高考化學二輪復習 第一篇 專題通關攻略 專題二 基本理論 4 化學能與熱能課件.ppt

第4講化學能與熱能 真題回訪 1 2016 全國卷 t26節(jié)選 聯氨 又稱肼 n2h4 無色液體 是一種應用廣泛的化工原料 可用作火箭燃料 回答下列問題 2o2 g n2 g n2o4 l h1 n2 g 2h2 g n2h4 l h2 o2 g 2h2 g 2h2o g h3 2n2h4 l n2o4 l 3n2 g 4h2o g h4 上述反應熱效應之間的關系式為 h4 聯氨和n2o4可作為火箭推進劑的主要原因為 解析 根據蓋斯定律 反應熱效應之間的關系應該是 h4 2 h3 2 h2 h1 聯氨有強的還原性 n2o4有強氧化性 二者在一起發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應 反應放熱量大 產生大量的氣體 所以聯氨和n2o4可以作為火箭的推進劑 答案 2 h3 2 h2 h1反應放熱量大 產生大量氣體 2 2015 全國卷 t28節(jié)選 已知反應2hi g h2 g i2 g 的 h 11kj mol 1 1molh2 g 1moli2 g 分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kj 151kj的能量 則1molhi g 分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為 kj 解析 根據焓變等于反應物鍵能減去生成物鍵能可知 2 eh i eh h ei i 11kj mol 1 得eh i 299kj mol 1 答案 299 3 2015 全國卷 t27節(jié)選 甲醇是重要的化工原料 又可作為燃料 利用合成氣 主要成分為co co2和h2 在催化劑作用下合成甲醇 發(fā)生的主要反應如下 co g 2h2 g ch3oh g h1 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h2 co2 g h2 g co g h2o g h3 回答下列問題 已知反應 中相關的化學鍵鍵能數據如下 由此計算 h1 kj mol 1 已知 h2 58kj mol 1 則 h3 kj mol 1 解析 反應熱等于反應物鍵能減去生成物鍵能 根據反應 co g 2h2 g ch3oh g 可知 h1 1076kj mol 1 2 436kj mol 1 3 413kj mol 1 343kj mol 1 465kj mol 1 99kj mol 1 再根據蓋斯定律 則 h3 58kj mol 1 99kj mol 1 41kj mol 1 答案 99 41 4 2014 全國卷 t13 室溫下 將1mol的cuso4 5h2o s 溶于水會使溶液溫度降低 熱效應為 h1 將1mol的cuso4 s 溶于水會使溶液溫度升高 熱效應為 h2 cuso4 5h2o受熱分解的化學方程式為cuso4 5h2o s cuso4 s 5h2o l 熱效應為 h3 則下列判斷正確的是 a h2 h3b h1 h3 解析 選b 根據題意知 cuso4 5h2o s 溶于水溫度降低 反應為cuso4 5h2o s cu2 aq aq 5h2o l h1 0 cuso4 s 溶于水溫度升高 反應為cuso4 s cu2 aq aq h20 h20 所以a錯誤 由 h1 h3 h2可知b正確 c d錯誤 5 2013 全國卷 t12 在1200 時 天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應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 則 h4的正確表達式為 a h4 h1 h2 3 h3 b h4 3 h3 h1 h2 c h4 h1 h2 3 h3 d h4 h1 h2 3 h3 解析 選a 給題干中的前三個方程式依次標號為 然后進行計算 2 3 2即可得到要求的反應熱 故選項a正確 命題特點 1 客觀題 1 考查 理解 對反應熱 吸熱反應 放熱反應的理解 2 考查 判斷 熱化學方程式的正誤判斷 3 考查 能源 以社會熱點問題為背景考查能源問題 2 主觀題 1 考查 定律 根據蓋斯定律由已知熱化學方程式書寫未知熱化學方程式 2 考查 計算 考查反應熱計算 3 考查 應用 密切聯系實際 結合新能源 元素化合物的知識 與化學平衡及電化學的知識綜合考查 一般出現在解答題中的某一問中 真題備選 2012 全國卷 t27節(jié)選 工業(yè)上利用天然氣 主要成分為ch4 與co2進行高溫重整制備co 已知ch4 h2和co的燃燒熱 h 分別為 890 3kj mol 1 285 8kj mol 1和 283 0kj mol 1 則生成1m3 標準狀況 co所需熱量為 解析 根據ch4 h2和co的燃燒熱分別寫出燃燒的熱化學方程式 