高考化学复习专题六化学反应与能量.docx

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高考化学复习专题六化学反应与能量

高中化学学习材料

（灿若寒星**整理制作）

专题六化学反应与能量

【命题趋势探秘】

命题

规律

考查内容

反应热、焓变、热化学方程式

反应热的测量、计算与能源

考查热度

☆☆☆☆

☆☆

考查题型

选择题

选择题、填空题

所占分值

6分

4分

命题

趋势

化学反应中能量变化考查主要以化学反应中热效应的判断、化学反应热效应与键能的关系、热化学方程式的书写、和盖斯定律的计算为主，特别是热效应与键能结合盖斯定律的计算更是热点，能源问题是社会的热点问题之一，是这一部分命题的重要载体。

【高频考点聚焦】

◇考点1反应热、焓变、热化学方程式

【基础知识梳理】

一、反应热焓变的概念

1．化学反应的基本特征

化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键生成，几乎所有的化学反应都伴随着能量的释放和吸收。

能量的变化通常表现为热量的变化。

2．反应热：

在化学反应中，当反应物和生成物具有相同的温度时，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。

3．焓变

（1）定义：

在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。

（2）表示符号：

△H

（3）单位：

通常采用kJ·mol-1

4．放热反应与吸热反应

焓（H）是与内能有关的物理量，在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差即焓变（△H）决定。

（1）放热反应：

放出热量（或△H<0）的化学反应。

常见放热反应有：

燃烧反应、中和反应、金属与酸或水反应、多数化合反应等。

（2）吸热反应：

吸收热量（或△H>0）的化学反应。

常见吸热反应：

需持续加热才能进行的反应、多数的分解反应、C与CO2或H2O反应、Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应等。

二、热化学方程式概念及意义

1．概念：

能够表示反应热的化学方程式叫热化学方程式。

2．表示的意义：

不仅表示了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

如2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH=－571.6kJ·mol-1，表示在常温常压下2molH2（g）和1molO2（g）完全反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。

【核心考点讲练】

一、放热反应与吸热反应的比较

二、书写热化学方程式应注意的问题

1．热化学方程式的书写原则：

（1）需注明△H的“＋”与“－”。

（2）要注明反应物和生成物的状态。

物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。

例如：

H2（g）＋

O2（g）＝H2O（g）△H＝－241.8kJ·mol-1；H2（g）＋

O2（g）＝H2O（l）△H＝－285.8kJ·mol-1。

从上述两个热化学方程式可明显看出，由1molH2反应生成H2O（l）比生成H2O（g）多放出44kJ的热量，是因为1molH2O（g）本身能量比1molH2O（l）本身能量多44kJ

（3）注意单位。

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-1，但△H的数值与反应式中的系数有关。

（4）注意系数。

热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。

对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H也不同。

例如：

H2（g）＋Cl2（g）＝2HCl（g）△H＝－184.6kJ·mol-1，

H2（g）＋

Cl2（g）＝HCl（g）△H＝－92.3kJ·mol-1。

2．热化学方程式书写易错分析：

热化学方程式往往是接受容易，书写难。

“难”主要体现在书写不完整

（1）漏写反应物或生成物的聚集状态，主要是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。

（2）漏写△H的“+”、“-”或将其混淆，关键是没有认识到“+”、“-”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。

H2（g）+Cl2（g）=2HCl△H=-184.6kJ·mol-1；

H2（g）+

Cl2（g）=HCl△H=-92.3kJ·mol-1。

【典例1】判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）甲烷的标准燃烧热为－890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－890.3kJ·mol－1（×）

（2010·浙江理综，12A）

解析　水的状态错误。

（2）500℃、300MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH2（g），放热19.3kJ，其热化学方程式为

N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－38.6kJ·mol－1（×）

（2010·浙江理综，12B）

解析　合成氨反应为可逆反应，并不能完全转化。

（3）利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学方法（√）

（2012·浙江理综，7A）

解析　利用太阳能分解水制氢，氢气是清洁能源，符合绿色化学要求。

【技巧点拨】“五看”法判断热化学方程式的正误

（1）看方程式是否配平；

（2）看各物质的聚集状态是否正确；

（3）看ΔH的“＋”、“－”符号是否正确；

（4）看反应热的单位是否为kJ·mol－1；

（5）看反应热的数值与化学计量数是否对应

【典例2】（2011·重庆理综）SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。

已知：

1molS（s）转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ，则S（s）＋3F2（g）===SF6（g）的反应热ΔH为________。

解析　断裂1molS—S键吸收能量280kJ，断裂3molF—F键吸收能量3×160kJ，则吸收的总能量为Q吸＝280kJ＋3×160kJ＝760kJ，释放的总能量为Q放＝330kJ×6＝1980kJ，由反应方程式：

