化学能与热能（教学案）2019年高考化学一轮复习精品资料Word版含解析

1、 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、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义。4.了解焓变与反应热的含义。了解HH(反应产物)H(反应物)表达式的含义。5理解盖斯定律。6.能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。 一、焓变与反应热1焓变、反应热(1)焓(H)用于描述物质所具有能量的物理量。(2)焓变(H)HH(生成物)H(反应物)。单位Jmol1或kJmol1。(3)反应热指当化学反应在一定温度下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位Jmol1或kJmol1。(4)焓变与反应热的关系对于等压条件下

2、进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：HQp。2吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)常见放热反应可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属与酸的置换反应；物质的缓慢氧化。(4)常见吸热反应大多数分解反应；盐的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳与水蒸气、C与CO2的反应。二、热化学方程式的书写与正误判断1概念表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.

3、5 kJmol1表示在25 ，101 kPa时，1_mol固体碳和1_mol氧气反应生成1mol二氧化碳，同时放出393.5kJ的热量。3书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位：H应包括“”或“”、数字和单位(kJmol1)。(4)注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(H与化学计量数相对应)(5)区别于普通方程式：一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等反应条件。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中

4、各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。三、燃烧热中和热及其测定1燃烧热(1)概念：在101 kPa时，1_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJmol1表示。燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。(2)表示的意义：例如C的燃烧热为393.5 kJmol1，表示在101

5、 kPa时，1 mol C完全燃烧生成CO2气体时放出393.5 kJ的热量。(3)书写热化学方程式：燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1，即C8H18的燃烧热为5 518 kJmol1。(4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放n(可燃物)H式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；H为可燃物的燃烧热。2中和热(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mo

6、l_液态H2O时的反应热叫中和热。(2)注意几个限定词：稀溶液；产物是1 mol液态H2O；用离子方程式可表示为OH(aq)H(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。(3)中和热的测定测定原理Hc4.18 Jg114.18103 kJg11；n为生成H2O的物质的量。装置如图(在横线上填出仪器的名称)四、盖斯定律、反应热的计算与判断1盖斯定律(1)内容对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都是一样。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。(2)意义间接计算某些反应的反应热。(3)应用方程式反应热间的关系aAB、ABH1aH2ABH1H2

7、HH1H22.H的比较比较H的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，H越小；对吸热反应，吸热越多，H越大。【特别提醒】比较反应热大小的四个注意要点(1)反应物和生成物的状态：物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。(2)H的符号：比较反应热的大小时，不要只比较H数值的大小，还要考虑其符号。(3)参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的H越小，吸热反应的H越大。(4)反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。3反应热的计算(1)主要依据热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热、中和热等。(2)主要方法根据热化学方程式计算反应

8、热与反应物和生成物各物质的物质的量成正比。根据图示中能量变化来确定焓变。HH(生成物)_H(反应物)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HE反应物的化学键断裂吸收的能量E生成物的化学键形成释放的能量根据盖斯定律计算应用盖斯定律常用以下两种方法。a热化学方程式相加或相减，如由C(s)O2(g)=CO2(g)H1；C(s)O2(g)=CO(g)H2；可得2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2(H1H2)b合理设计反应途径，如，则HH1H2。根据物质燃烧热数值计算Q(放)n(可燃物)|H|根据比热公式进行计算QcmT高频考点一活化能与焓变的关系例1某反应过程中体系的能量变化

9、如图所示，下列说法错误的是()A反应过程可表示为BE1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能C正反应的热效应HE1E20，所以正反应为放热反应D此图中逆反应的热效应HE1E20，所以逆反应为放热反应答案D【变式探究】反应ABC(H0)分两步进行：ABX (H0)，XC(H0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()答案D高频考点二中和热测定误差分析和数据处理例2利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：用量筒量取50mL0.50molL1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；用另一量筒量取50mL0.55molL1NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；将NaOH溶液倒入

10、小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？_。(2)如上图装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么？(3)怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1gcm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c4.18Jg11。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：实验序号起始温度t1/终止温度t2/混合溶液盐酸氢氧化钠溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热H_(结果保留一位小数)。(5)_(填“

