学年人教版选修4 第1章 化学反应与能量 章末复习 学案.docx
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学年人教版选修4第1章化学反应与能量章末复习学案
第1章化学反应与能量
章末复习
【考向分析】本章是高考必考点，也是期末考试的热点，本章的命题角度一般有以下几个方面：
（1）焓变的理解和有关基本计算；
（2）热化学方程式的含义与书写判断；（3）燃烧热和中和热的理解与判断；（4）利用键能、盖斯定律、物质的能量变化关系图求解反应热。
常见的题型为选择题和非选择题，非选择题考查常与电化学、化学反应速率及化学平衡相结合考查。
【知识归纳】
知识点1焓变、反应热
1．反应热（焓变）的概念及表示方法：
化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量来描述，叫做反应热，又称焓变，符号为ΔH，单位为kJ/mol，规定放热反应的ΔH为“—”，吸热反应的ΔH为“+”。
（1）描述此概念时，无论是用“反应热”、“焓变”或“ΔH”表示，其后所用的数值必须带“+”或“—”。
（2）单位是kJ/mol，而不是kJ，热量的单位是kJ。
（3）在比较大小时，所带“+”“—”符号均参入比较。
2.放热反应和吸热反应
（1）放热反应的ΔH为“—”或ΔH＜0；吸热反应的ΔH为“+”或ΔH＞0。
①∆H＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）
②∆H＝E（反应物的键能）－E（生成物的键能）
（2）常见的放热反应和吸热反应
①放热反应：
活泼金属与水或酸的反应、酸碱中和反应、燃烧反应、多数化合反应。
②吸热反应：
多数的分解反应、氯化铵固体与氢氧化钡晶体的反应、水煤气的生成反应、炭与二氧化碳生成一氧化碳的反应。
（（3）需要加热的反应，不一定是吸热反应；不需要加热的反应，不一定是放热反应。
（4）通过反应是放热还是吸热，可用来比较反应物和生成物的相对稳定性。
如C（石墨，s）C（金刚石，s）△H3=+1.9kJ/mol，该反应为吸热反应，金刚石的能量高，石墨比金属石稳定。
【考点练习】
1.下列关于能量变化的说法正确的是（ ）
A．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，冰的能量高
B．化学反应在物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式只有吸热和放热两种
C．已知C（石墨，s）═C（金刚石，s）△H＞0，则金刚石比石墨稳定
D．化学反应遵循质量守恒的同时，也遵循能量守恒
2.下列说法中正确的是（ ）
A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B．生成物全部化学键形成时所释放的能量大于破坏反应物全部化学键所吸收的能量时，反应为吸热反应
C．反应产物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，△H＞0
D．△H的大小与热化学方程式的计量系数无关
3.如图所示，△H1=﹣393.5kJ•mol﹣1，△H2=﹣395.4kJ•mol﹣1，下列说法或表示式正确的是（ ）
A．C（s、石墨）=C（s、金刚石）△H=+1.9kJ•mol﹣1B．石墨和金刚石的转化是物理变化
C．金刚石的稳定性强于石墨D．石墨和金刚石是同分异构体
知识点2热化学方程式的书写
1.书写热化学方程式：
与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下六点：
（1）ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“空格”隔开。
若为放热反应“ΔH”为“－”；若为吸热反应“ΔH”为“＋”。
ΔH的单位一般为kJ/mol。
（2）注意反应热ΔH与测定条件（温度、压强等）有关。
因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。
绝大多数ΔH是在25℃、101325Pa下测定的，可不注明温度和压强。
（3）注意热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数。
因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。
（4）注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。
因此，必须注明物质的聚集状态（s、l、g、aq）才能完整地体现出热化学方程式的意义。
热化学方程式中不用↑和↓。
（5）注意热化学方程式是表示反应已完成的数量。
由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。
当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
（6）书写表示燃烧热的热化学方程式时，可燃物的化学计量数为1；产物应为完全燃烧生成的稳定化合物，如C燃烧应生成CO2而不是CO，H2燃烧生成的是H2O（l），而不是H2O（g）。
2.书写热化学方程式的防错诀窍：
