1、高考化学二轮复习专题7 化学反应与能量变化高考二轮复习专题七 化学反应与能量变化考向一 反应热与盖斯定律（1） 考纲要求1理解化学反应中的能量变化与化学键变化的关系；2理解吸热反应、放热反应与反应物及生成物能量的关系；3了解化学反应中能量变化的实质，知道化学能与热能的转化是化学反应中能量转化的主要形式。4认识能源是人类生存和发展的重要基础，知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。5了解焓变与反应热涵义。明确H = H（反应产物）H（反应物）。6理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。（2） 命题规律依据新课程化学实验的学习目标和学习内容，近几年的主要题型有（1）反应热的计算
2、；（2）比较反应热的大小；（3）反应热与能源的综合考查。由于能源问题已成为社会热点，因此有关能源的试题将成为今后命题的热点；对于燃烧热和中和热的概念及计算仍将是高考考查的重点，常以具体的事实为背景进行设计题目，突出对概念的理解和应用，以图表为背景，考查化学反应中能量变化，以及涉及到盖斯定律或键能的简单计算逐渐成为高考出题新热点。【例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 （ ） 1 C(s) + H2O(g)CO(g) + H2 (g) H1 = a kJmol1 CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g) H 2 =
3、b kJmol1CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) H 3 = c kJmol1来源:Z_xx_k.Com2CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) H 4 = d kJmol1 A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 =kJmol1 来源:学科网ZXXKD反应 2CO(g) + 4H2 (g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)的H = ( 2b + 2c + d ) kJmol1 【答案】C【名师点睛】本题以合成新能源二甲醚为背景，考查学生对简
4、单化工流程的反应原理、能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的掌握和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。【例2】【2017新课标2卷】丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) H1已知：C4H10(g)+ O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) H2=119 kJmol1H2(g)+ O2(g)= H2O(g) H3=242 kJmol1反应的H1为_kJmol1。【答案】（1）+123【解
5、析】（1）根据盖斯定律，用式式可得式，因此H1=H2H3=119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123 kJ/mol。一、知识整合：三个角度理解产生化学反应热效应的原因（1）从宏观角度分析：HH1生成物的总能量H2反应物的总能量（2）从微观角度分析：HE1反应物的键能总和E2生成物的键能总和（3）从活化能角度分析：HE1正反应活化能E2逆反应活化能二、正确理解“三热”概念1、反应热：在化学反应过程中反应本身放出或吸收的热量。在恒温恒压条件下的反应热用H表示，单位是kJ/mol，并规定放热反应的H0。2、标准燃烧热与热值燃烧热是反应热的一种形式，使用燃烧热的概念时要理解下列要点。规定
6、是在101 kPa压强下测出热量。书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。因为压强不同，反应热有所不同。规定可燃物的物质的量为1mol（这样才有可比性）。因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。例如，C8H18的燃烧热为5518 kJmol-1，用热化学方程式表示则为C8H18（l）+O2（g）= 8CO2（g）+9H2O（l）；H=5518 kJmol-1规定生成物为稳定的氧化物例如C CO2、H H2O(l)、S SO2等。C（s）+O2（g）=CO（g）；H=110.5 kJmol-1C（s）+O2（g）=CO2（g）
7、；H=393.5 kJmol-1C的燃烧热为393.5 kJmol-1，而不是110.5 kJmol-1。叙述燃烧热时，用正值，在热化学方程式中用H表示时取负值。例如，CH4的燃烧热为890.3 kJmol-1，而H890.3 kJmol-1且必须以1mol可燃物燃烧为标准。要与热值概念进行区别。热值：1g物质完全燃烧的反应热叫该物质的热值。3、中和热：把在稀溶液中酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O时的反应热叫中和热，单位是kJ/mol。燃烧热和中和热都属于反应热。4、常见的吸热反应与放热反应常见吸热反应：所有盐的水解和电离过程、大多数的分解反应。常见放热反应：燃烧、爆炸反应、金属与酸的置
