高考化学 艺体生百日冲刺 专题六 化学反应与能量讲练.doc

专题六 化学反应与能量【命题趋势探秘】命题规律考查内容反应热、焓变、热化学方程式反应热的测量、计算与能源考查热度考查题型选择题选择题、填空题所占分值6分4分命题趋势化学反应中能量变化考查主要以化学反应中热效应的判断、化学反应热效应与键能的关系、热化学方程式的书写、和盖斯定律的计算为主，特别是热效应与键能结合盖斯定律的计算更是热点，能源问题是社会的热点问题之一，是这一部分命题的重要载体。【高频考点聚焦】考点1反应热、焓变、热化学方程式【基础知识梳理】一、反应热 焓变的概念1化学反应的基本特征化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键生成，几乎所有的化学反应都伴随着能量的释放和吸收。能量的变化通常表现为热量的变化。2反应热：在化学反应中，当反应物和生成物具有相同的温度时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。3焓变(1)定义：在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。(2)表示符号：h(3)单位：通常采用kjmol-14放热反应与吸热反应焓(h)是与内能有关的物理量，在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变(h)决定。(1)放热反应：放出热量(或h0)的化学反应。常见吸热反应：需持续加热才能进行的反应、多数的分解反应、c与co2或h2o反应、ba(oh)28h2o与nh4cl的反应等。二、热化学方程式概念及意义1概念：能够表示反应热的化学方程式叫热化学方程式。2表示的意义：不仅表示了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。如2h2(g)+ o2(g)=2h2o(l) h=571.6kjmol-1，表示在常温常压下2mol h2(g)和1mol o2(g)完全反应生成2mol液态水时放出571.6kj的热量。【核心考点讲练】一、放热反应与吸热反应的比较二、书写热化学方程式应注意的问题1热化学方程式的书写原则：（1）需注明h的“”与“”。（2）要注明反应物和生成物的状态。物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。例如： h2(g)o2(g)h2o(g) h241.8 kjmol-1；h2(g)o2(g)h2o(l) h285.8 kjmol-1。从上述两个热化学方程式可明显看出，由1molh2反应生成h2o(l)比生成h2o(g)多放出44kj的热量，是因为1molh2o(g)本身能量比1molh2o(l)本身能量多44kj（3）注意单位。无论热化学方程式中化学计量数为多少，h的单位总是kjmol-1，但h的数值与反应式中的系数有关。（4）注意系数。热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其h也不同。例如： h2(g)cl2(g)2hcl(g) h184.6 kjmol-1，h2(g)cl2(g)hcl(g) h92.3 kjmol-1。2热化学方程式书写易错分析：热化学方程式往往是接受容易，书写难。“难”主要体现在书写不完整（1）漏写反应物或生成物的聚集状态，主要是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。（2）漏写h的“+”、“-”或将其混淆，关键是没有认识到“+”、“-”分别表达吸收或放出热量后使反应本身的能量升高或降低了。（3）未注意到：化学计量数不同，其反应热的数值也不相同。h2(g)+cl2(g)=2hcl h=-184.6 kjmol-1；h2(g)+cl2(g)= hcl h=-92.3 kjmol-1。【典例1】判断正误，正确的划“”，错误的划“” (1)甲烷的标准燃烧热为890.3kjmol1，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 kjmol1()(2010浙江理综，12a)解析水的状态错误。(2)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nh2(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)解析合成氨反应为可逆反应，并不能完全转化。 (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)解析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。【技巧点拨】“五看”法判断热化学方程式的正误(1)看方程式是否配平；(2)看各物质的聚集状态是否正确；(3)看h的“”、“”符号是否正确；(4)看反应热的单位是否为kjmol1；(5)看反应热的数值与化学计量数是否对应【典例2】 (2011重庆理综)sf6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在sf键。已知：1 mol s(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kj，断裂1 mol ff、sf键需要吸收的能量分别为160 kj、330 kj，则s(s)3f2(g)=sf6(g)的反应热h为_。