2019-2020年高中化學一輪復習 化學能與熱能 新人教版.doc

2019-2020年高中化學一輪復習 化學能與熱能 新人教版一、自主學習1反應熱和焓變(1)反應熱是化學反應中放出或吸收的熱量。(2)焓變是化學反應在恒溫恒壓下放出或吸收的熱量。(3)化學反應的反應熱用一定條件下的焓變表示，符號為H，單位為kJmol1。2吸熱反應與放熱反應二、合作探究1需要加熱才能進行的反應一定是吸熱反應嗎？不需要加熱就能進行的反應一定是放熱反應嗎？2常見的吸熱反應、放熱反應有哪些？提示：1.吸熱反應和放熱反應與反應所發(fā)生的外界條件無關，需要加熱的不一定是吸熱反應，如CO2CO2H<0，不需要加熱的反應也不一定是放熱反應，如Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應。2(1)常見放熱反應可燃物的燃燒；酸堿中和反應；大多數化合反應；金屬跟酸的置換反應；物質的緩慢氧化。(2)常見吸熱反應大多數分解反應；鹽的水解和弱電解質的電離；Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應；碳和水蒸氣、C和CO2的反應。三、思維訓練題組一：1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)物質發(fā)生化學變化都伴有能量的變化 ()(2)伴有能量變化的物質變化都是化學變化 ()(3)吸熱反應在任何條件都不能發(fā)生 ()(4)Na轉化為Na時，吸收的能量就是該過程的反應熱()(5)水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水時放出的能量就是該變化的反應熱()答案：(1)(2)(3)(4)(5)2已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJ/mol，下列說法正確的是()A氟化氫氣體分解生成氫氣和氟氣的反應是放熱反應B1 mol H2與1 mol F2反應生成2 mol液態(tài)HF放出的熱量小于270 kJC在相同條件下，1 mol H2與1 mol F2的能量總和大于2 mol HF氣體的能量D該反應中的能量變化可用如圖來表示答案：C題組二、31 mol H2分子斷裂開HH鍵需要吸收436 kJ的能量；1 mol Cl2分子斷裂開ClCl鍵需要吸收243 kJ的能量，形成1 mol HCl鍵放出431 kJ的能量，則反應H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)放出的熱量為_。答案：183 kJ4SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結構中只存在SF鍵。已知：1 mol S(s)轉化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ，斷裂1 mol FF、SF鍵需要吸收的能量分別為160 kJ、330 kJ。則S(s)3F2(g)=SF6(g)的反應熱H為_。解析：斷裂1 mol SS鍵吸收能量280 kJ，斷裂3 mol FF鍵吸收能量3160 kJ，則吸收的總能量為Q吸280 kJ3160 kJ760 kJ，釋放的總能量為Q放330 kJ61 980 kJ，由反應方程式：S(s)3F2(g)=SF6(g)可知，H760 kJ/mol1 980 kJ/mol1 220 kJ/mol。答案：1 220 kJ/mol歸納小結：熟記反應熱H的基本計算公式H生成物的總能量反應物的總能量H反應物的總鍵能之和生成物的總鍵能之和考點二熱化學方程式一、自主學習1概念：表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式。2意義：表明了化學反應中的物質變化和能量變化。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1：表示在25 、101 kPa條件下，2_mol_H2(g)和1_mol_O2(g)完全反應生成2_mol_H2O(l)，放出571.6_kJ的熱量。3書寫熱化學方程式的“五步”二、合作探究(1)已知：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H1a kJmol1則H2(g)Cl2(g)=HCl(g)與2HCl(g)=H2(g)Cl2(g)的焓變H2、H3分別是多少？(2)已知：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92 kJmol1，kJmol1的含義是什么？若1 mol N2和3 mol H2在一定條件下發(fā)生反應，放出的熱量等于92 kJ嗎？提示：(1)H2 kJmol1H3a kJmol1。(2)表示每摩爾反應發(fā)生完成后所放出的熱量；不等，該反應是可逆反應，不能進行完全，放出的熱量小于92 kJ。三、思維訓練題組一、1發(fā)射飛船的火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼(N2H4)和強氧化劑液態(tài)雙氧水。當它們混合反應時，即產生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量熱。已知0.4 mol液態(tài)肼與足量的液態(tài)雙氧水反應，生成氮氣和水蒸氣放出356.652 kJ的熱量。反應的熱化學方程式為_。解析：首先根據題意寫出化學方程式N2H42H2O2=N24H2O再計算1 mol N2H4反應放出的熱量為1 mol891.63 kJ，標明物質的聚集狀態(tài)，表示出H，并檢查。答案：N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g)H891.63 kJ/mol。 2已知拆開1 mol HH鍵、1 mol NH鍵、1 mol NN鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，則N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為_。解析：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(94643633916)kJmol192 kJmol1。答案：N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92 kJmol13下圖是NO2(g)和CO(g)反應生成CO2(g)和NO(g)過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：_。解析：由圖可知，產物總能量低于反應物總能量，該反應是放熱反應，HE1E2134 kJmol1368 kJmol1234 kJmol1。答案：NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1題組二、4已知在1105 Pa、298 K條件下，2 mol氫氣燃燒生成水蒸氣，放出484 kJ熱量，下列熱化學方程式正確的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g)H242 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H484 kJmol1CH2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJmol1解析：H2燃燒是放熱反應，H<0，C、D錯誤；題中注明生成水蒸氣，B項中生成液態(tài)水，錯誤；根據題意熱化學方程式應為2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJmol1，推出H2(g)O2(g)=H2O(g)H242 kJmol1，該反應的逆反應H>0，則A正確。答案：A5下列熱化學方程式書寫正確的是(H的絕對值均正確)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 367.0 kJ/mol(燃燒熱)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol(中和熱)CS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJ/mol(反應熱)D2NO2=O22NOH116.2 kJ/mol(反應熱)解析：本題考查熱化學方程式的正誤判斷。選項A，H2O的狀態(tài)是不穩(wěn)定的氣態(tài)，不是表示燃燒熱的熱化學方程式。選項B，中和熱為放熱反應，H57.3 kJ/mol。選項C，S燃燒生成SO2的反應是放熱反應，H<0，同時也注明了物質的聚集狀態(tài)等，正確。選項D，未注明物質的聚集狀態(tài)，錯誤。答案：C歸納小結：判斷熱化學方程式正誤的“五看”一看狀態(tài)看各物質的聚集狀態(tài)是否正確；二看符號看H的“”、“”是否正確；三看單位看反應熱的單位是否為kJ/mol；四看數值看反應熱數值與化學計量數是否相對應；五看概念看燃燒熱、中和熱的熱化學方程式?？键c三燃燒熱和中和熱一、自主學習1燃燒熱(1)概念：25 、101 kPa時，1_mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的能量。(2)單位：kJmol1。(3)意義：C的燃燒熱為393.5 kJmol1，表示在25 、101 kPa條件下，1_mol_C完全燃燒生成CO2氣體時放出393.5_kJ熱量。(4)元素燃燒生成的穩(wěn)定氧化物：CCO2(g)、HH2O(l)、SSO2(g)。2中和熱3中和反應反應熱的測定(1)裝置：(請在橫線上填寫儀器名稱)(2)計算公式HkJmol1t1起始溫度，t2終止溫度。(3)注意事項泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫隔熱，減少實驗過程中的熱量損失。為保證酸完全中和，采取的措施是使堿稍過量。二、合作探究(1)裝置中碎泡沫塑料(或紙條)及泡沫塑料板的作用是什么？(2)怎樣用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液，不能用銅絲攪拌棒代替的理由是什么？提示：(1)保溫、隔熱，減少實驗過程中熱量的損失。(2)實驗時應用環(huán)形玻璃攪拌棒上下攪動；因為銅傳熱快，熱量損失大，所以不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒。三、思維訓練題組一：1在25 、101 kPa下，1 g H2完全燃燒生成液態(tài)水時放出142.9 kJ熱量，表示H2燃燒熱的熱化學方程式為：_，H2的燃燒熱為_。答案：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol285.8 kJ/mol2已知稀溶液中，1 mol H2SO4與NaOH溶液恰好完全反應時，放出114.6 kJ熱量，寫出表示H2SO4與NaOH反應生成1 mol H2O的熱化學方程式_。答案：H2SO4(aq)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol題組二：3某實驗小組用0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液進行反應熱的測定。(1)寫出該反應的熱化學方程式生成1 mol H2O(l)時的反應熱為57.3 kJmol1：_。(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進行實驗，實驗數據如下表。