广东省2021版高考化学一轮复习第六单元第1节化学反应与能量变化课件 人教版

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第 1 节　化学反应与能量变化 - 2 - - 3 - 自主预诊 考向突破 1 . 焓变、反应热 (1) 焓与焓变。 焓 (H): 用于描述物质 　　　　　　　　　 的物理量。   焓变 (Δ H ): 生成物与反应物的内能差 , 即生成物与反应物所具有的焓之差 ,Δ H = H ( 　　　　 )- H ( 　　　　 ), 单位 : 　　　　　　　 。   (2) 反应热。 指当化学反应在一定温度下进行时 , 反应所 　　　　 或 　　　　 的热量 , 通常用符号 Q 表示 , 单位 kJ·mol -1 。   (3) 焓变与反应热的关系 对于等压条件下进行的化学反应 , 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 : 　　　　　　　　　　 。   (4) 反应热产生的原因。 化学反应过程中旧键断裂 　　　　 的能量与新键形成 　　　　 的能量不相等 , 故化学反应均伴随着能量变化。   所具有的能量 生成物 反应物 放出 kJ·mol -1 吸收 吸收 Δ H = Q p 放出 - 4 - 自主预诊 考向突破 2 . 放热反应和吸热反应的判断 (1) 从反应物和生成物总能量相对大小的角度分析 , 如图所示。 吸 放 - 5 - 自主预诊 考向突破 (2) 从反应热的量化参数 —— 键能的角度分析。 (3) 常见的放热反应和吸热反应。 放热反应 : ① 可燃物的燃烧 ; ② 酸碱中和反应 ; ③ 大多数化合反应 ; ④ 金属跟酸的置换反应 ; ⑤ 物质的缓慢氧化 ; ⑥ 铝热反应等。 吸热反应 : ① 大多数分解反应 ; ② 盐的水解 ; ③ Ba(OH) 2 ·8H 2 O 与 NH 4 Cl 反应 ; ④ 碳和水蒸气、 C 和 CO 2 的反应等。 吸热 　 > < 放热 - 6 - 自主预诊 考向突破 微点拨 (1) 注意过程 ( 包括物理过程、化学过程 ) 与化学反应的区别 , 有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应 , 如水结成冰放热但不属于放热反应。 (2) 化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如 NH 4 Cl 与 Ba(OH) 2 · 8H 2 O 的反应是吸热反应 , 该反应在常温常压下即可进行。 (3) 任何化学反应都是旧键断裂、新键形成的过程 , 都伴随着能量的变化。其中断裂旧化学键吸收能量 , 形成新化学键放出能量。 - 7 - 自主预诊 考向突破 3 . 燃烧热和中和热 (1) 燃烧热与中和反应反应热 ( 简称中和热 ) 。 ① 燃烧热 : 1 mol 稳定 氧化物 1 mol C(s, 石墨 ) CO 2 (g) - 8 - 自主预诊 考向突破 ② 中和热 : 1 mol H 2 O Δ H =-57.3 kJ·mol -1 - 9 - 自主预诊 考向突破 (2) 中和反应反应热的测定。 ① 装置 : t 1 — 起始温度 , t 2 — 终止温度 , n — 生成水的物质的量 , m — 酸溶液与碱溶液的总质量 , c — 溶液的比热容 , c 的单位为 kJ/(g· ℃ ) 。 环形玻璃搅拌棒 - 10 - 自主预诊 考向突破 ③ 注意事项 Ⅰ . 碎泡沫塑料 ( 或纸条 ) 及泡沫塑料板的作用是 　　　　　　　　　　　　　　 。   Ⅱ . 为保证酸被完全中和 , 常使 　　　 稍稍过量。   Ⅲ . 实验中若使用弱酸或弱碱 , 会使测得中和热数值偏 　　　 。   微点拨 强酸强碱的稀溶液发生反应生成 1 mol H 2 O 放出的热量为 57.3 kJ, 弱酸弱碱电离时吸热 , 生成 1 mol H 2 O 时放出的热量小于 57.3 kJ 。由于浓硫酸稀释时放热 , 故浓硫酸与碱反应生成 1 mol H 2 O 时放出的热量大于 57.3 kJ 。 隔热 , 防止热量散失 碱 小 - 11 - 自主预诊 考向突破 4 . 能源 - 12 - 自主预诊 考向突破 自我诊断 1 . 同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧 , 哪一个放出的热量多 , 为什么 ? 提示 : 在空气中燃烧放出的热量多 , 因在纯氧中燃烧火焰明亮 , 转化成的光能多 , 故放出的热量少。 2 . 判断正误 , 正确的打 “ √ ”, 错误的打 “×” 。 (1) 放热反应不需要加热就能反应 , 吸热反应不加热就不能反应。 ( 　　 ) (2) 活化能越大 , 表明反应断裂旧化学键需要吸收的能量越多。 ( 　　 ) - 13 - 自主预诊 考向突破 (3) 同温同压条件下 ,H 2 (g)+Cl 2 (g)=2HCl(g) 在光照和点燃条件下的 Δ H 不同。 ( 　　 ) (4) 已知稀溶液中 ,H + (aq)+OH - (aq)=H 2 O(l) 　 Δ H =-57.3 kJ·mol -1 , 则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成 1 mol 水时放出 57.3 kJ 的热量。 ( 　　 ) 答案 : (1)× 　 (2) √ 　 (3)× 　 (4)× 　 (5)× 　 (6) √ (6) 可逆反应的 Δ H 表示完全反应时的热量变化。 ( 　　 ) - 14 - 自主预诊 考向突破 3 .(1) 已知 :N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) 　 Δ H =-92.4 kJ·mol -1 , 若向一定体积密闭容器中加入 1 mol N 2 和 3 mol H 2 , 充分反应后 , 放出热量 　　　　 ( 填 “>”“<” 或 “=”)92.4 kJ, 理由是 　　　　　　　　　　　　　　　 。   (2) 若体积不变 , 向密闭容器中再充入 2 mol NH 3 , 则反应 N 2 +3H 2 2NH 3 的焓变 Δ H = 　　　　 。   答案 : (1)< 　合成氨反应为可逆反应 ,1 mol N 2 和 3 mol H 2 不可能完全反应 , 因而放出的热量小于 92.4 kJ 　 (2)-92.4 kJ·mol -1 - 15 - 自主预诊 考向突破 考向 1 　 有关概念与图像分析 典例 ❶ (2019 安徽定远重点中学高三月考 ) 已知化学反应 A 2 (g)+B 2 (g)=2AB(g) 的能量变化如图所示 , 判断下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 每生成 2 分子 AB 吸收 b kJ 热量 B. 该反应热 Δ H =+( a-b ) kJ·mol -1 C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D. 断裂 1 mol A—A 键和 1 mol B—B 键 , 放出 a kJ 能量 答案 解析 解析 关闭 1 mol A 2 (g) 和 1 mol B 2 (g) 反应生成 2 mol AB(g), 每生成 2 mol AB(g) 吸收 ( a-b ) kJ 热量 ,A 项错误 ; 反应热 Δ H = 断开旧键吸收的能量 - 形成新键放出的能量 , 故反应热 Δ H =+( a-b ) kJ · mol -1 ,B 项正确 ; 依据能量图像分析可知反应物总能量低于生成物总能量 ,C 项错误 ; 断裂 1 mol A—A 键和 1 mol B—B 键共吸收 a kJ 能量 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 B - 16 - 自主预诊 考向突破 归纳总结正确理解活化能与反应热的关系 (1) 注意活化能在图示中的呈现。 ① 从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能 ; ② 从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能。 (2) 催化剂只影响正、逆反应的活化能 , 而不影响反应的焓变。 (3) 进行反应热的有关计算时 , 要注意图示中反应物和生成物的物质的量。 - 17 - 自主预诊 考向突破 对点演练 1 (2019 河南洛阳高三尖子生联考 ) 已知 25 ℃ 、 101 kPa 下 , 石墨的燃烧热 Δ H 1 =-393.5 kJ·mol -1 , 金刚石的燃烧热 Δ H 2 =-395.4 kJ·mol -1 , 如图所示。下列表达正确的是 ( 　　 ) A. 金刚石比石墨稳定 B.C(s, 石墨 )=C(s, 金刚石 ) 　 Δ H =+1.9 kJ·mol -1 C.Δ H 1 <Δ H 2 D. 如果使用催化剂 ,Δ H 1 和 Δ H 2 都变小 答案 解析 解析 关闭 由题意并结合图像可知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为 :C(s, 石墨 )+O 2 (g)=CO 2 (g) 　 Δ H 1 =-393.5 kJ · mol -1 ,C(s, 金刚石 )+O 2 (g)=CO 2 (g) 　 Δ H 2 =-395.41 kJ · mol -1 , 二者相减可得 C(s, 石墨 )=C(s, 金刚石 ) 　 Δ H =+1.9 kJ · mol -1 。相同质量时金刚石燃烧放出能量较多 , 则说明金刚石总能量较大 , 石墨比金刚石稳定 , 故 A 项错误 ; 由以上分析可知 C(s, 石墨 )=C(s, 金刚石 ) 　 Δ H =+1.9 kJ · mol -1 , 故 B 项正确 ; 反应放热 , 则 Δ H <0, 金刚石放出的热量多 , 则有 Δ H 1 >Δ H 2 , 故 C 项错误 ; 催化剂不改变反应热的大小 , 故 D 项错误。 答案 解析 关闭 B - 18 - 自主预诊 考向突破 考向 2 　 燃烧热与中和热的理解 典例 ❷ (2019 吉林实验中学高三期中 ) 下列有关热化学方程式及其叙述正确的是 ( 　　 ) A. 