(新人教版)高考化学一轮复习第六章第1讲化学能与热能教案

第1讲化学能与热能【2020·备考】最新考纲：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，能正确书写热化学方程式。

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。

5.了解焓变与反应热的含义。

6.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。

核心素养：1.变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析热化学反应方程式，运用热化学反应原理解决实际问题。

2.科学精神与社会责任：确认能源对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。

考点一焓变与反应热（频数：★★☆难度：★☆☆）名师课堂导语“反应热”已成为近几年课标卷的必考内容，本考点主要是对反应热与焓变的概念辨析，以及从化学键的角度分析能量产生的原因，应特别关注通过化学键计算反应热。

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）焓（H）用于描述物质所具有能量的物理量。

（2）焓变（ΔH）ΔH＝H（生成物）－H（反应物）。

单位kJ·mol－1。

（3）反应热指当化学反应在一定温度下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。

（4）焓变与反应热的关系对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：ΔH＝Q p。

1.焓是与内能有关的相对比较抽象的一种物理量，焓变的值只与始末状态有关而与过程无关，物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。

2.反应热是指发生了化学反应之后，使反应产物的温度回到反应前始态的温度，放出或吸收的热量，它既与始末状态有关，还与过程有关，但我们研究的多为恒压条件下进行的理想反应，此时反应热与焓变相同。

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。

（2）从反应热的量化参数——键能的角度分析1.注意过程（包括物理过程、化学过程）与化学反应的区别，有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热但不属于放热反应。

2.化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。

如吸热反应NH4Cl与Ba（OH）2·8H2O在常温常压下即可进行。

3.对于一些常见易混的吸热反应和放热反应要记一下，如C与CO2及C与水蒸气的反应皆为吸热反应。

[速查速测]1.（易混点排查）正确的打“√”，错误的打“×”（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）水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热（×）（4）同温同压下，反应H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH不同（×）（5）可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关（√）2.（动手能力培养）[根据RJ选修4·P3图1“化学反应体系中反应物、产物的能量和活化能的关系改编”。

]已知反应A＋B―→C（ΔH<0）分两步进行：①A＋B―→X（ΔH>0），②X―→C（ΔH<0）。

试在下列坐标图中画出总反应过程中能量变化示意图。

解析由A＋B―→XΔH>0可知，X的能量比A和B的能量和大。

由X―→CΔH<0可知，C的能量比X 的能量低。

答案3.（拓展探究）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。

[A组基础知识巩固]1.（2018·南京市、盐城市一模）H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是（）A.反应①、反应②均为放热反应B.反应①、反应②均为氧化还原反应C.反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218 kJ·mol－1解析根据图像可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物，则反应①、②均为放热反应，A正确；反应①、②中都存在元素化合价变化，所以反应①、②都是氧化还原反应，B正确；反应①比反应②的速率慢，说明反应①中正反应的活化能较大，反应②中正反应的活化能较小，C错误；反应①、反应②总的能量变化为218 kJ，根据盖斯定律可知，反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218 kJ·mol－1，D正确。

答案 C2.（2019·山西大学附中模拟）根据键能数据估算CH4（g）＋4F2（g）===CF4（g）＋4HF（g）的反应热ΔH 为（）化学键C—H C—F H—F F—F键能/（kJ·mol－1）414 489 565 155A.－485 kJ·mol－1B.＋485 kJ·mol－1C.＋1 940 kJ·mol－1D.－1 940 kJ·mol－1解析ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝414 kJ·mol－1×4＋155 kJ·mol－1×4－489 kJ·mol－1×4－565 kJ·mol－1×4＝－1 940 kJ·mol－1。

答案 D3.（2019·模拟卷节选）（1）CH3—CH3（g）→CH2===CH2（g）＋H2（g）ΔH，有关化学键的键能如下表：化学键C—H C===C C—C H—H键能/kJ·mol－1414 615 347 435则该反应的反应热为。

（2）氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：①2NO2（g）＋NaCl（s）NaNO3（s）＋ClNO（g）ΔH1②4NO2（g）＋2NaCl（s）2NaNO3（s）＋2NO（g）＋Cl2（g）ΔH2③2NO（g）＋Cl2（g）2ClNO（g）ΔH3则ΔH3＝（用ΔH1和ΔH2表示）。

已知几种化学键的键能数据如表所示（亚硝酰氯的结构为Cl—N===O）：化学键N≡O Cl—Cl Cl—N N===O键能/（kJ·mol－1）630 243 a607则反应2NO（g）＋Cl2（g）2ClNO（g）的ΔH和a的关系为ΔH＝kJ·mol－1。

解析（1）1 mol CH3—CH3（g）中含有1 mol C—C键、6 mol C—H键，1 mol CH2===CH2（g）中含有1 mol C===C键、4 mol C—H键，故CH3—CH3（g）―→CH2===CH2（g）＋H2（g）ΔH＝E（C—C）＋6E（C—H）－E（C===C）－4E（C—H）－E（H—H）＝（347＋6×414－615－4×414－435）kJ·mol－1＝＋125 kJ·mol －1。

（2）由①×2－②可得③，则ΔH3＝2ΔH1－ΔH2。

根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，知ΔH＝2×630 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×（a kJ·mol－1＋607 kJ·mol－1）＝（289－2a）kJ·mol－1。

答案（1）＋125 kJ·mol－1（2）2ΔH1－ΔH2（289－2a）【反思归纳】1.正确理解活化能与反应热的关系（1）催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。

（2）在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋ΔH。

2.熟悉掌握常见物质中的化学键数目物质CO2（C===O）CH4（C—H）P4（P—P）SiO2（Si—O）石墨金刚石S8（S—S）Si键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2[B组考试能力过关]4.（2017·浙江卷，9）下列物质放入水中，会显著放热的是（）A.食盐B.蔗糖C.酒精D.生石灰解析生石灰CaO溶于水，生成Ca（OH）2并会放出大量的热。

答案 D5.（2018·北京理综，7）我国科研人员提出了由CO 2和CH 4转化为高附加值产品CH 3COOH 的催化反应历程。

该历程示意图如图。

下列说法不正确的是（ ）A.生成CH 3COOH 总反应的原子利用率为100%B.CH 4―→CH 3COOH 过程中，有C —H 键发生断裂C.①→②放出能量并形成了C —C 键D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率解析 由CO 2和CH 4制备CH 3COOH 的化学方程式为CO 2＋CH 4――→催化剂CH 3COOH ，反应中没有副产物生成，所以总反应的原子利用率为100%，A 项正确；CH 4分子中含有4个C —H 键，而CH 3COOH 分子中含有3个C —H 键，显然CH 4―→CH 3COOH 过程中必有C —H 键发生断裂，B 项正确；观察反应的示意图可知，①→②过程中放出能量，且在此过程中形成了新化学键，即乙酸分子中的C —C 键，C 项正确；催化剂只能改变化学反应速率，而不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D 项错误。

答案 D考点二 热化学方程式 （频数：★★☆ 难度：★★☆）名师课堂导语 热化学方程式是高考热点，每年都涉及到，但一般不单独命题，而是作为非选择题的某个设问，常与速率、平衡题相结合，在复习时应掌握好书写原则，应特别关注通过盖斯定律书写热化学方程式。

1.概念表示参加反应物质的量和反应热关系的化学方程式。

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）ΔH＝－571.6 kJ·mol－1表示：25 ℃、101 kPa条件下，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.热化学方程式书写注意事项（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：ΔH应包括“＋”或“－”、数值和单位（kJ·mol－1）。

（4）注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。