請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝簻囟却螖灯鹗紲囟萾1/終止溫度t2/溫度差平均值(t2t1)/H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4近似認為0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密度都是1.0 gmL1，中和后生成溶液的比熱容c4.18 J/(g)。則生成1 mol H2O(l)時的反應熱H_(取小數點后一位)。上述實驗數值結果與57.3 kJmol1有偏差，產生偏差的原因不可能是(填字母)_。a實驗裝置保溫、隔熱效果差b量取NaOH溶液的體積時仰視讀數c分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中d用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度解析：(2)第2組數據偏差較大，應舍去，其他三組的溫度差平均值為4.0 。H53.5 kJmol1。放出的熱量小可能是散熱、多次加入堿或起始溫度讀的較高等原因。答案：(1)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1(2)4.053.5 kJmol1b考點四蓋斯定律和能源一、自主學習1蓋斯定律(1)內容不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。(2)應用化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關，利用蓋斯定律可以間接計算某些反應的反應熱。2、 合作探究方程式反應熱間的關系aAB、A BAB提示：H1aH2H1H2HH1H2三、思維訓練題組一、1試比較下列三組H的大小(1)同一反應，生成物狀態(tài)不同時A(g)B(g)=C(g)H1<0A(g)B(g)=C(l)H2<0H1_H2(填“>”、“<”或“”，下同)。(2)同一反應，反應物狀態(tài)不同時S(g)O2(g)=SO2(g)H1<0S(s)O2(g)=SO2(g)H2<0則H1_H2。(3)兩個有聯系的不同反應相比C(s)O2(g)=CO2(g)H1<0C(s)O2(g)=CO(g)H2<0則H1_H2。答案：><<歸納小結：對于放熱反應來說，HQ kJmol1，雖然“”僅表示放熱的意思，但在比較大小時要將其看成真正意義上的“負號”，即放熱越多，H反而越小。如：(1)同一反應，生成物狀態(tài)不同時A(g)B(g)=C(g)H1<0，A(g)B(g)=C(l)H2<0，因為C(g)=C(l)H3<0，則H3H2H1，所以H2<H1。(2)同一反應，反應物狀態(tài)不同時S(g)O2(g)=SO2(g)H1<0S(s)O2(g)=SO2(g)H2<0H2H3=H1，則H3H1H2，又H3<0，所以H1<H2。(3)兩個有聯系的不同反應相比C(s)O2(g)=CO2(g)H1<0C(s)O2(g)=CO(g)H2<0根據常識可知CO(g)O2(g)=CO2(g)H3<0又因為H2H3H1，所以H2>H1。題組二、2實驗室用4 mol SO2與2 mol O2進行下列反應：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H196.64 kJmol1，當放出314.624 kJ的熱量時，SO2的轉化率為()A40%B50%C80% D90%解析：2 mol SO2和1 mol O2完全反應時，放出的熱量為196.64 kJ，當放出314.624 kJ的熱量時，有3.2 mol SO2參與反應，轉化率為80%。答案：C3用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H64.39 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H196.46 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.84 kJmol1在H2SO4溶液中Cu與H2O2反應生成Cu2和H2O的熱化學方程式為_。解析：將第二個熱化學方程式乘以，然后將三個熱化學方程式相加，即得：Cu(s)2H(aq)H2O2(l)H2(g)O2(g)=Cu2(aq)H2(g)H2O(l)O2(g)H2O(l)H64.39 kJmol1(196.46 kJmol1)(285.84 kJmol1)即：Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)H319.68 kJmol1答案：Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)H319.68 kJmol1歸納小結：利用蓋斯定律書寫熱化學方程式的思維建模鞏固練習題組一、1(xx北京理綜6)下列設備工作時，將化學能轉化為熱能的是()ABCD硅太陽能電池鋰離子電池太陽能集熱器燃氣灶解析： 硅太陽能電池工作時將光能轉化為電能，A項錯誤；鋰離子電池是化學電池，工作時將化學能轉化為電能，B項錯誤；太陽能集熱器工作時將光能轉化為熱能，C項錯誤；燃氣灶工作時將化學能轉化為熱能，D項正確。答案：D2(xx福建理綜11)某科學家利用二氧化鈰(CeO2)在太陽能作用下將H2O、CO2轉變?yōu)镠2、CO。其過程如下：mCeO2(mx)CeO2xCexO2(mx)CeO2xCexH2OxCO2mCeO2xH2xCO下列說法不正確的是()A該過程中CeO2沒有消耗B該過程實現了太陽能向化學能的轉化C右圖中H1H2H3D以CO和O2構成的堿性燃料電池的負極反應式為CO4OH2e=CO2H2O解析：由、兩個反應可知，CeO2在反應前后沒有變化，沒有消耗，A項正確；由題給反應可知該過程實現了太陽能向化學能的轉化，B項正確；由能量圖可知，H1(H2H3)，C項錯誤；書寫電池電極反應式時，要注意電解質溶液的影響，堿性條件下生成的CO2會與OH反應生成CO，D項正確。