2022高考化學(xué) 專題16 化學(xué)反應(yīng)及能量變化（一）考點講解

《2022高考化學(xué) 專題16 化學(xué)反應(yīng)及能量變化（一）考點講解》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022高考化學(xué) 專題16 化學(xué)反應(yīng)及能量變化（一）考點講解（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022高考化學(xué) 專題16 化學(xué)反應(yīng)及能量變化（一）考點講解【考情報告】考查角度考查內(nèi)容命題特點熱化學(xué)方程式的書寫蓋斯定律的應(yīng)用反應(yīng)熱的計算化學(xué)反應(yīng)與能量是近幾年高考的“熱點”問題，主要以選擇題和填空題的形式呈現(xiàn)。利用能量、鍵能以及蓋斯定律等方法進行反應(yīng)熱的計算?！究枷蝾A(yù)測】 化學(xué)反應(yīng)與能量是高考的必考點，主要考查三方面的內(nèi)容：反應(yīng)熱概念的理解及計算;熱化學(xué)方程式的正誤判斷與書寫；蓋斯定律及其應(yīng)用。題型以選擇題和填空題形式出現(xiàn)，難度適中。預(yù)計2014年高考仍將以熱化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)能量高低與穩(wěn)定性的關(guān)系、燃燒熱和中和熱的概念、反應(yīng)熱的計算、化學(xué)鍵與能量間的關(guān)系、蓋斯定律等為主，題型以選擇題

2、為主，蓋斯定律的應(yīng)用還可能會出現(xiàn)在填空題中。由于能源問題已成為社會熱點，從能源問題切入，從不同的角度設(shè)問，結(jié)合新能源的開發(fā)，把反應(yīng)熱與能源結(jié)合起來進行考查，將是2019年的一個命題熱點，在二輪復(fù)習(xí)時一定要引起注意?？傊畯慕鼛啄旮呖荚囶}分析來看，本講所考查內(nèi)容仍以傳統(tǒng)考點為主，復(fù)習(xí)時要把握基本傳統(tǒng)知識?！窘?jīng)典在線】1. 知識梳理一、熱化學(xué)方程式1概念：能夠表示反應(yīng)熱的化學(xué)方程式叫熱化學(xué)方程式。2表示的意義：不僅表示了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，表示在常溫常壓下2molH2(g)和 1molO2(g)完全反

3、應(yīng)生成2 mol液態(tài)水時 放出571.6 kJ的熱量。3.注意事項.物質(zhì)狀態(tài)物質(zhì)所處的狀態(tài)不同，H值不同，所以必須注明物質(zhì)狀態(tài)。固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、溶液分別用符號s、l、g、aq表示。反應(yīng)條件(1)熱化學(xué)方程式不用標(biāo)反應(yīng)條件。如氫氣在空氣中燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為：H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，不用標(biāo)明反應(yīng)條件“燃燒”。(2)不管反應(yīng)是可逆反應(yīng)還是不可逆反應(yīng)，熱化學(xué)方程式中的熱效應(yīng)都是指完全反應(yīng)時的熱效應(yīng)。(3)在25，101 kPa進行的反應(yīng)，可不標(biāo)明溫度和壓強，不在此條件下進行的反應(yīng)需要標(biāo)明溫度和壓強。反應(yīng)熱(H)(1)單位：kJmol1。(2)符

4、號：放熱反應(yīng)為“”；吸熱反應(yīng)為“”?；瘜W(xué)計量數(shù)(1)化學(xué)計量數(shù)表示的是物質(zhì)的量。(2)化學(xué)計量數(shù)可以為分數(shù)。(3)H的數(shù)值與對應(yīng)的熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)有關(guān)。如：H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)Ha kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)Hb kJmol1則a、b的關(guān)系為：b2a。正、逆反應(yīng)的H的關(guān)系逆反應(yīng)和正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)Hb kJmol12H2O(l)=2H2(g)O2(g)Hc kJmol1，則cb。二、中和反應(yīng)的反應(yīng)熱與燃燒熱比較項目燃燒熱中和反應(yīng)的反應(yīng)熱相同點能量變化放熱反應(yīng)HH 0，單位： kJmol1

5、不同點反應(yīng)物的量1mol(O2的數(shù)量不限)可能是1 mol，也可能是0.5 mol反應(yīng)熱的含義298K、101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量；不同反應(yīng)物，燃燒熱不同.稀溶液中強酸跟強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時所釋放的熱量，均約為57.3 kJmol11. 燃燒熱是反應(yīng)熱的一種形式。使用燃燒熱的概念時要理解下列要點：(1)規(guī)定是在101 kPa壓強下測出的熱量。因為壓強不同，同一反應(yīng)的反應(yīng)熱有所不同。(2)規(guī)定可燃物的物質(zhì)的量為1 mol。(3)規(guī)定生成物為穩(wěn)定的氧化物。例如：CCO2、HH2O(l)、SSO2等。(4)敘述燃燒熱時，用正值，在熱化學(xué)方

