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第一节化学能与热能最新考纲：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.了解焓变与反应热的含义。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.变化观念与平衡思想：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实际问题。2.科学精神与社会责任：确认能源对社会发展的重要贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。知识点一焓变和反应热1．化学反应的实质与特征2．焓变、反应热(1)焓(H)用于描述物质所具有能量的物理量。(2)焓变(ΔH)ΔH＝H(生成物)－H(反应物)，单位kJ·mol－1。(3)反应热当化学反应在一定温度下进行时，反应所___________或___________的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。(4)焓变与反应热的关系对于___________条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有：ΔH＝Qp。放出吸收等压3．吸热反应与放热反应(1)从能量高低角度理解放热反应吸热反应图示放热反应吸热反应能量高低反应物的总能量___________生成物的总能量，ΔΗ___________0反应物的总能量___________生成物的总能量，ΔH___________0说明①a表示断裂旧化学键___________的能量，也可以表示反应的___________。②b表示生成新化学键___________的能量，也可以表示活化分子结合成生成物分子所___________的能量。③图中c表示反应的___________，可通过计算焓变值求得。大于小于吸收活化能放出释放反应热(2)从化学键角度理解(3)常见的放热反应与吸热反应放热反应吸热反应常见反应①可燃物的燃烧②酸碱中和反应③金属与酸的置换反应④物质的缓慢氧化⑤铝热反应⑥大多数化合反应①盐类的水解反应②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应③C和H2O(g)、C和CO2的反应④大多数的分解反应判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．放热反应中，生成物的总能量高于反应物的总能量()2．放热反应在任何条件下都可以发生，吸热反应不加热就不能发生()×提示：放热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量。×提示：有的放热反应的发生也需要加热，如铝热反应；有的吸热反应不加热也能发生，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应，错误。3．活化能越大，表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越大()4．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同()√提示：活化能越大，表明断裂旧化学键需要克服的能量越大，正确。×提示：焓变与反应条件无关，所以同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同，错误。5．可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关()6．吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量()√提示：可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与方程式中的化学计量数有关，与反应是否可逆无关，正确。√7．水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热()8．化石燃料属于可再生能源，对其过度开采不影响可持续发展()9．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料()×√提示：反应热是指化学变化过程中的热量变化，水蒸气变为液态水是物理变化。×提示：化石燃料为不可再生能源，错误。提示：清洁燃料是指燃烧时不产生对人体和环境有害的物质或产生很微量的有害物质，如天然气、液化石油气等，正确。1．化学反应中的能量变化通常表现为热量变化，还表现为光能变化、电能变化、机械能变化，热量变化不是唯一的表现形式。2．化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，任何化学反应都具有热效应。3．有能量变化的过程不一定是吸热反应和放热反应，如物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应。如浓硫酸、NaOH溶于水放出热量，NH4NO3溶于水吸收热量，但它们不是化学反应，其放出或吸收的热量不属于反应热。4．化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行。5．放热反应与吸热反应的区别是放热反应撤去热源后仍能进行，吸热反应必须持续加热才能继续进行。1．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，ΔH0D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关C解析：化学反应中一定有能量变化，A错误；B项中，由ΔH＝断开旧化学键吸收的能量－形成新化学键放出的能量，得ΔH0，故为放热反应；吸热反应的ΔH0，C正确；ΔH的大小与化学方程式的化学计量数成正比关系，D错误。2．(2020·黑龙江大庆第一中学月考)下列说法正确的是()A．使用高效催化剂能改变反应的活化能和反应热B．任何化学反应中的能量变化都表现为热量变化C．有化学键断裂一定发生化学反应D．灼热的铂丝与NH3、O2混合气接触，铂丝继续保持红热，说是氨的氧化反应是放热反应D解析：催化剂只能改变反应的路径，降低活化能，不能改变反应热，A错误；任何化学反应都伴随着能量变化，但不一定都是热量变化，也可能是光能、电能等多种形式，B错误；某些物质的溶解、电离或状态的变化可能伴随着化学键的断裂，但没有发生化学反应，C错误；氨的催化氧化用灼热的铂丝作催化剂，由于是放热反应，所以铂丝保持红热，故D正确。3．(2020·福建厦门模拟)氢气燃烧生成水蒸气的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A．