氢气的燃烧热为 -285.5 kJ·mol -1 , 则水电解的热化学方程式为 2H 2 O(l)=2H 2 (g)+O 2 (g) 　 Δ H =+285.5 kJ·mol -1 B.1 mol 甲烷完全燃烧生成 CO 2 和 H 2 O(l) 时放出 890 kJ 热量 , C. 已知 2C(s)+O 2 (g)=2CO(g) 　 Δ H =-221 kJ·mol -1 , 则 C(s) 的燃烧热为 -110.5 kJ·mol -1 D.HF 与 NaOH 溶液反应 :H + (aq)+OH - (aq)=H 2 O(l) 　 Δ H =-57.3 kJ·mol -1 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 19 - 自主预诊 考向突破 归纳总结 (1) 由于中和反应和燃烧均是放热反应 , 表示中和热和燃烧热可不带 “-” 号。如 : 某物质的燃烧热为 Δ H =- Q kJ · mol -1 或 Q kJ · mol -1 。 (3) 在稀溶液中 , 强酸与强碱发生中和反应 , 生成 1 mol H 2 O(l) 和可溶性盐时放出的热量为中和热 ; 不同反应物的中和热大致相同 , 均约为 57.3 kJ · mol -1 。 - 20 - 自主预诊 考向突破 对点演练 2 下列关于热化学反应的描述中正确的是 ( 　　 ) A.HCl 和 NaOH 反应的中和热 Δ H =-57.3 kJ·mol -1 。则 H 2 SO 4 和 Ca(OH) 2 反应的中和热 Δ H =2×(-57.3) kJ·mol -1 B.CO(g) 的燃烧热 Δ H 是 -283.0 kJ·mol -1 , 则 2CO 2 (g)=2CO(g)+O 2 (g) 反应的 Δ H =+(2×283.0) kJ·mol -1 C.1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 D. 稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol H 2 O, 放出 57.3 kJ 热量 答案 解析 解析 关闭 中和热是以生成 1 mol H 2 O(l) 作为标准的 ,A 项错误 ; 燃烧热是指 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量 ,B 项正确 ; 有水生成的燃烧反应 , 根据水为液态时的能量变化计算燃烧热 ,C 项错误 ; 稀醋酸是弱酸 , 电离过程需要吸热 , 生成 1 mol H 2 O 时放出的热量要小于 57.3 kJ,D 项错误。 答案 解析 关闭 B - 21 - 自主预诊 考向突破 考向 3 　 依据共价键的键能计算反应热 典例 ❸ (2018 天津理综 ,10 改编 )CO 2 是一种廉价的碳资源 , 其综合利用具有重要意义。 CO 2 与 CH 4 经催化重整 , 可制得合成气 : CH 4 (g)+CO 2 (g) 2CO(g)+2H 2 (g) 已知上述反应中相关的化学键键能数据如下 : 填写下列空白 : 该反应的 Δ H = 　　　　　　　 。分别在 V L 恒温密闭容器 A( 恒容 ) 、 B( 恒压 , 容积可变 ) 中 , 加入 CH 4 和 CO 2 各 1 mol 的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是 　　　 ( 填 “A” 或 “B”) 。   答案 解析 解析 关闭 化学反应的焓变等于反应物键能总和减去生成物的键能总和 , 所以焓变为 (4×413+2×745) kJ · mol -1 -(2×1 075+2×436) kJ · mol -1 =+120 kJ · mol -1 。初始时容器 A 、 B 的压强相等 ,A 容器恒容 , 随着反应的进行压强逐渐增大 ( 气体物质的量增加 );B 容器恒压 , 压强不变 ; 所以达平衡时 A 中压强大于 B 中压强 , 由于对此反应减小压强时平衡正向移动 , 所以 B 中反应物转化率大 , 吸热也更多。 答案 解析 关闭 +120 kJ·mol -1 　 B - 22 - 自主预诊 考向突破 易错警示 解答化学键与反应热关系题目的 “ 两 ” 注意 (1) 熟练掌握常见物质中的化学键数目。 (2) 根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时 , 需注意断键和成键的总数 , 必须是断键时吸收的总能量和成键时放出的总能量。 - 23 - 自主预诊 考向突破 对点演练 3 (2019 河北衡水安平县安平中学高三期中 ) 已知 : C(s)+H 2 O(g)=CO(g)+H 2 (g) 　 Δ H = a kJ·mol -1 2C(s)+O 2 (g)=2CO(g) 　 Δ H =-220 kJ·mol -1 H—H 、 O=O 和 O—H 键的键能分别为 436 kJ·mol -1 、 496 kJ·mol -1 和 462 kJ·mol -1 , 则 a 为 ( 　　 ) A.-332 B.-118 C.+350 D.