高考化学考点解读+命题热点突破专题08化学反应与能量

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺专题08 化学反应与能量【考向解读】 1能说明化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2了解化学能与热能的相互转化及了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。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。能源问题已成为全球性的热点问题，这几年高考中该类试题的数目呈上升趋势，考查的内容不断拓展，难度有所提高，过去以考查热化学方程式的书写、燃烧热、中和热等概念及热量计算为主，近两年对化学键与能量的关系、盖斯定律进行了不同程度的考查。反应热是近几年高考的重点考查内容之一，考查的内容主要有：热化学方程式的书写及正误判断；比较反应热的大小；有关反应热的简单计算；化学键键能与反应热、反应热与能源的综合考查。由于能源问题已成为社会热点，从能源问题切入，从不同的角度设问，结合新能源的开发，把反应热与能源结合起来进行考查，将是今后命题的方向。【命题热点突破一】反应热及反应热大小比较1反应热的本质(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键生成放出的热量的差值，在图51中：a表示断裂旧化学键吸收的热量； b表示新化学键生成放出的热量； c表示反应热。(2)从宏观的角度说，是反应物自身的能量与生成物的能量差值，在图51中： a表示活化能； b表示活化分子结合成生成物所释放的能量； c表示反应热。2比较反应热大小的方法(1)根据反应物和生成物的聚集状态比较物质由固态变成液态，由液态变成气态，都必定吸收热量；而由液态变成固态，由气态变成液态，或由气态直接变成固态，则放出热量。因此在进行反应热计算或大小比较时，应特别注意各反应物或生成物的状态，存在同素异形体的要注明其同素异形体的名称。(2)根据热化学方程式中化学计量数比较热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示各反应物和生成物的物质的量，可以是分数。当化学计量数发生变化(如加倍或减半)时，反应热也要随之变化。互为可逆反应的热化学反应，其反应热数值相等，符号相反。(3)根据反应物和生成物的性质比较对互为同素异形体的单质来说，由不稳定状态单质转化为稳定状态的单质要放出能量，因为能量越低越稳定；对于同一主族的不同元素的单质来说，与同一物质反应时，生成物越稳定或反应越易进行，放出的热量越多；而有些物质，在溶于水时吸收热量或放出热量，在计算总反应热时，不要忽视这部分热量。(4)根据反应进行的程度比较对于分几步进行的反应来说，反应进行得越彻底，其热效应越大。如果是放热反应，放出的热量越多；如果是吸热反应，吸收的热量越多。如等量的碳燃烧生成一氧化碳放出的热量少于生成二氧化碳时放出的热量。对于可逆反应来说，反应进行的程度越大，反应物的转化率越高，吸收或放出的热量也越多。例1、【2016年高考海南卷】由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）A由反应的H=E5E2B由反应的H0C降低压强有利于提高Y的产率D升高温度有利于提高Z的产率【答案】BC【解析】根据化学反应的实质，由反应的H=E3E2，A错误；由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由反应的H0，B正确；根据化学反应2X(g)3Y(g)，该反应是气体分子数增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，C正确；由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，D错误。【变式探究】已知热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1483.6 kJ/mol则对于热化学方程式：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2下列说法正确的是()A热化学方程式中化学计量数表示分子个数B该反应的H2483.6 kJ/molC|H2|H1|【答案】D【命题热点突破二】热化学方程式的书写及正误判断 1热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。2把握热化学方程式书写中的易错点，明确命题者在该知识点考查中的设错方式，有利于我们快速、准确地判断热化学方程式的正误。故意漏写物质的聚集状态；忽视反应热H的正负号；错写或漏写H的单位；化学计量数与H不相匹配，化学计量数加倍，而H没有加倍等。【特别提示】 对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。如S(s，单斜)O2(g)=SO2(g)H1297.16 kJmol1S(s，正交)O2(g)=SO2(g)H2296.83 kJmol1S(s，单斜)S(s，正交)H30.33 kJmol1例2.下列热化学方程式或离子方程式中，正确的是()A甲烷的标准燃烧热为890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJmol1B500 、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为：N2(g)3H2(g) 2NH3(g) ； H38.6 kJmol1C氯化镁溶液与氨水反应：Mg22OH=Mg(OH)2D氧化铝溶于NaOH溶液：Al2O32OH=2AlOH2O【答案】D 【点评】 本题考查的主要内容是化学用语。化学用语的教学是化学学科技术规范，强调准确性，强调正确理解与应用。特别重视热化学方程式的计量数与反应热的对应关系，重视离子方程式的拆与不拆的问题。本题易忽视可逆反应不能进行彻底而错选B。【变式探究】下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()A已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1，则氢气的燃烧热为241.8 kJmol1B已知C(石墨，s)C(金刚石，s)；H0，则石墨比金刚石稳定C已知NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1，则20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量D已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H12C(s)O2(g)=2CO(g)H2则H1H2【答案】B【命题热点突破三】盖斯定律及反应热的有关计算1.盖斯定律的图示H1H2H3H42热化学方程式的叠加法求热化学方程式中的焓变首先观察已知的热化学方程式与目标热化学方程式的差异：若目标热化学方程式中的某种反应物在某个已知热化学方程式中作生成物(或目标方程式中的某种生成物在某个已知热化学方程式中作反应物)，可把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒，相应的H改变符号；将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致。热化学方程式中的H也进行相应的换算；将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的H也进行叠加。例3. 【2016年高考新课标卷】（节选）煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的有点是_。已知下列反应：SO2(g)+2OH (aq) =SO32 (aq)+H2O(l) H1ClO (aq)+SO32 (aq) =SO42 (aq)+Cl (aq) H2CaSO4(s) =Ca2+（aq）+SO42（aq） H3则反应SO2(g)+ Ca2+（aq）+ ClO (aq) +2OH (aq) = CaSO4(s) +H2O(l) +Cl (aq)的H=_。【答案】（4）生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行H1H2H3【解析】（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。 形成CaSO4沉淀，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高，所以Ca（ClO）2效果好。【点评】 应用盖斯定律进行简单计算时注意：(1)反应式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“”、“”符号，即把H看作一个整体进行运算。(2)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把H看作一个整体。(3)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热，反之会放热。【变式探究】科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热H分别为285.8 kJmol1、283.0 kJmol1和726.5 kJmol1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是_kJ；(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_；(3)在容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如图53所示(注：T1、T2均大于300 )；下列说法正确的是_(填序号) 温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH) molL1min1 该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 该反应为放热反应 处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大【答案】(1)2858(2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H443.5 kJmol1(3)(4)1(5)CH3OHH2O=CO26H6eO26H6e=3H2O96.6%【高考真题解读】1【2016年高考海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8104kJ。油酸甘油酯的燃烧热H为（ ）A3.8104kJmol-1 B3.8104kJmol-1C3.4104kJmol-1 D3.4104kJmol-1【答案】D2【2016年高考海南卷】由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）A由反应的H=E5E2B由反应的H0C降低压强有利于提高Y的产率D升高温度有利于提高Z的产率【答案】BC【解析】根据化学反应的实质，由反应的H=E3E2，A错误；由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由反应的H”、“0C加热0.1 molL1 Na2CO3溶液，CO的水解程度和溶液的pH均增大D对于乙酸与乙醇的酯化反应(H0)，加入少量浓硫酸并加热，该反应的反应速率和平衡常数均增大【解析】A项，若在海轮外壳上附着一些铜块，则Fe、Cu和海水构成原电池，海轮外壳腐蚀更快，A项错误；B项，该反应是熵减的反应，S0，要在常温下自发进行，则HH3 BH1H3【答案】B5(2014江苏化学，10，2分)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10，H30，H40CH1H2H3 DH3H4H5【解析】根据反应的热效应可知：H10、H30、H40，故A、B不正确；根据盖斯定律可得H1H2H3，H3H4H5，C项正确，D项错误。【答案】C6(2014重庆理综，6，6分)已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)Ha kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H220 kJmol1HH、O=O和OH键的键能分别为436、496和462 kJmol1，则a为()A332 B118C350 D130【答案】D7在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()AH4(H1H23H3)BH4(3H3H1H2)CH4(H1H23H3)DH4(H1H23H3)【解析】式中含有S2(g)、式中含有S(g)，根据盖斯定律可知，2得2S(g)SO2(g)H2O(g)=H2S(g)S2(g)O2(g)，然后再加得2S(g)=S2(g)，所以H4H2H1H32。【答案】A8已知下列反应的热化学方程式：6C(s)5H2(g)3N2(g)9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)H12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2C(s)O2(g)=CO2(g)H3则反应4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H2O(g)O2(g)6N2(g)的H为()A12H35H22H1 B2H15H212H3C12H35H22H1 DH15H212H3【解析】设三个热化学方程式依次是、，根据盖斯定律，1252得：4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H2O(g)O2(g)6N2(g)H12H35H22H1。【答案】A9氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。已知25 时：HF(aq)OH(aq)=F(aq)H2O(l) H67.7 kJmol1H(aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol1在20 mL 0.1 molL1氢氟酸中加入V mL 0.1 molL1 NaOH溶液。下列有关说法正确的是()A氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为：HF(aq)F(aq)H(aq)H10.4 kJmol1B当V20时，溶液中：c(OH)c(HF)c(H)C当V20时，溶液中：c(F)c(Na)0.1 molL1D当V0时，溶液中一定存在：c(Na)c(F)c(OH)c(H)【答案】B10下列说法不正确的是()A已知冰的熔化热为6.0 kJmol1，冰中氢键键能为20 kJmol1。假设每摩尔冰中有2 mol氢键，且熔化热完全用于打破冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键B已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为，Ka。若加入少量CH3COONa固体，则电离平衡CH3COOHCH3COOH向左移动，减小，Ka变小C实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 kJmol1、3 747 kJmol1和3 265 kJmol1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键D已知：Fe2O3(s)3C(石墨)=2Fe(s)3CO(g)H489.0 kJmo