1、届高考化学一轮复习化学能与热能学案Word版第六章化学反应与能量第一节化学能与热能高考备考指南考纲定位1.了解化学反应中能量转化的原因及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，能正确书写热化学方程式。4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5.了解焓变(H)与反应热的含义。了解活化能的概念。6.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。核心素养1.变化观念认识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，运用热化学反应原理解决
2、实际问题。2.模型认知认识盖斯定律应用及推导目标反应的热化学方程式的思维模型。3.社会责任关注能源的合理开发利用，具有可持续的能源发展意识，利用化学知识开发利用新能源。焓变、反应热与能源(对应复习讲义第65页)1化学反应的实质与特征(1)实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。(2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热量的变化。(3)两守恒：化学反应遵循质量守恒定律，同时也遵循能量守恒定律。2吸热反应与放热反应(1)从化学键的角度分析(2)吸热反应和放热反应的比较类型比较吸热反应放热反应定义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应能量关系E(反应物)E(生成物)E(反应物
3、)E(生成物)表示方法H0H0图示(3)常见的放热反应和吸热反应放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟水或酸的置换反应；物质的缓慢氧化；铝热反应。吸热反应：大多数分解反应；盐类的水解反应；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应。3两种反应热燃烧热与中和热(1)比较燃烧热中和热相同点能量变化放热H及其单位H0)强酸与强碱反应的中和热H57.3_kJmol1(2)中和反应反应热的测定实验装置中和热的测定原理Hc4.18 Jg114.18103kJg11；n为生成H2O的物质的量。注意事项a泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，防止热量
4、损失。b为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍微过量。c测定温度时，应测反应过程的最高温度作为终止温度。4能源(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)水结成冰放出热量的反应为放热反应。()(3)同一物质的三态能量中气态最高，固态最低。()(4)同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下反应的H不同。()(5)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。()(6)甲烷的标准燃烧热H890 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890 kJmol1。()(7)在稀溶液中：H
5、(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量为57.3 kJ。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)角度1焓变的含义与基本计算1(2018济南模拟)下列说法中正确的是()A在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化B破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应C生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，H0DH的大小与热化学方程式的化学计量数无关C化学反应中一定有能量变化，A项错误；由H断开旧化学键吸收的能量形成新化学键放出的
6、能量，得H0，故为放热反应，B项错误；吸热反应的H0，C项正确；H的大小与热化学方程式的化学计量数成正比关系，D项错误。2(2019河南模拟)研究表明N2O与CO在Fe作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是()A反应总过程H0BFe使反应的活化能减小CFeO也是该反应的催化剂DFeN2OFeON2、FeOCOFeCO2两步反应均为放热反应CA项，反应总过程为N2OCO=N2CO2，根据图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，H0，正确；B项，根据反应历程，Fe为催化剂，能够降低反应的活化能，正确；C项，FeO为中间产物，而不是催化剂，错误；D项，根据图示，Fe
7、N2OFeON2、FeOCOFeCO2两反应中反应物总能量均高于生成物总能量，均为放热反应，正确。3有关化学键的键能数据如表所示：化学键C=OO=OCC键能/(kJmol1)x498.8345.6碳的燃烧热为395 kJmol1，假设单质碳中只存在CC键且基本结构单元为正四面体，则x的值为()A619.7B1 239.4C792.5 D1 138.1C在碳的正四面体结构中，每个碳原子形成4个CC键，每个CC键由2个碳原子共有，故每个碳原子拥有的CC键数目为2。结合反应热与键能关系：H反应物键能之和生成物键能之和，可得2345.6498.82x395，计算得x792.5。H的三种计算式(1)H
8、反应物总键能之和生成物总键能之和(2)H生成物总能量反应物总能量H(生成物)H(反应物)(3)H正反应活化能逆反应活化能注意常见物质(1 mol)中化学键数目物质CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨金刚石S8(SS)Si键数24641.5282角度2反应热的理解与能源4下列说法正确的是()A葡萄糖的燃烧热是2 800 kJmol1，则C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1B已知101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则该反应的反应热为221 kJmol1C已知稀溶液中，H(aq)O