+130 答案 解析 解析 关闭 已知① C(s)+H 2 O(g)=CO(g)+H 2 (g) 　 Δ H = a kJ · mol -1 , ② 2C(s)+O 2 (g)=2CO(g) 　 Δ H =-220 kJ · mol -1 , ① ×2- ②得 :2H 2 O(g)=O 2 (g)+2H 2 (g) 　 Δ H =(2 a +220) kJ · mol -1 >0,Δ H = 反应物总键能 - 生成物总键能 =(4×462-496-2×436) kJ · mol -1 =(2 a +220) kJ · mol -1 , 解得 a =+130 kJ · mol -1 。 答案 解析 关闭 D - 24 - 自主预诊 考向突破 深度指津 反应热的计算 (1) 根据燃烧热数据 , 求算反应放出的热量 利用公式 : Q = 燃烧热 × n ( 可燃物的物质的量 ) 如已知 H 2 的燃烧热 Δ H =-285.8 kJ · mol -1 , 燃烧 H 2 的物质的量为 2 mol, 则 H 2 燃烧放出的热量为 2 mol×285.8 kJ · mol -1 =571.6 kJ 。 (2) 依据反应物与生成物的能量计算 Δ H = E 生成物 - E 反应物 (3) 根据键能数据计算 Δ H = 反应物键能总和 - 生成物键能总和 - 25 - 自主预诊 考向突破 热化学方程式 1 . 热化学方程式及其意义 (1) 定义 : 表示参加反应的物质的 　　　　　　 和 　　　　　　 关系的化学方程式。   (2) 意义 : 不仅表明了化学反应中的物质变化 , 也表明了化学反应中的 　　　　　　　　 。例如 :H 2 (g)+ O 2 (l)=H 2 O(l) 　 Δ H =-285.8 kJ·mol -1 , 表示在 25 ℃ 和 1.01×10 5 Pa 下 ,1 mol 氢气与 0.5 mol 氧气完全反应生成 1 mol 液态水时放出 285.8 kJ 的热量。   物质的量 反应热 能量变化 - 26 - 自主预诊 考向突破 2 . 书写热化学方程式的注意事项 + - kJ·mol -1 物质的量 溶液 固体 液体 名称 - 27 - 自主预诊 考向突破 自我诊断 1 . 判断正误 , 正确的打 “ √ ”, 错误的打 “×” 。 (1) 甲烷的燃烧热为 890.3 kJ·mol -1 , 则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为 CH 4 (g)+2O 2 (g)=CO 2 (g)+2H 2 O(g) Δ H =-890.3 kJ·mol -1 。 ( 　　 ) (2) 已知 101 kPa 时 ,2C(s)+O 2 (g)=2CO(g) Δ H =-221 kJ·mol -1 , 则单质碳的燃烧热为 221 kJ·mol -1 。 ( 　　 ) (3) 热化学方程式中各物质的化学计量数既表示物质的量又表示分子个数。 ( 　　 ) (4)500 ℃ 、 30 MPa 下 , 将 0.5 mol N 2 和 1.5 mol H 2 置于密闭的容器中充分反应生成 NH 3 (g), 放热 19.3 kJ, 则该反应的热化学方程式为 N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) Δ H =-38.6 kJ·mol -1 。 ( 　　 ) - 28 - 自主预诊 考向突破 (5)S(s)+O 2 (g)=SO 2 (g) 　 Δ H =- a kJ·mol -1 表示 1 mol S 和氧气完全反应生成 1 mol SO 2 气体 , 放出热量为 a kJ 。 ( 　　 ) 答案 : (1)× 　 (2)× 　 (3)× 　 (4)× 　 (5)× - 29 - 自主预诊 考向突破 2 . 依据事实写出下列反应的热化学方程式。 (1)SiH 4 是一种无色气体 , 遇到空气能发生爆炸性自燃 , 生成 SiO 2 和液态 H 2 O 。已知室温下 2 g SiH 4 自燃放出热量 89.2 kJ 。 SiH 4 自燃的热化学方程式为 　　　　　　　　　　　 。   (2) 化学反应 N 2 +3H 2 2NH 3 的能量变化如图所示 ( 假设该反应反应完全 ) 。 试写出 N 2 (g) 和 H 2 (g) 反应生成 NH 3 (l) 的热化学方程式 : 　 。   - 30 - 自主预诊 考向突破 - 31 - 自主预诊 考向突破 考向 　 热化学方程式的书写与正误判断 典例 (1)(2019 山东青岛二中高三模拟 ) 有人设想利用 CO 还原 SO 2 。已知 S 和 CO 的燃烧热分别是 296.0 kJ·mol -1 、 283.0 kJ·mol -1 , 请写出 CO 还原 SO 2 生成 CO 2 和 S(s) 的热化学方程式 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   (2)(2017 天津理综 ,7 节选 )0.1 mol Cl 2 与焦炭、 TiO 2 完全反应 , 生成一种还原性气体和一种易水解成 TiO 2 · x H 2 O 的液态化合物 , 放热 4.28 kJ, 该反应的热化学方程式为 　　　　　　　　　　　　 。   - 32 - 自主预诊 考向突破 (3)(2017 北京理综 ,26 节选 )TiCl 4 是由钛精矿 ( 主要成分为 TiO 2 ) 制备钛 (Ti) 的重要中间产物。