化学反应与能量转化高考复习资料

化学反响与能量转化高考复习资料
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第1节化学反响的热效应
【考纲要求】 1.了解化学反响中能量转化的原因及常见的能量转化形式。

2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反响、放热反响、反响热等概念。

3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。

4.了解焓变与反响热的含义。

5.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反响焓变的简单计算。

6.了解能源是人类生存和社会开展的重要根底，了解化学在解决能源危机中的重要作用。

考点一焓变与反响热
1．化学反响中的能量变化
(1)化学反响中的两大变化：物质变化和能量变化。

(2)化学反响中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。

(3)化学反响中的能量转化形式：热能、光能、电能等。

通常主要表现为热量的变化。

2．焓变、反响热
(1)定义：在恒压条件下进行反响的热效应。

(2)符号：ΔH。

(3)单位：kJ/mol或kJ·mol－1。

3．吸热反响与放热反响 (1)从能量上下角度理解
(2)从化学键角度理解
记忆常见的放热反响和吸热反响
放热反响：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反响；③大多数化合反响；④金属跟酸的置换反响；⑤物质的缓慢氧化等。

8H2O与吸热反响：①大多数分解反响；②盐的水解和弱电解质的电离；③
Ba(OH)2·NH4Cl反响；④碳和水蒸气、C和CO2的反响等。

1．判断正误，正确的打“√〞，错误的打“×〞。

(1)放热反响不需要加热就能反响，吸热反响不加热就不能反响( ) (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)吸热反响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响热( ) (6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反响热( )
(7)同温同压下，反响H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH
不同( ) (8)可逆反响的ΔH表示完全反响时的热量变化，与反响是否可逆无关( ) 答案： (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√
2．反响A＋B―→C(ΔH0)，②X―→C(ΔH0( )
(3)C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定( ) (4)：500 ℃，30 MPa下，N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，将
1.5 mol H2和过量的N2在此条件下，充分反响，放出热量46.2 kJ( )
答案： (1)× (2)√ (3)√ (4)×
2．实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行以下反响：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－196.64 kJ·mol－1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为__________。

答案： 80%
题组一依据反响事实书写热化学方程式
1．(1)拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，那么N2与H2反响生成NH3的热化学方程式为
_____________________________________________________________________ ___。

(2)101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量，反响的热化学方程式：
_____________________________________________________________________ ___
_____________________________________________________________________ ___。

(3)0.3 mol乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，那么其热化学方程式为
_____________________________________________________________________ ___。

(4)化合物AX3和单质X2在一定条件下反响可生成化合物AX5。

答复以下问题： 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反响生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。

该反响的热化学方程式为
_____________________________________________________________________ ___
_____________________________________________________________________ ___。

答案： (1)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g) ΔH＝－92 kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
(3)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l) ΔH＝－2 165 kJ·mol－1
(4)AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH＝－123.8 kJ·mol－1 题组二依据能量图象书写热化学方程式
－2．ClO－一定条件下，在水溶液中1 mol Cl、x(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如下图。

(1)D是________(填离子符号)。

(2)B―→A＋C反响的热化学方程式为__________________(用离子符号表示)。

解析： (1)由图可知D中Cl元素化合价为＋7价，D为ClO－→A＋C，即ClO4。

(2)B―
－
－发生歧化反响生成Cl－和ClO－由得失电子守恒可得：3ClO－===ClO－反响热为：3，3＋2Cl。

－－ΔH＝E(ClO－mol－1＋0－3×60 kJ·mol－1＝－117 kJ·mol－1。

所3)＋2E(Cl)－3E(ClO)＝63 kJ·－
mol－1。

以热化学方程式为：3ClO－(aq)===ClO－3(aq)＋2Cl(aq) ΔH＝－117 kJ·
答案： (1)ClO－4
－
(2)3ClO－(aq)===ClO－mol－1 3(aq)＋2Cl(aq) ΔH＝－117 kJ·
3．化学反响N2＋3H22NH3的能量变化如下图(假设该反响反响完全)。

