2022届新高考化学一轮复习化学能与热能学案

课程标准核心素养1.能辨识化学反应中的能量转化形式，能解释化学反应中能量变化的本质。1.变化观念与平衡思想：生疏化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析热化学反应方程式，运2.能进行反应焓变的简洁计算，能用热化学方程式表示反应中的能量变化，能运用反应焓变合理选择和利用化学反用热化学反应原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知：通过分析、推理等方法生疏争辩反应热的本质，建立盖斯定律模型。3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用，能分析能源的利用对自然环境和社会进展的影响。3.科学态度与社会责任：观赏化学对社会进展的重大贡献，具有可持续进展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值推断。吸热反应放热反应新化学键形成，放出能量E。旧化学键断裂，反应物生成物(2)常见的放热反应和吸热反应吸热反应常见①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③金属与酸的置换反应；④物质的缓慢氧化；⑤铝热反应；②Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl的反应；③C和H₂O(g)、C和CO₂的反应；微点拨①化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热，但这并不是唯一的表式，其他的还有发光、放电等。②化学反应表现为吸热或放热，与反应开头时是否需要加热无关。需要加热的反应不一定是吸热反应，如为放热反应；不需要加热的反应也不肯定是放热反应，(1)物质发生化学变化都伴随着能量变化。(√)(2)若反应物总能量大于生成物总能量，则反应为吸热反应。(×)(3)活化能越大，表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越大。(√)(4)同温同压下，反应H₂(g)+Cl(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同。(×)题组一考查反应过程与能量变化△H]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题，该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下：下列说法正确的是()A.过程I、过程Ⅲ均为放热过程B.过程Ⅲ生成了具有极性共价键的H₂、CO₂C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的△HD.图示过程中的H₂O均参与了反应过程答案D2.由N₂O和NO反应生成N₂和NO₂的能量变化如图所示。下列说法不正确的是()A.反应生成1molN₂时转移4moleB.反应物能量之和大于生成物能量之和D.断键吸取能量之和小于成键释放能量之和解析选A。N₂O和NO反应生成N₂和NO₂的化学方程式为N₂O+NO=N₂+NO₂,反应生成1molN₂时转移2mole,A不正确；依据图示，反应物能量之和大于生成物能量之和，B正确；该反应的反应热为(209-348)kJ·mol⁻¹=-139kJ·mol⁻l,C正确；由于该反应放热，所以断键吸取能量之和小于成键释放能量之和，D正确。题组二考查反应热与活化能的关系3.BeCl₂是有机反应的催化剂。铍和氯气反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是A.E₂是正反应的活化能B.该反应的△H<0反应，B项正确；加入催化剂，减小E₂和Ei,不转变△H,C项错误；△H=Ei-E₂,D项错误。4.炭黑是雾霾中的重要颗粒物，争辩发觉它可以活化氧分子，生成活化氧活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化SO₂。下列说法错误的是()A.氧分子的活化包括O—O键的断裂与C—O键的生成B.每活化一个氧分子放出eV的能量C.水可使氧分子活化反应的活化能降低eVD.炭黑颗粒是大气中SO₂转化为SO₃的催化剂解析选C。由氧分子与炭黑结构及最终的活化氧结构可知，氧分子的活化包括了O—O键的断裂与C—O键的生成，A正确；氧分子的活化与起始能量和终点eV变为-eV,B正确；水可使氧分子活化反应的活化能降低为eV-eV=eV,C错误；SO₂与活化氧原子结合生成SO₃,将炭黑又释放出来，可见炭黑是催化剂，D正确。市归纳提升图解反应热与活化能的关系能量(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。题组三利用键能计算△H5.能源短缺是全球面临的问题，用CO₂来生产燃料甲醇的反应原理为CO₂(g)+3H₂(g)=CH₃OH(g)+H₂O(g)。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的△H为H—HC—OH—O解析选C。