2025版《師說(shuō)》高中全程復(fù)習(xí)構(gòu)想化學(xué)32含答案

2025版《師說(shuō)》高中全程復(fù)習(xí)構(gòu)想化學(xué)第32講晶胞及其相關(guān)計(jì)算1.掌握均攤法計(jì)算的一般方法，能根據(jù)晶胞中微粒的位置計(jì)算晶胞的化學(xué)式。2．掌握晶體密度與晶胞參數(shù)計(jì)算的一般步驟。考點(diǎn)一晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法——均攤法1.晶胞(1)概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。(2)晶體中晶胞的排列——無(wú)隙并置①無(wú)隙：相鄰晶胞之間沒(méi)有任何間隙。②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。感悟：2．晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法——均攤法(1)長(zhǎng)方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計(jì)算如某個(gè)粒子為N個(gè)晶胞所共有，則該粒子有1N屬于這個(gè)晶胞。中學(xué)中常見(jiàn)的晶胞為立方晶胞，立方晶胞中微粒數(shù)的計(jì)算方法如圖(2)非長(zhǎng)方體晶胞在六棱柱(如圖2)中，頂角上的原子有16屬于此晶胞，面上的原子有12屬于此晶胞，因此六棱柱中鎂原子個(gè)數(shù)為12×16＋2【師說(shuō)·助學(xué)】計(jì)算晶胞中微粒數(shù)的關(guān)鍵：確定一個(gè)粒子為幾個(gè)晶胞所共有。3．晶胞微粒配位數(shù)的計(jì)算(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù)若晶體微粒為同種原子或同種分子，則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是距該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目，常見(jiàn)晶胞的配位數(shù)如下：簡(jiǎn)單立方：配位數(shù)為6面心立方：配位數(shù)為12體心立方：配位數(shù)為8(2)離子晶體的配位數(shù)指一個(gè)離子周?chē)罱咏业染嚯x的異種電性離子的數(shù)目。以NaCl晶體為例①找一個(gè)與其他粒子連接情況最清晰的粒子，如上圖中心的黑球(Cl－)。②數(shù)一下與該粒子周?chē)嚯x最近的粒子數(shù)，如上圖標(biāo)數(shù)字的面心白球(Na＋)，確定Cl－的配位數(shù)為6，同樣方法可確定Na＋的配位數(shù)也為6。【教考銜接】典例1[2023·湖南卷，11A]科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體最簡(jiǎn)化學(xué)式為_(kāi)_______。典例2[2023·遼寧卷，14改編]晶體結(jié)構(gòu)的缺陷美與對(duì)稱(chēng)美同樣受關(guān)注。某富鋰超離子導(dǎo)體的晶胞是立方體(圖1)，進(jìn)行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)，判斷下列說(shuō)法是否正確。(1)圖1中O原子的配位數(shù)為6()(2)Mg2＋取代產(chǎn)生的空位有利于Li＋傳導(dǎo)()(3)圖2表示的化學(xué)式為L(zhǎng)iMg2OClxBr1－x()【對(duì)點(diǎn)演練】考向一計(jì)算晶胞微粒數(shù)目——均攤法1．某離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)中最小重復(fù)單元如圖所示。A為陰離子，在正方體內(nèi)，B為陽(yáng)離子，分別在頂點(diǎn)和面心，則該晶體的化學(xué)式為()A．B2AB．BA2C．B7A4D．B4A72．Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如圖所示。則該化合物的化學(xué)式為_(kāi)_______。3．(1)硼化鎂晶體在39K時(shí)呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，下圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學(xué)式為_(kāi)_______。(2)在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。如圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，則多硼酸根離子符號(hào)為_(kāi)_______。4．天然硅酸鹽組成復(fù)雜，陰離子的基本結(jié)構(gòu)單元是SiO44-四面體，如圖(a)，通過(guò)共用頂角氧離子可形成鏈狀、網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)，圖(b)為一種無(wú)限長(zhǎng)雙鏈的多硅酸根，其中Si與O的原子數(shù)之比為_(kāi)_______，化學(xué)式為_(kāi)_______(用考向二晶胞中粒子配位數(shù)的計(jì)算5．硅化鎂是一種窄帶隙n型半導(dǎo)體材料，在光電子器件、能源器件、激光、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。硅化鎂的晶胞參數(shù)a＝0.6391nm，屬于面心立方晶胞，結(jié)構(gòu)如圖所示。Si原子的配位數(shù)為_(kāi)_______。6．