高三化学一轮复习学桉：《化学反应与能量》.doc

高考资源网（） 您身边的高考专家2010届高三化学一轮复习学案：化学反应与能量复习目标：1、了解反应热和焓变的含义；能判断某反应是吸热还是放热反应。能从微观角度，运用化学键的知识，解释化学反应中的能量变化。2、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。3、理解盖斯定律的意义，能进行有关反应热的简单计算。4、理解燃烧热的概念，认识能源是人类生存和发展的重要基础。基础梳理：一、焓变 反应热1、焓是与内能有关的物理量，反应在一定条件下是吸热还是放热由生成物和反应物的焓值差即焓变（H）决定。思考并补齐下图_物能量H0_物_ 反应 _物能量H0_物_反应生成物总能量 反应物总能量 生成物总能量 反应物总能量 符号：_；单位：_。从化学键的角度解释化学反应中的能量变化：归纳：H 反应物的总键能_生成物的总键能 （填“+”或“”）2、反应热：_。放热反应: 化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应.吸热反应: 化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应.常见的吸热反应和放热反应：吸热反应：其特征是大多数反应过程需要持续加热，如aCO3分解等大多数分解反应，H2和I2、等不活泼的非金属化合，a（OH）28H2O和NH4Cl固体反应，CO2和C的反应。放热反应：燃烧、中和、金属和酸的反应、铝热反应等。说明：吸热反应有的不需要加热如：a（OH）28H2O和NH4Cl固体反应，多数需要加热，放热反应有的开始时需要加热以使反应启动。即反应的吸、放热与反应条件无关。3、热化学方程式及其书写概念：热化学方程式：能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方程式。意义：既表明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。书写注意事项：（1） 要注明反应物和生成物的聚集状态（若为同素异形体、要注明名称），因为物质呈现哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关，即反应物的物质相同，状态不同，H也不同。（2） 要注明反应温度和压强。因为H的大小和反应的温度、压强有关，如不注明，即表示在101kPa和25C。（3） 热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数，而是表示物质的量，故化学计量数可以是整数，也可以是分数。相同物质的化学反应，当化学计量数改变时，其H也同等倍数的改变。（4） H的表示：在热化学方程式中H的“”“”一定要注明，“”代表吸热，“”代表放热。H的单位是：kJ/mol或J/mol。二燃烧热 能源1. 燃烧热:25C、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热.单位:kJ/mol或J/mol.提示: (1)规定要在25C,101kPa下测出热量,因为温度、压强不定反应热的数值也不相同. (2)规定可燃物的物质的量为1mol. (3)规定可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量为标准.所谓完全燃烧,是指物质中下列元素完全转化成对应的物质:C-CO2 ,H-H2O ,S-SO2 ,等.2. 中和热:在稀溶液中,酸和碱发生反应时生成1molH2O,这时的反应热叫做中和热.提示: (1)必须是酸和碱的稀溶液,因为浓酸和浓碱在相互稀释的时候会放热; (2)强酸和强碱的稀溶液反应才能保证中和热是57.3kJ/mol,而弱酸或弱碱在中和反应中电离吸收热量,其中和热小于57.3kJ/mol; (3)以1mol水为基准,所以在写化学方程式的时候应该以生成1mol水为标准来配平其余物质的化学计量数.即H2O的系数为1.中和热的测定实验实验名称利用简易量热计测定室温下中和反应的反应热实验原理1、中和热的定义： 2、反应热的计算公式：Q=m*C*T 注：1、T（K）=T（）+273.15 2、C=4.18 J*K-1*g-1 3、H= Q / 物质的量 4、m为溶液的总质量三、盖斯定律及其应用1. 盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是几步完成，其反应热是相同的，也就是说，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，而与具体的反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热和该反应一步完成的反应热相同，这就是盖斯定律。2. 盖斯定律的应用盖斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行的很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯（有副反应发生），这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接的把它们的反应热计算出来。例如： C（S）0.5O2（）=CO(g) 上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2、O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的H无法直接测得。但是下述两个反应的H却可以直接测得： C（S）O2（g）=CO2(g) ； H1=-393.5kJ/mol CO（g） 0.5 O2（g）CO2(g) ；H2-283.0kJ/mol根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的H。分析上述反应的关系，即知H1H2H3 H3H1H2-393.5kJ/mol(-283.0kJ/mol) -110.5kJ/mol由以上可知，盖斯定律的实用性很强。3反应热计算 根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。(1) 反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的，只要掌握了它们的定义的内涵，注意单位的转化即可。(2) 关于热化学方程式的简单计算的依据a热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比；还等于反应热之比。热化学方程式之间可以进行加减运算。四能源重要的化石燃料： 、 、 煤作燃料的利弊问题：从资源蕴藏、开采、运输、资源综合利用及环保等方面分析。 新能源的开发：最有希望的新能源是 、 、 、和 等。附加：区分以下四个概念 适用范围数字表示的意义遵循的守恒定律化学方程式离子方程式电离方程式热化学方程式典型例题：1（09全国卷11） 已知：2H2（g）+ O2(g)=2H2O(l) H= -571.6KJ mol-1 CH4（g）+ 2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H= -890KJ mol-1现有H2与CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695KJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是A11 B13C14 D23答案：Bw.w.w.k.s.5.u.c.o.m解析：设H2、CH4的物质的量分别为x、ymol。则x + y =5，571.6x/2 + 890y = 3695,解得x=1.25mol; y=3.75mol，两者比为1：3，故选B项。2(09天津卷6)已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJ/molNa2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ H=-226 kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是A.CO的燃烧热为283 kJB.右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) H-452 kJ/molD.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.021023答案：C解析：w.w.w.k.s.5.u.c.o.mA项，燃烧热的单位出错，应为Kj/mol，错；图中的量标明错误，应标为2molCO和2molCO2,故错。