专题二 第5讲 化学反应与能量

解析：根据反应热和键能的关系可得， ΔH＝945 kJ/mol ＋3× 436 kJ/mol－6×391 kJ/mol＝－93 kJ/mol。
答案：A
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[演练 2] ( )
(2013· 山东师大附中二模)下列说法不正确的是
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6．注意燃烧热和中和热
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三、常考题型要明了 考查热化学方程式的正误判断 考查利用键能计算ΔH 考查学生对反应热、盖斯定律等基本概 念的理解 典例 演练1 演练2
A．吸热反应在常温下也可能发生 B．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 C．化学能可转化为热能、光能、电能等 D．拆开旧化学键吸收的能量一定大于形成新化学键放出 的能量
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解析： A 项正确，如 NH4Cl 和 Ba(OH)2· 8H2O 在常温下 就可以发生反应。B 项正确，计算某些难以直接测量的反应焓 变，就是盖斯定律的重要应用。C 项正确，能量转化有多种形 式，H2 在 O2 中燃烧时发光发热，若利用该反应制成原电池， 也可实现化学能向电能的转化。D 项不正确，化学反应分为吸 热反应和放热反应，当拆开旧化学键吸收的能量大于形成新化 学键放出的能量时，该反应只是吸热反应。
A．N2(g)＋3H2(g) 高温、高压 2NH3(g) 催化剂 ΔH＝－93 kJ/mol 高温、高压 B．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 催化剂 ΔH＝＋1 471 kJ/mol
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高温、高压 C．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 催化剂 ΔH＝＋93 kJ/mol 高温、高压 D．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) 催化剂 ΔH＝－1 471 kJ/mol
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二、必备知识掌握牢 1．根据“两个”公式计算反应热 ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量) ΔH＝E(反应物的键能之和)－E(生成物的键能之和) 2．根据热化学方程式计算反应热 焓变与反应物的物质的量成正比。
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三、常考题型要明了 考查盖斯定律及热化学方程式的书写 考查反应热的计算 考查盖斯定律的应用 典例 演练1 演练2
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[典例] (2011· 全国新课标 )科学家利用太阳能分解水生成 的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇。已知 H2(g)、 CO(g)和 CH3OH(l)的燃烧热 ΔH 分别为－285.8 kJ· mol 1、－
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－
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[解析]
(1)氢气的燃烧热是－285.8 kJ· mol 1， 即每生成 1
mol 的水就放出 285.8 kJ 的能量， 反之分解 1 mol 的水就要消 耗 285.8 kJ 的能量，所以用太阳能分解 10 mol 水消耗的能量 是 2 858 kJ； (2)由 CO(g)和 CH3OH(l)燃烧热的化学方程式 1 ①CO(g)＋ O2(g)===CO2(g) 2 ΔH＝－283.0 kJ· mol 1；
－
2．注意反应热的测定条件 书写热化学方程式时应注明 ΔH 的测定条件(温度、 压强)， 但绝大多数的 ΔH 是在 25 ℃、101 kPa 下测定的，此时可不注 明温度和压强。
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3．注意热化学方程式中的化学计量数 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，并不表示物质的分子数或原子数，因此化学 计量数可以是整数，也可以是分数。 4．注意物质的聚集状态 反应物和生成物的聚集状态不同，反应热 ΔH 不同。因此， 必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意 义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学 方程式中不用“↑”和“↓”。
(5)(2011· 江苏高考)右图表示某吸热反应分别在有、无催 化剂的情况下反应过程中的能量变化 (×)
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二、必备知识掌握牢 书写热化学方程式时的“六个”注意。 1．注意 ΔH 的符号和单位 若为放热反应， ΔH 为“－”；若为吸热反应， ΔH 为 “＋”。ΔH 的单位为 kJ· mol 1。
[答案] (1)2 858
(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－443.5 kJ· mol－1
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[探规寻律]
利用盖斯定律计算反应热、书写热化学方程式的三步曲
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A．仅有②
C．仅有②③④
[解析]
B．仅有②④
D．全都符合要求
甲烷的燃烧为放热反应，ΔH<0，①错误；1 mol
甲烷完全燃烧生成液态水时，放出 890.3 kJ 的热量，③中生 成的水为气态，②正确，③错误；2 mol H2 完全燃烧生成液态 水时放出的热量为 285.8 kJ×2＝571.6 kJ，④正确。
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[演练 1]
(2012· 重庆高考)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，
有关化学反应的能量变化如图所示。 已知断裂 1 mol 化学键所 需的能量(kJ)：N≡N 为 942、O＝O 为 500、N—N 为 154， 则断裂 1 mol N—H 键所需的能量(kJ)是 ( )
②2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)
