高考 5专题五化学反应与能量新 附答案解析Word下载.docx
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旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任一个过程都不是化学变化。
2．物质中共价键个数的计算
计算物质中共价键的个数时要结合物质的结构，如1mol晶体硅中含2molSi—Si键，1molSiO2中含4molSi—O键，1molP4中含有__6__molP—P键，1molP4O10（即五氧化二磷）中含有__12__molP—O键、__4__molP===O键，等等。
3．吸热反应和放热反应的判断方法
（1）根据反应类型判断：
通常情况下燃烧反应、中和反应、金属和酸反应制取氢气的反应为放热反应；
电解质的电离、盐类水解、大多数的分解反应等为吸热反应。
若正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应。
（3）根据实验现象判断：
使反应体系温度升高的反应为放热反应。
反之为吸热反应。
（3）由物质的聚集状态判断：
同种物质的聚集状态不同，其本身具有的能量也不相同。
一般情况下，气态物质所具有的能量大于液态，液态具有的能量大于固态；
物质处于稳定状态的能量小于不稳定状态的能量。
如：
硫蒸气在氧气中完全燃烧放出的能量大于等量的固态硫完全燃烧放出的能量。
石墨比金刚石稳定，所以由石墨转化为金刚石的反应为吸热反应。
（4）由盖斯定律判断：
如一个反应可分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同，通过化学反应的能量变化值来进行计算，若ΔH>
0，则反应为__吸热__反应，反之则为放热反应。
（5）用仪器来测量：
量热计。
【注意】 不能通过看一个反应是否需要加热来判断其是吸热反应还是放热反应，因为需要加热的反应不一定都是吸热反应，如物质的燃烧一般需要加热来引发反应的进行，但属于放热反应，只有那些需要持续加热的反应才是吸热反应，而那些只是通过加热来引起反应，反应开始后则无需加热的反应，则属于放热反应。
所以注意两点；
若一个反应需要持续加热才能进行，一旦停止加热，反应也停止，这样的反应肯定是吸热反应；
若一个反应虽然需要进行加热来引起反应，但只要反应开始后，不需要加热就可以继续反应，则这样的反应属于放热反应。
二、典题导法
例1.H2与ICl的反应分①、②两步进行,其能量曲线如下图所示,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的速率小,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=-218kJ·
mol-1
探究二 热化学方程式的书写及正误判断
1．“五步”书写热化学方程式
—写出配平的化学方程式
↓
—用__s、l、g、aq__标明物质的聚集状态
—标明反应的温度和压强（101kPa、25℃时可不标注）
—在方程式后写出ΔH，并根据信息注明ΔH的“__＋__”或“__－__”
—根据化学计量数计算写出ΔH的值
2．五个角度判断热化学方程式的正误
—放热反应ΔH一定为“－”，吸热反应ΔH一定为“＋”
—单位一定为“kJ·
mol－1”，易错写成“kJ”或漏写
—物质的状态必须正确，特别是溶液中的反应易写错
—反应热的数值必须与方程式中的化学计量数相对应，即ΔH与化学计量数成正比。
当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号__相反__
—如燃烧热、中和热的热化学方程式
2、下列热化学方程式书写正确的
A．甲烷的燃烧热为−890kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式为：
CH4（g）+2O2（g）
CO2（g）+2H2O（g）△H=−890kJ/mol
B．在一定条件下将1molSO2和0.5molO2置于密闭容器中充分反应，放出热量79.2kJ，则反应的热化学方程式为：
2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g）
△H=−158.4kJ·
mol−1
C．中和反应热为57.3kJ·
mol−1NaOH（s）＋
H2SO4（aq）
Na2SO4（aq）＋H2O（l）
△H=−57
.3kJ·
D．2.00gC2H2气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体放出99.6
kJ的热量，该反应的热化学方程式为：
2C2H2（g）＋5O2（g）
4CO2（g）＋2H2O（l）
△H=−2589.6kJ·
【方法小结】 反应热、中和热和燃烧热对比
将反应热、中和热以及燃烧热进行对比，有利于加深对概念的正确理解。
反应热
中和热
燃烧热
含义
化学反应过程中放出或吸收的热量
在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应而生成1molH2O（l）时所放出的热量
在25℃、101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
反应
特点
任何反应
中和反应
燃烧反应
物质
状态
物质的状态要确定
稀溶液
生成物在常温下为稳定态
方程
式配
平标
准
任意物质的量
以生成1molH2O（l）为标准
以燃烧1mol可燃物为标准
ΔH
符号
负值或正值
负值
说明
不能根据反应条件来判断是放热反应还是吸热反应
不包括溶解热或其他物质的生成热
注意对稳定氧化物的理解，不仅包括具体物质还包括聚集状态
探究三 反应热的计算方法指导
典题导法
例3已知：
（1）已知：
2C（s）＋O2（g）=2CO（g）ΔH1＝－221kJ·
molˉ1
4Al（g）＋3O2（g）=2Al2O3（s）ΔH2＝－3351kJ·
2Al（g）＋N2（g）=2AlN（s）ΔH3＝－318kJ·
碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是___________________；
【方法小结】 方程式加合法计算反应热
根据可直接测定反应热的化学反应间接计算难以直接测定的化学反应的反应热，需要应用盖斯定律来分析问题。