试写出N2(g)和H2(g)反响生成NH3(l)的热化学方程式。

答案： N2(g)＋3H2(g) ΔH＝－2(c＋b－a) kJ·mol－1 题组三判断热化学方程式的正误
4．判断以下热化学方程式书写是否正确，正确的打“√〞，错误的打“×〞(注：焓变数据均正确)
(1)CaCO3(s)===CaO＋CO2(g) ΔH＝177.7 kJ( ) (2)C(s)＋H2O(g)===CO(g)
＋H2(g) ΔH＝－131.3 kJ·mol－1( )
2NH3(l)
1
(3)C(s)＋2O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1( ) 1
(4)CO(g)＋2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1( ) (5)2H2(g)＋
O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1( )
(6)500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中
充分反响生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)500 ℃、30 MPa2NH3(g)
ΔH＝－38.6 kJ·mol－1( )
答案： (1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
判断热化学方程式正误的“五看〞
一看状态―→看各物质的聚集状态是否正确；二看符号―→看ΔH的“＋〞“－〞是否正确；三看单位―→看反响热的单位是否为kJ/mol；
四看数值―→看反响热数值与化学计量数是否相对应；
五看概念―→看燃烧热、中和热的热化学方程式。

考点三燃烧热、中和热及能源
1．燃烧热
(1)概念：25 ℃、101 kPa时，1_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的能量。

(2)单位：kJ·mol－1。

(3)意义：C的燃烧热为393.5 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa条件下，1_mol_C完全燃烧生成CO2气体时放出393.5_kJ热量。

(4)元素燃烧生成的稳定氧化物：
C―→CO2(g)、H―→H2O(l)、S―→SO2(g)。

2．中和热
(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反响生成1_mol_H2O时的反响热叫中和热。

(2)用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l) Δ·mol －1。

3．中和反响反响热的测定
(1)装置：(请在横线上填写仪器名称)
催化剂
c·?m酸＋m碱?·?t终－t始?
(2)计算公式：ΔH＝ n
t始——起始温度，t终——终止温度(反响过程最高温度)
(1)泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。

(2)为保证酸完全中和，采取的措施是使碱稍过量。

4．能源
1．判断正误，正确的打“√〞，错误的打“×〞。

(1)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能( ) (2)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用( ) (3)随着科技的开展，氢气将成为主要能源之一( ) (4)食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源( ) (5)粮食作物是制乙醇燃料的重要原料( )
(6)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PM 2.5
的含量( ) (7)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)√
2．以50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH反响为例，填写下表。

(填“偏小〞或“偏大〞)
引起误差的实验操作 t终－t始 |ΔH| 保温措施不好搅拌不充分所用酸、碱浓度过大用同浓度的氨水代替NaOH溶液用同浓度的醋酸代替盐酸 L－1 NaOH溶液用50 mL 0.50 mol·答案： (从左到右，从上到下)偏小偏小偏小偏小偏大偏大偏小偏小偏小偏小偏小偏小
题组一理解燃烧热和中和热
1．判断正误，正确的打“√〞，错误的打“×〞。

3
(1)S(s)＋2O2(g)===SO3(g) ΔH＝－315 kJ·mol－1(燃烧热) (ΔH的数值正确)( ) (2)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1(中和热) (ΔH的数值正确)( )
(3)H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，那么H2SO4和Ba(OH)2反响mol－1( ) 的反响热ΔH＝2×(－57.3)kJ·
1
(4)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋
2O2(g)===CO2(g)mol－1，那么CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol－1( ) ＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·
(5)H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol－1，那么2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH ＝＋571.6 kJ·mol
－1
( )
1
(6)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol，那么2C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH
－1
mol－1( ) ＝－1 400 kJ·
(7)101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH＝－221 kJ·mol－1，那么该反响的反响热为221 kJ·mol－1( ) (8)稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，那么稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反响生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量( )
(9)HCl和NaOH反响的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，那么98%的浓硫酸与稀氢氧化mol－1( ) 钠溶液反响生成1 mol水的中和热为－57.3 kJ·
(10)CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，那么2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反响的ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol－1( )
(11)氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol－1，那么电解水的热化学方程式为
2H2O(l)=====2H2(g)mol－1( ) ＋O2(g) ΔH＝＋285.5 kJ·
答案： (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)× (10)√(11)×
反响热答题标准指导
(1)描述反响热时，无论是用“反响热〞“焓变〞表示还是用ΔH表示，其后所跟数值都mol－或ΔH＝＋Q 需要带“＋〞“－〞符号。

