2020版高考化学新课标大二轮专题辅导与增分攻略讲义：1-5专题五 化学反应与能量变化 含答案.docx

教学资料范本2020版高考化学新课标大二轮专题辅导与增分攻略讲义：1-5专题五 化学反应与能量变化 含答案编 辑：_时 间：_研析最新考纲洞悉命题热点1.了解化学反应中能量转化的原因及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.能正确书写热化学方程式。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。5了解焓变(H)与反应热的含义。6理解盖斯定律.并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。1.热化学方程式的书写及正误判断2盖斯定律的应用、反应热的计算3燃烧热、中和热的意义及计算 全国卷(20xx全国卷)室温下.将1 mol的CuSO45H2O(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；CuSO45H2O受热分解的化学方程式为：CuSO45H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l).热效应为H3。则下列判断正确的是()A. H2H3 B. H1H3解析1 mol CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低.为吸热反应.故H10,1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高.为放热反应.故H20.根据盖斯定律得到关系式H1H2H3.分析得到答案：H1H1(CaCO3)0BH2(MgCO3)H2(CaCO3)0CH1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(CaO)H3(MgO)D对于MgCO3和CaCO3.H1H2H3解析根据已知信息.离子电荷相同时.半径越小.离子键越强。由于r(Mg2)H1(CaCO3)0.A项正确；由于H2只与CO相关.故H2(MgCO3)H2(CaCO3)0.B项正确；根据能量关系图可知HH1H2H3.由于H(MgCO3)H(CaCO3).故H1(MgCO3)H2(MgCO3)H3(MgO)H1(CaCO3)H2(CaCO3)H3(CaO).而H2(MgCO3)H2(CaCO3).故H1(MgCO3)H3(MgO)H1(CaCO3)H3(CaO).H1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(CaO)H3(MgO).C项错误；由于HH3H1H2.而H0.故H1H2H3.D项正确.故选C。答案C2(20xx北京卷)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程.该历程示意图如图所示。下列说法不正确的是()A生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%BCH4CH3COOH过程中.有CH键发生断裂C放出能量并形成了CC键D该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率解析观察图像.发生的反应是二氧化碳和甲烷生成醋酸.反应的原子利用率为100%.A项正确；甲烷生成醋酸.观察分子结构可知有CH键断裂.B项正确；观察图像.物质的能量降低.故放出能量.且形成了CC键.C项正确；催化剂只能改变反应速率.不影响平衡的转化率.D项错误。答案D3(20xx浙江卷)已知：H2O(g)=H2O(l)H1C6H12O6(g)=C6H12O6(s)H2C6H12O6(s)6O2(g)=6H2O(g)6CO2(g)H3C6H12O6(g)6O2(g)=6H2O(l)6CO2(g)H4下列说法正确的是()AH10.H20.H3H4.A项错误；由盖斯定律可知6反应1反应2反应3反应4.所以6H1H2H3H4.B项正确.C、D项错误。答案B考点一反应热热化学方程式1从两种角度理解化学反应热反应热图示 图像分析微观宏观a表示断裂旧化学键吸收的热量；b表示生成新化学键放出的热量；c表示反应热a表示反应物的活化能；b表示活化分子形成生成物释放的能量； c表示反应热 H的计算HH(生成物)H(反应物)HE(反应物键能)E(生应物键能)2.热化学方程式书写的注意事项注意(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。(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.当反应物起始时的物质的量与其化学计量数相同时.其实际放出或吸收的热量要小于反应热。3燃烧热和中和热应用中的注意事项(1)均为放热反应.H0.单位为kJmol1。(2)燃烧热概念理解的三要点：外界条件是25、101 kPa；反应的可燃物是1 mol；生成物是稳定的氧化物(包括状态).如碳元素生成的是CO2.而不是CO.氢元素生成的是液态水.而不是水蒸气。(3)中和热概念理解三要点：溶液是稀溶液.不存在稀释过程中的热效应；生成产物水是1 mol；反应物的酸碱是强酸、强碱时的H57.3 kJmol1。1(20xx湖南省四校摸底调研联考)一定条件下.在水溶液中1 mol Cl、ClO(x1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是()A这些离子中结合H能力最强的是EBA、B、C、D、E五种微粒中C最稳定CCBD.反应物的总键能大于生成物的总键能DBAD反应的热化学力程式为：3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H116 kJmol1解析酸越弱.对应的阴离子结合H的能力越强.HCl为强酸.而HClOx中x值越大.酸性越强.因此HClO的酸性最弱.且为弱酸.故这些离子中结合H能力最强的是B(ClO).A项错误；A、B、C、D、E五种微粒中A(Cl)的能量最低.根据能量越低越稳定可知.A(Cl)最稳定.B项错误；CBD的热化学方程式为：2ClO(aq)=ClO(aq)ClO(aq)H(60642100) kJmol176 kJmol1.该反应为放热反应.反应物总能量高于生成物总能量.但反应物总键能小于生成物总键能.C项错误；BAD反应的热化学方程式为：3ClO(aq)=ClO(aq)2Cl(aq)H(64603) kJmol1116 kJmol1.D项正确。答案D2(20xx山东青岛模拟)下列说法或表示方法正确的是()A等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧.后者放出的热量多B由C(石墨)=C(金刚石)H1.90 kJmol1可知.金刚石比石墨稳定C在101 kPa时.2 g H2完全燃烧生成液态水.放出285.8 kJ热量.氢气燃烧的热化学方程式可表示为：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1D在稀溶液中.H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1.若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合.则放出的热量大于57.3 kJ解析S(g)变为S(s)为放热过程.则等量的S(g)和S(s)在O2中分别完全燃烧.放出热量S(g)多.即前者放出热量多.故A错误；石墨转化为金刚石为吸热反应.可以知道.金刚石具有的能量多.则石墨比金刚石稳定.故B错误；2 g H2即1 mol H2在101 kPa时.燃烧放热为285.8 kJ.则2 mol H2燃烧放热为571.6 kJ.故C错误；浓H2SO4溶解放热.所以放出的热大于57.3 kJ.故D正确。答案D考点二盖斯定律焓变的计算1盖斯定律(1)定律内容一定条件下.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.即反应热的大小与反应途径无关.只与反应的始态和终态有关。(2)常用关系式2.反应热的计算方法(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物和生成物各物质的物质的量成正比。(2)根据反应物和生成物的总能量计算。(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算。(4)根据盖斯定律进行计算。(5)根据物质燃烧热数值计算：Q(放)n(可燃物)|H|。(6)根据比热公式进行计算：QcmT。【典例】(20xx广东惠州三调)工业上可采用氧化法除去NO.热化学方程式如下：NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g)H1200.9 kJmol12NO(g)O2(g)=2NO2(g)H2116.2 kJmol13NO(g)O3(g)=3NO2(g)H3下列说法正确的是()A上述反应中.H384.7 kJmol1B反应和在高温下能自发进行C2O3(g)=3O2(g)H285.6 kJmol1D1 mol O3(g)具有的能量比1 mol O2(g)高142.8 kJ思路点拨解析A项.由盖斯定律知.H3H1H2317.1 kJmol1.错误；B项.反应、是熵减、焓减反应.在较低温度下能自发进行.错误；C项.2得：2O3(g)=3O2(g)H200.9 kJmol12116.2 kJmol1285.6 kJmol1.正确；D项.1 mol O3(g)具有的能量比1.5 mol O2(g)多142.8 kJ.错误。答案C题组一：盖斯定律的应用1(20xx泉州二模)一定条件下.用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H1574 kJmol1CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H21160 kJmol1下列选项不正确的是()ACH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1BCH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l)H3H1C若用0.2 mol CH4还原NO2至N2.