钛精矿在沸腾炉中的氯化过程 :TiO 2 与 Cl 2 难以直接反应 , 加碳生成 CO 和 CO 2 可使反应得以进行。 已知 :TiO 2 (s)+2Cl 2 (g)=TiCl 4 (g)+O 2 (g) 　 Δ H 1 =+175.4 kJ·mol -1 2C(s)+O 2 (g)=2CO(g) 　 Δ H 2 =-220.9 kJ·mol -1 沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl 4 (g) 和 CO(g) 的热化学方程式 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   答案 : (1)2CO(g)+SO 2 (g)=2CO 2 (g)+S(s) 　 Δ H =-270 kJ·mol -1 (2)2Cl 2 (g)+TiO 2 (s)+2C(s)=TiCl 4 (l)+2CO(g) 　 Δ H =-85.6 kJ·mol -1 (3)TiO 2 (s)+2Cl 2 (g)+2C(s)=TiCl 4 (g)+2CO(g) 　 Δ H =-45.5 kJ·mol -1 - 33 - 自主预诊 考向突破 解析 : (1) 已知 S 和 CO 的燃烧热分别是 296.0 kJ · mol -1 、 283.0 kJ · mol -1 , 则 根据盖斯定律可知 ② ×2- ① 即得到 CO 还原 SO 2 的热化学方程式 2CO(g)+SO 2 (g)=2CO 2 (g)+S(s) 　 Δ H =-270 kJ · mol -1 。 (2) 由所给数据计算 , 该反应的热化学方程式为 2Cl 2 (g)+TiO 2 (s)+2C(s)=TiCl 4 (l)+2CO(g) 　 Δ H =-85.6 kJ · mol -1 。 (3) 由已知两个反应方程式相加得 :TiO 2 (s)+2Cl 2 (g)+2C(s)=TiCl 4 (g)+2CO(g) 　 Δ H =(+175.4-220.9) kJ · mol -1 =-45.5 kJ · mol -1 。 - 34 - 自主预诊 考向突破 易错警示 用热化学方程式表示中和热时 , 生成 H 2 O 的物质的量必须是 1 mol, 当用热化学方程式表示燃烧热时 , 可燃物的物质的量必须为 1 mol 。 - 35 - 自主预诊 考向突破 对点演练 写出下列反应的热化学方程式 : (1)25 ℃ 、 101 kPa 时 ,1 mol CH 4 完全燃烧生成液态水和 CO 2 气体 , 放出 890.3 kJ 的热量 , 反应的热化学方程式为 　　　　　　　 。   (2) 在 25 ℃ 、 101 kPa 下 , 一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量 Q kJ, 其燃烧生成的 CO 2 用过量饱和石灰水吸收可得 100 g CaCO 3 沉淀 , 则乙醇燃烧的热化学方程式为 　　　　　　　　　　　 。   (3) 下图是 1 mol NO 2 和 1 mol CO 反应生成 CO 2 和 NO 过程中的能量变化示意图 , 请写出 NO 2 和 CO 反应的热化学方程式 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 36 - 自主预诊 考向突破 深度指津 判断热化学方程式正误的 “ 五审 ” - 37 - 自主预诊 考向突破 盖斯定律及其应用 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 　　　　 的 , 即化学反应的反应热只与反应体系的 　　　　　　　　　　 有关 , 而与 　　　　　　　　 无关。   2 . 意义 : 可间接计算某些难以直接测量的反应的反应热。 3 . 应用 相同 始态和终态 反应的途径 - 38 - 自主预诊 考向突破 自我诊断 1 . 判断正误 , 正确的打 “ √ ”, 错误的打 “×” 。 (1) 一个反应一步完成或几步完成 , 两者相比 , 经过的步骤越多 , 放出的热量越少。 ( 　　 ) (2) 已知 H 2 (g)+ O 2 (g)=H 2 O(g) 　 Δ H 1 和 2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(g) 　 Δ H 2 , 则 Δ H 1 <Δ H 2 。 ( 　　 ) (3) 等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧 , 后者放出的热量更多。 ( 　　 ) 答案 : (1)× 　 (2)× 　 (3)× - 39 - 自主预诊 考向突破 2 . 将煤直接完全燃烧与将煤转化为水煤气再完全燃烧放出的热量是否相同 ?   提示 : 相同。根据盖斯定律 , 反应热仅与反应体系的始态和终态有关。 - 40 - 自主预诊 考向突破 3 .