化学反应与能量复习策略.docx

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化学反应与能量复习策略

化学反应与能量复习策略

高要一中高三化学备课组苏学玲

考纲要求：

1．了解化学反应中的能量变化的原因，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。

知识要求：

一、化学反应与能量

1．化学键与能量：

断开化学键要吸收能量，形成化学键则要放出能量；

化学反应是吸收热还是放热取决于反应物与生成物能量高低。

2、反应热：

反应热是指化学反应吸收或放出的热量。

吸热时，Q为正值；放热时，Q为负值。

二、热化学方程式：

1、概念：

表示反应放出或吸收热量的化学方程式。

2、书写：

在普通化学方程式基础上注明了反应物和生成物的状态，标明了化学对应的焓变。

3、注意

（1）△H只能写在化学方程式的右边。

（2）应注明△H的测定条件。

未指明反应热△H，是指25℃（298K）101KPa时的反应热△H。

（3）热化学方程式中，不用“↑”和“↓”。

（4）各物质化学式前的化学计量数，只表示该物质的物质的量。

（5）相同条件（温度、压强），正向进行的反应和逆向进行的反应，其反应热△H数值相等，

符号相反。

（6）热化学方程式中的反应热△H表示反应完全进行时的能量变化，与是否可逆无关。

三、反应能量的计算

1、盖斯定律：

一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其热效应都相同。

2、计算方法：

如下图：

△H=△H1+△H2。

四、几种典型的反应热

1、燃烧热：

在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。

如：

H2（g）＋O2（g）=H2O（g）；ΔH=－kJ/mol

燃烧热的热化学方程式中燃烧物前计量数为1。

2、中和热：

在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol水。

如：

NaOH（aq）＋H2SO4（aq）=Na2SO4（aq）＋H2O

（1）；ΔH=－kJ/mol。

中和热的热化学方程式中水前的计量数为1。

五、反应热的相关计算

1、根据物质具有的能量计算：

△H=H（生成物）-H（反应物）

2、根据反应物与生成物的键能计算：

△H=Е（反应物）-Е（生成物）

3、根据盖斯定律计算

一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其热效应都相同。

运用盖斯定律要注意：

①研究对象的物质的量与题意要求一致

②设置途径符合基本的物质变化关系

三、高考形式：

常见高考题型：

常见典型反应的能量转化形式；判断反应吸热或放热；热化学方程式的书写；判断热化学方程式特别燃烧热和中和热热化学方程式的正误；运用热化学方程式依据盖斯定律进行相关计算；最新能源相关知识中的应用。

19．（07理科基础）下述做法能改善空气质量的是

A．以煤等燃料作为主要生活燃料

B．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源

C．鼓励私人购买和使用汽车代替公交车

D．限制使用电动车

14.

（07广东高考）将LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如右图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50mL）。

下列叙述正确的是

A做该实验时环境温度为22℃

B该实验表明化学能可能转化为热能

CNaOH溶液的浓度约为L

D该实验表明有水生成的反应都是放热反应

14.（08广东高考）下列有关能量转换的说法正确的是

A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程

B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能

C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程

D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程

22．（05广东高考题）

钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属。

钛白（TIO2）是目前最好的白色颜料。

制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位。

含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO2）制取TiO2的流程如下：

（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第周期，第族。

（2）步骤①加Fe的目的是；

步骤②冷却的目的是。

（3）上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入处理。

（4）由红金石（TiO2）制取单质Ti，涉及到的步骤为：

已知：

①C（s）+O2（g）

CO2（g）；ΔH=－kJ·mol－1

②2CO（g）+O2（g）

2CO2（g）；ΔH=－566kJ·mol－1

③TiO2（s）+2Cl2（g）

TiCl4（s）+O2（g）；ΔH=+141kJ·mol－1

则TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）

TiCl4（s）+2CO（g）的ΔH=。

反应TiCl4+2Mg

2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是。

答案

（1）4IVB

（2）将Fe3+还原成Fe2+

析出（或分离、或得到）FeSO4·7H2O

（3）FeSO4·7H2O

石灰（或碳酸钙、废碱）

（4）－80kJ·mol－1

防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）作用

22.（06广东高考题）

往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围。

例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制备的阻燃型Mg（OH）2，树脂可燃性大大降低。

该MgOH）2的生产工艺如下：

（1）精制卤水中的ＭｇＣｌ2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg（OH）2－ｘClx·mH2O],反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）合成反应后，继续在393Ｋ～523Ｋ下水热处理8ｈ，发生反应：