25 ℃、101 kPa 下，Na2O2(s)＋2Na(s)===2Na2O(s)的 ΔH＝－ 317 kJ· mol－1 (√ )
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(2)(2012· 安徽高考)氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。 已知 25℃时： ①HF(aq)＋OH－(aq)===F－(aq)＋H2O(l) － 67.7 kJ/mol ② H ＋ (aq) ＋ OH － (aq)= = = H2O(l) ΔH＝
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3．根据盖斯定律计算反应热 若一个热化学方程式可由另外几个热化学方程式相加减 而得到，则该反应的焓变可通过这几个化学反应焓变的加减 而得到。
表示方法：
，ΔH＝ΔH1＋ΔH2
4．根据比热公式计算反应热 Q Q＝cmΔT，ΔH＝ n
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－
3 ②CH3OH(l)＋ O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) 2 ΔH＝－726.5 kJ· mol－1；可知②—①得到
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CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－443.5 kJ· mol－1
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基本理论
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[主干知识· 数码记忆]
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反应热
热化学方程式的书写与判断
一、小试能力知多少(判断正误)
－
283.0 kJ· mol－1 和－726.5 kJ· mol－1。请回答下列问题： (1)用太阳能分解 10 mol 水消耗的能量是________kJ； (2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程 式为__________________。
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[典例]
实验测得，101 kPa 时，1 mol H2 完全燃烧生成液态 )
水， 放出 285.8 kJ 的热量； 1 mol CH4 完全燃烧生成液态水和 CO2， 放出 890.3 kJ 的热量。 下列热化学方程式的书写正确的是 ( ①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝＋890.3 kJ/mol ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ/mol ③CH4(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ/mol ④2H2(g)＋2O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol
ΔH ＝－
57.3 kJ/mol 则氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为： HF(aq) F (aq)＋H (aq)
－ ＋
ΔH＝＋10.4 kJ/mol
(×)
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(3)(2011· 浙江高考)已知：①Fe2O3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋ 3CO(g) ΔH===489.0 kJ· mol－1， ΔH＝－283.0 kJ· mol 1，
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(4)(2012· 上 海 高 考 ) 工 业 生 产 水 煤 气 的 反 应 ： C(s) ＋ H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.4 kJ/mol 反应中生成 1 (×)
体积 CO(g)吸收 131.4 kJ 热量
答案：D
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反应热的有关计算
一、小试能力知多少(判断正误)
1 (1)(2011· 北 京 高 考 )25 ℃ 、 101 kPa 下 ： ①2Na(s) ＋ 2 O2(g)===Na2O(s) ΔH1＝－414 kJ· mol－1 ΔH2＝－511 kJ· mol－1，则
－
1 ②CO(g)＋ O2(g)===CO2(g) 2 ③C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ· mol－1。
则4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) ΔH＝＋1 641.0 kJ· mol－1。 (× )
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[答案]B
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[探规寻律] “四看”法判断热化学方程式的正误
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[演练 1]
已知断开或形成 1 mol 化学键吸收或放出的能
量称为化学键的键能，如 H—H 键的键能为 436 kJ/mol，N≡ N 键的键能为 945 kJ/mol，N—H 键的键能为 391 kJ/mol。则 下列有关工业合成氨反应的热化学方程式正确的是
储氢 (1)(2012· 安徽高考)NaHCO3＋H2 HCOONa＋H2O 反 释氢 应中，储氢、释氢过程均无能量变化 (×)
(2)(2011· 浙江高考)化学反应有新物质生成，并遵循质量守 恒定律和能量守恒定律 (√ )
(3)(2012· 福建高考)2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)和 4SO2(g)＋ 2O2(g)===4SO3(g)的 ΔH 相等
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5．注意 ΔH 的数值与符号 热化学方程式中的 ΔH 的值应是表示反应已完成的热量变 化。由于 ΔH 与反应完成的物质的量有关，所以热化学方程式 中化学式前面的化学计量数必须与 ΔH 相对应，如果化学计量 数加倍，则 ΔH 也要加倍。 逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等， 但符号相反。