燃烧时化学能全部转化为热能B．断开1mol氧氢键吸收930kJ能量C．相同条件下，1mol氢原子的能量为E1,1mol氢分子的能量为E2，则2E1E2D．该反应生成1mol水蒸气时能量变化为245kJD解析：氢气燃烧时化学能转化为热能、光能等，A错误；由图分析，断开2mol氢氧键吸收930kJ的能量，B错误；氢气分子变成氢原子要吸收能量，所以2E1E2，C错误；该反应生成1mol水蒸气时的能量变化为930kJ－436kJ－249kJ＝245kJ，D正确。4．下列表述中正确的是()CA．根据图1可知合成甲醇的热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH1＝(b－a)kJ·mol－1B．图2表示2molH2(g)所具有的能量比2mol气态水所具有的能量多483.6kJC．1molNaOH分别和1molCH3COOH、1molHNO3反应，后者比前者ΔH小D．汽油燃烧时将全部的化学能转化为热能解析：合成甲醇的反应是放热反应，ΔH1＝－(b－a)kJ·mol－1，A错误；由题干图2知，2molH2(g)和1molO2(g)所具有的能量比2mol气态水所具有的能量多483.6kJ，B错误；CH3COOH电离吸收热量，所以NaOH与CH3COOH反应放出的热量少，C正确；除转化为热能外还有光能等，D错误。5．(2020·保定模拟)根据如图能量关系示意图，下列说法正确的是()CA．1molC(s)与1molO2(g)的能量之和为393.5kJB．反应2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)中，生成物的总能量大于反应物的总能量C．由C(s)→CO(g)的热化学方程式为：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.2kJ·mol－1D．热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量，则CO热值ΔH＝－10.1kJ·mol－1解析：A项，由图可知1molC(s)与1molO2(g)的能量比1molCO2(g)能量高393.5kJ，错误；B项，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)为放热反应，生成物的总能量小于反应物的总能量，错误；C项，由图可知1molC(s)与O2(g)生成1molCO(g)放出热量为393.5kJ－282.9kJ＝110.6kJ，且物质的量与热量成正比，焓变为负，则热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221.2kJ·mol－1，正确；D项，若热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出热量，则CO的热值为282.9kJ28g≈10.1kJ·g－1，错误。6．(2020·天津和平区模拟)硫酸是基础化学工业的重要产品，下列为接触法制硫酸的反应：①4FeS2(s)＋11O2(g)===2Fe2O3(s)＋8SO2(g)ΔH＝－3412kJ·mol－1②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(s)ΔH＝－196.6kJ·mol－1③SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)ΔH＝－130.3kJ·mol－1下列有关说法正确的是()A．反应②中使用催化剂越多释放出的热量越大B．反应①中1molFeS2(s)参与反应放出的热量为3412kJC．64gSO2与1molO2在密闭容器中发生反应释放出98.3kJ热量D．FeS2生成H2SO4的热化学方程式可表示为2FeS2(s)＋152O2(g)＋4H2O(l)===Fe2O3(s)＋4H2SO4(l)ΔH＝－2620.4kJ·mol－1D解析：催化剂不影响反应热大小，A错误；反应①中1molFeS2(s)参与反应放出的热量为34124kJ＝853kJ，B错误；由于反应②属于可逆反应，故1molSO2不能完全转化为SO3，释放出的热量小于98.3kJ，C错误；根据盖斯定律，由12×①＋2×②＋4×③可得：2FeS2(s)＋152O2(g)＋4H2O(l)===Fe2O3＋4H2SO4(l)ΔH＝－2620.4kJ·mol－1，D正确。素养能量图像理解及焓变计算1．活化能与焓变的关系(1)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小及不影响平衡转化率。(2)在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。活化能大小影响反应速率。(3)起点、终点能量高低判断反应的ΔH，并且物质的能量越低，物质越稳定。2．依据键能计算ΔH的方法(1)计算公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。(2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目。如：1molNH3中含有3molN—H键。(3)常见物质中化学键的数目1mol物质CO2(C===O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)石墨(C—C)金刚石(C—C)Si(Si—Si)化学键数2NA4NA6NA4NA1.5NA2NA2NA1．(2020·南京市、盐城市一模)H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是()A．反应①、反应②均为放热反应B．反应①、反应②均为氧化还原反应C．反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关D．反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218kJ·mol－1C解析：根据图像可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物，则反应①、②均为放热反应，A正确；反应①、②中都存在元素化合价变化，所以反应①、②都是氧化还原反应，B正确；反应①比反应②的速率慢，说明反应①中正反应的活化能较大，反应②中正反应的活化能较小，C错误；反应①、反应②总的能量变化为218kJ，根据盖斯定律可知，反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218kJ·mol－1，D正确。2．(2018·北京卷)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如图。下列说法不正确的是()A．生成CH3COO