化学反应与能量变化高考一轮复习

化学反应与能量变化高考一轮复习

高考考查主要内容和方向： 化学反应与能量变化，如放热反应、吸热反应的判断、理解、解释（结合图像），及在平衡移动中的应用；反应热大小的比较；热化学方程式的书写与正误判断，包括中和热、燃烧热等概念的考查；盖斯定律及简单计算。‎ 一、 焓变与反应热 1、 化学变化中不仅有物质变化，一定伴随着_________变化（热能、光能、电能等）。 化学变化中吸收或放出的_______，称为反应热； _____条件下进行反应的________称为焓变， 焓变的符号为_____、单位为________或________。 ★ 放热反应的△H为___（+、-）或___0；吸热反应的△H为____或_____0‎ 2、 化学键与反应中能量变化的关系 发生化学变化时，旧的化学键断裂______（吸收、释放）能量，新的化学键生成______能量。这两个过程中的能量不相等，因此化学反应中必然伴随着能量的变化 ‎3、吸热反应与放热反应 吸热反应 放热反应 ‎ 吸热反应 放热反应 化学键 反应能中化学键断裂吸收的总能量____ 生成物中化学键形成释放的总能量 反应能中化学键断裂吸收的总能量____ 生成物中化学键形成释放的总能量 内能 反应物的总能量____生成物的总能量 反应物的总能量____生成物的总能量 ‎★ 常见的放热反应：1、可燃物的_____ 2、酸碱的________ 3、大部分的化合反应4、酸与金属的_______ 5、缓慢氧化 ‎★ 常见的吸热反应：1、C和CO2生成____ 2、C和______生成水煤气 3、部分分解反应（煅烧______）4、___类的水解 5、电离过程（旧键断裂） 6、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ‎★ 反应热（△H）有“+” “－”；热量只有正值。‎ ‎【练习1】、已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ/mol，下列说法正确的是 (　　) A. 氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应 B. 1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJ C. 在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和 大于2 mol HF气体的能量 D．该反应中的能量变化可用如右图来表示 ‎【 练习2 】白磷在高压下隔绝空气加热后急速冷却，可得钢灰色固体——黑磷，其转化过程中能量变化如图所示。下列叙述中正确的是 (　　) A. 黑磷比白磷稳定 B. 黑磷与白磷互为同分异构体 C. 白磷转化为黑磷是氧化还原反应 D. 白磷转化为黑磷是吸热反应 二、热反应方程式 ‎1、表示化学反应中___________和_________关系的式子叫热化学方程式 ‎2、热化学方程式的意义：既表明了化学变化中的____变化，也表明了化学变化中的___变化。 ‎ ‎【练习1】H2(g)＋O2(g) ===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol，表示在____℃，_______Pa，_____与________完全反应生成_____________时________热量285.8kJ。‎ ‎3、热化学方程式各物质前的化学计量数只表示________，因此，它可以是________数，也可以是________数，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH_______‎ ‎4、热化学方程式的书写要求和步骤： （1）写出正确的化学方程式 （2）标出各物质的聚集状态（g、___、s、aq）、温度和压强，若不指明，为____℃，________Pa （3）注明的△H的“+”、“－”、数值和_____（KJ/mol），并与化学计量数相对应（成正比）。 【练习2】1g 固体S完全燃烧生成二氧化硫气体，放出a KJ的的热量，则S燃烧的热化学方程式为__________________________________________‎ ‎【巩固练习】‎ ‎1、已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应生成1 mol H2O的热化学方程式 ____________________________________________________________‎ ‎2、25℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为a kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式 ______________________________________________________________‎ ‎3、2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。 已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－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？___________________ （2）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________________________ （3）图中ΔH＝________ kJ·mol－1‎ ‎4、下列化学反应的生成1molH2O时，放出热量最大的是 (　　) A．CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH1 B．NaOH(aq)＋1/2H2SO4(aq)===1/2Na2SO4(aq)＋H2O(l) 　ΔH2 C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　 ΔH3 D．NaOH(aq)＋1/2H2SO4(浓)===1/2Na2SO4(aq)＋H2O(l)　 ΔH4‎ ‎5、下列说法或表示正确的是(　　) A．将等质量硫蒸气和硫粉分别完全燃烧，前者放出热量多 B．由C(石墨)===C(金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1可知金刚石比石墨稳定 C．稀的强酸和稀的强碱溶液反应的热化学方程式为： H＋＋OH－===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 D．加入催化剂，能够改变化学反应的反应热 ‎6、如图是198 K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是 (　　) A. 该反应的热化学方程式为：N2＋3H2 = 2NH3　ΔH＝－92 kJ·mol－1 B. a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 C. 加入催化剂，该化学反应的反应热改变 D. 在温度、体积一定的条件下，通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为Q1kJ，若通入2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ，则184>Q2>2Q1‎ 三、燃烧热 燃烧热：在101 kPa时，___mol纯物质完全燃烧生成________的________时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位一般为________，符号________‎ ‎【练习1】 在101 kPa时，测得1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量，则C的燃烧热为_________，其热化学方程式为__________________________________________‎ ‎【练习2】下列热化学方程式中，能表示氢气燃烧热的是 （ ） ‎ A. H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH= - aKJ/mol B. 