高三化学二轮复习资料高中化学步步高专题五化学反应与能量.docx

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高三化学二轮复习资料高中化学步步高专题五化学反应与能量

[考纲要求]　1.了解化学反应中能量转化的原因及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,能正确书写热化学方程式。

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。

5.了解焓变（ΔH）与反应热的含义。

6.理解盖斯定律,并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。

7.理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应和总反应方程式。

8.了解常见化学电源的种类及其工作原理。

9.了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

考点一　化学能与热能

（一）反应热及其表示方法

1.理解化学反应热效应的两种角度

（1）从微观的角度说,是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值,如下图所示:

a表示旧化学键断裂吸收的能量;

b表示新化学键形成放出的能量;

c表示反应热。

（2）从宏观的角度说,是反应物自身的能量与生成物能量的差值,在上图中:

a表示活化能;

b表示活化分子结合成生成物所释放的能量;

c表示反应热。

2.反应热的量化参数——键能

反应热与键能的关系:

反应热:

ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3,即ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。

3.反应热的表示方法——热化学方程式

热化学方程式书写或判断的注意事项。

（1）注意ΔH的符号和单位:

ΔH的单位为kJ·mol－1。

（2）注意测定条件:

绝大多数的反应热ΔH是在25℃、101kPa下测定的,此时可不注明温度和压强。

（3）注意热化学方程式中的化学计量数:

热化学方程式化学计量数可以是整数,也可以是分数。

（4）注意物质的聚集状态:

气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。

热化学方程式中不用“↑”和“↓”。

（5）注意ΔH的数值与符号:

如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。

逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,但符号相反。

（6）对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态外,还要注明物质的名称。

如:

①S（单斜,s）＋O2（g）===SO2（g）

ΔH1＝－297.16kJ·mol－1

②S（正交,s）＋O2（g）===SO2（g）

ΔH2＝－296.83kJ·mol－1

③S（单斜,s）===S（正交,s）

ΔH3＝－0.33kJ·mol－1

（二）盖斯定律及其应用

1.定律内容

一定条件下,一个反应不管是一步完成,还是分几步完成,反应的总热效应相同,即反应热的大小与反应途径无关,只与反应的始态和终态有关。

2.常用关系式

热化学方程式

焓变之间的关系

aA===B　ΔH1

A===

B　ΔH2

ΔH2＝

ΔH1或

ΔH1＝aΔH2

aA===B　ΔH1

B===aA　ΔH2

ΔH1＝－ΔH2

ΔH＝ΔH1＋ΔH2

1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”

（1）

如图表示燃料燃烧反应的能量变化（×）

（2016·江苏,10A）

（2）在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。

该反应中化学能全部转化为热能（×）

（2015·江苏,4D）

（3）催化剂能改变反应的焓变（×）

（2012·江苏,4B）

（4）催化剂能降低反应的活化能（√）

（2012·江苏,4C）

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

（6）500℃、30MPa下,将0.5molN2（g）和1.5molH2（g）置于密闭容器中充分反应生成NH3（g）,放热19.3kJ,其热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－38.6kJ·mol－1（×）

2.（2016·海南,6）油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应:

C57H104O6（s）＋80O2（g）===57CO2（g）＋52H2O（l）

已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ,油酸甘油酯的燃烧热ΔH为（　　）

A.3.8×104kJ·mol－1B.－3.8×104kJ·mol－1

C.3.4×104kJ·mol－1D.－3.4×104kJ·mol－1

答案　D

3.[2015·海南,16（3）]由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示,若生成1molN2,其ΔH＝________kJ·mol－1。

答案　－139

4.

（1）[2015·浙江理综,28

（1）]乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:

已知:

化学键

C—H

C—C

C==C

H—H

键能/kJ·mol－1

412

348

612

436

计算上述反应的ΔH＝________kJ·mol－1。

答案　124

解析　设“

”部分的化学键键能为akJ·mol－1,则ΔH＝（a＋348＋412×5）kJ·mol－1－（a＋612＋412×3＋436）kJ·mol－1＝124kJ·mol－1。

（2）[2015·全国卷Ⅰ,28（3）]已知反应2HI（g）===H2（g）＋I2（g）的ΔH＝＋11kJ·mol－1,1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量,则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为____________kJ。

答案　299

解析　形成1molH2（g）和1molI2（g）共放出436kJ＋151kJ＝587kJ能量,设断裂2molHI（g）中化学键吸收2akJ能量,则有2a－587＝11,得a＝299。

