2020届高考化学复习 专题五 化学反应与能量

[考纲要求] 1.了解化学反应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(ΔH)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。

7.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。

8.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

9.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

考点一化学能与热能1．从两种角度理解化学反应热2.“五步”法书写热化学方程式提醒对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。

如：①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1③S(单斜，s)===S(正交，s)ΔH3＝－0.33 kJ·mol－13．燃烧热和中和热应用中的注意事项(1)均为放热反应，ΔH<0，单位为kJ·mol－1。

(2)燃烧热概念理解的三要点：①外界条件是25 ℃、101 kPa；②反应的可燃物是1 mol；③生成物是稳定的氧化物(包括状态)，如碳元素生成的是CO2，而不是CO，氢元素生成的是液态水，而不是水蒸气。

(3)中和热概念理解三要点：①反应物的酸、碱是强酸、强碱；②溶液是稀溶液，不存在稀释过程的热效应；③生成产物水是1 mol。

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)如图表示燃料燃烧反应的能量变化(×)(2016·江苏，10A) (2)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。

该反应中化学能全部转化为热能(×)(2015·江苏，4D) (3)催化剂能改变反应的焓变(×)(2012·江苏，4B) (4)催化剂能降低反应的活化能(√)(2012·江苏，4C)(5)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(×)(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应生成NH3(g)，2NH3(g)ΔH＝－38.6 放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)催化剂500 ℃、30 MPakJ·mol－1(×)2．(2019·海南，5)根据下图中的能量关系，可求得C—H的键能为()A．414 kJ·mol－1B．377 kJ·mol－1C．235 kJ·mol－1D．197 kJ·mol－1答案A解析C(s)===C(g)ΔH1＝717 kJ·mol－12H2(g)===4H(g)ΔH2＝864 kJ·mol－1C(s)＋2H2(g)===CH4(g)ΔH3＝－75 kJ·mol－1根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能－75 kJ·mol－1＝717 kJ·mol－1＋864 kJ·mol－1－4 E(C—H)，解得E(C—H)＝414 kJ·mol－1。

3．(2016·海南，6)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热ΔH为()A．3.8×104 kJ·mol－1B．－3.8×104 kJ·mol－1C．3.4×104 kJ·mol－1D．－3.4×104 kJ·mol－1答案D4．[2015·海南，16(3)]由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，其ΔH＝________kJ·mol－1。

答案－1395．[2019·全国卷Ⅰ，28(3)]我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。

可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。

该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式____________________。

答案小于 2.02COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)解析观察始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态物质相对能量低于始态物质相对能量，说明该反应是放热反应，ΔH小于0。

过渡态物质相对能量与始态物质相对能量相差越大，活化能越大，由题图知，最大活化能E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，该步起始物质为COOH*＋H*＋H2O*，产物为COOH*＋2H*＋OH*。

6．(1)[2015·浙江理综，28(1)]乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：催化剂＋H2(g)已知：化学键C—H C—C C==C H—H键能/kJ·mol－1412348612436计算上述反应的ΔH＝________ kJ·mol－1。

答案＋124解析设“”部分的化学键键能为a kJ·mol－1，则ΔH＝(a＋348＋412×5) kJ·mol－1－(a＋612＋412×3＋436) kJ·mol－1＝＋124 kJ·mol－1。

(2)[2015·全国卷Ⅰ，28(3)]已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－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。

答案299解析形成1 mol H2(g)和1 mol I2(g)共放出436 kJ＋151 kJ＝587 kJ能量，设断裂2 mol HI(g)中化学键吸收2a kJ能量，则有2a－587＝11，得a＝299。

[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1＋151 kJ·mol－1＝598 kJ·mol－1，则E(H—I)＝299 kJ·mol－1。

]利用键能计算反应热，要熟记公式：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，其关键是弄清物质中化学键的数目。

在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。

原子晶体：1 mol 金刚石中含2 mol C—C 键，1 mol 硅中含2 mol Si—Si 键，1 mol SiO 2晶体中含4 mol Si—O 键；分子晶体：1 mol P 4中含有6 mol P—P 键，1 mol P 4O 10(即五氧化二磷)中含有12 mol P—O 键、4 mol P==O 键，1 mol C 2H 6中含有6 mol C—H 键和 1 mol C—C 键。

7．(1)[2017·天津，7(3)]0.1 mol Cl 2与焦炭、TiO 2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO 2·x H 2O 的液态化合物，放热4.28 kJ ，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。

(2)[2015·天津理综，7(4)]随原子序数递增，八种短周期元素(用字母x 等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。

根据判断出的元素回答问题：已知1 mol e 的单质在足量d 2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式：___________________________________________________________。

(3)[2014·天津理综，7(4)]晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。

由粗硅制纯硅过程如下：Si(粗)――→Cl 2460 ℃SiCl 4――→蒸馏SiCl 4(纯)――→H 21 100 ℃Si(硅) 写出SiCl 4的电子式：________________；在上述由SiCl 4制纯硅的反应中，测得每生成1.12 kg 纯硅需吸收a kJ 热量，写出该反应的热化学方程式：_________________________。

(4)[2015·安徽理综，27(4)]NaBH 4(s)与水(l)反应生成NaBO 2(s)和氢气(g)，在25 ℃、101 kPa 下，已知每消耗3.8 g NaBH 4(s)放热21.6 kJ ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案 (1)2Cl 2(g)＋TiO 2(s)＋2C(s)===TiCl 4(l)＋2CO(g) ΔH ＝－85.6 kJ·mol －1 (2)2Na(s)＋O 2(g)===Na 2O 2(s)ΔH ＝－511 kJ·mol －1(3)SiCl 4(g)＋2H 2(g)=====1 100 ℃Si(s)＋4HCl(g)ΔH ＝＋0.025a kJ·mol －1(4)NaBH 4(s)＋2H 2O(l)===NaBO 2(s)＋4H 2(g) ΔH ＝－216 kJ·mol －1热化学方程式书写易出现的错误(1)未标明反应物或生成物的状态而造成错误。

(2)反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出“＋”号，放热反应未标出“－”号，从而导致错误。

(3)漏写ΔH 的单位，或者将ΔH 的单位写为kJ ，从而造成错误。