5-專題五化學(xué)反應(yīng)與能量（新）(1)

1、專題五化學(xué)反應(yīng)中的能量變化識(shí)網(wǎng)絡(luò)P24吸熱反應(yīng)、放熟反應(yīng)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)L燃燒熙、中和熱反應(yīng)物與生成物錠能差異I-T化學(xué)反應(yīng)與能量一処化學(xué)方程式L反應(yīng)物與生成物能星差異r反應(yīng)熱、焼變一匚含義一1書寫方法及注意事項(xiàng)q蓋斯定律f實(shí)酸測(cè)定反應(yīng)熱的計(jì)笫一、命題趨勢(shì)對(duì)本部分內(nèi)容的考查仍將以熱化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)能量高低與穩(wěn)定性的關(guān)系、反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)鍵與能量的關(guān)系、蓋斯定律等為主。題型有選擇題、填空題。二、考情分析近三年全國(guó)卷I化學(xué)反應(yīng)中的能量變化考查內(nèi)容統(tǒng)計(jì)：年份題號(hào)涉及知識(shí)點(diǎn)賦分201728(2)(3)®第二空熱化學(xué)方程式的書寫，判斷生成物質(zhì)所需能量的多少、焙變的判斷4201828(

2、2)©的計(jì)算2201928(3)飲變的判斷、活化能的計(jì)算3三、備考建議備考中應(yīng)注意以下三個(gè)方面的復(fù)習(xí)：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念；熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則及有限制條件的熱化學(xué)方程式的書寫；應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)的/的計(jì)算。1. 對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念的復(fù)習(xí)應(yīng)從總能量變化的角度和化學(xué)鍵鍵能的角度進(jìn)行。2. 對(duì)熱化學(xué)方程式的復(fù)習(xí)，一要抓住熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則，二要注意題目定量條件的設(shè)置。3. 對(duì)蓋斯定律有關(guān)問題的復(fù)習(xí)，要理解蓋斯定律的本質(zhì)。探究一反應(yīng)熱一、知識(shí)歸納1. 化學(xué)變化的本質(zhì)舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成是同時(shí)進(jìn)行的，缺少任一個(gè)過程都不是化學(xué)變化。2. 物質(zhì)中共價(jià)鍵個(gè)

3、數(shù)的計(jì)算計(jì)算物質(zhì)中共價(jià)鍵的個(gè)數(shù)時(shí)要結(jié)合物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，如1mol晶體硅中含2molSi-Si鍵，ImolS1O2中含4molSiO鍵，1molP4中含有6molPP鍵，1molPOio即五氧化二磷)中含有12molP0鍵、4molP=O鍵，等等。3. 吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷方法(1)根據(jù)反應(yīng)類型判斷：通常情況下燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、金屬和酸反應(yīng)制取氫氣的反應(yīng)為放熱反應(yīng)；電解質(zhì)的電離、鹽類水解、大部分的分解反應(yīng)等為吸熱反應(yīng)。若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷：使反應(yīng)體系溫度升高的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。反之為吸熱反應(yīng)。(3) 由物質(zhì)的聚集狀態(tài)判斷：同種物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，其本身

4、具有的能量也不相同。一般情況下，氣態(tài)物質(zhì)所具有的能量大于液態(tài)，液態(tài)具有的能量大于固態(tài)；物質(zhì)處于穩(wěn)定狀態(tài)的能最小于不穩(wěn)定狀態(tài)的能量。如：硫蒸氣在氧氣中完全燃燒放出的能量大于等量的固態(tài)硫完全燃燒放出的能量。石墨比金剛石穩(wěn)定，因此由石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(4) 由蓋斯定律判斷：如一個(gè)反應(yīng)可分步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱相同，通過化學(xué)反應(yīng)的能量變化值來進(jìn)行計(jì)算，若八H>0,則反應(yīng)為_吸熱反應(yīng),反之則為放熱反應(yīng)。(5) 用儀器來測(cè)量：量熱計(jì)。【注意】不能通過看一個(gè)反應(yīng)是否需要加熱來判斷其是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，由于需要加熱的反應(yīng)不一定都是吸熱反應(yīng)，如物質(zhì)的