解析断裂1 mol ss键吸收能量280 kj，断裂3 mol ff键吸收能量3160 kj，则吸收的总能量为q吸280 kj3160 kj760 kj，释放的总能量为q放330 kj61 980 kj，由反应方程式：s(s)3f2(g)=sf6(g)可知，h760 kjmol11 980 kjmol11 220 kjmol1。答案1 220 kjmol1【技巧点拨】1熟记反应热h的基本计算公式h生成物的总能量反应物的总能量h反应物的总键能之和生成物的总键能之和2规避两个易失分点(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任一个过程都不是化学变化。(2)计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1 mol晶体硅中含2 mol sisi键。1 mol sio2中含4 mol sio键。考点2 反应热的测量、计算与能源【基础知识梳理】一、反应热 盖斯定律1.反应热的测量在科学研究中，科学家常用量热计来测量反应热。在实验过程中，尽可能保证反应物能充分反应，同时减少与外界的热交换，以减小实验误差。2.反应热的计算盖斯定律（1）定义一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。即一个化学反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。（2）应用间接计算某些反应(某些反应热无法直接测得)的反应热。若某个化学反应可由另外几个反应的化学方程式相加而得到，那么该化学反应的焓变即为这几个化学反应的焓变的代数和。1+2=3+4+5二、能源的充分利用1.标准燃烧热：在101kpa下，1 mol 物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。2.热值：1 g 物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值【核心考点讲练】一、比较h的常用方法1直接比较法。（1）吸热反应的h肯定比放热反应的大(前者大于0，后者小于0)。（2）h与物质的量有关，同一反应且物质的状态都相同时，h与反应物的物质的量成正比。（3）等质量的反应物完全燃烧肯定比不完全燃烧放出的热量多，h则要小。（4）一般情况下，生成等物质的量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应肯定比弱酸和强碱、弱碱和强酸、弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多(电离要吸热)；中和反应在生成水的同时若还产生沉淀，则放出的热量比只生成水的反应放出的热量多。（4）h与物质的状态有关。等量的可燃物完全燃烧生成液态水肯定比生成气态水放出的热量多，等量的气态反应物反应放出的热量肯定比固态反应物放出的热量多。 2图示比较法反应热是生成物所具有的总能量与反应物所具有的总能量的差，即h=e生-e反，画出化学变化过程中的能量变化图后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较h的大小。这种方法称为图示比较法。3盖斯定律法如根据以下两反应，比较h1和h2的大小备考注意：当hh3 bh10 cuso4(s)溶于水会（使溶液温度升高，该过程为放热过程） cuso4(s) cu2+()+so42-() h20 a、根据上述分析，h20，所以a错误；b、h3=h1-h2（h2h1，b正确；c、h3=h1-h2，c错误；d、h1+h20，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。7（2014海南单科化学卷）标准状况下，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。已知hh，ho，和o=o键的键焓h分别为436kj/mol，463kj/mol，495kj/mol，下列热化学方程式正确的是（ ）a、h2o(g)=h2(g)+1/2o2(g) h =485kj/molb、h2o(g)=h2(g)+1/2o2(g) h = + 485kj/molc、2 h2(g) + o2(g)=2 h2o(g) h = + 485kj/mold、2 h2(g) + o2(g)=2 h2o(g) h =485kj/mol 7d解析：根据“hh，ho，和o=o键的键焓h分别为436kj/mol，463kj/mol，495kj/mol”，可以计算出2mol h2和1mol o2完全反应生成2mol h2o(g)产生的焓变是436kj/mol2+495kj/mol1463kj/mol4= 485kj/mol，所以该过程的热化学方程式为2 h2(g) + o2(g)=2 h2o(g) h = 485kj/mol，d正确。8.（2013新课标12）在1200时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应h2s(g)+ 3/2错误！未找到引用源。o2(g)=so2(g)+h2o(g) h12h2s(g)+so2(g)=3/2错误！未找到引用源。s2(g)+2h2o(g) h2h2s(g)+1/2错误！未找到引用源。