CO2气体的能量大于固体的能量，故C项中放出的能量应小于452KJ,而DH用负值表示时，则大于-452Kj/mol，正确；将下式乘以2，然后与上式相加，再除以2，即得CO与Na2O2的反应热，所得热量为57KJ，故D项错。3（08全国卷）红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的H表示生成1mol产物的数据)。根据上图回答下列问题： (1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_，上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.80molPCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率1等于_；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为2，2_1(填“大于”、“小于”或“等于”)。(3)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是_。(4)P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的H3_，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的H4_H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是_。解析：（1）由图可以看出，1molP在Cl2中完全燃烧放出的热量为306kJmol1，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学反应方程式为P(s)Cl2(g)=PCl3(g)；H306kJmol1。 (2）中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其H93kJmol1，所以PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)；H93kJmol1；分解率110025，由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大。即：21。 (3）由图可知，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。 (4）由盖斯定律可知，一步生成生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即H3399kJmol1。 (5）PCl5与水反应生成H3PO4和HCl，化学方程式为：PCl54H2O=H3PO45HCl。答案：（1）P(s)Cl2(g)=PCl3(g)；H306kJmol1。 (2）PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)；H93kJmol1。25；大于。 (3）两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解。 (4）399kJmol1；等于。 (5）PCl54H2O=H3PO45HCl。基础练习： 1.在100g炭不完全燃烧所得气体中CO和CO2的体积比为1:2.已知：C（s）1/2O2（g）=CO（g）；H1110.35kJ/molCO（g）1/2O2 CO2（g）；H2282.57kJ/mol则与100g炭完全燃烧相比，损失的热量是。 A. 392.93kJ B. 2489.42kJ C. 784.92kJ D. 3274.3kJ2.已知2H2O（l）2H2（g）O2（g）；H1571.6kJ/molCH4（g）2O2（g） CO2(g)2H2O（l）；H2890.3kJ/mol1gH2和1gCH4分别燃烧后放出的热量之比约是 A. 1：3.4 B. 1：1.7 C. 2.3：1 D. 4.6：13.“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是 A. 氯化钠 B. 固体硝酸铵 C. 固体氢氧化钠 D. 生石灰4.下列属于放热反应的是 A. Al稀盐酸 B. Ba(OH)28H2ONH4Cl（s） C. KClO3受热分解 D. CaOH2O5.在25C、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的A. CH3OH(l)3/2O2CO2（g）2H2O（l）；H 725.8kJ/molB. 2CH3OH(l)3O22CO2（g）4H2O（l）；H 1452kJ/molC. 2CH3OH(l)3O22CO2（g）4H2O（l）；H 725.8kJ/molD. 2CH3OH(l)3O22CO2（g）4H2O（l）；H 1452kJ/mol6.（2005江苏 4）氢气（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的热化学方程式分别为： H2 (g) + 1/2O2(g) = H2O (l)； H = 285.8 KJ/molCO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； H = 283 KJ/molC8H18 (l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9H2O (l)； H = 5518 KJ/molCH4 (g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O (l)； H = 890.3 KJ/mol 相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是 AH2 (g) BCO(g) CC8H18 (l) DCH4 (g)7、（四川延考区26）（15分）1mol水蒸汽和炽热的焦炭反应生成水煤气，反应吸热131.4 kJ mol1。利用该反应生成的氢气和空气中的氮气合成氨，其反应的H0。氨可以用于制备硝酸。请回答：（1）生成水煤气的热化学方程式是 ；8写出下列热化学方程式（1）SiH4是一种无色的气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2(s)和H2O（l），已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ，其热化学方程式为： 。（2）沼气是一种能源，它主要成分是CH4。0.5mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时，放出445kJ热量，则其燃烧的热化学方程式为： 。9.把温度为13C，浓度为1.0mol/L的酸溶液和1.1mol/L的碱溶液各50mL混合溶液密度均为1g/mL,生成的溶液的比热容为c4.184J/(gC)轻轻搅动。测得酸碱混合液的温度变化数据如下：反应物起始温度t1/C 终了温度t1/C中和热 HClNaOH1319.8H1HClNH3H2O1319.3H2（1）试计算上述两组实验测出的中和热：H1 ；H1 。（2）实验中碱过量的目的是 。（3）两组实验结果差异的原因是 。10.由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ写出该反应的热化学方程式： 。若1g水蒸气转化为液态水放热2.44kJ，则反应H2（g）1/2O2（g）H2O（l）的H kJ/mol,氢气的燃烧热为 kJ/mol。11.（2005天津 29）（14分）磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1 g的单质磷（P）在3.2 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出X kJ热量。（1）通过计算确定反应产物的组成（用化学式表示）是 ，其相应的质量（g）为 。（2）已知单质磷的燃烧热为Y kJ/mol，则1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热H 。（3）写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式： 。