2019-2020年高三化学《反应中的能量变化 热化学方程式》教学设计.doc

2019-2020年高三化学反应中的能量变化 热化学方程式教学设计【学法导航】本专题的复习同学们应该抓住以下几点的复习：（1） 正确书写热化学方程式：热化学方程式书写注意事项：H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“；”隔开。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJ/mol。注意反应热H与测定条件（温度.压强等）有关。因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件绝大多数H是在25.101325Pa下测定的，可不注明温度和压强。注意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 或原子数。因此化学计量数可以是整数.也可以是分数。注意反应物和产物的聚集状态不同，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注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应完成物质的量有关，所以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。当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反（2） 盖斯定律的应用：反应热计算的常见类型及方法：1. 单一反应的计算：根据热化学方程式的数据列比例关系式。2. 多步反应的计算：运用盖斯定律将热化学方程式（包括H）进行加或减，得到新的热化学方程式后，再列比例关系式。 方程组法3. 混合物的计算 十字交叉法极限分析法 平均值法估算法4. 计算反应热的规范书写：（1）设未知量，写方程式，列比例式，求解，答。（2）必须代数据，且数据后必须带单位。（3）热化学方程式必须标明每种物质的聚集状态。（4）注意正负号：放热反应的H必然为负，但题目要求放出的热量时，放出的热量必须为正！（5）H为对应于某一特定反应的反应热，而不是某种物质的反应热，因此不能在H后用下标或加括号代表某种物质的反应热！（6）不能出现“3molC2H2的燃烧热”类似的表述！（7）热化学方程式的加减用数字代表即可，不需要写出中间方程式。【典例精析】1.（08海南卷）白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP akJmol1、PO bkJmol1、P=O ckJmol1、O=O dkJmol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是 （ ）A（6a+5d4c12b）kJmol1 B（4c+12b6a5d）kJmol1C（4c+12b4a5d）kJmol1D（4a+5d4c12b）kJmol1【答案】A【解析】由图可以看出：P4中有6mol的PP，5mol的O2中含有5molOO，1mol的P4O10中含有4mol的PO，12mol的PO，所以H(6a5d4c12b)kJmol1。【考点分析】化学反应热的有关计算2. 已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的化学方程式正确的是 （ ） A； B； C ； D； 【答案】A 【解析】燃烧热是指在25摄氏度,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。1mol 乙炔完全燃烧生成2mol 二氧化碳，因此对应放出热量为2b kJ【考点分析】热化学方程式的书写.判断3. 将V1mL1.0molL-1 HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如右图所示（实验中始终保持V1V250mL）。下列叙述正确的是A做该实验时环境温度为22B该实验表明化学能可能转化为热能CNaOH溶液的浓度约为1.0mol/LL-1D该实验表明有水生成的反应都是放热反应【答案】B【解析】中和反应为放热反应，B对，中和反应有水生成，但有水生成的不一定是放热反应，如H2+CuO H2O+Cu是吸热反应，D错，从表中分析当加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL反应后温度为22，故实验时环境温度小于22，A错，加入HCl溶液30mL反应放热最多，应是酸碱正好中和，故C（NaOH）=1.0mol/L30mL /20mL=1.5 mol/L，C错。4. 下列叙述正确的是A16 8O2和18 8O2互为同位素，性质相似B常温下，pH=1的水溶液中Na、NO3、HCO3、Fe2可以大量共存C明矾和漂白粉常用于自来水的净化和杀菌消毒，两者的作用原理相同DC(石墨，s)=C(金刚石，s) H0，所以石墨比金刚石稳定【答案】D【解析】A选项中同位素是指中子数不同、质子数相同的不同核素（原子）的互称，选项中给出的是分子，错误；B中PH=1的溶液为强酸性环境，解答时应在离子组Na+、NO3-、HCO3-、Fe2+ 中增加H+，分析可知碳酸氢根离子和氢离子不共存，在氢离子存在时硝酸根离子和亚铁离子不能共存，错误；C中明矾的净水原理是其溶于水电离产生的铝离子水解生成氢氧化铝能吸附水中悬浮物，而漂白粉是由其成分中的次氯酸钙和水、二氧化碳反应生成的次氯酸能杀菌消毒，作用原理不同，错误；D中此反应的H，说明此反应是吸热反应，也就是金刚石的具有能量大于石墨，物质具有的能量越大，该物质越不稳定，正确。【考点分析】焓变的理解5. 下列说法正确的是 （ ）A需要加热的化学反应都是吸热反应 B中和反应都是放热反应C原电池是将电能转化为化学能的一种装置 D水力发电是将化学能转化为电能的过程【答案】B【解析】需要加热的化学反应也可能是放热反应，如可燃物的燃烧反应，A选项错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，故C选项错误；水力发电是将机械能转化为电能的过程，故D选项错误。