11、能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是_。(6)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1molL1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为H1、H2、H3，则H1、H2、H3的大小关系为_。答案(1)确保盐酸被完全中和(2)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。(3)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动；因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。(4)51.8kJmol1(5)不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热(6)H1H2H3高频考点三判断热化学方程式的正误例3已知：2H

12、2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol12CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 452 kJmol1H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1下列说法正确的是()ACH3OH(l)的燃烧热为1 452 kJmol1B同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多C.H2SO4(aq)Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)H2O(l)H57.3 kJmol1D3H2(g)CO2(g)=CH3OH(l)H2O(l) H135.9 kJmol解析CH3OH(l)的燃烧热是指1 mol CH3OH(l)完全燃烧生成

13、稳定的化合物时所放出的热量，故CH3OH(l)的燃烧热为726 kJmol1，A项错误；令H2(g)和CH3OH(l)的质量都为1 g，则1 g H2(g)完全燃烧时放出的热量为kJ142.9 kJ,1 g CH3OH(l)完全燃烧时放出的热量为kJ22.7 kJ，故同质量时H2(g)放出的热量多，B项正确；SO和Ba2反应生成BaSO4沉淀时要放出热量，故C项反应的H0CuSO4(s)=Cu2(aq)SO(aq)H20：CuSO45H2O(s)=Cu2(aq)SO(aq)5H2O(l)H1H2H3由于H10，H20，所以H1H3。高频考点十 能源例10为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时

14、缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()AH2O的分解反应是放热反应B氢能源已被普遍使用C2mol液态H2O具有的总能量低于2molH2和1molO2的能量D氢气不易贮存和运输，无开发利用价值答案C【变式探究】为缓解能源紧张，越来越多的国家开始重视生物质能源(利用能源作物和有机废料，经过加工转变为生物燃料的一种能源)的开发利用。(1)如图是某国能源结构比例图，其中生物质能源所占的比例是_。(2)生物柴油是由动植物油脂转化而来，其主要成分为脂肪酸酯，几乎不含硫，生物降解性好，一些国家已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用，下列说法正确的是_。生物柴油是

15、可再生资源可减少二氧化硫的排放与普通柴油相比易分解与普通柴油制取方法相同ABCD答案(1)27%(2)A解析(1)油料作物和甘蔗是能源作物，属于生物质能源；化石燃料不是生物质能源。(2)生物柴油的原料是动植物油脂，可再生(对)，几乎不含硫(对)，生物降解性好(对)，主要成分为酯类，而普通柴油源于烃类(石油)，所以错。1. （2018年北京卷）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。该历程示意图如下。下列说法不正确的是A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B. CH4CH3COOH过程中，有CH键发生断裂C. 放出能量并形成了CC键D. 该

16、催化剂可有效提高反应物的平衡转化率【答案】D2. （2018年江苏卷）下列说法正确的是A. 氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能B. 反应4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应C. 3 mol H2与1 mol N2混合反应生成NH3，转移电子的数目小于66.021023D. 在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快【答案】C【解析】氢氧燃料电池放电时化学能不能全部转化为电能，理论上能量转化率高达85%90%，A错误；反应4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）的S0，该反应常温下可自发进行，该反应为放热反应，B错误；N2与H2的反应为可

17、逆反应，3molH2与1molN2混合反应生成NH3，转移电子数小于6mol，转移电子数小于66.，C正确；酶是一类具有催化作用的蛋白质，酶的催化作用具有的特点是：条件温和、不需加热，具有高度的专一性、高效催化作用，温度越高酶会发生变性，催化活性降低，淀粉水解速率减慢，D错误。1【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是C(s) + H2O(g)CO(g) + H2 (g) H1 = akJmol1CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2 (g) H2 = bkJmol1CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g

18、) H3 = ckJmol12CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) H4 = dkJmol1A反应、为反应提供原料气B反应也是CO2资源化利用的方法之一C反应CH3OH(g)CH3OCH3 (g) +H2O(l)的H =kJmol1D反应2CO(g) + 4H2 (g)CH3OCH3 (g) + H2O(g)的H = ( 2b + 2c + d ) kJmol1【答案】C1【2016年高考海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8104