6、程式中用H表示時取負值。例如CH4的燃燒熱為890 kJ/mol，而H890 kJ/mol。2. 中和熱是反應(yīng)熱的一種形式。使用中和熱的概念時要理解下列要點：(1)酸堿反應(yīng)是在稀溶液中，指一般酸堿物質(zhì)的量濃度1mol/L。（2）中和熱不包括濃溶液的稀釋熱、電解質(zhì)的溶解熱、電離熱、生成熱等其他熱效應(yīng)。（3）中和熱熱化學(xué)方程式，規(guī)定水的物質(zhì)的量為1mol。（4）敘述中和熱時，用正值，在熱化學(xué)方程式中用H表示時取負值。例如稀硫酸和KOH的中和熱為57.3 kJ/mol，而H57.3 kJ/mol。三、反應(yīng)熱的計算1.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計算根據(jù)反應(yīng)熱的定義可以對反應(yīng)熱進行計算：H=生成物的總能量

7、-反應(yīng)物的總能量。2.利用蓋斯定律進行計算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。即不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。如：H=H1H23.根據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能計算H=反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和。根據(jù)鍵能計算反應(yīng)熱的關(guān)鍵是找出反應(yīng)物和生成物所含共價鍵的數(shù)目，要注意晶體結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的情況。計算要領(lǐng)當(dāng)反應(yīng)方程式乘以或除以某數(shù)時，H也應(yīng)乘以或除以某數(shù)。反應(yīng)式進行加減運算時，H也同樣要進行加減運算，且要帶“”、“”，即把H看作一個整體進行運算。通過蓋斯定律計算反應(yīng)熱和比較反應(yīng)熱的大小時，同樣要把H看作一個整體。在設(shè)計反應(yīng)過程

8、時常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固液氣時，會吸熱；反之會放熱。當(dāng)設(shè)計的反應(yīng)逆向進行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。在進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算時常見失誤點有：(1)根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式進行計算時，要清楚已知熱化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)表示的物質(zhì)的量與已知物質(zhì)的量之間的比例關(guān)系，然后進行計算。(2)根據(jù)化學(xué)鍵斷裂和形成過程中的能量變化計算反應(yīng)熱時，須注意斷鍵和成鍵的總數(shù)，必須是斷鍵和成鍵時吸收或放出的總能量。(3)運用蓋斯定律進行計算，在調(diào)整方程式時，要注意H的正負和數(shù)值也要隨之調(diào)整。2.經(jīng)典精講例1.（2013全國新課標(biāo)卷I，28）二甲醚（CH3OCH3）是無色氣體，

9、可作為一種新型能源，由合成氣（組成為H2、CO、和少量CO2）直接制備二甲醚，其中主要過程包括以下四個反應(yīng)： 甲醇合成反應(yīng)：CO(g）+ 2H2(g)CH3OH(g)H1=-90.1 kJmol-1 CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H2=-49.0 kJmol-1 水煤氣變換反應(yīng)：CO(g) + H2O (g)CO2(g)+H2(g)H3=-41.1 kJmol-1 二甲醚合成反應(yīng)： 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H4=-24.5 kJmol-1 Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應(yīng)催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的

10、主要工藝流程是 （以化學(xué)方程式表示） 。分析二甲醚合成反應(yīng)對于CO轉(zhuǎn)化率的影響 。 由H2和CO直接制備二甲醚（另一產(chǎn)物為水蒸氣）的熱化學(xué)方程式為 。有研究者在催化劑（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3），壓強為5.0MPa的條件下由H2和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如下圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是_。 二甲醚直接燃料電池具有啟動快，效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃燒燃料電池（5.93kWhkg-1），若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應(yīng)為_。 一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生_個電子的電量；該電池理論輸出電壓1.20V，能量密度E=_（列式計算，能量密度=電

11、池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kWh=3.6105J ） 【答案】（1）Al2O3（鋁土礦）+2NaOH+3H2O2NaAl(OH)4；NaAlO2+CO2+2H2ONaHCO3+Al(OH)3； 2Al(OH)3Al2O33H2O(2)消耗甲醇，促進甲醇合成反應(yīng)平衡向右移，CO轉(zhuǎn)化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應(yīng)消耗（2）合成二甲醚消耗甲醇，對于CO參與的反應(yīng)相當(dāng)于減小生成物的濃度，有利于平衡向右移動，使CO的轉(zhuǎn)化率提高。（3）根據(jù)蓋斯定律可知，將2即得到反應(yīng)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，所以該反應(yīng)的放熱H90.1 kJ/mol224.5 kJ/mol204