9、H(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，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D已知HCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水的中和热为57.3 kJmol1A燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧放出的热量，故mol葡萄糖燃烧放出热量1 400 kJ，A正确；B项中反应的反应热应为221 kJmol1；醋酸为弱电解质，不完全电离，电离时吸热，故稀醋酸与稀NaOH反应生成1 mol水放出的热量小于57.3 kJ；浓硫酸稀释时放热，其与NaOH反应生成1 mol水放出的热量大于57.3 kJ，B
10、、C、D错误。5能源危机是当前全球性的问题，“开源节流”是应对能源危机的重要举措。下列做法不利于能源“开源节流”的是()A大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源B大力开采煤、石油和天然气，以满足人们日益增长的能源需求C开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少煤、石油等化石燃料的使用D减少资源消耗，增加资源的重复使用，注重资源的循环再生B化石燃料的开发利用不属于“开源节流”。角度3中和热的测定6.测定稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的中和热的实验装置如图所示。(1)图中尚缺少的一种仪器是_。(2)实验时环形玻璃搅拌棒的运动方向是_。a上下运动b左右运动c顺时针运动d逆时针运动(3)反应的
11、热化学方程式为_(中和热为57.3 kJmol1)。(4)该同学每次分别取0.50 molL1 50 mL NaOH溶液和0.50 molL130 mL硫酸进行实验，通过多次实验测定中和热为53.5 kJmol1，与57.3 kJmol1有偏差，产生偏差的原因不可能是_(填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数c分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度解析实验测定中和热为53.5 kJmol1与57.3 kJmol1有偏差，是因为实验过程中热量有散失。此实验中硫酸过量，用量筒量取NaOH溶液的体积时
12、仰视读数使NaOH的量偏多，所测中和热数值不会偏小。答案(1)温度计(2)a(3)NaOH(aq)H2SO4(aq)= Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1或2NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1(4)b中和热测定的注意事项(1)碎泡沫塑料(或纸条)及硬纸板(或泡沫塑料板)的作用是保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。(2)不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快，热量损失大。(3)中和热不包括难溶电解质的生成热、物质的溶解热等。(4)用弱酸或弱碱代替强酸或强碱做中和热测定时，测得的中和热H偏大。热化学方
13、程式(对应复习讲义第67页)1热化学方程式及其意义(1)定义：表示参加反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。(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能量变化。例如：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1表示在25 和1.01105 Pa下，1_mol氢气和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。2热化学方程式的书写提醒H与反应的“可逆性”可逆反应的H表示反应完全时的热量变化，与反应是否可逆无关，如N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，表示在298 K、101 kPa时，1 mol
14、 N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应，不可能生成2 mol NH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4 kJ。(1)对于SO2(g)O2(g)SO3(g)HQ kJmol1，增大压强平衡右移，放出的热量增大，H减小。()(2)已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)Ha kJmol1，现向一密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2，充分反应后，放热为a kJ。()(3)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种反应原理如下：CH3OH(g)H2O(g
15、)=CO2(g)3H2(g)H49.0 kJmol11 L CH3OH蒸气与1 L水蒸气反应生成1 L CO2气体与3 L氢气吸收热量49.0 kJ。()1个CH3OH分子与1个水分子反应生成1个CO2分子与3个H2分子吸收49.0 kJ热量。()相同条件下1 mol CH3OH(g)与1 mol H2O(g)的能量总和小于1 mol CO2(g)与3 mol H2(g)的能量总和。()1 mol CH3OH蒸气与1 mol液态水反应生成1 mol CO2气体与3 mol氢气吸收的热量小于49.0 kJ。()提示(1)(2)(3)1航天燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭
16、材料，燃烧时放出巨大的能量，已知1 kg金属铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是()ABeO2=BeOH564.3 kJmol1BBe(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol1CBe(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol1DBe(s)O2(g)=BeO(g)H564.3 kJmol1C1 kg Be的物质的量为mol，又因为1 kg铍完全燃烧放出的热量为62 700 kJ，则1 mol铍完全燃烧放出的热量为kJ564.3 kJ，Be与氧气反应生成BeO，则其热化学方程式为Be(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol
17、1。2(2019昆明模拟)已知：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H157.3 kJmol1，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2571.6 kJmol1，下列有关说法正确的是()A向含0.1 mol NaOH的溶液中加入一定体积的0.1 molL1乙二酸，反应中的能量变化如图所示BNH3H2O(aq)H(aq)=NH (aq)H2O(l)H57.3 kJmol1C氢气的标准燃烧热为571.6 kJmol1D若反应中水为气态，则同样条件下的反应热：H57.3 kJmol1，B项错误；反应消耗1 mol H2(g)放出的热量为285.8 kJ，故H2的燃烧热为285.8 kJmol1，C
18、项错误；D项，水为气态时，放出的热量少，但H大，即HH2，D项错误。3NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g)，在25 、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是_。解析NaBH4与水反应的化学方程式为NaBH42H2O=NaBO24H2，3.8 g NaBH4的物质的量为0.1 mol，故1 mol NaBH4与水反应时放出216.0 kJ热量，由此可写出热化学方程式。答案NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H216.0 kJmol14在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入
19、一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出Q kJ的热量，写出N2与H2反应的热化学方程式为_。解析1 mol N2完全反应的热量为kJ4Q kJ，故N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H4Q kJ/mol。答案N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H4Q kJ/mol5如图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_。解析由图可知，生成物总能量低于反应物总能量，该反应是放热反应，HE1E2134 kJmol1368 kJmol1234 kJmol1。答案NO2(g)C
20、O(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1x(aal(1)表示特殊反应热的热化学方程式书写,在书写表示燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。同时要注意产物的稳定状态如H2O为H2O(l)，C燃烧生成CO2(g)。,在书写表示中和热的热化学方程式时，应以生成1 mol H2O(l)为标准来配平其他物质的化学计量数。,(2)“五审”突破热化学方程式的正误判断,一审,“”“”)二审单位)盖斯定律与反应热计算、比较(对应复习讲义第68页)1盖斯定律及应用(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，其反应热是相同的。即：化学反应的反应
21、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)应用反应途径反应热间的关系aAB、ABH1aH2ABH1H2HH1H2H3H4H52.“五步”解决有关盖斯定律的计算问题根据待求解的热化学方程式将调整好的热化学方程式进行缩小或扩大相应的倍数，同时调整H的值。【例】(2017全国卷节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_、_，制得等量H2所需能量较少的是_。思路点拨待求的方程式：系统()：H2O(l)= O2(g)H2(g)系统()：H2S(g)=H2(g
22、)S(s)系统()涉及的热化学方程中H1、H2、H3不用变号，也不用调倍数系统()涉及的热化学方程中H2、H3、H4不用变号，也不用调倍数系统()中的H()H1H2H3系统()中的H()H2H3H4代入数值求出焓变H()286 kJmol1H()20 kJmol1答案H2O(l)=H2(g)O2(g)H286 kJmol1H2S(g)=H2(g)S(s)H20 kJmol1系统()对点训练1(1)(2018全国卷，T28)已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol12NO2(g)=N2O4(g)H255.3 kJmol1则反应N2O5(g)=2NO2(g)O2(g
23、)的H_ kJmol1。(2)(2018全国卷，T28)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148 kJmol13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)2SiHCl3(g)H230 kJmol1则反应4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)的H为_kJmol1。解析(1)将已知热化学方程式依次编号为a、b，根据盖斯定律，由ab得N2O5(g)=2NO2(g)O2(g)HkJmol153.1 kJmol1。(2)将已知热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由3，可得：4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)H
24、348 kJmol130 kJmol1114 kJmol1。答案(1)53.1(2)1142(2017全国卷节选)已知：As(s)H2(g)2O2(g)=H3AsO4(s)H1H2(g)O2(g)=H2O(l)H22As(s)O2(g)=As2O5(s)H3则反应As2O5(s)3H2O(l)=2H3AsO4(s)的H_。解析令：As(s)H2(g)2O2(g)=H3AsO4(s)H1H2(g)O2(g)=H2O(l)H22As(s)O2(g)=As2O5(s)H3根据盖斯定律，将反应23可得：As2O5(s)3H2O(l)=2H3AsO4(s)H2H13H2H3。答案2H13H2H3角度1反应热的有关计算1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1 kg该化合物
