届高考化学总复习第6章化学反应与能量变化第1讲化学能与热能配套练习新人教版.docx

届高考化学总复习第6章化学反应与能量变化第1讲化学能与热能配套练习新人教版.docx

《届高考化学总复习第6章化学反应与能量变化第1讲化学能与热能配套练习新人教版.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届高考化学总复习第6章化学反应与能量变化第1讲化学能与热能配套练习新人教版.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

届高考化学总复习第6章化学反应与能量变化第1讲化学能与热能配套练习新人教版

第1讲　化学能与热能

【2019·备考】

最新考纲：

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，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。

考点一　焓变与反应热

（频数：

★★☆　难度：

★☆☆）

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）焓（H）

用于描述物质所具有能量的物理量。

（2）焓变（ΔH）

ΔH＝H（生成物）－H（反应物）。

单位kJ·mol－1。

（3）反应热

指当化学反应在一定温度下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。

（4）焓变与反应热的关系

对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：

ΔH＝Qp。

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。

（2）从反应热的量化参数——键能的角度分析

①有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热但不属于放热反应。

②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）2·8H2O在常温常压下即可进行。

1．（RJ必修2·P374改编）下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（　　）

A．碳酸钙受热分解　　　　B．乙醇燃烧

C．铝粉与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水

答案　A

2．根据RJ选修4·P3图1“化学反应体系中反应物、产物的能量和活化能的关系改变”。

已知反应A＋B―→C（ΔH<0）分两步进行：

①A＋B―→X（ΔH>0），②X―→C（ΔH<0）。

试在下列坐标图中画出总反应过程中能量变化示意图。

解析　由A＋B―→X　ΔH>0可知，X的能量比A和B的能量和大。

由X―→C　ΔH<0可知，C的能量比X的能量低。

答案　

3．（溯源题）（2015·北京理综，9）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：

判断下列说法是否正确

（1）CO和O生成CO2是吸热反应（　　）

（2）在该过程中，CO断键形成C和O（　　）

（3）CO和O生成了具有极性共价键的CO2（　　）

（4）状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程（　　）

答案　

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×

探源：

本考题源于RJ选修4P3“化学反应过程中的能量变化图示”，对反应过程中能量变化问题进行了多角度考查。

题组一　依据图像信息，理清活化能与焓变的关系

1．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是（　　）

A．反应过程可表示为

A＋BC―→[A…B…C]―→AB＋C

（反应物）　（过渡态）　　（生成物）

B．E1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能

C．正反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以正反应为放热反应

D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以逆反应为放热反应

解析　由图可知，正反应放热，ΔH为负值；逆反应吸热，ΔH为正值，D错误。

答案　D

2．H2与ICl的反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，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的速率慢，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

解析　根据图像可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物，则反应①、②均为放热反应，A正确；反应①、②中都存在元素化合价变化，所以反应①、②都是氧化还原反应，B正确；反应①比反应②的速率慢，说明反应①中正反应的活化能较大，反应②中正反应的活化能较小，C错误；反应①、反应②总的能量变化为218kJ，根据盖斯定律可知，反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218kJ·mol－1，D正确。

答案　C

【反思归纳】

正确理解活化能与反应热的关系

（1）催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。

（2）在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。

题组二　依据键能数据，灵活求算反应热

3．（2018·邯郸期末）已知

化学键

C—H

C—F

H—F

F—F

键能/（kJ·mol－1）

414

489

565

158

CH4（g）＋4F2（g）===CF4（g）＋4HF（g）　ΔH＝akJ·mol－1。

则a等于（　　）

A．－1928B．＋1928

C．＋1838D．－1838

解析　由表格数据及反应可知，ΔH＝414kJ·mol－1×4＋158kJ·mol－1×4－489kJ·mol－1×4－565kJ·mol－1×4＝akJ·mol－1，解得a＝－1928，故选A。

答案　A

4．

（1）H2S是煤化工原料气脱硫过程的重要中间体。

反应原理为：

i．COS（g）＋H2（g）

H2S（g）＋CO（g）

ΔH＝＋7kJ·mol－1；

ii.CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）

ΔH＝－42kJ·mol－1。

已知：

断裂1mol分子中的化学键所需吸收的能量如表所示。

分子

COS（g）

H2（g）

CO（g）

H2S（g）

H2O（g）

CO2（g）

能量/

（kJ·mol－1）

1319

442

x

678

930

1606

表中x＝________。

（2）氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：

①2NO2（g）＋NaCl（s）

NaNO3（s）＋ClNO（g）　ΔH1

②4NO2（g）＋2NaCl（s）

2NaNO3（s）＋2NO（g）＋Cl2（g）　ΔH2

③2NO（g）＋Cl2（g）

2ClNO（g）　ΔH3

则ΔH3＝________（用ΔH1和ΔH3表示）。

（3）已知几种化学键的键能数据如表所示（亚硝酰氯的结构为Cl—N===O）：

化学键

NO

Cl—Cl

Cl—N

N===O

键能/（kJ·mol－1）

630

243

a

607

则反应2NO（g）＋Cl2（g）

2ClNO（g）的ΔH和a的关系为ΔH＝________

kJ·mol－1。

解析　

（1）反应热＝反应物总键能－生成物总键能，对于反应i，ΔH＝（1319＋442－678－x）kJ·mol－1＝＋7kJ·mol－1，解得x＝1076[或利用反应ii进行计算，ΔH＝（x＋930－1606－442）kJ·mol－1＝－42kJ·mol－1，解得x＝1076]。

