2010版高中化学一轮复习 61化学反应与能量的变化精品学案 新人教版

用心 爱心 专心1 第一节第一节 化学反应与能量的变化化学反应与能量的变化 高考目标定位高考目标定位 考纲导引考点梳理 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 燃 烧热 中和热等概念 1 焓变 反应热 2 热化学方程式 3 中和反应反应热的测定 考纲知识梳理考纲知识梳理 一 一 化学反应的反应热化学反应的反应热 当一个化学反应在一定温度下进行时 反应释放或吸收的热量称为此反应在该温度下的反应热 反 应热的单位是 kJ mol 反应热的大小与参加反应的物质的多少有关 也与参加反应的物质状态和生成物 状态有关 而与反应的途径无关 1 化学反应中能量变化的原因及主要表现形式 化学反应通常都伴随着能量的变化 化学反应中 由于反应物转变为生成物的过程中 经历了旧化学键断裂和新化学键的形成过程 破 坏旧键需要吸收能量 而形成新键则要释放能量 因此 化学反应通常都伴随着能量的变化 化学反应发生能量变化的原因 化学反应中有新物质生成 由于生成物具有的总能量与反应物具有的总能量不同 这就是化学反应 发生能量变化的原因 化学反应中能量变化的主要表现形式 化学能与热能之间的转化 2 反应热及热效应的分类 反应热的分类 根据反应类型和研究对象的不同 反应热可分为生成热 分解热 中和热 燃烧热 溶 解热等 中和热 在稀溶液中 酸与碱发生中和反应生成 1molH2O 时所放出的热量 燃烧热 是指在 25 101kPa 下 1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量 热效应的分类 分为吸热反应 放热反应 用心 爱心 专心2 吸热反应和放热反应的比较 类型 比较 吸热反应放热反应 定义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应 总 能 量 关 系 E 反应物 E 生成物 E 反应物 E 生成物 实质 总 键 能 关 系 反应物的总键能 生成物的总键能 反应物的总键能 生 成物的总键能 表示方法Q 0Q 0 图示 反应类型 或实例 所有的水解反应 所有的电离反应 大多数的分解反应 Ba OH 2 8H2O 与 NH4Cl 的反应 C H2O CO H2 所有的中和反应 所有的燃烧反应 大多数的化合反应 绝大多数的置换反应 反应热的测量 了解 仪器 量热计 实验原理 Q C T2 T1 C 表示体系的热容 T1 T2分别表示反应前和反应后体系的热力学温度 放出能量放出能量放出能量放出能量 反应物的能量反应物的能量反应物的能量反应物的能量 生成物的能量生成物的能量生成物的能量生成物的能量 反应过程反应过程反应过程反应过程 能量能量能量能量 反应物的能量反应物的能量反应物的能量反应物的能量 生成物的能量生成物的能量生成物的能量生成物的能量 吸收能量吸收能量吸收能量吸收能量 反应过程反应过程反应过程反应过程 能量能量能量能量 用心 爱心 专心3 要点名师精解要点名师精解 一 反应热 放热反应和吸热反应的关系 反应热是指 在化学实验中 通常遇到的反应是在敞口容器下进行的 此时的反应热等于 用符号 表示 单位一般采用 从化学键角度看 反应热近似等于 如图中 a 表示 b 表示 该反应的 中学 常见的放热反应有 吸热反应有 例例 1 白磷与氧可发生如下反应 P4 5O2 P4O10 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 P P akJ mol 1 P O bkJ mol 1 P O ckJ mol 1 O O dkJ mol 1 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的 H 其中正确的是 A 6a 5d 4c 12b kJ mol 1 B 4c 12b 6a 5d kJ mol 1 C 4c 12b 4a 5d kJ mol 1D 4a 5d 4c 12b kJ mol 1 解析与评价 解析与评价 由图可以看出 P4中有 6mol 的 P P 5mol 的 O2中含有 5molO O 1mol 的 P4O10中 含有 4mol 的 P O 12mol 的 P O 所以 H 6a 5d 4c 12b kJ mol 1 答答 案 案 A 变式训练变式训练 1 已知 H2 g F2 g 2HF g 270kJ 下列说法正确的是 A 2L 氟化氢气体分解成 1L 的氢气和 1L 的氟气吸收 270kJ 热量 B 1mol 氢气与 1mol 氟气反应生成 2mol 液态氟化氢放出的热量小于 270kJ C 在相同条件下 1mol 氢气与 1mol 氟气的能量总和大于 2mol 氟化氢气体的能量 D 1 个氢气分子与 1 个氟气分子反应生成 2 个氟化氢分子放出 270kJ 答案 C 感悟高考真题感悟高考真题 1 2010 2010 山东卷山东卷 10T10T 下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 