2023版高三一轮总复习化学（苏教版）第四部分化学反应原理教案

化学反应原gl高考命题分析本阶段的化学反应原理的内容较多，难度较大，命题点多。主要包括化学反应与能量、化学反应速率与平衡和水溶液中的离子反应与平衡。主要命题的方向有反应热和盖斯定律的有关计算，化学平衡常数的有关计算与应用，水溶液中的图像分析，新型化学电源的分析。本阶段涉及的试题题型有选择题也有非选择题，试题的难度大，区分度高，复习时要注意方法的总结和领悟。高考热点再现GAOKAOREDiAN ZAIXIAN热点反应热和盖斯定律的有关计算一 典例引领4 m E X z n m z n iT K H.【典 例 1】(2021-淄 博 模 拟)我 国 学 者 研 究 反 应 C6H6(g)+CH30H(g)=C7H8(g)+H2O(g)在固体酸催化剂HB表面进行的反应历程如图所示，其中吸附在HB表面的物种用*标注。下列说法正确的是()反应历程A.总反应的 AH=+61.4 kJ-moF1B.反应的AH大于反应的AHC.反应历程中能量变化最大的步骤为反应D.决速步骤的化学方程式为HB+CH3OH*=CH3B+H2O*D 根据图示，总反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，A/=-61.4 kJ-moF1,A 项错误；反应的 AH=-109.9 kJmo，反应的 A=-66.4 kJ m ori-25.5 kJ mol -9 1.9 kJ-moF1,反应的 小于反应的AH,B 项错误；根据图示，反应历程中反应中反应物和生成物能量相差最大，能量变化最大，C 项错误；决定反应速率的步骤为活化能最大的反应，即反应，化学方程式为HB+CH3OH*=CH3B+H2。*,D 项正确。【典例2】已知：3 co（g）+6H2（g）=CH30cH2cH3（g）+2H2O（g）H=a kJ mol-1CH30cH2cH3（g）+CO（g）=CH3COOCH2cH3（g）H i=b kJ moF1CH3COOCH2cH3（g）+2H2（g）.2cH 3cH 20H（g）A“3=c kJ moF1则 2 co（g）+4H2（g）=CH 3cH 20H（g）+H2O（g）H=kJmoF】（用含a、b、c 的式子表示）。解析 根据盖斯定律可知反应=鱼誓,则a+1+c=-2-V知能升华X ZT E H-mmnnoB.1.催化剂的催化原理能量图分析这两步反应可以看出，由于EalEa2,第 1 步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称 为“决速步骤”，第 1步反应越快，则整体反应速率就越快。因此对总反应来说，第 1步反应的活化能就是在催化条件下总反应的活化能。2.盖斯定律的应用实质泰c2 =A 1+AH2=A43+A“4 +A”5（2）应用盖斯定律进行简单计算的注意事项设计合理的反应过程。当反应方程式乘以或除以某数时，也应乘以或除以该数。反应方程式进行加减运算时，也要进行加减运算，且计算过程中要带，+，“一”。在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固f液一气变化时，会吸热；反之会放热。当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。V即学即练U I 1n l M I .L（2021济南模拟）环己烷96Hl2）有椅型、半椅型、船型、扭船型等多种结构，不同结构的势能不同，它们的相对势能如图所示。下列说法错误的是（）A.上述四种结构中，半椅型结构最稳定B.C6H12（椅型，1）=C 6H12（船型，I）A/=+28.9 kJ moF1C.相同条件下，椅型转化成扭船型的速率比逆向转化的慢D.加热有利于椅型转化成扭船型A 题给四种结构中，椅型结构的能量最低，因此椅型结构最稳定，A 项错误；根据图示可得C6H12（椅型，D=c6H12（船型，1）AH=+28.9 kJ moF1,B 项正确；根据图示，椅型转化为扭船型的活化能比逆向转化的活化能大，因此椅型转化为扭船型的速率比逆向转化的速率慢，C 项正确；椅型转化为扭船型为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，有利于椅型转化为扭船型，D 项正确。2.利用Ch制取甲醛的反应的热化学方程式为CO2（g）+2H2（g）=CH2O（g）34-H2O(g)AJF/i=-6kJ-moF1o已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)Hi相关化学键的键能数据如表所示。化学键O=OHHOH键能/(kJmori)498436464(l)CH2O(g)+O2(g)=CO2(g)+H2O(g)H=_下列表示制取甲醛反应的能量变化示意图正确的是 _(填字母)。解析(1)根 据 AH=反应物的总键能一生成物的总键能可知，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AW2=(2X436 kJ moF,+498 kJ-moF1)-(4X464 kJ moF1)=-486 kJ-mol-1,由盖斯定律知 H=H=_ 486 kJ.mol-1(6 kJ-mol-1)=-480kJ-moF1,制取甲醛反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量；物质越稳定，其能量越小，所以液态产物的能量小于气态产物的，则 a正确。答案(1)-480kJ-mori(2)a热点二化学平衡常数的有关计算V典例引领V4HFTEiTiwrairnnrFW.【典 例 3 (2021青岛模拟)用NH3可 以 消 除 N O 污染：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)A/0o(1)某条件下该反应速率 V Z=k I ,C4(NH3)-C6(NO),0 逆=上逆C(N 2)-C*(H 2 O),4该 反 应 的 平 衡 常 数 则a=_,b=_oR 逆一定温度下，在体积为1 L 的恒容密闭容器中加入4 mol NH3和6 mol NO发生上述反应，测得NH3和 N2的物质的量浓度随时间变化如图。a点的正反应速率 c点的逆反应速率(填“大于”“小于”或“等于”力测得平衡时体系压强为p o,则该反应温度下%=。