2017版高考化学一轮复习 第六章 化学反应与能量 第19讲 化学能与热能讲义

2017版高考化学一轮复习第六章化学反应与能量第19讲化学能与热能讲义第19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。

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。

了解ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)表达式的含义。

6、理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。

考点一反应热与焓变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)符号：ΔH。

(3)单位：kJmol－1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：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。

吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。

1、判断正误，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)化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化。

()(4)吸热反应在任何条件下都不能发生。

()(5)C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定。

()(6)NH4NO3固体溶于水时吸热，属于吸热反应。

( )(7)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。

()(8)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。

()答案：(1) (2)√(3) (4) (5)√(6) (7) (8)√2、需加热才能进行的反应一定是吸热反应吗？不需加热就能进行的反应一定是放热反应吗？答案：都不一定。

碳与氧气反应需要加热，但该反应是放热反应；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应不需要加热就能进行，但该反应是吸热反应。

(1)某些物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，如物质的三态变化、物质溶解(不与水发生反应)等过程主要是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。

(2)焓变与反应条件、是否是可逆反应，是否使用催化剂无关。

(3)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)28H2O在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下才能进行。

考向1 化学反应与能量变化的图像(xx高考北京卷)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。

反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()A、CO和O生成CO2是吸热反应B、在该过程中，CO断键形成C和OC、CO和O形成了具有极性共价键的CO2D、状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程[解析]A、状态Ⅰ总能量为反应物总能量，状态Ⅲ总能量为生成物总能量，由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应为放热反应。

B、从状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的图示可以看出，反应中CO并未断裂成C和O，C、O原子间一直有化学键。

C、由图示可以看出，CO和O生成了CO2，CO2分子中C与O 形成极性共价键。

D、状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程。

[答案] C1、(xx高考上海卷)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。

下列说法正确的是( )A、加入催化剂，减小了反应的热效应B、加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率C、H2O2分解的热化学方程式：H2O2H2O ＋ O2 ΔH<OD、反应物的总能量高于生成物的总能量解析：选D。

催化剂对反应的热效应以及H2O2的平衡转化率没有影响，故A、B错误；由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，故选D。

2、(xx高考浙江卷节选)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。

采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。

但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。

相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝＋218、4 kJmol－1(反应Ⅰ)CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175、6 kJmol－1(反应Ⅱ)假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。

解析：选C。

由于在相同条件下反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率 (v2)，说明反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的小，又由于反应Ⅰ为吸热反应，产物的能量高于反应物，反应Ⅱ为放热反应，产物的能量低于反应物，所以C项符合题意。

正确理解活化能与反应热的关系(1)在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。

(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。

考向2 有关键能与反应热的计算(1)[xx全国卷Ⅰ，28(3)]已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJmol－1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________ kJ。

(2)[xx全国卷Ⅱ，27(1)]甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。

利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：化学键HOC===OHHE/(kJmol－1)4363431 076465413由此计算ΔH1＝________ kJmol－1，已知ΔH2＝－58 kJmol－1，则ΔH3＝________ kJmol－1。

[解析] (1)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x，则2x－436 kJ－151 kJ＝＋11 kJ，x＝299 kJ。

(2)反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值，则根据表中数据和反应的热化学方程式CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)可知反应热ΔH1＝1 076 kJ/mol＋2436 kJ/mol－3413 kJ/mol－343 kJ/mol －465 kJ/mol＝－99 kJmol－1。

根据质量守恒定律可知②H)(PO)石墨金刚石S8(SHCH键能/kJmol－1412348612436计算上述反应的ΔH＝________kJmol－1。

解析：制备苯乙烯需断开2 mol CH键，同时在COSiHHSiSiSi键。

所以，ΔH＝4360 kJmol－1＋2436 kJmol－1－2176 kJmol－1－4431 kJmol－1＝＋236 kJmol－1。

答案：＋236考点二热化学方程式的书写与判断1、概念表示参加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) ΔH＝－571、6 kJmol－1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：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJmol－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。

(ΔH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ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。

1、正误诊断，正确的划“√”，错误的划“”(1)2NO2===O2＋2NO ΔH＝＋116、2 kJ/mol，是热化学方程式。

()(2)500 ℃、30 MPa下，将0、5 mol N2和1、5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19、3 kJ，其热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH ＝－38、6 kJmol－1。

()(3)已知H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－a kJ/mol，则2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH＝＋2a kJ/mol。

()(4)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的正逆两向的焓变相同。

()答案：(1) (2) (3)√(4)2、(1)1 mol CO气体完全燃烧生成CO2气体，放出283 kJ的热量，其热化学方程式为_________________________________________________________ _______________。

(2)1 g H2气体完全燃烧生成液态水放出143 kJ热量，其热化学方程式为_________________________________________________________ _______________。

(3)已知H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285、8 kJ/mol，则①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)的ΔH＝________，②H2O(l)===H2(g)＋O2(g)的ΔH＝________。

答案：(1)CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ/mol(2)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ/mol(3)①－571、6 kJ/mol ②＋285、8 kJ/molΔH与反应的“可逆性”可逆反应的ΔH表示反应完全时的热量变化，与反应是否可逆无关，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92、4 kJmol－1，表示在298 K时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92、4 kJ的热量。