届一轮复习人教版 化学能与热能 学案 1.docx

届一轮复习人教版 化学能与热能 学案 1.docx

《届一轮复习人教版 化学能与热能 学案 1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《届一轮复习人教版 化学能与热能 学案 1.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

届一轮复习人教版化学能与热能学案1

第六章化学反应与能量

学案一　反应热　能源

1．焓变和反应热

（1）反应热：

化学反应中放出或吸收的热量。

（2）焓变：

生成物与反应物的内能差，ΔH＝H（生成物）－H（反应物）。

在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为ΔH，单位是kJ·mol－1。

2．吸热反应和放热反应

（1）形成原理

¢Ù从能量高低角度理解

¢Ú从化学键角度理解

（2）常见的吸热反应和放热反应

¢Ù放热反应：

大多数化合反应、所有的中和反应、活泼金属与水、较活泼金属与酸的反应、所有的燃烧反应、铝热反应。

¢Ú吸热反应：

大多数分解反应、所有的水解反应、Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl反应、C与H2O（g）反应、C与CO2反应。

[对点练习]

1.判断下列说法的正误（正确的打¡°√¡±，错误的打¡°¡Á¡±）。

（1）放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应（　　）

（2）物质发生化学变化都伴有能量的变化（　　）

（3）伴有能量变化的物质变化都是化学变化（　　）

（4）吸热反应在任何条件下都不能发生（　　）

（5）Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热（　　）

（6）水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热（　　）

（7）同温同压下，反应H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH不同（　　）

（8）可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关（　　）

（9）反应HCHO＋O2催化剂,CO2＋H2O为吸热反应（　　）

（10）催化剂能改变反应的焓变（　　）

答案：

（1）¡Á　

（2）¡Ì　（3）¡Á　（4）¡Á　（5）¡Á　（6）¡Á　

（7）¡Á　（8）¡Ì　（9）¡Á　（10）¡Á

2.

已知某反应A（g）＋B（g）

C（g）＋D（g），反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。

（1）该反应是________反应（填¡°吸热¡±或¡°放热¡±），该反应的ΔH＝________kJ·mol－1（用含E1、E2的代数式表示），1mol气体A和1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol气体D具有的总能量________（填¡°一定高¡±、¡°一定低¡±或¡°高低不一定¡±）。

（2）若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1和E2的变化是：

E1________，E2________，ΔH________（填¡°增大¡±、¡°减小¡±或¡°不变¡±）。

答案：

（1）吸热　E1－E2　一定低　

（2）减小　减小　不变

正确理解活化能与反应热的关系

（1）E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，ΔH＝E1－E2。

（2）催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。

1．燃烧热

2．中和热

（1）中和热的概念及表示方法

（2）中和热的测定

①装置（请在横线上填写仪器名称）

②计算公式

ΔH＝－

kJ·mol－1

t1——起始温度，t2——终止温度。

（3）注意事项

¢Ù泡沫塑料板和碎泡沫塑料（或纸条）的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。

¢Ú为保证酸完全中和，采取的措施是使碱稍过量。

3．燃烧热与中和反应热的比较

4.能源

[对点练习]

1．判断下列说法的正误（正确的打¡°√¡±，错误的打¡°¡Á¡±）。

（1）S（s）＋

O2（g）===SO3（g）　ΔH＝－315kJ·mol－1（燃烧热）　（ΔH的数值正确）（　　）

（2）NaOH（aq）＋HCl（aq）===NaCl（aq）＋H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1（中和热）　（ΔH的数值正确）（　　）

（3）已知H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba（OH）2反应的反应热ΔH＝2¡Á（－57.3）kJ·mol－1（　　）

（4）燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH（g）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2（g）　ΔH＝－192.9kJ·mol－1，则CH3OH（g）的燃烧热为192.9kJ·mol－1（　　）

（5）H2（g）的燃烧热是285.8kJ·mol－1，则2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋571.6kJ·mol－1（　　）

（6）葡萄糖的燃烧热是2800kJ·mol－1，则

C6H12O6（s）＋3O2（g）===3CO2（g）＋3H2O（l）　ΔH＝－1400kJ·mol－1（　　）

（7）已知101kPa时，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221kJ·mol－1，则该反应的反应热为221kJ·mol－1（　　）

（8）已知稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量（　　）

（9）已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热为－57.3kJ·mol－1（　　）

（10）CO（g）的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2（g）===2CO（g）＋O2（g）反应的ΔH＝＋2¡Á283.0kJ·mol－1（　　）

（11）氢气的燃烧热为285.5kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O（l）

2H2（g）＋O2（g）　ΔH＝＋285.5kJ·mol－1（　　）

答案：

（1）¡Á　

（2）¡Ì　（3）¡Á　（4）¡Á　（5）¡Á　（6）¡Ì　（7）¡Á

（8）¡Á　（9）¡Á　（10）¡Ì　（11）¡Á

2.

