化學能與熱能

1、考綱要求1.了解化學反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因及常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2 .了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3 .了解熱化學方程式的含義，能正確書寫熱化學方程式。4.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學在解決能源危機中的重要作用。5.了解始變（A耳與反應(yīng)熱的含義。6.理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)始變的計算。命題角度一反應(yīng)熱的計算與比較命題規(guī)律反應(yīng)熱的計算高考中常以填空題型考查，其考查方式是利用蓋斯定律或物質(zhì)的鍵能或標出能量數(shù)值的圖像等進行計算，是歷屆高考的必考題之一，有時也在選擇題型中考查反應(yīng)熱的大小比較。（1）從宏觀角度分析AH=Hi（生成

2、物的總能量）一H2（反應(yīng)物的總能量）（2）從微觀角度分析AH=Ei（反應(yīng)物的鍵能總和）一巳（生成物的鍵能總和）（3）從活化能角度分析AH=Ei（正反應(yīng)活化能）E（逆反應(yīng)活化能）（4）根據(jù)蓋斯定律計算熱化學方程式婚變之間的關(guān)系aA(g>=B(g)3HA(g)=_yB(g)AH,AHS=AH；或H=aSH:H=一3HJa/=aj/1+ah22.反應(yīng)熱大小的比較比較反應(yīng)熱的大小時要注意：AH有正負之分，比較時要連同“十”“”一起比較，類似數(shù)學中的正、負數(shù)大小的比較；若只比較放出或吸收熱量的多少，則只比較數(shù)值的大小，不考慮正、負號。具體比較方法有如下幾種：(1)利用蓋斯定律比較。(2)同一反應(yīng)的

3、生成物狀態(tài)不同時，如A(g)+B(g)=C(g)AH,A(g)+B(g)=C(l)AH2,則AH>AH2。(3)同一反應(yīng)的反應(yīng)物狀態(tài)不同時，如A(s)+B(g)=C(g)AH,A(g)+B(g)=C(g)AH2,則AH>AH2。(4)兩個有聯(lián)系的反應(yīng)相比較時，如C(s)+Q(g)=CQ(g)AH，C(s)1 .+2Q(g)=CO(g)AH2。1比較方法：利用反應(yīng)減去反應(yīng)，得反應(yīng)CO(g)+2O2(g)=CO(g)AH=AHAH,根據(jù)AH大于0或小于0進行比較。1. (1)(2019全國卷II節(jié)選)已知：(2(8)+%(K)AH=100.3kJmol1-1H2(g)+12(g)=2H

4、I(g)AH2=-11.0kJmol對于反應(yīng):+h(g)=2(g)+2H(g)1AH=kJ-mol。(2)(2019全國卷ID節(jié)選)Deacon直接氧化法可按下列催化過程進行：CuCl2(s)=CuCl(s)+gl2(g)AH=83kJ-mol1111CuCl(s)+/O(g)=CuO(s)+2Cl2(g)AK=20kJmol1CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+HO(g)AH=-121kJ-mol11則4HCl(g)+Q(g)=2Cl2(g)+2HO(g)的AH=kJ-mol。答案(1)89.3(2)116解析(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)+可得反應(yīng)，則AH3=AH+AH?=100.3

5、kJ?mol1+(11.0kJ-mol1)1=89.3kJ-mol。(2)由蓋斯定律可得，4HCl(g)+Q(g)=2Cl2(g)+2代O(g)AH=2AH3+2AH.+2AH，/1、，1、，1、一=(121kJ-mol)x2+(20kJ-mol)x2+(83kJ-mol)x2=一1116kJ-molo2.(1)(2018全國卷I)采用NQ為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù)，在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25C時NQ(g)分解反應(yīng)：2Wg)*4N()TCg)-()2(gr2“0（口其中NO二聚為MQ的反應(yīng)可以迅速達到平衡。體系的總壓強p

6、隨時間t的變化如下表所示（t=oo時，NQ（g）完全分解）：t/min0408016026013001700oop/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1已知：2NQ(g)=2N2Q(g)+Q(g)AH=4.4kJ-mol12NO(g)=N2Q(g)1A55.3kJ-mol一一一一1一，.i則反應(yīng)NjQ(g)=2NO(g)+/Q(g)的AH=kJ-mol。(2)(2018全國卷H)CH4-CO催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H),還對溫室氣體的減排具有重要意義。CH4-CO催化重整反應(yīng)為：CH(g)+CO(g)=2CO(g)+2H(g)。已知：C(s)+2H(

7、g)=CH(g)AH=75kJmol1_.1C(s)+Q(g)=CO(g)AH=394kJ-mol八1一1.1C(s)+20(g)=CO(g)AH=-111kJ-mol該催化重整反應(yīng)的AH=kJ-mol(3)(2018全國卷田)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SiHCl3(g)=SiH2cl2(g)+SiCl4(g)I I-1AHi=48kJmol3SiH2cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g)AH2=-30kJmol11則反應(yīng)4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)的AH=kJ-mol。答案(1)53.1

8、(2)247(3)114解析(1)已知：i.2N2Q(g)=2N2Q(g)+Q(g)AH=4.4kJmol11II .2NQ(g)=N2O(g)AH=55.3kJ-mol一,1AH根據(jù)蓋斯定彳t可知i+2ii即得到NO(g)=2NO(g)+Q(g)AH=A凡=53.1kJmol1。1(2)已知：C(s)+2H(g)=CH(g)AH=75kJ-molC(s)+Q(g)=CO(g)AH=394kJ-mol1一1一一.1C(s)+Q(g)=CO(g)AH=-111kJmol根據(jù)蓋斯定律可知x2即得到CH-CO催化重整反應(yīng)CH(g)+1CQ(g)=2CO(g)+2H(g)的AH=247kJ-mol。(