则反应中放出的热量一定为173.4 kJD若用标准状况下2.24 L CH4还原NO2至N2.整个过程中转移的电子为0.8 mol解析A项.得出：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H kJmol1867 kJmol1.正确；B项.H2O(g)=H2O(l)H0.因此两式相加.H30.反应后气体分子数减小.S0.故该反应不能自发进行.A项错误；该反应为吸热反应.H(ab) kJmol1.B项正确；使用催化剂可以降低正、逆反应的活化能.但反应热不变.即a、b的差值不变.C项错误；1 mol A2(g)和1 mol B2(g)完全分解为气态原子需吸收a kJ能量.D项错误。答案B2(20xx长沙模拟)2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示.下列说法不正确的是()A相同条件下.K(s)的(H2H3)Na(s)的(H2H3)BH4的数值和ClCl共价键的键能相等CH5H5DH70.且该过程形成了分子间作用力解析K比Na活泼.相同条件下K更易失去电子.则K(s)的(H2H3)Br.故相同条件下.2Br(g)的H5H5.C项正确；NaCl为离子化合物.不能形成分子间作用力.D项错误。答案D3(20xx市监测考试)已知：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.8 kJmol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H47.2 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.5 kJmol1则反应FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)的反应热约为()A109 kJmol1 B218 kJmol1C232 kJmol1 D1308 kJmol1解析将已知热化学方程式依次编号为、.根据盖斯定律.由32得6FeO(s)6CO(g)=6Fe(s)6CO2(g)H1308.2 kJmol1.则FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)H218 kJmol1.B项正确。答案B4(20xx山东潍坊调研)有关化学键的键能数据如表所示：化学键CHO=OCCHO键能/(kJmol1)413498x465甲烷的燃烧热为890 kJmol1.某种单质碳的燃烧热为395 kJmol1.该单质碳中只存在CC键且基本结构单元为正四面体.则x()A619.7 B196.25 C392.5 D1138.1解析先根据燃烧热定义可写出：C(s)O2(g)=CO2(g)H395 kJmol1.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890 kJmol1。根据盖斯定律.得：CH4(g)O2(g)=C(s)2H2O(l)H495 kJmol1。由于在碳的正四面体结构中.每个碳原子形成4个CC键.每个CC键由2个碳原子共有.故每个碳原子拥有的CC键数目为2。结合反应热与键能的关系：H反应物的总键能生成物的总键能.可得495(4413498)(2x4465).计算得x392.5。答案C5(20xx河北省九校第二次联考)已知：P4(s)6Cl2(g)=4PCl3(g)H1266 kJmol1.P4为正四面体结构.其中PP键的键能为198 kJmol1.ClCl键的键能为243 kJmol1。下列说法正确的是()A该反应在任何温度下都能自发进行B1 mol P4(s)和6 mol Cl2(g)具有的总能量比4 mol PCl3(g)具有的能量低CPCl3的电子式为DPCl键的键能为326 kJmol1解析HTS0时反应才能自发进行.该反应的H0.SH3C1 mol O2(g)和2 mol H2(g)具有的总能量高于2 mol H2O(g)具有的总能量D联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热解析根据盖斯定律.由22可得.则H42H32H2H1.A项正确；由于气态水液化时放热.故氢气和氧气反应生成液态水放出的热量多.放出的热量越多.H越小.故H50.即2 mol X的键能一定高于1 mol Y和1 mol Z的键能.A项错误；升高温度.体系中活化分子数增多.活化分子百分数增加.B项正确；使用催化剂.能降低反应的活化能.但H不变.C项错误；该反应为吸热反应.且该反应熵变S0.S0.因此该反应一定不能自发进行.D项错误。答案B4(20xx市高三定位考试)已知H2(g)2ICl(g)=I2(g)2HCl(g).该反应分、两步进行.其能量变化曲线如图所示.下列有关说法正确的是()A反应为吸热反应B反应和均是同种元素间发生的氧化还原反应C反应比反应的速率慢.与相应正反应的活化能有关DHI(g)ICl(g)=I2(g)HCl(g)H218 kJmol1解析根据图像可知.反应和反应中反应物总能量都大于生成物总能量.故反应和反应均为放热反应.A项错误；反应中H的化合价升高.I的化合价降低.故反应是不同元素之间发生的氧化还原反应.反应中I的化合价有升有降.其他元素化合价不变.