挑战高考届高三化学 难点突破+典型例题错误分析 专题06.docx

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挑战高考届高三化学难点突破+典型例题错误分析专题06

【挑战高考】2013届高三化学难点突破+典型例题错误分析专题06化学能与热能

【2013高考预测】

1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。

2．了解化学能与热能的相互转化。

了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。

3．了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算

4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。

【难点突破】

难点一化学反应的焓变

1．定义：

化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的热量）来表示，称为焓变（ΔH），单位：

kJ/mol或kJ•mol-1

在化学反应中，旧键的断裂需要吸收能量，而新键的形成则放出能量。

总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。

任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。

在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。

注意：

（1）反应热和键能的关系

例如：

1molH2和1molCl2反应生成2molHCl的反应热的计算。

1moLH2分子断裂开H—H键需要吸收436kJ的能量；1molCl2分子断裂开Cl—Cl键需要吸收243kJ的能量，而2molHCl分子形成2molH—Cl键放出431kJ·mol-1×2mol=862kJ的能量，所以，该反应H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）的反应热

△H=生成物分子形成时释放的总能量—反应物分子断裂时所需要吸收的总能量

=862kJ·mol--436kJ·mol-1-243kJ·mol—1=183kJ·mol-1

由于反应后放出的能量使反应本身的能量降低，故规定△H=反应物的键能总和—生成物的键能总和

（2）反应焓变与反应条件的关系

焓是科学家们为了便于计算反应热而定义的一个物理量，它的数值与物质具有的能量有关。

对于一定量的纯净物质，在一定的状态（如温度、压强）下，焓有确定的数值。

在同样的条件下，不同的物质具有的能量也不同，焓的数值也就不同；同一物质所处的环境条件（温度、压强）不同，以及物质的聚集状态不同，焓的数值也不同。

焓的数值的大小与物质的量有关，在相同的条件下，当物质的物质的量增加一倍时，焓的数值也增加一倍。

因此，当一个化学放映在不同的条件下进行，尤其是物质的聚集状态不同时，反应焓变是不同的。

2．放热反应和吸热反应

（1）放热反应：

即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量。

（2）吸热反应：

即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。

难点二.热化学方程式

1．热化学方程式与普通化学方程式的区别有三点不同

（1）热化学方程式必须标有热量变化。

（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。

（3）热化学方程式中各物质的系数只表示各物质对应的物质的量，因此，有时可用分数表示，但要注意反应热也发生相应变化。

2．书写热化学方程式时明确以下问题：

（1）反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关，需要注明，未特别注明的指101kPa和25℃时的数据。

（2）物质的聚集状态不同，反应吸收和放出的热量不同，因此要注明反应物和生成物的聚集状态。

（3）热化学方程式中的热量数据，是与各化学计量数为物质的量时相对应的，不是几个分子反应的热效应。

因此式中化学计量数可以是整数，也可以是分数。

一般出现分数时是以某一反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的。

（4）无论热化学方程式中化学计量数为多少，△H的单位总是KJ/mol，但△H的数值与反应式中的系数有关。

难点三.燃烧热、中和热

1.燃烧热

（1）概念：

在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。

燃烧热的单位一般用kJ／mol表示。

注意：

完全燃烧，是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：

C→C02，H→H20，S→S02等。

（2）表示的意义：

例如C的燃烧热为393.5kJ／mol，表示在101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

2.中和热

（1）概念：

在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH20，这时的反应热叫中和热。

（2）中和热的表示：

H+（aq）+OH-（aq）=H2O

（1）；△H=-57.3kJ／mol。

3.使用化石燃料的利弊及新能源的开发

（1）重要的化石燃料：

煤、石油、天然气

（2）煤作燃料的利弊问题

①煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。

②煤直接燃烧时产生S02等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。

③煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。

④可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。

（3）新能源的开发

①调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。

②最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。

这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。

理解中和热时注意：

①稀溶液是指溶于大量水的离子。

②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。

③中和反应的实质是H+和OH-化合生成H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。

难点四.中和热测定实验

在50mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应。

通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。

试回答下列问题。

（1）大小烧杯间填满碎纸条的作用是什么？

（2）大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热的数值有何影响?

