2022屆高三化學(xué)二輪三輪總復(fù)習(xí)重點突破化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

第5講化學(xué)反應(yīng)中的能量變化高頻考點突破考點1反應(yīng)熱、中和熱、燃燒熱的比較反應(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，酸與堿反應(yīng)生成1mol水時放出的熱量在101kPa時，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量反應(yīng)特點任何反應(yīng)中和反應(yīng)燃燒反應(yīng)物質(zhì)狀態(tài)物質(zhì)的狀態(tài)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1mol水為標(biāo)準(zhǔn)以燃燒1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)ΔH符號放熱取負(fù)值、吸熱取正值負(fù)值負(fù)值能量數(shù)值的描述必須指出是放熱還是吸熱或用ΔH表示直接描述熱量變化時不必再指明是放出的熱量，也可用ΔH表示備注ΔH＝∑E(生成物)－∑E(反應(yīng)物)②ΔH值與書寫形式有關(guān)電離吸熱、溶解時吸熱或放熱②稀的強(qiáng)酸與稀的強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol穩(wěn)定氧化物如CO2、SO2、H2O(l)、P2O5等比較ΔH的相對大小時要考慮其數(shù)值的“＋”或“－”的問題考點2熱化學(xué)方程式的書寫1.書寫原則:(1)標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)?(2)化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的量,可以用分?jǐn)?shù)?(3)ΔH要注意“+”?“-”,其單位為kJ/mol?(4)要標(biāo)明溫度和壓強(qiáng),不標(biāo)明時,即指25℃?101kPa,不注明反應(yīng)條件,不用“↑”?“↓”?2.表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式,要注意可燃物的化學(xué)計量數(shù)為1mol,且完全燃燒,生成穩(wěn)定的氧化物,

3.表示中和熱的熱化學(xué)方程式,要注意生成1molH2O,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱數(shù)值恒定為57.3,若有弱酸或弱堿參加,則中和熱數(shù)值小于57.3?考點3反應(yīng)熱的計算反應(yīng)熱的計算方法1.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量計算ΔH=E(生成物)-E(反應(yīng)物)2.根據(jù)鍵能計算ΔH=反應(yīng)物鍵能總和一生成物鍵能總和3.燃燒熱和中和熱的計算(1)燃燒熱:Q放=n(可燃物)×ΔHC?n(可燃物)為可燃物的物質(zhì)的量,ΔHC為該可燃物的燃燒熱?(2)中和熱:Q放=n(H2O)×ΔHC′n(H2O)為生成水的物質(zhì)的量,ΔHC′為中和熱?4.據(jù)蓋斯定律計算(1)理論依據(jù):一定條件下,一個化學(xué)反應(yīng)不管一步完成,還是分步完成,反應(yīng)的總熱效應(yīng)相同,即反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)的途徑無關(guān),只與始態(tài)?終態(tài)有關(guān)?

(3)注意事項①合理進(jìn)行方程式的疊加熱化學(xué)方程式的疊加類似于整式的運算,疊加時應(yīng)遵循數(shù)學(xué)的運算規(guī)則,當(dāng)需要將某一熱化學(xué)方程式同乘以某一化學(xué)計量數(shù)時,各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)和ΔH需同乘以該化學(xué)計量數(shù)?當(dāng)某物質(zhì)或ΔH移到“＝”另一邊時就變?yōu)楫愄柤础?”變“-”或“-”變“+”?②“ΔH”在進(jìn)行加?減?乘等運算時,一定要注意其符號的改變,即ΔH的運算包括數(shù)值和符號的雙重運算?熱點題型突破考情分析:反應(yīng)熱是近幾年高考的重點考查內(nèi)容之一?題型為選擇題和填空題?考查的內(nèi)容主要有:1.熱化學(xué)方程式的正誤判斷?2.比較反應(yīng)熱的大小?3.有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算?由于能源問題已成為社會熱點,有關(guān)能源的試題也將成為今后命題的重點,從能源問題切入,從不同的角度設(shè)問,結(jié)合新能源的開發(fā),將是今后命題的方向?題型一有關(guān)反應(yīng)熱的概念【例1】(2009·重慶,12)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(ΔH的絕對值均正確)()A.C2H5OH(l)+3O2(g)＝2CO2(g)+3H2O(g);ΔH=-1367.0kJ/mol(燃燒熱)B.NaOH(aq)+HCl(aq)＝NaCl(aq)+H2O(l);ΔH=+57.3kJ/mol(中和熱)C.S(s)+O2(g)＝SO2(g);ΔH=-296.8kJ/mol(反應(yīng)熱)D.2NO2＝O2+2NO;ΔH=+116.2kJ/mol(反應(yīng)熱)[解析]選項A,H2O呈氣態(tài)時不穩(wěn)定,不是表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式?選項B,中和反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,ΔH=-57.3kJ/mol,B錯誤?選項C,S燃燒生成SO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH<0,同時表明了物質(zhì)的聚集狀態(tài)等,C正確?選項D,未注明物質(zhì)的聚集狀態(tài),D錯誤?[答案]C

