版高考化学一轮复习第20讲化学能与热能练习新人教版1101183.docx
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版高考化学一轮复习第20讲化学能与热能练习新人教版1101183
第20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.了解焓变与反应热的含义。
4.了解热化学方程式的含义，能正确书写化学方程式。
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。
5.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。
考点一|焓变与反应热（基础送分型——自主学习）
授课提示：
对应学生用书第99页
[巩固教材知识]
1．化学反应中的能量转化形式：
热能、光能、电能等，通常主要表现为热能的变化。
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：
kJ·mol－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理解。
（2）从化学键变化的角度理解。
（3）记忆常见的吸热反应和放热反应
①吸热反应：
大多数分解反应、盐的水解反应、Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl反应、C与H2O（g）反应、C与CO2反应。
②放热反应：
大多数化合反应、中和反应、金属与酸的反应、所有的燃烧反应。
4．燃烧热
（1）概念：
25℃、101kPa时，1_mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的能量。
（2）意义：
C的燃烧热为393.5kJ·mol－1，表示在25℃、101kPa条件下，1_mol_C完全燃烧生成CO2气体时放出393.5_kJ热量。
（3）元素燃烧生成的稳定氧化物：
C―→CO2（g）、H―→H2O（l）、S―→SO2（g）。
5．中和热
（1）概念：
在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1_mol_H2O（l）时的反应热。
（2）表示方法：
强酸和强碱发生反应的中和热都约为57.3kJ/mol，用热化学方程式表示为H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ/mol。
（3）中和反应反应热的测定
①装置（请在横线上填写仪器名称）
②计算公式
ΔH＝－
kJ/mol，t1——起始温度，
t2——终止温度。
③注意事项
a．泡沫塑料板和碎泡沫塑料（或纸条）的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。
b．为保证酸完全中和，采取的措施是使碱稍过量。
6．能源
7．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
（1）物质发生化学变化都伴有能量的变化。
（ ）
（2）2molH的能量大于1molH2的能量。
（ ）
（3）Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热。
（ ）
（4）反应C（s）＋CO2（g）===2CO（g） ΔH>0，则反应物断裂化学键吸收的总能量低于产物形成化学键放出的总能量。
（ ）
（5）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。
（ ）
（6）化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能。
（ ）
（7）农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用。
（ ）
（8）低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气体的排放。
（ ）
（9）1gH2燃烧生成液态水放出142.9kJ热量，则H2的燃烧热ΔH＝－142.9kJ·mol－1。
（ ）
（10）利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学方法。
（ ）
答案：
（1）√
（2）√ （3）× （4）× （5）× （6）√ （7）√ （8）√ （9）× （10）√
[练透基础小题]
题点一 借助图像理解化学反应的焓变
1．（RJ选修4·P64题改编）根据下列图像的叙述不正确的是（ ）
A．图
（1）表示的热化学方程式为CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g） ΔH＝－41kJ·mol－1
B．图
（2）表示的热化学方程式为CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g） ΔH＝＋41kJ·mol－1
C．由图可知正逆反应的热效应的数值相同
D．两个图像表示的含义不同
答案：
B
2．（2017·河北冀州中学月考）反应A＋B―→C（ΔH<0）分两步进行：
①A＋B―→X（ΔH>0），②X―→C（ΔH<0）。
下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（ ）
解析：
①A＋B―→X（ΔH>0），X具有的总能量大于A和B具有的总能量，排除A、C选项；②X―→C（ΔH<0），X具有的总能量大于C具有的总能量，排除B选项，D正确。
答案：
D
3.
