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2019-2020年高考化学二轮复习 专题五 化学反应与能量专题讲义主干知识数码记忆一、小试能力知多少(判断正误)(1)( NaHCO3H2HCOONaH2O反应中，储氢、释氢过程均无能量变化()(2) 化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律()(3) 2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)和4SO2(g)2O2(g)=4SO3(g)的H相等()(4)( 工业生产水煤气的反应：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.4 kJ/mol反应中生成1体积CO(g)吸收131.4 kJ热量()(5)( 右图表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化()二、必备知识掌握牢书写热化学方程式时的“六个”注意。1注意H的符号和单位若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位为kJmol1。2注意反应热的测定条件书写热化学方程式时应注明H的测定条件(温度、压强)，但绝大多数的H是在25 、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。3注意热化学方程式中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，并不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。4注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热H不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。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“”和“”。 5注意H的数值与符号热化学方程式中的H的值应是表示反应已完成的热量变化。由于H与反应完成的物质的量有关，所以热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，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注意燃烧热和中和热三、常考题型要明了考查热化学方程式的正误判断典例考查利用键能计算H演练1考查学生对反应热、盖斯定律等基本概念的理解演练2典例实验测得，101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是()CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ/molCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ/molCH4(g)O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ/mol2H2(g)2O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ/molA仅有B仅有C仅有 D全都符合要求解析甲烷的燃烧为放热反应，H0，错误；1 mol甲烷完全燃烧生成液态水时，放出890.3 kJ的热量，中生成的水为气态，正确，错误；2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量为285.8 kJ2571.6 kJ，正确。答案B“四看”法判断热化学方程式的正误演练1已知断开或形成1 mol化学键吸收或放出的能量称为化学键的键能，如HH键的键能为436 kJ/mol，NN键的键能为945 kJ/mol，NH键的键能为391 kJ/mol。则下列有关工业合成氨反应的热化学方程式正确的是() AN2(g)3H2(g)2NH3(g)H93 kJ/molBN2(g)3H2(g)2NH3(g)H1 471 kJ/molCN2(g)3H2(g)2NH3(g)H93 kJ/molDN2(g)3H2(g)2NH3(g)H1 471 kJ/mol解析：选A根据反应热和键能的关系可得，H945 kJ/mol3436 kJ/mol6391 kJ/mol93 kJ/mol。演练2(xx山东师大附中二模)下列说法不正确的是()A吸热反应在常温下也可能发生B应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变C化学能可转化为热能、光能、电能等D拆开旧化学键吸收的能量一定大于形成新化学键放出的能量解析：选DA项正确，如NH4Cl和Ba(OH)28H2O在常温下就可以发生反应。B项正确，计算某些难以直接测量的反应焓变，就是盖斯定律的重要应用。C项正确，能量转化有多种形式，H2在O2中燃烧时发光发热，若利用该反应制成原电池，也可实现化学能向电能的转化。D项不正确，化学反应分为吸热反应和放热反应，当拆开旧化学键吸收的能量大于形成新化学键放出的能量时，该反应只是吸热反应。一、小试能力知多少(判断正误)(1)(xx北京高考)25 、101 kPa下：2Na(s)O2(g)=Na2O(s)H1414 kJmol12Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H2511 kJmol1，则25 、101 kPa下，Na2O2(s)2Na(s)=2Na2O(s)的H317 kJmol1 ( )(2)(xx安徽高考)氢氟酸是一种弱酸，可用来刻蚀玻璃。已知25时：HF(aq)OH(aq)=F(aq)H2O(l)H67.7 kJ/molH(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol则氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为：HF(aq) F(aq)H(aq)H10.4 kJ/mol()(3)(xx浙江高考)已知：Fe2O3(s)3C(石墨)=2Fe(s)3CO(g)H=489.0 kJmol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1，C(石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1。则4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 641.0 kJmol1。 ()二、必备知识掌握牢1根据“两个”公式计算反应热HE(生成物的总能量)E(反应物的总能量)HE(反应物的键能之和)E(生成物的键能之和)2根据热化学方程式计算反应热焓变与反应物的物质的量成正比。 3根据盖斯定律计算反应热若一个热化学方程式可由另外几个热化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变可通过这几个化学反应焓变的加减而得到。表示方法：，HH1H24根据比热公式计算反应热QcmT，H三、常考题型要明了考查盖斯定律及热化学方程式的书写典例考查反应热的计算演练1考查盖斯定律的应用演练2典例(xx全国新课标)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热H分别为285.8 kJmol1、283.0 kJmol1和726.5 kJmol1。