能源分类相关图如图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是（　　）

A．煤炭、石油、沼气

B．水能、生物能、天然气

C．太阳能、风能、潮汐能

D．地热能、海洋能、核能

答案：

C

[学案验收·块块过]

1.（2017·云南弥勒模拟）美国前总统奥巴马就环境问题公开表示，到2020年，美国将会把温室气体排放量削减到1990年水平的80%，此外美国将把新能源比重提高到30%。

同时计划每年拿出150亿美元大举投资太阳能、风能和生物质能源等，并且举全国之力构建美国的低碳经济领袖地位。

下列说法不正确的是（　　）

A．CO2、甲烷都属于温室气体

B．用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体

C．太阳能、风能和生物质能属于新能源

D．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能

解析：

选B　乙醇作燃料产生CO2气体，会引起温室效应，B项错误。

2．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是（　　）

A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量

B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行

C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量

D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量

解析：

选D　已知X＋Y===M＋N　ΔH＞0，说明X与Y总能量低于M与N总能量，A错误，D正确；破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C错误；吸热反应有的不需要加热也可反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵混合搅拌即可发生反应，B错误。

3.

某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．反应过程a有催化剂参与

B．该反应为吸热反应，热效应等于ΔH

C．改变催化剂，可改变该反应的活化能

D．有催化剂条件下，反应的活化能等于E1＋E2

解析：

选C　A项，由图示可知反应过程a需要的活化能较高，没有催化剂参与，错误；B项，由于反应物的能量高于生成物的能量，多余的能量就以热能的形式释放出来，所以该反应为放热反应，热效应等于反应物与生成物能量的差值ΔH，错误；C项，改变催化剂，改变了反应途径，可以改变反应的活化能，正确；D项，有催化剂时，降低了反应的活化能，但活化能不等于E1＋E2，错误。

4．（2017·北京东城区模拟）由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A．反应生成1molN2时转移4mole－

B．反应物能量之和大于生成物能量之和

C．N2O（g）＋NO（g）===N2（g）＋NO2（g）

ΔH＝－139kJ·mol－1

D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和

解析：

选A　N2O和NO反应生成N2和NO2的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2，反应生成1molN2时转移2mole－，A不正确；根据图示，反应物能量之和大于生成物能量之和，B正确；该反应的反应热为（209－348）kJ·mol－1＝－139kJ·mol－1，C正确；由于该反应放热，所以断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确。

5．下列说法正确的是（　　）

A．如图可表示水分解过程中的能量变化

B．若2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221.0kJ·mol－1，则碳的燃烧热为110.5kJ·mol－1

C．需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应

D．已知：

¢ñ.对于反应H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）　ΔH＝－akJ·mol－1；

¢ò.

且a、b、c均大于零，则断开1molH—Cl键所需的能量为（a＋b＋c）kJ

解析：

选A　A项，水分解过程是吸热反应，使用催化剂会降低活化能，正确；B项，燃烧热是1mol物质生成稳定的产物放出的热量，错误；C项，加热与吸热、放热反应无关，如金属的燃烧多数需要加热，错误；D项，断开1molH—Cl键所需的能量为

kJ，错误。

6．已知反应：

¢Ù101kPa时，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221kJ·mol－1；¢Ú稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·mol－1。

下列结论正确的是（　　）

A．碳的燃烧热ΔH＜－110.5kJ·mol－1

B．¢Ù的反应热为221kJ·mol－1

C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热ΔH＝－2¡Á57.3kJ·mol－1

D．稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1molH2O，放出57.3kJ的热量

解析：

选A　由于2C（s）＋O2（g）===2CO（g）生成的CO不是稳定的氧化物，因此

＝110.5kJ·mol－1不是碳的燃烧热，由于CO转化为CO2放出热量，故碳的燃烧热ΔH＜－110.5kJ·mol－1，A正确；反应热的表示包含三部分：

¡°符号¡±、¡°数值¡±和¡°单位¡±，而B项中没有表示出符号，B错误；强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O的中和热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，C错误；由于稀醋酸是弱电解质，电离时吸收热量，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1molH2O时放出的热量小于57.3kJ，D错误。