A 生成物能量一定低于反应物总能量 B 放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 用心 爱心 专心4 C 应用盖斯定律 可计算某些难以直接侧脸房的反应焓变 D 同温同压下 22 2 HgClgHCl g 在光照和点燃条件的H 不同 解析 生成物的总能量低于反应总能量的反应 是放热反应 若是吸热反应则相反 故 A 错 反映速率 与反应是吸热还是放热没有必然的联系 故 B 错 C 是盖斯定律的重要应用 正确 根据H 生成物的 焓 反应物的焓可知 焓变与反应条件无关 故 D 错 答案 C 2 2010 2010 重庆卷重庆卷 12T 12T 已知 22 HgBrl2HBr g 72kJ mol H 蒸发 1mol Br2 l 需要 吸收的能量为 30kJ 其它相关数据如下表 则表中 a 为 A 404 B 260 C 230 D 200 12 答案 D 解析解析 本题考查盖斯定律的计算 由已知得 Br2 l Br2 g H 30KJ mol 则 H2 g Br2 g 2HBr g H 102KJ mol 436 a 2 369 102 a 200KJ D 项正确 3 2010 2010 浙江卷浙江卷 12T 12T 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 3kJ 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 3kJ mol 1 B 500 30MPa 下 将 0 5mol N2和 1 5molH2置于密闭的容器中充分反应生成 NH3 g 放热 19 3kJ 其热化学方程式为 223 50030MPa 3 2 NgHgMHg 催化剂 H 38 6kJ mol 1 C 氯化镁溶液与氨水反应 2 2 2 MgOHMg OH D 氧化铝溶于 NaOH 溶液 232 232 Al OOHH OAl OH 试题解析 本题考查热化学方程式与离子方程式的书写 A 标准燃烧热的定义 1mol 可燃物完全燃烧生成稳定 氧化物时方出的热量 标准指 298K 1atm 水液态稳定 方程式系数就是物质的量 故 A 错 B 根据热 化学方程式的含义 与 223 50030MPa 3 2 NgHgMHg 催化剂 对应的热量是 1mol 氮气完全反应时的 热量 但次反应为可逆反应故 投入 0 5mol 的氮气 最终参加反应的氮气一定小于 0 5mol 所以 H 的 值大于 38 6 B 错 D 氢氧化铝沉淀没有沉淀符号 本题答案 C 用心 爱心 专心5 教与学提示 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 的系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 热化学方程式的书写问题由 聚集状 态 系数 系数与反应热数值对应 反应热单位 可逆反应的反应热等内容构成 离子方程式的书写问 题由 强弱电解质 最简整数比 定组成规律 离子方程式正误判断 守恒 定量离子方程式等内容组 成 4 2010 2010 上海上海 17T 17T 据报道 在 300 70MPa 下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实 2CO2 g 6H2 g CH3CH2OH g 3H2O g 下列叙述错误的是 A 使用 Cu Zn Fe 催化剂可大大提高生产效率 B 反应需在 300 进行可推测该反应是吸热反应 C 充入大量 CO2气体可提高 H2的转化率 D 从平衡混合气体中分离出 CH3CH2OH 和 H2O 可提高 CO2和 H2的利用率 答案 B 解析 此题考查化学反应速率和化学平衡知识 催化剂能提高化学反应速率 加快反应进行 也就是 提高了生产效率 A 对 反应需在 300 进行是为了获得较快的反应速率 不能说明反应是吸热还是放热 B 错 充入大量 CO2气体 能使平衡正向移动 提高 H2的转化率 C 对 从平衡混合物中及时分离出产物 使平衡正向移动 可提高 CO2和 H2的转化率 D 对 易错警示 利用化学平衡知识判断反应吸热还是放热时 一定要注意温度的变化使反应正向移动还是逆 向移动 倘若给出的知识温度条件则无法判断 5 2009 海南卷 已知 Fe2O3 s C s CO2 g 2 Fe s 234 1 kJ mol 1 2 3 2 3 C s O2 g CO2 g 393 5 kJ mol 1 则 2 Fe s O2 g Fe2O3 s 的 是 2 3 A 824 4 kJ mol 1 B 627 6 kJ mol 1 C 744 7 kJ mol 1 D 169 4 kJ mol 1 答案 A 解析 2 1 就可得 2 Fe s O2 g Fe2O3 s 则 2 1 824 4 kJ mol 1 2 3 2 3 2 3 6 2009 江苏卷 8 分 