(讲解练)2014高考化学一轮复习专题4《热化学反应和热化学方程式》

1专题四热化学反应和热化学方程式【主干知识整合】一．化学反应中的能量变化1、化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化：①吸热反应：化学上把吸收热量的化学反应称为吸热反应。如C+CO22CO为吸热反应。②放热反应：化学上把放出热量的化学反应称为放热反应。如2H2+O22H2O为放热反应。2、化学反应中能量变化的本质原因化学反应中的能量变化与反应物和生成物所具有的总能量有关。如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，在发生化学反应时放出热量；如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，在发生化学反应时吸收热量。3、反应热、燃烧热、中和热①反应热：在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热用△H表示。单位：kJ·mol–1②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能量，叫该物质的燃烧热。如：101kPa时lmolH2完全燃烧生成液态水，放出285.5kJ·mol–1的热量，这就是H2的燃烧热。H2(g)+12O2(g)=H2O(l)；△H=–285．5kJ·mol–1③中和热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。H+(aq)+OH–(aq)=H2O(1)；△H=–57.3kJ·mol–1（强酸和强碱的中和热）二、热化学方程式1、定义：表明反应所放出或吸收的热量的方程式，叫做热化学方程式。2、热化学方程式书写注意事项：（1）．△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“；”隔开。若为放热反应，△H为“－”；若为吸热反应，△H为“＋”。△H的单位一般为kJ/mol。（2）．注意反应热△H与测定条件（温度.压强等）有关。因此书写热化学方程式时应注明△H的测定条件绝大多数△H是在25℃.101325Pa下测定的，可不注明温度和压强。（3）．注意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，并不表示物质的分子或原子数。因此化学计量数可以是整数.也可以是分数。（4）．注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热△H不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用↑和↓（5）．注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于△H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△H相对应，如果化学计量数加倍，则△H也要加倍。（6）当反应逆向进行时，反应热数值相等，符号相反；两个热化学方程式相加或相减，可得到新的热化学方程式。【典例精析】1．（08海南卷）白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。2根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是（）A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1B（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1【解析】由图可以看出：P4中有6mol的P－P，5mol的O2中含有5molO＝O，1mol的P4O10中含有4mol的P＝O，12mol的P－O，所以△H＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1。2．将V1mL1.0mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如右图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50mL）。下列叙述正确的是A．做该实验时环境温度为22℃B．该实验表明化学能可能转化为热能C．NaOH溶液的浓度约为1.0mol/L·L-1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应【解析】中和反应为放热反应，B对，中和反应有水生成，但有水生成的不一定是放热反应，如H2+CuOH2O+Cu是吸热反应，D错，从表中分析当加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL反应后温度为22℃，故实验时环境温度小于22℃，A错，加入HCl溶液30mL反应放热最多，应是酸碱正好中和，故C（NaOH）=1.0mol/L·30mL/20mL=1.5mol/L，C错。【答案】B3．短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右图所示，期中T所处的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：（1）T的原子结构示意图为。（2）元素的非金属性为（原子的得电子能力）：QW（填“强于”或“弱于”）。（3）W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是气体，反应的化学方程式为。（4）原子序数比R多1的元素是一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是。（5）R有多种氧化物，其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下，2L的甲气体与0.5L的氯气相混合，若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，所生成的R的含氧酸盐的化学式是。3（6）在298K下，Q、T的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量akJ和bkJ。又知一定条件下，T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成3molQ的单质，则该反应在298K下的H=（注：题中所设单质均为最稳定单质）。【解析】从给出的表，结合T在周期表的位置与族数相等这一条件，不难得出T为Al，Q为C，R为N，W为S。（1）T为Al，13号元素。（2）S、C最高价氧化物对应的酸为硫酸强于碳酸，则可得非金属性S强于C。（3）S与H2SO4发生归中反应，从元素守恒看，肯定有水生成，另外为一气体，从化合价看，只能是SO2。（4）比R质子数多1的元素为O，存在H2O2转化为H2O的反应。