如圖是一種由Y(與Sc同族)、Fe、Ba、O組成的晶體，晶胞棱上的球代表Ba，頂點(diǎn)的球代表Y，四方錐中心和八面體中心的球代表Fe，其余小球代表O。(1)該晶體的化學(xué)式為_(kāi)_______。(2)其中Y的配位數(shù)為_(kāi)_______?？键c(diǎn)二晶胞參數(shù)計(jì)算1.晶胞參數(shù)晶胞的形狀和大小可以用6個(gè)參數(shù)來(lái)表示，包括晶胞的3組棱長(zhǎng)a、b、c和3組棱相互間的夾角α、β、γ，即晶格特征參數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)晶胞參數(shù)。2．晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算(1)空間利用率＝晶胞占有的微粒體積晶胞體積×(2)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組計(jì)算公式(設(shè)棱長(zhǎng)為a)①面對(duì)角線長(zhǎng)＝2a。②體對(duì)角線長(zhǎng)＝3a。③體心立方堆積________r＝3a(r為原子半徑)。④面心立方堆積________r＝2a(r為原子半徑)。3．宏觀晶體密度與微觀晶胞參數(shù)的關(guān)系【教考銜接】典例[2023·遼寧卷，14A改編]某富鋰超離子導(dǎo)體的晶胞是立方體，如下圖：計(jì)算該晶體的密度________________。【師說(shuō)·延伸】由晶胞參數(shù)計(jì)算晶體密度的思路晶胞的質(zhì)量晶胞的體積【對(duì)點(diǎn)演練】1．[2024·九省聯(lián)考吉林卷，10]鎳酸鑭電催化劑立方晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)為a，具有催化活性的是Ni，圖①和圖②是晶胞的不同切面。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．催化活性：①>②B．鎳酸鑭晶體的化學(xué)式為L(zhǎng)aNiO3C．La周?chē)o鄰的O有4個(gè)D．La和Ni的最短距離為322．如圖是Fe單質(zhì)的晶胞模型。已知晶體密度為dg·cm－3，鐵原子的半徑為_(kāi)_______nm(用含有d、NA的代數(shù)式表示)。3．立方氮化硼的硬度僅次于金剛石，但熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于金剛石，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。立方氮化硼屬于________晶體，其中硼原子的配位數(shù)為_(kāi)_______。已知：立方氮化硼的密度為dg·cm-3，B原子半徑為xpm，N原子半徑為ypm，阿伏加德羅常數(shù)的值為N4．氮化硼是一種性能優(yōu)異的新型材料，主要結(jié)構(gòu)有六方氮化硼(圖1)和立方氮化硼(圖2)。前者與石墨結(jié)構(gòu)類(lèi)似。(1)50.0g六方氮化硼晶體中含有六元環(huán)的數(shù)目為_(kāi)_______。(2)立方氮化硼中N的配位數(shù)為_(kāi)_______。已知立方氮化硼密度為dg·cm－3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，立方氮化硼晶胞中面心上6個(gè)N原子相連構(gòu)成正八面體，該正八面體的邊長(zhǎng)為_(kāi)_______pm(列式即可)。微專(zhuān)題11晶胞中原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)與投影圖【要點(diǎn)歸納】1．原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(1)概念以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱(chēng)為原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。(2)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的表示方法晶胞中的任意一個(gè)原子的中心位置均可用3個(gè)分別小于1的數(shù)在立體坐標(biāo)系中表示出來(lái)。2．常見(jiàn)典型晶胞的投影圖晶胞類(lèi)型三維圖二維圖正視圖沿體對(duì)角線切開(kāi)的剖面圖沿體對(duì)角線的投影簡(jiǎn)單立方堆積體心立方堆積面心立方堆積CaF2晶胞金剛石晶胞NaCl晶胞3.典型晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)參數(shù)與投影圖(1)簡(jiǎn)單立方體模型粒子坐標(biāo)與投影圖①粒子坐標(biāo)：若1(0，0，0)，2(0，1，0)，則確定3(1，1，0)，7(1，1，1)②x、y平面上的投影圖：________________(2)體心晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)與投影圖①粒子坐標(biāo)：若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，則6(0，1，1)，7(1，1，1)，91②x、y平面上的投影圖：________________(3)面心立方晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)和投影圖①粒子坐標(biāo)：若10(0，0，0)，1312，12，0，12②x、y平面上的投影圖：________________(4)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)參數(shù)和投影圖①若a原子為坐標(biāo)原點(diǎn)