废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生 并减少污染 废旧印刷电路 板经粉碎分离 能得到非金属粉末和金属粉末 1 下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中 不符合环境保护理念的是 填字母 A 热裂解形成燃油 B 露天焚烧 用心 爱心 专心6 C 作为有机复合建筑材料的原料 D 直接填埋 2 用的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜 已知 2224 H OH SO和 2Cu sHaq 2 2 CuaqHg 1 39 64 molKJH 2 22 lOH 2 22 gOlOH 1 46 196 molKJH 22 1 2 HgO g 2 lOH 1 84 285 molKJH 在溶液中与反应生成和的热化学方程式为 24 H SOCu 22O H 2 Cu 2 H O 3 控制其他条件相同 印刷电路板的金属粉末用 10 和 3 0的混合溶液处理 22 H O 1 24 mol L H SO A 测得不同温度下铜的平均溶解速率 见下表 温度 20304050607080 铜平均溶解速率 7 348 019 257 987 246 735 76 113 min10 Lmol 当温度高于 40 时 铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降 其主要原因是 4 在提纯后的溶液中加入一定量的和溶液 加热 生成沉淀 制备 4 CuSO 23 Na SONaClCuCl 的离子方程式是 CuCl 标准答案 1 BD 2 Cu s H2O2 l 2H aq Cu2 aq 2H2O l H 319 68KJ mol 1 3 H2O2 分解速率加快 4 2Cu2 SO32 2Cl H2O2CuCl SO42 2H 解析 1 有关环保的比较容易 2 主要考察盖斯定律的灵活运用 适当变形 注意反应热的计算 不要忽视热化学方程式的书写的注意事项 3 考察影响化学反应速率的因素 结合双氧水的性质即可 得出答案 4 根据题目条件书写离子方程式常规题 考点分析 本题考察的知识比较散 一道题考察了几个知识点 覆盖面比较多 但盖斯定律 热化学 方程式 离子方程式都是重点内容 7 2009 上海卷 已知氯气 溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下 均为正值 l Q 2 Q 221222 H g Cl g 2HCl g Q H g Br g 2HBr g Q 有关上述反应的叙述正确的是 w w w zxxk c o m A 12 Q Q 用心 爱心 专心7 B 生成物总能量均高于反应物总能量 C 生成 1molHCl 气体时放出热量 l Q D 1mol HBr g 具有的能量大于 1mol HBr l 具有的能量 答案 AD 解析 两个反应都是放热反应 生成物的总能量低于反应物的总能量 B 项错 由热化学方程式可知 生成 2mol 氯化氢放出的热量才是 Q1 C 项错 物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时 故 D 项 正确 8 2009 福建卷 短周期元素 Q R T W 在元素周期表中的位置如右图所示 期中 T 所处的周期序数与主族序数相等 请回答下列问题 1 T 的原子结构示意图为 2 元素的非金属性为 原子的得电子能力 Q W 填 强于 或 弱于 3 W 的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应 生成两种物质 其中一种是气体 反 应的化学方程式为 4 原子序数比 R 多 1 的元素是一种氢化物能分解为它的另一种氢化物 此分解反应的化学方程式是 5 R 有多种氧化物 其中甲的相对分子质量最小 在一定条件下 2L 的甲气体与 0 5L 的氯气相混合 若该混合气体被足量的 NaOH 溶液完全吸收后没有气体残留 所生成的 R 的含氧酸盐的化学式是 6 在298K 下 Q T 的单质各 1mol 完全燃烧 分别放出热量 aKJ 和 bKJ 又知一定条件下 T 的单质能 将 Q 从它的最高价氧化物中置换出来 若此置换反应生成 3molQ 的单质 则该反应在 298K 下的 H 注 题中所设单质均为最稳定单质 答案 1 2 弱于 3 S 2H2SO4 浓 3SO2 2H2O 4 2H2O2 MnO22H2O O2 或其他合理答案 5 NaNO2 6 3a 4b KJ 解析 结合题目信息 结合 T 在周期表的位置与族序数相等这一条件 可以得出 T 为 Al Q 为 C R 为 N W 为 S 1 T 为 Al 13 号元素 2 根据 S C 最高价氧化物对应的酸性硫酸强于碳酸 则可得 用心 爱心 专心8 非金属性 S 强于 C 3 S 与 H2SO4发生归中反应 从元素守恒看 肯定有水生成 另外为一气体 从化 合价看 只能是 SO2 4 比 R 质子数多 