高考复习方案（全国卷）2017版高考化学一轮复习 第六单元 化学反应与能量教学案（无答案）新人教版.doc

第六单元第22讲化学能与热能考纲要求 1.了解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。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。考点一焓变与反应热知识归纳1反应热反应热是化学反应中_的热量。恒压条件下的反应热，称之为焓变，符号为_，单位为_。2吸热反应与放热反应(1)化学反应中的能量变化图6221a表示断裂旧化学键_的热量，也可以表示反应的_。b表示生成新化学键_的热量，也可以表示活化分子结合成生成物所_的能量。图中c表示反应的反应热，可通过计算焓变值求得反应热：a从物质所具有的焓角度分析，焓变(h)为生成物的焓与反应物的焓之差：hh(_)h(_)。b从化学键角度分析，焓变为反应物的键能和与生成物的键能和之差：he(_)e(_)_(用图中符号填空)。(2)常见放热反应和吸热反应常见的放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属与酸的置换反应；物质的缓慢氧化。常见的吸热反应：大多数分解反应；盐的水解和弱电解质的电离；ba(oh)28h2o与nh4cl反应；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),2co(g)h0，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h不同()(6)可逆反应的h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abc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6222a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dac反应中he1e22 (1)2015全国卷 已知反应2hi(g)=h2(g)i2(g)的h11 kjmol1，1 mol h2(g)、1 mol i2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kj、151 kj的能量，则1 mol hi(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1 mol n2，其h_kjmol1。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chccc=chh键能/(kjmol1)412348612436计算上述反应的h_kjmol1。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(h)”表示反应热时，h0表示吸热，h57.3 kjmol1。3中和反应反应热的测定(1)装置图6226(2)50 ml 0.55 mol/l的naoh溶液和50 ml 0.50 mol/l的稀盐酸混合反应。(3)计算公式：h_kjmol1t1起始温度，t2终止温度(反应过程最高温度)提醒 碎泡沫塑料和塑料板的作用是_。为保证酸完全被naoh中和，采取的措施是_。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 判断思考1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(g)h1 367.0 kj/mol(燃烧热)()(2)根据2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571 kjmol1可知氢气的燃烧热为571 kjmol1()(3)1 mol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h57.3 kjmol1()(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？典型例题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，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成17.6 g硫化亚铁时，放出19.12 kj热量。则fe(s)s(s)=fes(s)h95.6 kjmol1b稀醋酸与0.1 moll1 naoh溶液反应：h(aq)oh(aq)h2o(l)h57.3 kjmol1c已知1 mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5 kj，则水分解的热化学方程式为2h2o(l)=2h2(g)o2(g)h285.5 kjmol1d已知2c(s)o2(g)2co(g)h221 kjmol1，则c的燃烧热h110.5 kjmol16 某实验小组用0.50 moll1 naoh溶液和0.50 moll1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1 mol h2o(l)时的反应热为57.3 kjmol1：_。(2)取50 ml naoh溶液和30 ml硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。请填写下表中的空白：近似认为0.50 moll1 naoh溶液和0.50 moll1硫酸溶液的密度都是1.0 gml1，中和后生成溶液的比热容c4.18 j/(g)。则生成1 mol h2o(l)时的反应热h_(取小数点后一位)。上述实验数值结果与57.3 kjmol1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(0.10.5 moll1)。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。 