参考答案：1 C 2 C3 B4 A D5 B 6 B 7（1）C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g），H = +131.4 kJ mol1 8. SiH4（g）2O2（g）SiO2(s)2H2O（l）；H1427.2kJ/mol CH4（g）2O2（g）CO2(s)2H2O（l）；H890kJ/mol 9. (1) H156.9kJ/mol H252.7kJ/mol （2） 碱过量是为了提高实验准确度，因NaOH溶液易吸收CO2而使NaOH浓度下降，NH3H2O则易挥发也使NH3H2O浓度下降。 （3） NaOH是强碱，在水溶液中完全电离，跟HCl反应时放热较多；NH3H2O是弱碱，只有部分电离，发生电离时要吸热，中和时放热较少。10. H2（g）1/2O2（g）H2O（g）；H241.8kJ/mol；285.7； 285.711、（1）P2O3 P2O5 2.75 3.55（2）(20XY)kJ/mol（3）P(s)O2(g)P2O2(s)；H(20XY)kJ/mol高考练兵：1. （09四川卷9）25 ，101 k Pa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是A.2H+(aq) +(aq)+(aq)+2OH(aq)=BaSO4(s)+2HO(1);H=57.3 kJ/molB.KOH(aq)+H SO4(aq)= KSO4(aq)+HO(I); H=57.3kJ/molC.C8H18(I)+ O (g)=8CO (g)+ 9HO; H=5518 kJ/molD.2C8H18(g)+25O (g)=16CO (g)+18HO(1); H=5518 kJ/mol答案：B2（09上海卷19）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)： 有关上述反应的叙述正确的是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m A 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 D1mol HBr(g)具有的能量大于1mol HBr(1)具有的能量答案：AD3. (09重庆卷12)下列热化学方程式数学正确的是（的绝对值均正确）AC2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（g）；H=1367.0 kJ/mol（燃烧热）B NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（l）；H=+57.3kJ/mol（中和热） CS（s）+O2（g）=SO2（g）；H=269.8kJ/mol（反应热） D 2NO2=O2+2NO；H=+116.2kJ/mol（反应热）答案：C4（09海南卷12）已知：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 答案：A5. (09上海理综10)右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混和，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是A硝酸铵 B生石灰C氯化镁 D食盐答案：Bw.w.w.k.s.5.u.c.o.m6.（09广东化学23）（11分）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m磷单质及其化合物的有广泛应用。(1) 由磷灰石主要成分Ca5(PO4)3F在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)+2lSiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) H上述反应中，副产物矿渣可用来 。已知相同条件下：4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) 2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) 用、和表示H，H= （2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式见右图）之间脱去两个分子产物，其结构式为 。三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为 （3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍。NaH2PO2中P元素的化合价为 。化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2-，在酸性等条件下发生下述反应：（a） Ni2+ + H2PO2-+ Ni + H2PO3 -+ （b）6H2PO2- +2H+ = 2P+4H2PO3-+3H2请在答题卡上写出并配平反应式（a）。利用中反应可在塑料镀件表面沉积镍磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。方法上的不同点： ；原理上的不同点： ；化学镀的优点： 。答案：（1）制水泥HOPOPOPOHOHOHOHOOO +3+18（2）Na5P3O10（3）+1 1 Ni2+ + 1 H2PO2-+ 1 H2O 1 Ni + 1 H2PO3- + 2H 化学镀无需通电，而电镀需要通电都利用氧化还原反应化学镀对镀件的导电性无特殊要求7.（09宁夏卷28）（14分）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=-99kJmol-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= KJmol-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 molL-1min-1,则（O2）= molL-1min-1、(SO3)= molL-1min-1；（5）已知单质硫的燃烧热为296 KJmol-1，计算由S(s)生成3 molSO3(g)的H （要求计算过程）。答案：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m（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 KJmol-1 , SO2(g)+1/2O2(g) =SO3(g) H2=-99 KJmol-1 3 S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g) H=3(H1+H2)=-1185 KJmol-1 8（08海南卷）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：PP akJmol1、PO bkJmol1、P=O ckJmol1、O=O dkJmol1。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+5d4c12b）kJmol1 B（4c+12b6a5d）kJmol1C（4c+12b4a5d）kJmol1D（4a+5d4c12b）kJmol1答案：A。9（08上海卷）已知：H2(g)F2(g)2HF(g)270kJ，下列说法正确的是( ) A2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1L的氟气吸收270kJ热量B1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJC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D1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：C10（08广东卷）下列有关能量转换的说法正确的是（ ）A煤燃烧是化学能转化为热能的过程B化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程D植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程答案：A、B11（08宁夏卷）已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJmol-1、-1411.0kJmol-1和-1366.8kJmol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH