高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)第一篇專題通關(guān)攻略專題二基本理論4化學(xué)能與熱能課件.ppt

1、第4講 化學(xué)能與熱能,真題回訪】 1.(2016全國卷T26節(jié)選)聯(lián)氨(又稱肼,N2H4,無色液體)是一種應(yīng)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(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為H4=_,聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因為_ _,解析】根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系應(yīng)該是H4=2H3-2H2-H1。聯(lián)氨有強(qiáng)的還原性,N2O4有強(qiáng)氧化性,二者在一起發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng),反

2、應(yīng)放熱量大,產(chǎn)生大量的氣體,所以聯(lián)氨和N2O4可以作為火箭的推進(jìn)劑。 答案:2H3-2H2-H1反應(yīng)放熱量大、產(chǎn)生大量氣體,2.(2015全國卷T28節(jié)選)已知反應(yīng)2HI(g)= H2(g)+I2(g)的H=+11 kJmol-1,1 mol H2(g)、 1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收 436 kJ、151 kJ的能量,則1 mol HI(g)分子中化學(xué) 鍵斷裂時需吸收的能量為_kJ,解析】根據(jù)焓變等于反應(yīng)物鍵能減去生成物鍵能可知:2EHI-EHH-EII=+11 kJmol-1,得EHI= 299 kJmol-1。 答案:299,3.(2015全國卷T27節(jié)選)甲醇是

3、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(yīng)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(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下,由此計算H1=_kJmol-1;已知H2=-58 kJmol-1,則H3=_kJmol-1,解析】反應(yīng)熱等于反應(yīng)物鍵能減去生成物鍵能,根據(jù) 反應(yīng):CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)可知H1= 1 076 kJmol-1+2436 kJmol-1

4、-3413 kJmol-1 -343 kJmol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1,再根據(jù) 蓋斯定律:-=,則H3=-58 kJmol-1+ 99 kJmol-1=+41 kJmol-1。 答案:-99+41,4.(2014全國卷T13)室溫下,將1 mol的 CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,熱效應(yīng)為 H1,將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,熱 效應(yīng)為H2;CuSO45H2O受熱分解的化學(xué)方程式為 CuSO45H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),熱效應(yīng)為 H3。則下列判斷正確的是(,A.H2H3 B.H1H3,解析】選B。根據(jù)題

5、意知,CuSO45H2O(s)溶于水溫 度降低,反應(yīng)為CuSO45H2O(s)=Cu2+(aq)+ (aq) +5H2O(l)H10,CuSO4(s)溶于水溫度升高,反應(yīng)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1 200時,天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應(yīng) H2S(g)+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g)H1 2H2S(g)+SO2(g)= S2(g)+2H2O(g)H2 H2S(g)+ O2(g)=S(g)+H2O(g)H3 2S(g)=S2(g)H4,則H4的正確表達(dá)式為()

6、 A.H4= (H1+H2-3H3) B.H4= (3H3-H1-H2) C.H4= (H1+H2-3H3) D.H4= (H1-H2-3H3,解析】選A。給題干中的前三個方程式依次標(biāo)號為、,然后進(jìn)行計算:(+)2/3-2即可得到要求的反應(yīng)熱,故選項A正確,命題特點】 1.客觀題: (1)考查“理解”:對反應(yīng)熱、吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的理解。 (2)考查“判斷”:熱化學(xué)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(jù)蓋斯定律由已知熱化學(xué)方程式書寫未知熱化學(xué)方程式。 (2)考查“計算”:考查反應(yīng)熱計算。 (3)考查“應(yīng)用”:密切聯(lián)系實際

7、,結(jié)合新能源、元素化合物的知識,與化學(xué)平衡及電化學(xué)的知識綜合考查,一般出現(xiàn)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(jìn)行高溫重整制備CO,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(H)分別為-890.3 kJmol-1、 -285.8 kJmol-1和-283.0 kJmol-1,則生成1 m3 (標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO所需熱量為_,解析】根據(jù)CH4、H2和CO的燃燒熱分別寫出燃燒的熱化學(xué)方程式: O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)H=-571.6 kJmol-1; CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3

8、kJmol-1; 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H=-566.0 kJmol-1, 利用蓋斯定律將-可得:CH4(g)+CO2(g),2CO(g)+2H2(g);H=+247.3 kJmol-1,也就是生成 2 mol CO,需要吸熱247.3 kJ,那么要得到1立方米的CO,放熱為(1 000/22.4)247.3/2=5.52103kJ。 答案:5.52103kJ,知識回顧】 1.H的計算公式: (1)H=E(生成物的總能量)-E(反應(yīng)物的總能量) (2)H=E(反應(yīng)物的鍵能總和)-E(生成物的鍵能總和,2.物質(zhì)具有的能量與穩(wěn)定性和鍵能的關(guān)系: 物質(zhì)所含能量越低,物質(zhì)越_,鍵能_