8、换、酸碱中和反应、2NO2N2O4、大多数的化合反应是放热的。二、盖斯定律1、定义：化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。即甲乙，甲丙乙，H=H1+H2。2、利用盖斯定律进行计算的一般步骤三、反应热大小的比较方法（1）利用盖斯定律比较，如比较H1与H2的大小的方法。因H10，H20，H3|H2|，所以H1H2。（3）同一反应的反应物状态不同时，如A(s)B(g)=C(g)H1，A(g)B(g)=C(g)H2，则H1H2。（4）两个有联系的反应相比较时，如C(s
9、)O2(g)=CO2(g)H1，C(s)O2(g)=CO(g)H2。比较方法：利用反应(包括H1)乘以某计量数减去反应(包括H2)乘以某计量数，即得出H3H1某计量数H2某计量数，根据H3大于0或小于0进行比较。总之，比较反应热的大小时要注意：反应中各物质的聚集状态；H有正负之分，比较时要连同“”、“”一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较；若只比较放出或吸收热量的多少，则只比较数值的大小，不考虑正、负号。四、反应热的计算方法1利用热化学方程式进行有关计算根据已知的热化学方程式、已知的反应物或生成物的物质的量、反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。2根据燃
10、烧热数据，计算反应放出的热量计算公式：Q燃烧热n(可燃物的物质的量)。3根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的HE1E2。4利用物质具有的能量计算：HE(生成物)E(反应物)。5利用盖斯定律计算：对于存在下列关系的反应：【例1】【北京市昌平区2018届高三化学12月月考】下列说法正确的是 （ ）A化学反应中的能量变化都表现为热量变化B需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C反应物的总能量比生成物的总能量高，该反应为吸热反应D向醋酸钠溶液中滴入酚酞试液，加热后若溶液红色加深，则说明盐类水解是吸热的【答案】D【解析】A、
11、反应中的能量变化形式有多种，主要表现为热量变化，也可以表现为其它形式的变化，如原电池中化学能转化为电能，选项A错误；B、放热反应有的需加热，有的不需加热。如木炭的燃烧是一个放热反应，但需要点燃，点燃的目的是使其达到着火点，再如铝热反应也需要加热，选项B错误；C、反应物的总能量比生成物的总能量高，该反应为放热反应，选项C错误；D、醋酸钠水解显碱性，加热时碱性增强，说明水解吸热，选项D正确。答案选D。【趁热打铁】【湖南H11教育联盟2018年1月高三联考】已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)H=+100kJ/mol的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是 （ ）A加入催化剂，该反应的
12、反应热H将减小B每生成2molA-B键，将吸收bkJ能量C每生成2分子AB吸收(a-b)kJ能量D该反应正反应的活化能大于100kJ/mol【答案】D【例2】【黑龙江省哈尔滨师大附属中学2018届高三上期中】已知：NH3H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1mol正盐的H =-24.2 kJmol-1。强酸、强碱稀溶液反应的中和热H =-57.3 kJmol-1，则NH3H2O在水溶液中电离的H等于 （ ）A+45.2 kJmol-1 B-45.2 kJmol-1 C+69.4 kJmol-1 D-69.4 kJmol-1【答案】A【解析】根据题意写出热化学方程式：2NH3H2O(aq)
13、+H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) H=-24.2kJmol-1即NH3H2O(aq)+H+(aq)=NH4+(aq)+H2O(l) H=-12.1kJmol-1，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H=-57.3kJmol-1；由盖斯定律得，NH3H2O(aq)=NH4+(aq)OH-(aq) H+45.2kJmol-1，故选A。【趁热打铁】【湖南省长沙市长郡中学2018届高三月考 (四)】H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g) + I2(g)2HI(g) Ha kJmol1已知：(a、b、c均大于零)下列说法不正确的是 （ ）A反应物的总能量高于
14、生成物的总能量B断开1 mol HH键和1 mol II键所需能量大于断开2 mol HI键所需能量C断开2 mol HI键所需能量约为(c+b+a) kJD向密闭容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反应后放出的热量小于2a kJ【答案】B1、解答能量变化图像题的“4关键”（1）反应热不能取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小，即部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小不能决定反应是吸热还是放热。（2）注意活化能在图示(如下图)中的意义。从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能，即E1；从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能，即E2。（3）催化剂只能影响正、逆反
15、应的活化能，而不影响反应的H。（4）设计反应热的有关计算时，要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。2、应用盖斯定律计算反应热的两种方法（1）代数运算法(线性组合)根据反应物、生成物和中间产物，确定已知反应热的反应方程式要不要倒转。以消去中间产物为目的，确定反应方程式所乘的系数。对于n个反应方程式，则所求反应热的反应方程式a1式(或倒转)a2式(或倒转)an式(或倒转)，计算时各式相加即可。（2）图解法(元素守恒和能量守恒)以反应物为起点，根据某种元素在各反应中守恒，可经过中间产物，变为最终产物，在过程中画出反应图像。如：A2BH1；3CBH2；D2CH3。计算A3DH？A2B6C3D可以得
16、出所求的反应热HH12H23H3。【例】【河北省衡水市安平中学2018届高三上学期期中】在1200时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)= S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为 （ ）AH4 (H1H23H3) BH4 (3H3H1H2)CH4 (H1H23H3) DH4 (H1H23H3)【答案】A【解析】根据盖斯定律，将第一个和第二个反应相加，减去3倍的第三个反应，即得3S(g)= S2(g)，再将反应乘以 即得第四个反应，所以H
17、4 (H1H23H3)，答案选A。误区警示：反应热的计算的常见失误点根据已知的热化学方程式进行计算时，要清楚已知热化学方程式的化学计量数表示的物质的量与已知物质的量之间的比例关系，然后进行计算。根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时，须注意断键和成键的总数，必须是断键和成键时吸收或放出的总能量。运用盖斯定律进行计算，在调整方程式时，要注意H的正负和数值也要随之调整。考向二 热化学方程式（1）考纲要求 了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。（2）命题规律 化学反应中的能量变化在高考中经常涉及的内容有：书写热化学方程式、判断热化学方程式的正误，常以选择题的形式考查热化学方程式的
18、意义和根据题干信息判断正误，而在卷中根据已知热化学方程式借助盖斯定律书写待求热化学方程式是近几年比较流行的考查形式。学习中应以“热化学方程式”为突破口，通过对热化学方程式的书写及正误判断充分理解其含义，同时触类旁通，不断掌握反应热的计算技巧，热化学方程式的书写仍是高考中的重点，要强化训练。【例1】【2017新课标1卷】（2）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_。【答案】（2）H2O(l)=H2(g)+ O2(g) H=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)
19、+S(s) H=+20 kJ/mol 系统（II）【解析】（2）H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+ O2(g) H1=327 kJ/mol+，整理可得系统（I）的热化学方程式H2O(l)=H2(g)+ O2(g) H=+286 kJ/mol；+，整理可得系统（II）的热化学方程式H2S (g)=H2(g)+S(s) H=+20 kJ/mol。根据系统I、系统II的热化学方程式可知：每反应产生1mol氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取等量的H2所需能量较少的是系统II。【例2】【2017天津卷】（3）0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解
20、成TiO2xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为_。【答案】（3）2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g) H=85.6 kJmol1【解析】（3）0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，配平方程式，可知2 mol Cl2反应放热85.6 kJmol1，由此可得该反应的热化学方程式为2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g) H=85.6 kJmol1。一、热化学方程式1概念表示参加反应物质的量和反应热的关系的
21、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：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。3热化学方程式的书写步骤4书写热化学方程式的的注意事项（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
22、)（5）区别于普通方程式：一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。（6）注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中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。【例1】【内蒙古杭锦后旗奋斗中学2018届高三上第三次月考】肼(N2H4)是火箭发动机的燃料，它与N2O4反应时，N2O4为氧化剂，生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H8.7 kJmol1，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.0 kJmol1，下列表示N2H4(g)跟N2O4(g)反应的热
