【步步高】高考化学大一轮复习 第6章 第1讲 化学反应中的热效应配套文档（含解析）鲁科版(1).doc

第1讲化学反应中的热效应考纲要求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1化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。2焓变、反应热(1)定义：在恒压条件下进行的反应的热效应。(2)符号：h。(3)单位：kjmol1或kj/mol。3吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟酸的置换反应；物质的缓慢氧化。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；碳和水蒸气、c和co2的反应。深度思考1同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？答案在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。2判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应()(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化()(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()(4)吸热反应在任何条件都不能发生()(5)na转化为na时，吸收的能量就是该过程的反应热()(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热()(7)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()(8)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()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)(8)解析(5)(6)是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。(7)焓变与反应条件无关。题组一概念辨析1下列关于能量的变化及反应热的说法中正确是()a任何化学反应都有反应热b有些化学键断裂时吸收能量，有些化学键断裂时放出能量c新化学键的形成不一定放出能量d有热量变化的反应一定有化学键的断裂与形成答案a2某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是()a反应过程可表示为 be1为反应物的平均能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能c正反应的热效应he1e20，所以正反应为放热反应d此图中逆反应的热效应he1e20，所以逆反应为放热反应答案d解析该图表示的正反应放热，h为负值，逆反应吸热，h为正值，d错误。练后反思正确理解活化能与反应热的关系(1)e1为正反应活化能，e2为逆反应活化能，he1e2；(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。题组二反应热大小的比较3下列各组热化学方程式中，化学反应的h前者大于后者的是()c(s)o2(g)=co2(g)h1c(s)o2(g)=co(g)h2s(s)o2(g)=so2(g)h3s(g)o2(g)=so2(g)h4h2(g)o2(g)=h2o(l)h52h2(g)o2(g)=2h2o(l)h6caco3(s)=cao(s)co2(g)h7caco(s)h2o(l)=ca(oh)2(s)h8a bc d答案c解析中前者为完全燃烧，后者为不完全燃烧，热效应是前者大于后者，但h1、h2均为负数，故数值h1h4；中方程式计量数不同，h62h5，但h5、h6均为负数，故h5h6；中前者为吸热反应，h7为正数，后者为放热反应，h8为负数。正确。归纳总结比较反应热大小的注意事项1反应物和生成物的状态物质的气、液、固态的变化与反应热的关系2h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。3参加反应的物质的量：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。考点二热化学方程式1概念表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如：2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kj的热量。3书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kpa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位：h应包括“”或“”、数字和单位(kjmol1)。(4)注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(h与化学计量数相对应)(5)区别于普通方程式：一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与h相对应，如果化学计量数加倍，则h也要加倍。深度思考依据对可逆反应的反应热的理解，思考回答下列问题：1已知2so2(g)o2(g)2so3(g)h196.64 kjmol1，则so2(g)o2(g)so3(g)的焓变h198.32_kjmol1。2若在一定条件下，向某密闭容器中充入2 mol so2,1 mol o2充分反应，达平衡时放出的热量为q1 kj，则q1”、“0，为吸热反应，故可排除a项和c项。反应的h0，为放热反应，b项错误，故选d。各省市高考题调研1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)催化剂能改变反应的焓变()(2012江苏，4b)(2)催化剂能降低反应的活化能()(2012江苏，4c)(3)利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学方法()(2012浙江理综，7a)(4)化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律()(2011浙江理综，7a)(5)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()(2011浙江理综，12c)(6)已知：fe2o3(s)3c(石墨)=2fe(s)3co(g)h489.0 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h283.0 kjmol1c(石墨)o2(g)=co2(g)h393.5 kjmol1则4fe(s)3o2(g)=2fe2o3(s)h1 641.0 kjmol1()(2011浙江理综，12d)(7)开发核能、太阳能等新能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放()(2010浙江理综，7b)(8)500 、300 mpa下，将0.5 mol n2和1.5 mol h2置于密闭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)h38.6kjmol1()(2010浙江理综，12b)(9)使用太阳能热水器、沼气的利用、玉米制乙醇都涉及到生物质能的利用()(2009浙江理综，7c)(10)石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料()(2009浙江理综，7d)答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)(8)(9)(10)解析(3)利用太阳能分解水制氢，氢气是清洁能源，符合绿色化学要求。(4)化学变化遵循能量和质量守恒。(5)由盖斯定律，根据环己烷和环己烯的燃烧热，则1 mol 环己烷失去2 mol h即1 mol h2燃烧的反应热之和为3 916 kjmol13 747 kjmol1169 kjmol1；根据环己烷和苯的燃烧热，则1 mol 环己烷失去6 mol h即3 mol h2燃烧的反应热之和为3 916 kjmol13 265 kjmol1651 kjmol1，若苯分子中存在独立的碳碳双键，则两处的反应热之比为13；而显然二者的反应热之比不为13，说明苯分子中不存在独立的碳碳双键。(6)运用盖斯定律，将第三个反应6第一个反应2第二个反应6，可得目标反应，则h393.5 kjmol16489.0 kjmol12(283.0 kjmol1)61 641.0 kjmol1。(7)无磷洗涤剂与碳的排放不相关。(8)合成氨反应为可逆反应，并不能完全转化。(9)太阳能热水器的使用不属于生物质能的利用。(10)植物油不属于化石燃料。2(2013重庆理综，6)已知：p4(g)6cl2(g)=4pcl3(g)，ha kjmol1，p4(g)10cl2(g)=4pcl5(g)hb kjmol1，p4具有正四面体结构，pcl5中pcl键的键能为c kjmol1，pcl3中pcl键的键能为1.2c kjmol1。下列叙述正确的是()app键的键能大于pcl键的键能b可求cl2(g)pcl3(g)=pcl5(s)的反应热hcclcl键的键能 kjmol1dpp键的键能为 kjmol1答案c解析a项，由于氯原子半径小于磷原子半径，所以pp键的键能应小于pcl键的键能，错误；b项，由于不知pcl5(g)=pcl5(s)对应的h，所以无法根据盖斯定律求得该反应的h，错误；c项，p4(g)10cl2(g)=4pcl5(g)hb kjmol1p4(g)6cl2(g)=4pcl3(g)ha kjmol1得cl2(g)pcl3(g)=pcl5(g)h kjmol1eclcl31.2c kjmol15c kjmol1 kjmol1eclcl kjmol1，正确；d项，根据p4(g)10cl2(g)=4pcl5(g)hb kjmol1得6epp10 kjmol145c kjmol1b kjmol1epp kjmol1，错误。3(2013福建理综，11)某科学家利用二氧化铈(ceo2)在太阳能作用下将h2o、co2转变为h2、co。其过程如下：mceo2(mx)ceo2xcexo2(mx)ceo2xcexh2oxco2mceo2xh2xco下列说法不正确的是()a该过程中ceo2没有消耗b该过程实现了太阳能向化学能的转化c右图中h1h2h3d以co和o2构成的碱性燃料电池的负极反应式为co4oh2e=co2h2o答案c解析抓住盖斯定律的含义(反应的焓变与途径无关，只与始态和终态有关)解题。a项根据题干中已知的两个反应可以看出，ceo2在反应前后没有变化，ceo2应是水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳的催化剂；b项在太阳能的作用下，水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，太阳能转化为化学能；c项根据盖斯定律可知h1h2h3；d项以一氧化碳和氧气构成的碱性燃料电池，负极应为一氧化碳失电子，在碱性条件下一氧化碳应变为碳酸根离子，结合选项中所给的电极反应式，再根据电荷守恒、得失电子守恒则可判断其正确。