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1、挑战高考届高三化学 难点突破+典型例题错误分析 专题06【挑战高考】2013届高三化学 难点突破+典型例题错误分析 专题06 化学能与热能【2013高考预测】 1了解化学反应中能量转化的原因，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。【难点突破】难点一 化学反应的焓变 1定义：化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的热量）来表示，称为焓变（H），单位：kJ/mol 或 kJmol-1在

2、化学反应中，旧键的断裂需要吸收能量 ，而新键的形成则放出能量。总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。注意：（1） 反应热和键能的关系例如：1molH2和1molCl2反应生成2molHCl的反应热的计算。1moLH2分子断裂开HH键需要吸收436kJ的能量；1molCl2分子断裂开ClCl键需要吸收243kJ的能量，而2molHCl分子形成2molHCl键放出431kJmol-12mol=862kJ的能量，所以，该反应H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）的反应热H

3、=生成物分子形成时释放的总能量反应物分子断裂时所需要吸收的总能量=862kJmol-436 kJmol-1-243 kJmol1=183kJmol-1由于反应后放出的能量使反应本身的能量降低，故规定H=反应物的键能总和生成物的键能总和（2）反应焓变与反应条件的关系焓是科学家们为了便于计算反应热而定义的一个物理量，它的数值与物质具有的能量有关。对于一定量的纯净物质，在一定的状态（如温度、压强）下，焓有确定的数值。在同样的条件下，不同的物质具有的能量也不同，焓的数值也就不同；同一物质所处的环境条件（温度、压强）不同，以及物质的聚集状态不同，焓的数值也不同。焓的数值的大小与物质的量有关，在相同的条件

4、下，当物质的物质的量增加一倍时，焓的数值也增加一倍。因此，当一个化学放映在不同的条件下进行，尤其是物质的聚集状态不同时，反应焓变是不同的。2放热反应和吸热反应(1)放热反应：即有热量放出的化学反应，其反应物的总能量大于生成物的总能量。(2)吸热反应：即吸收热量的化学反应，其反应物的总能量小于生成物的总能量。 难点二.热化学方程式1 热化学方程式与普通化学方程式的区别有三点不同（1）热化学方程式必须标有热量变化。（2）热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关。（3）热化学方程式中各物质的系数只表示各物质对应的物质的量，因此，有时可

5、用分数表示，但要注意反应热也发生相应变化。2书写热化学方程式时明确以下问题： (1)反应放出或吸收的热量的多少与外界的温度和压强有关，需要注明，未特别注明的指101kPa和25时的数据。 (2)物质的聚集状态不同，反应吸收和放出的热量不同，因此要注明反应物和生成物的聚集状态。(3)热化学方程式中的热量数据，是与各化学计量数为物质的量时相对应的，不是几个分子反应的热效应。因此式中化学计量数可以是整数，也可以是分数。一般出现分数时是以某一反应物或生成物为“1mol”时其它物质才出现的。(4)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，但H的数值与反应式中的系数有关。难点三.燃烧热

6、、中和热1.燃烧热 (1)概念：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的单位一般用kJmol表示。注意：完全燃烧，是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：CC02，HH20，SS02等。 (2)表示的意义：例如C的燃烧热为393.5kJmol，表示在101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。2.中和热 (1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成 1 molH20，这时的反应热叫中和热。 (2)中和热的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (1)； H=-57.3kJmol。3.使用化石燃料的利弊及新能源的开

7、发 (1)重要的化石燃料：煤、石油、天然气 (2)煤作燃料的利弊问题煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。煤直接燃烧时产生S02等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。 (3)新能源的开发调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。最有希望的新能源是太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生

8、，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。理解中和热时注意：稀溶液是指溶于大量水的离子。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。中和反应的实质是H+和OH-化合生成 H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。难点四.中和热测定实验在50 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题。 （1）大小烧杯间填满碎纸条的作用是什么？（2）大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热的数值有何影响?（3）改用60 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢

9、氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放热量是否相等?所求中和热数值是否相等？简述理由。（4）用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行上述实验，为什么测得中和热的数值偏低？难点五.反应焓变的计算1 盖斯定律：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓（热量）变是一样的。2 据盖斯定律计算化学反应的焓变进行反应的焓变计算应注意的问题（1） 由于H与反应物的物质的量有关，因此热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应。如化学计量数成倍减少或增加，则H也要成倍的减少或成倍的增加。当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，正负号相反。（2） 在使用盖斯定律时，伴随着

10、两个或多个方程式的加减处理时，H的计算一定要带上正负号。【题型探究】题型一 有关热化学反应方程式的的含义及书写1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化学反应方程式例1.将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_。又已知：H2O（g）=H2O（l）；H244.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ。2、有关反应焓变的计算 （1）盖斯定律及其应用 化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个

11、反应可以分几步进行，则各分步及反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的，这就是盖斯定律。例如：可以通过两种途径来完成。如上图已知：H2（g）+1/2O2（g）= H2O（g）；H1=241.8kJ/molH2O（g）=H2O（l）；H2=44.0kJ/mol根据盖斯定律，则H=H1H2=241.8kJ/mol+（44.0kJ/mol）=285.8kJ/mol其数值与用量热计测得的数据相同。（2） 根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应焓变的计算或比较大小。例2、已知：； ；欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为A. 2:3.25 B.