（2017·辽宁东北育才学校第一次阶段检测）某化学反应的能量变化如图所示。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．该反应的反应热ΔH＝E2－E1
B．a曲线的条件是加入催化剂
C．催化剂能降低反应的活化能
D．通过催化剂能改变反应的ΔH
解析：
该反应的ΔH＝E1－E2，故A错误；加入催化剂后使反应的活化能降低，b曲线的条件是加入催化剂，故B错误；催化剂能降低反应的活化能，故C正确；催化剂未改变反应物和生成物的能量，所以也未改变反应的焓变，故D错误。
答案：
C
[备考提醒] 正确理解活化能与反应热的关系
活化能与反应热关系示意图
1．E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，ΔH＝E1－E2；
2．催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
题点二 借助计算理解化学反应的焓变
4．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。
已知：
1molS（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ。
则S（s）＋3F2（g）===SF6（g）的反应热ΔH为________。
解析：
断裂1molS—S键吸收能量280kJ，断裂3molF—F键吸收能量3×160kJ，则吸收的总能量为Q吸＝280kJ＋3×160kJ＝760kJ，释放的总能量为Q放＝330kJ×6＝1980kJ，由反应方程式：
S（s）＋3F2（g）===SF6（g）可知，ΔH＝760kJ/mol－1980kJ/mol＝－1220kJ/mol。
答案：
－1220kJ/mol
[备考提醒]
1．ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
2．根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目，如H2O分子中含有2个（O—H）共价键，NH3分子中含有3个（N—H）共价键等。
要注意晶体结构中化学键的情况，常见的有1molP4含有6molP—P键，1mol晶体硅含有2molSi—Si键，1mol石墨晶体中含有1.5molC—C键，1mol金刚石含有2molC—C键，1molSiO2含有4molSi—O键等。
题点三 燃烧热和中和热
5．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
（1）S（s）＋
O2（g）===SO3（g）
ΔH＝－315kJ·mol－1（燃烧热）（ΔH的数值正确）。
（ ）
（2）NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）
ΔH＝－57.3kJ·mol－1（中和热）（ΔH的数值正确）。
（ ）
（3）已知CH3OH（l）的燃烧热为238.6kJ·mol－1，则CH3OH（l）＋
O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）
ΔH＝－238.6kJ·mol－1。
（ ）
（4）H2（g）的燃烧热是285.8kJ·mol－1，则2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋571.6kJ·mol－1。
（ ）
（5）已知HCl和NaOH反应的中和反应反应热
ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量。
（ ）
（6）已知稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热为－57.3kJ·mol－1。
（ ）
（7）氢气的燃烧热为285.5kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O（l）
2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋285.5kJ·mol－1。
（ ）
答案：
（1）×
（2）√ （3）× （4）× （5）× （6）× （7）×
考点二|热化学方程式（重点保分型——师生共研）
授课提示：
对应学生用书第101页
[核心知识大通关]
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。
如2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示在25℃、101kPa条件下，2molH2（g）和1molO2（g）完全反应生成2molH2O（l），放出571.6kJ的热量。
3．书写热化学方程式的“五步”
小题热身
正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
（1）2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）的焓变ΔH>0。
（ ）
（2）H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH1和2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH2中的ΔH1＝ΔH2。
（ ）
（3）H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH1和H2O（g）===H2（g）＋
O2（g） ΔH2中的ΔH1＝ΔH2。
（ ）
（4）已知相同条件下2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH1，反应2SO2（s）＋O2（g）2SO3（g） ΔH2，则ΔH1>ΔH2。
（ ）
（5）C（石墨，s）===C（金刚石，s） ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定。
（ ）
（6）已知：
500℃、30MPa下，N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ·mol－1；将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2kJ。
（ ）
答案：
（1）√
（2）× （3）× （4）× （5）√ （6）×
[考向精练提考能]