(用含po的式子表示，只列式不用化简)解 析 (1)由 4NH3(g)+6NO(g)-5N2(g)+6H2O可知 K=C$(N2)C4(N H 3)-(N O)某条件下该反应的反应速率v正=4正 c4(NH3)p6(NO),v n=k迷 ca(N2pcz,(H2O),平衡时，v JL=V a,该反应的平衡常数K=,代入解得aku=5、fe=0o(2)由于a 点的反应物浓度大于c 点，a 点的正反应速率大于c 点的正反应速率，而c 点即将达到平衡状态，但此时o 正 。迷，故 a 点的正反应速率。点的逆反应速率。列三段式如下：4 N H3(g)+6 N O(g)-5 N2(g)+6 H：0(l)起始量/m o l 4 6 0变化量/m o l 2 3 2.5平衡量/m o l 2 3 2.5平衡时各物质的总物质的量是(2+3+2.5)mol=7.5 mol。故 K p=2.5、/例2)_ (封 )p4(NH3)p6(N O)=,2 2 3,(育。)X(旬。)62.5 1(亍刑 答案J (1)5 0 大于：:一(育。)4X(寿 0)6“知能升华皿 八 印 正 刈 闭 阳 口”.5“三段式”突破化学平衡的有关计算mA(g)+B(g)、pC(g)+qD(g)起始/mol变化/mol平衡/mola b 0 0mx nx px qxa-mx b nx px qx则有平衡常数K=平衡时A 的物质的量浓度:a-m x 一c 平(A)=-y-mol L om vm yA 的转化率:a(A)=X100%,A、B 的转化率之比为a(A)：a(B)=：nxbv即学即练.3.(2021枣庄模拟)在一定温度下，向2 L 恒容密闭容器中充入1 mol A,发生反应：2A(g)=B(g)+C(g)。反应过程中c(C)随时间变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是()A.反应在050 s 的平均反应速率o(C)=1.6X lo r molL1 s-1B.该温度下，反应的平衡常数K=0.025C.保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(B)=0.09 mol-L-1,则该反应的 AW0D.反应达平衡后，再向容器中充入1 mol A,该温度下再达到平衡时，A的转化率不变B 反应在050 s,C 的平均反应速率v(C)=，0 8 L=1.6X1036mol L-1 s-1,A 正确；A 的初始浓度C(A)=4T蛆=0.50 molL】，该温度下,/L反应达到平衡时，c(C)=0.10 mol*L-1,则 c(B)=0.10 mol L-1,c(A)=0.50 mol-L一一 s 0.10X0.10,-0.10 mol-L*X2=0.30 mol L 1,反 应 的 平 衡 常 数 猿=而 一 B错误；升高温度，平衡时c(B)=0.09mol Lr0.10mol11,则平衡逆向移动，该反应的(),C 正确；反应达平衡后，再向容器中充入1 mol A,相当于加压，平衡不发生移动，A 的转化率不变，D 正确。4.(2021山东名校联考)已知：CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)A H=+49 kJ m oFo为探究反应条件对反应平衡的影响，将 CH30H和H 2 O按物质的量之比为1：1 充入恒容密闭容器中进行实验，X、Y代表压强或温度。CH30H(g)的平衡转化率随X、Y的变化关系如图所示。CHQH(g)的平衡转化率/%(DX代表的物理量是 o(2)判断K 1 丫2(填“”或“丫 2。(3)假设起始时，CH30H和 H2O的物质的量均为Im o l,则列三段式有7CH3 0H(g)+H20(g)C02(g)+3H2(g)起始量/mol 1 1 0 0转化量/mol 0.6 0.6 0.6 1.8平衡量/mol 0.4 0.4 0.6 1.8113 9CH3OH、H2O、CO2、H2气体的物质的量分数分别为d、E、/、代入o o lo lo平衡常数表达式Kv=p(CO2)Xp3(H2)p(CH3OH)Xp(H2O)%X(版 答案 温度（2）该反应的正反应为气体分子数增大的反应，当温度一定时，压强增大,平衡逆向移动，甲醇的平衡转化率减小%X（%）3（3）热 点 三 水溶液中的图像分析V典例引领V4HFTEiTiw rairnnrFW.【典 例 41（2021烟台模拟）常温下，将等浓度的NaOH溶液分别滴加到HA、H B两种弱酸溶液中，溶液的pH 与粒子浓度比值的对数关系如图所示。下列说法不正确的是（）A.HA的电离常数K a=lX10-4B.c 点水的电离程度大于d 点C.b 点向c 点变化过程中c(B-)减 小 c(HB)c(OH)D.相同浓度的 NaA、NaB 混合溶液中：c(Na+)c(A-)c(B_)c(OH_)c(H十）8C 1g 7 7 T=0,即 c(A)=c(HA),/Ca=c(H+)=l X 10-4,A 正确；c 点溶液呈中性，HB的电离和B-的水解相互抵消，水的电离“不受影响”，d 点溶液呈酸性，H A 的电离程度大于A-的水解程度，水的电离受到抑制，B 正确；而 翡 皆 分 子、分母同时乘以宙)得出其值等于黑明温度不变，比值保持不变，C 错误；HB的电离常数为1X 10-5,即HA的酸性比HB强，则A-的水解能力比B-弱，NaA、NaB溶液均呈碱性，则相同浓度的NaA、NaB混合溶液中，离子浓度：c(Na+)c(A-)c(B-)c(O!T)c(H+),D 正确。V知能升华VccnziazrasnsramEa.对数图像中的离子浓度关系将溶液中某一微粒的浓度 如 c(A)或某些微粒浓度的比值缁取常用对数,即lg c(A)或 1g 黑，得到离子浓度对数图像。1-破解对数图像的数据运算法则：lgH=lga+lg、1g 号=lg。-lg、lg l=0。运算突破点：如 1g 示=0 的点有c(A)=c(B)；Ig c(D)=0 的点有c(D)=1 mol-L-,o2.破解对数图像的步骤识图像：观察横坐标、纵坐标的含义，看清每条曲线代表的离子种类以及曲线的变化趋势，计算电离常数时应利用两种离子浓度相等的点，如 1g 煞=0o(2)找联系：根据图像中的坐标含义和曲线的交点，分析所给电解质的电离平衡常数或pH与纵、横坐标之间的联系。(3)想原理：涉及电离平衡常数，写出平衡常数表达式，在识图像、想原理的基础上，将图像与原理结合起来思考。(4)用公式：运用对数计算公式分析。即学即练9pH5.