7．某实验小组用0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。

（1）写出该反应的热化学方程式[生成1molH2O（l）时的反应热为－57.3kJ·mol－1]：

________________________________________________________________________。

（2）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表所示。

¢Ù请填写表格中的空白：

¢Ú近似认为0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液的密度都是1.0g·mL－1，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J·（g·¡æ）－1。

则生成1molH2O（l）时的反应热ΔH＝________（取小数点后一位）。

¢Û上述实验数值结果与－57.3kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是________（填字母）。

a．实验装置保温、隔热效果差

b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数

c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

（3）若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为________________。

解析：

（2）①第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的平均值为4.0℃。

②ΔH＝－[（50＋30）mL¡Á1.0g·mL－1¡Á4.0℃¡Á4.18¡Á10－3kJ·g－1·℃－1÷0.025mol]≈－53.5kJ·mol－1。

¢Û放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。

（3）稀NaOH溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中NH3·H2O的电离要吸收热量，故中和热要小一些（注意中和热与ΔH的关系）。

答案：

（1）H2SO4（aq）＋2NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）　ΔH＝－114.6kJ·mol－1

（2）¢Ù4.0　¢Ú－53.5kJ·mol－1　¢Ûb

（3）ΔH1＝ΔH2<ΔH3

学案二　热化学方程式　盖斯定律

1．热化学方程式及其意义

（1）概念：

表示参加反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。

（2）意义：

不仅表明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。

例如：

H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8kJ·mol－1，表示在25¡æ和1.01¡Á105Pa下，1mol氢气和0.5mol氧气完全反应生成1mol液态水时放出285.8kJ的热量。

2．热化学方程式的书写方法

[注意]　①热化学方程式中化学计量数仅表示该物质的物质的量，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。

②中和热的热化学方程式的书写应以生成1mol液态水为标准，燃烧热的热化学方程式的书写则应以1mol可燃物为标准。

[对点练习]

1．写出下列反应的热化学方程式。

（1）101kPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量，H2燃烧热的化学方程式：

__________________________________________________________。

（2）SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。

已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。

SiH4自燃的热化学方程式_________________________。

（3）0.3mol乙硼烷气体（分子式B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ的热量，则其热化学方程式为_____________________________。

答案：

（1）H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　

ΔH＝－285.8kJ·mol－1

（2）SiH4（g）＋2O2（g）===SiO2（s）＋2H2O（l）　

ΔH＝－1427.2kJ·mol－1

（3）B2H6（g）＋3O2（g）===B2O3（s）＋3H2O（l）　

ΔH＝－2165kJ·mol－1

2．已知：

101kPa时1mol辛烷燃烧生成液态水时放出热量为5518kJ；强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1molH2O时放出的热量为57.3kJ，则下列热化学方程式的书写正确的是（　　）

¢Ù2C8H18（l）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（g）

ΔH＝－11036kJ·mol－1

¢Ú2C8H18（l）＋25O2（g）===16CO2（g）＋18H2O（l）

ΔH＝－11036kJ·mol－1

¢ÛH＋＋OH－===H2O　ΔH＝－57.3kJ·mol－1

¢Ü2NaOH（aq）＋H2SO4（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l）ΔH＝－114.6kJ·mol－1

A．¢Ù¢Û　　　　　　　　　B．¢Ú¢Û

C．¢Ú¢ÜD．只有¢Ú

解析：

选C　由题目可知的是1mol辛烷燃烧生成液态水时放出的热量，故书写热化学方程式时，生成的水应是液态而不是气态，故①错误、②正确；③中未标明反应物、生成物的聚集状态，错误。

[规律方法]

¡°5审¡±法判断热化学方程式的正误

1．盖斯定律的内容

不论化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。

即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。

2．特点

（1）反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关。

（2）反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。

则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。

3．盖斯定律的意义

盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。

有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。

如：

C（s）＋

O2（g）===CO（g）反应的ΔH无法直接测得，但下列两个反应的ΔH可以直接测得：

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

CO（g）＋

O2（g）===CO2（g）　ΔH2＝－283.0kJ·mol－1

则在此温度下C（s）＋

O2（g）===CO（g）反应的ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－110.5_kJ·mol－1。