故反应是同种元素之间发生的氧化还原反应.B项错误；反应比反应的速率慢.因为反应的正反应的活化能较大.反应的正反应的活化能较小.C项正确；H2(g)2ICl(g)=I2(g)2HCl(g)H218 kJmol1.由于反应的焓变未知.无法根据盖斯定律计算反应的焓变.D项错误。答案C5(20xx江西省红色七校第一次联考)下列说法不正确的是()A已知冰的熔化热为6.0 kJmol1.冰中氢键键能为20 kJmol1.假设1 mol冰中有2 mol氢键.且熔化热完全用于破坏冰的氢键.则最多只能破坏冰中15%的氢键B已知一定温度下.醋酸溶液的物质的量浓度为c.电离度为a.电离常数Ka。若加水稀释.则CH3COOHCH3COOH向右移动.a增大.Ka不变C甲烷的标准燃烧热为890.3 kJmol1.则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1D500、30 MPa下.将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的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)H38.6 kJmol1解析1 mol冰熔化时.熔化热能破坏的氢键的物质的量为：0.3 mol.占冰中氢键的百分数为100%15%.A项正确；醋酸溶液加水稀释.电离平衡向正反应方向移动.电离度增大.由于电离常数只与温度有关.Ka保持不变.B项正确；甲烷的标准燃烧热表示25、101 kPa时1 mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出的热量.该热化学方程式正确.C项正确；合成氨的反应为可逆反应.0.5 mol N2和1.5 mol H2不能完全反应.生成的NH3小于1 mol.放热19.3 kJ.而热化学方程式N2(g)3H2(g)2NH3(g)H对应生成2 mol NH3.故放出热量大于38.6 kJ.H38.6 kJmol1.D项错误。答案D6(20xx山西名校联考)中俄天然气项目将在20xx年后首次输气.天然气作为民生工程受到人们普遍关注。已知天然气不完全燃烧的热化学方程式为2CH4(g)3O2(g)=2CO(g)4H2O(g)H。且O=O键的键能为a kJmol1.CH键的键能为b kJmol1.CO键的键能是c kJmol1.OH键的键能为d kJmol1。则H为()A(2c8d3a8b) kJmol1B(2c8d3a4b) kJmol1C(3a8b2c4d) kJmol1D(3a8b2c8d) kJmol1解析反应焓变H反应物的总键能生成物的总键能3a kJmol124b kJmol12c kJmol142d kJmol1(3a8b2c8d) kJmol1.D项正确。答案D7(20xx湖北调研)工业合成氨是农业用氮肥的主要来源。合成氨的原料气之一H2可用甲烷制得.反应的热化学方程式为CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H。下面是一组化学反应的能量变化曲线图：下列热化学方程式书写正确的是()A.CH4(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)H423.2 kJmol1B2CO2(g)=2CO(g)O2(g)H282 kJmol1CO2(g)2H2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1DCH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H161 kJmol1解析由图甲中曲线变化及图像中标注的物质可知.热化学方程式中生成物水应为气态.A项错误；图乙中CO2、CO的计量数为1.而选项中的热化学方程式计量数为2.故H564 kJmol1.B项错误；根据图甲、图乙、图丙可写出3个热化学方程式：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H846.4 kJmo1；CO2(g)=CO(g)O2(g)H282 kJmol1；O2(g)H2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1；根据盖斯定律.3可得新的热化学方程式：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H161 kJmol1.D项错误。答案C二、非选择题8(20xx郑州质检)“一碳化工”是重要的化学工业.部分原理如下：反应：C(s)O2(g)=CO(g)H1反应：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H2130 kJmol1反应：CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H390.1 kJmol1反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H4反应的能量变化如图所示：反应：3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)3H2O(g)H531.0