变式训练12015海南卷 已知丙烷的燃烧热h2215 kjmol1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为() a55 kj b220 kjc550 kj d1108 kj2下列说法正确的是()ac(s)o2(g)=co2(g)h0，则12 g c和32 g o2具有的能量高于44 g co2具有的能量b已知2c(s)o2(g)=2co(g)h221 kjmol1，则c的燃烧热为110.5kj/molc1 mol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h57.3 kjmol1，故将含0.5 mol h2so4的浓h2so4与含1 mol naoh的naoh溶液混合，放出的热量为57.3 kj考点四盖斯定律反应热的计算知识归纳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h、h1、h2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),co2(g)h1c(s)o2(g),co(g)h2可由上述方程式：_，得2co(g)o2(g),2co2(g)h_。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)h的符号：比较反应热的大小时，不要只比较h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h越小，吸热反应的h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。 判断思考1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(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)h1；c(s)h2o(g),=h2(g)co(g)h2；h2(g)o2(g),=h2o(g)h3；co(g)o2(g),=co2(g)h4，则h1h2h3h4() (3)hh、o=o和oh键的键能分别为436 kjmol1、496 kjmol1和462 kjmol1，则反应h2o2=h2o 的h916 kj/mol()(4)由h2(g)o2(g),h2o(g)ha kj/mol可知，1 g h2燃烧生成h2o(g)放出的热量为a kj()(5)h2(g)o2(g)=h2o(g)h1和h2o(g)=h2(g)o2(g)h2中的h1h2()(6)已知相同条件下2so2(g)o2(g)2so3(g)h1，反应2so2(s)o2(g)2so3(g)h2，则h1h2()(7)c(石墨，s)=c(金刚石，s)h0，说明石墨比金刚石稳定()2已知：i2(g)h2(g)2hi(g)h9.48 kjmol1i2(g)i2(s)h35.96 kjmol1则i2(s)h2(g)2hi(g)的h_。典型例题72014新课标全国卷 室温下，将1 mol的cuso45h2o(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为h1，将1 mol的cuso4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为h2；cuso45h2o受热分解的化学方程式为cuso45h2o(s)cuso4(s)5h2o(l)，热效应为h3，则下列判断正确的是()ah2h3bh1h3ch1h3h2 dh1h2h38 (1)2015全国卷 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：co(g)2h2(g)ch3oh(g)h1co2(g)3h2(g)ch3oh(g)h2o(g)h2co2(g)h2(g)co(g)h2o(g)h3已知反应中相关的化学键键能数据如下：化学键hhcocohoche/(kjmol1)4363431076465413由此计算h1_kjmol1；已知h258 kjmol1，则h3_kjmol1。(2)2015福建卷 已知：al2o3(s)3c(s)=2al(s)3co(g)h11 344.1 kjmol12alcl3(g)=2al(s)3cl2(g)h21 169.2 kjmol1由al2o3、c和cl2反应生成alcl3的热化学方程式为_。(3)2015 四川卷 已知25 ，101 kpa时：4fe(s)3o2(g)=2fe2o3(s)h1648 kj/molc(s)o2(g)=co2(g)h393 kj/mol2fe(s)2c(s)3o2(g)=2feco3(s)h1480 kj/molfeco3在空气中加热反应生成fe2o3的热化学方程式是_。(4)2014新课标全国卷 已知：甲醇的脱水反应2ch3oh(g)=ch3och3(g)h2o(g)h123.9 kjmol1甲醇制烯烃的反应2ch3oh(g)=c2h4(g)2h2o(g)h229.1 kjmol1乙醇的异构化反应c2h5oh(g)=ch3och3(g)h350.7 kjmol1则乙烯气相直接水合反应c2h4(g)h2o(g)=c2h5oh(g)的h_kjmol1。叠加法求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：(1)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(或目标热化学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。(2)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也要进行相应的换算。(3)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。以上可概括为找目标看来源变方向调系数相叠加得答案。 