o2(g)=s(g)+h2o(g) h32s(g) =s2(g) h4则h4的正确表达式为a.h4=2/3（h1+h2-3h3）b.h4=2/3（3h3-h1-h2）c.h4=3/2（h1+h2-3h3） d.h4=3/2（h1-h2-3h3）8a解析：本题考查由盖斯定律求h。3 h4=2（h1+h2）-6 h3，h4=2/3（h1+h2-3h3），a正确。9.（2013重庆理综12）已知：p4(s)6cl2(g)4pcl3(g) hakjmol1 p4(s)10cl2(g)4pcl5(g) hbkjmol1，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kjmol19c 解析：考察盖斯定律以及键能与反应热的关系。根据p4是正四面体，p4有6个pp键， 6e(pp)+6（clcl）121.2c=a, 6e(pp)+10（clcl）20c=b, cl2(g)pcl3(g)pcl5(g) h=( bkjmol1akjmol1)/4。a项，e(pp)e(pcl)；b项，pcl5是固态，无法计算；c项，4e(clcl)+121.2c20c=ba，有e(clcl)= ，正确；d项，经过计算，e(pp)= ，错误。选择c。10 （2013福建理综卷11）某科学利用二氧化铈（ceo2）在太阳能作用下，将h2o、co2转化为co、h2。其过程如下： m ceo2 (m-x)ceo2xce+x o2 (m-x)ceo2xce+x h2o +xco2m ceo2+xh2 +xco 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.中 d.以co和o2 构成的碱性燃料电池的负极反应式为co+4oh-2eco32-+2h2o 答案：c解析：本题考查化学与能量变化、盖斯定律、能量的转化、电池电极反应正误判断，c不正确。11（2012北京理综改编）用cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物hcl。反应a：4hclo2 2cl22h2o已知：i.反应a中， 4 mol hcl被氧化，放出115.6 kj的热量。ii. 错误！未找到引用源。请完成下列填空：（1）h2o的电子式是_。（2）反应a的热化学方程式是_。（3）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”)_。11.（1）（2）4hcl(g)o2(g) 2cl2(g)2h2o(g)h115.6 kjmol1（3）32强解析（1）h2o为共价化合物，其电子式为。（2）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。（3）根据（2）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。12（12分）为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。实验测得，1 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7 kj的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式_已知反应ch3ch3ch2ch2h2，有关化学键的键能如下。化学键 ch cc cc hh键能( kjmol1) 414.4 615.3 347.4 435.3试计算该反应的反应热_依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行理论推算。试依据下列热化学方程式，计算反应2c(s)2h2(g)o2(g)ch3cooh(l)的焓变h=_ch3cooh(l)2o2(g)2co2(g)2h2o(l) dh1 = 870.3 kjmol1c(s)o2(g)co2(g) dh2 = 393.5 kjmol1h2(g)1/2o2(g)h2o(l) dh3 = 285.8 kjmol1122ch3oh(l)3o2(g)2co2(g)4h2o(l) dh = 1452.8 kjmol1 125.6 kjmol1488.3 kjmol1解析：(2)dh6e(ch) e(cc) 6414.4 kjmol1347.4 kjmol1(615.3 kjmol14414.4 kjmol1435.3 kjmol1)125.6 kjmol1。(3)dh2dh22dh3dh1 = 2(393.5 kjmol1)2(285.5 kjmol1)(870.3 kjmol1)488.3 kjmol1。13.（2013新课标i28）(15分)二甲醚(ch3och3)是无色气体,可作为一种新型能源.由合成气(组成为h2、co和少量的co2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:甲醇合成反应:(i)co(g)+2h2(g)=ch3oh(g) h1=-90.1kjmol-1()co2(g)+3h2(g)=ch3oh(g)+h2o(g)h2=-49.0kjmol-1水煤气变换反应:()co(g)+h2o(g)=co2(g)+h2(g)h3=-41.1kjmol-1二甲醚合成反应:()2ch3oh(g)=ch3och3(g)+h2o(g) h4=-24.5kjmol-1回答下列问题:(1)al2o3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一.工业上从铝土