4(2012重庆理综，12)肼(h2nnh2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如下图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kj)：nn为942、o=o为500、nn为154，则断裂1 mol nh键所需的能量(kj)是()a194 b391 c516 d658答案b解析由题图可知h3(h2h1)2 752 kjmol1(534 kjmol1)2 218 kjmol1，断裂1 mol nh键所需能量(2 218 kj500 kj154 kj)391 kj。5(2013高考试题组合)完成下列小题。(1)2013江苏，20(1)白磷(p4)可由ca3(po4)2、焦炭和sio2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：2ca3(po4)2(s)10c(s)=6cao(s)p4(s)10co(g)h13 359.26 kjmol1cao(s)sio2(s)=casio3(s)h289.61 kjmol12ca3(po4)2(s)6sio2(s)10c(s)=6casio3(s)p4(s)10co(g)h3则h3_kjmol1。(2)2013四川理综，11(5)节选焙烧产生的so2可用于制硫酸。已知25 、101 kpa时：2so2(g)o2(g)2so3(g)h1197 kjmol1；h2o(g)=h2o(l)h244 kjmol1；2so2(g)o2(g)2h2o(g)=2h2so4(l)h3545 kjmol1。则so3(g)与h2o(l)反应的热化学方程式是_。(3)2013浙江理综，27(1)捕碳技术(主要指捕获co2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前nh3和(nh4)2co3已经被用作工业捕碳剂，它们与co2可发生如下可逆反应：反应：2nh3(l)h2o(l)co2(g)(nh4)2co3(aq)h1反应：nh3(l)h2o(l)co2(g)nh4hco3(aq)h2反应：(nh4)2co3(aq)h2o(l)co2(g)2nh4hco3(aq)h3h3与h1、h2之间的关系是：h3_。(4)2013天津理综，10(2)为减少so2的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。已知：h2(g)o2(g)=h2o(g)h241.8 kjmol1c(s)o2(g)=co(g)h110.5 kjmol1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：_。(5)2013北京理综，26(2)汽车发动机工作时会引发n2和o2反应，其能量变化示意图如下：写出该反应的热化学方程式：_。答案(1)2 821.6(2)so3(g)h2o(l)=h2so4(l)h130 kjmol1(3)2h2h1(4)c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h131.3 kjmol1(5)n2(g)o2(g)=2no(g)h183 kjmol1解析(1)2ca3(po4)2(s)10c(s)=6cao(s)p4(s)10co(g)h13 359.26 kjmol1cao(s)sio2(s)=casio3(s)h289.61 kjmol1由盖斯定律，目标反应可由反应反应6，则h3h1h262 821.6 kjmol1。(2)根据盖斯定律，得出so3(g)h2o(l)=h2so4(l)h4只须按下式进行即可：h(h3h12h2)130 kjmol1，热化学方程式应为so3(g)h2o(l)=h2so4(l)h130 kjmol1。(3)式2式，即可得反应。(4)下式减上式即可求得热化学方程式。(5)拆开化学键吸收能量，形成化学键释放能量n2(g)o2(g)=2no(g)其h计算方法如下：h945 kjmol1498 kjmol12630 kjmol1183 kjmol1。6(2012高考试题组合)(1)2012广东理综，31(4)碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为2li(s)i2(s)=2lii(s)h已知：4li(s)o2(g)=2li2o(s)h14lii(s)o2(g)=2i2(s)2li2o(s)h2则电池反应的h_；碘电极作为该电池的_极。(2)2012北京理综，26(1)已知反应a：4hclo22cl22h2o.反应a中， 4 mol hcl被氧化，放出115.6 kj的热量。. h2o的电子式是_。反应a的热化学方程式是_。断开1 mol ho 键与断开 1 mol hcl 键所需能量相差约为_kj，h2o中ho 键比hcl中hcl键(填“强”或“弱”)_。答案(1)(h1h2)正(2)4hcl(g)o2(g)2cl2(g)2h2o(g)h115.6 kjmol132强解析(1)已知：4li(s)o2(g)=2li2o(s)h14lii(s)o2(g)=2i2(s)2li2o(s)h2据盖斯定律，由()可得：2li(s)i2(s)=2lii(s)h(h1h2)。由电池反应可知，i2得电子被还原，则碘电极作为该电池的正极。(2)h2o为共价化合物，其电子式为hh。根据4 mol hcl 被氧化放出115.6 kj的热量，又结合反应条件为400 ，故其热化学方程式为4hcl(g)o2(g)2cl2(g)2h2o(g)h115.6 kjmol1。