答案：C3(xx重慶理綜6)已知：P4(g)6Cl2(g)=4PCl3(g)Ha kJmol1，P4(g)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb kJmol1，P4具有正四面體結構，PCl5中PCl鍵的鍵能為c kJmol1，PCl3中PCl鍵的鍵能為1.2c kJmol1。下列敘述正確的是()APP鍵的鍵能大于PCl鍵的鍵能B可求Cl2(g)PCl3(g)=PCl5(s)的反應熱HCClCl鍵的鍵能為(ba5.6c)/4 kJmol1DPP鍵的鍵能為(5a3b12c)/8 kJmol1解析：Cl的非金屬性大于P的非金屬性，故PCl鍵的鍵能大于PP鍵的鍵能，A項錯誤；不知道PCl5(g)PCl5(s)的反應熱，無法求出B項中反應的反應熱，B項錯誤；根據蓋斯定律，消去P4，得到ClCl鍵的鍵能為(ba5.6c)/4 kJmol1，C項正確；根據蓋斯定律，消去Cl2，得到PP鍵的鍵能為(5a3b12c)/12 kJmol1，D項錯誤。答案：C題組二、4判斷下列說法是否正確(正確的打“”，錯誤的打“”)(1)氫氟酸是一種弱酸，可用來刻蝕玻璃。已知25 時：HF(aq)OH(aq)=F(aq)H2O(l)H67.7 kJmol1H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1在20 mL 0.1 molL1氫氟酸中加入V mL 0.1 molL1 NaOH溶液。則氫氟酸的電離方程式及熱效應可表示為：HF(aq) F(aq)H(aq)H10.4 kJmol1(xx安徽理綜，12改編)()(2)已知冰的熔化熱為6.0 kJmol1，冰中氫鍵鍵能為20 kJmol1。假設每摩爾冰中有2 mol氫鍵，且熔化熱完全用于打破冰的氫鍵，則最多只能破壞冰中15%的氫鍵(2011浙江理綜，12A)()(3)甲烷的標準燃燒熱為890.3 kJmol1，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1(xx浙江理綜，12A)()(4)500 、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJmol1(xx浙江理綜，12B)()答案：(1)(2)(3)(4)5xx新課標全國卷28(3)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體，可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚，其中的主要過程包括以下四個反應：甲醇合成反應：()CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H190.1 kJmol1()CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H249.0 kJmol1水煤氣變換反應：()CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.1 kJmol1二甲醚合成反應：()2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H424.5 kJmol1由H2和CO直接制備二甲醚(另一產物為水蒸氣)的熱化學方程式為_。解析：()式2()式即得：2CO(g)4H2(g)=H2O(g)CH3OCH3(g)H204.7 kJmol1。答案：2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1題組三、6(xx新課標全國卷12)在1 200 時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應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則H4的正確表達式為()AH4(H1H23H3)BH4(3H3H1H2)CH4(H1H23H3)DH4(H1H23H3)解析：根據蓋斯定律，由第一個反應第二個反應第三個反應2可得第四個反應，則H4H1H2H32(H1H23H3)。答案：A7(xx課標全國理綜卷11)已知：HCN(aq)與NaOH(aq)反應的H12.1 kJmol1；HCl(aq)與NaOH(aq)反應的H55.6 kJmol1，則HCN在水溶液中電離的H等于()A67.7 kJmol1B43.5 kJmol1C43.5 kJmol1 D67.7 kJmol1解析：由題意可知， HCN(aq)OH(aq)=H2O(l)CN(aq)H12.1 kJmol1；H(aq)OH(aq)=H2O(l)H55.6 kJmol1。利用蓋斯定律，式式可得，HCN(aq)=H(aq)CN(aq)H43.5 kJmol1。答案：C8xx江蘇化學20(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應獲得。相關熱化學方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)10C(s)=6CaO(s)P4(s)10CO(g)H13 359.26 kJmol1CaO(s)SiO2(s)=CaSiO3(s)H289.61 kJmol12Ca3(PO4)2(s)6SiO2(s)10C(s)=6CaSiO3(s)P4(s)10CO(g)H3則H3_kJmol1。解析：H3H16H23 359.26 kJmol16(89.61 kJmol1)2 821.6 kJmol1。答案：2 821.6