，晶胞邊長(zhǎng)的單位為1，則原子1、2、3、4的坐標(biāo)分別為14，14，14②x、y平面上的投影圖：________【典題示例】典例1[2021·山東卷，16(4)]XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數(shù)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，該晶胞中有________個(gè)XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱(chēng)為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，如A點(diǎn)原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為12，12，聽(tīng)課筆記典例2[2022·湖南卷，18(4)]鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示：①該超導(dǎo)材料的最簡(jiǎn)化學(xué)式為_(kāi)_______。②Fe原子的配位數(shù)為_(kāi)_______。③該晶胞參數(shù)a＝b＝0.4nm、c＝1.4nm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為_(kāi)_______g·cm－3(列出計(jì)算式)?！緦?duì)點(diǎn)演練】考向一原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)1.以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱(chēng)作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。如圖中原子1的坐標(biāo)為12A．原子2為1B．原子2為0，C．原子3為1，0，D．原子3為0，0，2．以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱(chēng)作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如，圖中原子1的坐標(biāo)為123．汞鋇銅氧晶體的晶胞如圖所示。圖中鋇離子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為124．銅與氧元素形成的晶胞如圖所示：晶胞中Cu均勻地分散在立方體內(nèi)部，a、b的坐標(biāo)參數(shù)依次為(0，0，0)、12，12，12，則d的坐標(biāo)參數(shù)為_(kāi)_______，已知該晶體的密度為考向二晶胞投影圖5．分別用○、●表示H2PO4-和K＋，KH2PO4晶體的四方晶胞如圖(a)所示，圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2PO4晶胞在x軸方向的投影圖為_(kāi)_______(填標(biāo)號(hào))。6．AgN5的晶體結(jié)構(gòu)與AgI相似。AgI的結(jié)構(gòu)分為α-AgI和γ-AgI，γ-AgI立方晶胞的示意圖見(jiàn)圖1，圖2是晶胞正上方的俯視投影圖，圖中黑球(實(shí)心球)表示I－，請(qǐng)?jiān)趫D2中用白球(空心球)表示出Ag＋的位置。7．[2022·廣東卷，20節(jié)選]我國(guó)科學(xué)家發(fā)展了一種理論計(jì)算方法，可利用材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)其熱電性能，該方法有助于加速新型熱電材料的研發(fā)進(jìn)程?；衔颴是通過(guò)該方法篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。(1)X的化學(xué)式為_(kāi)_______。(2)設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr，晶體密度為ρg·cm－3，則X中相鄰K之間的最短距離為_(kāi)_______________nm(列出計(jì)算式，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。溫馨提示：請(qǐng)完成課時(shí)作業(yè)32第32講晶胞及其相關(guān)計(jì)算考點(diǎn)一突破·關(guān)鍵能力教考銜接典例1解析：根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，其中K個(gè)數(shù)：8×18＝1，Ca個(gè)數(shù)：1，B個(gè)數(shù)：12×12＝6，C個(gè)數(shù)：12×12＝6，故其最簡(jiǎn)化學(xué)式為KCaB6答案：KCaB6C6典例2解析：(1)圖1晶胞中，O位于面心，與O等距離最近的Li有6個(gè)，O原子的配位數(shù)為6，正確；(2)進(jìn)行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料，說(shuō)明Mg2＋取代產(chǎn)生的空位有利于Li＋的傳導(dǎo)，正確。(3)圖2中Li：1，Mg或空位為8×14＝2。O：2×12＝1，Cl或Br：4×14＝1，Mg的個(gè)數(shù)小于2，根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0，圖2的化學(xué)式為L(zhǎng)iMgOClxBr答案：(1)√(2)√(3)×對(duì)點(diǎn)演練1．解析：A的個(gè)數(shù)：8，B的個(gè)數(shù)：8×18＋6×1答案：B2．解析：根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可以判斷：Cu：2×12＋12×16＋3＝6；H：6×答案：CuH3．