o2 g 2h2 g 2h2o l h 571 6kj mol 1 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 890 3kj mol 1 2co g o2 g 2co2 g h 566 0kj mol 1 利用蓋斯定律將 可得 ch4 g co2 g 2co g 2h2 g h 247 3kj mol 1 也就是生成2molco 需要吸熱247 3kj 那么要得到1立方米的co 放熱為 1000 22 4 247 3 2 5 52 103kj 答案 5 52 103kj 知識回顧 1 h的計算公式 1 h e 生成物的總能量 e 反應物的總能量 2 h e 反應物的鍵能總和 e 生成物的鍵能總和 2 物質具有的能量與穩(wěn)定性和鍵能的關系 物質所含能量越低 物質越 鍵能 斷裂其化學鍵所需能量越 而形成其化學鍵所釋放的能量也越 反之亦然 穩(wěn)定 越大 高 多 3 書寫或判斷熱化學方程式時的6個關注點 1 注意 h的符號和單位 若為放熱反應 h為 若為吸熱反應 h為 h的單位為 2 注意焓變的測定條件 絕大多數 h是在 下測定的 此時可不注明溫度和壓強 或 0 或 0 kj mol 1 25 101kpa 3 注意熱化學方程式中的化學計量數 熱化學方程式中的化學計量數僅表示該物質的 4 注意物質的聚集狀態(tài) 氣體用 液體用 固體用 溶液用 物質 的量 g l s aq 5 注意 h的數值與符號 由于 h與反應完成時各物質的量有關 如果化學計量數 則 h也要 互為逆反應的焓變數值 但符號 6 可逆反應的焓變 對于可逆反應的焓變 h 是指 時的焓變 加倍 加倍 相同 相反 完全反應 易錯辨析 判斷下列說法是否正確 正確的打 錯誤的打 1 2so2 g o2 g 2so3 g 和4so2 g 2o2 g 4so3 g 的 h相等 提示 h的數值與各物質前面的化學計量數成正比 故 h不相等 2 甲烷的標準燃燒熱為890 3kj mol 1 則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o g h 890 3kj mol 1 提示 標準燃燒熱指1mol物質完全燃燒 生成穩(wěn)定氧化物時的反應熱 c s co2 g h g h2o l s s so2 g 故h2o應為液態(tài) 3 已知 naoh aq h2so4 濃 na2so4 aq h2o l h1 akj mol 1 naoh aq ch3cooh aq ch3coona aq h2o l h2 bkj mol 1 則a b 提示 濃h2so4溶于水放出大量熱 而ch3cooh 弱酸 電離時需吸收熱量 故a b 4 反應2so2 g o2 g 2so3 g h qkj mol 1 q 0 則將2molso2 g 和1molo2 g 置于一密閉容器中充分反應后放出qkj的熱量 提示 上述反應是可逆反應 將2molso2 g 和1molo2 g 置于一密閉容器中充分反應后 不能完全反應生成2molso3 g 放出的熱量小于qkj 考點一焓變熱化學方程式 典型例題 2016 張家口一模 下圖是金屬鎂和鹵素單質 x2 反應的能量變化示意圖 下列說法正確的是 a 由mgcl2制取mg是放熱過程b 熱穩(wěn)定性 mgi2 mgbr2 mgcl2 mgf2c 金屬鎂和鹵素單質 x2 的反應都是放熱反應d 由圖可知此溫度下mgbr2 s 與cl2 g 反應的熱化學方程式為mgbr2 s cl2 g mgcl2 s br2 g h 117kj mol 1 解題指南 解答本題時應注意以下2點 1 反應物的總能量比生成物的總能量越高 放熱越多 2 能量越低越穩(wěn)定 解析 選c 分析圖象可知 mgcl2的能量低于mg與cl2的能量之和 依據能量守恒定律知由mgcl2制取mg的反應為吸熱反應 a項錯誤 物質的能量越低越穩(wěn)定 化合物的穩(wěn)定性順序為mgi2 mgbr2 mgcl2 mgf2 b項錯誤 根據圖象分析 金屬鎂和鹵素單質 x2 的反應都是放熱反應 c項正確 分析圖象可知反應的焓變等于 117kj mol 1 d項錯誤 母題變式 1 根據圖象寫出mgf2與br2反應生成mgbr2和f2的熱化學方程式 提示 mgf2 s br2 g mgbr2 s f2 g h 600kj mol 1 反應的焓變 生成物總焓 反應物總焓 mgf2 s 的能量低于mgbr2 s 的能量 依據圖象數據分析計算可知反應的焓變等于600kj mol 1 2 破壞mgi2 mgbr2 mgcl2 mgf2的化學鍵所需要的能量依次 提示 增多 從圖象分析mgx2的能量按i br cl f依次減小 穩(wěn)定性逐漸增強 則破壞mgx2的化學鍵所需要的能量依次增多 答題技法 五審 明辨熱化學方程式正誤 新題預測 1 一定條件 在水溶液中1molcl x 1 2 3 4 