S（s）＋3F2（g）===SF6（g）可知，ΔH＝760kJ·mol－1－1980kJ·mol－1＝－1220kJ·mol－1。

答案　－1220kJ·mol－1

【技巧点拨】

1．熟记反应热ΔH的基本计算公式

ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量

ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和

2．规避两个易失分点

（1）旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的,缺少任一个过程都不是化学变化。

（2）计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1mol晶体硅中含2molSi—Si键。

1molSiO2中含4molSi—O键。

◇考点2反应热的测量、计算与能源

【基础知识梳理】

一、反应热盖斯定律

1.反应热的测量

在科学研究中，科学家常用量热计来测量反应热。

在实验过程中，尽可能保证反应物能充分反应，同时减少与外界的热交换，以减小实验误差。

2.反应热的计算——盖斯定律

（1）定义

一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。

即一个化学反应的焓变仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。

（2）应用

间接计算某些反应（某些反应热无法直接测得）的反应热。

若某个化学反应可由另外几个反应的化学方程式相加而得到，那么该化学反应的焓变即为这几个化学反应的焓变的代数和。

＝

1+

2=

3+

4+

5

二、能源的充分利用

1.标准燃烧热：

在101kPa下，1mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热。

2.热值：

1g物质完全燃烧的反应热叫做该物质的热值

【核心考点讲练】

一、比较△H的常用方法

1．直接比较法。

（1）吸热反应的△H肯定比放热反应的大（前者大于0，后者小于0）。

（2）△H与物质的量有关，同一反应且物质的状态都相同时，△H与反应物的物质的量成正比。

（3）等质量的反应物完全燃烧肯定比不完全燃烧放出的热量多，△H则要小。

（4）一般情况下，生成等物质的量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应肯定比弱酸和强碱、弱碱和强酸、弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多（电离要吸热）；中和反应在生成水的同时若还产生沉淀[如硫酸和Ba（OH）2溶液反应]，则放出的热量比只生成水的反应放出的热量多。

（4）△H与物质的状态有关。

等量的可燃物完全燃烧生成液态水肯定比生成气态水放出的热量多，等量的气态反应物反应放出的热量肯定比固态反应物放出的热量多。

2．图示比较法

反应热是生成物所具有的总能量与反应物所具有的总能量的差，即△H=E生-E反，画出化学变化过程中的能量变化图后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较△H的大小。

这种方法称为图示比较法。

3．盖斯定律法

如根据以下两反应，比较△H1和△H2的大小

备考注意：

当△H<0时，|△H|越大，△H越小。

二、反应热的计算

1．根据热化学方程式计算：

反应热与反应物的物质的量成正比。

2．根据盖斯定律求算

应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：

（1）参照新的热化学方程式（目标热化学方程式），结合原热化学方程式（一般2～3个）进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。

（2）当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。

（3）将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。

（4）在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态（固、液、气）的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。

（3）根据物质燃烧放热的数值计算：

Q（放）＝n（可燃物）×|ΔH|

说明　方法

（2）常用于判断物质能量的大小关系及稳定性。

【典例1】（2011·山东理综]已知：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）

ΔH＝－196.6kJ·mol－1

2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）　ΔH＝－113.0kJ·mol－1

则反应NO2（g）＋SO2（g）

SO3（g）＋NO（g）的ΔH＝________kJ·mol－1。

解析　设所给的两个反应方程式分别标注为2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH1＝－196.6kJ·mol－1、2NO（g）＋O2（g）

2NO2（g）　ΔH2＝－113.0kJ·mol－1，所求总反应方程式的ΔH为ΔH3，ΔH3＝

＝

＝－41.8kJ·mol－1。

答案　－41.8

【技巧点拨】利用盖斯定律书写热化学方程式

【典例2】（2014·全国新课标II化学卷）室温下，将1mol的CuSO4·5H2O（s）溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1mol的CuSO4（s）溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：

CuSO4·5H2O（s）

CuSO4（s）+5H2O（

），热效应为ΔH3。

则下列判断正确的是

A．ΔH2>ΔH3B．ΔH1<ΔH3

C．ΔH1+ΔH3=ΔH2D．ΔH1+ΔH2=ΔH3

【解析】根据题意，发生反应的热化学方程式为：

CuSO4·5H2O（s）溶于水（溶液温度降低，该过程为吸热过程）：

CuSO4·5H2O（s）

Cu2+（

）+SO42-（

）+5H2O（

）ΔH1>0

CuSO4（s）溶于水会（使溶液温度升高，该过程为放热过程）

CuSO4（s）

Cu2+（

）+S