5、燃燒一般需要加熱來引發(fā)反應(yīng)的進(jìn)行，但屬于放熱反應(yīng)，只有那些需要持續(xù)加熱的反應(yīng)才是吸熱反應(yīng)，而那些只是通過加熱來引起反應(yīng)，反應(yīng)開始后則無需加熱的反應(yīng)，則屬于放熱反應(yīng)。因此注意兩點(diǎn)；若一個(gè)反應(yīng)需要持續(xù)加熱才能進(jìn)行，一旦停止加熱，反應(yīng)也停止，這樣的反應(yīng)肯定是吸熱反應(yīng)；若一個(gè)反應(yīng)雖然需要進(jìn)行加熱來引起反應(yīng)，但只要反應(yīng)開始后，不需要加熱就可以繼續(xù)反應(yīng)，則這樣的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。二、典題導(dǎo)法例1.也與IC1的反應(yīng)分、兩步進(jìn)行，其能量曲線如下圖所示，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是A. 反應(yīng)、反應(yīng)均為放熱反應(yīng)B. 反應(yīng)、反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)C. 反應(yīng)比反應(yīng)的速率小,與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能無關(guān)D. 反應(yīng)、反應(yīng)的培變之和為M

6、=-218kJmol-i探究二熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷一、知識(shí)歸納1.“五步”書寫熱化學(xué)方程式一寫方程式一寫出配平的化學(xué)方程式二標(biāo)狀態(tài)一用g、aq標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)三標(biāo)條件I標(biāo)明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)（101kPa、25°C時(shí)可不標(biāo)注）四標(biāo)一在方程式后寫出XH,并根據(jù)信息注明AH的"土或“國(guó)頑司一根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)算寫出XH的值-審“ +， “2.五個(gè)角度判斷熱化學(xué)方程式的正誤”一放熱反應(yīng)一定為“一”，吸熱反應(yīng)AH一定為“+”二審單位一單位一定為“kJmo”',易錯(cuò)寫成“kJ”或漏寫|三審狀態(tài)I物質(zhì)的狀態(tài)必須正確,特別是溶液中的反應(yīng)易寫錯(cuò)四審數(shù)值一反應(yīng)熱的數(shù)值必須與方程

7、式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)相應(yīng)，即/與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反I五審是否符合概念一如燃燒熱、中和熱的熱化學(xué)方程式二、典題導(dǎo)法2、下列熱化學(xué)方程式書寫正確的A. 甲烷的燃燒熱為-890kJ/mol,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH4（g）+2O2（g）CO2（g）+2H2O（g）H=890kJ/molB. 在一定條件下將1molSOz和0.5molO2置于密閉容器中充分反應(yīng)，放出熱量79.2kJ,則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）”=-158.4kJmoLC. 中和反應(yīng)熱為57.3kJ-mol'1NaOH(s)+

8、-H2SO4(aq)=-Na2SO4(aq)+H2O(1)AW=-57.3kJmor1D. 2.00gC2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳?xì)怏w放出99.6kJ的熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O"=-2589.6kJmol1【方法小結(jié)】反應(yīng)熱、中和熱和燃燒熱對(duì)比將反應(yīng)熱、中和熱以及燃燒熱進(jìn)行對(duì)比，有利于加深對(duì)概念的正確理解。反應(yīng)熱中和熱燃燒熱含義化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量在稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1molH2O(I)時(shí)所放出的熱量在25°C、101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出

9、的熱量反應(yīng)特點(diǎn)任何反應(yīng)中和反應(yīng)燃燒反應(yīng)物質(zhì)狀態(tài)物質(zhì)的狀態(tài)要確定稀溶液生成物在常溫下為穩(wěn)定態(tài)方程式配平標(biāo)準(zhǔn)任意物質(zhì)的量以生成1molH2O。)為標(biāo)準(zhǔn)以燃燒1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)AH符號(hào)負(fù)值或正值負(fù)值負(fù)值說明不能根據(jù)反應(yīng)條件來判斷是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)不包括溶解熱或其他物質(zhì)的生成熱注意對(duì)穩(wěn)定氧化物的理解，不僅包括具體物質(zhì)還包括聚集狀態(tài)探究三反應(yīng)熱的計(jì)算方法指導(dǎo)典題導(dǎo)法例3己知：(1)己知：2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH|=-221kJ-mof4Al(g)+3Ch(g)=2A12O3(s)AH2=-3351kJ-mol-12Al(g)+N2(g)=2AlN(s)AH3=-318kJmoP碳熱

10、還原AI2O3合成AIN的總熱化學(xué)方程式是;【方法小結(jié)】方程式加合法計(jì)算反應(yīng)熱根據(jù)可直接測(cè)定反應(yīng)熱的化學(xué)反應(yīng)間接計(jì)算難以直接測(cè)定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，需要應(yīng)用蓋斯定律來分析問題。解題時(shí)，常用已知反應(yīng)熱的熱化學(xué)方程式相互加合(加、減等數(shù)學(xué)計(jì)算)，得到未知反應(yīng)熱的熱化學(xué)方程式，則相應(yīng)的反應(yīng)熱做相同的加合即為所求的反應(yīng)熱。例4©CH4(g)+2O2(g)=C02(g)+2H2O(1)AH=-890.5kJmol2C2H6(g)+702(g)=4CO2(g)+6H2O。)AH=-3199.6kJ-moF'®C2H4(g)+302(g)=2CO2(g)+2H2O(l)AH=-I

