2019届高考化学二轮复习专题5化学反应与能量变化学案.docx

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1、15 化学反应与化学能量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及了解吸热反应、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，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。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（ H）与反应热的含义。能源问题已成为全球性的热点问题，这几年高考中该类试题的数目呈上升趋势，考查的内容不断拓展，难度有所提高，过去以考查热化学方程式的书写、燃烧热、中和热等概念及热量计算为主，近两年对化学键与能量的关系、盖斯定律进行了不同程度的考查。反应热是近几年高考的重点考查

2、内容之一，考查的内容主要有：热化学方程式的书写及正误判断；比较反应热的大小；有关反应热的简单计算(应用盖斯定律计算反应热)；化学键键能与反应热、反应热与能源的综合考查。客观题(1)结合图像考查对反应热、吸热反应、放热反应的理解。(2)考查热化学方程式的正误判断以及 H 的计算及比较。主观题+根据盖斯定律书写热化学方程式、计算反应热等。一、反应中能量的变化1基本概念：（1）反应热：在化学反应过程中放出或吸收的热量。反应热用符号“ H”表示。单位“kJ/mol” 。（2）吸热反应和放热反应：在化学反应过程中，通常用 E 反 表示反应物所具有的总能量，E 生 表示生成物所具有的总能量。若 E 反 E

3、 生 ，为放热反应；当 H 为“”或 H0。2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。2（2）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；物质处与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。（3）由盖斯定律判断：如一个

4、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 H0，则反应为吸热反应，反之则为放热反应。二、热化学方程式的书写热化学方程式书写或者判断的注意事项（1）注意 H 的符号和单位： H 的单位为 kJ/mol。（2） H 与测定的条件有关，书写时应注明条件。若条件为 25，103kPa，则可不注明。（3）注意物质的聚集状态：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“”或“”符号。（4）热化学方程式中的计量数只表示物质的量，不表示分子个数，因此热化学方程式中的计量数可以是小数或分数。（5）注意

5、 H 的数值与符号：如果化学计量数加倍，则 H 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。（6）对于同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。三、燃烧热、中和热1燃烧热（1）定义：在 101kPa 时，1mol 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。（2）注意事项燃烧热是以 1mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的化学方程式时，一般以燃烧物前系数为 1 的标准来配平其余物质的化学计量数。燃烧产物必须是稳定的氧化物，例如 CCO 2，HH 2O(l)等。（3）化石燃料提供能量的弊端以及预防措施：弊端：化石燃料为

6、不可再生能源、燃烧产物中含有 SO2造成环境污染、CO 2引起温室效应。预防措施：开发新能源、对燃料进行脱硫或固硫处理。2中和热（1）定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成 1mol H2O，这时的反应热叫做中和热。（2）注意事项中和反应的实质是 H+和 OH反应生成 H2O。若反应过程中有其他物质生成（如生成沉淀或弱电解质） ，则其反应热不等于中和热。3另注：四、 盖斯定律 的应用1理论依 据：反应 热只与反 应始态(各 反应物)和 终态(各生成物)有关，而与具体反应的途径无关。2计算模式：3主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。4注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途

7、径。（1）当反应式乘以或除以某数时， H 也应乘以或除以某数。（2）热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时， H 都要带“” 、 “”号进行计算、比较，即把 H 看作一个整体进行分析判断。（3）在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。（4）当设计的反应逆向进行时，其 H 与正反应的 H 数值相等，符号相反。1通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH 3OCH3)。下列说法不正确的是（）C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H2(g) H1=a kJmol1CO(g)+H 2O(g)=CO2(g)+H2(g) H2=b kJmol1C

8、O 2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H3=c kJmol12CH 3OH(g)=CH3OCH3 (g) + H2O(g) H4= d kJmol1A反应、为反应提供原料气B反应也是 CO2资源化利用的方法之一C反应 CH3OH(g)=1/2CH3OCH3(g)+1/2H2O(l)的 H=d/2kJmol1D反应 2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的 H=(2b+2c+d)kJmol1燃烧热 中和热能量变化 放热反应相同点 H H0，单位：kJ/mol反应物的量 1mol（O 2的量不限） 可能是 1mol，也可能是 0.5mol生成物的量 不

9、限量 H2O 是 1mol不同点反应热的含义1mol 反应物完全燃烧时放出的热量；不同反应物，燃烧热不同生成 1mol H2O 时放出的热量，不同反应物的中和热大致相同，均为57.3kJ/mol4【解题思路】反应、的生成物 CO2和 H2是反应的反应物，A 正确；反应可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B 正确；4 个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，C 错误；把反应三个反应按(+)2+可得该反应及对应的焓变，D 正确。【答案】C2 （2018 北京卷）我国科研人员提出了由 CO2和 CH4转化为高附加值产品 CH3COOH 的催化反应历程，该历程示意图如下所示。下列说法不正确

10、的是（）A生成 CH3COOH 总反应的原子利用率为 100%BCH 4CH 3COOH 过程中，有 CH 键发生断裂C放出能量并形成了 CC 键D该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率【解题思路】本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响，解题的关键是准确分析示意图中的信息得到由是一个放热的过程。注意催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，催化剂不能改变 H、不能使化学平衡发生移动。A 项，根据图示 CH4与 CO2在催化剂存在时生成 CH3COOH，总反应为 CH4+CO2 CH3COOH，只有 CH3COOH一种生成物，原子利用率为 100%，A 项正