（3）改用60mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放热量是否相等?

所求中和热数值是否相等？

简述理由。

（4）用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行上述实验，为什么测得中和热的数值偏低？

难点五.反应焓变的计算

1．盖斯定律：

对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓（热量）变是一样的。

2．据盖斯定律计算化学反应的焓变

进行反应的焓变计算应注意的问题

（1）由于△H与反应物的物质的量有关，因此热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应。

如化学计量数成倍减少或增加，则△H也要成倍的减少或成倍的增加。

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，正负号相反。

（2）在使用盖斯定律时，伴随着两个或多个方程式的加减处理时，△H的计算一定要带上正负号。

【题型探究】

题型一有关热化学反应方程式的的含义及书写

1.已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化学反应方程式

例1.将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________。

又已知：

H2O（g）=H2O（l）；△H2＝－44.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。

2、有关反应焓变的计算

（1）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，则各分步及反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的，这就是盖斯定律。

例如：

可以通过两种途径来完成。

如上图

已知：

H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H1=－241.8kJ/mol

H2O（g）=H2O（l）；△H2=－44.0kJ/mol

根据盖斯定律，则

△H=△H1＋△H2=－241.8kJ/mol+（－44.0kJ/mol）=－285.8kJ/mol

其数值与用量热计测得的数据相同。

（2）根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应焓变的计算或比较大小。

例2、已知：

；

；

欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为

A.2:

3.25B.12:

3.25C.1:

1D.393.5:

241.8

（3）利用键能计算反应热

　　方法：

ΔH=∑E（反应物）－∑E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。

　　通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。

键能常用E表示，单位是kJ/mol。

　　例3．CH3—CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。

　　化学键C－HC＝CC－CH－H

　　键能（kJ/mol）414.4615.3347.4435.3

试计算该反应的反应热

　题型三：

燃烧热、中和热的判断、求算及测量

例4、下列说法正确的是

A.在101kPa时，1mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热

B.酸和碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热

C.燃烧热或中和热是反应热的种类之一

D.在稀溶液中，1molCH3COOH和1molNaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ

【易错点点睛】

【1】下列说法正确的是（）

A．在101kPa时，1molC与适量

反应生成1molCO时，放出110.5kJ热

量，则C的燃烧热为110.5kJ／mol

B．在10lkPa时，lmol

完全燃烧生成液态水，放出285．8kJ热量，

燃烧热

为—285.8KJ/mol

C．鉴定HCL和NaOH反应的中和热时，每次实验均应测量3个温度，即盐酸起

始温度、NaOH起始温度和反应后终止温度

D．在稀溶液中：

，若将含

0.5mol

的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量等于57.3KJ

【2】肼（N2H4）是火箭发动机的燃料，反应时N2O4为氧化剂，生成氮气和水蒸气。

已知：

N2（g）+2O2（g）=N2O4（g）；△H=+8.7kJ/mol

N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；△H=－534.0kJ/mol

下列表示肼跟N2O4反应的热化学方程式，正确的是（）

A．2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=－542.7kJ/mol

B．2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=－1059.3kJ/mol

C．2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）；△H=－1076.7kJ/mol

D．N2H4（g）+

N2O4（g）=

N2（g）+2H2O（g）；△H=－1076.7kJ/mol

【3】　CH3—CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。

　　化学键         C－H  C＝C  C－C  H－H

　　键能（kJ/mol）414.4  615.3 347.4  435.3

试计算该反应的反应热?

【4】已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是                                      

A.2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）； ΔH＝－2bkJ/mol

B.C2H2（g）＋5/2O2（g）＝2CO2（g）＋H2O（l）； ΔH＝2bkJ/mol

C.2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）； ΔH＝－4bkJ/mol

D.2C2H2（g）＋5O2（g）＝4CO2（g）＋2H2O（l）； ΔH＝bkJ/mol

【答案】A

【解析】以上各式中化学计量数及物质状态标注都正确；该反应放热，△H应为负值；生成1mol二氧化碳气体，放出热量bkJ，则又生成4mol二氧化碳气体，放出热量4bkJ。