变式训练12015重庆卷 黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：s(s)2kno3(s)3c(s)=k2s(s)n2(g)3co2(g)hx kjmol1已知：碳的燃烧热h1a kjmol1 s(s)2k(s)=k2s(s)h2b kjmol12k(s)n2(g)3o2(g)=2kno3(s)h3c kjmol1则x为()a3abc bc3abcabc dcab2(1)在25 、101 kpa下，1 g甲烷燃烧生成co2和液态水时放热55.6 kj。则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为_。(2)下表中的数据表示破坏1 mol相应化学键需消耗的能量(即键能，单位为kjmol1)：化学键chcfhfff键能414489565158根据键能数据计算以下反应的反应热h：ch4(g)4f2(g)=cf4(g)4hf(g)h_。(3)发射卫星用n2h4气体为燃料，no2气体为氧化剂，两者反应生成n2和水蒸气，已知：n2(g)2o2(g)=2no2(g)h167.7 kjmol1；2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h2484 kjmol1；n2h4(g)o2(g)=n2(g)2h2o(g)h3534 kjmol1；h2o(l)=h2o(g)h444.0 kjmol1。写出n2h4气体与no2气体反应生成氮气和液态水的热化学方程式：_。(4)将煤转化为水煤气的主要化学反应为ch2o(g)coh2；c(s)、co(g)和h2(g)完全燃烧的热化学方程式为：c(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(g)h242.0 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h283.0 kjmol1根据以上数据，写出c(s)与水蒸气反应的热化学方程式：_。1反应abc(h0)分两步进行：abx(h0)，xc(h0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()图62282下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()a若2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h483.6 kjmol1，则h2燃烧热为241.8 kjmol1b若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)h1；2c(s)o2(g)=2co(g)h2，则h1h23已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kj，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是()a2c2h2(g)5o2(g)4co2(g)2h2o(l)h4b kj/molbc2h2(g)o2(g)2co2(g)h2o(l)h2b kj/molc2c2h2(g)5o2(g)4co2(g)2h2o(l)h2b kj/mold2c2h2(g)5o2(g)4co2(g)2h2o(l)hb kj/mol4(1)2015广东卷 用o2将hcl转化为cl2，可提高效益，减少污染。传统上该转化通过如图6229所示的催化循环实现。图6229其中，反应为2hcl(g)cuo(s)h2o(g)cucl2(s)h1反应生成1 mol cl2(g)的反应热为h2，则总反应的热化学方程式为_(反应热用h1和h2表示)。(2)2015江苏卷 烟气(主要污染物so2、nox)经o3预处理后用caso3水悬浮液吸收，可减少烟气中so2、nox的含量。o3氧化烟气中so2、nox的主要反应的热化学方程式为no(g)o3(g)=no2(g)o2(g)h200.9 kjmol1no(g)o2(g)=no2(g)h58.2 kjmol1so2(g)o3(g)=so3(g)o2(g)h241.6 kjmol1反应3no(g)o3(g)=3no2(g)的h_kjmol1。(3)2015山东卷 贮氢合金thni5可催化由co、h2合成ch4的反应。温度为t时，该反应的热化学方程式为_。已知温度为t时：ch4(g)2h2o(g)=co2(g)4h2(g)h165 kjmol1co(g)h2o(g)=co2(g)h2(g)h41 kjmol1第23讲原电池化学电源考纲要求 1.了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2了解常见化学电源的种类及其工作原理。考点一原电池的工作原理及其应用知识归纳1原电池概念及其形成条件(1)概念：把_能转化为_的装置。(2)原电池构成条件：有两个_的电极(常见为金属或石墨)；将电极插入到_中；两电极间构成_(两电极接触或用导线连接)；能自发发生氧化还原反应。2工作原理(以铜锌原电池为例)原电池带盐桥的原电池装置图电极材料负极：_正极_电极反应负极：_正极：_反应类型负极：_正极：_电子流向离子移向外电路中，电子由_沿导线方向流向_，电解质溶液中阳离子移向_，阴离子移向_电池反应方程式_不同点zn在cuso4溶液中直接接触cu2，会有一部分zn与cu2直接反应，该装置中既有化学能和电能的转化，又有一部分化学能转化成了热能，装置的温度会升高zn和cuso4溶液在两个池子中，zn与cu2不直接接触，不存在zn与cu2直接反应的过程，所以仅是化学能转化成了电能，电流稳定，且持续时间长3原电池原理的四大应用(1)比较金属的活动性强弱原电池中，_一般是活动性较强的金属，_一般是活动性较弱的金属(或非金属)。(2)加快化学反应速率氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。(3)用于金属的防护将需要保护的金属制品作原电池的_而受到保护。如要保护一个铁质的输水管道不被腐蚀，可用导线将其与一块_相连，_作原电池的负极。