高三二轮复习专题六 化学能与热能 复习资料

1 高考化学二轮复习高考化学二轮复习 专题六专题六 化学能与热能化学能与热能 考纲要求考纲要求 1 了解化学反应中能量转化的原因 了解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 放热反应和反应热等概念 3 了解热化学方程式的含义 了解盖斯定律 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 考点一考点一 从宏观 微观角度认识反应热从宏观 微观角度认识反应热 1 理解化学反应热效应的两种角度 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形成放出的热量的差值 2 从宏观的角度说 是反应物自身的能量与生成物能量的差值 2 反应热的量化参数 键能 反应热与键能的关系 反应热 即 H 等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和 或生成物具有的总能量减去反应物具有的总 能量 题组一 对比分析 三热 跳出认识误区 1 正误判断 正确的划 错误的划 1 向汽油中添加甲醇后 该混合燃料的热值不变 2014 浙江理综 7D 2 催化剂能改变反应的焓变 2012 江苏 4B 改编 3 催化剂能降低反应的活化能 2012 江苏 4C 改编 4 同温同压下 H2 g Cl2 g 2HCl g 在光照和点燃条件下的 H 不同 2 2010 山东理综 10D 下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是 A HCl 和 NaOH 反应的中和热 H 57 3 kJ mol 1 则 H2SO4和 Ca OH 2反应的中和热 H 2 57 3 kJ mol 1 B CO g 的燃烧热是 283 0kJ mol 1 则 2CO2 g 2CO g O2 g 反应的 H 2 283 0 kJ mol 1 C 氢气的燃烧热为 285 5 kJ mol 1 则电解水的热化学方程式为 2H2O l 电解 2H2 g O2 g H 285 5 kJ mol 1 D 1 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 三热 是指反应热 燃烧热与中和热 可以用对比法深化对这三个概念的理解 明确它们的区别和联系 避 免认识错误 1 反应热 符号为 单位常用 它只与化学反应的计量 系数 物质的聚集状态有关 而与反应条件无关 中学阶段研究的反应热主要是燃烧热和中和热 2 燃烧热 单位 需注意 燃烧热是以 1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量来定义的 因此在书写燃烧热的热 化学方程式时 一般以燃烧 1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数 燃烧产物必须是 的氧化物 如 C CO2 H2 H2O l 等 3 中和热 需注意 稀溶液是指物质溶于大量水中 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 中和反应的实质是 H 和 OH 化合生成 H2O 即 H aq OH aq H2O l 班级 姓名 2 H 57 3 kJ mol 1 题组二 一式 解决反应热的计算 4 2014 重庆理综 6 已知 C s H2O g CO g H2 g H a kJ mol 1 2C s O2 g 2CO g H 220 kJ mol 1 H H O O 和 O H 键的键能分别为 436 496 和 462 kJ mol 1 则 a 为 A 332 B 118 C 350 D 130 5 2013 重庆理综 6 已知 P4 g 6Cl2 g 4PCl3 g H a kJ mol 1 P4 g 10Cl2 g 4PCl5 g H b kJ mol 1 P4具有正四面体结构 PCl5中 P Cl 键的键能为 c kJ mol 1 PCl3中 P Cl 键的键能为 1 2c kJ mol 1 下列叙述正确的是 A P P 键的键能大于 P Cl 键的键能 B 可求 Cl2 g PCl3 g PCl5 s 的反应热 H C Cl Cl 键的键能 b a 5 6c4 kJ mol 1 D P P 键的键能为 5a 3b 12c8 kJ mol 1 利用键能计算反应热 要熟记公式 H 反应物总键能 生成物总键能 其关键是弄清物质中化学键的数目 在中学阶段要掌握常见单质 化合物中所含共价键的数目 