11、4llkJ-moF'2C2H2(g)+502(g)=4CO2(g)+2H2O(l)AH=-2599.2kJ-moF'C3Hs(g)+502(g)=3CO2(g)+4H2O(l)AH=-2219.9kJ-moF,現(xiàn)有2mol由上述五種物質(zhì)中的兩種組成的氣體混合物，經(jīng)充分燃燒后放出2970.8kJ熱量,則下列哪些組合是可能的A.CH4和C2H2B.C2H4和C3H8C.C2H6和C3H8D.C2H4和C2H2【方法小結(jié)】平均值法平均值法特別適用于缺少數(shù)據(jù)而不能直接求解的計(jì)算。當(dāng)兩種或兩種以上物質(zhì)混合時(shí),不論以任何比例混合，總存在一個(gè)平均值，解題時(shí)只要抓住平均值，就能避繁就簡(jiǎn)，迅速解

12、題。平均值法有：平均相對(duì)分子質(zhì)量法、平均分子式法、平均體積法、平均原子法和平均反應(yīng)熱法等。平均反應(yīng)熱法是利用兩種混合物中每摩爾物質(zhì)在反應(yīng)中的反應(yīng)熱的平均值推斷混合物組成的解題方法，常用于有兩種物質(zhì)的反應(yīng)熱的計(jì)算。例5甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H?)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)AHi CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH2 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AH3回答下列問題：化學(xué)鍵H-Hc-oC=0H-0C-HE/(kJmol1)43634310764

13、65413由此計(jì)算ZHi=kJmol；已知H2=58kJmol,則kJmo?！痉椒ㄐ〗Y(jié)】鍵能計(jì)算反應(yīng)熱(1) 計(jì)算公式=反應(yīng)物的總鍵能一生成物的總鍵能。(2) 計(jì)算關(guān)鍵利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱的關(guān)鍵，就是要算清物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目，清楚中學(xué)常見單質(zhì)、化合物中所含共價(jià)鍵的種類和數(shù)目。物質(zhì)(化學(xué)鍵)co2(C=o)ch4(C-H)P4(PP)S1O2(Si-O)石墨(C-C)金剛石(C-C)S8(S-S)Si(Si-Si)每個(gè)微粒所含鍵數(shù)24641.5282鑒A題責(zé)析【P26】2019江蘇】氫氣與氧氣生成水的反應(yīng)是氫能源應(yīng)用的重要途徑。下列有關(guān)說法正確的是()A. 一定溫度下，反應(yīng)2H2(g)+O2(g)

14、=2H2O(g)能自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的*()B. 氫氣燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為O2+2H2O+4e=4OHC. 常溫常壓下，氫氧燃料電池放電過程中消耗11.2LH?,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為6.02x"3D. 反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的可通過下式估算：位反應(yīng)中形成新共價(jià)鍵的鍵能之和-反應(yīng)中斷裂舊共價(jià)鍵的鍵能之和'A考點(diǎn)限酎訥練【p113】A卷1. 下列說法或表示法正確的是()A. 化學(xué)反應(yīng)必須發(fā)生有效碰撞，但有效碰撞不一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)B. 由C(s,石墨)=C(s,金剛石)；H=+1.19kJmoL可知，金剛石比石墨穩(wěn)定C. 在稀溶液中：H(aq)+OH_(aq)=H2

15、O(1)；AH=57.3kJ-mor',若將0.5mol/L的H2SO4溶液與1mol/L的NaOH溶液等體積混合，放出的熱量等于57.3kJD. 乙醇的燃燒熱AH=-1366.8kJmol】,則在25°C、lOlkPa時(shí)，】kg乙醇充分燃燒后放出2.971xl04kJ熱量2. 田。2(1)在有MnO?的條件下和無MnOz的條件下分解的能量變化如下圖所示。下列說法正確的是()A. 有MnO2條件下的反應(yīng)曲線是a曲線B. 該反應(yīng)能量變化類型與CaCO3的分解反應(yīng)相同C. 加催化劑后，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小D. b曲線的熱化學(xué)方程式為H2O2(1)H2O(l)+O2(g)