（5）N中相对分子质量最小的氧化物为NO，2NO＋O2=2NO2，显然NO过量1L，同时生成1L的NO2，再用NaOH吸收，从氧化还原角度看，＋2价N的NO与＋4价N的NO2，应归中生成＋3N的化合物NaNO2。（6）C＋O2－akJ/mol①，4Al＋－4bkJ/mol②。Al与CO2的置换反应，写出反应方程式为：4Al＋3CO23C＋2Al2O3，此反应的△H为可由②－①×3得，△H=－4b－(-3a)=(3a-4b)kJ/mol。【答案】（1）（2）弱于（3）S＋2H2SO4(浓)△3SO2↑＋2H2O（4）2H2O22H2O＋O2↑（或其他合理答案：）（5）NaNO2（6）(3a–4b)kJ/mol【专题训练】1．推动上千吨的火箭和进行长距离的太空飞行的巨大能量是从哪里来的？化学反应立下神功。火箭使用的燃料是偏二甲肼[(CH3)2NNH2]，火箭升空时发生的化学反应为：C2H8N2＋2N2O4＝2CO2↑＋3N2↑＋4H2O↑。下列有关该反应的说法正确的是（）A．偏二甲肼既是氧化剂又是还原剂B．该反应进行时只有放热过程没有吸热过程C．该反应中氮元素的化合价升高D．该反应中每生成1molCO2转移8mol电子2．已知：CH3(CH2)2CH3(g)＋132O2(g)＝4CO2(g)+5H2O(l)；△H=－2878kJ·mol一1(CH3)2CHCH3(g)＋132O2(g)＝4CO2(g)+5H2O(l)；△H=－2869kJ·mol一1下列说法正确的是（）A．正丁烷的燃烧热为一2878kJ·mol一1B．正丁烷分子所具有的能量大于异丁烷分子C．等量的异丁烷分子中碳氢键比正丁烷的多D．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程3．下列说法正确的是()①用25mL酸式滴定管可以准确放出8.00mL的稀盐酸；②可用干燥的pH试纸测定氯水的pH；③使用容量瓶配制溶液，定容时俯视，所得溶液的浓度偏大；④加入盐酸有能使澄清石灰水变浑浊的无色气体生成，则原溶液中—定有大量CO32-存在；⑤在某温度下，一定量的醋酸与氢氧化钠溶液充分混合，若溶液呈碱性时，溶液中离子浓度大小的关系一定为：c（Na+）﹥c（CH3COO—）﹥c（OH—）﹥c（H+）；⑥右图是反应物和生成物的能量变化示意图，其可能发生反MnO24应的热化学方程式可表示为：2A（g）+B(g)=2C（g）；△H=QkJ·mol-1（Q＜0）。()A．①③⑥B．②④⑤C．①③④D．③⑤⑥4．下列化学用语和叙述正确的是()A．Na2O2的电子式：B．M与N是同素异形体，由M＝N；△H＝＋119KJ／mol可知，N比M稳定C．表示乙炔“燃烧热”对应的热化学方程式：C2H2(g)＋O2(g)2CO2(g)＋H2O(g)；△H＝－1256KJ／molD．葡萄糖的实验式：CH2O5．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ΔH＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ba（OH）2反应的中和热ΔH＝2×（－57.3）kJ/molB．CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2（g）＝2CO（g）＋O2（g）反应的ΔH＝2×283.0kJ/molC．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D．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6．已知常温常压下，N2(气)和H2(气)反应生成2molNH3(气)放出92.4kJ热量。在同温同压下向密闭容器中通入1molN2和3molH2，达到平衡时放出热量为Q1kJ；向另一体积相同的密闭容器中通人0.5molN2、1.5molH2和1molNH3，相同条件下达到平衡时放出热量为Q2kI。则下列关系式正确的是（）A．2Q2=Q1=92.4B．Q2Q192.4C．QlQ292.4D．Ql=Q292.47．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H＝一574kJ·mol－1②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；△H＝一1160kJ·mol一1下列说法不正确的是（）A．由反应①可推知：CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)；△H＞一574kJ·mol－1B．反应①②转移的电子数相同C．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJ。D．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子总数为1.60mol8．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（）A．已知2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）；△H＝－483.6kJ·mol—1则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol—1B．已知C（石墨，s）＝C（金刚石，s）；△H＞0则金刚石比石墨的键能大C．已知NaOH（ag）＋HCl（aq）＝NaCl（aq）＋H2O（l）；△H＝－57.4kJ·mol—1则含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量D．已知2C（s）＋2O2（g）＝2CO2（g）；△H12C（s）＋O2（g）＝2CO（g）；△H2，则△H1＞△H29．右图是198K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是（）5A．该反应的热化学方程式为：N2+3H22NH3；△H=－92kJ·mol－1B．a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线C．加入催化剂，该化学反应的反应热改变D．在温度体积一定的条件下，通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为Q1kJ，若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ则184Q22Q110．在火箭推进器中装有还原剂肼（N2H4）和强氧化剂H2O2，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量,在结构上N2H4和NH3的关系有如H2O2和H2O的关系。N2H4能发生下列反应：N2H4+H3O+=N2H5++H2ON2H4+H2ON2H5++OHN2H5++H2ON2H62++OHN2H5++H2ON2H4+H3O+（1）据此可得出的结论是。A．肼水解显酸性B．肼在水中可电