高三化学复习专题十三《化学反应中热效应》.docx

高三化学复习专题十三《化学反应中热效应》.docx

《高三化学复习专题十三《化学反应中热效应》.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三化学复习专题十三《化学反应中热效应》.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高三化学复习专题十三《化学反应中热效应》

专题十三化学反应的能量变化

1．（09上海19）已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下（

、

均为正值）：

有关上述反应的叙述正确的是

A．

B．生成物总能量均高于反应物总能量

C．生成1molHCl气体时放出

热量

D．1molHBr（g）具有的能量大于1molHBr

（1）具有的能量

2．（09天津卷6）已知：

2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）ΔH=-566kJ/mol

Na2O2（s）+CO2（g）=Na2CO3（s）+

ΔH=-226kJ/mol

根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是

A.CO的燃烧热为283kJ

B.右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系

C.2Na2O2（s）+2CO2（s）=2Na2CO3（s）+O2（g）ΔH＞-452kJ/mol

D.CO（g）与Na2O2（s）反应放出509kJ热量时，电子转移数为6.02×1023

3.（09四川卷9）25℃，101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518kJ/mol。

下列热化学方程式书写正确的是

A.2H+（aq）+

（aq）+

（aq）+2

（aq）=BaSO4（s）+2H

O

（1）;

H=

57.3kJ/mol

B.KOH（aq）+

H

SO4（aq）=

K

SO4（aq）+H

O（I）;

H=

57.3kJ/mol

C.C8H18（I）+

O

（g）=8CO

（g）+9H

O;

H=

5518kJ/mol

D.2C8H18（g）+25O

（g）=16CO

（g）+18H

O

（1）;

H=

5518kJ/mol

4．（09全国卷Ⅱ。

11）已知：

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH=-571.6KJ·mol-1

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

现有H2与CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2和H2O（l）,若实验测得反应放热3695KJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是

A．1∶1B．1∶3C．1∶4D．2∶3

考试说明：

能说明化学反应中能量转化的原因，知道化学变化中常见的能量转化形式。

了解化学能与热能的相互转化及其应用。

了解吸热反应、放热反应、反应热（焓变）的概念。

能正确书写热化学方程式，能用盖斯定律进行简单化学反应反应热的计算。

命题趋势：

化学反应与能量独立地出现在考试说明中。

要求热化学方程式的正确表达（状态、计量数、能量关系）和明确化学变化中的能量交换关系。

主要考查吸热反应和放热反应的比较，热化学方程式的书写及正误判断，主要题型有反应热大小的比较，图象分析题，键能计算题，定义解析题，计算反应热及综合应用等

高考预测

从08、09年各地高考题中还体现出化学反应与能量的题目开始在大型填空题中出现。

而此类题型往往将热化学方程式与燃料的使用、奥运会、航空航天等高科技密切联系起来，充分体现化学与实际生产生活相联系的功能

知识框架

反应热与焓变——反应热正负确定，反应热大小的比较

物质键能大小与所具能量大小的关系

化学反应与热能热化学方程式的书写

特殊的反应热:

燃烧热与中和热，能源分类和利用

反应热的计算——盖斯定律

一、反应热、放热反应和吸热反应的关系

１.反应热是指　　　　　　　　　。

在化学实验中，通常遇到的反应是在敞口容器下进行的，此时的反应热等于　　　　　　　，用符号　　　　表示，单位一般采用　　　　。

２.从化学键角度看，反应热近似等于　　　　　　　　　　　　　．

如图中，a表示　　　　　，b表示　　　　　　，该反应的ΔＨ　０．中学常见的放热反应有　　　　　　　；吸热反应有　　　　　　　　．

【例1】（08海南卷）白磷与氧可发生如下反应：

P4+5O2=P4O10。

已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：

P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。

根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H，其中正确的是（）

A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol—1B（4c+12b－6a－5d）kJ·mol—1

C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol—1D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol—1

解析与评价：

由图可以看出：

P4中有6mol的P－P，5mol的O2中含有5molO＝O，1mol的P4O10中含有4mol的P＝O，12mol的P－O，所以△H＝（6a＋5d－4c－12b）kJ·mol－1。

答案：

A

【变式训练1】（08上海卷）已知：

H2（g）＋F2（g）

2HF（g）＋270kJ，下列说法正确的是（）

A．2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1L的氟气吸收270kJ热量

B．1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJ

C．在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量

D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJ

二、反应热和焓变

1．焓和焓变

（1）焓：

（2）焓变（ΔH）：

ΔH=

H（产物）—

H（反应物）

2．反应热：

放热反应ΔH为“—”或ΔH＜0；吸热反应ΔH为“+”或ΔH＞0

3.反应热与焓变

∆H＝E（生成物的总能量）－E（反应物的总能量）

∆H＝E（反应物的键能）－E（生成物的键能）

【例2】（09宁夏卷28）（14分）2SO2（g）+O2（g）=2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示。