12、 12:3.25 C. 1:1 D. 393.5:241.8 (3)利用键能计算反应热方法：H=E(反应物)E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能常用E表示，单位是kJ/mol。例3CH3CH3CH2CH2H2；有关化学键的键能如下。化学键 CH CC CC HH键能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4 435.3试计算该反应的反应热 题型三：燃烧热、中和热的判断、求算及测量例4、下列说法正确的是A. 在101kPa时，1mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热B. 酸和

13、碱发生中和反应生成1mol水，这时的反应热叫中和热C. 燃烧热或中和热是反应热的种类之一D. 在稀溶液中，1molCH3COOH和1mol NaOH完全中和时放出的热量为57.3kJ【易错点点睛】【1】下列说法正确的是( )A在101 k Pa时，1 mol C与适量反应生成1mol CO时，放出110.5 kJ热 量，则C的燃烧热为110.5 kJmol B在10l k Pa时，l mol完全燃烧生成液态水，放出2858 kJ热量，燃烧热 为 285.8KJ/mol C鉴定HCL和NaOH反应的中和热时，每次实验均应测量3个温度，即盐酸起 始温度、NaOH起始温度和反应后终止温度 D在稀溶液

14、中：，若将含 0.5mol的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合，放出的热量等于57.3KJ【2】肼（N2H4）是火箭发动机的燃料，反应时N2O4为氧化剂，生成氮气和水蒸气。已知：N2（g）+2O2（g）=N2O4（g）；H=+8.7kJ/mol N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；H=534.0kJ/mol下列表示肼跟N2O4反应的热化学方程式，正确的是 （ ） A2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）；H=542.7kJ/mol B2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）；H=1059.3kJ/mol C2N2H4（g）+

15、N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）；H=1076.7kJ/mol DN2H4（g）+N2O4（g）=N2（g）+2H2O（g）；H=1076.7kJ/mol【3】 CH3CH3CH2CH2H2；有关化学键的键能如下。化学键 CH CC CC HH键能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4 435.3试计算该反应的反应热?【4】已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，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)； H2b kJ / molB. C2H2(g)5/2O2(g)2CO

16、2(g)H2O(l)； H2b kJ / molC. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H4b kJ / molD. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； Hb kJ / mol【答案】 A【解析】以上各式中化学计量数及物质状态标注都正确；该反应放热，H应为负值；生成1mol二氧化碳气体，放出热量 bkJ，则又生成4mol二氧化碳气体，放出热量4bkJ 。 【5】 “摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即能制冷。该化学物质是（ ）A氯化钠 B生石灰 C氢氧化钠 D硝酸铵【答案】 D【6】下列热化学方程式中的

17、H能表示物质燃烧热的是（）A. 2 CO(g) + O2(g) = 2 CO2(g) H = - 566 KJmol-1B. CH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(l) H = - 890 KJmol-1C. 2 H2(g) + O2(g) = 2 H2O(l) H = - 571.6 KJmol-1D. H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) H = - 184.6 KJmol-1【答案】 B【7】已知H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) H = - 57.3 kJmol-1。以下四个化学反应方程式： H2SO4(aq) +2 NaOH

18、(aq) = Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)； H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) = BaSO4(s) + 2 H2O(l)； HCl(aq) + NH3H2O(aq) = NH4Cl(aq) + H2O(l)； CH3COOH(aq) + NH3H2O(aq) = CH3COONH4(aq) + H2O(l)。其中反应热为57.3 kJmol-1的是（ ）A和 B C D以上都不对【答案】 D【8】已知：H+ (aq)+OH- (aq)= H2O H1 = - 57.3 kJmol-1，H2SO4(浓)+ NaOH(aq)= Na2SO4(aq)+ H2O(l) H