热化学方程式往往是接受容易写书难。
这种“难”主要体现在写不完整，且常有如下漏写之处：
（1）漏写反应物或生成物的聚集状态，其根本点是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。
（2）将ΔH的正、负混淆，其关键是没有体会到“＋”“－”分别表达吸收或放出热量后使反应本身的能量升高或降低了。
（3）未注意到：
化学计量数不同，其反应热的数值也不相同。
如：
H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g） ΔH＝－184.6kJ·mol－1①
＝HCl（g） ΔH＝－92.3kJ·mol－1②，原因是反应热的单位是kJ·mol－1，为每摩反应的热效应。
但反应不同涵义不同，对反应①来说每摩反应指1molH2与1molCl2反应生成2molHCl；但对反应②来说，每摩反应则指
（4）看清题目要求。
写热化学方程式，答案不是惟一的；写表示燃烧热的热化学方程式，可燃物的化学计量数必须为1，答案是惟一的。
【考点练习】
4.在25℃、101kPa下，0.1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热72.58kJ，下列热化学方程式正确的是（ ）
A．CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H=+725.8kJ/mol
B．2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）；△H=﹣1451.6kJ/mol
C．CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H=﹣725.8kJ/mol
D．2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）；△H=+1451.6kJ/mol
5.（湖南省岳阳县第一中学2016-2017学年高二10月月考考）已知热化学方程式：
①CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJ/mol，②H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）△H=-241.8kJ/mol，据此判断下列说法正确的是（）
A．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H>-241.8kJ/mol
B．H2（g）的燃烧热△H=-241.8kJ/mol
C．H2（g）转变成H2O（g）的化学反应一定放出能量
D．CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）的△H=-41.2kJ/mol
6.（湖南省岳阳一中2015-2016学年高二上期中）环境保护是当今社会的热门话题，地球上的能源主要源于太阳，绿色植物的光合作用可以大量吸收CO2以减缓温室效应，主要过程可以用下列三步来描述：
①H2O（l）═2H+（aq）+
O2（g）+2e﹣△H=+284kJ•mol﹣1
②CO2（g）+C5（s）+2H+（aq）═2C3+（s）+H2O（l）+
O2（g）△H=+396kJ•mol﹣1
③12C3+（s）+12e﹣+6H2O（l）═C6H12O6（葡萄糖，s）+6C5（s）△H=﹣1200kJ•mol﹣1
下面关于绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式正确的是（ ）
A．6CO2（g）+6H2O（l）═C6H12O6（葡萄糖，s）+6O2（g）△H=﹣1880kJ•mol﹣1
B．6CO2（g）+6H2O（l）═C6H12O6（葡萄糖，s）+6O2（g）△H=+2880kJ•mol﹣1
C．6CO2（g）+6H2O（l）═C6H12O6（葡萄糖，s）+6O2（g）△H=+2560kJ•mol﹣1
D．6CO2（g）+6H2O（l）═C6H12O6（葡萄糖，s）+6O2（g）△H=﹣1720kJ•mol﹣1
知识点3燃烧热与中和热
1.燃烧热、中和热及其异同
（1）燃烧热指的是1mol可燃物燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，注意：
稳定的化合物，如H2→H2O（l）而不是H2O（g）、C→CO2（g）而不是CO、S→SO2（g）而不是SO3。
（2）中和热是指酸、碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水所放出的热量。
注意：
弱酸、弱碱电离出H+、OH－需要吸收热量，故所测定中和热的数值偏小；浓硫酸与碱测定中和热时，因浓硫酸释稀要放热，故测定的中和热的数值偏大。
（3）因燃烧热、中和热是确定的放热反应，具有明确的含义，故在表述时不用带负号，如CH4的燃烧热为890KJ/mol。
（4）注意表示燃烧热的热化学方程式和燃烧的热化学方程式；表示中和热的热化学方程式和表示中和反应的热化学方程式的不同。
燃烧热以可燃物1mol为标准，且燃烧生成稳定的化合物；中和热以生成1mol水为标准。
2.能源：