9、,斷裂其化 學(xué)鍵所需能量越_,而形成其化學(xué)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(xué)方程式時的6個關(guān)注點: (1)注意H的符號和單位。 若為放熱反應(yīng),H為_;若為吸熱反應(yīng),H 為_。H的單位為_。 (2)注意焓變的測定條件。 絕大多數(shù)H是在_下測定的,此時可不 注明溫度和壓強(qiáng),”或0,”或0,kJmol-1,25、101 kPa,3)注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)。 熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的_ _。 (4)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)。 氣體用“_”,液體用“_”,固體用“_”,溶液用 “_,物質(zhì),的量,g,l,s,aq,5)注意H的數(shù)值與符號。 由于H與

10、反應(yīng)完成時各物質(zhì)的量有關(guān),如果化學(xué)計量 數(shù)_,則H也要_。互為逆反應(yīng)的焓變數(shù)值 _,但符號_。 (6)可逆反應(yīng)的焓變。 對于可逆反應(yīng)的焓變(H)是指_時的焓變,加倍,加倍,相同,相反,完全反應(yīng),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(shù)值與各物質(zhì)前面的化學(xué)計量數(shù)成正 比,故H不相等,2.甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為890.3 kJmol-1,則甲烷燃燒 的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)=CO2(g) +2H2O(g)H=-890.3 kJmol

11、-1。() 提示:。標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱指1 mol物質(zhì)完全燃燒,生成穩(wěn)定 氧化物時的反應(yīng)熱。C(s) CO2(g);H(g) H2O(l); S(s) SO2(g),故H2O應(yīng)為液態(tài),3.已知:NaOH(aq)+ H2SO4(濃)= Na2SO4(aq)+ H2O(l)H1=-akJmol-1;NaOH(aq)+CH3COOH(aq)= CH3COONa(aq)+H2O(l)H2=-bkJmol-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ab,4.反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H=-QkJmol-1 (Q0),則將2 mo

12、l SO2(g)和1 mol O2(g)置于一密閉容 器中充分反應(yīng)后放出QkJ的熱量。() 提示:。上述反應(yīng)是可逆反應(yīng),將2 mol SO2(g)和 1 mol O2(g)置于一密閉容器中充分反應(yīng)后,不能完全反 應(yīng)生成2 mol SO3(g),放出的熱量小于QkJ,考點一焓變熱化學(xué)方程式 【典型例題】 (2016張家口一模)下圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)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:MgI2MgBr2MgCl2MgF2 C.金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)的反應(yīng)都是放熱反應(yīng) D.由圖可知此溫度下MgBr2(s)與Cl2(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程

13、式為MgBr2(s)+Cl2(g)=MgCl2(s)+Br2(g), H=+117 kJmol-1,解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下2點: (1)反應(yīng)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(jù)能量守恒定律知由MgCl2制取Mg的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A項錯誤;物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定,化合物的穩(wěn)定性順序為MgI2MgBr2MgCl2MgF2,B項錯誤;根據(jù)圖象分析,金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)的反應(yīng)都是放熱反應(yīng),C項正確;分析圖象可知反應(yīng)的焓變等于 -117 kJmol-1,D項錯誤,母題變式】 (1)根據(jù)圖象寫

14、出MgF2與Br2反應(yīng)生成MgBr2和F2的熱化學(xué)方程式:_,提示:MgF2(s)+Br2(g)=MgBr2(s)+F2(g) H=+600 kJmol-1。反應(yīng)的焓變=生成物總焓-反應(yīng)物總焓;MgF2(s)的能量低于MgBr2(s)的能量,依據(jù)圖象數(shù)據(jù)分析計算可知反應(yīng)的焓變等于600 kJmol-1,2)破壞MgI2、MgBr2、MgCl2、MgF2的化學(xué)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(qiáng),則破壞MgX2的化學(xué)鍵所需要的能量依次增多,答題技法】 “五審”明辨熱化學(xué)方程式正誤,新題預(yù)測】 1.一定條件,在水溶液中1 mol

15、Cl-、 (x=1、2、3、 4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關(guān)說法中正 確的是(,A.D是 B.B A+C反應(yīng)的活化能為60 kJmol-1 C.A、B、C、D中C最穩(wěn)定 D.B A+C反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:3ClO-(aq)= (aq)+2Cl-(aq)H=-117 kJmol-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,60 kJmol-1是B的相對能 量,不是B A+C反應(yīng)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(jù)圖中寫出對應(yīng)方程 式為3ClO-(