（2）由①×2－②可得③，则ΔH3＝2ΔH1－ΔH2。

（3）根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，知ΔH＝2×630kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×（akJ·mol－1＋607

kJ·mol－1）＝（289－2a）kJ·mol－1。

答案　

（1）1076　

（2）2ΔH1－ΔH2　（3）（289－2a）

【反思归纳】

1．正确运用反应热ΔH的基本计算公式

ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量

ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和

2．熟悉掌握常见物质中的化学键数目

物质

CO2

（C===O）

CH4

（C—H）

P4

（P—P）

SiO2

（Si—O）

石墨

金刚石

S8

（S—S）

Si

键数

2

4

6

4

1.5

2

8

2

考点二　热化学方程式

（频数：

★★☆　难度：

★★☆）

1．概念

表示参加反应物质的量和反应热关系的化学方程式。

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：

25℃、101kPa条件下，2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。

3．热化学方程式书写注意事项

（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℃、101kPa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“－”、数值和单位（kJ·mol－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。

ΔH与反应的“可逆性”

可逆反应的ΔH表示反应完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。

如N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·mol－1，表示25℃、101kPa条件下1molN2和3molH2完全反应生成2molNH3释放92.4kJ热量。

1．（RJ选修4·P64改编）关于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．（溯源题）

（1）[2016·天津理综，7（4）]

（1）硅和氯两元素的单质反应生成1molSi的最高价化合物，恢复至室温，放热687kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－69℃和58℃，写出该反应的热化学方程式________________________________

________________________________________________________________。

（2）[2017·课标全国卷Ⅰ，28

（2）]下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为__________________________________________________________________、

_______________________________________________________________，

制得等量H2所需能量较少的是________。

解析　

（2）系统Ⅰ制氢，反应③中有H2生成，要消掉HI，②中有HI还有SO2，要消掉SO2，要和①相加，将系统（Ⅰ）中三个反应相加得H2O（l）===H2（g）＋

O2（g），计算反应热ΔH＝327＋（－151）＋110＝286（kJ/mol）。

同理将系统（Ⅱ）中三个反应相加得H2S（g）===H2（g）＋S（s）　ΔH＝20kJ/mol，制得等量H2，系统Ⅱ所需能量较少。

答案　

（1）Si（s）＋2Cl2（g）===SiCl4（l）　ΔH＝－687kJ/mol

（2）H2O（l）===H2（g）＋

O2（g）　ΔH＝286kJ/mol

H2S（g）===H2（g）＋S（s）　ΔH＝20kJ/mol　系统（Ⅱ）

探源：

本高考题组源于教材RJ选修4P4“思考与交流”，对信息型热化学方程式的书写进行考查。

题组一　热化学方程式的理解与判断

1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH>0（　　）

（2）S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH＝－akJ·mol－1

表示1molS和氧气完全反应生成1molSO2气体，放出热量为akJ（　　）

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

（4）等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多（　　）

（5）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）×

2．下列热化学方程式正确的是（　　）

选项

已知条件

热化学方程式

A

H2的燃烧热为akJ·mol－1

H2＋Cl2

2HCl　ΔH＝－akJ·mol－1

B

1molSO2、0.5molO2完全反应后，放出热量98.3kJ

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＝－98.3kJ·mol－1

C

H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1

H2SO4（aq）＋Ba（OH）2（aq）===BaSO4（s）＋2H2O（l）　ΔH＝－114.6kJ·mol－1

D

31g白磷比31g红磷能量多bkJ

P4（白磷，s）===4P（红磷，s）　ΔH＝－4bkJ·mol－1

解析　选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应，A错；ΔH应为－196.6kJ·

mol－1，B错；选项C中由于生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6kJ，C错。

答案　D

【方法规律】

判断热化学方程式的“5审法”

题组二　热化学方程式的书写

角度1　依据反应事实书写热化学方程式

3．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

（1）在一定条件下，将1molN2和3molH2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出QkJ的热量，写出N2与H2反应的热化学方程式____________________________________________________。

（2）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_____________________________________________________。

（3）已知1mol单质Na在足量O2中燃烧，恢复至室温，放出255.5kJ热量，写出该反应的热化学方程式：

________________________________________

_______________________________________________________________。

（4）NaBH4（s）与H2O（l）反应生成NaBO2（s）和氢气，在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4（s）放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是____________________________________________________________。