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH= - aKJ/mol C. 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) ΔH= - aKJ/mol D. H2(g) + O2(g) = H2O(l) ΔH= - aKJ/mol ‎★表述燃烧热时，H元素对应________、C元素对应________、S元素对应______‎ 四、中和热 ‎1、中和热：在________中酸跟碱发生________反应而生成___mol H2O时所产生的反应热叫中和热。单位一般为________，符号_____。强酸与强碱反应，中和热的热化学方程式（离子）为： ________________________________‎ ★ 有弱酸或弱碱参加的中和反应，实验测出的中和热数值一般_____（>、<、＝）57.3 kJ，因为弱电解质反应时会继续电离，电离时要_____。‎ ‎2、中和热的实验测定：‎ 在实验中要注意两点： （1）隔热： 如小烧杯周围的泡沫塑料要填满，盖板两孔只要正好使温度计和环形玻璃棒通过即可；倒入NaOH 溶液要迅速等。尽可能减少________________ （2）为保证充分反映，加入的碱的量为_______ （3）减小误差：如配制溶液浓度要准；溶液要新制，因久置NaOH溶液可能变质导致浓度不准；量取液体体积读数要准；对温度计读数要读到________‎ ‎★ 误差分析： 根据计算关系：中和反应时放出的热量为: (m酸＋m碱) · c· (t 1－t 2)。其中溶液的比热容c是已知的。对于给定的反应m酸和m碱也是定值，这样求算出的中和热是否接近57.3 kJ/mol，取决于溶液的浓度、溶液的体积及温度的变化。引起中和热有较大误差的因素有：①溶液浓度不准；②溶液取量不准；③隔热____；④室温太低；⑤温度未读取到_______等。‎ ‎【巩固练习】‎ ‎1、有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是 (　　) A．稀醋酸与稀NaOH溶液反应：HAc(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)+Ac－(aq) ΔH＝－57.3 kJ/mol B．密闭容器中，‎9.6 g硫粉与‎11.2 g铁粉混合加热生成硫化亚铁‎17.6 g时，放出19.12 kJ热量。 则Fe(s)＋S(s)===FeS(s)　ΔH＝－95.6 kJ/mol C．氢气的燃烧热为285.8 kJ/mol，则水电解的热化学方程式： 2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ/mol D．已知‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ/mol，则可知C的燃烧热为110.5 kJ/mol ‎2、下列热化学方程式书写正确的是 (　　) A. C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH＝－1367.0 kJ/mol (燃烧热) B. NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ/mol (中和热) C．S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－296.8 kJ/mol (反应热) D．2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116.2 kJ/mol (反应热)‎ ‎3、已知：H2SO4(浓)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH1；CH3COOH(aq)＋NH3·H2O(aq)===CH3COONH4(aq)＋H2O(l)　ΔH2。下列说法正确的是 (　　) A. ΔH1>ΔH2 B. ΔH1＝ΔH2＝－57.3 kJ·mol－1 C. |ΔH1|>|ΔH2| D. |ΔH1|<|ΔH2| ‎ ‎4、已知某化学反应A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子结构为B—A—B)的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是 (　　) A. 该反应的进行一定需要加热 B. 该反应的ΔH＝－(E1－E2)kJ·mol－1 C. 断裂1 mol A—A键和2 mol B—B键，放出E1 kJ能量 ‎ D. 该反应中，反应物的键能总和大于生成物的键能总和 ‎5、化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。 (1)实验测得‎5 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：______________________________________________ (2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键被破坏和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。‎ 化学键 H—H ‎ N—H N≡N 键能(kJ/mol)‎ ‎436‎ ‎391 ‎ ‎946 ‎ 已知反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　 ΔH＝a kJ/mol。试根据表中所列键能数据估算 a的数值：____________。‎ ‎★ 已知：某确定反应的反应热 ΔH＝E(反应物总键能)－E(生成物总键能)‎ 五、反应热的计算及盖斯定律 ‎1、定义 不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其________是相同的，它只与反应体系的________和________有关，而与反应________无关。即热化学方程式是可以加减的 ‎2、应用：间接计算某些反应(反应热无法直接测得)的反应热 ‎3、例： ‎ ‎ ‎ ‎【 练习1 】（4）已知单质硫的燃烧热ΔH＝－296 kJ·mol－1，计算由S(s)生成1 mol SO3(g)的 ΔH？____________________‎ ‎【 练习2 】已知：① H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) △H1＝－241.8kJ/mol ② H2O(g)=H2O (l) △H2＝－44 kJ/mol 求表示H2燃烧热的热化学方程式 H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) △H ＝____________‎ ‎【 练习3 】已知下列热化学方程式 ①Zn（S）+1/2 O2（g）=ZnO（S） △H1 ②Hg（l）+1/2 O2（g）=HgO（S） △H2 则Zn（S）+ HgO（S）= Hg（l）+ ZnO（S） △H值为=_____________‎ ★ 书写步骤： 1）确定______________，调整已知方程式的书写方向 2）△H与______________扩大（或缩小）相同的倍数 3）方程式书写方向改为逆向时， △H变为其________ 4）△H随方程式相加（减）而相加（减）‎ ‎ ‎ ‎【 练习4 】已知：① ② ③ ＝__________‎ ‎【 练习5 】利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下 ① 2H2（g）+ CO（g）= CH3OH（g） ΔH ＝ －90.8 kJ·mol－1 ② 2CH3OH（g）= CH3OCH3（g）+H2O(g) ΔH＝ －23.5 kJ·mol－1 ③ CO（g）+ H2O（g）= CO2（g）+ H2(g) ΔH＝ －41.3 kJ·mol－1 总反应：3H2（g）+ 3CO（g）= CH3OCH3（g）+ CO2 (g)的ΔH＝ ___________‎ 巩固练习 ‎1、下列ΔH表示物质燃烧热的是_________;表示物质中和热的是_______ A. 2H2(g) + O2(g)==== 2 H2O(l)　ΔH1 ‎ B. C(s)+1/2O2(g)====CO(g)　ΔH2 C. CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(g)　ΔH3 D. C(s)+O2(g)====CO2(g)　ΔH4 E. C6H12O6(s)+6O2(g)====6CO2(g)+6H2O(l)　ΔH5 F. NaOH(aq)+HCl(aq)====NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH6‎ ‎2、‎25℃‎、101 kPa下：①2Na(s)＋O2(g)===Na2O(s)　ΔH1＝－414 kJ/mol　 ②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)　ΔH2＝－511 kJ/mol 下列说法正确的是 ( ) A. ①和②产物的阴阳离子个数比不相等 B. ①和②生成等物质的量的产物，转移电子数不同 C. 常温下Na与足量O2反应生成Na2O，随温度升高生成Na2O的速率逐渐加快 D. ‎25℃‎、101kPa下，Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)　ΔH＝－317 kJ/mol ‎3、SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S－F键。已知：1mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1mol F－F、S－F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)＋‎3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为 (　　) A．－1 780 kJ/mol B．－1 220 kJ/mol C．450 kJ/mol D．＋430 kJ/mol ‎4、已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则HCN在水溶液中电离的ΔH等于 （ ） A．－67.7 kJ·mol－1 B．－43.5 kJ·mol－1 C．＋43.5 kJ·mol－1 D．＋67.7kJ·mol－1 ‎ ‎5、下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是 （ ） A．生成物总能量一定低于反应物总能量 B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 D．同温同压下， H2(g)＋ Cl2(g)===2HCl(g) 在光照和点燃条件下的ΔH不同 ‎6、已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ/mol， Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＝－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 kJ B．上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系 C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH>－452 kJ/mol D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023 ‎ ‎7、25℃，101 kPa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)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5518 kJ/mol D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－5518 kJ/mol ‎8、科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为 －285.8 kJ·mol－1、－283.0 kJ·mol－1和－726.5 kJ·mol－1。请回答下列问题： (1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是________kJ (2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 _________________________________________________________________ (3)在容积为‎2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如下图所示(注：T1、T2‎ 均大于‎300℃‎) 下列说法正确的是________(填序号) ①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝mol·L－1·min－1 ②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 ③该反应为放热反应 ④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大 ‎9、氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝+206.2 kJ·mol－1 CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝+247.4 kJ·mol－1 2H2S===2H2(g)＋S2(g)　ΔH＝+169.8 kJ·mol－1 (1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为__________________________________________________________ (2)H2S热分解制氢时，常向反应器中通入一定比例空气，使部分H2S燃烧，其目的是________；燃烧生成的SO2与H2S进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式 ______________________________________ (3)H2O的热分解也可得到H2， 高温下水分解体系中主要气体 的体积分数与温度的关系如下 图所示。图中A、B表示的物 质依次是_______‎ ‎10、下列关于反应能量的说法正确的是 A.Zn(s)+CuSO4(aq)====ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH= -216 kJ·mol-1,反应物总能量<生成物总能量 B.相同条件下,如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子的能量为E2,则2E1>E2 C.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则表示CO(g)的燃烧热的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)====2CO2(g)　ΔH=-283.0 kJ·mol-1 D.已知2NaOH(aq)+H2SO4(aq)====Na2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH=-114.6 kJ·mol-1,则该反应的中和热为114.6 kJ·mol-1 ‎