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)測(cè)得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱ΔH＝

?（結(jié)果保留一位小數(shù)）。

答案：－51.8kJ·mol－1考點(diǎn)

蓋斯定律

反應(yīng)熱的計(jì)算與比較1.蓋斯定律（1）內(nèi)容：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。即：在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。（2）意義：間接計(jì)算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。2.反應(yīng)熱的計(jì)算（1）利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式和已知的反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量或反應(yīng)吸收或放出的熱量，可以把反應(yīng)熱當(dāng)作“產(chǎn)物”，計(jì)算反應(yīng)放出或吸收的熱量。（2）根據(jù)燃燒熱數(shù)據(jù)，計(jì)算反應(yīng)放出的熱量計(jì)算公式：Q＝燃燒熱×n（可燃物的物質(zhì)的量）（3）根據(jù)舊鍵斷裂和新鍵形成過(guò)程中的能量差計(jì)算焓變?nèi)舴磻?yīng)物舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量E1，生成物新化學(xué)鍵形成放出能量E2，則反應(yīng)的ΔH＝E1－E2。（4）利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式焓變之間的關(guān)系ΔH1＝

aΔH2

?ΔH1＝

－ΔH2

?ΔH＝

ΔH1＋ΔH2

?aΔH2

－ΔH2

ΔH1＋ΔH2

3.反應(yīng)熱大小的比較（1）根據(jù)反應(yīng)物的量的大小關(guān)系比較反應(yīng)焓變的大小

反應(yīng)②中H2的量更多，因此放熱更多，故ΔH1

＞

?ΔH2。（2）根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的程度大小比較反應(yīng)焓變的大小

反應(yīng)④中，C完全燃燒，放熱更

多

?，故ΔH3

＞

?ΔH4。＞

多

＞

（3）根據(jù)反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)比較反應(yīng)焓變的大小

（4）根據(jù)特殊反應(yīng)的焓變情況比較反應(yīng)焓變的大小

已知鋁熱反應(yīng)為

放熱反應(yīng)

?，ΔH＝ΔH7－ΔH8

＜

?0，故ΔH7

＜

?ΔH8。＜

＜

放熱反應(yīng)

＜

＜

共價(jià)鍵C—OH—ON—HC—N鍵能/kJ·mol－1351463393293則該反應(yīng)的ΔH＝

?kJ·mol－1。

答案：－12

ΔH3＝＋183kJ·mol－1

答案：－750

ΔH2＝＋68kJ·mol－12.大氣中的二氧化碳主要來(lái)自煤、石油及其他含碳化合物的燃燒。已知25℃時(shí)，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)H2（g）C（石墨，s）C6H6（l）燃燒熱ΔH/（kJ·mol－1）－285.8－393.5－3267.5則25℃時(shí)H2（g）和C（石墨，s）生成C6H6（l）的熱化學(xué)方程式為

?。

蓋斯定律在反應(yīng)熱計(jì)算中的應(yīng)用1.油氣開(kāi)采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用。已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：

ΔH1＝－1036kJ·mol－1

ΔH2＝94kJ·mol－1

Δ