2015年高考化学考纲解读热点考点难点专题05化学反应与能量变化.pdf

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1、专题 5 化学反应与能量变化 【2015 年高考考纲解读】 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简单计算。 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。 【重点、难点剖析】 一、反应热 1反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。 2反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也 需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。 3燃

2、烧热：必须生成稳定的化合物，如C燃烧应生成CO2而不是 CO ，H2燃烧应生成液态水而不是气态 水。 4中和热：强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H 2O ，H57.3 kJ mol 1。弱酸代替 强酸 ( 或弱碱代替强碱) ，因电离吸热，放出的热量减小，中和热减小。若用浓硫酸(或 NaOH 固体 ) ，因溶解 放热放出的热量增多，中和热增大。 二、反应热和焓变 1理解反应热的两个角度 (1) 从微观角度理解反应热 从微观的角度说，反应热是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键生成放出的热量的差值，在下图中 a表示断裂旧化学键吸收的热量； b表示新化学键生成放出的热量； c表示反应热。

3、 (2) 从宏观的角度说，反应热是反应物的总能量与生成物的总能量差值，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物质结构与稳定性和键能的关系 (1) 键能越大，物质所含能量越低，物质越稳定，反之亦然。如卤化氢的稳定性按氟、氯、溴、碘依次 减弱，其氢化物的能量依次增大，氢卤键的键能依次减小。 (2) 物质所含能量越低，断裂其化学键所需能量越高，而形成其化学键所释放的能量也越多。 三、热化学方程式的书写与判断 1漏写反应物或生成物的聚集状态，其根本原因是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。 2将 H的正、负混淆，其关键是没有体会到“”“”分别表示吸收或

4、放出热量后使体系本身的 能量升高或降低了。 3热化学方程式不用注明“点燃”、“加热”等条件。 4 未注意到化学计量数与反应热的数值的对应关系。 如： H2(g) Cl2(g)=2HCl(g) H 184.6 kJ mol 1 1 2H 2(g) 1 2Cl 2(g)=HCl(g) H 92.3 kJ mol 1 5燃烧热的热化学方程式，可燃物的化学计量数必须为1，且完全燃烧生成稳定的氧化物，C O2 CO2(g) ，H O2 H2O(l) ，S O2 SO2(g) 。 6中和热的热化学方程式，要注意生成1 mol H2O，强酸强碱反应的中和热数值恒定为57.3 ，若弱酸 或弱碱参加，则中和热值

5、小于57.3 。 四、热化学方程式书写的“七大”要点 1注意 H的符号和单位 若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。 H的单位为kJmol 1。 2注意反应热的测定条件 书写热化学方程式时应注明H的测定条件 ( 温度、压强 ) ，但绝大多数H是在 25 、 101 325 Pa 下测定的，此时可不注明温度和压强。 3注意热化学方程式中的化学计量数 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，并不表示物质的分子数或 原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。 4注意物质的聚集状态 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

6、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 H的数值与符号 由于 H与反应完成的物质的量有关，所以H必须与热化学方程式中化学式前面的化学计量数相对 应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。 互为逆反应的反应热数值相等，但符号相反。 6注意燃烧热和中和热 7对于可逆反应的反应热( H) 是指完全反应时的反应热。 五、反应热的计算及其大小的比较方法 1利用盖斯定律进行H计算时的注意事项 (1) 合理进行热化学方程式的叠加。热化学方程式的叠加类似于整式的运算，叠加时应遵循数学的运算 规则，当需要将某一热化学方程式同乘

7、以某一化学计量数时，各物质前的化学计量数和H需同乘以该化 学计量数，当某物质或H移到“ =”另一边时就变为异号。 (2) H在进行加、减、乘等运算时，一定要注意其符号的改变，即H的运算包括数值和符号的双重 运算。 2比较反应热大小的四个注意要点 (1) 反应物和生成物的状态 物质的气、液、固三态的变化与反应热量的关系 (2) H的符号：比较反应热的大小时，不要只比较H数值的大小，还要考虑其符号。 (3) 参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的H越 小，吸热反应的H越大。 (4) 反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。