已知1molSO2（g）氧化为1molSO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题：

（1）图中A、C分别表示、，E的大小对该反应的反应热有无影响？

。

该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？

，理由是；

（2）图中△H=KJ·mol-1；

（3）V2O5的催化循环机理可能为：

V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。

写出该催化循环机理的化学方程式；

（4）如果反应速率υ（SO2）为0.05mol·L-1·min-1,则υ（O2）=mol·L-1·min-1、υ（SO3）=mol·L-1·min-1；

（5）已知单质硫的燃烧热为296KJ·mol-1，计算由S（s）生成3molSO3（g）的△H（要求计算过程）

解析与评价：

（1）本小题考查反应物总能量高于生成物总能量为放热反应，可得到A和C所表示的意义，E为活化能与反应热无关，但是用催化剂可以降低活化能；

（2）图中表示的是2molSO2的反应，因此△H=-99×2KJ·mol-1；（3）依题意即可写出：

SO2+V2O5=SO3+2VO24VO2+O2=2V2O5；（4）依据速率之比等于化学计量数之比

答案：

（1）反应物能量生成物能量无降低因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低

（2）-198（3）SO2+V2O5=SO3+2VO24VO2+O2=2V2O5（4）0.0250.05

（5）S（s）+O2（g）=2SO2（g）△H1=-296KJ·mol-1,SO2（g）+1/2O2（g）=SO3（g）△H2=-99KJ·mol-1

3S（s）+9/2O2（g）=3SO3（g）△H=3（△H1+△H2）=-1185KJ·mol-1

【变式训练2】甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是

①CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）；△H=+49．0kJ·mol－1

②CH3OH（g）+1/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）；△H=－192．9kJ·mol－1

下列说法正确的是

A．CH3OH的燃烧热为192．9kJ·mol－1

B．反应①中的能量变化如右图所示

C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量

D．根据②推知反应：

CH3OH（l）+1/2O2（g）=CO2（g）+2H2（g）的△H>－192．9kJ·mol－1

三、热化学方程式

1.热化学方程式的概念：

的化学方程式，叫做热化学方程式。

热化学方程式不仅表示了化学反应中的变化，也表明了化学反应中的变化。

2.书写热化学方程式时的注意点

（1）要注明，但中学化学中所用ΔH的数据一般都是在101kPa和25℃时的数据，因此可不特别注明；

（2）需注明ΔH的“+”与“—”，“+”表示，“—”表示；比较ΔH的大小时，要考虑ΔH的正负。

（3）要注明反应物和生成物的状态。

g表示，l表示，s表示;

（4）各物质前的化学计量数表示，可以是整数也可以是分数。

【例3】（08四川卷）下列关于热化学反应的描述中正确的是（）

A．HCl和NaOH反映的中和热△H＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca（OH）2反映的中和热△H＝2×（－57.3）kJ/mol

B．CO（g）的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的△H＝2×283.0kJ/mol

C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

解析与评价：

选项A中中和热是指在一定条件下强酸于强碱的稀溶液反应生成1molH2O所放出的热量，与酸和碱的元数无关；选项C中加热是化学反应的条件，与反应是为否放热和吸热无关，如：

Fe＋S

FeS，它属于放热反应；选项D中燃烧热是指1mol的物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量，这里的稳定化合物包含两层意思，一是化合物稳定，如C燃烧可生成CO和CO2，其中CO2比CO稳定，二是化合物的状态稳定，如气态的水就不如液态的水稳定

答案：

B

【例4】（08全国Ⅱ卷）红磷P（s）和Cl2（g）发生反应生成PCl3（g）和PCl5（g）。

反应过程和能量关系如图所示（图中的△H表示生成1mol产物的数据）。

根据上图回答下列问题：

（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式_________________。

（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式_______________，上述分解反应是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.80molPCl5，反应达到平衡时PCl5还剩0.60mol，其分解率α1等于_________；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为α2，α2_______α1（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。

原因是_______________。

（4）P和Cl2分两步反应生成1molPCl5的△H3＝_________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的△H4______△H3（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（5）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是_______________。

解析与评价：

（1）由图可以看出，1molP在Cl2中完全燃烧放出的热量为306kJ·mol－1，所以P与Cl2反应生成PCl3的热化学反应方程式为P（s）＋

Cl2（g）===PCl3（g）；△H＝－306kJ·mol－1。

（2）中间产物PCl3和未完全反应的Cl2的总能量高于最终产物PCl5的能量，其△H＝－93kJ·mol－1，所以PCl5（g）===PCl3（g）＋Cl2（g）；△H＝93kJ·mol－1；分解率α1＝