23、化学方程式正确的是 （ ）A2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H542.7 kJmol1B2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 059.3 kJmol1C2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 076.7 kJmol1DN2H4(g)N2O4(g)= N2(g)2H2O(g)H1 076.7 kJmol1【答案】C【解析】首先写出N2H4 与N2O4反应的热化学方程式：2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H 3设为方程，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534.0 kJmol1
24、设为方程，N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H18.7 kJmol1设为方程，由盖斯定律可知=2-，所以H 3=2H2-H1=2（534.0 kJmol1）-（8.7 kJmol1）=1 076.7 kJmol1。A、根据上面分析，H542.7 kJmol1不正确，A错误；B、根据上面分析，H1 059.3 kJmol1不正确，B错误；C、C正确；D、热化学方程式中物质前面的系数变为原来的一半，则反应热也变为原来的一半，正确的H538.35 kJmol1，D错误。正确答案为C。【趁热打铁】【山西省大同市第一中学2018届高三11月月考】发射“神六“时用肼（N2H4）作为火箭发动机的燃料，N
25、O2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。已知：N2(g) + 2O2(g) 2NO2(g)； H = + 67.7kJ/molN2H4(g) + O2(g) N2(g) + 2H2O(g)； H = 534kJ/mol下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中，正确的是 （ ）A2N2H4(g) + 2NO2(g) 3N2(g) + 4H2O(l)；H = 1135.7kJ/molB2N2H4(g) + 2NO2(g) 3N2(g) + 4H2O(g)；H = 1000.3kJ/molCN2H4(g) + NO2(g) 3/2N2(g) + 2H2O(l)；H = 568.35kJ/molD2N2H4
26、(g) + 2NO2(g) 3N2(g) + 4H2O(g)；H = 1135.7kJ/mol【答案】D【例2】【黑龙江省哈尔滨市第三中学2018届高三上第一次验收】下列关于反应与能量的说法正确的是 （ ）AZn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) H=-216kJ/mol，E反应物 E生成物BCaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H=+178.2kJmol-1，E反应物 E生成物CHCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(s) H=+92.3 kJmol-1,1 mol HCl在密闭容器中分解达平衡后放出92.3 kJ的能量D将0.5molN2和1.5mol
27、H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-38.6kJ/mol【答案】B【解析】A、当反应物总能量生成物总能量，则反应是吸热反应，但该反应HO，选项A错误；B、当反应物总能量O，选项B 正确；C、根据热化学方程式HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(s) H=+92.3 kJmol-1可知HCl分解是吸热反应，选项C错误；D、反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)是可逆反应，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)小于1.0mol ，放热19.3kJ，则热化学
28、方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H-38.6kJ/mol，选项D错误。答案选B。【趁热打铁】【浙江省宁波市十校2018届高三9月联考】己知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H1 = -483.6kJmol-12H2(g)+O2(g)=2H2O H 2=-571.6kJmol-1；据此判断，下列说法正确的是 （ ）A2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) H 3=+XkJmol-1，X小于571.6B2mol氢气和lmol氧气的能量大于2mol液态水的能量C1 mol H2O（1）转变成 1 mol H2O(g)放出 44.0 kJ 热量D1mol H2O(g)转变成 1 mol H2O（1）放出 88.0 kJ 热量【答案】B热化学方程式正误的判断“五看”法判断热化学方程式的正误（1）看方程式是否配平；（2）看各物质的聚集状态是否正确；（3）看H的“”、“”符号是否正确；（4）看反应热的单位是否为kJmol1；（5）看反应热的数值与化学计量数是否对应。【例】【贵州省毕节梁才学校2018届高三上学期第一次月考】已知w g液态苯(C6H6)完全燃烧生成2 mol C