请回答下列问题：(1)用太阳能分解10 mol 水消耗的能量是_kJ；(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_；解析(1)氢气的燃烧热是285.8 kJmol1，即每生成1 mol的水就放出285.8 kJ的能量，反之分解1 mol的水就要消耗285.8 kJ的能量，所以用太阳能分解10 mol水消耗的能量是2 858 kJ；(2)由CO(g)和CH3OH(l)燃烧热的化学方程式CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1；CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H726.5 kJmol1；可知得到CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H443.5 kJmol1答案(1)2 858(2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H443.5 kJmol1利用盖斯定律计算反应热、书写热化学方程式的三步曲演练1(xx重庆高考)肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：NN为942、OO为500、NN为154，则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是() A194B391C516 D658解析：选B根据图示，可得如下热化学反应方程式：N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)；H1534 kJ/mol ；2N(g)4H(g)2O(g)=N2(g)2H2O(g)；H22 752 kJ/mol。根据盖斯定律，有：N2H4(g)O2(g)=2N(g)4H(g)2O(g)；H32 218 kJ/mol，设断裂1 mol NH键所需的能量为x kJ，则有4x kJ154 kJ500 kJ2 218 kJ，解得x391，故断裂1 mol NH键所需的能量为391 kJ。演练2(xx新课标卷)在1 200时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()AH4(H1H23H3)BH4(3H3H1H2)CH4(H1H23H3)DH4(H1H23H3)解析：选A根据盖斯定律找出各反应的反应热之间的关系。将前三个热化学方程式分别标为、，根据盖斯定律，由2可得：2S(g)=S2(g)H4(H1H23H3)。化学反应中能量变化的图像分析题是高考中的热点题型，题目难度较小，题目一般给出反应历程与能量变化关系的图像，依据反应物总能量和生成物总能量的相对大小，判断反应是放热反应还是吸热反应，还可以利用图像中提供的活化能计算H。典题(xx大纲全国卷)反应ABC(H0)，XC(H”、“”或“”)。(2)物质(tBuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应：(tBuNO)2=2(tBuNO)H。实验测得该反应的H50.5 kJ/mol，活化能Ea90.4 kJ/mol。下列能量关系图合理的是_。 解析：(1)由蒸汽重整的两个反应可知，利用第二个反应减去第一个反应则得出该反应的反应热为H(165.0206.2)kJ/mol41.2 kJ/mol。表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H2，生成液态水比生成气态水释放出的热量多，故H2H1。(2)由实验测得该反应的H 50.5 kJ/mol，可知该反应是吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量。可排除能量关系图B和C，又依据活化能Ea90.4 kJ/mol，EaH50.5 kJ/mol，Ea与H的比例不对。而能量关系图D是合理的。答案：(1)41.20BX是反应A(g)B(g)C(g)的催化剂CE2是反应的活化能DHE1E2解析：选AA项，通过图片知，第一个反应的反应物能量小于生成物能量，该反应是吸热反应，H1HH20，正确。B项，X在反应过程中出现，在反应物和生成物中都没有出现，所以不是催化剂，错误。C项，E2不是反应的活化能，错误。D项，H不等于E1E2，错误。7已知： 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1H2(g)S(g)=H2S(g)H20.1 kJmol1。下列判断正确的是()A1 mol氢气完全燃烧生成液态水吸收热量241.8 kJB1 mol H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量相差221.7 kJC由知，水的热稳定性小于硫化氢D若反应中改用固态硫，1 mol S(s)完全反应，放出的热量小于20.1 kJ解析：选D A项，1 mol氢气完全燃烧生成气态水吸收热量241.8 kJ；B项，H2O(g)和1 mol H2S(g)的能量无法比较；C项水的热稳定性高于硫化氢。8(xx哈尔滨模拟)已知：NH3H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1 mol正盐的H24.2 kJmol1；强酸、强碱的稀溶液反应的中和热为H57.3 kJmol1。则NH3H2O在水溶液中电离的H等于()A69.4 kJmol1 B45.2 kJmol1C69.4 kJmol1 D45.2 kJmol1解析：选D根据题意先写出热化学方程式：2NH3H2O(aq)H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)2H2O(l)H24.2 kJmol1，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。再由盖斯定律得，NH3H2O(aq)=NH(aq)OH(aq)H45.2 kJmol1，D正确。9(xx重庆高考改编)已知：P4(g)6Cl2(g)=4PCl3(g)Ha kJmol1，P4(g)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb kJmol1，并知形成或拆开1 mol化学键放出或吸收的能量称为该化学键的键能。P4具有正四面体结构，PCl5中PCl键的键能为c kJmol1，PCl3中PCl键的键能为1.2c kJmol1。下列叙述正确的是()APP键的键能大于PCl键的键能B可求Cl2(g)PCl3(g)=PCl5(s)的反应热HCClCl键的键能为(ba5.6c)/4 kJmol1DPP键的键能为(5a3b12c)/8 kJmol1解析：选CCl的非金属性大于P的非金属性，故PCl键的键能大于PP键的键能，A项错误；不知道PCl5(g)PCl5(s)的反应热，无法求出B项中反应的反应热，B项错误；根据盖斯定律，消去P4，得到ClCl键的键能为(ba5.6c)/4 kJmol1，C项正确；根据盖斯定律，消去Cl2，得到PP键的键能为(5a3b12c)/12 kJmol1，D项错误。10(xx青岛二模)红磷(P)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量的关系如下图所示，图中的H表示生成1 mol产物的数据。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，该分解反应是可逆反应。