[點撥]燃燒熱?中和熱?反應(yīng)熱三者之間的聯(lián)系①弄清燃燒熱的含義:在101kPa時,1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫該物質(zhì)的燃燒熱,例如:C(s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH=-393.5kJ/mol,碳的燃燒熱是393.5kJ/mol?②弄清中和熱的含義:中和熱是在稀溶液中,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時放出的熱量,中和熱為57.3kJ/mol,反應(yīng)熱為ΔH=-57.3kJ/mol?③反應(yīng)熱隨反應(yīng)物的物質(zhì)的量的變化而變化,一個“可逆的”化學(xué)反應(yīng),它的正反應(yīng)和逆反應(yīng)的焓變大小相等?符號相反?④三者既有聯(lián)系又有區(qū)別,燃燒熱和中和熱都是正值,并且都是定值,反應(yīng)熱既有正值(正號不能省略)又有負(fù)值,符號不表示大小而表示吸熱或放熱,反應(yīng)熱隨反應(yīng)物的物質(zhì)的量的變化而變化?【變式訓(xùn)練1】下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是()A.HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH=-57.3kJ/mol,則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH=2×(-57.3)kJ/molB.CO(g)的燃燒熱是283.0kJ/mol,則2CO2(g)＝2CO(g)+O2(g)反應(yīng)的ΔH=2×283.0kJ/molC.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)D.1mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱[解析]中和熱是以生成1molH2O作為標(biāo)準(zhǔn)的,因此A不正確;燃燒熱是指1mo

l物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物所放出的熱量,因此B正確,D不正確;有些反應(yīng)需加熱才能發(fā)生,但卻是放熱反應(yīng),例如燃料的燃燒需點燃引發(fā)才能發(fā)生,但卻是放熱反應(yīng),因此C不正確?[答案]B題型二熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷【例2】(2009·四川,9)25℃,101kPa時,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol,辛烷的燃燒熱為5518kJ/mol?下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()

[解析]選項A,2molH+(aq)和2molOH-(aq)反應(yīng)應(yīng)放出57.3kJ×2=114.6kJ熱量,A錯誤?選項B,符合中和熱的定義,B正確?選項C,生成的H2O不是穩(wěn)定的液態(tài),C錯誤?選項D,不符合燃燒熱的定義,D錯誤?[答案]B[點撥]判斷一個熱化學(xué)方程式是否正確,主要看方程式是否配平?狀態(tài)是否注明?ΔH的符號與數(shù)值是否正確?【變式訓(xùn)練2】(2009·莆田模擬)2008年8月8日,體操王子李寧點燃了位于“鳥巢”的奧運主火炬,第29屆奧運會正式開幕,奧運火炬的燃料為丙烷?已知丙烷的燃燒熱為akJ/mol?下列有關(guān)丙烷燃燒的化學(xué)方程式正確的是()A.C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(g);ΔH=akJ/molB.C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(l);ΔH=akJ/molC.C3H8(g)+5O2(g)＝3CO2(g)+4H2O(g);ΔH=-akJ/molD.2C3H8(g)+10O2(g)＝6CO2(g)+8H2O(l);ΔH=-2akJ/mol[解析]放熱反應(yīng)的ΔH為負(fù)值,故A?B不正確,ΔH與化學(xué)計量數(shù)成正比,1mol的丙烷燃燒生成液態(tài)水時,放出akJ熱量,生成氣態(tài)水放出的熱量小于akJ,故C不正確,D正確?[答案]D