新能源的开发与利用,日益成为社会关注的焦点,因此,以新型能源开发与利用为背景材料，考查热化学方程式的书写及求算反应热，已成为命题的热点。
关于能源问题，应了解下面的几个问题：
（1）能源的分类：
常规能源（可再生能源，如水等，非再生能源，如煤、石油、天然气等）；新能源（可再生能源，如太阳能、风能、生物能；非再生能源，如核聚变燃料）
（2）能源的开发；①太阳能：
每年辐射到地球表面的能量为5×1019kJ，相当于目前全世界能量消耗的1.3万倍。
②生物能：
将生物转化为可燃性的液态或气态化合物，再利用燃烧放热。
③风能：
利用风力进行发电、提水、扬帆助航等技术，风能是一种可再生的干净能源。
④地球能、海洋能。
【考点练习】
7.下列热化学方程式中△H的值能表示可燃物燃烧热的是（ ）
A．H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）△H=﹣184.6kJ•mol﹣1
B．CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣802.3kJ•mol﹣1
C．2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=﹣571.6kJ•mol﹣1
D．CO（g）+O2（g）═CO2（g）△H=﹣283kJ•mol﹣1
8.强酸和强碱在稀溶液里反应的热化学方程式可表示为：
H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1，已知：
CH3COOH（aq）＋NaOH（aq）===CH3COONa（aq）＋H2O（l）ΔH＝－Q1kJ·mol－1，HNO3（aq）＋NaOH（aq）===NaNO3（aq）＋H2O（l）ΔH＝－Q2kJ·mol－1，上述均是在溶液中进行的反应，Q1、Q2的关系正确的是（）
A．Q1＝Q2＝57.3B．Q1>Q2>57.3C．Q1 9.环境保护是当今社会的热门话题，地球上的能源主要源于太阳，绿色植物的光合作用可以大量吸收CO2以减缓温室效应，主要过程可以用下列三步来描述：
①H2O（l）═2H+（aq）+
O2（g）+2e﹣△H=+284kJ•mol﹣1
②CO2（g）+C5（s）+2H+（aq）═2C3+（s）+H2O（l）+
O2（g）△H=+396kJ•mol﹣1
③12C3+（s）+12e﹣+6H2O（l）═C6H12O6（葡萄糖，s）+6C5（s）△H=﹣1200kJ•mol﹣1
下面关于绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式正确的是（ ）
A．6CO2（g）+6H2O（l）═C6H12O6（葡萄糖，s）+6O2（g）△H=﹣1880kJ•mol﹣1
B．6CO2（g）+6H2O（l）═C6H12O6（葡萄糖，s）+6O2（g）△H=+2880kJ•mol﹣1
C．6CO2（g）+6H2O（l）═C6H12O6（葡萄糖，s）+6O2（g）△H=+2560kJ•mol﹣1
D．6CO2（g）+6H2O（l）═C6H12O6（葡萄糖，s）+6O2（g）△H=﹣1720kJ•mol﹣1
知识点4反应热的求算
1.化学反应的热效应和键能的关系：
在化学反应中，从反应物分子改变为生成物分子，各原子内部并没有发生变化，但原子间的结合方式发生了改变。
在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键形成了。
在破坏旧化学键时，需要能量来克服原子间的相互作用。
在形成新化学键时，由于原子间的相互作用而放出能量，所以，任何化学反应都有反应热。
化学反应的热效应来源于反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化。
根据化学键键能的大小可粗略计算化学反应的热效应，化学反应的热效应：
ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
2．盖斯定律及其应用：
化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，这就是盖斯定律。
利用盖斯定律求反应热时，应注意热化学方程式的化学计量数变化、状态变化、ΔH变化，同时在同乘一个数或除一个数时各物质的物质的量、ΔH值均要发生变化，同种物质的分子式可以相加减，ΔH同样也可相加减。
3.进行反应热的有关计算时应注意以下几点：
（1）反应热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反应热数值需同时作相同倍数的改变。
（2）热化学方程式与数学上的方程相似，可以移项，同时改变正、负号；各项的系数，包括ΔH的数值，可以同时扩大或缩小相同的倍数。
（3）根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。
（4）可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×燃烧热。
（5）热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全反应时的反应热。
（6）正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。