1 的元素为 O 存在 H2O2转化为 H2O 的反应 5 N 中相对分子 质量最小的氧化物为 NO 2NO O2 2NO2 显然 NO 过量 1L 同时生成 1L 的 NO2 再用 NaOH 吸收 从氧 化还原角度看 2 价 N 的 NO 与 4 价 N 的 NO2 应归中生成 3N 的化合物 NaNO2 6 C O2 CO2 H a KJ mol 4Al 3 O2 2Al2O3 H 4bKJ mol Al 与 CO2的置换反应 写出反应方程式 为 4Al 3CO2 3C 2Al2O3 此反应的 H 为可由 3 得 H 4b 3a 3a 4b KJ mol 考点分析 无机物的性质 化学用语 化学方程式书写 氧化还原反应以及热化学有关计算 9 2009 宁夏卷 2SO2 g O2 g 2SO3 g 反应过程的能量变化如图所示 已知 1mol SO2 g 氧化为 1mol SO3的 H 99kJ mol 1 请回答下列问题 1 图中 A C 分别表示 E 的大小对该反应的反应热有无影响 该反应通常用V2O5作 催化剂 加V2O5会使图中 B 点升高还是降低 理由是 2 图中 H KJ mol 1 3 V2O5的催化循环机理可能为 V2O5氧化 SO2时 自身被还原为四价钒化合物 四价钒化合物再被氧气氧化 写出该 催化循环机理的化学方程式 4 如果反应速率 SO2 为 0 05 mol L 1 min 1 则 O2 mol L 1 min 1 SO3 mol L 1 min 1 5 已知单质硫的燃烧热为 296 KJ mol 1 计算由 S s 生成 3 molSO3 g 的 H 要求计算过程 答案 1 反应物能量 生成物能量 2 无 降低 因为催化剂改变了反应的历程使活化能 E 降低 3 198 4 SO2 V2O5 SO3 2VO2 4VO2 O2 2V2O5 4 0 025 0 05 5 S s O2 g 2SO2 g H1 296 KJ mol 1 SO2 g 1 2O2 g SO3 g H2 99 KJ mol 1 3 S s 9 2O2 g 3SO3 g H 3 H1 H2 1185 KJ mol 1 解析 1 本小题考查反应物总能量高于生成物总能量为放热反应 可得到 A 和 C 所表示的意义 E 为 活化能与反应热无关 但是用催化剂可以降低活化能 2 图中表示的是 2molSO2 的反应 因此 H 99 2KJ mol 1 3 依题意即可写出 SO2 V2O5 SO3 2VO2 4VO2 O2 2V2O5 4 依据速率之比等于 化学计量数之比 考点分析 本题类似 2008 年的海南试题 但考查的知识点增多了 考点精题精练考点精题精练 1 已知 S s O2 g SO2 g H 297 23kJ mol 1 下列说法正确的是 A 1 mol SO2的能量总和大于 1 mol S s 和 1 mol O2的能量总和 B 1 mol SO2的能量总和小于 1 mol S s 和 1 mol O2的能量总和 用心 爱心 专心9 C S s O2 g SO2 g H QkJ mol 1 Q 297 23 D 1 mol S s 和 1 mol O2在密闭容器中反应 放热量为 297 23kJ 答案 B 2 实验室用 4mol SO2 与 2mol O2 进行下列反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 64 kJ mol 当放出 314 624kJ 热量时 SO2 的转化率为 A 40 B 50 C 80 D 90 答案 C 3 已知 Fe2O2 s C s CO2 g 2Fe s H 234 1kJ mol 1 3 2 3 2 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1 则 2Fe s O2 g Fe2O3 s 的 H 是 3 2 A 824 4kJ mol B 627 6kJ mol 1 C 744 7kJ mol 1 D 169 4kJ mol 1 答案 A 4 已知 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6 kJ mol 1 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 下列说法中错误的是 A 式表示25 101 kPa 时 2 mol H2和 1 mol O2完全燃烧生成2 mol H2O l 放热571 6 kJ B 2H2 g O2 g 2H2O g 中 H 大于 571 6 kJ mol 1 C 将含1 mol NaOH 的水溶液与50 g 98 的硫酸溶液混合后放出的热量为57 3 kJ D 将含1 mol NaOH 的稀溶液与含1 mol CH3COOH 的稀溶液混合后放出的热量小于57 3 kJ 答案 C 5 已知有下列热化学方程式 2 1 2 Zn sO gZnO s 351 1H kJ mol 由此可知 2 1 2 Hg lO gHgO s 90 7 HkJ mol 在相同条件下的为 