12、.7kJ/mol。（4）該反應(yīng)分子數(shù)減小，壓強升高使平衡右移，CO和H2的轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加。壓強升高使CO和H2的濃度增加，反應(yīng)速率增大。（5）原電池中負極失去電子，所以負極電極反應(yīng)式是CH3OCH312e3H2O2CO212H；二甲醚中碳原子的化合價是2價，反應(yīng)后變?yōu)?價，失去6個電子，所以一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化，可以產(chǎn)生12個電子的電量；由于能量密度電池輸出電能/燃料質(zhì)量，所以該電池的能量密度【2018江蘇卷】下列說法正確的是A氫氧燃料電池放電時化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能B反應(yīng)4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進行，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C3 mol H2

13、與1 mol N2混合反應(yīng)生成NH3，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于66.021023D在酶催化淀粉水解反應(yīng)中，溫度越高淀粉水解速率越快【答案】C【解析】分析：A項，氫氧燃料電池放電時化學(xué)能不能全部轉(zhuǎn)化為電能，理論上能量轉(zhuǎn)化率高達85%90%；B項，反應(yīng)4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）的S0，該反應(yīng)常溫下可自發(fā)進行，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；C項，N2與H2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，3molH2與1molN2混合反應(yīng)生成NH3，轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于6mol；D項，酶是一類具有催化作用的蛋白質(zhì)，酶的催化作用具有的特點是：條件溫和、不需加熱，具有高度的專一性、高效催化作用，溫度越高酶會發(fā)生變性，催化活性降低。例2.在

14、1200時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應(yīng)H2S（g）+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g)H12H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) H2H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) H32S(g) =S2(g) H4則H4的正確表達式為A.H4（H1H23H3）B.H4（3H3H1H2）C.H4（H1H23H3） D.H4（H1H23H3）【答案】A【解析】考察蓋斯定律。根據(jù)S守恒原理，要得到方程式4，可以用（方程式1+方程式23方程式2）；即選擇H4的正確表達式為H4（H1H23H3），即選項A正確。.【經(jīng)典考題3】CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（

15、g）H0，在其他條件不變的情況下A加入催化劑，改變了反應(yīng)的途徑，反應(yīng)的H也隨之改變B改變壓強，平衡不發(fā)生移動，反應(yīng)放出的熱量不變C升高溫度，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)放出的熱量不變D若在原電池中進行，反應(yīng)放出的熱量不變【答案】B【經(jīng)典考題4】【2018屆余姚中學(xué)模擬考】H2O2(l)在有MnO2條件下和無MnO2條件下分解的能量變化如圖所示。下列說法正確是A有MnO2 條件下的反應(yīng)曲線是a曲線B該反應(yīng)能量變化類型與CaCO3分解反應(yīng)相同C加催化劑后，正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減小Db曲線的熱化學(xué)方程式為：H2O2(l) =H2O(l) +1/2O2(g) H= ( E1 - E2 )KJ mol-1【

16、答案】D【解題技巧】1.在熱化學(xué)方程式的書寫和判斷正誤時，常見失誤點有：(1)忽視H的正負。(2)忽視H的數(shù)值與化學(xué)計量數(shù)有關(guān)?；瘜W(xué)計量數(shù)發(fā)生變化時，H的數(shù)值要相應(yīng)變化。(3)忽視物質(zhì)的狀態(tài)不同H的數(shù)值也不同。2.利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱的模式與要領(lǐng)(1)計算模式方式一若有(a)A(g)M(g)=B(g)H1(b)A(l)M(g)=B(g)H2(c)A(g)=A(l)H3則(c)(a)(b)，即：H3H1H2。方式二若有(a)A(s)M(g)=B(s)H1(b)C(s)M(g)=D(s)H2(c)A(s)D(s)=B(s)C(s)H3則(c)(a)(b)，即：H3H1H2。(2)計算要領(lǐng)當(dāng)反應(yīng)方程式乘以或除以某數(shù)時，H也應(yīng)乘以或除以某數(shù)。反應(yīng)式進行加減運算時，H也同樣要進行加減運算，且要帶“”、“”，即把H看作一個整體進行運算。通過蓋斯定律計算反應(yīng)熱和比較反應(yīng)熱的大小時，同樣要把H看作一個整體。在設(shè)計反應(yīng)過程時常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固液氣時，會吸熱；反之會放熱。當(dāng)設(shè)計的反應(yīng)逆向進行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。