常温下，二元弱酸H2Y溶液中滴加KOH溶液，所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示，下列说法错误的是()c(HY-)丁耳力或c(HY-)1g-HY2-)A.曲线M 表示pH与 1g 嘿 的 变 化 关 系B.Ka2(H2Y)=1 043C.a 点溶液中：c(H+)-c(OH_)=2c(Y2-)+c(HY_)-c(K+)D.交点 c 的溶液中：C(H 2 Y)=C(Y 2-)C(H Y-)C(H+)D Kal(H2Y)=J V、,随着 pH 增大，c(H+)减小，“H Y：增大,故c(HY-)c(HY-)曲线M表示pH与1g 的变化关系，A项正确；曲线N表示pH与1g 2-的变化关系，当 pH=3 时，c(H+)=10-3mol L-1,1gc(HY)c(Y2)_C(Y2-)73 C(HY-)-IO-1 3,/C a2(H2Y)=101 3X10-3=10-43,B 项正确；a 点溶液中存在电荷守恒：c(H+)4-c(K+)=2c(Y2-)+c(HY-)+c(OH),故 c(H+)-c(OH)=,，_+c(HY)c(HY)2c(Y2-)+c(HY-)-c(K+),C 项正确；交点c 的溶液中：1g 砧 百=3 而1.5,则 C(H 2 Y)=C(Y 2-)C(H Y-),D 项错误。6.(2021烟台模拟)室温下，向 Na2c03和 NaHCCh的混合溶液中逐滴加入BaCh溶液，溶液中一lg c(Ba2+)与 1gC(H C O 3)c(COf)的关系如图所示(已知：H2c03的Kal、扁2分别为 4.2X10-7、5.6X10-11；BaCCh的 Ksp为 5X1 0?。下列说法不正 确 的 是()1()一.c(H C O；)1 64两A.a 点对应溶液中水的电离程度大于bB.b 点对应溶液的 c(HCO；)=0.05 mol L-1C.a-b 的过程中，溶液中或 若 北1P一直减小D.a 点对应的溶液中一定存在：c(Na+)+2c(Ba2+)b,A 正确；b 点时，c(HCO；)=102c(COr),c(C O f)=+j=5 X 1 09i n-5 mol L_1=5X10-4 mol L-1,所以 c(HCOj)=102c(COf)=0.05 mol L-i,B 正确；a-b 的过程中，CO浓度减小，c(H+)增大，溶液中“无黑:,c(COrc(HCOj)c2(H+)Kal Ka2-c(H2co3)C(HCO)C(H+)-c(H+)Kal、Ka2不变，C(H+)增大，所以C(c o r)-C(H+)c(H2c03)直减小，C 正确；a 点溶液中C(HCO3)=C(COF),根据电荷守恒：c(Na+)4-2c(Ba2+)+c(H+)=2c(COr)+c(HCO3)+c(C r)+c(OH-),所以此时有：c(Na+)4-2c(Ba2+)+c(H+)=3c(HCO；)+c(Cr)+c(OH),又因为溶液显碱性，则 c(H+)3c(HCO)+c(C)，D 错误。热 点 四 新 型 化学电源的分析?典例引领【典例5 新型光能电池的原理是光照在表面涂有钉(Ru)基配合物的纳米层 TiCh上，这些涂层上的分子的电子受激发跃迁到激发态，失电子后，自身变为氧化态，而对电极(又称光阴极)起到催化还原丘、再生的作用。下列关于该11电池的叙述错误的是（）A.该电池在光照射下，将化学能转化为电能B.用该电池电解饱和食盐水，与对电极相连的一极生成氢气C.电池总反应：卜+2RU2+=2RU3+3D.电池工作时，电解质溶液中和 G 的浓度不会减小B 由图可知，该装置为原电池。在光照下，发生化学反应产生能量，最终转化为电能，A正确；由图可知，该装置工作时，对电极上n被还原为广，则对电极为正极，用该电池电解饱和食盐水时，与之相连的电极为阳极，阳极上不会产生氢气，B 错误；该电池负极反应式为Ru2+e-=R u3+,正极反应式为 n+2 e-=3，总反应为R#+和 I；发生氧化还原反应生成R 4+与，C 正确；电池工作时，电解质溶液中和口发生循环转化，浓度不会减小，D 正确。知能升华1.原电池的工作原理L 沿导线传递,有电流产生2.分析新型化学电源的一般思路分析电源装置确定电极:根据反应原理、电子流向、离子移向确定电极1分析电极反应原理:根据电极材料和电陵 山 一 解 质 溶 液 成 分，根据电池总反应等写出I或判断电极反应第三步一I分析题目要求和各项答案,选出正确答案12V即学即练7.Science报道了一篇电化学合成卤代煌的研究，该研究以石墨为电极材料，HFIP-Et4NBF4为电解质，利用廉价的1,2-二漠乙烷（Br）代替刖?BrBr实现了丙烯（八）的双漠化作用得到（ZCH Br）,其工作原理如图所示。H3 c CH2下列说法正确的是（）A.a为电源的正极B.电解时，Br-向X极方向迁移C.Y极的电极反应式为人+2e.+2B r-rHBIc/c3HaD.该原理可应用于高毒性难降解物质“六六六”Q）的去除Cl C1D A项，由 八/B r转化为C H 2=C H 2,可知 二 B r得电子，故X极Br Br为电解池的阴极，连接电源的负极，错误；B项，电解池中阴离子向阳极方向迁移，Y极为阳极，错误；C项，Y极的电极反应式应为八一2e-+2Br-BrCl ClJ,B r,错误；D项，H3C CH2Cl可 经 X 极脱去氯原子，形成双键,Cl C1脱 去 的 卤 原 子 以 形 式 存 在，与烯泾在Y极合成卤代泾，经过一段时间,Cl C1Q；尸C1中的C1可全部脱去，实现了“六六六”的去除，正确。1ClCl138.固体氧化物质子交换膜H2s燃料电池，以废气中的H 2s为燃料，实现了环境、能源和资源的综合效益。工作过程中H2s氧化分解为高纯度的单质硫(S2)和质子(H+),同时放出电子，质子通过电解质薄膜传递到正极，正极中的02获得电子变成。2-并与质子反应生成H2OO下列关于该电池的说法中不正确的是)废气出口密封材料、H!=i!E H!i!i!一！引！式奇,钳铅二 /废气出n-Q一 空 气 铝 网 L 销 网”一AM),管Li,SO4-A l,O A.电池的总反应式：2H2s+O2=S2+2H2OB.电极b为负极，电极反应式：2H2s4e-=S 2+4H+C.电极a为正极，电极反应式：。2+4广+2H 2O=4O H-D.