8、六、有关反应热计算的六种方法 1利用热化学方程式进行求解 先写出热化学方程式，再根据热化学方程式中物质与反应热之间的比例关系直接求算反应热。 2依据燃烧热数据直接求算反应热 Q燃烧热n(可燃物的物质的量) 3根据反应物和生成物的总能量计算 HE( 生成物 ) E( 反应物 ) 。 4根据反应物和生成物的键能计算 H反应物键能总和生成物键能总和。 5根据盖斯定律计算 方法一：热化学方程式相加或相减，如由 C(s) O2(g)=CO2(g) H1； C(s) 1 2O 2(g)=CO(g) H2； 可得 CO(g)1 2O 2(g)=CO2(g) HH1H2 方法二：合理设计反应途径如 由图可得：

9、 HH1H2。 6根据比热公式进行计算。 QcmT 【高频考点】 考点 1、反应热和焓变的分析与判断 【例 1】(2014上海高考 )1,3- 丁二烯和2- 丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下： CH2=CH CH=CH 2(g) 2H2(g) CH3CH2CH2CH3(g) 236.6 kJ CH3CC CH3(g) 2H2(g) CH3CH2CH2CH3(g) 272.7 kJ 由此不能判断( ) A1,3- 丁二烯和2-丁炔稳定性的相对大小 B1,3- 丁二烯和2-丁炔分子储存能量的相对高低 C1,3- 丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应 D一个碳碳三键的键能与两个碳碳双键键能之和大小

10、【感悟提升】反应热的四个警示 1反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。 来源 :Zxxk.Com 2反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也 需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需要加热，在常温时就可以进行。 3燃烧热：必须生成稳定的化合物，如C燃烧应生成CO2而不是 CO ，H2燃烧应生成液态水而不是气态 水。 4中和热：强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O(l) ，H57.3 kJ mol 1。弱酸代 替强酸 ( 或弱碱代替强碱) ，因电离吸热，放出的热量减小。若用浓硫酸(或 NaOH 固体 )

11、，因溶解放热放出的 热量增多。 【变式探究】(2014海南高考 )某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是() A反应过程a有催化剂参与 B该反应为放热反应，热效应等于H C改变催化剂，可改变该反应的活化能 D有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1E0 【变式探究】反应ABC( H0)，XC( HH3BH1H3 【变式探究】 (2013全国新课标，12)在 1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： H2S(g) 3 2O 2(g)=SO2(g) H2O(g) H1 2H2S(g) SO2(g)= 3 2S 2(g) 2H2O(g) H2 H2S(g) 1 2O 2(g)=S(g)H

12、2O(g) H3 2S(g)=S2(g) H4 则 H4的正确表达式为( ) 。 AH4 2 3( H1H23H3) BH4 2 3(3 H3H1 H2) CH4 3 2( H1H23H3) DH4 3 2( H1H23H3) 【变式探究】比较下列反应或过程中的热量或反应热的相对大小。 (1) 已知：H2(g) 1 2O 2(g)=H2O(g) H1a kJ mol 1 2H2(g) O2(g)=2H2O(g) H2bkJmol 1 H2(g) 1 2O 2(g)=H2O(l) H3c kJ mol 1 2H2(g) O2(g)=2H2O(l) H4d kJ mol 1 则a、b、c、d间的大