16、aq)= (aq)+2Cl-(aq),反應(yīng)物的相對 能量是360 kJmol-1,生成物的相對能量是0,63 kJmol-1,反應(yīng)物的能量高于生成物的能量,所以該反應(yīng)放出熱量,H=-117 kJmol-1,D正確,2.將0.3 mol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649.5 kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_已知: H2O(g)=H2O(l)H=-44 kJmol-1,則11.2 L (標(biāo)準(zhǔn)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】0.3 mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷燃燒放出 649.5 kJ的熱量,則H= =2 165 kJmo

17、l-1, 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s) +3H2O(l)H=-2 165 kJmol-1 則11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)乙硼烷氣體完全燃燒生成1.5 mol 液態(tài)水時放出的熱量是2 165 kJmol-1 =1 082.5 kJ,1.5 mol液態(tài)水生成氣態(tài)水時吸收66 kJ,的熱量,所以11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)乙硼烷氣體完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是1 016.5 kJ。 答案:B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) H=-2 165 kJmol-11 016.5,加固訓(xùn)練】 1.對于反應(yīng)CH2=CH2+H2 CH3CH3,反應(yīng)過程的

18、能量變化如圖所示。下列說法正確的是(,A.此反應(yīng)不屬于氧化還原反應(yīng) B.此反應(yīng)的H0 C.此反應(yīng)中反應(yīng)物的能量總和大于產(chǎn)物的能量總和 D.其他條件不變,若此反應(yīng)使用催化劑,則H不變,解析】選D。氫元素由單質(zhì)變?yōu)榛衔?氫元素化合價發(fā)生了改變,因此該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),A項錯誤;由圖可知反應(yīng)物總能量小于生成物總能量,反應(yīng)吸熱,H0,B、C項錯誤;使用催化劑,可降低反應(yīng)的活化能,但不改變反應(yīng)的H,D項正確,2.物質(zhì)(t-BuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng): (t-BuNO)2=2(t-BuNO)H。實驗測得該反應(yīng)的H=+50.5 kJmol-1,活化能Ea=90.4 kJmol-1。下列能量關(guān)

19、系圖合理的是(,解析】選D。由實驗測得該反應(yīng)的H= +50.5 kJmol-1,可知該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量,可排除能量關(guān)系圖B和C,又依據(jù)活化能Ea=90.4 kJmol-1,Ea-H 50.5 kJmol-1,Ea與H的比例不對。而能量關(guān)系圖D是合理的,3.(2015海南高考)已知丙烷的燃燒熱H= -2 215 kJmol-1,若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水,則放出的熱量約為() A.55 kJB.220 kJ C.550 kJD.1 108 kJ,解析】選A。丙烷的分子式是C3H8,1 mol丙烷燃燒會 產(chǎn)生4 mol水,則丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g

20、水,消耗丙烷 的物質(zhì)的量是n(C3H8)= n(H2O)= m(H2O)M=1.8 g 18 gmol-14=0.025 mol,所以反應(yīng)放出的熱量是 Q=2 215 kJmol-10.025 mol=55.375 kJ,因此大約 數(shù)值與選項A接近,4.已知25、101 kPa時,1 mol H2與溴蒸氣完全反應(yīng) 生成氣態(tài)溴化氫放出QkJ能量,則下列熱化學(xué)方程式書 寫正確的是() A.H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)H=-2QkJmol-1 B.H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)H=-QkJmol-1 C. H2(g)+ Br2(g)=HBr(g)H=+ kJmol-1 D.HB

21、r(g)= H2(g)+ Br2(g)H=+ kJmol-1,解析】選D。根據(jù)1 mol H2與溴蒸氣完全反應(yīng)生成氣態(tài)溴化氫放出QkJ能量,和H的“+”“-”號及H和化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系得D項正確,5.為探究NaHCO3、Na2CO3和鹽酸(以下鹽酸濃度均為 1 molL-1)反應(yīng)過程中的熱效應(yīng),實驗測得如下數(shù)據(jù),由此得出的結(jié)論正確的是() A.Na2CO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B.NaHCO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng) C.20.0時,含3.2 g Na2CO3的飽和溶液和35 mL鹽酸混合后的溫度將低于25.1 D.20.0時,含2.5 g NaHCO3的飽和溶液和35 mL鹽酸混合后的