的能量 kj 相對大小如圖所示 下列有關說法中正確的是 a d是b ba c反應的活化能為60kj mol 1c a b c d中c最穩(wěn)定d ba c反應的熱化學方程式 3clo aq aq 2cl aq h 117kj mol 1 解析 選d 由題可知d中氯元素化合價為 7 d是 a項錯誤 由圖可知 60kj mol 1是b的相對能量 不是ba c反應的活化能 b項錯誤 a b c d中a的相對能量最低 最穩(wěn)定 c項錯誤 a b c分別是cl aq clo aq aq 根據圖中寫出對應方程式為3clo aq aq 2cl aq 反應物的相對能量是3 60kj mol 1 生成物的相對能量是0 63kj mol 1 反應物的能量高于生成物的能量 所以該反應放出熱量 h 117kj mol 1 d正確 2 將0 3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷 b2h6 放在氧氣中燃燒 生成固態(tài)b2o3和液態(tài)水 放出649 5kj熱量 該反應的熱化學方程式為 已知 h2o g h2o l h 44kj mol 1 則11 2l 標準狀況 乙硼烷氣體完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是 kj 解析 0 3mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷燃燒放出649 5kj的熱量 則 h 2165kj mol 1 該反應的熱化學方程式為b2h6 g 3o2 g b2o3 s 3h2o l h 2165kj mol 1則11 2l 標準狀況 乙硼烷氣體完全燃燒生成1 5mol液態(tài)水時放出的熱量是2165kj mol 1 1082 5kj 1 5mol液態(tài)水生成氣態(tài)水時吸收66kj 的熱量 所以11 2l 標準狀況 乙硼烷氣體完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是1016 5kj 答案 b2h6 g 3o2 g b2o3 s 3h2o l h 2165kj mol 11016 5 加固訓練 1 對于反應ch2 ch2 h2ch3ch3 反應過程的能量變化如圖所示 下列說法正確的是 a 此反應不屬于氧化還原反應b 此反應的 h 0c 此反應中反應物的能量總和大于產物的能量總和d 其他條件不變 若此反應使用催化劑 則 h不變 解析 選d 氫元素由單質變?yōu)榛衔?氫元素化合價發(fā)生了改變 因此該反應為氧化還原反應 a項錯誤 由圖可知反應物總能量小于生成物總能量 反應吸熱 h 0 b c項錯誤 使用催化劑 可降低反應的活化能 但不改變反應的 h d項正確 2 物質 t buno 2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應 t buno 2 2 t buno h 實驗測得該反應的 h 50 5kj mol 1 活化能ea 90 4kj mol 1 下列能量關系圖合理的是 解析 選d 由實驗測得該反應的 h 50 5kj mol 1 可知該反應是吸熱反應 則反應物的總能量低于生成物的總能量 可排除能量關系圖b和c 又依據活化能ea 90 4kj mol 1 ea h50 5kj mol 1 ea與 h的比例不對 而能量關系圖d是合理的 3 2015 海南高考 已知丙烷的燃燒熱 h 2215kj mol 1 若一定量的丙烷完全燃燒后生成1 8g水 則放出的熱量約為 a 55kjb 220kjc 550kjd 1108kj 解析 選a 丙烷的分子式是c3h8 1mol丙烷燃燒會產生4mol水 則丙烷完全燃燒產生1 8g水 消耗丙烷的物質的量是n c3h8 n h2o m h2o m 1 8g 18g mol 1 4 0 025mol 所以反應放出的熱量是q 2215kj mol 1 0 025mol 55 375kj 因此大約數值與選項a接近 4 已知25 101kpa時 1molh2與溴蒸氣完全反應生成氣態(tài)溴化氫放出qkj能量 則下列熱化學方程式書寫正確的是 a h2 g br2 g 2hbr g h 2qkj mol 1b h2 g br2 l 2hbr g h qkj mol 1c h2 g br2 g hbr g h kj mol 1d hbr g h2 g br2 g h kj mol 1 解析 選d 根據1molh2與溴蒸氣完全反應生成氣態(tài)溴化氫放出qkj能量 和 h的 號及 h和化學計量數的關系得d項正確 5 為探究nahco3 na2co3和鹽酸 以下鹽酸濃度均為1mol l 1 反應過程中的熱效應 實驗測得如下數據 由此得出的結論正確的是 a na2co3溶液與鹽酸的反應是吸熱反應b nahco3溶液與鹽酸的反應是放熱反應c 20 0 時 含3 