【考点练习】
10.已知：
4HCl（g）+O2（g）
2C12（g）+2H2O（g）△H=-123kJ．mol-1。
其中相关的化学键键能数据如下：
其中a值为（）
A．242B．303.5C．180.5D．365
11.黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：
S（s）+2KNO3（s）+3C（s）=K2S（s）+N2（g）+3CO2（g）△H=xkJ·mol-l已知：
碳的燃烧热△H1=akJ·mol-l，S（s）+2K（s）=K2S（s）△H2=bkJ·mol-1，2K（s）+N2（g）+3O2（g）=2KNO3（s）△H3=ckJ·mol-l，则x为（）
A．c-3a-bB．3a+b-cC．a+b-cD．c-a-b
12.（嘉兴市第一中学2016-2017学年高一上期中）已知H2（g）、C2H4（g）和C2H5OH（l）的燃烧热分别是285.8kJ·mol－1、1411.0kJ·mol－1和1366.8kJ·mol－1，则由C2H4（g）和H2O（l）反应生成C2H5OH（l）的ΔH为（）
A．－44.2kJ·mol－1B．＋44.2kJ·mol－1C．－330kJ·mol－1D．＋330kJ·mol－1
【单元抢分】
1.全球气候变暖给人类的生存和发展带来了严峻的挑战，在此背景下，“新能源”、“低碳”、“节能减排”、“吃干榨尽”等概念愈来愈受到人们的重视。
下列有关说法不正确的是（）A.太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”
B.“低碳”是指采用含碳量低的烃类作为燃料
C.如图甲烷经一氯甲烷生成低碳烯烃的途径体现了“节能减排”思想
D.让煤变成合成气，把煤“吃干榨尽”，实现了煤的清洁、高效利用
2.在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应
H2S（g）+3/2
O2（g）
SO2（g）+H2O（g）△H1
2H2S（g）+SO2（g）
3/2S2（g）+2H2O（g）△H2
H2S（g）+1/2O2（g）
S（g）+H2O（g）△H3
2S（g）
S2（g）△H4则△H4正确表达式为（）
A.△H4＝2/3
（△H1＋△H2－3△H3）B.△H4＝2/3（3△H3－△H1－△H2）
C.△H4＝3/2
（△H1＋△H2＋3△H3）D.△H4＝3/2
（△H1－△H2－3△H3）
3.下列叙述正确的是（）
A.甲烷的燃烧热：
∆H=－890.3kJ
B.碳生成一氧化碳的燃烧热是111kJ/molC.中和热∆H=－57.3kJ/mol
D.醋酸与NaOH反应的中和热小于－57.3kJ/mol
4.已知键能数据：
C-H为akJ/mol，O2中看作O=O为bkJ/mol，C=O为mkJ/mol，H-O为nkJ/mol。
则可计算CH4（g）+2O2（g）
CO2（g）+2H2O（g）∆H，此反应∆H是（）
A.（+4a+2b-2m-4n）B.（+4a+2b-2m-4n）kJ/mol
C.-（+4a+2b-2m-4n）kJ/molD.（+4a+2b-m-2n）kJ/mol
5.已知：
H2（g）＋F2（g）
2HF（g）的能量变化如图所示，下列有关叙述中正确的是（）
A.氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应
B.1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJ
C.在相同条件下，1molH2与1molF2的能量总和大于2molHF气体的能量
D.断裂1molH—H键和1molF—F键吸收的能量大于形成2molH—F键放出的能量
6.已知：
2H2（g）＋O2（g）
2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1
2CH3OH（l）＋3O2（g）
2CO2（g）＋4H2O（l）ΔH＝－1452kJ·mol－1
H＋（aq）＋OH－（aq）
H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1
下列说法正确的是（）
A.H2（g）的燃烧热为571.6kJ·mol－1
B.同质量的H2（g）和CH3OH（l）完全燃烧，H2（g）放出的热量多
C.H2SO4（aq）＋Ba（OH）2（aq）
BaSO4（s）＋H2O（l）ΔH＝－57.3kJ·mol－1
D.3H2（g）＋CO2（g）
CH3OH（l）＋H2O（l）ΔH＝＋135.9kJ·mol－1
7.已知C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g） ΔH=AkJ·mol-1，2C（s）+O2（g）
2CO（g） ΔH=-220 kJ·mol-1，H—H、O=O和O—H键的键能分别为436 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1和462 kJ·mol-1，则A为（）
A.-332 B.-118 C.+350 D.+130