(2019 河北唐县第一中学高三期中 ) 真空碳热还原 — 氧化法可实现由铝矿制备金属铝 , 其相关的热化学方程式如下 : Al 2 O 3 (s)+AlCl 3 (g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) 　 Δ H = a kJ·mol -1 3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl 3 (g) 　 Δ H = b kJ·mol -1 反应 Al 2 O 3 (s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g) 的 Δ H = 　　　　　 kJ·mol -1 ( 用含 a 、 b 的代数式表示 ) 。   答案 : ( a+b ) 解析 : ① Al 2 O 3 (s)+AlCl 3 (g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) 　 Δ H = a kJ · mol -1 , ② 3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl 3 (g) 　 Δ H = b kJ · mol -1 , 结合盖斯定律可知 , 反应 ① + ② 得到 Al 2 O 3 (s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g) 　 Δ H =( a+b ) kJ · mol -1 。 - 41 - 自主预诊 考向突破 考向 1 　 利用盖斯定律书写热化学方程式及有关计算 - 42 - 自主预诊 考向突破 - 43 - 自主预诊 考向突破 答案 : (1)89.3 　 (2)-116 　 (3)53.1 解析 : (1) 根据盖斯定律 , 将反应 ① 、 ② 叠加得反应 ③ , 故 Δ H 3 =Δ H 1 +Δ H 2 =100.3 kJ · mol -1 +(-11.0 kJ · mol -1 )=89.3 kJ · mol -1 。 (2) 根据盖斯定律知 , 将题给三个热化学方程式直接相加再乘以 2 可得 - 44 - 自主预诊 考向突破 易错警示 运用盖斯定律的三个注意事项 ① 热化学方程式乘以某一个数时 , 反应热的数值必须也乘上该数。 ② 热化学方程式相加减时 , 物质之间相加减 , 反应热也必须相加减。 ③ 将一个热化学方程式中的反应物和生成物互换位置时 ,Δ H 的 “+”“-” 随之改变 , 但数值不变。 - 45 - 自主预诊 考向突破 归纳总结利用盖斯定律计算反应热 (Δ H ) 的解题流程 - 46 - 自主预诊 考向突破 对点演练 1 已知 :2H 2 O 2 (l)=2H 2 O(l)+O 2 (g) 　 Δ H =-98 kJ·mol -1 。在含少量 I - 的溶液中 ,H 2 O 2 分解反应过程为 : ⅰ .H 2 O 2 (l)+I - (aq)=H 2 O(l)+IO - (aq) 　 Δ H 1 ⅱ .H 2 O 2 (l)+IO - (aq)=H 2 O(l)+O 2 (g)+I - (aq) 　 Δ H 2 下列说法不正确的是 ( 　　 ) A.Δ H 1 +Δ H 2 =Δ H B.I - 是 H 2 O 2 分解反应的催化剂 C. 欲分解 2 mol H 2 O 2 (l), 至少需要提供 98 kJ 的热量 D. 若生成 1 mol O 2 , 则反应 ⅱ 转移电子的物质的量为 2 mol 答案 解析 解析 关闭 根据盖斯定律 , 由 ⅰ+ⅱ 可得 :2H 2 O 2 (l)=2H 2 O(l)+O 2 (g), 则有 Δ H 1 +Δ H 2 =Δ H ,A 项正确 ; 该反应中 ,I - 是过程 ⅰ 的反应物 , 是过程 ⅱ 的生成物 , 故 I - 是 H 2 O 2 分解反应的催化剂 ,B 项正确 ; 反应 2H 2 O 2 (l)=2H 2 O(l)+O 2 (g) 为放热反应 , 分解 2 mol H 2 O 2 (l) 放出 98 kJ 的热量 ,C 项错误 ; 反应 ⅱ 中碘元素由 +1 价降低到 -1 价 , 则生成 1 mol O 2 时转移 2 mol 电子 ,D 项正确。 答案 解析 关闭 C - 47 - 自主预诊 考向突破 考向 2 　 反应热大小的比较 典例 ❷ 下列各组中两个反应的反应热 , 其中 Δ H 1 >Δ H 2 的是 ( 　　 ) A.2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(g) 　 Δ H 1 ;2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(l) 　 Δ H 2 B.S(g)+O 2 (g)=SO 2 (g) 　 Δ H 1 ;S(s)+O 2 (g)=SO 2 (g) 　 Δ H 2 D. 