題型三有關(guān)反應(yīng)熱的計算【例3】(2009·海南,12)已知:Fe2O3(s)+C(s)＝CO2(g)+2Fe(s);ΔH=234.1kJ·mol-1;C(s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH=-393.5kJ·mol-1;則2Fe(s)+O2(g)＝Fe2O3(s)的ΔH是()A.-824.4kJ·mol-1 B.-627.6kJ·mol-1C.-744.7kJ·mol-1 D.-169.4kJ·mol-1[答案]A[解析]本題根據(jù)蓋斯定律即可求解?觀察熱化學(xué)方程式Fe2O3(s)+C(s)＝CO2(g)+2Fe(s);ΔH1=234.1kJ·mol-1①;C(s)+O2(g)＝CO2(g);ΔH2=-393.5kJ·mol-1②;②×-①可得2Fe(s)+O2(g)＝Fe2O3(s),則ΔH=ΔH2-ΔH1=-824.35kJ·mol-1≈-824.4kJ·mol-1?[點撥](1)根據(jù)熱化學(xué)方程式計算:解答這類試題的關(guān)鍵一是要弄清楚反應(yīng)熱的含義,二是要注意熱量與反應(yīng)計量數(shù)的關(guān)系?(2)根據(jù)鍵能計算:解答這類試題時一定要將所有反應(yīng)物和生成物的化學(xué)鍵數(shù)目計算清楚,否則極易出錯?書寫熱化學(xué)方程式時易出現(xiàn)不注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)?單位用kJ?ΔH不與化學(xué)計量數(shù)聯(lián)系?忽視ΔH的“+”?“-”等錯誤?【變式訓(xùn)練3】(2009·全國高考卷Ⅱ)已知:2H2(g)+O2(g)＝2H2O(l);ΔH=-571.6kJ/molCH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l);ΔH=-890kJ/mol現(xiàn)有H2與CH4的混合氣體112L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),使其完全燃燒生成CO2和H2O(l),若實驗測得反應(yīng)放熱3695kJ,則原混合氣體中H2與CH4的物質(zhì)的量之比是()A.1:1B.1:3C.1:4D.2:3[解析]解答此類題可采用以下兩種方法:一是列方程組求解,二是“十字交叉”法?方法二:1mol混合氣體完全燃燒放出熱量為739kJ,1molH2,1molCH4完全燃燒放出熱量分別為285.8kJ?890kJ,由得n(H2):n(CH4)=151:453.2=1:3?[答案]B2010高考真題1.(2010·山東卷)下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是()A.生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量B.放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率C.應(yīng)用蓋斯定律,可計算某些難以直接測量的反應(yīng)焓變D.同溫同壓下,H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同答案:C解析:本題考查化學(xué)反應(yīng)能量變化,意在考查考生的分析推理能力和實際運用知識的能力?放熱反應(yīng)的特點是生成物總能量低于反應(yīng)物總能量,吸熱反應(yīng)的特點是生成物總能量高于反應(yīng)物總能量,A選項錯誤;反應(yīng)速率受反應(yīng)物本身的性質(zhì)?壓強(qiáng)?溫度?濃度?催化劑等因素影響,與反應(yīng)放熱或吸熱無直接關(guān)系,B選項錯誤;蓋斯定律表明:焓變與反應(yīng)過程無關(guān),只與反應(yīng)始態(tài)和終態(tài)有關(guān),C選項正確;同一反應(yīng)的ΔH不因反應(yīng)條件的改變而改變,D選項錯誤?2.(2010·全國卷Ⅱ)下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(25℃,101kPa):由此判斷,正丁烷的燃燒熱是()A.-2878kJ/molB.-2658kJ/molC.-1746kJ/molD.-1526kJ/mol解析:本題考查燃燒熱定義,意在考查考生對基本概念的理解與運用?②中生成物水是氣態(tài);③?④中均生成CO,氣態(tài)水和CO均不是穩(wěn)定的氧化物?答案:A3.(2010·新課標(biāo)全國卷)已知:HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH=-12.1kJ·mol-1;HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH=-55.6kJ·mol-1?則HCN在水溶液中電離的ΔH等于()A.-67.7kJ·mol-1B.-43.5kJ·mol-1C.+43.5kJ·mol-1D.+67.7kJ·mol-1答案:C解析:本題考查化學(xué)反應(yīng)熱的計算,意在考查考生對蓋斯定律的運用能力?題述反應(yīng)的離子方程式依次為:HCN(aq)+OH-(aq)＝CN-(aq)+H2O(l);ΔH=-12.1kJ/mol①,H+(aq)+OH-(aq)＝H2O(l);ΔH=-55.6kJ/mol②,①-②得:HCN(aq)＝H+(aq)+CN-(aq);ΔH=+43.5kJ/mol?4.(2010·廣東卷)在298K?100kPa時,已知:2H2O(g)＝O2(g)+2H2(g);ΔH1Cl2(g)+H2(g)＝2HCl(g);ΔH22Cl2(g)+2H2O(g)＝4HCl(g)+O2(g);ΔH3則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關(guān)系正確的是