每34 gH 2s参与反应，有2 moi H+进入正极区C A项，由题中信息可知，电池的总反应式为2H 2s+O 2=S2+2H 2O,正确；B项，电极b为负极，电极反应式为2 H 2 s-4 e-=S 2+4 H+,正确；C项，电极a为正极，电极反应式为02+4+4H+=2H 2O,错误；D项，34 gH2s的物质的量为1 m o l,根据电极反应式可知有2 moi H+进入正极区，与。2-结合生成水，正确。14第四部分化学反应原理1,_ yZHUANTILIU韶专题商化学反应与能量变化第26讲 化学反应的热效应(基础课)第复习目标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。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.了解焙变(A)与反应热的含义。了解活化能的概念。6.了解有关标准燃烧热、中和热的计算，了解中和反应化学热的测定。7.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焙变的计算。知 识 点 一 给变 热化学方程式凭厘知快 梳 理 显1.化学反应的实质与特征化学反应二反应物中化学键鲤和生成物中化学键形成些既有物质的 变 化,也 伴 随 着 邈 的 变 化；能量转化主要表现为蝇的变化2.反应热和焙变反应热：在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，吸收或释放的热称为化学反应的热效应，也称反应热。婚变：化学反应过程中吸收或释放的热即为反应的婚变，其符号为AH,15单位是 kJ/mol(或 kJ-moFo()恒压条件下，反应中的能量变化全部转化为热能时，始变(AH)等于反应热。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，如图所示。吸热反应丫热量;能珏,H A K活化能为EaiA K+B A B+K活化能为Ea2反应历程(1)加入催化剂K 后，、两步反应的活化能E al、Ea2均小于原反应的Ea,反应速率加快。E a l E a 2,故步反应为慢反应，决定整个反应的速率，步反应为快反应，总反应取决于步反应，总反应在催化剂条件下的活化能为E al。(3)总反应的活化能为Ea()(1)活化能又称能垒或能阈或能障。(2)活化能与温度无关，与使用的催化剂有关。17(3)催化剂不改变始变(AH)。训|练,整星_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _【题点日1.判一判(正确的打“。，错误的打“x”)。(1)需加热进行的反应均为吸热反应，其熔变A。()(2)任何化学反应都伴随着能量变化，有能量变化的过程均为化学变化。()(3)C(s,石墨)=C(s,金 刚 石)AH0,金刚石比石墨稳定。()(4)吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量。()(5)同温同压下，反 应 H2(g)+C12(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的不同。()(6)H2(g)+|o2(g)=H2O(l)AHi,H2(g)+1o2(g)=H2O(g)AH2,则 AHi=A42。()答案 义(2)X(3)X(4)V(5)X(6)X2.碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示：H2(g)+l2(?)=2HI(g)A/=-9.48 kJ moF1H2(g)+b(?)=i2HI(g)AW=+26.48 kJ moF1下列判断正确的是()A.中的12为固态，中的12为气态B.中的反应物总能量比中的反应物总能量低C.中的产物比中的产物热稳定性更好D.1 mol固态碘升华时将吸热17 kJB A 项，反应放热、反应吸热原因是碘单质的状态不同，固态变为气态需要吸收能量，故中的12为气态，中的12为固态，错误；B 项，生成物的能量相等，反应放热，反应吸热，故的反应物总能量比的反应物总能量低，正确；C 项，产物的稳定性相同，错误；D 项，1 mol固态碘升华时将吸热 26.48 kJ+9.48 kJ=35.96 k J,错误。3.根据能量关系示意图，下列说法正确的是()181 mol C(s)+1 mol 02(g)1 mol CO(g)+0.5 mol 02(g)393.5 kj-mol-i.I 转化 I 282.9 kj-mol-.I I lmolCO2(g)反应过程A.1 mol C与1 mol(h(g)的能量之和为393.5 kJB.反应2co(g)+O2(g)=2CO2(g)中，生成物的总能量大于反应物的总能量C.由 C(s)-CO(g)的热化学方程式为 2c(s)+O2(g)=2CO(g)H=-221.2 kJ-moF1D.热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则 CO热值A/=-10.1 kJ-moF1 答案 C4.根据信息书写热化学方程式。化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AXso回答下列问题：已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 和 76,AXs的熔点为167 室温时AX3与气体X2反应生成1 m olAXs,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _在一定条件下，将 1 mol N2和 3 m01出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。kJ的热量，N2与 H2反应的热化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _化学反应的等于反应物的总键能与生成物的总键能之差。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/(kJmo)460360436431176347高温工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4H C l(g)AH=kJmo。