13、小关系为_ 。 (2) 若向三份等体积0.100 0 mol L 1 NaOH溶液中分别加入稀醋酸，浓 H2SO4，稀硝酸至恰好完 全反应，则上述过程中的焓变H1、H2、H3的大小关系为 _ 。 (3) 已知胆矾溶于水时，溶液温度降低。在室温下将1 mol 无水硫酸铜制成溶液时，放出热量为Q1 kJ ， 而胆矾分解的热化学方程式是CuSO45H2O(s)=CuSO4(s) 5H2O(l) HQ2kJ mol 1，则 Q1与Q2的大 小关系为 _。 【能力突破】 难点 1、盖斯定律的重要应用叠加法求反应热 【例 1】(2014江苏高考 )已知： C(s)O2(g)=CO 2(g)H1 CO2(g

14、) C(s)=2CO(g) H2 2CO(g)O2 (g)=2CO2 (g) H3 4Fe(s) 3O2 (g)=2Fe 2O3(s) H4 3CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g) 2Fe(s) H5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是( ) AH10，H30，H40 CH1 H2H3 DH3H4H5 【变式探究】 (2014四川理综，节选) 已知： 25 、 101 kPa 时， Mn(s) O2(g)=MnO2(s) H 520 kJ/mol S(s) O2(g)=SO2(g) H 297 kJ/mol Mn(s) S(s) 2O2(g)=MnSO4(s) H 1 065 kJ/mo

15、l SO2与 MnO 2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_ 。 【变式探究】向足量H2SO4溶液中 加入 100 mL 0.4 mol L 1 Ba(OH) 2溶液，放出的热量是5.12 kJ 。如 果向足量Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol L 1 盐酸时，放出的热量为2.2 kJ 。则 Na2SO4溶液与BaCl2 溶液反应的热化学方程式为( ) 。 A.Ba 2(aq) SO2 4(aq)=BaSO4(s) H2.92 kJ mol 1 B.Ba 2(aq) SO2 4(aq)=BaSO4(s) H18 kJ mol 1 C.Ba 2(aq) SO2 4(aq)=

16、BaSO4(s) H73 kJ mol 1 D.Ba 2(aq) SO2 4(aq)=BaSO4(s) H0.72 kJ mol 1 【方法技巧】利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型 先确定待求 的反应化学 方程式 ? 找出待求热化学方程 式中各物质在已知热 化学方程式中的位置 ? 根据待求热化学方程式中各物质的化学 计量数和位置对已知热化学方程式进行 处理，得到变形后的新热化学方程式? 将新得到的热化学方 程式进行加减（反应 热也需要相应加减） 【高考预测】 1下列设备工作时，将化学能转化为热能的是() A B C D 硅太阳能电池锂离子电池太阳能集热器燃气灶 2某科学家利用二氧化铈(Ce

17、O2) 在太阳能作用下将H2O、CO2转变为 H2、CO 。其过程如下： mCeO2 太阳能 (mx)CeO2xCe xO2 (mx)CeO2xCe xH2O xCO2 900 mCeO2xH2xCO 下列说法不正确的是( ) A该过程中CeO2没有消耗 B该过程实现了太阳能向化学能的转化 C右图中H1H2H3 D以 CO和 O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO 4OH 2e=CO2 32H2O 3对于反应CO(g)H2O(g)CO2(g) H2(g) H0，在其他条件不变的情况下( ) A加入催化剂，改变了反应的途径，反应的H也随之改变 来源 : 学科网ZXXK B改变压强，平衡不发生移

18、动，反应放出的热量不变 C升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变 D若在原电池中进行，反应放出的热量不变 4在 1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： 来源 :学_ 科 _ 网 Z_X_X_K H2S(g) 3 2O 2(g)=SO2(g) H2O(g) H1 2H2S(g) SO2(g)= 3 2S 2(g) 2H2O(g) H2 H2S(g) 1 2O 2(g)=S(g)H2O(g) H3 2S(g)=S2(g) H4 则 H4的正确表达式为( ) AH4 2 3( H1H23H3) BH4 2 3(3 H3H1 H2) CH4 3 2( H1H23H3) DH4 3 2(