【5】“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。

吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即能制冷。

该化学物质是（）

A．氯化钠B．生石灰C．氢氧化钠D．硝酸铵

【答案】D

【6】下列热化学方程式中的ΔH能表示物质燃烧热的是（　　）

A.2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）ΔH=-566KJ·mol-1

B.CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）ΔH=-890KJ·mol-1

C.2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH=-571.6KJ·mol-1

D.H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）ΔH=-184.6KJ·mol-1

【答案】B

【7】已知H+（aq）+OH-（aq）=H2O（l）ΔH=-57.3kJ·mol-1。

以下四个化学反应方程式：

①H2SO4（aq）+2NaOH（aq）=Na2SO4（aq）+2H2O（l）；

②H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）=BaSO4（s）+2H2O（l）；

③HCl（aq）+NH3•H2O（aq）=NH4Cl（aq）+H2O（l）；

④CH3COOH（aq）+NH3•H2O（aq）=CH3COONH4（aq）+H2O（l）。

其中反应热为57.3kJ·mol-1的是（）

A．①和②B．③C．④D．以上都不对

【答案】D

【8】已知：

H+（aq）+OH-（aq）=H2O△H1=-57.3kJ·mol-1，

H2SO4（浓）+NaOH（aq）=

Na2SO4（aq）+H2O（l）△H2=m,下列说法正确的是（）

A.上述热化学方程式中的计量数表示分子个数B.△H1>△H2

C.△H2=-57.3kJ·mol-1D.|△H1|>|△H2|

【9】在下列各说法中，正确的是

A．△H>0表示放热反应，△H<0表示吸热反应

B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数

C．1molH2SO4与1molBa（OH）2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热

D．1molH2与0.5molO2反应放出的热就是H2的燃烧热

【10】据《参考消息》报道，有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。

假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，关于其有利因素的下列说法中，你认为不妥当的是

A．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料

B．硅的来源丰富，易于开采，且可再生

C．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制

D．寻找高效新催化剂，使硅的生产耗能很低，是硅能源开发利用的关键技术

【答案】D

【11】已知31g白磷变成红磷放出18.39kJ热量，下列两反应中：

P4（s）+5O2（g）=2P2O5（s），△H=Q1kJ·mol-1

4P（红,s）+5O2（g）=2P2O5（s），△H=Q2kJ·mol-1

则下列说法中正确的是（）

A.Q1>Q2，白磷比红磷稳定B.Q1>Q2，红磷比白磷稳定

C.Q1

【12】根据热化学方程式：

S（s）+O2（g）=SO2（g）△H=-297.23kJ·mol-1，下列说法正确的是：

A．1molSO2（g）的能量总和大于1moS（s）和1molO2（g）的能量总和

B．1molSO2（g）的能量总和小于1molS（s）和1molO2（g）的能量总和

C．S（g）+O2（g）=SO2（g）△H=-QkJ·mol-1；Q的值大于297.23

D．S（g）+O2（g）=SO2（g）△H=-QkJ·mol-1；Q的值等于297.23

【答案】BC

【13】工业由粗硅制取纯硅有以下反应：

①Si（s）+3HCl（g）

SiHCl3（g）+H2（g）；△H=-318kJ·mol-l

②SiHCl3（g）+H2（g）

Si（s）+3HCl（g）；

下列关于上述反应的说法中不正确的是

A．反应①、②均为氧化还原反应

B．反应①、②均为置换反应

C．若反应①放热，则反应②一定吸热

D．欲提高SiHCl3产率，可减压或升温

【答案】D

【14】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，这些分子被称为活

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-1

表示。

请认真观察右图，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_______（填“需要”或“不需要”）加热，该反应的△H=________

（用含E1、E2的代数式表示）。

（2）已知热化学方程式：

H2（g）＋

O2（g）=H2O（g）△H=-241.8kJ·mol-1，该反应的活化能为167.2kJ·mol-1，则其逆反应的活化能为____________________。

（3）对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是_________________________。

