新教材2024高考化学二轮专题复习专题7化学反应与能量考点1化学能与热能教师用书

考点1化学能与热能核心梳理1.催化剂对反应历程与活化能影响图例解读(1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能；E1－E2＝ΔH。(2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应；总反应为放热反应。(3)同一反应分为若干个基元反应，活化能大的基元反应速率较慢，决定了总反应的快慢；相同反应物同时发生多个竞争反应时，能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。(4)催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH。【特别提醒】(1)活化能是从低能态“爬坡”到高能态的能垒，活化能最大的步骤，决定了整个反应过程的反应速率。(2)分析变化过程中所经历的全部基元反应，包括过渡态的形成，键的断裂和生成等。2.燃烧热和中和反应的反应热应用中的注意事项(1)均为放热反应，ΔH<0，单位为kJ·mol－1。(2)燃烧热概念理解的三要点：①外界条件是25℃、101kPa；②反应的可燃物是1mol；③生成物是稳定的氧化物(包括状态)，如碳元素生成的是CO2气体，而不是CO，氢元素生成的是液态水，而不是水蒸气。(3)中和反应的反应热概念理解三要点：①反应物酸、碱是强酸、强碱；②溶液是稀溶液，不存在稀释过程的热效应；③生成物液态水是1mol。3．反应热计算的四种方法典题精研考向1反应历程图像分析例1[2023·浙江1月]标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是()A．E6－E3＝E5－E2B．可计算Cl—Cl键能为2(E2－E3)kJ·mol－1C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ>历程ⅠD．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)＋O(g)=O2(g)＋Cl(g)ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1练118O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：＋CH3O－能量变化如图所示。已知为快速平衡，下列说法正确的是()A.反应Ⅱ、Ⅲ为决速步B．反应结束后，溶液中存在18OH－C．反应结束后，溶液中存在OHD．反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变考向2反应热的计算与比较例2相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是()A．ΔH1>0，ΔH2>0B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4练2联氨(N2H4)常温下为无色液体，可用作火箭燃料。下列说法不正确的是()①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH1②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l)ΔH2③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝－1048.9kJ·mol－1A．O2(g)＋2H2(g)=2H2O(l)ΔH5，ΔH5>ΔH3B．ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1C．1molO2(g)和2molH2(g)具有的总能量高于2molH2O(g)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[例1]解析：根据历程Ⅰ，O3(g)＋O(g)⇌2O2(g)的ΔH＝(E6－E3)kJ·mol－1，根据历程Ⅱ，O3(g)＋O(g)⇌2O2(g)的反应热ΔH＝(E5－E2)kJ·mol－1，则E6－E3＝E5－E2，A项正确；根据图示，Cl(g)的相对能量为(E2－E3)kJ·mol－1，由于Cl2(g)的相对能量为0，故Cl2(g)=Cl(g)＋Cl(g)的ΔH＝2(E2－E3)kJ·mol－1，即Cl—Cl键能为2(E2－E3)kJ·mol－1，B项正确；历程Ⅱ使用了催化剂Cl，催化剂不能使平衡发生移动，则O3的平衡转化率：历程Ⅱ＝历程Ⅰ，C项错误；历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应为活化能最小的反应，即ClO(g)＋O(g)=O2(g)＋Cl(g)ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1，D项正确。答案：C[练1]解析：一般来说，反应的活化能越高，反应速率越慢，由图可知，反应Ⅰ和反应Ⅳ的活化能较高，因此反应的决速步为反应Ⅰ、Ⅳ，故A错误；反应Ⅰ为加成反应，而为快速平衡，反应Ⅱ的成键和断键方式为或，后者能生成18OH－，因此反应结束后，溶液中存在18OH－，故B正确；反应Ⅲ的成键和断键方式为或，因此反应结束后溶液中不会存在CH318OH，故C错误；该总反应对应反应物的总能量高于生成物的总能量，总反应为放热反应，因此和CH3O－的总能量与和OH－的总能量之差等于图示总反应的焓变，故D错误。答案：B[例2]解析：环己烷比环己烯、环己二烯稳定，则环己烷能量低，ΔH1<0，ΔH2<0，A项错误；根据反应方程式，结合盖斯定律，ΔH3＝ΔH2＋ΔH4，B项错误；将反应2减去反应1，得(g)＋H2(g)→(g)ΔH＝ΔH2－ΔH1，由于环己烯比环己二烯稳定，则ΔH2－ΔH1<0，即ΔH2<ΔH1，同理，将反应3减去反应2，得反应4：(g)＋H2(g)→(g)ΔH4＝ΔH3－ΔH2，比稳定，则ΔH3－ΔH2>0，即ΔH3>ΔH2，C项正确；根据盖斯定律，ΔH2＝ΔH3－ΔH4，D项错误。答案：C[练2]解析：O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)ΔH3；O2(g)＋2H2(g)=2H2O(l)ΔH5；两个反应均为放热反应，ΔH均为负值，放热越多，ΔH越小，由于生成液态水放热更多，所以ΔH5<ΔH3，A项错误；根据盖斯定律，③×2－②×2－①得，2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－