解析：(1)每個(gè)Mg周?chē)?個(gè)B，而每個(gè)B周?chē)?個(gè)Mg，所以其化學(xué)式為MgB2。解析：(2)從圖可看出，每個(gè)單元中，都有一個(gè)B和一個(gè)O完全屬于這個(gè)單元，剩余的2個(gè)O分別被兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2×12)＝1∶2，化學(xué)式為BO2答案：(1)MgB224．解析：n個(gè)SiO2通過(guò)共用頂點(diǎn)氧離子可形成雙鏈結(jié)構(gòu)，找出重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元，如圖：，由于是雙鏈，其中頂點(diǎn)氧占12，Si原子數(shù)為4，O原子數(shù)為4×12＋6×12＋4＋2＝11，其中Si與O的原子數(shù)之比為2∶5.5，化學(xué)式為答案：2∶5.5Si5．解析：根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，以面心Si原子為基準(zhǔn)，同一晶胞內(nèi)等距離且最近的Mg原子有4個(gè)，緊鄰晶胞還有4個(gè)Mg原子，共8個(gè)，故Si原子的配位數(shù)為8。答案：86．解析：(1)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Y位于頂點(diǎn)，原子數(shù)為18×8＝1；Ba位于棱上，原子數(shù)為14×8＝2；O原子有12個(gè)位于面上，2個(gè)位于晶胞內(nèi)，原子數(shù)為12×12＋2＝8；3個(gè)Fe原子位于晶胞內(nèi)，該晶體的化學(xué)式為YBa2Fe3O8答案：(1)YBa2Fe3O8(2)8考點(diǎn)二夯實(shí)·必備知識(shí)2．(2)③4④4突破·關(guān)鍵能力教考銜接典例解析：晶胞中含Li：8×14＋1＝3，O：2×12＝1，Cl：4×14＝1，1個(gè)晶胞的質(zhì)量為3×7+16+35.5NAg＝72.5NAg，晶胞的體積為(a×10－10cm)3＝a3×10－30cm3，則晶體的密度為72.5NAg÷(a答案：72.5NA對(duì)點(diǎn)演練1．答案：C2．解析：由Fe單質(zhì)的晶胞圖可知，晶胞中含鐵原子個(gè)數(shù)為2，晶胞的質(zhì)量為2×56NAg，晶胞體積為112d·NAcm3，則晶胞邊長(zhǎng)為3112d·NAcm，設(shè)Fe原子的半徑為r，則4r＝3×3答案：34×3112d·3．解析：立方氮化硼的硬度僅次于金剛石，晶體類(lèi)型類(lèi)似于金剛石，是共價(jià)晶體；晶胞中每個(gè)N原子連接4個(gè)B原子，氮化硼的化學(xué)式為BN，所以晶胞中每個(gè)B原子也連接4個(gè)N原子，即硼原子的配位數(shù)為4；晶胞中N原子數(shù)為4，B原子數(shù)為8×18＋6×12＝4，晶胞的質(zhì)量m＝25×4NAg，晶胞的體積V＝mρ＝100NAdcm3＝100dNAcm3，B、N原子總體積V′＝4×4πx×10-1033+4πy×10-103答案：共價(jià)44πx34．解析：(1)根據(jù)均攤法，一個(gè)六方氮化硼晶體的六元環(huán)含有一個(gè)N、一個(gè)B，50.0g六方氮化硼晶體中含有六元環(huán)的數(shù)目為50.014+11×NA＝2NA(2)由圖2可知，立方氮化硼中N的配位數(shù)為4；面心上6個(gè)N原子構(gòu)成正八面體，該正八面體的邊長(zhǎng)等于面對(duì)角線的一半，設(shè)BN晶胞邊長(zhǎng)為acm，1個(gè)晶胞中含有4個(gè)B原子，含有N原子數(shù)為8×18＋6×12＝4，則1個(gè)晶胞中含有4個(gè)BN，所以d＝4×25a3NA，解得a＝3100答案：(1)2NA(2)422×3100dN微專(zhuān)題11要點(diǎn)歸納3．(1)②(2)②(3)②(4)②典題示例典例1解析：圖中大球的個(gè)數(shù)為8×18＋1＝2，小球的個(gè)數(shù)為8×14＋2＝4，根據(jù)XeF2的原子個(gè)數(shù)比可知大球是Xe原子，小球是F原子，該晶胞中有2個(gè)XeF2分子；由A點(diǎn)坐標(biāo)知該原子位于晶胞的中心，且每個(gè)坐標(biāo)系的單位長(zhǎng)度都記為1，B點(diǎn)在棱的rc處，其坐標(biāo)為0，0，rc；圖中y是底面對(duì)角線的一半，y＝22apm，x＝c2-r答案：20，0，典例2解析：①由平面投影圖可知，晶胞中位于頂點(diǎn)和體心的鉀原子個(gè)數(shù)為8×18＋1＝2，均位于棱上和體內(nèi)的硒原子的個(gè)數(shù)為8×14＋2＝4，均位于面上的鐵原子個(gè)數(shù)為8×12＝4，該物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：，則超導(dǎo)材料最簡(jiǎn)化學(xué)式為KFe2Se2。②由平面投影圖可知，鐵原子的配位數(shù)為4。③設(shè)晶體的密度為dg·cm－3，由晶胞的質(zhì)量公式可得：2×39+56×2+79×2NAg＝abc答案：①KFe2Se2②4③2×對(duì)點(diǎn)演練1．解析：原子1的坐標(biāo)為12，12，12，則坐標(biāo)系為，原子2在晶胞底面的中心，原子2的坐標(biāo)為1答案：D2．解析：圖中原子1的坐標(biāo)為12，12，0，則坐標(biāo)系是。從晶胞內(nèi)的2、3點(diǎn)分別向x、y、z軸上作垂線，即可得出2、3兩點(diǎn)的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為答案：34，3．答案：14．