2gna2co3的飽和溶液和35ml鹽酸混合后的溫度將低于25 1 d 20 0 時 含2 5gnahco3的飽和溶液和35ml鹽酸混合后的溫度將低于16 2 解析 選c 實驗 說明na2co3溶液與鹽酸的反應是放熱反應 a錯誤 實驗 說明nahco3溶液與鹽酸的反應是吸熱反應 b錯誤 由實驗 可知 碳酸鈉固體溶于水會放熱 而c項缺少了這個放熱的過程 因而放出的熱量少于實驗 則溫度低于25 1 該項正確 同理 由實驗 判斷 d項錯誤 考點二蓋斯定律及其應用 典型例題 1 蓋斯定律的應用 2016 全國卷 節(jié)選 已知下列反應 so2 g 2oh aq aq h2o l h1clo aq aq aq cl aq h2caso4 s ca2 aq aq h3 則反應so2 g ca2 aq clo aq 2oh aq caso4 s h2o l cl aq 的 h 解析 根據蓋斯定律可知 目標反應式 第一個反應式 第二個反應式 第三個反應式 則 h h1 h2 h3 答案 h1 h2 h3 2 蓋斯定律的應用 2015 重慶高考 黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一 其爆炸的熱化學方程式為s s 2kno3 s 3c s k2s s n2 g 3co2 g h xkj mol 1已知 碳的燃燒熱 h1 akj mol 1s s 2k s k2s s h2 bkj mol 12k s n2 g 3o2 g 2kno3 s h3 ckj mol 1 則x為 a 3a b cb c 3a bc a b cd c a b 解題指南 計算反應焓變的流程如下 解析 選a 已知碳的燃燒熱為 h1 akj mol 1 則碳的燃燒熱化學方程式為 c s o2 g co2 g h1 akj mol 1 s s 2k s k2s s h2 bkj mol 1 2k s n2 g 3o2 g 2kno3 s h3 ckj mol 1 根據蓋斯定律 可得 h 3 h1 h2 h3 即x 3a b c 母題變式 1 寫出s s 與kno3 s 反應的熱化學方程式 提示 s s 2kno3 s k2s s n2 g 3o2 g h b c kj mol 1 將 既得所求的熱化學方程式 2 寫出kno3 s 與c s 反應的熱化學方程式 提示 2kno3 s 3c s 2k s n2 g 3co2 g h 3a c kj mol 1 將 3 既得所求的熱化學方程式 3 蓋斯定律的應用 2015 福建高考節(jié)選 al2o3 s 3c s 2al s 3co g h1 1344 1kj mol 12alcl3 g 2al s 3cl2 g h2 1169 2kj mol 1由al2o3 c和cl2反應生成alcl3的熱化學方程式為 解析 根據蓋斯定律 由第一個熱化學方程式減去第二個熱化學方程式 可得al2o3 s 3c s 3cl2 g 2alcl3 g 3co g h 1344 1kj mol 1 1169 2kj mol 1 174 9kj mol 1 答案 al2o3 s 3c s 3cl2 g 2alcl3 g 3co g h 174 9kj mol 1 答題技法 根據蓋斯定律計算 h的步驟和方法 1 計算步驟 2 計算方法 新題預測 1 已知 hcn s 與naoh aq 反應的 h 12 1kj mol 1 hcn aq 與naoh aq 反應的 h 55 6kj mol 1 則hcn在水溶液中電離的 h等于 a 67 7kj mol 1b 43 5kj mol 1c 43 5kj mol 1d 67 7kj mol 1 解析 選c 根據蓋斯定律 將hcn與naoh的反應設計為以下兩步 則 h1 h2 h3即 12 1kj mol 1 h2 55 6kj mol 1 h2 43 5kj mol 1 2 已知 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o l h xkj mol 1 蒸發(fā)1molh2o l 需要吸收的熱量為44kj 其他相關數據如下表 則表中z 用x a b d表示 的大小為 解析 選a 由題給條件可得6h2o l 6h2o g h 264kj mol 1 根據蓋斯定律 將此式與題干中熱化學方程式同向相加得4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h x 264 kj mol 1 則有4a 5b 4z 6d x 264 解得z a項正確 加固訓練 1 已知3 6g碳在6 4g氧氣中燃燒至反應物耗盡 測得放出熱量akj 又知道12 0g碳完全燃燒 放出熱量為bkj 則熱化學方程式c s o2 g co g h 則 h等于 a a b kj mol 1b a b kj mol 1c 5a 0 5b kj mol 1d 10a b kj mol 1 解析 選c 根據題意得