【答案】

（1）放热；需要；-（E1-E2）kJ·mol-1

（2）409kJ·mol-1；（3）使用了催化剂。

【15】下列说法中正确的是（）

A．有能量变化的过程一定是化学变化过程

B．需要加热才能发生的反应是吸收能量的反应

C．化学反应中一定伴有热量的变化

D．物质发生燃烧的反应一定是释放能量的反应

【答案】D

【16】下列反应类型中可以吸收能量的反应是（）

①化合反应②分解反应③置换反应④复分解反应⑤氧化还原反应

A．①②③④⑤B．②④C．①③④⑤D．②

【答案】A

【2013高考突破】

1．合理利用燃料减小污染符合“绿色奥运”理念，下列关于燃料的说法正确的是（　　）

A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料

B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料

C．乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料

D．石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料

2．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（　　）

A．碳酸钙受热分解

B．乙醇燃烧

C．铝与氧化铁粉末反应

D．氧化钙溶于水

3．已知下列反应的热化学方程式为：

（1）C（s）＋O2（g）===CO2（g）　ΔH1＝－393.5kJ/mol

（2）CH3COOH（l）＋2O2（g）―→2CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH2＝－870.3kJ/mol

（3）H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH3＝－285.8kJ/mol

则2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）的反应热（焓变）为

（　　）

A．488.3kJ/mol　　　　　　B．－488.3kJ/mol

C．－244.15kJ/molD．244.15kJ/mol

解析：

据盖斯定律知

（1）×2＋（3）×2－

（2）即得

2C（s）＋2H2（g）＋O2（g）===CH3COOH（l）

方程式的反应热

ΔH＝（－393.5kJ/mol）×2＋（－285.8kJ/mol）×2－（－870.3kJ/mol）＝－488.3kJ/mol

答案：

B

4．石墨与金刚石都是碳的单质，工业上常用石墨在一定条件下转化为金刚石的反应原理生产人造钻石．已知12g石墨完全转化成金刚石时需要吸收EkJ的能量．则下列说法正确的是（　　）

A．石墨不如金刚石稳定

B．金刚石不如石墨稳定

C．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多

D．等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多

5．下列说法或表示方法中正确的是（　　）

A．等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧，后者放出的热量多

B．氢气的燃烧热为285.5kJ/mol，则氢气燃烧的热化学方程式为：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ/mol

C．Ba（OH）2·8H2O（s）＋2NH4Cl（s）===BaCl2（s）＋2NH3（g）＋10H2O（l）　ΔH<0

D．已知中和热为57.3kJ/mol，若将含0.5molH2SO4的浓溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3kJ

6．已知下列两个气态物质之间的反应：

C2H2（g）＋H2（g）―→C2H4（g）①

2CH4（g）―→C2H4（g）＋2H2（g）②

已知在降低温度时①式平衡向右移动，②式平衡向左移动，则下列三个反应：

（Q1、Q2、Q3均为正值）

C（s）＋2H2（g）===CH4（g）　ΔH＝－Q1Ⅰ

C（s）＋

H2（g）===

C2H2（g）　ΔH＝－Q2Ⅱ

C（s）＋H2（g）===

C2H4（g）　ΔH＝－Q3Ⅲ

Q值大小比较正确的是（　　）

A．Q1>Q3>Q2B．Q1>Q2>Q3

C．Q2>Q1>Q3D．Q3>Q1>Q2

7．在298K、1.01×105Pa下，将22gCO2通入750mL1mol/LNaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ的热量．已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol/LNaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量．则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是

（　　）

A．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）

ΔH＝－（2y－x）kJ/mol

B．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）

ΔH＝－（2x－y）kJ/mol

C．CO2（g）＋NaOH（aq）===NaHCO3（aq）

ΔH＝－（4x－y）kJ/mol

D．2CO2（g）＋2NaOH（l）===2NaHCO3（l）

ΔH＝－（8x－2y）kJ/mol

8．已知热化学方程式：

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH1＝－483.6kJ/mol

则对于热化学方程式：

2H2O（l）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH2

下列说法正确的是（　　）

A．热化学方程式中化学计量数表示分子个数

B．该反应的ΔH2＝＋483.6kJ/mol

C．|ΔH2|<|ΔH1|

D．|ΔH2|>|ΔH1|

9．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如：

①CH4（g）＋4NO2（g）===4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）

ΔH＝－574kJ/mol

②CH4（g）＋4NO（g）