19 解析(2)1 mol N2完全反应放出的热量为一匕/kJ=4(7 k J,故 N2(g)1 A Jo+3H2(g)2NH3(g)A=-4Q kJ moFo(3)A=4E(SiCl)+2E(HH)-2(SiSi)-4E(HCl)=(4X360+2X 436-2X176-4X431)k.J-mor1=+236 kJ moFo 答案(l)AX3(l)+X2(g)=AX5(s)A/7=-123.8 kJ moF1(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=4Q kJ moF,(3)+236I思维槿型I的基本计算(1)A=(生成物)一”(反应物)(2)AH=反应物断键吸收的能量一生成物成键放出的能量(3)A=正反应活化能一逆反应活化能。注意：常见物质(1 mol)中化学键数目【题 点 物质CO2(c=o)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨金刚石S8(SS)si化学键数目(NA)24641.5282涉及活化能的能量图示分析5.(2021泰安模拟)工业上常利用CO2和 NH3合成尿素CO(NH2)2,该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是()A.NH2coONH4为合成尿素反应的中间产物B.反应I 逆反应的活化能反应II正反应的活化能20C.反应n在热力学上进行趋势很大D.2NH3（g）+CO2（g）=C O（NH2）2+H2O的焰变 H=E2EIC A.从图像可知，合成尿素的过程中生成了 NH2COONH4,其为合成尿素反应的中间产物，A正确；B.活化能是指化学反应中反应物分子到达活化分子所需的最小能量，由图像可知，反应I逆反应的活化能,反应n正反应的活化能，B正确；C.反应II为吸热反应，在热力学上进行趋势较小，C错误；D.2NH3（g）+CO2（g）=C O（NH2）2（l）+H2O（l）为放热反应，&H=生成物的总能量一反应物的总能量0,即A=E 2-EI,D正确。6.（2021长沙模拟）C Q%在超临界水中进行碳碳加成反应时存在两条不0同的路径，其反应机理如图所示。下列有关说法错误的是（）(二。2)、脂超女提D.选择适当的催化剂，有可能改变不同路径产物的产量21定，故 A 错误；B.由图像可知，反应生成，工 坨 的活化能为54.0 kJm orL0故 B 正确：C.由图可知，生成0出。的反应为吸热反应，故 C 正确；D.催化0H剂可以改变反应的路径，所以选择适当的催化剂，有可能改变不同路径产物的产量，故 D 正确。7.（2021湖北八校一联）我国科学家以M0S2为催化剂，在不同电解质溶液中实现常温电催化合成氨，其反应历程与相对能量模拟计算结果如图所示。下列说法错误的是（）一MoS2(Na2S04j )-MoSz(Li2so 籀液)*NH,2-3反应历程A.Li2s04溶液利于MOS2对 N2的活化B.两种电解质溶液环境下，N2-NH3的焰变相同C.MoS2（Li2SO4溶液）将反应决速步（*N 2-*N 2H）的能量升高D.N2的活化是N三N 键的断裂与NH 键形成的过程C 由题图可知，在 Li2s0 4 溶液中*N2的相对能量较低，因 此 Li2s0 4 溶液利 于 MoS2对 N2的活化，A 正确；反应物、生成物的能量不变，因此两种电解质溶液环境下，反 应 N2 NH3的始变相同，B 正确；MoS2（Li2s0 4 溶液）体系中*N2*N2H吸收的能量比在MoS2（Na2s0 4 溶液）体系中的少，所以活化能降低，C 错误；N2的活化是*N2转化为*N2H的过程，即 N三N 键的断裂与NH键形成的过程，D 正确。I思维模型I三步突破能量变化能垒图22理清坐标含义通览全图:能量变化能垒图的横坐标一般表示反应历程,:横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同,:阶段。纵坐标表示能量的变化，不同阶段的最V；大能垒即该反应的活化能分析各段反应细看变化:仔 细 观 察 曲 线(或 直 线)的 变 化 建 势，分析陶 一 阶 段 发 生 的 反 应 是 什 么：绻 段 反 应 是;薮 热 还 是 吸 热，能 量 升 高 的 力 吸 热，能量属 低 的 为 放 卷综合做出合理判断分析;综合整合各项信息，回扣题目要求，做出合理判，断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完:整反应；催化剂只改变反应的活化能，但不改变:反应的反应热，也不会改变反应的转化率知 识 点 二 标准燃烧热与中和反应热 能源梳理1.标准燃烧热与中和热的比较标准燃烧热中和热相同点能量变化。热AH及其单位A/0)在 25 c 和 101 kPa下，强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热为 57.3 kJ moF1 或 H=一57.3 kJmo2.中和反应反应热的测定(1)实验装置23(2)实验步骤绝热装置组装一量取一定体积酸、碱稀溶液一测反应前酸、碱液温度一混合酸、碱液测反应时最高温度一重复23 次实验一求平均温度差终一 始)一计算中和反应反应热A。(3)数据处理K (mst+m-c (以 一t始)H=一c=4.18 J-g-i -1=4.18X10-3 kJ gr -1o(4)注意事项为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量(0.5 mol L-HCk 0.55 mol-L-I NaOH溶液等体积混合)。实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜丝导热性好，比用环形玻璃搅拌棒误差大。(5)稀盐酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O放出57.3 kJ热量时的热化学方程式为 HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)-57.3 kJ moF但是弱酸弱碱电离时吸热，生成1 mol H2O时放出的热量小丑57.3 kJo若用浓硫酸发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量大王57.3 kJo3.