答案　

（1）N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）

ΔH＝－4QkJ·mol－1

（2）C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）

ΔH＝－2QkJ·mol－1

（3）2Na（s）＋O2（g）===Na2O2（s）

ΔH＝－511kJ·mol－1

（4）NaBH4（s）＋2H2O（l）===NaBO2（s）＋4H2（g）

ΔH＝－216kJ·mol－1

【方法规律】

根据反应事实，书写热化学方程式的程序

角度2　依据相关信息书写热化学方程式

4．

（1）（2018·吉林六校联考）一定条件下，化学反应2H2＋O2===2H2O的能量变化如图所示，则反应生成液态水的热化学方程式可表示为__________________。

（2）用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。

传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。

其中，反应①为2HCl（g）＋CuO（s）

H2O（g）＋CuCl2（s）　ΔH1

反应②生成1molCl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为______________________________________________________________

（反应热用ΔH1和ΔH2表示）。

答案　

（1）2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）

ΔH＝2（a－b－c）kJ·mol－1

（2）2HCl（g）＋

O2（g）

H2O（g）＋Cl2（g）

ΔH＝ΔH1＋ΔH2

考点三　燃烧热　中和热　能源

（频数：

★★☆　难度：

★☆☆）

1．燃烧热

（1）概念

在25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

燃烧热的单位一般用kJ·mol－1表示。

燃烧热的限定词有常温（25℃）、恒压（101kPa时）、可燃物的物质的量（1mol）、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：

C→CO2（g），H→H2O（l），S→SO2（g）等。

（2）表示的意义：

例如C的燃烧热ΔH为－393.5kJ·mol－1，表示在25℃、101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

（3）书写热化学方程式：

燃烧热是以1mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。

例如：

C8H18（l）＋

O2（g）===8CO2（g）＋9H2O（l）

ΔH＝－5518kJ·mol－1，即C8H18的燃烧热ΔH为－5518kJ·mol－1。

（4）燃烧热的计算：

可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q放＝n（可燃物）×|ΔH|。

式中：

Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；ΔH为可燃物的燃烧热。

2．中和热

（1）概念：

在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热叫中和热。

（2）注意几个限定词：

①稀溶液；②产物是1mol液态H2O；③用离子方程式可表示为OH－（aq）＋H＋（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1

（3）中和热的测定

①装置。

（请在横线上填写仪器名称）

②计算公式：

ΔH＝－

kJ·mol－1

t1—起始温度，t2—混合溶液的最高温度。

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，采取的措施是碱稍过量。

中和热是强酸强碱的稀溶液生成1molH2O放出的热量为57.3kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1molH2O时放出的热量小于57.3kJ。

浓硫酸稀释时放热，生成1molH2O时放出的热量大于57.3kJ。

3．能源

1．教材基础知识判断

（1）化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能（　　）

（2）农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用（　　）

（3）随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一（　　）

（4）食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源（　　）

（5）粮食作物是制乙醇燃料的重要原料（　　）

（6）开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量（　　）

（7）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（　　）

答案　

（1）√　

（2）√　（3）√　（4）×　（5）√　（6）√　（7）√

2．（RJ选修4·P7表1－1改编）氢气的燃烧热为285.5kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为______________________________________________________

____________________________________________________________。

答案　2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋571.0kJ/mol

3．（溯源题）（2016·海南化学，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1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ，油酸甘油酯的燃烧热为__________________。

答案　3.4×104kJ·mol－1

探源：

本考题源于RJ选修4P7“燃烧热”，对有关燃烧热的概念和计算进行了考查。

题组一　能源的开发与利用

1．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。

下列说法正确的是（　　）

A．H2O的分解反应是放热反应

B．氢能源已被普遍使用

C．2mol液态H2O具有的总能量低于2molH2和1molO2的能量

D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值

解析　2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）是吸热反应，说明2mol液态H2O的能量低于

2molH2和1molO2的能量。

因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。

答案　C

2．（2018·台州期末）合理利用燃料，减小污染符合“绿色化学”理念，下列关于燃料的说法正确的是（　　）

A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料

B．通入大大过量的空气使燃料充分燃烧，从而达到充分利用热能的目的

C．燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用

D．硫的燃烧热为akJ·mol－1，硫燃烧热的热化学方程式：

S（s）＋

O2（g）===SO3（g）　ΔH＝－akJ·mol－1

解析　A项，“可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH4·nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，A错误；B项，氧气助燃，所以通入足量的空气能使燃料充分燃烧，但通入大大过量的空气会使热量被空气带走，不利于热量的充分利用，B错误；C项，物质的化学能可以转化为热能、光能、电能等能量形式，C正确；D项，根据燃烧热的定义，硫转化成气态的二氧化硫，D错误。

答案　C

题组二　燃烧热、中和热概念理解及计算

3．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”

（1）已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba（OH）2反应的反应热ΔH＝2×（－57.3）kJ·mol－1（　　）

（2）H2（g）的燃烧热是285.8kJ·m