原子晶体 1 mol 金刚石中含 2 mol C C 键 1 mol 硅中含 2 mol Si Si 键 1 mol SiO2晶体中含 4 mol Si O 键 分子晶体 1 mol P4中含有 6 mol P P 键 1 mol P4O10 即五氧化二磷 中 含有 12 mol P O 键 4 mol P O 键 1 mol C2H6中含有 6 mol C H 键和 1 mol C C 键 考点二考点二 两模板 两注意两模板 两注意 解决热化学方程式解决热化学方程式 1 两个模板 1 热化学方程式的书写模板 步骤 1 写方程 写出配平的化学方程式 步骤 2 标状态 用 s l g aq 标明物质的聚集状态 步骤 3 标条件 标明反应物的温度和压强 101 kPa 25 时可不标注 步骤 4 标 H 在方程式后写出 H 并根据信息注明 H 的 或 步骤 5 标数值 根据化学计量数计算写出 H 的数值 2 热化学方程式书写的正误判断模板 步骤 1 审 放热反应一定为 吸热反应一定为 步骤 2 审单位 单位一定为 kJ mol 1 易漏写或错写成 mol 步骤 3 审状态 物质的状态必须正确 特别是溶液中的反应易写错 步骤 4 审数值的对应性 反应热的数值必须与方程式的化学计量数相对应 即化学计量数与 H 成正比 当 反应逆向时 其反应热与正反应的反应热数值相等 符号相反 步骤 5 审是否符合概念 如注意燃烧热和中和热的概念以及与此相关的热化学方程式 2 两个注意 1 注意同素异形体转化的名称问题 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 单斜 s O2 g SO2 g H1 297 16 kJ mol 1 S 正交 s O2 g SO2 g H2 296 83 kJ mol 1 S 单斜 s S 正交 s H3 0 33 kJ mol 1 2 注意可逆反应中的反应热及热量变化问题 由于反应热是指反应完全时的热效应 所以对于可逆反应 其热量要小于反应完全时的热量 3 题组一 热化学方程式的书写 1 1 2014 大纲全国卷 28 1 化合物 AX3和单质 X2在一定条件下反应可生成化合物 AX5 回答下列问题 已知 AX3的熔点和沸点分别为 93 6 和 76 AX5的熔点为 167 室温时 AX3与气体 X2反应生成 1 mol AX5 放出热量 123 8 kJ 该反应的热化学方程式为 2 2014 天津理综 7 4 晶体硅 熔点 1 410 是良好的半导体材料 由粗硅制纯硅过程如下 Si 粗 460 Cl2SiCl4 蒸馏 SiCl4 纯 1 100 H2Si 硅 写出 SiCl4的电子式 在上述由 SiCl4制纯硅的反应中 测得每生成 1 12 kg 纯硅需吸收 a kJ 热量 写出该反应的热化学方程式 题组二 热化学方程式的正误判断 2 判断正误 正确的划 错误的划 1 甲烷的标准燃烧热为 890 3 kJ mol 1 则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 890 3 kJ mol 1 2 2010 浙江理综 12A 500 30 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 催化剂 500 30 MPa 2NH3 g H 38 6 kJ mol 1 3 2010 浙江理综 12B C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O g H 1367 0 kJ mol 1 燃烧热 4 NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3 kJ mol 1 中和热 5 25 101 kPa 时 强酸 强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为 57 3 kJ mol 1 则 2H aq SO42 aq Ba2 aq 2OH aq BaSO4 s 2H2O l H 114 6kJ mol 1 热化学方程式书写或判断易出现的错误 1 未标明反应物或生成物的状态而造成错误 2 反应热的符号使用不正确 即吸热反应未标出 号 放热反应未标出 号 从而导致错误 3 漏写 H 的单位 或者将 H 的单位写为 kJ 从而造成错误 4 反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误 5 对燃烧热 中和热的概念理解不到位 忽略其标准是 1 mol 可燃物或生成 1 mol H2O l 而造成错误 考点三考点三 