能源分类d 煤 h拽 J属于不可再生能源H化石燃料)(石 油/解 决,开源开 发 新 能 源)能一源办法节流I节约现布能源_ _ _ _ _ _ _ _ _ 太阳能、氢能、风H新 能 源 卜 能、地热能、海洋优点能、生物质能资源丰富，没有或很少污染，属于可再生能源U天然气P科学开发利用能源的措施提高能源的利用率24科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧：一是保证燃烧时有适当过量的空气,如鼓入空气、增大0 2浓度等；二是保证燃料与空气的接触面,如将固体粉碎成粉末，使液体喷射成雾状等。开发新的能源开发资源丰富、可以再生、对环境无污染的新能源等。训|练.S-i.题点。标准燃烧热、中和反应热与能源1.判一判(正确的打“J”，错误的打“义”)。(1)已知 H2(g)+：O2(g)=H 2()(g)H=-a kJ moF1,则 H2的标准燃烧热为ak Jmo。()(2)已知稀溶液中，H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)A77=-57.3 kJ moF1,则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量。()(3)煤的液化或气化可以提高能源利用率，减少污染气体的排放。()(4)天然气、水能、风能、氢能、生物质能均属于可再生的新能源。()(5)天然气、风能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源。()答案(1)X(2)X(3)V(4)X(5)V2.一些烷烧的标准燃烧热如下表:化合物标准燃烧热/(kJmo)化合物标准燃烧热/(kJmo)甲烷890.3正丁烷2 878.0乙烷1 560.8异丁烷2 869.6丙烷2 221.52-甲基丁烷3 531.3下列说法正确的是()A.乙烷燃烧的热化学方程式为2c2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(g)AH=1 560.8 kJ mol-1B.稳定性：正丁烷 异丁烷C.正戊烷的标准燃烧热大于3 531.3 kJ moF1D.相同质量的烷燃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多C 表示乙烷燃烧的热化学方程式中，H2O应为液态，且该反应的人=一3 121.6 kJ-mol-1,A 错误；由表中标准燃烧热数据可知，1 mol正丁烷、异丁烷25分别完全燃烧时，正丁烷放出的热量多，说明等量的两种物质，正丁烷具有的能量高于异丁烷，则异丁烷更稳定，B错误；2-甲基丁烷的稳定性强于正戊烷，由于2-甲基丁烷的标准燃烧热为3 531.3 kJ moF1,故正戊烷的标准燃烧热大于3 531.3 C正确；由表中数据分析可知，相同质量的烷煌，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少，D错误。3.已知：H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)Hi=-57.3 kJ moF1,2H2(g)+O2(g)=2H2O 2=571.6 kJ-moF1,下 列 有 关 说 法 正 确 的 是()A.向含0.1molNaOH的溶液中加入一定体积的0.1molLr乙二酸，反应中的能量变化如图所示E/kJ5.731._2X1 y/0(酸)/mLB.NH3 H2O(aq)+H+(aq)=NH4(aq)+H2O(l)AH=-57.3 kJ-moF1C.氢气的标准燃烧热为571.6 kJ-moF1D.若反应中水为气态，则同样条件下的反应热：A“2,D项错误。【题点中和反应反应热的测定4.某实验小组用0.55 mol L-1 NaOH溶液和0.50 mol L1 H2sO4溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。26装置中碎泡沫塑料的作用是写出该反应的热化学方程式 生成1 mol H2O时的反应热为一57.3kJtmol_1：_取50 mL NaOH溶液和30 mL H2sO4溶液进行实验,实验数据如表所示。请填写表格中的空白：近似认为0.55 mol-L-1 NaOH溶液和0.50 mol L_1 H2s。4溶液的密度都是 1.0 g mL-1,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J-(g-)-1o则生成1 mol H2O(1)时的反应热H=(取小数点后一位)。温度次数起始温度ti/终止温度温度差平均值“2 h)/H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4上述实验数值结果与一57.3 kJ moF1有偏差，产生偏差的原因不可能是一(填字母)。a.实验装置保温、隔热效果差b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2s04溶液的温度(4)现将一定足量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol-L-1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为Ai、A”2、A%,则 AM、AH2、27A/3的大小关系为 O 解析(3)第 2 组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值为4.0 o A/=-(50+30)mLX1.0g mL-1X4.0 X4.18X10-3 kJ g-1 14-0.025 mol 弋一53.5 kJ-moF1.放出的热量少可能是散热、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。(4)稀氢氧化钠溶液，稀氢氧化钙中溶质都完全电离，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中NH3 H2O 的电离要吸收热量，故中和热要小一些，小要大一些。答案(1)隔热保温，减小热量的损失(2)H2so4(aq)+2NaOH(aq)-Na2sO4(aq)+2H2。A Z/=-114.6 kJ-mol-i(3)4.0 53.5 kJ-moF1 b(4)AHI=A2A3知 识 点 三 盖斯定律及其应用赫理1.盖斯定律内容一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相等的。