根据的热化学反应方程式和o2、cl2的键能可知，断裂4 mol hcl键与1 mol o=o键需吸收的能量比生成2 mol clcl键和4 mol ho键放出的能量少115.6 kj，故4 mol ho 键的键能比4 mol hcl键的键能大：115.6 kj498 kj2243 kj127.6 kj，故断开1 mol ho键与断开1 mol hcl键所需能量相差约为127.6 kj432 kj；根据ho键键能大于hcl键键能可知，ho键比hcl键强。练出高分1美国现任总统奥巴马就环境问题公开表示，到2020年，美国将会把温室气体排放量削减到1990年水平的80%，此外美国将把新能源比重提高到30%。奥巴马还计划每年拿出150亿美元大举投资太阳能、风能和生物质能源等，并且举全国之力构建美国的低碳经济领袖地位。下列说法不正确的是()aco2、甲烷都属于温室气体b用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体c太阳能、风能和生物质能属于新能源d太阳能电池可将太阳能直接转化为电能答案b解析乙醇作燃料产生co2气体，会引起温室效应，b项错误。2下列有关焓变与反应热的说法，正确的是()a反应热和焓变的单位都是kjb如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等c如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等d任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定答案b解析反应热和焓变的单位都是kjmol1，a错误；恒温恒压时的反应热与焓变相等，b正确，c错误；有些反应的反应热不能通过实验直接测定，如c不完全燃烧生成co，故d错误。3根据碘与氢气反应的热化学方程式()i2(g)h2(g)2hi(g)h9.48 kjmol1()i2(s)h2(g)2hi(g)h26.48 kjmol1下列判断正确的是()a1 mol i2(s)中通入2 g h2(g)，反应吸热26.48 kjb1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kjc反应()的反应物总能量比反应()的反应物总能量低d反应()放出的热量多，所以产物的能量低，比反应()的产物更稳定答案c解析a项，i2(s)和h2(g)的反应是可逆反应；b项，i2(g)=i2(s)h35.96 kjmol1，所以1 mol i2(s)和1 mol i2(g)所含能量相差35.96 kj；c项，固态碘稳定，能量低；d项，()、()中hi均为气体，能量一样，也一样稳定。4甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种反应原理如下：ch3oh(g)h2o(g)=co2(g)3h2(g)h49.0 kjmol1下列说法正确的是()a1 l ch3oh蒸气与1 l水蒸气反应生成1 l co2气体与3 l氢气吸收热量49.0 kjb1个ch3oh分子与1个水分子反应生成1个co2分子与3个h2分子吸收49.0 kj热量c相同条件下1 mol ch3oh(g)与1 mol h2o(g)的能量总和小于1 mol co2(g)与3 mol h2(g)的能量总和d1 mol ch3oh蒸气与1 mol液态水反应生成1 mol co2气体与3 mol氢气吸收的热量小于49.0 kj答案c解析热化学方程式中，化学计量数代表物质的量，a、b错误；c项，该反应为吸热反应，生成物总能量高；d项，由于液态水变成气态水需要吸收热量，所以吸收的热量应大于49.0 kj。5某一化学反应在不同条件下的能量变化曲线如下图所示。下列说法正确的是()a化学催化比酶催化的效果好b使用不同催化剂可以改变反应的热效应c使用不同催化剂可以改变反应的能耗d反应物的总能量低于生成物的总能量答案c解析酶的催化效果好，使用不同的催化剂可以降低反应所需的能耗。反应物的总能量大于生成物的总能量。6化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为n2(g)和o2(g)反应生成no(g)过程中的能量变化，下列说法正确的是()a1 mol n2(g)和na个o2(g)反应放出的能量为180 kjb1 mol n2(g)和1 mol o2(g)具有总能量小于2 mol no(g)具有的总能量c通常情况下，n2(g)和o2(g)混合能直接生成nodno是一种酸性氧化物，能与naoh溶液反应生成盐和水答案b解析n2(g)o2(g)=2no(g)h180 kjmol1，a项，应为吸收热量180 kj；c项，n2和o2反应需高温或放电；d项，no不是酸性氧化物。7利用含碳化合物合成燃料是解决能源危机的重要方法，已知co(g)2h2(g)ch3oh(g)反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线和曲线分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是()a该反应的h91 kjmol1b加入催化剂，该反应的h变小c反应物的总能量大于生成物的总能量d如果该反应生成液态ch3oh，则h增大答案c解析根据图示，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应，故选项a错误，c正确；加入催化剂只能降低反应所需的活化能，而对反应热无影响，选项b错误；生成液态ch3oh时释放出的热量更多，h更小，选项d错误。8下列两组热化学方程式中，有关h的比较正确的是()ch4(g)2o2(g)=co2