19、2 = m,下列说法正确的是( )A.上述热化学方程式中的计量数表示分子个数 B. H1H2C.H2 = - 57.3 kJmol-1 D. |H1|H2|【9】在下列各说法中，正确的是AH 0表示放热反应，H Q2，白磷比红磷稳定 B.Q1 Q2，红磷比白磷稳定 C.Q1 Q2，白磷比红磷稳定 D.Q1 Q2，红磷比白磷稳定【12】根据热化学方程式：S(s) + O2(g)= SO2(g) H = -297.23 kJmol-1，下列说法正确的是：A1 mol SO2 (g)的能量总和大于1 mo S(s)和1 mol O2(g)的能量总和B1 mol SO2(g)的能量总和小于1 mol

20、S(s)和1 mol O2(g)的能量总和CS(g) + O2(g) = SO2(g) H = -Q kJmol-1；Q的值大于297.23DS(g) + O2(g)= SO2(g) H = -Q kJmol-1；Q的值等于297.23【答案】 BC【13】工业由粗硅制取纯硅有以下反应：Si(s) + 3 HCl(g)SiHCl3(g) + H2(g)；H = -318 kJmol-lSiHCl3(g) + H2(g)Si(s) + 3 HCl(g)； 下列关于上述反应的说法中不正确的是A反应、均为氧化还原反应 B反应、均为置换反应C若反应放热，则反应一定吸热 D欲提高SiHCl3产率，可减压

21、或升温【答案】 D【14】在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJmol-1表示。请认真观察右图，然后回答问题。 （1）图中所示反应是_(填“吸热”或“放热”)反应，该反应_(填“需要”或“不需要”)加热，该反应的H =_(用含E1、E2的代数式表示）。 （2）已知热化学方程式：H2(g)O2(g) = H2O(g) H = - 241.8 kJmol-1，该反应的活化能为167.2 kJmol-1，则其逆反应的活化能为_。 （3）对于同一反应，图中虚线

22、（）与实线（）相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是_。【答案】 （1）放热； 需要； -(E1 - E2) kJmol-1（2）409 kJmol-1； （3）使用了催化剂。 【15】下列说法中正确的是( )A有能量变化的过程一定是化学变化过程B需要加热才能发生的反应是吸收能量的反应C化学反应中一定伴有热量的变化D物质发生燃烧的反应一定是释放能量的反应【答案】D 【16】下列反应类型中可以吸收能量的反应是 ( )化合反应 分解反应 置换反应 复分解反应 氧化还原反应A B C D【答案】 A【2013高考突破】 1合理利用燃料减小污染符合“绿色奥运”理念

23、，下列关于燃料的说法正确的是 ()A“可燃冰”是将水变为油的新型燃料B氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料C乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料D石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料2下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 ()A碳酸钙受热分解B乙醇燃烧C铝与氧化铁粉末反应D氧化钙溶于水3已知下列反应的热化学方程式为 ：(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ/mol(2)CH3COOH(l)2O2(g)2CO2(g)2H2O(l)H2870.3 kJ/mol(3)H2(g)O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJ/mol则2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3C

24、OOH(l)的反应热(焓变)为()A488.3 kJ/mol B488.3 kJ/molC244.15kJ/mol D244.15kJ/mol解析：据盖斯定律知(1)2(3)2(2)即得2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)方程式的反应热H(393.5 kJ/mol)2(285.8 kJ/mol)2(870.3 kJ/mol)488.3 kJ/mol答案：B4石墨与金刚石都是碳的单质，工业上常用石墨在一定条件下转化为金刚石的反应原理生产人造钻石已知12 g石墨完全转化成金刚石时需要吸收E kJ的能量则下列说法正确的是 ()A石墨不如金刚石稳定B金刚石不如石墨稳定C等质量的石墨和

25、金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多D等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多5下列说法或表示方法中正确的是 ()A等质量的硫蒸气和硫磺分别完全燃烧，后者放出的热量多B氢气的燃烧热为285.5 kJ/mol，则氢气燃烧的热化学方程式为：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJ/molCBa(OH)28H2O(s)2NH4Cl(s)=BaCl2(s)2NH3(g)10H2O(l)HQ3Q2 BQ1Q2Q3CQ2Q1Q3 DQ3Q1Q27在298K、1.01105Pa下，将22 g CO2通入750 mL 1 mol/L NaOH溶液中充分反应，测得反应放出 x kJ的热量已知

26、在该条件下，1 mol CO2通入1 L 2 mol/L NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式是()ACO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(2yx) kJ/molBCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(2xy)kJ/molCCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq)H(4xy) kJ/molD2CO2(g)2NaOH(l)=2NaHCO3(l)H(8x2y) kJ/mol8已知热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1483.6 kJ/mol则对于热化学方程式：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H2下列说法正确的是 ()A热化学方程式中化学计量数表示分子个数B该反应的H2483.6 kJ/molC|H2|H1|9用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染例如：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H574 kJ/molCH4(g)4NO(g)