解析：由晶胞示意圖可知，位于頂角的a和體心的b的坐標(biāo)參數(shù)依次為(0，0，0)、12，12，12，d位于體對(duì)角線的14處，則d的坐標(biāo)參數(shù)為34，34，14；晶胞中Cu原子的個(gè)數(shù)為4，O原子的個(gè)數(shù)為8×18＋1＝2，則化學(xué)式為Cu2O，Cu2答案：35．答案：B6．解析：(1)根據(jù)γ-AgI立方晶胞的示意圖，可以理解為有八個(gè)小立方體，銀離子在其中四個(gè)小立方體體心位置，根據(jù)從上方的俯視圖得出銀離子在每個(gè)小正方形的中心位置，即白球(空心球)表示出Ag＋的位置。答案：7．解析：(1)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)得到K有8個(gè)，有8×18＋6×12＝4，則X的化學(xué)式為K2SeBr6。(2)設(shè)X的最簡(jiǎn)式的式量為Mr，晶體密度為ρg·cm－3，設(shè)晶胞參數(shù)為anm，得到ρ＝mV＝Mrg·mol-1NAmol-1×4a×10-7cm3＝答案：(1)K2SeBr6(2)12×34M第33講反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式1.了解反應(yīng)熱、焓變的概念，知道化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。2．知道常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，能從多角度分析化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。3．了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式?？键c(diǎn)一反應(yīng)熱、焓變1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：物質(zhì)變化和能量變化。(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：質(zhì)量守恒和能量守恒。【師說(shuō)·助學(xué)】化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式有熱能、光能、電能等。2．焓變、反應(yīng)熱(1)焓(H)：用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。(2)焓變(ΔH)：ΔH＝________________，單位kJ·mol－1。(3)反應(yīng)熱：指當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定壓強(qiáng)下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所放出或吸收的熱量，通常用符號(hào)Q表示，單位kJ·mol－1。(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系：對(duì)于恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有____________。3．吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(1)常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)：①大多數(shù)分解反應(yīng)；②鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)；④碳和水蒸氣；⑤C和CO2的反應(yīng)等。放熱反應(yīng)：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應(yīng)；③大多數(shù)化合反應(yīng)；④金屬跟酸的置換反應(yīng)；⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。(2)從能量高低角度理解【師說(shuō)·助學(xué)】物質(zhì)具有的能量越低，穩(wěn)定性越強(qiáng)。(3)從化學(xué)鍵角度理解【易錯(cuò)診斷】判斷正誤，錯(cuò)誤的說(shuō)明理由。1．放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無(wú)關(guān)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．活化能越大，表明化學(xué)反應(yīng)吸收的能量越大：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘炭笺暯印康淅?[2023·新課標(biāo)卷，29(1)]根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)12N2(g)＋32H2(g)=NH3(g)的ΔH＝________kJ·mol聽(tīng)課筆記典例2[2023·湖北卷，19(1)]納米碗C40H10是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下，C40H10可以由C40H20分子經(jīng)過(guò)連續(xù)5步氫抽提和閉環(huán)脫氫反應(yīng)生成。C40H20(g)H·C40H18(g)＋H2(g)的反應(yīng)機(jī)理和能量變化如下：已知C40Hx中的碳?xì)滏I和碳碳鍵的鍵能分別為431.0kJ·mol－1和298.0kJ·mol－1，H—H鍵能為436.0kJ·mol－1。估算C40H20(g)?C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。