△H=反应物总键能一生成物总键能=2×kJ·mol⁻1+3×kJmolkJmolkJmolkJmolkJ6.火箭燃料肼(H₂N—NH₂)在燃烧过程中的能量变化如图所示。N—H断开1mol共价键所需的能量/kJa下列推断错误的是()A.表中的a=389D.N₂H₄在氧气中燃烧的热化学方程式为N₂H₄(g)+O₂(g)=N₂(g)+2H₂O(g)解析选A。△H3=(498+159+4a)kJ-mol¹=(2783-kJmolkJmol项正确；依据图像可知N₂H₄在氧气中燃烧的热化学方程式为N₂Ha(g)+O₂(g)=N₂(g)+市归纳提升学问梳理学问梳理·填准记牢2.意义：不仅表明白化学反应中的物质变化，也表明白化学反应中的能量变化。例如：△H=-kJ·mol⁻1,表示在25℃和×10⁵Pa下，1mol氢气和mol氧气完全反应生成1mol液态水时放出kJ的热量。3.热化学方程式的书写(2)已知2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(I)题组训练题组训练·知能提升题组一热化学方程式的书写A.上述热化学方程式中的计量数表示分子个数2.(1)硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl₃气体和H₂,放出225kJ热量，该 (2)101kPa时，1molCH₄完全燃烧生成液态水和CO₂气体，放出kJ的(3)mol的气态乙硼烷(分子式B₂H₆)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放(4)在25℃、101kPa下，肯定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的CO₂用过量饱和石灰水吸取可得100gCaCO₃沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为(2)1molCH₄完全燃烧需要2molO₂生成1molCO₂和2mol液态H₂O,故热化学方程(3)1mol乙硼烷在氧气中燃烧放出的热量为kJ×错误!=2kJ为B₂H₆(g)+3O₂(g)=B₂O3(s)+3H₂O(kJmol乙醇的物质的量,故热化学方程式为C₂HsOH(1)+3O₂(g)=2CO₂(g)+3H₂O(I)△H(2)CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(3)B₂H₆(g)+3O₂(g)=B₂O₃(4)C2HsOH(1)+3O₂(g)=2CO₂(市归纳提升书写热化学方程式时的关键点凸及物质的状态必需正确，特殊是溶液中的反应易写错及题组二依据能量图像书写热化学方程式3.肯定条件下，在水溶液中1molClO,(x=0,1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法错误的是()A.如图离子中结合H力量最强的是EB.如图离子中最稳定的是AC.C→B+D反应的热化学方程式为2CIO2(aq)=CIO3(aq)+ClO(aq)△H=-76D.B→A+D的反应物的键能之和小于生成物的键能之和解析选A。酸根离子对应的酸越弱，结合氢离子力量越强，E对应的是高氯酸根离子，高氯酸是最强的无机酸，酸根离子结合氢离子力量最弱，故选A;能量越低越稳定原理，A最稳定，故不选B;△H=生成物的总能量一反应物的总能量=64+60-2×100=-76kJ-mol⁻1,所以C→B+D反应的CIOaqCIOaqCIOaq=-76kJmol,故不选C;3ClO(aq)=2CI(aq)+CIO₃(aq)的△H=生成物的总能量-反应物的总能量=反应物的键能之和一生成物的键能之和=0+64-3×60=-116kJ-mol,所以反应物的键能之和小于生成物的键能之和，故不选D。4.下图是1molNO₂和1molCO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出能量能量(第(第一步反应。101101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量mol',表示在25℃、101kPa条件下，1molC(s)完全燃烧生成CO。(g)放出如C的燃烧热用热化学方程式表示为物质燃烧肯定放热，故物质的燃烧热燃烧热意义中和反应反应热削减热量损失削减热量损失测反应后混合液的最高温度减小试验误差计算反应热绝热装置的制备量取反应物，测反应前温度混合反应物、测反应后温度重复试验4.18×10²×m(溶液)×(₄-)AH=-③留意事项a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，削减试验过程中的热量损失。b.为保证酸完全中和，实行的措施是碱稍过量。3.能源(1)概念：能供应能量的资源。煤煤自然 气开源节流：开发新能源和节省现有能源资源丰富、没有太阳能、氢能、风能、地优点或很少污染，属热能、海洋能、生物质能可再生能源化石燃料新能源能源秒判正误(1)随着科技的进展，氢气将成为主要能源之一。