正确选项为B【考点分析】吸热、放热反应的区分。6. 下列措施不符合节能减排的是 （ ）A大力发展火力发电，解决广东电力紧张问题B在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水C用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏D用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气【答案】A【解析】节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放，大力发展火力发电，既不利于节能也不利于减排，故A选项符合题意。其余选项的措施或做法都符合节能减排的原则。【考点分析】新型能源的考查7. （1）Zn（s）+1/2O2（g）=ZnO（s）；H=348.3kJ/mol（2）2Ag（s）+1/2 O2（g）= Ag2O（s）；H=31.0kJ/mol则Zn（s）+ Ag2O（s）= ZnO（s）+ 2Ag（s）的H等于（ ）A317.3kJ/molB379.3kJ/molC332.8 kJ/molD+317.3 kJ/mol【答案】A 【解析】由已知、 热化学方程式可知： 即可得出答案。【考点分析】本题考查了热化学方程式书写规律。8. 已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJ/molNa2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ H=-226 kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是ACO的燃烧热为283 kJB右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) H-452 kJ/molDCO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.021023【答案】C【解析】A项，燃烧热的单位出错，应为kJ/mol，错；图中的量标明错误，应标为2molCO和2molCO2,故错。CO2气体的能量大于固体的能量，故C项中放出的能量应小于452kJ，而H用负值表示时，则大于-452Kj/mol，正确；将下式乘以2，然后与上式相加，再除以2，即得CO与Na2O2的反应热，所得热量为57kJ，故D项错。【考点分析】图像分析题考查学生识图能力。9.（09年广东文基68）下列说法正确的是A废旧电池应集中回收，并填埋处理B充电电池放电时，电能转变为化学能C放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关D所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行【答案】C【解析】A项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，就会引发疾病；B项充电电池放电时，化学能转变为电能；D项有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧。【考点分析】垃圾的处理、电化学、影响化学反应速率因素、化学反应与能量。10.（08四川卷）下列关于热化学反应的描述中正确的是 ( ) AHCl和NaOH反映的中和热H57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反映的中和热H2(57.3)kJ/molBCO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H2283.0kJ/molC需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热【答案】B【解析与评价】选项A中中和热是指在一定条件下强酸于强碱的稀溶液反应生成1molH2O所放出的热量，与酸和碱的元数无关；选项C中加热是化学反应的条件，与反应是为否放热和吸热无关，如：FeSFeS，它属于放热反应；选项D中燃烧热是指1mol的物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，这里的稳定化合物包含两层意思，一是化合物稳定，如C燃烧可生成CO和CO2，其中CO2比CO稳定，二是化合物的状态稳定，如气态的水就不如液态的水稳定。11.（09年江苏化学17）废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是 （填字母）。A热裂解形成燃油B露天焚烧C作为有机复合建筑材料的原料D直接填埋（2）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g) H=64.39kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g) H=196.46kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l) H=285.84kJmol1 在 H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2和H2O的热化学方程式为 。（3）控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10H2O2和3.0molL1H2SO4的混合溶液处理，测得不同温度下铜的平均溶解速率（见下表）。温度（）20304050607080铜平均溶解速率（10-3molL-1min-1）7.348.019.257.987.246.735.76当温度高于40时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是 。