聽(tīng)課筆記【師說(shuō)·延伸】物質(zhì)能量變化與焓變的關(guān)系：ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)。典例3[2022·浙江6月，18]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時(shí)的相對(duì)能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)=H2O2(g)計(jì)算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說(shuō)法不正確的是()A．H2的鍵能為436kJ·mol－1B．O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C．解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2D．H2O(g)＋O(g)=H2O2(g)ΔH＝－143kJ·mol－1聽(tīng)課筆記【師說(shuō)·延伸】利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱的方法(1)熟記反應(yīng)熱ΔH的計(jì)算公式ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)(2)注意特殊物質(zhì)中鍵數(shù)的判斷物質(zhì)(1mol)P4C(金剛石)石墨SiSiO2鍵數(shù)(mol)621.524【對(duì)點(diǎn)演練】考向一反應(yīng)熱與能量變化關(guān)系1．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)？________。(2)反應(yīng)的ΔH＝____________。(3)反應(yīng)的活化能為_(kāi)___________。(4)試在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。2．水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過(guò)程。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(xiě)出該步驟的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。考向二根據(jù)鍵能計(jì)算焓變3．已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為_(kāi)_______kJ。4．通常把拆開(kāi)1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)，化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，供計(jì)算使用?；瘜W(xué)鍵Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C鍵能/(kJ·mol－1)460360436431176347工業(yè)上的高純硅可通過(guò)下列反應(yīng)制取：SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH為_(kāi)___________。1mol常見(jiàn)物質(zhì)中的化學(xué)鍵物質(zhì)金剛石硅SiO2化學(xué)鍵C—CSi—SiSi—O化學(xué)鍵數(shù)/mol224考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式1.概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。2．意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化?！編熣f(shuō)·助學(xué)】2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示的意義在25℃、101kPa條件下，2molH2(g)和1molO2(g)完全反應(yīng)生成2molH2O(l)，放出571.6kJ的熱量。3．熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)【易錯(cuò)診斷】判斷正誤，錯(cuò)誤的說(shuō)明理由。1．熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)既表示分子數(shù)也表示物質(zhì)的量：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．對(duì)于SO2(g)＋12O2(g)?SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1，增大壓強(qiáng)平衡右移，放出的熱量增大，ΔH________________________________________________________________________。4．同素異形體轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式除了標(biāo)明狀態(tài)外，還要注明名稱(chēng)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【教考銜接】典例1[2021·湖南卷，16(1)]氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵NNH—HN—H鍵能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2，其熱化學(xué)方程式為：________________________________________。