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1、高三化学一轮总复习资料第1讲化学能与热能考纲要求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。考点一焓变与反应热1化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。2焓变、反应热(1)定义：在恒压条件下进行的反应的热效应。(2
2、)符号：H。(3)单位：kJmol1或kJ/mol。3吸热反应和放热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)常见放热反应可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟酸的置换反应；物质的缓慢氧化。(4)常见吸热反应大多数分解反应；盐的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应。深度思考1同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？答案在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。2判断正误，正确的划“”，错误的划“”
3、(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应()(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化()(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()(4)吸热反应在任何条件都不能发生()(5)Na转化为Na时，吸收的能量就是该过程的反应热()(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)解析(5)(6)是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。题组训练反应热的基本计算方法1某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是()A反应过程可表示为 BE1为反应物的平均能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能C正反应的热效应为HE1E20，所以正
4、反应为放热反应D此图中逆反应的热效应HE1E20，所以逆反应为放热反应答案D解析该图表示的正反应放热，H为负值，逆反应吸热，H为正值，D错误。2(2011重庆理综，13)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ，则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为_。答案1 220 kJmol1解析断裂1 mol SS键吸收能量280 kJ，断裂3 mol FF键吸收能量3160 kJ，则吸收的总能量为Q吸280 kJ3160 kJ760 kJ，释放
5、的总能量为Q放330 kJ61 980 kJ，由反应方程式：S(s)3F2(g)=SF6(g)可知，H760 kJmol11 980 kJmol11 220 kJmol1。3通常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(H)，化学反应的H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol1460360436431176347工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4
6、HCl(g)，该反应的反应热(H)为_。答案236 kJmol1解析SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算，而产物硅属于原子晶体，可根据原子晶体的结构计算晶体硅中的共价键的数目。1 mol晶体硅中所含的SiSi键为2 mol，即制取高纯硅反应的反应热H4360 kJmol12436 kJmol1(2176 kJmol14431 kJmol1)236 kJmol1。1熟记反应热H的基本计算公式H生成物的总能量反应物的总能量H反应物的总键能之和生成物的总键能之和2规避两个易失分点来源:学_科_网(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任一个过程都不是化学变化。(2)计算物
7、质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1 mol晶体硅中含2 mol SiSi键。1 mol SiO2中含4 mol SiO键。考点二热化学方程式1概念表示参与化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。3书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体
8、、溶液。(3)注意符号单位：H应包括“”或“”、数字和单位(kJmol1)。(4)注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(H与化学计量数相对应)(5)区别于普通方程式：一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。(6)注意热化学方程式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，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。深度思考1H的单位“kJmol1”的含义是什么？答案“kJmol1”并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化，而是指给定形式的具体反应的能量变化。如2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H
9、483.6 kJmol1，此反应的反应热是指每摩尔反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)放出的热量为483.6 kJ。H与化学反应方程式的写法有关，如H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1。另外反应热还与反应物的状态有关，如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1。2怎样理解可逆反应中的反应热？答案无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热H都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.64 kJmol1，H是指2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化为2 mol SO3(g)时
10、放出的能量。若在相同的温度和压强下，向某容器中加入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡时放出的能量为Q，因反应不能完全转化为SO3(g)，故Q0表示吸热，H0表示放热，因而，H后所跟数值需要带“”、“”符号。(2)描述反应热时，无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用H表示，其后所跟数值需要带“”、“”符号。(3)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“”号。题组二中和热测定误差分析和数据处理3利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：用量筒量取50 mL 0.50 molL1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；用另一量筒量取50 mL 0.55 mol
11、L1 NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度；将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？_。(2)倒入NaOH溶液的正确操作是_(填序号)。A沿玻璃棒缓慢倒入B分三次少量倒入C一次迅速倒入(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_(填序号)。A用温度计小心搅拌B揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C轻轻地振荡烧杯D用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 molL1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为H1、H2、H3，则H1、H2、H3的大小关系为_。(5
12、)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 gcm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c4.18 Jg11。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：实验序号起始温度t1/ 来源:学科网来源:学科网终止温度t2/ 盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热H_(结果保留一位小数)。(6)_(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是_。答案(1)确保盐酸被完全中和(2)C(3)D(4)H1H2H3(5)51.8 kJmol1(6)不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成
13、BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热解析(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(2)为了减小热量损失，倒入NaOH溶液应该一次迅速倒入。(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动。(4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故中和热要小一些(注意中和热与H的关系)。(5)取三次实验的平均值代入公式计算即可。(6)因为硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba(