8.Ⅰ.金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧时，若氧气不足生成一氧化碳，若充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。
（1）等质量的金刚石和石墨完全燃烧，________（填“金刚石”或“石墨”）放出的热量更多，写出表示石墨燃烧热的热化学方程式：
_______________________________。
注意：
石墨用“C（石墨，s）”表示。
（2）在通常状况下，________（填“金刚石”或“石墨”）更稳定。
（3）6g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体18g，该过程中放出的热量为__________kJ。
Ⅱ.白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。
（1）已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为：
P4（白磷，s）＋5O2（g）
P4O10（s）ΔH1＝－2983.2kJ·mol－1
4P（红磷，s）＋5O2（g）
4P4O10（s）ΔH2＝－2954kJ·mol－1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式：
4P（红磷，s）
P4（白磷，s）ΔH＝
（2）已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为：
P4（白磷，s）＋3O2（g）
P4O6（s）ΔH＝－1638kJ·mol－1。
在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气（标准状况），控制条件使之恰好完全反应。
则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为_________________，反应过程中放出的热量为__________kJ。
（3）已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能（kJ·mol－1）：
P—P：
198，Cl—Cl：
243，P—Cl：
331。
则反应P4（白磷，s）＋6Cl2（g）
4PCl3（s）的反应热ΔH＝____________________。
9.某实验小组用0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50mol/LNaOH溶液
（1）若实验中大约要使用245mLNaOH溶液，至少需要称量NaOH固体g。
（2）从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是（填字母）：
。
Ⅱ.测定中和热的实验装置如图所示。
（1）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式（中和热数值为57.3kJ/mol）：
（2）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度
t2/℃[
温度差平均值
（t2-t1）/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为0.50mol/LNaOH溶液和0.50mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/（g·℃）。
则中和热△H=（取小数点后一位）。
（3）在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子称为活化分子，使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ/mol表示。
请认真观察如图，然后回答问题。
①图中所示反应是_________（填“吸热”或“放热”）反应，该反应的△H＝____________（用含E1、E2的代数式表示）。
②对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子的百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是_________________。
10.I.
（1）根据如图所示情况，判断下列说法中正确的是。
A.其热化学方程式为：
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）ΔH=41kJ·mol－1
B.该反应为吸热反应
C.该反应为放热反应
D.若当H2O为液态时反应热为ΔH2，则ΔH2＞ΔH
（2）25℃、101kPa下，已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ的热量，表示氢气燃烧热的热化学方程式是。
（3）已知反应：
N2（g）+O2（g）
2NO（g）△H1
2H2（g）+O2（g）
2H2O（g）△H2
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）△H3
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