×100％＝25％，由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，所以升高温度，平衡向正反应方向移动，PCl5的分解率增大。

即：

α2＞α1。

（3）由图可知，P与Cl2反应生成PCl3，PCl3和Cl2进一步反应生成PCl5，都是放热反应，分两步进行且第二步降低温度，有利于PCl5的生成，防止PCl5的分解。

（4）由盖斯定律可知，一步生成生成PCl5和两步生成PCl5的总热效应相等，即△H3＝－399kJ·mol－1。

（5）PCl5与水反应生成H3PO4和HCl，化学方程式为：

PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl。

答案：

（1）P（s）＋

Cl2（g）===PCl3（g）；△H＝－306kJ·mol－1。

（2）PCl5（g）===PCl3（g）＋Cl2（g）；△H＝93kJ·mol－1。

25％；大于。

（3）两步反应均为放热反应，降低温度有利于提高产率，防止产物分解。

（4）－399kJ·mol－1；等于。

（5）PCl5＋4H2O===H3PO4＋5HCl。

【变式训练3】（09重庆卷12）下列热化学方程式数学正确的是（

的绝对值均正确）

A．C2H5OH（l）+3O2（g）==2CO2（g）+3H2O（g）；△H=—1367.0kJ/mol（燃烧热）

B．NaOH（aq）+HCl（aq）==NaCl（aq）+H2O（l）；△H=+57.3kJ/mol（中和热）

C．S（s）+O2（g）===SO2（g）；△H=—269.8kJ/mol（反应热）

D．2NO2==O2+2NO；△H=+116.2kJ/mol（反应热）

【变式训练4】已知在25℃，101kPa下，lgC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。

表示上述反应的热化学方程式正确的是（）

A.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O（g）；△H＝－48.40kJ·mol－1

B.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O

（1）；△H＝－5518kJ·mol－1

C.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O

（1）；△H＝＋5518kJ·mol－1

D.C8H18

（1）＋22.5O2（g）＝8CO2（g）＋9H2O

（1）；△H＝－48.40kJ·mol－1

四、燃烧热的热化学方程式与中和热

燃烧热的热化学方程式是指1mol可燃物的完全燃烧，在未有特别说明的情况下，外界条件一般指25℃,101kPa，完全燃烧是指物质中的下列元素完全转变成对应的稳定物。

如：

C→CO2（g）、H→H2O（l）、S→SO2g）

注意中和热的测定方法，特别注意在测定过程中的各种仪器的使用方式及可能产生的误差分析

五、盖斯定律的应用：

反应热计算的常见类型及方法：

1.单一反应的计算：

根据热化学方程式的数据列比例关系式。

2.多步反应的计算：

运用盖斯定律将热化学方程式（包括△H）进行加或减，得到新的热化学方程式后，再列比例关系式。

方程组法

3.混合物的计算十字交叉法

极限分析法

平均值法

估算法

4.计算反应热的规范书写：

（1）设未知量，写方程式，列比例式，求解，答。

（2）必须代数据，且数据后必须带单位。

（3）热化学方程式必须标明每种物质的聚集状态。

（4）注意正负号：

放热反应的△H必然为负，但题目要求放出的热量时，放出的热量必须为正！

（5）△H为对应于某一特定反应的反应热，而不是某种物质的反应热，因此不能在△H后用下标或加括号代表某种物质的反应热！

（6）不能出现“3molC2H2的燃烧热”类似的表述！

（7）热化学方程式的加减用数字代表即可，不需要写出中间方程式。

【例5】（09江苏卷17）（8分）废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染。

废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。

（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是（填字母）。

A.热裂解形成燃油B.露天焚烧

C.作为有机复合建筑材料的原料D.直接填埋

（2）用

的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。

已知：

====

====

====

在

溶液中

与

反应生成

和

的热化学方程式为。

解析与评价：

（1）有关环保的比较容易。

（2）主要考察盖斯定律的灵活运用。

适当变形，注意反应热的计算。

不要忽视热化学方程式的书写的注意事项。

（3）考察影响化学反应速率的因素，结合双氧水的性质即可得出答案。

（4）根据题目条件书写离子方程式常规题

答案：

（1）BD

（2）Cu（s）+H2O2（l）+2H＋（aq）=Cu2＋（aq）+2H2O（l）△H=-319.68KJ.mol-1

【变式训练5】（09广东化学23）（11分）m磷单质及其化合物的有广泛应用。

（1）由磷灰石[主要成分Ca5（PO4）3F]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：

4Ca5（PO4）3F（s）+3SiO2（s）=6Ca3（PO4）2（s）+2CaSiO3（s）+SiF4（g）

2Ca3（PO4）2（s）+10C（s）=P4（g）+6CaO（s）+10CO（g）

SiO2（s）+CaO（s）=CaSiO3（s）

用

、

和

表示

H

，

H

=

1.（08重庆卷）化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如题13图所示，该反应的热化学方程式是（）