即：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关。(2)意义间接计算某些反应的反应热。(3)应用2.反应热大小的比较转化关系反应热间的关系H2 1-B、A-BaA/i=qA/2A蔓 BA/A-Ai /A H2C28看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:(2)看 AH的符号。比较反应热大小时不要只比较AH数值的大小，还要考虑其符号。(3)看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的”越小，吸 热 反 应 的 越 大。(4)看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。示例试比较下列各组A 4 的大小。同一反应，生成物状态不同时A(g)+B(g)=C(g)A/KOA(g)+B(g)=C(l)A/20则 填“v 或 =，下同)。同一反应，反应物状态不同时S(g)+O2(g)=SO2(g)A/KOS(s)+O2(g)=S O2(g)A“20则 A/1A/2O两个有联系的不同反应相比C(s)+O2(g)=C O2(g)A/KOC(s)+1o2(g)=CO(g)A“20贝!J AHI A HiB.H4=2H3-2H2-HIC.1 mol O2(g)和 2 mol H2(g)具有的总能量高于 2 mol H2O(g)D.联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热A O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)AH3;O2(g)+2H2(g)=2 H2O(l)A H s;两个反应均为放热反应，均为负值，放热越多，“越小，由于生成液态水放热更多，所以A5V Hi,A错误;根据盖斯定律，X 2一X 2一得,2N2H4(1)+N2O4=3N 2(g)+4H2O(g),所以 A“4=2A43-2A2AHi,B 正确；()2(g)+2H2(g)=2H2O(g)AH3,该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，C正确；由A 4 4=-l 048.9 kJ moi知，反应放出大量的热，所以可以用联氨和N2O4作火箭推进剂，D正确。4.(2021浙江6月选考)相同温度和压强下，关于反应的 H,下列判断正确的是()OOOOA.A/7i0,C.D.A42=A“3+AH4C 一般的烯烧与氢气发生加成反应为放热反应，环己烯、1,3-环己二烯31分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此，A/7i0,A O,A不正确;苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键,因此，其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即A“3手AHi+Am,B不正确；”（）,”2A/2;苯与氢气发生加成反应生成1,3-环己二烯的反应为吸热反应（A”40）,根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热AH3=A4+A”2,因此 A3A42,H2=A“3 AH4,C 正确，D 错误。真题验收,新题预测湍吐。口真 题。验收1.（2021湖南选择性考试，T14改编）铁的配合物离子（用 LFeH+表示）催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：45.343 5，一、,过渡态1 ，半过渡态2I I 1.-8n+HOO0o.(ol+H00JH+003H6、-22.丁+O3+HOO3H42.6Iv+d2+OOUHI+O3+,00CJH反应进程下列说法错误的是（）催化剂A.该过程的总反应为HCOOH要%CO2 t+H21B.H+浓度过大或者过小，均导致反应速率降低32C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变化D.该过程的总反应速率由W-I 步骤决定C 分析题给反应机理图，可知该过程的反应物为HCOOH,生成物为CO2催化剂和 H 2,则该过程的总反应为HCOOH=CO2 f+H 2 t,A 说法正确；H+浓度过大，抑制HCOOH的电离，HCOCT浓度减小，会降低I-II步骤的反应速率，H+浓度过小，会降低HI-IV步骤反应速率，故H+浓度过大或者过小，均会导致反应速率降低，B 说法正确；整个催化循环过程中F e元素化合价均为+3价，故该催化循环中Fe元素的化合价没有发生变化，C 说法错误；由相对能量的变化情况图可以得由，该反应过程中的W-*I 步骤的活化能Ea=86.1 kJ mol为该反应进程中的最大活化能，故该过程的决速步骤为IV-I 步骤，D 说法正确。2.(1)(2021全国乙卷，Tis节选)Kistiakowsky曾研究了 NOC1光化学分解反应，在一定频率光的照射下机理为：NOCl+hvNOC1*NOC1+NOC1*-ZNO+Ch其中h V表示一个光子能量，NOC1*表示NOC1的激发态。可知，分解1 mol的 NOC1需要吸收 mol光子。(2)(2021湖南选择性考试，6节选)氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据如下：化学键N=NHHNH键能 E/(kJ-mor)946436.0390.8在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和 H2。反应 2NH3(g)=N 2(g)+3H2(g)NH=kJ mo。(2021全国甲卷，T28节选)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)该反应一般认为通过如下步骤来实现：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)A Hi=+41 kJmoF1CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)AW2=-9 0 kJ moF1总反应的A=kJ moF1；若反应为慢反应，下列示意图中能体33现 上 述 反 应 能 量 变 化 的 是(填 标 号)，判断的理由是反应进程C D 解析(1)反应总方程式为2N0C1+/Z v 2NO+C12,故分解1 mol NOC1需要0.5 mol的光子。