考向一 热化学方程式的正误判断
“六看法”判断热化学方程式的正误
1．看方程式是否配平。
2．看各物质的聚集状态是否正确。
3．看ΔH的“＋”“－”符号是否正确。
4．看反应热的单位是否为kJ·mol－1。
5．看ΔH的数值与化学计量数是否对应。
6．看化学原理是否正确，如燃烧热和中和热的热化学方程式是否符合燃烧热和中和热的概念。
1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。
（注：
焓变数据均正确）。
（1）CaCO3（s）===CaO＋CO2（g） ΔH＝＋177.7kJ。
（ ）
（2）C（s）＋H2O（s）===CO（g）＋H2（g）
ΔH＝－131.3kJ·mol－1。
（ ）
（3）C（s）＋
O2（g）===CO（g）
ΔH＝－110.5kJ·mol－1。
（ ）
（4）CO（g）＋
O2（g）===CO2（g）
ΔH＝－283kJ·mol－1。
（ ）
（5）2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）
ΔH＝－571.6kJ·mol－1。
（ ）
（6）500℃、30MPa下，将0.5molN2（g）和1.5molH2（g）置于密闭容器中充分反应生成NH3（g），放热19.3kJ，其热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－38.6kJ·mol－1。
（ ）
答案：
（1）×
（2）× （3）√ （4）√ （5）√ （6）×
2．（RJ必修2·P3811题改编）已知一定温度和压强下2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH1＝－akJ·mol－1，下列叙述不正确的是（ ）
A．2molH2（g）和1molO2（g）完全反应生成2molH2O（g）时放出akJ的热量
B．2molH2O（g）完全分解为2molH2（g）和1molO2（g）时吸收akJ的热量
C．2molH2（g）和1molO2（g）完全反应生成2molH2O（l）时放出的热量小于akJ
D．1molH2（g）和0.5molO2（g）完全反应生成1molH2O（g）时放出0.5akJ的热量
答案：
C
3．下列热化学方程式正确的是（ ）
A．表示硫的燃烧热的热化学方程式S（s）＋
O2（g）===SO3（g） ΔH＝－315kJ·mol－1
B．表示中和热的热化学方程式NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1
C．表示H2燃烧热的热化学方程式H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH＝－241.8kJ·mol－1
D．表示CO燃烧热的热化学方程式2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝－566kJ·mol－1
答案：
B
考向二 热化学方程式的书写
4．
（1）1molCO气体完全燃烧生成CO2气体，放出283kJ的热量，其热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）1gH2气体完全燃烧生成液态水放出143kJ热量，其热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）H2S的燃烧热ΔH＝－akJ·mol－1，写出H2S燃烧反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（4）SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。
已知室温下2gSiH4自燃放出热量为89.2kJ。
SiH4自燃的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（5）已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molNN键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（6）在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________________________________________。
答案：
（1）CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH＝－283kJ·mol－1
（2）H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH＝－286kJ·mol－1
（3）H2S（g）＋
O2（g）===SO2（g）＋H2O（l） ΔH＝－akJ·mol－1
（4）SiH4（g）＋2O2（g）===SiO2（s）＋2H2O（l） ΔH＝－1427.2kJ·mol－1
（5）N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92kJ·mol－1
（6）C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l） ΔH＝－2QkJ·mol－1
5．
（1）如图是298K、101kPa时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。
该反应的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示（假设该反应反应完全）
试写出N2（g）和H2（g）反应生成NH3（l）的热化学方程式：
______________________。
答案：
（1）N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g）ΔH＝－92kJ·mol－1
（2）N2（g）＋3H2（g）===2NH3（l） ΔH＝－2（b＋c－a）kJ·mol－1
考点三|盖斯定律的应用（重点保分型——师生共研）
授课提示：
对应学生用书第102页
[考向精练提考能]
考向一 计算焓变
叠加法求焓变
1．写：
写出目标方程式（题目中要求书写的热化学方程式），配平。
2．比：
将已知方程式和目标方程式比较，分析物质类别、位置（在反应物中还是在生成物中）的区别。
3．倒：
为了将已知方程式相加得到目标方程式，可将方程式颠倒过来，反应热的量不变，但符号要相反。