【思路提示】ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)。聽(tīng)課筆記典例2[2023·浙江1月，14改編]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對(duì)能量為0]。(1)歷程Ⅰ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！舅悸诽崾尽竣俑鶕?jù)圖示確定反應(yīng)物和生成物；②書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)各物質(zhì)標(biāo)注狀態(tài)；ΔH＝由生成物的相對(duì)能量－反應(yīng)物的相對(duì)能量。聽(tīng)課筆記典例3[2023·北京卷，16(2)改編]二十世紀(jì)初，工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強(qiáng)下合成尿素。CO2和NH3生成CO(NH2)2的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。聽(tīng)課筆記【師說(shuō)·延伸】書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)(1)熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，固體(s)、液體(l)、氣體(g)、水溶液(aq)，若為同素異形體，還要注明名稱(chēng)。(2)熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。如不注明，即表示在25℃和101kPa下測(cè)定。(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)為物質(zhì)的量。故化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)改變時(shí)，其ΔH也同等倍數(shù)的改變。(4)要注明ΔH的符號(hào)：“＋”代表吸熱、“－”代表放熱，以及單位：kJ·mol－1?！緦?duì)點(diǎn)演練】考向一依據(jù)反應(yīng)事實(shí)書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式1．用H2還原SiCl4蒸氣可制取純度很高的硅，當(dāng)反應(yīng)中有1mol電子轉(zhuǎn)移時(shí)吸收59kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．在1L密閉容器中，4mol氨氣在一定條件下分解生成氮?dú)夂蜌錃狻?min時(shí)反應(yīng)吸收熱量為46.1kJ，此時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)化率為25%。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________，這段時(shí)間內(nèi)v(H2)＝________________。3．將36g水蒸氣與足量單質(zhì)碳充分反應(yīng)，生成33.6gCO和一定量的氫氣，同時(shí)吸收157.2kJ熱量，寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．K2S2O8是偏氟乙烯(CH2=CF2)聚合的引發(fā)劑。偏氟乙烯由CH3—CClF2氣體脫去HCl制得，生成0.5mol偏氟乙烯氣體要吸收54kJ的熱，寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5．最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來(lái)，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状?。若?.2kgCO2與足量H2恰好完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的水和甲醇，可放出2473.5kJ的熱量，試寫(xiě)出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?？枷蚨罁?jù)能量圖像及轉(zhuǎn)化圖像書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式6．化學(xué)反應(yīng)N2＋3H2?2NH3的能量變化如圖所示(假設(shè)該反應(yīng)反應(yīng)完全)。試寫(xiě)出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成NH3(l)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。7．為了有效降低能耗，過(guò)渡金屬催化還原氮?dú)夂铣砂北徽J(rèn)為是具有巨大前景的一種合成氨方法。催化過(guò)程一般有吸附—解離—反應(yīng)—脫附等過(guò)程，圖示為N2和H2在固體催化劑表面合成氨反應(yīng)路徑的勢(shì)能面圖(部分?jǐn)?shù)據(jù)略)，其中“*”表示被催化劑吸附。氨氣的脫附是________(填“吸熱”或“放熱”)過(guò)程，合成氨的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。8．釕及其化合物在合成工業(yè)上有廣泛用途，如圖是用釕(Ru)基催化劑催化合成甲酸的過(guò)程。每生成92g液態(tài)HCOOH放出62.4kJ的熱量。根據(jù)圖示寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。