Mg（OH）2－ｘClx·mH2O＝（1－

）Mg（OH）2＋

MgCl2＋mH2O

（3）阻燃型Mg（OH）2具有品粒大、易分散、与高分子材料相容性好等特点。

上述工艺流程中与此有关的步骤是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）已知热化学方程式：

Mg（OH）2（s）＝MgO（s）＋H2O（g）；ΔＨ＝＋ｋＪ·ｍｏｌ－1

Al（OH）3（ｓ）＝

Al2O3（s）＋

H2O（g）；ΔＨ＝＋ｋＪ·ｍｏｌ－1

①Mg（OH）2和Al（OH）3起阻燃作用的主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

②等质量Mg（OH）2和Al（OH）3相比，阻燃效果较好的是　　　　　　　　　　　　　，

原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（5）常用阻燃剂主要有三类：

Ａ．卤系，如四溴乙烷；Ｂ．磷系，如磷酸三苯酯；Ｃ．无机类，主要是Ｍｇ（ＯＨ）2和Al（OH）3。

从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是

　　　　　（填代号），理由是：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案：

（1）2MgCl2+（2-X）Ca（OH）2+2mH2O==2[Mg（OH）2-XClx·mH2O]+（2-X）CaCl2　。

（2）除去附着在Mg（OH）2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2等。

（3）　水热处理、表面处理。

　　　。

（4）①吸热（或“吸热分解”，或“分解反应是吸热反应”）。

②Mg（OH）2　　　单位质量Mg（OH）2和Al（OH）3的热效应分别是kJ·g-1、kJ·g-1　等质量的Mg（OH）2比Al（OH）3吸热多。

（5）　C　　，分解物不燃烧、无毒害。

19.（08广东高考题）

碳酸钠是造纸、玻璃、纺织、制革等行业的重要原料。

工业碳酸钠（钝度约98％）中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO

等杂质，提纯工艺路线如下：

已知碳酸钠的溶解度（S）随温度变化的曲线如下图所示：

回答下列问题：

（1）滤渣的主要成分为　　　　　　　。

（2）“趁热过滤”的原因是　　　　　　　。

（3）若在实验室进行“趁热过滤”，可采取的措施是　　　　　　　（写出1种）。

（4）若“母液”循环使用，可能出现的问题及其原因是　　　　　　　。

（5）已知：

Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3（s）+10H2O（g）ΔH1=+kJ·mol-1

Na2CO3·10H2O（s）=Na2CO3·H2O（s）+9H2O（g）ΔH1=+kJ·mol-1

写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式　　　　　　　。

（5）写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式

Na2CO3·H2O（S）====Na2CO3（s）+H2O（g）ΔH=+mol

23、（09广东高考题）

磷单质及其化合物的、有广泛应用。

（1）同磷灰石[主要成分]在高温下制备黄磷（P4）的热化学方程式为：

4Ca5（PO4）3F（s）+2lSiO2（s）+30C（s）=3P4（g）+20CaSiO3（s）+30CO（g）+SiF4（g）

H

①上述反应中，副产物矿渣可用来。

②已知相同条件下：

4Ca3（PO4）2（s）+3SiO2（s）=6Cas3（PO4）2（s）+2CaSiO3（s）+SiF4（g）

2Ca3s（PO4）2（s）+10C（s）=P4（g）+6CaO（s）+10CO（g）

SiO2（s）+CaO（s）=CaSiO3（s）

用

、

和

表示

H

，

H

=

（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式见右图）之间脱去两个分子产物，其结构式为。

三聚磷酸钠（俗称“五钠”）是常用的水处理剂，其化学式为

（3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍。

①NaH2PO2中P元素的化合价为。

②化学镀镍的溶液中含有和，在酸性等条件下发生下述反应：

（a）N12++H2PO-2+→Ni+H2PO-3+

（b）6H2PO-2+2H+=2P+4H2PO3+3H2↑

请在答题卡上写出并配平反应式（a）。

③利用②中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。

请从以下方面比较化学镀与电镀。

方法上的不同点：

；原理上的不同点：

；化学镀的优点：

。

23.答案

（1）①生产水泥等建筑材料

②

+3

+18

（2）

Na5P3O10

（3）①+1

②1Ni2++1H2PO2-+1H2O→1Ni+1H2PO3-+2H＋

③化学镀无需通电，而电镀需要通电

都利用氧化还原反应

化学镀对镀件的导电性无特殊要求

21．（江苏05高考题）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。

键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（△H），化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。

化学键

Si—O

Si—Cl

H—H

H—Cl

Si—Si

Si—C

键能/kJ·mol—1

460

360

436

431

176

347

请回答下列问题：

（3）工业上高纯硅可通过下列反应制取：

SiCl4（g）+2H2（g）高温Si（s）+4HCl（g）

该反应的反应热△H=kJ/mol.

（3）+236

例3已知下列的反应热为

（1）CH3COOH（l）+2O2（g）==2CO2（g）+2H2O（l）ΔH1=mol0

2C（s）+2H2（g）+O2（g）==CH3COOH（l）ΔH=mol

2009年10月18日