盖斯定律的多角度应用盖斯定律的多角度应用 1 盖斯定律 一定条件下 一个反应不管是一步完成 还是分几步完成 反应的总热效应相同 即反应热 的大小与 无关 只与反应的 有关 2 常用关系式 3 热化学方程式 焓变之间的关系 aA B H1 A 1aB H2 则 H2 1a H1 或 H1 a H2 aA B H1 B aA H2 则 H1 H2 或 H H1 H2 题组一 利用盖斯定律求焓变 1 2013 新课标全国卷 12 在 1 200 时 天然气脱硫工艺中会发生下列反应 H2S g 3 2O2 g SO2 g H2O g H1 2H2S g SO2 g 3 2S2 g 2H2O g H2 H2S g 1 2O2 g S g H2O g H3 2S g S2 g H4 则 H4的正确表达式为 A H4 2 3 H1 H2 3 H3 B H4 2 3 3 H3 H1 H2 4 C H4 3 2 H1 H2 3 H3 D H4 3 2 H1 H2 3 H3 2 2012 江苏 20 1 真空碳热还原氯化法可实现由铝土矿制备金属铝 其相关反应的热化学方程式如下 Al2O3 s AlCl3 g 3C s 3AlCl g 3CO g H a kJ mol 1 3AlCl g 2Al l AlCl3 g H b kJ mol 1 反应 Al2O3 s 3C s 2Al l 3CO g 的 H kJ mol 1 用含 a b 的代数式表示 3 2014 广东理综 31 1 用 CaSO4代替 O2与燃料 CO 反应 既可提高燃烧效率 又能得到高纯 CO2 是一 种高效 清洁 经济的新型燃烧技术 反应 为主反应 反应 和 为副反应 1 4CaSO4 s CO g 1 4CaS s CO2 g H1 47 3 kJ mol 1 CaSO4 s CO g CaO s CO2 g SO2 g H2 210 5 kJ mol 1 CO g 1 2C s 1 2CO2 g H3 86 2 kJ mol 1 反应 2CaSO4 s 7CO g CaS s CaO s 6CO2 g C s SO2 g 的 H 叠加法求焓变 步骤 1 倒 为了将方程式相加得到目标方程式 可将方程式颠倒过来 反应热的数值不变 但符号相反 这样 就不用再做减法运算了 实践证明 方程式相减时往往容易出错 步骤 2 乘 为了将方程式相加得到目标方程式 可将方程式乘以某个倍数 反应热也要相乘 步骤 3 加 上面的两个方面做好了 只要将方程式相加即可得目标方程式 反应热也要相加 题组二 多角度比较焓变大小 4 2014 新课标全国卷 13 室温下 将 1 mol 的 CuSO4 5H2O 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 CuSO4 5H2O 受热分解的化学方程式为 CuSO4 5H2O s CuSO4 s 5H2O l 热效应为 H3 则下列判断正确的是 A H2 H3 B H1 H3 C H1 H3 H2 D H1 H2 H3 5 已知下列热化学方程式 H2 g 12O2 g H2O g H1 a kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H2 b kJ mol 1 H2 g 12O2 g H2O l H3 c kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H4 d kJ mol 1 下列关系式中正确的是 A a c 0 B b d 0 C 2a b 0 D 2c d 0 6 2014 江苏 10 已知 C s O2 g CO2 g H1 CO2 g C s 2CO g H2 2CO g O2 g 2CO2 g H3 4Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s H4 3CO 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 A H1 0 H3 0 B H2 0 H4 0 C H1 H2 H3 D H3 H4 H5 反应热大小比较 1 利用盖斯定律比较 2 同一反应的生成物状态不同时 如 A g B g C g H1 A g B g C l H2 则 H1 H2 3 同一反应物状态不同时 如 A s B g C g H1 A g B g C g H2 则 H1 H2 4 两个有联系的反应相比较时 如 C s O2 g CO2 g H1 C s 1 2O2 g CO g H2 比较方法 利用反应 包括 H1 乘以某计量数减去反应 包括 H2 乘以某计量数 