11、确；B 项，CH 4选择性活化变为过程中，有 1 个 C-H 键发生断裂，B 项正确；C 项，根据图示，的总能量高于的总能量，放出能量，对比和，形成 C-C 键，C 项正确；D 项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D 项错误；答案选 D。【答案】D3 （2018 海南卷）过氧化氢(H 2O2)是重要的化工产品，广泛应用于绿色化学合成医疗消毒等领域。回答下列问题：（1）已知：H 2(g) O2(g)=H2O(l) H286 kJmol 112H2(g)O 2(g)=H2O2(l) H188 kJmol 1过氧化氢分解反应 2H2O2(l)2H 2O(l)O

12、2(g)的 H_kJmol 1。不同温度下过氧化氢分解反应的平衡常数 K(313K)_K(298K) (填大于、小于或等于)。【解题思路】本题考查盖斯定律的应用，对于放热反应，升高温度，平衡向逆向移动，平衡常数减小。5（1）已知：H 2(g) O2(g)=H2O(l) H1286kJmol 1；H 2(g)O 2(g)=H2O2(l) 12 H2188 kJmol1，根据盖斯定律，2-2 得：2H 2O2(l)=2H2O(l)O 2(g)的 H2 H1-2 H2=-196kJmol1。该反应为放热反应，温度升高，化学平衡常数减小，所以 K(313K)0，则在任何= = = = =电 解 条件下

13、均能自发进行，故 B 说法正确；C因为 H2O(g)所具有能量较 H2O(l)高，则反应 H2(g) O2(g)12=H2O(g)放出的热量较少， H4 H3，故 C 说法错误；D由盖斯定律可得 H= H1+ H2+ H3=320kJmol 1 ，故 D 说法正确；答案选 C。12【答案】C2下列关于如图所示转化关系(X 代表卤素)的说法错误的是（）A H3” 、 “ 中放热，则 aMgBr2 MgCl2 MgF2C工业上可由电解 MgCl2溶液冶炼金属 Mg，该过程需吸收热量D金属镁和卤素单质(X 2)的反应能自发进行是因为 H 均小于零【解题思路】本题考查的是从反应物和生成物总能量之和的图

14、象中得到 Mg 与卤素单质反应为放热反应为突破口，再结合物质的总能量越低越稳定的知识解答。注意电解熔融的 MgCl2才能冶炼金属 Mg。A由图可知此温度下 MgBr2(s)与 Cl2(g)反应是放热反应，热化学方程式为：MgBr 2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+Br2(g) H=-117kJmol1，故 A 错误；B物质具有的能量越低越稳定，由图可知热稳定性：MgI 2” “=”或“0)。生成液态水比生成气态水释放出的热量多，故 Q50.5 kJmol1 ， Ea与 H 的比例不对。而能量关系图 D 是合理的。 （3）首先写出热化学方程式：CH 4(g)+2O2(g)=CO2(g)+

15、2H2O(l) H=890.3 kJ mol1 ；CO(g)+O 2(g)=CO2(g) H=283.0 kJ mol1 ；H 2(g)+O2(g)=H2O(l) H=285.8 kJ mol1 ；(+)2 得 CH4(g)+CO2(g) =2CO(g)+2H2(g) H=+247.3 kJmol1 ，故标准状况下生成 1 m3 CO 所需热量为 Q= 247.3 kJmol1 5.5210 3 kJ。【答案】 （1）41.2 （2）D（3）5.5210 3kJ5 （1）一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以 CaSO4的形成固定下来，从而减少 SO2的排放，但产生的 CO 又会与 CaSO4发生化学

16、反应，从而降低脱硫效率。相关的热化学方程式如下：CaSO 4(s)CO(g) CaO(s)SO 2(g)CO 2(g) H1210.5kJmol 1 CaSO4(s)CO(g) CaS(s)CO 2(g) H247.3kJmol 114 14请回答下列问题：反应 CaO(s)3CO(g)SO 2(g) CaS(s)3CO 2(g) H3_kJmol 1；平衡时增大压强，此反应_(填“正向” “逆向”或“不”)移动。（2）有机物加氢反应中镍是常用的催化剂，但 H2中一般含有微量 CO 会使催化剂镍中毒，在反应过程中消除 CO 的理想做法是投入少量 SO2，为弄清该方法对催化剂的影响，查得资料如下

17、：14则：不用通入 O2氧化的方法除去 CO 的原因是_。SO 2(g)2CO(g)= =S(s)2CO 2(g) H_。（3）汽车发动机工作时会引发 N2(g)O 2(g)=2NO(g) H180 kJmol 1，其能量变化示意图如下：则 NO 中氮氧键的键能为_kJmol 1。【解题思路】本题考查了化学反应热的计算，抓住看图写热化学方程式， H反应物的键能总和生成物的键能总和、盖斯定律来解答。(1)由盖斯定律可知，4得到反应 CaO(s)3CO(g)SO 2(g)=CaS(s)3CO 2(g) H3 H14 H2399.7kJmol 1；该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动

18、。综上所述，本题答案是：399.7，正向。 （2）Ni 能与 O2反应使其失去催化作用；所以不用通入 O2氧化的方法除去 CO 可以避免 Ni 失去催化作用；综上所述，本题答案是：避免 O2与 Ni 反应再使其失去催化作用。根据图可写热化学方程式：CO(g) 1O2(g)=CO2(g) H1283.0kJmol 1，根据图可写热化学方程式：S(s)O 2(g)=SO2(g) H2296.0kJmol 1 ，根据盖斯定律，2可得 SO2(g)2CO(g)=S(s)2CO 2(g) H270.0kJmol 1。综上所述，本题答案是：270.0kJmol 1。 （3）设 NO 中氮氧键的键能为 x， H反应物的键能总和生成物的键能总和(946498)kJmol 12 x180kJmol 1，解得 x632kJmol 1。综上所述，本题答案是：632。【答案】 （1）399.7 正向避免 O2与 Ni 反应再使其失去催化作用（2）270.0kJmol 1（3）632