(√)(2)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是+2H₂(g)△kJmolCHOHkJmol(3)氢气的燃烧热为kJ-mol⁻I,则电解水的热化学方程式为(4)表示乙醇燃烧热的热化学方程式为C₂HsOH(1)+3O2(g)=2CO₂(g)+3H₂O(g)△H=(5)稀盐酸和氢氧化钠固体反应生成1mol水释放的热量即为中和热。(×)题组训练题组训练·知能提升题组一燃烧热与中和热1.测量某酸碱反应生成1mol水时的反应热，在计算时至少需要的数据有()①酸的浓度②碱体积③比热容④反应后溶液的质量⑤生成水的物质的量⑥反应前后温度变化⑦操作所需的时间B.①③④⑤C.③④⑤⑥D.全部解析选C。测定中和热的原理为Q=cm-△t,,故需要的数据有2.25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为kJ-mol1,辛烷的标准燃烧热为5518kJ-mol'。下列热化学方程式书写正确的是()A.2H'(aq)+SOi(aq)+Ba²+(aq)+2OH⁻(aq)=BaSO₄(s)kJmolD.2CsHs(g)+25O₂(g)=16CO₂(g解析选B。中和热是指中和反应生成1molH₂O(1)时的反应热，而且当有BaSO₄沉淀生成时，反应放出的热量会增加，生成1molH₂O(I)时放出kJ燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量，产物中的水应为液态水，C项错误；当2mol辛烷完全燃烧时，产生的热量为11036kJ,且辛烷应为液态，D项题组二能源的开发利用过程如图所示。下列叙述不正确的是()A.过程I中的能量转化形式是太阳能→化学能B.过程I中每消耗116gFe₃O₄转移2mol电子C.过程Ⅱ的化学方程式为D.铁氧化合物循环制H₂具有节省能源、产物易分别等优点解析选B。过程I利用太阳能将四氧化三铁转化为氧气和氧化亚铁，实现的能量转116gFe₃O₄即mol,2×mol=1molFe由+3价变为+2价，转移1mol电子，B错误；过程Ⅱ实现了氧化亚铁与水反应生成四氧化三铁和氢气的转化，反应的化学方程式为3FeO+,C正确；依据流程信息可知，铁氧化合物循环制H₂具有节省能体系中各物质均为气态),结合下图回答问题：物质甲烷乙烯燃烧热/(kJ/mol)1(3)甲胺铅碘(CH₃NH₃PbI₃)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂，可由C—OH—ON—H键能/(kJ/mol)则该反应的△H=kJ/mol。解析(1)①依据题图可知，1molCH₃OH脱氢生成1molHCHO和1molH₂,需要吸收的能量为463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol,据此写出热化学方程式：②CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(I)△H₂=-890.3kJ/mol,反应③C₂Ha(g)+△H₃-2AH₁=+202.0kJ/mol。(3)表中未给出C—H键的键能，设C—H键的键能为xkJ/mol,△H=反应物键能总和一生成物键能总和=3E(C—H)+E(C—O)+E(H—O)+3E(N—H)-[3E(C—H)+E(C—N)+2E(N—H)+2E(H—O)]=[3x+351答案(1)①CH₃OH(g)=HCHO(g)+H₂(g)△H=+84kJ/mol②>学问梳理学问梳理·填准记牢1.内容：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。反应热间的关系AB 链新教材(新教材RJ选择性必修1P₁6例3)题组训练题组训练·知能提升题组一利用盖斯定律计算△H1.(2021.枣庄模拟)由金红石TiO₂制取单质Ti,涉及的步骤为③TiO₂(s)+2Cl₂(g)=TiCl₄(s解析选C。2×①-②+③,得到：TiO₂(s)+2Cl(g)+2C(s)=TiCl(s)+2CO(g)MgH₂(s)+O₂(g)=MgO(s)+H (2)近年来，争辩人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如找出调整求焓检查依据待求解的热化学方程式中的反应物和生成物找出可用的已知热化学方程式依据待求解的热化学方程式调整可用热化学方程式的方向，同时调整△H的符号依据待求解的热化学方程式将调整好的热化学方程式进行化简或扩大相应的倍数将调整好的热化学方程式和△H进行加合△H随热化学方程式的调整而相应地进行加、检查得出的热化学方程式是否正确E照题目要求进行解答。同时还要留意以下几点：(1)运用微粒观点解释实际问题时，要先看与哪种粒子有关，然后再联系该粒子的有关性质进行分析解答。(2)运用模型图示来解答有关题目时，要先留意单个原子模型图的说明(即原子模型图所代表的意义和相应的元素符号),然后再逐一分析，综合考虑。例(2019.全国卷I,10)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域争辩的重要课题。如图为少量HC1气体分子在253K冰表面吸附和溶解过程的示意图，下列叙述错误的是()A.冰表面第一层中，HCl以分子形式存在B.冰表面