解题时，常用已知反应热的热化学方程式相互加合（加、减等数学计算），得到未知反应热的热化学方程式，则相应的反应热做相同的加合即为所求的反应热。
例4①CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890.5kJ·
mol－1
②2C2H6（g）＋7O2（g）＝4CO2（g）＋6H2O（l）ΔH＝－3199.6kJ·
③C2H4（g）＋3O2（g）＝2CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－1411kJ·
④2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－2599.2kJ·
⑤C3H8（g）＋5O2（g）＝3CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝－2219.9kJ·
现有2mol由上述五种物质中的两种组成的气体混合物，经充分燃烧后放出2970.8kJ热量，则下列哪些组合是可能的
A．CH4和C2H2B．C2H4和C3H8C．C2H6和C3H8D．C2H4和C2H2
【方法小结】 平均值法
平均值法特别适用于缺少数据而不能直接求解的计算。
当两种或两种以上物质混合时，不论以任何比例混合，总存在一个平均值，解题时只要抓住平均值，就能避繁就简，迅速解题。
平均值法有：
平均相对分子质量法、平均分子式法、平均体积法、平均原子法和平均反应热法等。
平均反应热法是利用两种混合物中每摩尔物质在反应中的反应热的平均值推断混合物组成的解题方法，常用于有两种物质的反应热的计算。
例5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）△H1
②CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）△H3
回答下列问题：
化学键
H﹣H
C﹣O
C≡O
H﹣O
C﹣H
E/（kJ•mol﹣1）
436
343
1076
465
413
由此计算△H1＝ kJ•mol﹣1；
已知△H2＝﹣58kJ•mol﹣1，则△H3＝ kJ•mol﹣1。
【方法小结】键能计算反应热
（1）计算公式△H=反应物的总键能一生成物的总键能。
（2）计算关键
利用键能计算反应热的关键,就是要算清物质中化学键的数目,清楚中学常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。
（化学键）
CO2
（C=O）
CH4
（C-H）
P4
（P-P）
SiO2
（Si-O）
石墨
（C-C）
金刚石
S8
（S-S）
Si
（Si-Si）
每个微粒
所含键数
6
1.5
8
真题赏析 【p26】
【2019江苏】氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。
下列有关说法正确的是（）
A．一定温度下，反应2H2（g）+O2（g）
2H2O（g）能自发进行，该反应的ΔH<
B．氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e−
4OH−
C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2LH2，转移电子的数目为6.02×
1023
D．反应2H2（g）+O2（g）
2H2O（g）的ΔH可通过下式估算：
ΔH=反应中形成新共价键的键能之和−反应中断裂旧共价键的键能之和
考点限时训练 【p113】
A卷
1．下列说法或表示法正确的是（）
A．化学反应必须发生有效碰撞，但有效碰撞不一定发生化学反应
B．由C（s,石墨）=C（s,金刚石）；
ΔH=+1.19kJ·
mol—1可知，金刚石比石墨稳定
C．在稀溶液中：
H+（aq）+OH－（aq）=H2O（l）；
ΔH=－57.3kJ·
mol—1，若将0.5mol/L的H2SO4溶液与1mol/L的NaOH溶液等体积混合，放出的热量等于57.3kJ
D．乙醇的燃烧热ΔH=-1366.8kJ·
mol—1，则在25℃、101kPa时，1kg乙醇充分燃烧后放出2.971×
104kJ热量
2．H2O2（l）在有MnO2的条件下和无MnO2的条件下分解的能量变化如下图所示。
下列说法正确的是（ ）
A.有MnO2条件下的反应曲线是a曲线
B.该反应能量变化类型与CaCO3的分解反应相同
C.加催化剂后,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.b曲线的热化学方程式为H2O2（l）
H2O（l）+O2（g）ΔH=（E1-E2）kJ·
3．炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。
活化氧可以把SO2快速氧化为SO3．下列说法错误的是（ ）
A．每活化一个氧分子吸收0.29eV的能量
B．水可使氧分子活化反应的活化能降低0.18eV
C．氧分子的活化是O﹣O键的断裂与C﹣O键的生成过程
D．炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂
4．中国化学家研究的一种新型复合光催化剂[碳纳米点（CQDs）/氮化碳（C3N4）纳米复合物]可以利用太阳光实现高效分解水，其原理如图所示。
下列说法正确的是
A．C3N4中C的化合价为−4
B．反应的两个阶段均为吸热过程
C．阶段Ⅱ中，H2O2既是氧化剂，又是还原剂
D．通过该反应，实现了化学能向太阳能的转化
5．根据能量变化示意图，下列说法正确的是（）
A．状态1是液态，则状态3一定是气态
B．状态3是液态，则状态4一定是气态
C．A（状态2）+B（g）═C（状态3）+D（g）△H＝（d﹣a）kJ•mol﹣1
D．断裂1molC（状态3）和1molD（g）中的化学键需要吸收的能量为（e﹣d）kJ
6．已知：
氧化锂（Li2O）晶体形成过程中的能量变化如图所示
A．△H1＜0，△H2＞0
B．﹣△H5+△H1+△H1+△H3+△H4+△H6＝0
C．△H3＜0，△H4＜0
D．△H1+△H2+△H3+△H4＝△H5+△H6
7．根据下图所示的过程中的能量变化情况，判断下列说法正确的是（
）
A.N2（g）转化为氮原子是一个放热过程
B.1molN2和1molO2的总能量比2molNO的总能量高
C.