溫馨提示：請(qǐng)完成課時(shí)作業(yè)33第33講反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式考點(diǎn)一夯實(shí)·必備知識(shí)2．(2)H(生成物)－H(反應(yīng)物)(4)ΔH＝Qp3．(2)<放熱>吸熱(3)吸熱放熱易錯(cuò)診斷1．錯(cuò)誤。有的放熱反應(yīng)需要加熱才能反應(yīng)，多數(shù)吸熱反應(yīng)需要加熱才能反應(yīng)。2．正確。3．正確。4．錯(cuò)誤。活化能越大，化學(xué)反應(yīng)越難進(jìn)行，但與化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的能量無(wú)關(guān)。突破·關(guān)鍵能力教考銜接典例1解析：在化學(xué)反應(yīng)中，斷開(kāi)化學(xué)鍵要消耗能量，形成化學(xué)鍵要釋放能量，反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的差，因此，由圖1數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)12N2(g)＋32H2(g)=NH3(g)的ΔH＝(473＋654－436－397－339)kJ·mol－1＝－45kJ·mol答案：－45典例2解析：由C40H20和C40H18的結(jié)構(gòu)式和反應(yīng)歷程可以看出，C40H20中斷裂了2根碳?xì)滏I，C40H18形成了1根碳碳鍵，所以C40H20(g)?C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝(431×2－298－436)kJ·mol－1＝＋128kJ·mol－1。答案：128典例3解析：由氣態(tài)時(shí)H、H2的相對(duì)能量可知，H2的鍵能為218kJ·mol－1×2＝436kJ·mol－1，A項(xiàng)正確；由表格中數(shù)據(jù)可知O2的鍵能為249kJ·mol-1×2＝498kJ·mol－1，而H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1，214kJ·mol－1×2<498kJ·mol－1，B項(xiàng)正確；HOO中解離O—O鍵所需能量為249kJ·mol-1+39kJ·mol-1－10kJ·mol－1＝278kJ·mol－1，H2O2中解離O—O鍵所需能量為214kJ·mol-1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH答案：C對(duì)點(diǎn)演練1．答案：(1)放熱反應(yīng)(2)－bkJ·mol－1(3)akJ·mol－1(4)2．解析：觀察計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，據(jù)ΔH＝生成物總能量－反應(yīng)物總能量，可知ΔH＝－0.72－0<0；該歷程中最大能壘(活化能)E正＝1.86eV－(－0.16eV)＝2.02eV，該步驟的化學(xué)方程式為COOH*＋H*＋H2O*=COOH*＋2H*＋OH*或H2O*=H*＋OH*。答案：小于2.02COOH*＋H*＋H2O*=COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*=H*＋OH*)3．解析：形成1molH2(g)和1molI2(g)共放出436kJ＋151kJ＝587kJ能量，設(shè)斷裂2molHI(g)中化學(xué)鍵吸收2akJ能量，則有2a－587＝11，得a＝299。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11kJ·mol－1＋436kJ·mol－1＋151kJ·mol－1＝598kJ·mol－1，則E(H—I)＝299kJ·mol－1。]答案：2994．解析：SiCl4、H2和HCl分子中共價(jià)鍵的數(shù)目容易計(jì)算，而產(chǎn)物硅屬于共價(jià)晶體，可根據(jù)共價(jià)晶體的結(jié)構(gòu)計(jì)算晶體硅中的共價(jià)鍵的數(shù)目。1mol晶體硅中所含的Si—Si鍵為2mol，即制取高純硅反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝4×360kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－(2×176kJ·mol－1＋4×431kJ·mol－1)＝＋236kJ·mol－1。答案：＋236kJ·mol－1考點(diǎn)二夯實(shí)·必備知識(shí)易錯(cuò)診斷1．錯(cuò)誤。熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量。2．錯(cuò)誤。焓變的單位錯(cuò)誤，應(yīng)該為kJ·mol－1。3．錯(cuò)誤。ΔH應(yīng)不變，對(duì)于SO2(g)＋12O2(g)?SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1，ΔH是指1molSO24．正確。突破·關(guān)鍵能力教考銜接典例1解析：2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)，ΔH＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝＋90.8kJ·mol－1。答案：2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋90.8kJ·mol－1典例2解析：活化能越低，反應(yīng)速率越快，由圖像可知，歷程Ⅱ中第二步反應(yīng)的活化能最低，所以速率最快。答案：(1)O3(g)＋O(g)=2O2(g)ΔH＝(E6－E3)kJ·mol－1(2)ClO(g)＋O