(2)A”=反应物键能总和一生成物键能总和，根据热化学方程式以及表格中数据可得 A=390.8 kJ-moF3X2-(946 kJ moF1+436.0 kJmoFiX3)=+90.8 kJ moF1 o(3)由盖斯定律可知,反应+反应得总反应方程式,则总反应的AH=AHi+A“2=+41 kJ moF1+(-9 0 kJmo)=-49 kJmo。该总反应是放热反应,生成物的总能量比反应物的总能量低，B、D 错误；反应为慢反应，是总反应的决速步骤，则反应的活化能比反应的大，A 正确，C 错误。答案(1)0.5(2)+90.8(3)-49 A Ai 为正值，AW 和 为负值,反应活化能大于反应的活化能3.(2020浙江 7 月选考，T27)100 mL 0.200 mol-L-1 CuSO4 溶液与 1.95 g 锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1,反应后最高温度为30.1 o已知：反应前后，溶液的比热容均近似为4.1 8 J-g r七-1、溶液的密度均近似为1.00 g cnT3,忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算：(1)反应放出的热量。=Jo反应 Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)的 H=kJmo(列式计算)。34 解析(1)根据。反应放出的热量。=4.18 Jg-i iX 100 mLX1.00 g cm-3X(30.1-20.1)=4.18X103 X(2)n(CuSO4)=0.1 LX0.2001 95 Pmol L_1=0.02 moL 亿二胃-:T7=0.03 mob 显然 Zn 过量，即 0.02 mol65 g-mol 1Zn 和 0.02 mol CuSO4反 应 放 出 的 热 量 为 4.18 k J,故反应 Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)的 A 7f=_:肾 =_209 kJmo。U.U/IT1O1 答案(1)4.18 X1034.18X103/l 000 0.100X0.200 k J*m0=-2。9新 题。预测在杷基催化剂表面上，甲醇制氢的反应历程如图所示，其中吸附在杷催化剂表面上的物种用*标注。3X2言3=?0。过要V过渡态WHE+*OHJ过渡态IIHzfoxJ过渡态UH20XU过渡态IHOIC602080400401171m157.2103.1!1里厂四,业，：2261里 97.9*65.1 CH30H(g)uCO(g)+2H2(g)的 H=kJ-moF；该历程中最大能垒(活 化 能)后 正=kJ-moF1,写出该步骤的化学方程式为 解析 由图中信息可得甲醇的相对能量为0,生成物相对能量为97.9kJ-moF1,根据A 4=生成物总能量一反应物总能量，则 CH30H(g)=CO(g)+2H2(g)的 AH=+97.9 kJ-mol-1;根据图像可以看出，CO*+4H*=CO*+2H2(g)或 41r=2H 2(g)反应历程中活化能E 正最大，E 正=113.9 kJ-m oF-(-65.7 kJ-mo)=179.6 kJ-moF 答案+97.9 179.6 CO*+4H*=CO*+2H2(g)或 4H*=2H2(g)课时分层作业(二十六)化学反应的热效应 基础小题固基1.某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示，下列说法错误35的是（）A.总反应为放热反应B.使用催化剂后，活化能不变C.反应是吸热反应，反应是放热反应D.AH=AI+A”2B 由题图可知，反应是吸热反应，反应是放热反应，总反应是放热反应，且 AH=A1 +A2,A、C、D 项正确；催化剂能降低反应的活化能，B项错误。2.下列热化学方程式正确的是（）D A 项，出的燃烧产物应为液态水，且热化学方程式中未注明状态，错误；B 项，热化学方程式中的化学计量数代表物质的量，与 不 一 致，错误；C 项，生成BaSO4也有能量变化，错误。选项已知条件热化学方程式AH2的 标 准 燃 烧 热 为 akJ mol-1点燃Hz+C12=2HC1 A H=-a kJ moB1 mol SO2、0.5 mol Ch 完全反应，放出热量98.3kJ2s(h(g)+02(g)2sO3(g)AH=-98.3kJ-mol-1CH+(aq)+OH(aq)=H2O(l)AH=-57.3 kJ moF1H2sO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1)A H=-114.6 kJ moF1D3 1 g 白磷比31g红磷能量多b kJP白磷，s)=4 P(红磷，s)A H=-4AkJ mol-13.氢气可将二氧化碳还原为甲烷 CO2（g）+4H2（g）=C H 4（g）+2H2O（g）。科学家结合实验与计算机模拟结果，研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与 H2的反应历程，前三步历程如图所示（其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面上的物质用标注，“Ts”表示过渡态），则下列说法错误的是（）360X+3XE+0V43E+H+HO+OJ3XTHO+8一售x+031n3rH+g-?相 对,能量/eV0.5-0.0 二旦、反应历程A.第一步反应过程断裂氢氢键和碳氧键，形成氢氧键B.第三步反应所需活化能最小C.第三步总反应可表示为 OH+H-H 2O(g)D.物质吸附在催化剂表面，形成过渡态的过程会释放能量7D 从图中可以看出第一步：CO2(g)+4H2(g)HOCO+3H2(g);第二7 7 7步：HOCO+:7H2(g)-CO+OH+TH2(g);第 三 步：CO+OH+与H2(g)-CO+3H2(g)+H2O(g)。在反应过程中吸附到催化剂表面的过程放出热量，但形成过渡态的过程会吸收能量，D 项错误。4.(2021临沂模拟)Li/Li2O体系的能量循环图如图所示。下列说法正确的是)2Li*(g)+O2-