如：某反响的反响热(或焓变)为ΔH＝－Q kJ·kJ·mol－1。

(2)由于中和反响和燃烧均是放热反响，表示中和热和燃烧热时可不带“－〞号。

如：某物质的燃烧热为
ΔH＝－Q kJ·mol－1或Q kJ·mol－1。

题组二中和热测定误差分析和数据处理
1
电解
2．某实验小组用0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液进行反响热的测定。

(1)写出该反响的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反响热为－57.3 kJ·mol－1]：
_____________________________________________________________________ ___
_____________________________________________________________________ ___。

(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。

①请填写下表中的空白：
温度次数 1 2 3 4 H2SO4 26.2 27.0 25.9 26.4 起始温度t1/℃ NaOH 26.0 27.4 25.9 26.2 平均值 26.1 27.2 25.9 26.3 终止温度t2/℃ 30.1 33.3 29.8 30.4 温度差平均值(t2－t1)/℃ L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL－1，②近似认为0.50 mol·中和后生成溶液的比热容c＝
4.18 J/(g·℃)。

那么生成1 mol H2O(l)时的反响热ΔH＝________(取小数点后一位)。

mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是(填字③上述实验数值结果与－57.3 kJ·母)________。

a．实验装置保温、隔热效果差 b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分屡次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
解析： (2)①第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值为
4.0 ℃。

80×1×××10－3
mol－1。

②ΔH＝－＝－53.5 kJ·
③放出的热量小可能是散热、屡次参加碱或起始温度读的较高等原因。

mol－1 答案： (1)H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·(2)①4.0 ②－53.5 kJ·mol－1 ③b
测定中和热的易错细节
(1)碎泡沫塑料(或纸条)及硬纸板(或泡沫塑料板)的作用是保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。

(2)为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量。

(3)实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快，热量损失大。

(4)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。

(5)取屡次实验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。

考点四盖斯定律的应用
1．ΔH的比拟
比拟ΔH的大小时需考虑正负号，对放热反响，放热越多，ΔH越小；对吸热反响，吸热越多，ΔH越大。

2．焓变关系
1
(1)aA――→B，A――→aB ΔH1
ΔH2
那么ΔH1＝aΔH2。

(2)A――→B，aB――→aA 那么ΔH2＝－aΔH1。

ΔH1
ΔH2
(3)
那么ΔH＝ΔH1＋ΔH2。

物质三态转化时的能量变化
mol－1。

判断以下变 Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g) ΔH ＝a kJ·化过程是否正确，正确的打“√〞，错误的打“×〞。

(1)3AlCl(g)＋3CO(g)===Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s) ΔH＝a kJ·mol－1( ) 11
(2)AlCl(g)＋CO(g)===3Al2O3(s)＋3AlCl3(g)＋C(s) ΔH＝－a kJ·mol－1( )
(3)2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s)===6AlCl(g)＋6CO(g) ΔH＝－2a kJ·mol－1( ) 答案： (1)× (2)× (3)×
题组一利用盖斯定律比拟反响热大小 1．试比拟以下各组ΔH的大小。

(1)同一反响，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1〞“0，故ΔH＝ΔH1－ΔH2>0，即ΔH1>ΔH2。

(2)①式－②式得：S(g)===S(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于S(g)===S(s)为放热过程，即ΔH (2)ΔH3 C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2
B．ΔH1ΔH3
△
CuSO4·5H2O溶于水的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)解析：根据题意知，
22
＋SO4－(aq)＋5H2O(l) ΔH1>0；CuSO4(s)溶于水的热化学方程式为
CuSO4(s)===Cu＋(aq)＋
－
SO24(aq)，ΔH20。

A项，根据上述分析知，ΔH2M(Cu＋)，故乙池溶液的总质量增加，正确；D项，阳离子交2
换膜只允许阳离子和水分子通过，电解过程中Zn＋通过阳离子交换膜移向正极，保持溶液
中电荷平衡，阴离子是不能通过交换膜的，错误。

答案： C。