19、kJ。油酸甘油酯的燃烧热H为（ ）A3.8104kJmol-1 B3.8104kJmol-1C3.4104kJmol-1 D3.4104kJmol-1【答案】D【解析】燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1kg油酸甘油酯释放出热量3.8104kJ，则燃烧1mol油酸甘油酯释放出热量为3.4104kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热H=3.4104kJmol-12【2016年高考海南卷】由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）A由反应的H=E5E2B由反应的H”、“H3BH1H3答案B2(1)2014四川化学，11(3)已知：25 、101 kPa时，

20、Mn(s)O2(g)=MnO2(s)H520 kJmol1S(s)O2(g)=SO2(g)H297 kJmol1Mn(s)S(s)2O2(g)=MnSO4(s)H1 065 kJmol1SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_。(2)2014广东理综，31(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。 1/4CaSO4(s)CO(g) 1/4CaS(s)CO2(g)H147.3 kJmol1 CaSO4(s)CO(g) CaO(s)CO2(g) SO2(g)H2210.5 kJ

21、mol1 CO(g) 1/2C(s)1/2CO2(g)H386.2 kJmol1反应2CaSO4(s)7CO(g) CaS(s)CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)的H_(用H1、H2和H3表示) 解析(1)将题中三个热化学方程式由上到下依次编号为、；根据盖斯定律可知，得MnO2(s)SO2(g)=MnSO4(s)H1 065 kJmol1520 kJmol1297 kJmol1248 kJmol1答案(1)MnO2(s)SO2(g)=MnSO4(s)H248 kJmol1(2)4H1H22H33(2014江苏，10)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2

22、CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10，H30 BH20，H40 CH1H2H3 DH3H4H5解析根据反应的热效应可知：H10，H20、H30、H40，故A、B不正确；根据盖斯定律可得H1H2H3，H3H4H5，C项正确，D项错误。答案C4(2014重庆理综，6)已知：C(s)H2O(g)=CO (g) H2 (g)Ha kJmol12C(s) O2(g)=2CO (g) H 220 kJmol1HH、O=O和OH键的键能

23、分别为436、496和462 kJmol1，则 a 为()。A332B118C350D130答案D5(1)2014全国新课标，28(2)已知：甲醇脱水反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g) H123.9 kJmol1甲醇制烯烃反应2CH3OH(g)=C2H4(g)2H2O(g) H229.1 kJmol1乙醇异构化反应C2H5OH(g)=CH3OCH3(g) H350.7 kJmol1则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)的H_kJmol1。(2)2013四川化学，11(5)焙烧明矾产生的SO2可用于制硫酸。已知25 、101 kPa时：2SO2

24、(g)O2(g) 2SO3(g)H1197 kJmol1；H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol1；2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l) H3545 kJmol1。则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是_。解析(1)将题中给出的三个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由得：C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)H45.5 kJmol1。(2)根据盖斯定律，得出SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H4只须按下式进行即可：H(H3H12H2)130 kJmol1热化学方程式应为：SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJmol1

25、答案(1)45.5(2)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l) H4130 kJmol16（2014重庆理综化学卷，T6）已知C(s)H2O(g)CO(g)H2(g) HakJmol12C(s)O2(g)2CO(g) H220kJmol1HH、OO和OH键的键能分别为436、496和462kJmol1,则a为( )A332 B118 C350 D130【答案】D 7（2014上海单科化学卷，T9）1，3-丁二烯和2-丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：CH2=CHCH=CH2(g) + 2H2(g) CH3CH2CH2CH3(g) + 236.6 kJCH3-CC-CH3(g) + 2H2(g) CH3CH2CH2CH3(g) + 272.7 kJ由此不能判断A1，3-丁二烯和2-丁炔稳定性的相对大小B1，3-丁二烯和2-丁炔分子储存能量的相对高低C1，3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应D一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键键能之和的大小 【答案】D【解析】根据盖斯定律可得CH2=CHCH=