Zn sHgO sZnO sHg l H A B 441 8 kJ mol 260 4 kJ mol C 441 8kJ D mol260 4 kJ mol 答案 D 6 已知某温度下 现有恒温 恒容且 223 3 2 NgHgNHg A AA A AA 1 92 4HkJ mol A 用心 爱心 专心10 体积相同的两个密闭容器 A 和 B A 中通入 1 B 中通入 2 molN 2 3 molH0 5mol 2 N 反应一段时间后 测得两个容器中气体密度均未发生变化 下列判断正确的是1 5mol 2 H A A 容器吸热 92 4kJ B B 容器吸热 92 4kJ C A 中热量变化值一定大于 B 的 2 倍 D A 和 B 中平衡状态相同 答案 C 7 下列反应中生成物的总能量高于反应物总能量的是 A 碳酸钙受热分解 B 一氧化碳燃烧 C 铝与氧化铁粉末反应 D 氧化钙溶于水 答案 A 8 已知在 1 105Pa 298K 条件下 2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484kJ 热量 下列热化学方程式 正确的是 A H2O g H2 g 1 2 O2 g H 242kJ mol 1 B 2H2 g O2 g 2H2O l H 484kJ mol 1 C H2 g 1 2 O2 g H2O g H 242kJ mol 1 D 2H2 g O2 g 2H2O g H 484kJ mol 1 答案 A 9 已知 H H 键能为 436 KJ mol H N 键能为 391KJ mol 根据化学方程式 N2 3H2 2NH3 H 92 4 KJ mol 则 N N 键的键能是 A 431 KJ mol B 946 KJ mol C 649 KJ mol D 869 KJ mol 答案 B 10 对可逆反应 A g B g C g H 0 下列图像正确的是 答案 D 11 长征二号捆绑式火箭推进剂以肼 N2H4 作为燃料 NO2作为氧化剂 反应生成 N2和水蒸气 已知 用心 爱心 专心11 1123k 1023k N2 g 2O2 g 2NO2 g H 67 7 kJ mol N2H4 g O2 g N2 g 2H2O g H 534 kJ mol 下列关于肼和 NO2反应的热化学方程式中 正确的是 A 2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O l H 1135 7 kJ mol B N2H4 g NO2 g 3 2N2 g 2H2O g H 567 85 kJ mol C N2H4 g NO2 g 3 2N2 g 2H2O l H 1135 7 kJ mol D 2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O g H 1135 7 kJ mol 答案 B 12 难挥发性二硫化钽 TaS2 可采用如下装置提纯 将不纯的 TaS2 粉末装入石英管一端 抽真空 后引入适量碘并封管 置于加热炉中 反应如下 TaS2 s 2I2 g TaI4 g S2 g H 下列说法正确的是 A 在不同温度区域 TaI4 的量保持不变 B 利用上述原理提纯 TaS2需要消耗大量的 I2 C 在提纯过程中 I2 的作用是将 TaS2 从高温区转移到低温区 D 在 1023 1123K 范围內 该反应的 H 0 答案 CD 13 右下图为反应 Br H2 HBr H 的能量与反应历程示意图 以下叙述正确的是 A 正反应为吸热反应 B 正反应的能量变化量为 E2与 E1的差值 C 加入催化剂 该化学反应的反应热变大 D 反应物总能量高于生成物总能量 答案 AB 14 下列说法正确的是 A 凡有能量变化的过程都是化学变化 B 吸热反应只能在加热条件下才能进行 C 放热反应可能需要加热才能进行 D 天然气在空气中燃烧时 其化学能将全部转化为热能 答案 C 15 已知 25 101kPa 下 石墨 金刚石燃烧的热化学方程式分别为 C 石墨 O2 g CO2 g H 393 51 kJ mol 1 用心 爱心 专心12 C 金刚石 O2 g CO2 g H 395 41 kJ mol 1 据此推理所得到的下列结论正确的是 A 金刚石的燃烧热比石墨的燃烧热小 B 石墨晶体中碳碳键的强度小于金刚石中的碳碳键 C 石墨的能量比金刚石的能量高 D 由石墨制备金刚石一定是吸热反应 答案 D 16 如图所示 开始时 夹子处于关闭状态 将液体 A 滴入 试管 与气体 B 充分反应 打开夹子 发现试管 内 的水立刻沸腾了 则液体 A 和气体 B 的组合不可能是 下列中的 A 氢氧化钠溶液 二氧化硫 B 水 氨气 C 氢氧化钠溶液 一氧化氮 D 水 二氧化氮 答案 C 17 当压力达到 220atm 温度达到 374 C 时 水成为 超临界状态 此时水可将等含碳化 2 CO 合物转化为有机物 这就是 水热反应 生物质在地下高温高压条件下通过水热反应可生成 石油 煤等矿物能源 下列说法不正确的是 A 水热反应