预测09 化学反应中的能量变化专题(解析版)--2021年高考化学三轮冲刺过关

预测09 化学反应中的能量变化专题

新课标明确了焓变与反应热的关系，运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算，此类试题是高考的必出题型。从近几年高考题来看，在基本理论的大题中，必有一小题考查焓变计算或通过热化学方程式书写的形式考查盖斯定律，重点考查学生灵活运用知识、接受新知识的能力。学习中应以“热化学方程式”为突破口，通过对热化学方程式的书写及正误判断充分理解其含义，同时触类旁通，不断掌握反应热的计算技巧，学会应用盖斯定律。

1．对吸、放热反应的理解

2．标准燃烧热

(1)概念：在101 kPa 时，1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热。标准燃烧热的单位一般用kJ·mol

－1

表示。

标准燃烧热的限定词有恒压(101 kPa 时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO 2(g)，H→H 2O(l)，S→SO 2(g)等。

(2)表示的意义：例如：C 的标准燃烧热为393.5 kJ·mol －

1，表示在101 kPa 时，1 mol C 完全燃烧生成CO 2气体时放出393．5 kJ 的热量。

(3)书写热化学方程式：标准燃烧热是以1 mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C 8H 18(l)＋

252

O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(l) ΔH ＝－5 518 kJ·mol －

1，即C 8H 18的标准燃烧热ΔH 为－5 518 kJ·mol －1

。

(4)标准燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q 放＝n (可燃物)×|ΔH |。式中：

Q 放为可燃物燃烧反应放出的热量；n 为可燃物的物质的量；ΔH 为可燃物的标准燃烧热。

3．中和热

(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol 液态H 2O 时的反应热。

(2)注意几个限定词：①稀溶液；②产物是1 mol 液态H 2O ；③用热化学方程式可表示为OH －

(aq)＋H ＋

(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57．3 kJ·mol －

1。

(3)中和热的测定

①测定原理：ΔH ＝－（m 酸＋m 碱）·c ·（t 终－t 始）n

c ＝4.18 J·g －

1·℃－

1＝4.18×10－

3 kJ·g －

1·℃－

1；n 为生成H 2O 的物质的量。 ②装置如图

4．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。

例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571．6 kJ·mol－1：表示在25 ℃、101 kPa条件下，2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol H2O(l)，放出571．6 kJ的热量。

(3)热化学方程式的书写

5．盖斯定律

(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。

(2)计算模式

(3)主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。

(4)注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径。

①当反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。

②热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时，ΔH都要带“＋”“－”号计算、比较，即把ΔH 看作一个整体进行分析判断。

③在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化

时，会吸热；反之会放热。

④当设计的反应逆向进行时，其ΔH与正反应的ΔH数值相等，符号相反。

“五步”解决有关盖斯定律的计算问题

可概括为：找目标―→看来源―→变方向―→调系数―→相叠加―→得答案。

1．(2020•浙江1月选考)下列说法不正确的是( )

A．天然气的主要成分甲烷是高效，较洁净的燃料

B．石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化

C．石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油

D．厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能

【答案】B

【解析】A项，天然气的主要成分为甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，是较清洁的燃料，故A正确；B项，煤的气化和液化均为化学变化，故B错误；C项，石油裂化使大分子转化为小分子，提高轻质燃料的产量，则石油裂化的主要目的是为了得到轻质油，故C正确；D项，厨余垃圾中蕴藏着以生物质为载体的能量，故D正确；故选B。

2．(2020•浙江1月选考)在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是( )

A．E a为逆反应活化能，E为正反应活化能

B．该反应为放热反应，ΔH＝E a’－E a

C．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量

D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移

【答案】D

【解析】A项，由图可知，E a为正反应活化能，E为逆反应活化能，故A错误；B项，由图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，反应热ΔH＝—(E a’－E a)，故B错误；C项，在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，称为活化

分子，则所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，故C错误；D项，该反应为放热反应，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡向吸热的逆反应方向移动，故D正确；故选D。

3．(2020•浙江7月选考)关于下列ΔH的判断正确的是( )

CO2−3(aq)＋H+(aq)===HCO−3(aq)ΔH1

CO2−3(aq)＋H2O(l)HCO−3(aq)＋OH−(aq)ΔH2

OH−(aq)＋H+(aq)===H2O(l)ΔH3

OH−(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COO−(aq)＋H2O(l)ΔH4

A．ΔH1＜0ΔH2＜0B．ΔH1＜ΔH2C．ΔH3＜0ΔH4＞0D．ΔH3＞ΔH4

【答案】B

【解析】碳酸氢根的电离属于吸热过程，则CO2−3(aq)+H+(aq)=HCO3-(aq)为放热反应，所以△H1<0；CO2−3(aq)+H2O(l)HCO3- (aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解离子方程式，CO2−3的水解反应为吸热反应，所以△H2>0；OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以△H3<0；醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以△H4<0；但由于醋酸是弱酸，电离过程中会吸收部分热量，所以

醋酸与强碱反应过程放出的热量小于强酸和强碱反应放出的热量，则△H4>△H3；综上所述，只有

△H1<△H2正确，故选B。

4．(2021•浙江1月选考)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：

共价键H- H H-O