1个NO（g）分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ能量
D.
2NO（g）=N2（g）+O2（g）的反应热ΔH=-180kJ·
8．最近几年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。
其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：
2NO（g）＋2CO（g）
2CO2（g）＋N2（g），在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如下图所示，据此判断：
图甲
①该反应的ΔH 0（选填“>
”、“<
”）。
②当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。
若催化剂的表面积S1>
S2，在图甲中画出c（CO2）在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
③研究表明在紫外线照射下，由于TiO2的催化作用，空气中的某些物质会产生OH自由基，如图乙所示，OH与NO2反应为NO2＋OH===HNO3，写出NO与OH反应的化学方程式__________________________________________。
图乙
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
CH4（g）＋2NO2（g）===N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－867kJ·
2NO2（g）⇌N2O4（g） ΔH＝－56.9kJ·
mol－1；
H2O（g）===H2O（l） ΔH＝－44.0kJ·
写出CH4催化还原N2O4（g）生成N2（g）、CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式___________________________________________________________。
B卷
9．N4分子结构为正四面体（如图所示）。
己知：
断裂N4（g）中1molN-N键吸收193kJ能量，形成N2（g）中1molN≡N放出941kJ能量。
A.形成1molN4（g）中的化学键放出193kJ的能量
B.N4（g）比N2（g）更稳定
C.lmolN2（g）完全转化为N4（g），体系的能量增加362kJ
D.N4（g）=2N2（g）△H=724kJ·
10．煤的液化可以合成甲醇。
下列有关说法正确的是
①“气化”:
C（s）+2H2O（g）
CO2（g）+2H2（g） ΔH1=+90.1kJ·
②催化液化Ⅰ:
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g） ΔH2=-49.0kJ·
③催化液化Ⅱ:
CO2（g）+2H2（g）
CH3OH（g）+1/2O2（g）ΔH3=akJ·
A．催化液化Ⅰ中使用催化剂,反应的活化能Ea、ΔH2都减小
B．反应C（s）+H2O（g）+H2（g）
CH3OH（g） ΔH=+41.1kJ·
C．ΔH2>
ΔH3
D．如图为甲醇燃料电池的工作原理示意图,负极的电极反应为CH3OH-6e-+6OH-
CO2↑+5H2O
11．下列有关热化学方程式的评价合理的是（ ）
选项
实验事实
热化学方程式
评价
A
若H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·
mol－1，将稀硫酸和NaOH溶液混合
H2SO4（aq）＋2NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）
ΔH＝－57.3kJ·
正确
B
醋酸和稀NaOH溶液混合
CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）===
CH3COONa（aq）＋H2O（l）
不正确，因为醋酸的状态为“l”，而不是“aq”
C
160gSO3气体与足量液体水反应生成H2SO4放出热量260.6kJ
SO3（g）＋H2O（l）===H2SO4（aq）
ΔH＝－130.3kJ·
不正确:
因为反应热ΔH＝－260.6kJ·
D
1molC8H18（l）在O2（g）中燃烧，生成CO2（g）和H2O（l），放出534kJ的热量
2C8H18（l）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l）
ΔH＝－1068kJ·
12．下列图示与对应的叙述相符的是（）
A．图甲表示常温下稀释pH均为11的MOH溶液和NOH溶液时pH的变化，由图可知溶液的碱性：
MOH＞NOH
B．图乙表示常温下0.1000mol·
L－1醋酸溶液滴定20.00mL0.1000mol·
L－1NaOH溶液的滴定曲线
C．图丙表示反应CH4（g）＋H2O（g）
CO（g）＋3H2（g）的能量变化，使用催化剂可改变Eb﹣Ea的值
D．图丁表示反应2CO（g）＋2NO（g）
N2（g）＋2CO2（g），在其他条件不变时，改变起始CO的物质的量，平衡时N2的体积分数变化，由图可知NO的转化率c＞b＞a
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