已知反应 :C( 金刚石 ,s)=C( 石墨 ,s) 　 Δ H <0,C( 金刚石 ,s)+O 2 (g)=CO 2 (g) 　 Δ H 1 ;C( 石墨 ,s)+O 2 (g)=CO 2 (g) 　 Δ H 2 答案 解析 解析 关闭 根据盖斯定律 , 氢气和氧气反应生成液态水放热多 , 所以 Δ H 1 >Δ H 2 , 故 A 项正确 ; 依据盖斯定律 , 固体硫变为气态硫需要吸收热量 , 所以 Δ H 1 <Δ H 2 , 故 B 项错误 ; 二氧化硫转化为三氧化硫是放热反应 , 三氧化硫分解成二氧化硫和氧气是吸热反应 , 所以 Δ H 1 <Δ H 2 , 故 C 项错误 ; 由反应 C( 金刚石 ,s)+O 2 (g)=CO 2 (g) 　 Δ H 1 ;C( 石墨 ,s)+O 2 (g)=CO 2 (g) 　 Δ H 2 , 根据盖斯定律和已知条件可知 :Δ H 1 -Δ H 2 <0, 所以 Δ H 1 <Δ H 2 , 故 D 项错误。 答案 解析 关闭 A - 48 - 自主预诊 考向突破 对点演练 2 (2019 甘肃静宁县一中高三模拟 ) 下列说法正确的是 ( 　　 ) A.101 kPa 时 ,2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(l) 　 Δ H =-572 kJ·mol -1 , 则 H 2 的燃烧热为 572 kJ·mol -1 B.500 ℃ 、 30 MPa 时 , 发生反应 N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g) 　 Δ H =-92.4 kJ·mol -1 。在此条件下将 1.5 mol H 2 和过量 N 2 充分反应 , 放出热量 46.2 kJ C. 若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧 , 后者放出热量多 D. 已知 :2C(s)+2O 2 (g)=2CO 2 (g) 　 Δ H 1 ;2C(s)+O 2 (g)=2CO(g) 　 Δ H 2 ; 则 Δ H 1 <Δ H 2 答案 解析 解析 关闭 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量 , 叫做该物质的燃烧热 , 故 A 项错误 ;H 2 的物质的量为 1.5 mol, 完全消耗 1.5 mol 氢气会放出 46.2 kJ 热量 , 由于合成氨反应为可逆反应 , 氢气不可能完全转化成氨气 , 所以放出的热量小于 46.2 kJ, 故 B 项错误 ; 由固态硫得到硫蒸气需要吸收能量 , 所以若将等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧 , 后者放出热量少 , 故 C 项错误 ; 等量的碳完全燃烧生成 CO 2 时放出的热量比生成 CO 时放出的热量多 , 所以 Δ H 1 <Δ H 2 , 故 D 项正确。 答案 解析 关闭 D - 49 - 自主预诊 考向突破 深度指津 反应热的比较方法 Δ H 的比较方法有两种 , 一是运用盖斯定律直接加减 , 结合状态改变比较大小 , 二是作图比较。如比较下列两个反应中的焓变大小。 ① 2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(g) 　 Δ H 1 ; ② 2H 2 (g)+O 2 (g)=2H 2 O(l) 　 Δ H 2 。 方法一 : 由 ① - ② 可得 2H 2 O(l)=2H 2 O(g) 　 Δ H =Δ H 1 -Δ H 2 >0, 即可知 Δ H 1 >Δ H 2 。 方法二 : 要注意在图像上只能看出放出或吸收热量多或少 , 若是放热反应 , 放出热量越多 ,Δ H 越小 ; 若是吸热反应 , 吸收热量越多 ,Δ H 越大。故 Δ H 1 >Δ H 2 。 - 50 - 自主预诊 考向突破 网络构建 - 51 - 自主预诊 考向突破 1 . 物质能量与反应吸、放热之间的关系 (1) E 反应物 > E 生成物 , 放热反应 ,Δ H <0 。 (2) E 反应物 < E 生成物 , 吸热反应 ,Δ H >0 。 2 . 热化学方程式书写、判断的注意事项 (1) 注意标明物质的聚集状态。 (2) 注意 Δ H 的符号与单位。 (3) 注意 Δ H 的数值与计量数是否对应。 3 . 盖斯定律中的 2 个关系 (1) 总反应方程式 = 各步反应方程式之和 (2) 总反应的焓变 = 各步反应的焓变之和 核心速记 - 52 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 从微观角度探析物质及能量变化 高考对本节内容的考查主要体现在四个方面。一是以图像、图表为背景考查能量变化 , 化学键键能 , 正、逆反应的活化能的关系及简单计算 ; 二是热化学方程式的书写及正误判断 ; 三是盖斯定律应用于未知反应反应热的计算 ; 四是结合生产、生活考查燃烧热、中和热和能源的开发利用。能够从宏观和微观的视角分析化学反应中的能量变化 , 揭示化学反应的实质。体会能源在生产和生活中的应用 , 提升科学态度和社会责任感。 - 53 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 典例 (2019 全国 1,10) 固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量 HCl 气体分子在 253 K 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. 