22、溫度將低于16.2,解析】選C。實驗說明Na2CO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),A錯誤;實驗說明NaHCO3溶液與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng),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(yīng)用 【典型例題】 1.(蓋斯定律的應(yīng)用)(2016全國卷節(jié)選)已知下列 反應(yīng): SO2(g)+2OH-(aq)= (aq)+H2O(l)H1 ClO-(aq)+ (aq)= (aq)+Cl-(aq)H2 CaSO4(s)=Ca2+(aq)+ (aq)H3,則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq

23、)+ClO-(aq)+2OH-(aq)= CaSO4(s)+H2O(l)+Cl-(aq)的H=_。 【解析】根據(jù)蓋斯定律可知,目標(biāo)反應(yīng)式=第一個反應(yīng)式+第二個反應(yīng)式-第三個反應(yīng)式,則H=H1+H2-H3。 答案:H1+H2-H3,2.(蓋斯定律的應(yīng)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(xué)方程式為 S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) H=xkJmol-1 已知:碳的燃燒熱H1=akJmol-1 S(s)+2K(s)=K2S(s)H2=bkJmol-1 2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)H3=ckJmo

24、l-1,則x為() A.3a+b-cB.c-3a-b C.a+b-cD.c-a-b,解題指南】計算反應(yīng)焓變的流程如下,解析】選A。已知碳的燃燒熱為H1=akJmol-1,則碳的燃燒熱化學(xué)方程式為C(s)+O2(g)=CO2(g)H1=akJmol-1,S(s)+2K(s)=K2S(s)H2=bkJmol-1,2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s)H3=ckJmol-1,根據(jù)蓋斯定律,可得H=3H1+ H2-H3,即x=3a+b-c,母題變式】 (1)寫出S(s)與KNO3(s)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_ 提示:S(s)+2KNO3(s)=K2S(s)+N2(g)+3O2(g)H=(b

25、-c)kJmol-1。將-既得所求的熱化學(xué)方程式,2)寫出KNO3(s)與C(s)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_。 提示:2KNO3(s)+3C(s)=2K(s)+N2(g)+3CO2(g)H=(3a-c)kJmol-1。將3-既得所求的熱化學(xué)方程式,3.(蓋斯定律的應(yīng)用)(2015福建高考節(jié)選) Al2O3(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g) H1=+1 344.1 kJmol-1 2AlCl3(g)=2Al(s)+3Cl2(g) H2=+1 169.2 kJmol-1 由Al2O3、C和Cl2反應(yīng)生成AlCl3的熱化學(xué)方程式為_ _,解析】根據(jù)蓋斯定律,由第一個熱化學(xué)方程式減去第二個熱化學(xué)

26、方程式,可得Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)= 2AlCl3(g)+3CO(g)H=+1 344.1 kJmol-1- 1 169.2 kJmol-1=+174.9 kJmol-1。 答案:Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)=2AlCl3(g)+3CO(g)H=+174.9 kJmol-1,答題技法】 根據(jù)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(yù)測】 1.已知:HCN(s)與NaOH(aq)反應(yīng)的H= -12.1 kJmol-1;HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的H= -55.6 kJmol-1,則HCN在水溶液中電離的H等于 () A.-67

27、.7 kJmol-1B.-43.5 kJmol-1 C.+43.5 kJmol-1D.+67.7 kJmol-1,解析】選C。根據(jù)蓋斯定律,將HCN與NaOH的反應(yīng)設(shè)計為以下兩步: 則H1=H2+H3 即-12.1 kJmol-1=H2+(-55.6 kJmol-1) H2=+43.5 kJmol-1,2.已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) H=-xkJmol-1。蒸發(fā)1 mol H2O(l)需要吸收的熱量為44 kJ,其他相關(guān)數(shù)據(jù)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=+264 kJmol-

28、1,根據(jù)蓋斯定律,將此式與題干中 熱化學(xué)方程式同向相加得4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g)H=-(x-264)kJmol-1。則有 4a+5b-(4z+6d)=-(x-264),解得z= , A項正確,加固訓(xùn)練】 1.已知3.6 g碳在6.4 g氧氣中燃燒至反應(yīng)物耗盡,測得 放出熱量akJ。又知道12.0 g碳完全燃燒,放出熱量為 bkJ,則熱化學(xué)方程式C(s)+ O2(g)=CO(g)H, 則H等于() A.-(a-b)kJmol-1B.-(a+b)kJmol-1 C.-(5a-0.5b)kJmol-1D.-(10a-b)kJmol-1,解析】選C。根據(jù)題意得兩個熱化學(xué)方程式: 3C(s)+2O2(