这样，可以避免减去运算中容易出现的错误。
4．乘：
为了将方程式相加得到目标方程式，可将方程式乘以某个数（可以是分数），反应热也要进行相应地运算。
5．加：
倒、乘两个方面做好了，只要将方程式相加即可得目标方程式，反应热也相加即可。
注意：
ΔH要带着“＋”“－”符号进行运算。
1．已知：
2Zn（s）＋O2（g）===2ZnO（s） ΔH＝－701.0kJ·mol－1；2Hg（l）＋O2（g）===2HgO（s） ΔH＝－181.6kJ·mol－1
则反应Zn（s）＋HgO（s）===ZnO（s）＋Hg（l）的ΔH为（ ）
A．＋519.4kJ·mol－1 B．＋259.7kJ·mol－1
C．－259.7kJ·mol－1D．－519.4kJ·mol－1
解析：
根据盖斯定律，（上式－下式）/2即得Zn（s）＋HgO（s）===ZnO（s）＋Hg（l）
ΔH＝
＝－259.7kJ·mol－1。
答案：
C
2．（2017·山东淄博三校联考）黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式：
S（s）＋2KNO3（s）＋3C（s）===K2S（s）＋N2（g）＋3CO2（g） ΔH＝xkJ·mol－1
已知：
①碳的燃烧热ΔH1＝akJ·mol－1
②S（s）＋2K（s）===K2S（s） ΔH2＝bkJ·mol－1
③2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s） ΔH3＝
ckJ·mol－1
则x为（ ）
A．3a＋b－c B．c－3a－b
C．a＋b－cD．c－a－b
解析：
本题已知的三个热化学方程式为
①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1＝akJ·mol－1
②S（s）＋2K（s）===K2S（s） ΔH2＝bkJ·mol－1
③2K（s）＋N2（g）＋3O2（g）===2KNO3（s）
ΔH3＝ckJ·mol－1
由盖斯定律可推出，3×①＋②－③可得热化学方程式S（s）＋2KNO3（s）＋3C（s）===K2S（s）＋N2（g）＋3CO2（g） ΔH＝xkJ·mol－1＝（3a＋b－c）kJ·mol－1，因此A项正确。
答案：
A
3．已知：
①Al2O3（s）＋3C（s）===2Al（s）＋3CO（g） ΔH1＝＋1344.1kJ·mol－1
②2AlCl3（g）===2Al（s）＋3Cl2（g） ΔH2＝＋1169.2kJ·mol－1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为_____________。
解析：
方程式②颠倒过来，反应热的数值不变，符号相反可得③2Al（s）＋3Cl2（g）===2AlCl3（g） ΔH3＝－ΔH2＝－1169.2kJ·mol－1。
根据盖斯定律由①＋③可得Al2O3（s）＋3C（s）＋3Cl2（g）===2AlCl3（g）＋3CO（g） ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝＋174.9kJ·mol－1即为Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式。
答案：
Al2O3（s）＋3C（s）＋3Cl2（g）===2AlCl3（g）＋3CO（g） ΔH＝＋174.9kJ·mol－1
4．LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：
①2Li（s）＋H2（g）===2LiH（s） ΔH＝－182
kJ·mol－1
②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－572
kJ·mol－1
③4Li（s）＋O2（g）===2Li2O（s） ΔH＝
－1196kJ·mol－1
试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式。
___________________________。
答案：
2LiH（s）＋O2（g）===Li2O（s）＋H2O（l） ΔH＝－702kJ·mol－1
考向二 比较焓变的大小
（1）比较ΔH的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，ΔH越小；对吸热反应，吸热越多，ΔH越大。
（2）利用盖斯定律比较焓变的方法
①同一反应，生成物状态不同时
如A（g）＋B（g）===C（g） ΔH1①
A（g）＋B（g）===C（l） ΔH2②
①－②得：
C（l）===C（g） ΔH＝ΔH1－ΔH2，由于液态转化为气态为吸热过程，故ΔH＝ΔH1－ΔH2>0，ΔH1>ΔH2。
②同一反应，反应物状态不同时
如S（g）＋O2（g）===SO2（g） ΔH1①
S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH2②
①－②得：
S（g）===S（s） ΔH＝ΔH1－ΔH2<0
故ΔH1<ΔH2
③不同同素异形体发生的反应
如C（s，石墨）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1①
C（s，金刚石）＋O2（g）===CO2（g） ΔH2②
①－②得C（s，石墨）===C（s，金刚石） ΔH＝ΔH1－ΔH2
由于石墨比金刚石稳定，故石墨转化为金刚石为吸热反应，而ΔH＝ΔH1－ΔH2>0，ΔH1>ΔH2。
④两个有联系的不同反应相比较时
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1①
C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH2②
①－②得CO（g）＋
O2（g）===CO2（g） ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，ΔH1<ΔH2。
5．下列各组热化学方程式的ΔH前者大于后者的是（ ）
①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1
C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH2
②S（s）＋O2（g）===SO2（g
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