(4)设计原电池将氧化还原反应分成两个半反应；根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。a电极材料的选择：选择活泼性较强的金属作为原电池的_；活泼性较弱的金属或非金属作为_。b电解质溶液的选择：电解质溶液能与_发生反应。如果两个半反应在两个容器中进行(中间连接盐桥)，则每个容器中的电解质溶液的阳离子与电极材料相同。按要求画出原电池装置示意图，如根据cu2ag,cu22ag设计电池：图6231【判断思考】 1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)在原电池中，发生氧化反应的一极是负极()(2)在原电池中，负极材料的活泼性一定比正极材料强()(3)在原电池中，正极本身一定不参与电极反应，负极本身一定要发生氧化反应()(4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长()(5)任何氧化还原反应均可设计成原电池()(6)放热反应通过一定的装置可以将化学能变为电能，构成原电池()(7)原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动，盐桥中的阳离子向正极移动()(8)原电池放电时，电流方向为电池的负极正极()2两个半电池构成的原电池中，盐桥的作用是什么？典型例题1 2015全国卷 微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图6232所示。下列有关微生物电池的说法错误的是()图6232a正极反应中有co2生成b微生物促进了反应中电子的转移c质子通过交换膜从负极区移向正极区d电池总反应为c6h12o66o2=6co26h2o图62332 如图6233是某同学设计的原电池装置，下列叙述中正确的是()a电极上发生还原反应，作原电池的负极b电极的电极反应式为cu22e=cuc该原电池的总反应为2fe3cu=cu22fe2d盐桥中装有含氯化钾的琼脂，其作用是传递电子原电池电极反应式的书写步骤和方法 变式训练1图6234为某原电池的结构示意图，下列说法中不正确的是()图6234a原电池工作时的总反应为zncu2=zn2cu，该反应一定为放热反应b原电池工作时，zn电极失去电子，发生氧化反应c原电池工作时，铜电极上发生氧化反应，cuso4溶液蓝色变深d如果将cu电极改为fe电极，zn电极依然作负极22014新课标全国卷 2013年3月我国科学家报道了如图6235所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是()图6235aa为电池的正极b电池充电反应为limn2o4=li1xmn2o4xlic放电时，a极锂的化合价发生变化d放电时，溶液中li从b向a迁移原电池正、负极的判断方法考点二化学电源的种类及工作原理知识归纳1一次电池碱性锌锰干电池负极材料：_电极反应：_正极材料：_电极反应： _总反应： _锌银电池负极材料：_，电极反应：_正极材料：_，电极反应：_总反应：_2.二次电池铅蓄电池是最常见的二次电池，总反应为pb(s)pbo2(s)2h2so4(aq)2pbso4(s)2h2o(l) 3燃料电池(1)总反应式的书写：燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，燃烧反应方程式即为燃料电池的总反应方程式，但不同电解质中反应终产物不同。(2)正极反应式的书写：正极反应的本质都是o2放电得电子生成o2，电解质溶液酸碱性不同，电极反应式不同。酸性电解质溶液环境下正极反应式：_。碱性电解质溶液环境下正极反应式：_。固体电解质(高温下能传导o2)环境下正极反应式：_。熔融碳酸盐(如：熔融k2co3)环境下正极反应式：_。(3)负极反应式的书写：在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。 判断思考1判断正误(正确的划“”，错误的划“”)(1)铅蓄电池放电时，正极与负极质量均增加()(2)手机、电脑中使用的锂电池属于一次电池()(3)若使反应fe2fe3,3fe2以原电池方式进行，可用锌铁作电极材料()(4)碱性锌锰干电池是一次电池，其中mno2是催化剂，可使锌锰干电池的比能量高、可储存时间长()(5)燃料电池工作时燃料在电池中燃烧，然后热能转化为电能()(6)氢氧燃料电池在碱性电解质溶液中负极反应为2h24e=4h，o24e2h2o=4oh()2氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种，完成下列电极反应式。酸性碱性负极反应式_正极反应式_电池总反应式2h2o22h2o(1)氢氧燃料电池以koh溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的ph_。(填“减小”“增大”或“不变”，下同)(2)氢氧燃料电池以h2so4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将_，溶液的ph_。典型例题32015江苏卷 一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图6236。下列有关该电池的说法正确的是()图6236a反应ch4h2o3h2co，每消耗1 mol ch4转移12 mol电子b电极a上h2参与的电极反应：h22oh2e=2h2oc电池工作时，co向电极b移动d电极b上发生的电极反应：o22co24e=2co4 (1)2015全国卷 酸性锌锰干电池是一种一次性电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是由碳粉、mno2、zncl2和nh4cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生mnooh。该电池的正极反应式为_，电池反应的离子方程式为_。维持电流强度为0.5 a，电池