16、=(&-E2)kJmor13. 炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子，生成活化氧，活化過程的能量變化模擬計(jì)算結(jié)果如圖所示?；罨蹩梢园裇O2快速氧化為SO3.下列說法錯(cuò)誤的是(襄黒和機(jī)氣活化紅I軾跋r。寧嶂nA. 每活化一個(gè)氧分子吸收0.29eV的能量B. 水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低O.I8eVC. 氧分子的活化是0-0鍵的斷裂與C-0鍵的生成過程D. 炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的催化劑4. 中國(guó)化學(xué)家研究的一種新型復(fù)合光催化劑碳納米點(diǎn)(CQDs)/氮化碳(C3N4)納米復(fù)合物可以利用太陽光實(shí)現(xiàn)高效分解水，其原理如圖所示。下列說法正確的是A. C3N4中

17、C的化合價(jià)為-4B. 反應(yīng)的兩個(gè)階段均為吸熱過程C. 階段II中，田。2既是氧化劑，又是還原劑D. 通過該反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向太陽能的轉(zhuǎn)化5. 根據(jù)能量變化示意圖，下列說法正確的是()teakJmol"1A. 狀態(tài)1是液態(tài)，則狀態(tài)3一定是氣態(tài)B. 狀態(tài)3是液態(tài)，則狀態(tài)4一定是氣態(tài)C. A(狀態(tài)2)+B(g)=C(狀態(tài)3)+D(g)AH=(d-a)kJmol。D. 斷裂ImolC(狀態(tài)3)和ImolD(g)中的化學(xué)鍵需要吸收的能量為(e-d)kJ6. 己知：氧化鋰(Li2O)晶體形成過程中的能量變化如圖所示下列說法正確的是（）A. AHi<0,AH2>0B. -AH5+AH

18、1+AH1+AH3+AH4+AH6=0c.ah3<o,ah4v0D.AHi+AH2+AH3+AH4=AH5+AH67. 根據(jù)下圖所示的過程中的能量變化情況，判斷下列說法正確的是()放山旎威2x632kj/md©N血)和。血)反應(yīng)生成NO(g)過祝中的能fit變化A. N2(g)轉(zhuǎn)化為氮原子是一個(gè)放熱過程B. lmolN2和ImolCh的總能量比2mo1NO的總能量高C. I個(gè)NO(g)分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收632kJ能量D. 2NO(g)=N2(g)+O2(g)的反應(yīng)熱AW=-180kJmor'8. 最近幾年霧霾天氣多次肆虐我國(guó)中東部地區(qū)。其中，汽車尾氣和燃煤尾氣

19、是造成空氣污染的原因之一。(1)汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2CO(g)廳礫2CO2(g)+N2(g),在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí)，c(CO2)隨溫度(7)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(。的變化曲線，如下圖所示，據(jù)此判斷： 該反應(yīng)的0(選填">”、"V”)。 當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí)，增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S>Sa在圖甲中畫出c(CO2)在£S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。 研究表明在紫外線照射下，由于TiO2的催化作用，空氣中的某些物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生OH自由基，如圖乙所示，OH與NO?反應(yīng)為NO2+OH=HNO3,寫出

20、NO與OH反應(yīng)的化學(xué)方程式。圖乙(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH,催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H=867kJmoi2NO2(g)-N2O4(g)H=56.9kJmolT；H2O(g)=H2O(1)AH=-44.0kJ-moF1寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式B卷9. M分子結(jié)構(gòu)為正四面體(如圖所示)。己知：斷裂N«g)中1molN-N鍵吸收193kJ能量，形成N2(g)中1molNN放出941k

21、J能最。下列說法正確的是A. 形成1molN4(g)中的化學(xué)鍵放出193kJ的能量B. N4(g)bl匕N2(g)更穩(wěn)定C. ImolNKg)完全轉(zhuǎn)化為N«g),體系的能量增加362kJD. N4(g)=2N2(g)H=724kJmoF10. 煤的液化可以合成甲醇。下列有關(guān)說法正確的是 “氣化”：C(s)+2H?O(g)O2(g)+2H2(g)Hi=+90.1kJ-mof1 催化液化I：CO?(g)+3H2(g)H3OH(g)+H2O(g)AH2=-49.0kJmo 催化液化II：CO2(g)+2H2(g)H3OH(g)+l/2O2(g)AH尸akJ-mol'1陰惠子交換膜A. 催化液化I中運(yùn)用催化劑，反應(yīng)的活化能&、小此都減小B. 反應(yīng)C(s)+H2O(g)+H2(g)CHsOH(g)AH=+41.IkJ-mol'1C. AW2>AW3D. 如圖為甲醇燃料電池的工作原理示意圖，負(fù)極的電極反應(yīng)為CH3