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1、最新教学资料高考化学第1讲化学能与热能考纲要求1.通过化学键的断裂和形成了解化学反应中能量转化的原因。2.了解吸热反应、放热反应、反应热、焓变等概念。3.了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。4.认识常见的能量转化形式；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)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应：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。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，
3、正确的划“”，错误的划“”(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()(7)同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同()(8)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)(8)解析(5)(6)是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。(7)焓
4、变与反应条件无关。题组一活化能与反应热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()ABC(过渡态)ABC(反应物)ABC(生成物)A.反应过程可表示为 B.E1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HE1E20，所以正反应为放热反应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海南，11改编)某反应的H100 kJmol1，下列有关该反应的叙述正确的是()A.正反应活化能小于100 kJmol1B.逆反应活化能一定小于100 kJmol1C.正反应
5、活化能不小于100 kJmol1D.正反应活化能比逆反应活化能小100 kJmol1答案C解析某反应的H100 kJmol1，说明该反应的正反应为吸热反应，且正反应的活化能比逆反应的活化能大100 kJmol1，正反应的活化能应大于100 kJmol1，无法确定逆反应的活化能大小。正确理解活化能与反应热的关系(1)E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，HE1E2；(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。题组二利用键能计算反应热3.(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
6、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。4.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
7、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)4HCl(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
8、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(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程都不是化学变化。(2)计算物质中键的个数时，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.概念表示参加反应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 k
9、Jmol1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、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
10、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1.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
11、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2.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 molL1 NaOH溶液，并用同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_
12、(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)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/ 终止温度t2/ 盐酸氢氧化
13、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
14、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，故反应热的数值要小一些(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(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。正确理解中和热，注意操作与计算细节(1)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。(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.10.5 molL1)
15、。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。(4)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。考点四有关反应热的比较、计算1.H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
16、)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
17、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1.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S(g)S(s)SH1O2(g)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)
18、=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。2.已知Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)Ha kJmol1判断下列变化过程是否正确，正确的划“”，错误的划“”(1)3AlCl(g)3CO(g)=Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)Ha kJmol1()(2)AlCl(g)CO(g)=Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)Ha kJmol1()(3)2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)H2a kJmol1()答案(1)(2
19、)(3)反思归纳利用状态，迅速比较反应热的大小若反应为放热反应(1)当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。(2)当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。(3)在比较反应热(H)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，H反而越小。题组一利用盖斯定律书写热化学方程式1.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 kJmol
20、1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)=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。题组二利用盖斯定律计算反应热2.已知H2SO4(aq)与Ba(OH)2(aq)反应的H1 584.2 kJmol1；HCl(aq)与Na
21、OH(aq)反应的H55.6 kJmol1。则生成BaSO4(s)的反应热等于()A.1 528.6 kJmol1B.1 473 kJmol1C.1 473 kJmol1D.1 528.6 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。题组三利用盖斯定律定性判断H间的关系3.(2013新课标全国卷，12)在1 200 时，天然气脱硫工
22、艺中会发生下列反应：H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()A.H4(H1H23H3)B.H4(3H3H1H2)C.H4(H1H23H3)D.H4(H1H23H3)答案A解析给题中方程式依次编号为、，3得3S(g)=S2(g)(H1H23H3)故2S(g)=S2(g)H4(H1H23H3)。利用盖斯定律书写热化学方程式特别提醒：通过热化学方程式变形时，利用“加法”不容易出错。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
23、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
24、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。深度思考判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)太阳能是清洁能源()(2)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能()(3)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用()(4)人类利用的能源都是通过化学反应获得的()(5)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一()(6)食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源()(7)粮食作物是制乙醇燃料的重要原料()(8)化石燃料属于可再生能源，不影响可持续发展()(9)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量()(10)开
25、发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料()(11)低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气体的排放()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6) (7)(8)(9)(10)(11)题组一正确理解能源的种类1.能源分类相关图如下图所示，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C2.能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一，能源家族中：煤炭、核能、石油、天然气、水能、风能、地热能等，属于不可再生的是_；属于新能源的是_。答案题组二能源的开发和利用3.
26、为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()A.H2O的分解反应是放热反应B.氢能源已被普遍使用C.2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量D.氢气不易贮存和运输，无开发利用价值答案C解析2H2O=2H2O2是吸热反应，说明2 mol H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。4.下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是()A.直接利用太阳辐射能的基本方式有四种：光热转换、光电转换、光化学
27、能转换和光生物质能转换B.太阳能热水器是一种光热转换形式C.绿色植物进行的光合作用，是一种光生物质能转换，它的本质是光化学能转换D.将电能通过用电器进行照明的过程是一种光电能转换过程答案D解析光热转换、光电转换、光化学能转换和光生物质能转换是太阳能利用的基本方式，它们都是把光能转换成其他形式的能量的过程；D项是将电能转换成光能的过程。探究高考明确考向四川高考题调研1. 2013四川理综，11(5)节选焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25 、101 kPa时：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1197 kJmol1；H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol1；2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)H3545 kJmol1。则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是_。答案SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJmol1解析根据盖斯定律，得出SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H4只须按下式进行即可：H(H3H12H2)130 kJmol1，热化学方程式应为SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJmol1。22011四川理综，29(1)已知1 g FeS2完全燃烧