19、H1H23H3) 5 CuCl(s)与 O2反应生成CuCl2(s) 和一种黑色固体。在25 、 101 kPa 下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s) ，放热 44.4 kJ ，该反应的热化学方程式是_。 6一定条件下，在水溶液中1 mol Cl 、 ClO x(x1,2,3,4)的能量 (kJ) 相对大小如图所示。 (1)D 是_( 填离子符号 ) 。 (2)B A C反应的热化学方程式为_( 用离子符号表示) 。 7已知 AX3的熔点和沸点分别为 93.6 和 76 ， AX5的熔点为167 。室温时AX3与气体 X2反应生 成1 mol AX5，放出 热量123.8 kJ。 该

20、反应的热化学 方程式为_ _ 。 8白磷 (P4) 可由 Ca3(PO4)2、焦炭和 SiO2在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下： 2Ca3(PO4)2(s) 10C(s)=6CaO(s) P4(s) 10CO(g) H1 3 359.26 kJmol 1 CaO(s)SiO2(s)=CaSiO3(s) H289.61 kJ mol 1 2Ca3(PO4)2(s) 6SiO2(s) 10C(s)=6CaSiO3(s) P4(s) 10CO(g) H3 则 H3_kJmol 1 。 8(1)根据下列图示，写出反应的热化学方程式_ 。 根据如图所示情况，判断下列说法中正确的是_。 A其热化

21、学方程式为：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H41 kJ mol 1 B该反应为吸热反应 C该反应为放热反应 D当 H2O 为液态时，其反应热值小于41 kJ mol 1 (2) 已 知16 g固 体 硫 完 全 燃 烧 时 放 出148.4 kJ的 热 量 ， 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 是 _ 。 (3) 如 图 是 某 温 度 下 ， N2 与H2反 应 过 程 中 能 量 变 化 的 曲 线 图 。 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 为 _ _ 。 a、b 两条曲线产生区别的原因很可能是_ _。 9甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。 (1

22、)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇： 反应： CO(g)2H2 CH3OH(g) H1 反应： CO2(g)3H2 CH3OH(g) H2O(g) H2 上述反应符合“ 原子经济 ” 原则的是 _(填“ ” 或“ ”)。 下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。 温度250 300 350 K2.041 0.270 0.012 由表中数据判断，H1_0(填“ ” 、“ ” 或“ ”) 。 某温度下，将2 mol CO 和 6 mol H 2充入 2 L 的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得 c(CO) 0.2 molL 1，则 CO 的转化率为 _，此时的温度为 _(从上表中

23、选择)。 (2)已知在常温常压下： 2CH3OH(l) 3O2(g)=2CO 2(g)4H2O(g) H1 1 275.6 kJ mol 1 2CO(g)O2(g)=2CO 2(g) H2 566.0 kJ mol 1 H2O(g)=H 2O(l) H3 44.0 kJ mol 1 写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式： _ 。 10将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)H2O(g)= 高温 CO(g) H2(g)；C(s)、CO(g) 和 H2(g)完全 燃烧的热化学方程式为： C(s)O2(g)=CO2(g) H1 393.5 kJ mol 1 H2(g) 1 2O2(g

24、)=H 2O(g) H 242.0 kJmol 1 CO(g) 1 2O 2(g)=CO2(g) H 283.0 kJmol 1 请回答： (1) 根据以上数据，写出C(s) 与水 蒸气反应的热化学反应方程式 ： _ 。 (2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g) 和 1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出 的热量多。 甲同学据此认为“ 煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量” ；乙同学根据盖斯定律做出如图 循环图 并据此认为 “ 煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等” 。 请 分 析 ： 甲 、 乙 两 同 学 观 点 正 确 的 是 _( 填 “甲 ”或 “乙 ”) ； 判 断 的 理 由 是 _ _。 (3) 将 煤 转 化 为 水 煤 气 作 为 燃 料 和 煤 直 接 燃 烧 相 比 有 很 多 优 点 ， 请 列 举 其 中 的 两 个 优 点 _ _ _ 。