4．利用盖斯定律书写热化学方程式的方法——加合法

（1）总原则

根据题干要求，确定目标产物及最终要书写的热化学方程式，并对中间产物进行乘除加减的运算，最终得到目标方程式。

（2）具体步骤

¢Ù确定待求反应的热化学方程式。

¢Ú找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置（是同侧还是异侧）。

¢Û利用同侧相加、异侧相减进行处理。

¢Ü根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。

¢Ý实施叠加并确定反应热的变化。

¢Þ最终得到要求的热化学方程式。

[对点练习]

1．氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。

已知：

CH4（g）＋H2O（g）===CO（g）＋3H2（g）

ΔH1＝＋206.2kJ·mol－1

CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）

ΔH2＝＋247.4kJ·mol－1

以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。

CH4（g）与H2O（g）反应生成CO2（g）和H2（g）的热化学方程式为_____________________________________________。

解析：

首先写出反应方程式，CH4（g）＋2H2O（g）===CO2（g）＋4H2（g），再利用盖斯定律即可得出ΔH＝2ΔH1－ΔH2。

答案：

CH4（g）＋2H2O（g）===CO2（g）＋4H2（g）

ΔH＝＋165.0kJ·mol－1

2．已知：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）ΔH1＝－196.6kJ·mol－1　¢Ù；

2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）

ΔH2＝－113.0kJ·mol－1　¢Ú，

则反应NO2（g）＋SO2（g）SO3（g）＋NO（g）的ΔH＝________kJ·mol－1。

解析：

根据盖斯定律，由①¡Á

－②¡Á

可得：

SO2（g）＋NO2（g）SO3（g）＋NO（g），则

ΔH＝

ΔH1－

ΔH2＝

¡Á（－196.6kJ·mol－1）－

¡Á（－113.0kJ·mol－1）＝－41.8kJ·mol－1。

答案：

－41.8

（1）热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。

（2）热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减（带符号）。

（3）将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的¡°＋¡±¡°－¡±号必须随之改变，但数值不变。

[学案验收·块块过]

1．已知充分燃烧ag乙炔（C2H2）气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出bkJ热量，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－1

B．C2H2（g）＋

O2（g）===2CO2（g）＋H2O（l）

ΔH＝2bkJ·mol－1

C．2C2H2（g）＋5O2（g）===4CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝－4bkJ·mol－1

D．2C2H2（g）＋5O2（g）===4CO2（g）＋2H2O（l）

ΔH＝bkJ·mol－1

解析：

选C　由题意知2molCO2～2bkJ～1molC2H2，则乙炔燃烧的热化学方程式为C2H2（g）＋

O2（g）===2CO2（g）＋H2O（l）　ΔH＝－2bkJ·mol－1。

注意审题，题目并没有要求一定写表示乙炔燃烧热的热化学方程式。

2．在25¡æ、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式正确的是（　　）

A．CH3OH（l）＋

O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝＋725.76kJ·mol－1

B．2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝－1451.52kJ·mol－1

C．2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝－725.76kJ·mol－1

D．2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l）　ΔH＝＋1451.52kJ·mol－1

解析：

选B　甲醇燃烧是放热反应，所以反应热ΔH应小于0，A、D不正确；2mol甲醇的质量是64g，完全燃烧放出的热量是22.68kJ¡Á64＝1451.52kJ，所以答案选B。

3．在298K、101kPa时，已知：

¢Ù2H2O（g）===O2（g）＋2H2（g）　ΔH1

¢ÚCl2（g）＋H2===2HCl（g）　ΔH2

¢Û2Cl2（g）＋2H2O（g）===4HCl（g）＋O2（g）　ΔH3

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是（　　）

A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2

B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2

D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2

解析：

选A　根据盖斯定律，由①＋②¡Á2可以得到③，故ΔH1＋2ΔH2＝ΔH3，A项正确。

4．标准状态下，气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓。

已知H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436kJ·mol－1、463kJ·mol－1和495kJ·mol－1。

下列热化学方程式正确的是（　　）

A．H2O（g）===H2（g）＋

O2（g）　ΔH＝－485kJ·mol－1

B．H2O（g）===H2（g）＋

O2（g）　ΔH＝＋485kJ·mol－1

C．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝＋485kJ·mol－1

D．2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH＝－485kJ·mol－1

解析：

选D　根据¡°H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436kJ·mol－1,463kJ·m