[另解:

ΔH＝2E（H—I）－E（H—H）－E（I—I）,2E（H—I）＝ΔH＋E（H—H）＋E（I—I）＝11kJ·mol－1＋436kJ·mol－1＋151kJ·mol－1＝598kJ·mol－1,则E（H—I）＝299kJ·mol－1。

]

利用键能计算反应热,要熟记公式:

ΔH＝反应物总键能－生成物总键能,其关键是弄清物质中化学键的数目。

在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。

原子晶体:

1mol金刚石中含2molC—C键,1mol硅中含2molSi—Si键,1molSiO2晶体中含4molSi—O键;分子晶体:

1molP4中含有6molP—P键,1molP4O10（即五氧化二磷）中含有12molP—O键、4molP==O键,1molC2H6中含有6molC—H键和1molC—C键。

5.

（1）[2017·天津,7（3）]0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为

________________________________________________________________________。

（2）[2015·天津理综,7（4）]随原子序数递增,八种短周期元素（用字母x等表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。

根据判断出的元素回答问题:

已知1mole的单质在足量d2中燃烧,恢复至室温,放出255.5kJ热量,写出该反应的热化学方程式:

____________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（3）晶体硅（熔点1410℃）是良好的半导体材料。

由粗硅制纯硅过程如下:

Si（粗）

SiCl4

SiCl4（纯）

Si（硅）

写出SiCl4的电子式:

________________;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量,写出该反应的热化学方程式:

__________________________________

________________________________________________________________________。

（4）[2015·安徽理综,27（4）]NaBH4（s）与水（l）反应生成NaBO2（s）和氢气（g）,在25℃、101kPa下,已知每消耗3.8gNaBH4（s）放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）2Cl2（g）＋TiO2（s）＋2C（s）===TiCl4（l）＋2CO（g）

ΔH＝－85.6kJ·mol－1

（2）2Na（s）＋O2（g）===Na2O2（s）

ΔH＝－511kJ·mol－1

（3）

　SiCl4（g）＋2H2（g）

Si（s）＋4HCl（g）　ΔH＝＋0.025akJ·mol－1

（4）NaBH4（s）＋2H2O（l）===NaBO2（s）＋4H2（g）

ΔH＝－216kJ·mol－1

热化学方程式书写易出现的错误

（1）未标明反应物或生成物的状态而造成错误。

（2）反应热的符号使用不正确,即吸热反应未标出“＋”号,放热反应未标出“－”号,从而导致错误。

（3）漏写ΔH的单位,或者将ΔH的单位写为kJ,从而造成错误。

（4）反应热的数值与方程式的计量数不对应而造成错误。

（5）对燃烧热、中和热的概念理解不到位,忽略其标准是1mol可燃物或生成1molH2O（l）而造成错误。

6.

（1）[2018·北京,27

（1）]近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。

过程如下:

反应Ⅰ:

2H2SO4（l）===2SO2（g）＋2H2O（g）＋O2（g）

ΔH1＝＋551kJ·mol－1

反应Ⅲ:

S（s）＋O2（g）===SO2（g）　ΔH3＝－297kJ·mol－1

反应Ⅱ的热化学方程式:

____________________________________________________。

答案　3SO2（g）＋2H2O（g）===2H2SO4（l）＋S（s）　ΔH2＝－254kJ·mol－1

解析　由题图可知,反应Ⅱ的化学方程式为3SO2＋2H2O

2H2SO4＋S↓。

根据盖斯定律,反应Ⅱ＝－（反应Ⅰ＋反应Ⅲ）可得:

3SO2（g）＋2H2O（g）===2H2SO4（l）＋S（s）　ΔH2＝－254kJ·mol－1。

（2）[2018·江苏,20

（1）]用水吸收NOx的相关热化学方程式如下:

2NO2（g）＋H2O（l）===HNO3（aq）＋HNO2（aq）

ΔH＝－116.1kJ·mol－1

3HNO2（aq）===HNO3（aq）＋2NO（g）＋H2O（l）

ΔH＝75.9kJ·mol－1

反应3NO2（g）＋H2O（l）===2HNO3（aq）＋NO（g）的ΔH＝________kJ·mol－1。

答案　－136.2

解析　将题给三个热化学方程式依次编号为①、②和③,根据盖斯定律可知,③＝（①×3＋②）/2,则ΔH