A．N2（g）+3H2（g）=2NH3

（1）;△H=2（a-b-c）kJ·mol-1

B．N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）;△H=2（b-a）kJ·mol-1

C．

N2（g）+

H2（g）=NH3

（1）;△H=（b+c-a）kJ·mol-1

D．

N2（g）+

H2（g）=NH3（g）;△H=（a+b）kJ·mol-1

2.（08山东卷）北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯（C3H6）。

（1）丙烷脱氢可得丙烯。

　　　已知：

C3H8（g）===CH4（g）+HC≡CH（g）+H2（g）；△H1=156.6kJ·mol-1

CH3CH=CH2（g）===CH4（g）+HC=CH（g）；△H2=32.4kJ·mol-1

则相同条件下，反应C3H8（g）===CH3CH=CH2（g）+H2（g）的△H=_____kJ·mol-1

3.（09年海南化学·12）已知：

Fe2O2（s）＋

C（s）=

CO2（g）＋2Fe（s）△H=234.1kJ·mol－1

C（s）＋O2（g）=CO2（g）△H=－393.5kJ·mol－1

则2Fe（s）＋

O2（g）=Fe2O3（s）的△H是

A．－824.4kJ·mol－1B．－627.6kJ·mol－1

C．－744.7kJ·mol－1D．－169.4kJ·mol－1

感悟：

热化学方程式的书写与判断，盖斯定律的应用是本专题常考的热点，具有极高的重现率，牢记基础，灵活运用规律，细心领会题意，如此之类试题，并不可怕。

1.化学反应中常常伴有能量变化，下列说法错误的是（　）

A原电池是将部分化学能转化为电能

BTNT爆炸是将部分化学能转化为动能

C铝热反应是将部分化学能转化为热能

D甲烷燃烧是将全部的化学能转化为热能

2.分析右面的能量变化示意图，确定下列选项中正确的是（　）

A.2A（g）+B（g）2C（g）；△H＜0

B.2A（g）+B（g）2C（g）；△H＞0

C.2A+B2C；△H＜0

D.2C2A+B；△H＜0

3.已知在25、101Kpa下，1gC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40KJ热量。

则表示上述反应的热化学方程式正确的是（　）

A.2C8H18（l）+25O2（g）=16CO2（g）+18H2O（g）；△H=-96.80KJ/mol

B.2C8H18（l）+25O2（g）=16CO2（g）+18H2O（l）；△H=-11035.20KJ/mol

C.2C8H18（g）+25O2（g）=16CO2（g）+18H2O（l）；△H=+11035.20KJ/mol

D.2C8H18（l）+25O2（g）=16CO2（g）+18H2O（g）；△H=-96.80KJ/mol

4.使18g焦炭发生不完全燃烧，所得气体中CO占1/3体积，CO2占2/3体积，已知：

C（s）+1/2O2（g）＝CO（g）△H＝－Q1kJ/mol，CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）△H＝－Q2kJ/mol

与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是（　）

A．1/2Q2kJB．1/3Q2kJC．1/3（Q1+Q2）kJD．1/3Q1kJ

5.现有CO，H2，CO2组成的混合气体116.6升（标况）,经完全燃烧后放出的总热量为867.9KJ,并生成18克H2O（L）,已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（L）；△H=-571.6KJ/mol,CO（g）+1/2O2=CO2（g）;△H=-282.8KJ/mol,则燃烧前混合气体中CO的体积分数最接近于（）

A80%B60%C40%D20%

6.肼（N2H4）是火箭发动机的一种燃料，反应时N2O4为氧化剂，反应生成N2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＝–534kJ/mol

下列表示肼和N2O4反应的热化学方程式，正确的是（　）

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

B.N2H4（g）+1/2N2O4（g）＝3/2N2（g）+2H2O（g）；△H＝–1076.7kJ/mol

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

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

7.根据热化学方程式（101KPa）S（s）+O2（g）=SO2（g）;△H=-297.23KJ/mol分析下列说法不正

确的是（　）

AS的燃烧热为297.23KJ/mol

BS（g）+O2（g）=SO2（g）放出的热量大于297.23KJ

CS（g）+O2（g）=SO2（g）放出的热量小于297.23KJ

D形成1molSO2化学键所释放总能量大于断裂1molS（s）和1molO2（g）的化学键所吸收的总能量

8.已知某温度下的热化学方程式：

2SO2（气）+O2（气）

2SO3；△H=-197KJ/mol，在同温同压下，向密闭容器中通入2molSO2和1molO2，达平衡时放出热量Q1KJ；向另一相同的密闭容器中通入1.5molSO2，0.75molO2和0.5molSO3，