（4）在提纯后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加热，生成CuCl沉淀。制备CuCl的离子方程式是 。【答案】（1）BD（2）Cu(s)+H2O2(l)+2H(aq)=Cu2(aq)+2H2O(l) H=-319.68kJ.mol-1 （3）H2O2分解速率加快（4）2Cu2+SO32-+2Cl+H2O2CuCl+SO42-+2H【解析】（1）有关环保的比较容易。（2）主要考察盖斯定律的灵活运用。适当变形，注意反应热的计算。不要忽视热化学方程式的书写的注意事项。（3）考察影响化学反应速率的因素，结合双氧水的性质即可得出答案。（4）根据题目条件书写离子方程式常规题。【考点分析】本题考察的知识比较散，一道题考察了几个知识点。覆盖面比较多。但盖斯定律，热化学方程式，离子方程式都是重点内容12.（09年福建理综23） 短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如右图所示，期中T所处的周期序数与主族序数相等，请回答下列问题：（1）T的原子结构示意图为 。（2）元素的非金属性为（原子的得电子能力）：Q W（填“强于”或“弱于”）。（3）W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是气体，反应的化学方程式为 。（4）原子序数比R多1的元素是一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是 。（5）R有多种氧化物，其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下，2L的甲气体与0.5L的氯气相混合，若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，所生成的R的含氧酸盐的化学式是 。（6）在298K下，Q、T的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量akJ和bkJ。又知一定条件下，T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来，若此置换反应生成3molQ的单质，则该反应在298K下的= （注：题中所设单质均为最稳定单质）。【答案】（1） （2）弱于（3）S2H2SO4(浓)3SO22H2O（4）2H2O2MnO22H2OO2（或其他合理答案：）（5）NaNO2（6）(3a 4b)kJ/mol【解析】从给出的表，结合T在周期表的位置与族数相等这一条件 ，不难得出T为Al，Q为C，R为N，W为S。（1）T为Al，13号元素。（2）S、C最高价氧化物对应的酸为硫酸强于碳酸，则可得非金属性S强于C。（3）S与H2SO4发生归中反应，从元素守恒看，肯定有水生成，另外为一气体，从化合价看，只能是SO2。（4）比R质子数多1的元素为O，存在H2O2转化为H2O的反应。（5）N中相对分子质量最小的氧化物为NO，2NOO2=2NO2，显然NO过量1L，同时生成1L的NO2，再用NaOH吸收，从氧化还原角度看，2价N的NO与4价N的NO2，应归中生成3N的化合物NaNO2。（6）C O2CO2DH=a kJ/mol，4Al3O2=2Al2O3DH= 4bkJ/mol。Al与CO2的置换反应，写出反应方程式为：4Al3CO23C2Al2O3，此反应的H为可由3得，H=4b(-3a)=(3a-4b)kJ/mol【考点分析】本题考查无机物的性质，涉及化学用语、方程式书写、氧化还原反应以及热化学的知识【专题突破】1. 下列说法或表示方法正确的是 A.反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应一定不能发生 B.强酸跟强碱反应放出的热量就是中和热 C.由石墨比金刚石稳定可知：D.在、时，完全燃烧生成气态水，放出热量，则氢气的燃烧热为241.8【答案】C2. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是 （ ）A已知2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)；H=571.6kJmol-1，则氢气的燃烧热为285.8kJmol-1B已知C（石墨，s）= C（金刚石，s）；H0，则金刚石比石墨稳定C含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为： NaOH(aq)+CH3COOH(aq) = CH3COONa(aq) + H2O(l) H =57.4kJmol-1D已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) H1；2C(s)+O2(g)=2CO(g) H2，则H1H2【答案】A3. 下列热化学方程式中H的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是 A1/2H2（g）+ 1/2Cl2（g）= HCl（g）；H=92.3kJ/molBCH4（g）+ 2O2（g）= CO2（g）+2H2O（g）；H=802.3kJ/molC2H2（g）+ O2（g）= 2H2O（l）；H=571.6kJ/mol DCO（g）+ 1/2O2（g）= CO2（g）；H=283kJ/mol【答案】D4. 已知下列反应的热化学方程式为：C(s)O2(g)CO2(g) ；H 1393.5kJ/mol CH3COOH（l）2O2（g）2CO2(g)2H2O(l) ；H 2870.3kJ/molH2(g)O2(g)H2O(l) ；H 3285.8kJ/mol 则反应2C(s)2H2(g)O2(g)CH3COOH(l) 的H 为A488.3 kJ/mol B488.3 kJ/mol C244.15 kJ/mol D244.15 kJ/mol【答案】B5. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是 （ ）A已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)；H=483.6 kJ/mol，则氢气的燃烧热为241.8 kJB已知C(石墨，s)= C(金刚石，s)；H0，则金刚石比石墨稳定C含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则该反应中和热的热化学方程式为：NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)；H=57.4 kJ/molD已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)；H1。2C(s)O2(g)=2CO(g)；H2。则H1H2【答案】C6. 在25、1.01105Pa下，将22 g CO2通入1 molL1NaOH溶液750mL中充分反应，测得反应放出x kJ热量。在该条件上，1 mol CO2通入2 molL1NaOH溶液1 L中充分反应放出y kJ热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是 （ ）ACO2(g)NaOH(aq) = NaHCO3(aq)；H=(2yx) kJmol1BCO2(g)NaOH(aq) = NaHCO3(aq)；H=(2xy) kJmol1CCO2(g)NaOH(aq) = NaHCO3(aq)；H=(4xy) kJmol1D2CO2(g)NaOH(1) = NaHCO3(1)；H=(8x2y) kJmol1 【答案】C7. 根据热化学方程式：S(g)+O2(g)=SO2(g)；H= -297.23kJ/mol。下列说法中正确的是 （ ） A.S(g)+O2(g)=SO2(l)； |H|297. 3kJ/mol B.S(g)+O2(g)=SO2(l)；|H|c()【考点分析】热化学方程式书写、电极方程式书写、电离平衡常数、溶液中离子浓度大小比较3.（09年广东化学23） 磷单质及其化合物的、有广泛应用。（1）同磷灰石主要成分在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ；H上述反应中，副产物矿渣可用来 。已知相同条件下：4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Cas3(PO4)2(s)+2CaSio3(s)+SiF4(g) ；H12Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)；H2SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) ；H3用H1、H2和H3表示H，H= 。（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式见右图）之间脱去两个水分子产物，其结构式为 。三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为 。（3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍。NaH2PO2中P元素的化合价为 。化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2，在酸性等条件下发生下述反应：（a） Ni2+ + H2PO2+ Ni+ H2PO3+ （b）6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2请在答题卡上写出并配平反应式（a）。利用中反应可在塑料镀件表面沉积镍磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。方法上的不同点： ；原理上的不同点： ；化学镀的优点： 。【答案】（1）水泥；H13H2+18H3（2），Na5P3O10，（3）+1；2Ni2+ + 1H2PO2+ 1H2O 2 Ni+ +1H2PO3+ 2 H+（4）化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反应；电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应； 装置简便，节约能源，操作简便。【解析】（1）由方程式可以看出副产物矿渣应该是CaSiO3(s)，结合炼铁我们不难得出答案是制水泥运用盖斯定律，反应1反应23+反应318=总反应，则H=H13H2+18H3（2）结合题意三聚磷酸钠（俗称“五钠”）可知产物三聚磷酸应含有五个羟基，即三个磷酸分子之间有三个羟基相互反应脱去两个水分子，所以三聚磷酸的结构式为，三聚磷酸钠的化学式为Na5P3O10。（3）因为Na、H的化合价为+1，O为2，所以由化合价代数和为0可得P的化合价为：+1。由得失电子数目守恒（21）2=（31）1，可知Ni2+ 和Ni+的化学计量数为2，H2PO2和H2PO3的化学计量数为1，再由电荷守恒221=211+21，可知H+在方程式的右边，H2O在方程式的左边，化学计量数分别为2和1。即总方程式为：2Ni2+ +1H2PO2+ 1H2O 2 Ni+ +1H2PO3+ 2 H+比较化学镀与电镀应该从反应环境和条件以及反应实质和产物方面去分析归纳问题，从方法上分析，电镀是利用电解原理通过外加直流电源，在镀件表面形成的镀层，镀层一般只有镍，而化学镀是利用氧化还原反应镀件直接与电解质溶液接触，在塑料镀件表面沉积镍磷合金，这是两者的不同；从原理上分析，无论电镀还是化学镀均有电子的转移，均是利用了氧化还原反应，这是两者的相同点，不同点是化学镀用的是化学反应，而电镀用的是电化学；很明显化学镀装置简单，而且不需要消耗电能，装置简单、耗能少、操作简便应该是化学镀优于电镀的【考点分析】有关化学反应热的综合应用题。