即得出 H3 H1 某计 量数 H2 某计量数 根据 H3大于 0 或小于 0 进行比较 5 总之 比较反应热的大小时要注意 反应中各物质的聚集状态 H 有正负之分 比较时要连同 一起比较 类似数学中的正 负数大小的比较 若只比较放出或吸收热量的多少 则只比较数值的大 小 不考虑正 负号 专题突破练专题突破练 1 小烧杯放在一块沾有水的玻璃片上 加入氯化铵固体与氢氧化钡晶体 Ba OH 2 8H2O 并用玻璃棒搅拌 玻璃片上的水结成了冰 由此可知 A 该反应中 化学能转变成热能 B 反应物的总能量低于生成物的总能量 C 氯化铵与氢氧化钡的反应为放热反应 D 反应的热化学方程式为 2NH4Cl Ba OH 2 BaCl2 2NH3 H2O H 0 2 2014 海南 8 改编 某反应过程能量变化如图所示 下列说法正确的是 A 反应过程 a 有催化剂参与 B 该反应为放热反应 热效应等于 H C 改变催化剂 不能改变该反应的活化能 D 有催化剂的条件下 反应的活化能等于 E1 E2 3 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应 H aq OH aq H2O l H 57 3 kJ mol 1 向 1 L 0 5 mol L 1的 NaOH 溶液中加入稀醋酸 浓硫酸 稀硝酸 则恰好完全反应时的热效应 H1 H2 H3的关系正确的是 A H1 H2 H3 B H1 H3 H2 C H2 H1 H3 D H1 H3 H2 4 已知 Cu s 2H aq Cu2 aq H2 g H1 2H2O2 l 2H2O l O2 g H2 2H2 g O2 g 2H2O l H3 则反应 Cu s H2O2 l 2H aq Cu2 aq 2H2O l 的 H 是 A H H1 12 H2 12 H3 B H H1 12 H2 12 H3 C H H1 2 H2 2 H3 D H 2 H1 H2 H3 5 一些烷烃的燃烧热 kJ mol 1 如下 化合物燃烧热化合物燃烧热 甲烷891 0正丁烷2 878 0 乙烷1 560 8异丁烷2 869 6 丙烷2 221 52 甲基丁烷3 531 3 下列推断正确的是 A 热稳定性 正丁烷 异丁烷 B 乙烷燃烧的热化学方程式为 2C2H6 g 7O2 g 4CO2 g 6H2O g H 1560 8 kJ mol 1 C 相同质量的烷烃 碳的质量分数越大 燃烧放出的热量就越多 D 正戊烷的燃烧热大于 3 531 3 kJ mol 1 6 已知热化学方程式 N2 g 3H2 g 2NH3 g H Q kJ mol 1 Q 0 下列说法中 正确的是 A 1 mol N2 g 和 3 mol H2 g 具有的能量之和低于 2 mol NH3 g 具有的能量 B 将 1 mol N2 g 和 3 mol H2 g 置于一密闭容器中充分反应后放出 Q kJ 的热量 C 升高温度 平衡向逆反应方向移动 上述热化学方程式中的 Q 值减小 D 将一定量 N2 g 和 H2 g 置于某密闭容器中充分反应后放热 Q kJ 则此过程中有 3 mol H2被氧化 6 7 已知 H2 g Br2 l 2HBr g H 72 kJ mol 1 蒸发 1 mol Br2 l 需要的能量为 30 kJ 其他相关数据 如下表 则表中 a 的值为 H2 g Br2 g HBr g 1 mol 分子中的化学键断裂时需要吸收的能量 kJ 436a369 A 200 B 230 C 260 D 404 8 按要求回答下列问题 1 已知在常温常压下 2CH3OH l 3O2 g 2CO2 g 4H2O g H 1 275 6 kJ mol 1 H2O l H2O g H 44 0 kJ mol 1 写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 2 已知 CH3OH g 12O2 g CO2 g 2H2 g H1 192 9 kJ mol 1 H2 g 1 2O2 g H2O g H2 120 9 kJ mol 1 则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变 H3 3 苯乙烯是重要的基础有机原料 工业中用乙苯 C6H5 CH2CH3 为原料 采用催化脱氢的方法制取苯乙烯 C6H5 CH CH2 的反应方程式为 C6H5 CH2CH3 g C6H5 CH CH2 g H2 g H1 已知 3C2H2 g C6H6 g H2 C6H6 g C2H4 g C6H5 CH2CH3 g H3 则反应 3C2H2 g C2H4 g C6H5 CH CH2 g H2 g 的