2015高考化学二轮复习专题7化学反应与能量

1专题七化学反应与能量变化【考纲要求】1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出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，能用盖斯定律进行有关反应热的计算。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。考点一正确理解反应热的概念知识精讲1．理解化学反应热效应的两种角度(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值，如下图所示a表示旧化学键断裂吸收的热量；b表示新化学键形成放出的热量；c表示反应热。(2)从宏观的角度说，是反应物自身的能量与生成物的能量差值，在上图中：a表示活化能；b表示活化分子结合成生成物所释放的能量；c表示反应热。2．反应热的量化参数——键能反应热与键能的关系反应热：ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。题组集训题组一反应热概念的理解1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”(1)催化剂能改变反应的焓变()(2)催化剂能降低反应的活化能()(3)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同()2．下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是()A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－12B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0kJ·mol－1C．氢气的燃烧热为285.5kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)=====电解2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.5kJ·mol－1D．1mol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失误防范(1)化学反应的焓变只与化学反应的计量系数，物质的聚集状态有关，而与反应条件无关。(2)燃烧热：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。单位：kJ·mol－1。需注意：①燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的热化学方程式时，一般以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数；②燃烧产物必须是稳定的氧化物，如C→CO2、H2→H2O(l)等。(3)中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热。需注意：①稀溶液是指物质溶于大量水中；②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应；③中和反应的实质是H＋和OH－化合生成H2O，即H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。题组二反应热的变化与图像3．(2012·大纲全国卷，9)反应A＋B―→C(ΔH＜0)分两步进行：①A＋B―→X(ΔH＞0)，②X―→C(ΔH＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()题组三反应热与键能4．(2012·重庆理综，12)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如下图所示。已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O===O为500、N—N为154，则断裂1molN—H键所需的能量(kJ)是()A．194B．391C．516D．6585．(2013·重庆理综，6)已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1下列叙述正确的是()3A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔHC．Cl—Cl键的键能b－a＋5.6c4kJ·mol－1D．P—P键的键能为5a－3b＋12c8kJ·mol－1失误防范利用键能计算反应热，其关键是算清物质中化学键的数目。在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。原子晶体：1mol金刚石中含2molC—C键，1mol硅中含2molSi—Si键，1molSiO2晶体中含4molSi—O键；分子晶体：1molP4中含有6molP—P键，1molP4O10(即五氧化二磷)中，含有12molP—O键、4molP===O键，1molCH3CH3中含有6molC—H键和1molC—C键。考点二热化学方程式书写的正误判断知识精讲1．热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。2．掌握热化学方程式书写中的易错点，明确命题者在该知识点考查中的设错方式，有利于我们快速、准确地判断热化学方程式的正误。(1)故意漏写物质的聚集状态；(2)忽视反应热ΔH的正负号；(3)错写或漏写ΔH的单位；(4)化学计量数与ΔH不相匹配，化学计量数加倍，而ΔH没有加倍等。3．对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。如①S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ·mol－1②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(s，单斜)===S(s，正交)ΔH3＝－0.33kJ·mol－1题组集训题组一反应热的概念与热化学方程式1．判断正误，正确的划“√”，错误划“×”(1)甲烷的标准燃烧热为－890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1()(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ·mol－1(燃烧热)()(3)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ·mol－1(中和热)()(4)25℃，101kPa时，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，则2H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6kJ·mol－1()题组二反应热与可逆反应42．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭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)催化剂500℃、30MPa2NH3(g)ΔH＝－38.6kJ·mol－1()失误防范(1)对于热化学方程式的正误判断，一般需要注意以下几个方面：①各物质的聚集状态是否符合题目给定的信息；②ΔH是否和热化学方程式中的化学计量数对应；③ΔH的符号是否正确；④关于燃烧热和中和热的问题需要紧扣中和热、燃烧热的概念。(2)由于反应热是指反应完全反应时的热效应，所以对于可逆反应的热量要小于完全反应时的热量。考点三盖斯定律及应用知识精讲1．定律内容：一定条件下，一个反应不管是一步完成，还是分几步完成，反应的总热效应相同，即反应热的大小与反应途径无关，只与反应的始态和终态有关。2．常用关系式热化学方程式焓变之间的关系aA===BΔH1A===1aBΔH2ΔH2＝1aΔH1或ΔH1＝aΔH2aA===BΔH1B===aAΔH2ΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH2题组集训题组一利用盖斯定律求焓变1．[2012·江苏，20(1)]真空碳热还原­氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－13AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g)ΔH＝bkJ·mol－1反应Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝__________kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。2．硝酸厂尾气常用的处理方法是催化还原法：催化剂存在时用H2将NO2还原为N2。已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝akJ·mol－1N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)ΔH＝bkJ·mol－1H2O(l)===H2O(g)ΔH＝ckJ·mol－15则反应2NO2(g)＋4H2(g)===N2(g)＋4H2O(l)的ΔH＝________。(用含a、b、c的代数式表示)3．已知在常温常压下：①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH1②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH2③H2O(g)===H2O(l)ΔH3则1mol甲醇不完全燃烧的热化学方程式为__________________________________。方法技巧叠加法求焓变首先观察已知的热化学方程式与目标热化学方程式的差异：(1)若目标热化学方程式中的某种反应物在某个已知热化学方程式中作生成物(或目标热化学方程式中的某种生成物在某个已知热化学方程式中作反应物)，可把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒，相应的ΔH改变符号。(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致，热化学方程式中的ΔH也要进行相应的换算。(3)将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的ΔH也进行叠加。以上可概括为找目标―→看来源―→变方向―→调系数―→相叠加―→得答案。题组二多角度比较焓变大小4．已知1mol红磷转化为1mol白磷，吸收18.39kJ热量。①4P(s，红)＋5O2(g)===2P2O5(s)ΔH1②4P(s，白)＋5O2(g)===2P2O5(s)ΔH2则ΔH1与ΔH2的关系正确的是()A．ΔH1＝ΔH2B．ΔH1＞ΔH2C．ΔH1＜ΔH2D．无法确定5．下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是()①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH2②NaOH(aq)＋12H2SO4(浓)===12Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH3NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)ΔH4A．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＞ΔH4B．ΔH1＞ΔH2；ΔH3＜ΔH4C．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＞ΔH4D．ΔH1＜ΔH2；ΔH3＜ΔH4方法归纳反应热大小比较(1)利用盖斯定律比较。6(2)同一反应的生成物状态不同时，如A(g)＋B(g)===C(g)ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。(3)同一反应物状态不同时，如A(s)＋B(g)===C(g)ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。(4)两个有联系的反应相比较时，如C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1①，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)ΔH2②。比较方法：利用反应①(包括ΔH1)乘以某计量数减去反应②(包括ΔH2)乘以某计量数，即得出ΔH3＝ΔH1×某计量数－ΔH2×某计量数，根据ΔH3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：①反应中各物质的聚集状态；②ΔH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；③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。专题突破训练1．(2013·上海，9改编)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。