9、3)將第一個方程式擴大3倍，再與第二個方程式相加就可以得到目標反應(yīng)的始變，所以始變?yōu)?8X3+(30)kJmol:制得等量H所需能量較少的是。一，3(2017全國卷田節(jié)選)已知：As(s)+2W(g)+2Q(g)=H3AsO(s)AH閨g)+Q(g)=H2O(l)AH52As(s)+,Q(g)=As2Q(s)AH則反應(yīng)As2Q(s)+3HO(l)=2H3AsO(s)的AH=114kJmol1。3. (2018江蘇高考)NO(主要指NOWNO)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NO是環(huán)境保護的重要課題。用水吸收NO的相關(guān)熱化學方程式如下：_.12NO(g)+HO(l)=HNO(aq)+HNQ

10、aq)AH=-116.1kJmol3HNQaq)=HNaq)+2NO(g)+HbO(l)AH=75.9kJmol1反應(yīng)3NO(g)+H，O(l)=2HNQ(aq)+NO(g)的AH=kJ-mol1。答案136.2解析將兩個熱化學方程式編號，2NO(g)+HO(l)=HNO(aq)+HNQaq)AH=-116.1kJmol1(式)3HNQaq)=HNaq)+2NO(g)+FbO(l)AH=75.9kJmol1(式)應(yīng)用蓋斯定律，將(式X3+式)+2得反應(yīng)3NO(g)+HO(l)=2HNO(aq)+NO(g)AH=(-116.1kJ-mol1)X3+75.9kJmol1+2=136.2kJmol1

11、。4. (1)(2017全國卷I節(jié)選)下圖是通過熱化學循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。f熱化學硫碘循環(huán)水分解制氫系統(tǒng)（1）：H；S（）4（aq）AH二327kJ,ni口1iAsSO®）+k（8）+2H?O（l）=2HI畫）+心（）4（叫）kJ-mol-1j2HlMq）=H2（g）+l2（K）AIA=110kJ-mol-1jH似0+H卷。則q）=$kHSO£g）+2用。AM=6lkJ,mol1熱化學瑜化循環(huán)硫化氫分化聯(lián)產(chǎn)氫氣、硫黃系統(tǒng)（11）.通過計算，可知系統(tǒng)（I）和系統(tǒng)（R）制氫的熱化學方程式分別為1答案H2O(l)=H2(g)+2Q(g)AH=2

12、86kJmol1HS(g)=H(g)+S(s)AH=20kJmol1系統(tǒng)(H)(2)2AH1-3AH2-AH解析(1)將題干中的四個熱化學方程式分別編號為，根據(jù)蓋斯定律，將+可得系統(tǒng)(I)中的熱化學方程式：HO(l)=H2(g)+；O(g)AH=AH+A凡+AH=327kJ-mol1-151kJ-mol：110kJ-mol1=286kJ-mol1同理，將+可得系統(tǒng)(R)中的熱化學方程式：H，S(g)=H2(g)+S(s)AH=A代+AH+AH=151kJmol：110kJ-mol1+61kJmol1=20kJ-mol1由所得兩熱化學方程式可知，制得等量H所需能量較少的是系統(tǒng)(R)。.3(2)令

13、：As(s)+2代包)+2Q(g)=H3AsO(s)AH1一一一寓g)+Q(g)=H2O(l)AH52As(s)+尹(g)=As2Q(s)AH3根據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)X2X3可得：AszQ(s)+3H2O(l)=2H3AsO(s)AH=2AH13AHAH。5. (2019陜西高三教學質(zhì)量檢測)CQ等溫室氣體的排放所帶來的溫室效應(yīng)已經(jīng)對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生很大影響。CO的利用也成為人們研究的熱點。以CO和代為原料合成甲醇技術(shù)獲得應(yīng)用。(1)已知CHOH(g)+3a(g)=CQ(g)+2H2OQ)AH=363kJ/mol2H(g)+Q(g)=2H2O(l)AH=571.6kJ/molHbO(l)=H2

14、O(g)AH=+44kJ/mol則CO(g)+3H(g)CHOH(g)+HO(g)的反應(yīng)熱AH=。(2)該反應(yīng)常在230280C、1.5MPa條件下進行。采用催化劑主要組分為CuO-ZnO-ALQ。催化劑活性組分為單質(zhì)銅，因此反應(yīng)前要通氫氣還原。寫出得到活性組分的反應(yīng)的化學方程式：o使用不同催化劑時，該反應(yīng)反應(yīng)熱AH(填“相同”或“不同”)。答案(1)-450.4kJ/mol(2)H2+CuO=cj+HO相同3.解析(1)已知CHOH(g)+Q(g)=CQ(g)+2HO(l)AH=363kJ/mol2H2(g)+Q(g)=2HbO(l)AH2=-571.6kJ/mol_3一一H2O(l)=H2O(g)AH=+44kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律可知，x+可得一一、一3CO(g)+3W(g)CHOH(g)+H2O(g),則其反應(yīng)熱AH=(-571.6kJ/mol)x2+(+44kJ/mol)(363kJ/mol)=450.4kJ/mol。(