14、OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。考点四有关反应热的比较、计算1H的比较比较H的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，H越小；对吸热反应，吸热越多，H越大。2反应热的有关计算(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物的物质的量成正比。(2)根据盖斯定律求算应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般23个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的H与原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时，H也应相应
15、地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“”“”符号，即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时，H的符号也随之改变，但数值不变。在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。(3)根据物质燃烧放热的数值计算：Q(放)n(可燃物)|H|说明方法(2)常用于判断物质能量的大小关系及稳定性。深度思考试比较下列三组H的大小(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H2”、“解析因为C(g)=C(l)H30则H3H2H1，H2H1。(2)同一反应，反应
16、物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20则H1_H2。答案解析H2H3H1，则H3H1H2，又H30，所以H1H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10C(s)O2(g)=CO(g)H20则H1_H2。答案解析根据常识可知CO(g)O2(g)=CO2(g)H3H1。题组一反应热大小的比较和计算1下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大于后者的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)O2(g)=H2
17、O(l)H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8A B C D答案C解析本题主要考查对“H”的理解，明确“H”既有“”、“”，又有数值大小。碳与氧气反应放热，即H10，H20，CO再与O2作用时又放热，所以H1H4；发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故H5H6；碳酸钙分解吸收热量，H70，CaO与H2O反应放出热量，H8H8。故本题答案为C。2由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ，写出该反应的热化学方程式：_。若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，
18、则反应2H2(g)O2(g)=2H2O(l)的H_kJmol1，氢气的燃烧热为_kJmol1。答案H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1571.6285.8解析书写热化学方程式时注意：化学计量数改变时，H也同等倍数的改变，故生成水蒸气的热化学方程式可写成：H2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1或2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1等多种形式。36 g的水蒸气变成36 g液态水时放热36 g2.444 kJg188 kJ，所以2 mol H2燃烧生成2 mol H2O(l)时，H483.6 kJmol188 kJmol157
19、1.6 kJmol1。氢气的燃烧热为1 mol H2燃烧生成1 mol H2O(l)时放出的热量，H285.8 kJmol1。规避反应热大小比较的易失分点：在比较反应热(H)的大小时，带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，H反而越小。题组二盖斯定律的应用3已知下列热化学方程式Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H125 kJmol13Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g)H247 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H319 kJmol1写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式_。答案FeO(s)CO(g)
20、=Fe(s)CO2(g)H11 kJmol1解析依据盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。FeO与CO反应方程式：FeO(s)CO(g)=Fe(s)CO2(g)，通过观察可以发现，此反应可用题给的三个反应来表示：3(2)，可得该反应的反应热：H3H1(2H3H2)3(25 kJmol1)(19 kJmol1247 kJmol1)11 kJmol1。4已知H2SO4(aq)与Ba(OH)2(aq)反应的H1 584.2 kJmol1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H55.6 kJmol1。则生成BaSO4(s)的反应热等于()A1 528.6 kJmol1 B
21、1 473 kJmol1C1 473 kJmol1 D1 528.6 kJmol1答案B解析H(aq)OH(aq)=H2O(l)H155.6 kJmol1Ba2(aq)SO(aq)=BaSO4(s)H22H(aq)2OH(aq)Ba2(aq)SO(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H31 584.2 kJmol1根据盖斯定律知，H32H1H2，H21 473 kJmol1。利用盖斯定律书写热化学方程式考点五能源1概念能提供能量的自然资源。2发展阶段柴草时期化石能源时期多能源结构时期。3分类(1)化石燃料种类：煤、石油、天然气。特点：蕴藏量有限，且不能再生。(2)新能源种类：太阳能、氢能、风
22、能、地热能、海洋能和生物质能等。特点：资源丰富，可以再生，没有污染或污染很小。4能源问题(1)我国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会枯竭。(2)化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。5解决能源问题的措施(1)提高能源的使用效率改善开采、运输、加工等各个环节。科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等。二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷成雾状等。(2)开发新的能源开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。深度思考12009年哥本哈根气候大会，是被称作“人类拯救地球的
23、最后一次机会”的联合国气候变化大会。下列措施有利于节能减排、改善环境质量的是()回收再利用废弃的塑料、金属、纸制品及玻璃等资源发展低碳经济、循环经济，开发推广太阳能、水能、风能等能源，减少煤、石油等化石燃料的使用使用填埋法处理未经分类的生活垃圾推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染研制开发新型燃料电池汽车，减少机动车尾气污染A BC D答案A解析未经分类的生活垃圾使用填埋法处理的措施不仅污染环境，还造成资源浪费，不正确。2能源分类相关图如右图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是()A煤炭、石油、沼气B水能、生物能、天然气C太阳能、风能、潮汐能D地热能、海洋能、核能答案C1判断正误，
24、正确的划“”，错误的划“”(1)使用太阳能热水器、沼气的利用、玉米制乙醇都涉及到生物质能的利用()(2009浙江理综，7C)解析太阳能热水器的使用不属于生物质能的利用。(2)石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料()(2009浙江理综，7D)解析植物油不属于化石燃料。(3)开发核能、太阳能等新能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放()(2010浙江理综，7B)解析无磷洗涤剂与碳的排放不相关。(4)甲烷的标准燃烧热为890.3kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1()(2010浙江理综，1
25、2A)解析水的状态错误。(5)500 、300 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH2(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6kJmol1()(2010浙江理综，12B)解析合成氨反应为可逆反应，并不能完全转化。(6)化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律()(2011浙江理综，7A)解析化学变化遵循能量和质量守恒。(7)实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 kJmol1、3 747 kJmol1和3 265 kJmol1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键()(2011浙江理综，12C)解析由盖斯定律，根据环己烷和环己烯的燃烧热，则1 mol环己烷失去2 mol H即1 mol H2燃烧的反应热之和为3 916 kJmol13 747 kJmol1169 kJmol1；根据环己烷和苯的燃烧热，则1 mol环己烷失去6 mol H即3 mol H2燃烧的反应热之和为3 916 kJmol13 265 kJ