冰表面第二层中 ,H + 浓度为 5×10 -3 mol·L -1 ( 设冰的密度为 0.9 g·cm -3 ) C. 冰表面第三层中 , 冰的氢键网络结构保持不变 - 54 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 解析 : 由图示可知 , 冰表面第一层中 ,HCl 以分子形式存在 ,A 项正确 ; 冰表面第二层中 , c (H + )= c (Cl - ), 设 n (Cl - )=1 mol, 则 n (H 2 O)=1×10 4 mol, m (H 2 O)=18 g·mol -1 ×1×10 4 mol=1.8×10 5 g, B 项正确 ; 由图示可知 , 冰表面第三层中只有水分子 , 因此冰的氢键网络结构保持不变 ,C 项正确 ; 由图示可知 , 冰表面第三层中无此可逆反应 ,D 项错误。 答案 : D - 55 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 化学反应微观示意图 1 . 化学反应的本质 化学反应的本质是原子的重新组合。化学反应微观示意图能清晰地表示化学反应的本质和过程。 例如 : 表示的化学反应为 Cl 2 +2NaClO 2 =2NaCl+2ClO 2 - 56 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 2 . 常见考查角度 (1) 确定模型表示的物质 ; (2) 判定模型表示的变化 ; (3) 观察模型变化的结果 ; (4) 判定模型表示的化学反应类型 ; (5) 判定模型表示的物质类别 ; (6) 判定模型表示的粒子构成 ; (7) 判断化学反应顺序 ; (8) 寻找符合模型的化学反应 ; (9) 确定模型图示的构成 ; (10) 计算质量、质量比。 - 57 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 3 . 解题方法点拨 要想解答好这类题目 , 首先要理解物质变化的微粒观以及与模型图相关的学科知识 , 以此为基础根据所给的问题情境或图表信息 , 结合生产或生活经验细致地分析各种信息 , 然后按照题目要求进行解答。同时还要注意以下几点 : (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。 - 58 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 1 .(2019 北京 ,7) 下列示意图与化学用语表述内容不相符的是 ( 水合离子用相应离子符号表示 )( 　　 ) - 59 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 - 60 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 答案 : B - 61 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 2 .(2018 北京 ,7) 我国科研人员提出了由 CO 2 和 CH 4 转化为高附加值产品 CH 3 COOH 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 CH 3 COOH 总反应的原子利用率为 100% B.CH 4 →CH 3 COOH 过程中 , 有 C—H 键发生断裂 C. ① → ② 放出能量并形成了 C—C 键 D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 答案 解析 解析 关闭 答案 解析 关闭 - 62 - 素养解读 案例探究 方法规律 素养提升 3 . 中国学者在水煤气变换 [CO(g)+H 2 O(g)=CO 2 (g)+H 2 (g) 　 Δ 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 H 2 、 CO 2 C. 使用催化剂降低了水煤气变换反应的 Δ H D. 图示过程中的 H 2 O 均参与了反应过程 答案 解析 解析 关闭 根据反应过程示意图 , 过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂的过程为吸热过程 , 故 A 项错误 ; 过程Ⅲ中 CO 、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气 ,H 2 中的化学键为非极性键 , 故 B 项错误 ; 催化剂不能改变反应的 Δ H , 故 C 项错误 ; 根据反应过程示意图 , 过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂 , 过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂的过程 , 过程Ⅲ中形成了水分子 , 因此 H 2 O 均参与了反应过程 , 故 D 项正确。 答案 解析 关闭 D