下列说法正确的是()A其他条件不变，升高温度有利于PCl5的生成B反应2P(s)5Cl2(g)=2PCl5(g)对应的反应热H798 kJ/molCP和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为：2P(s)3Cl2(g)=2PCl3(g)H306 kJ/molD其他条件不变，对于2PCl5(g)=2P(s)5Cl2(g)H反应，增大压强，PCl5的转化率减小，H减小解析：选B由图可知，P和Cl2反应生成PCl5的热化学方程式是：P(s)Cl2(g)=PCl5(g)H399 kJ/mol，A项错误，B项正确；图中的H表示生成1 mol产物的数据，C项错误；热化学方程式不变，H不变，D项错误。11(1)(xx北京高考)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：2NO(g)2N(g)N2(g)2O(g)O2(g)写出该反应的热化学方程式：_。(2)(xx全国新课标)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：()CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H190.1 kJmol1()CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H249.0 kJmol1水煤气变换反应：()CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.1 kJmol1二甲醚合成反应：()2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H424.5 kJmol1由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_。根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_。解析：(1)H945 kJ/mol498 kJ/mol2630 kJ/mol183 kJ/mol；(2)CO与H2反应直接得到二甲醚的反应方程式为2CO4H2H2OCH3OCH3，由2()()即可得到此反应的热化学方程式：2CO(g)4H2(g)=H2O(g)CH3OCH3(g)H204.7 kJmol1。增大压强对本反应的影响表现在两个方面：一是使平衡向右移动，从而提高二甲醚的产率；二是使反应物浓度增大，有利于提高反应速率。答案：(1)N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJ/mol；(2)2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)；H204.7 kJ/mol一是使平衡向右移动，从而提高二甲醚的产率；二是使反应物浓度增大，有利于提高反应速率。12(xx苏州模拟)(1)xx年伦敦奥运会火炬采用丙烷为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题：如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“”或“”。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：_。二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为_。(2)盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：已知：H2O(g)=H2O(l)H1Q1 kJ/mol C2H5OH(g)=C2H5OH(l)HQ2 kJ/molC2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H3Q3 kJ/mol若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为_kJ。碳(s)在氧气供应不充足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应：C(s)O2(g)=CO(g)的H。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的H，计算时需要测得的实验数据有_。解析：(1)丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)的过程放热，H为“”。燃烧热是将1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，所以表示丙烷燃烧热的热化学方程式为C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l) H2 215.0 kJ/mol。n(二甲醚)1 455 kJ/mol1 moln(二甲醚)2 215.0 kJ/mol1 645 kJ，解得n(二甲醚)0.75 mol，n(丙烷)0.25 mol。(2)由可得C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H4(3Q1Q2Q3) kJ/mol，所以使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，整个过程中放出的热量为(3Q1Q2Q3) kJ。利用盖斯定律计算反应C(s)O2(g)=CO(g)的H，需要测得的实验数据有碳和CO的燃烧热。答案：(1)C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 215.0 kJ/mol13(2)3Q1Q2Q3碳和CO的燃烧热13已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如下图所示： 在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。 (1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式_。(2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式_。(3)化学上规定，拆开或形成1 mol化学键吸收或放出的能量称为该化学键的键能，单位kJmol。若已知硫氧键的键能为d kJmol1，氧氧键的键能为e kJmol1，则S8分子中硫硫键的键能为_。解析：(1)燃烧热指的是1 mol燃料完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，因此根据定义先写出化学方程式，S8(s)8O2(g) ,8SO2(g)，又由于题干中给出的焓变是指生成1 mol产物的数据，因此该反应的热化学方程式为S8(s)8O2(g)=8SO2(g)H8a kJmol1。(2)可根据题中图示直接写出热化学方程式。(3)设S8分子中硫硫键的键能为x kJmol1，由于反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，结合可得8x8e16d8a，解得x2dae。答案：(1)S8(s)8O2(g)=8SO2(g)H8a kJmol1(2)2SO3(g)=2SO2(g)O2(g)H2b kJmol1(3)(2dae) kJmol1