高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 第一篇 專題通關(guān)攻略 專題二 基本理論 4 化學(xué)能與熱能課件.ppt

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第4講化學(xué)能與熱能 高考這樣考 1 2014 新課標全國卷 T13 室溫下 將1mol的CuSO4 5H2O s 溶于水會使溶液溫度降低 熱效應(yīng)為 H1 將1mol的CuSO4 s 溶于水會使溶液溫度升高 熱效應(yīng)為 H2 CuSO4 5H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4 5H2O s CuSO4 s 5H2O l 熱效應(yīng)為 H3 則下列判斷正確的是 A H2 H3B H1 H3 解析 選B 根據(jù)題意知 CuSO4 5H2O s 溶于水溫度降低 反應(yīng)為CuSO4 5H2O s Cu2 aq aq 5H2O l H1 0 CuSO4 s 溶于水溫度升高 反應(yīng)為CuSO4 s Cu2 aq aq H20 H20 所以A錯誤 由 H1 H3 H2可知B正確 C D錯誤 2 2013 新課標全國卷 T12 在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 H1 H2 3 H3 B H4 3 H3 H1 H2 C H4 H1 H2 3 H3 D H4 H1 H2 3 H3 解析 選A 給題干中的前三個方程式依次標號為 然后進行計算 2 3 2即可得到要求的反應(yīng)熱 故選項A正確 3 2015 全國卷 T28 3 已知反應(yīng)2HI g H2 g I2 g 的 H 11kJ mol 1 1molH2 g 1molI2 g 分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436kJ 151kJ的能量 則1molHI g 分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為 kJ 解析 根據(jù)焓變等于反應(yīng)物鍵能減去生成物鍵能可知 2 EH I EH H EI I 11kJ mol 1 得EH I 299kJ mol 1 答案 299 考綱要求 1 了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因 能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式 2 了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 了解吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng) 反應(yīng)熱等概念 3 了解熱化學(xué)方程式的含義 4 了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ) 了解化學(xué)在解決能源危機中的重要作用 5 了解焓變與反應(yīng)熱的含義 了解 H H 生成物 H 反應(yīng)物 表達式的含義 6 理解蓋斯定律 并能運用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡單計算 考查特點 1 客觀題 1 考查 理解 對反應(yīng)熱 吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng)的理解 2 考查 判斷 熱化學(xué)方程式的正誤判斷 3 考查 能源 以社會熱點問題為背景考查能源問題 2 主觀題 1 考查 定律 根據(jù)蓋斯定律由已知熱化學(xué)方程式書寫未知熱化學(xué)方程式 2 考查 計算 考查反應(yīng)熱計算 3 考查 應(yīng)用 密切聯(lián)系實際 結(jié)合新能源 元素化合物的知識 與化學(xué)平衡及電化學(xué)的知識綜合考查 一般出現(xiàn)在解答題中的某一問中 1 書寫熱化學(xué)方程式的 六大 要點 1 注意 H的符號和單位 若為放熱反應(yīng) H為 若為吸熱反應(yīng) H為 H的單位為 2 注意焓變的測定條件 絕大多數(shù) H是在 下測定的 此時可不注明溫度和壓強 或 0 或 0 kJ mol 1 25 101kPa 3 注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù) 熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的 4 注意物質(zhì)的聚集狀態(tài) 氣體用 液體用 固體用 溶液用 物質(zhì)的量 g l s aq 5 注意 H的數(shù)值與符號 由于 H與反應(yīng)完成時各物質(zhì)的量有關(guān) 如果化學(xué)計量數(shù) 則 H也要 互為逆反應(yīng)的焓變數(shù)值 但符號 6 可逆反應(yīng)的焓變 對于可逆反應(yīng)的焓變 H 是指 時的焓變 加倍 加倍 相同 相反 完全反應(yīng) 2 焓變的計算的 四個 依據(jù) 1 依據(jù)反應(yīng)物與生成物的能量計算 H 2 依據(jù)反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂與生成物化學(xué)鍵形成過程中的能量變化計算 H 反應(yīng)物的鍵能總和 生成物的鍵能總和 3 利用熱化學(xué)方程式進行計算 先寫出熱化學(xué)方程式 再根據(jù)熱化學(xué)方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)之間 物質(zhì)與焓變之間的關(guān)系直接計算焓變 H 生成物 H 反應(yīng)物 4 利用蓋斯定律計算焓變 設(shè)計合理的反應(yīng)途徑 適當加減已知的熱化學(xué)方程式 得出待求的熱化學(xué)方程式 焓變也要進行相應(yīng)的加減運算 從而得出待求熱化學(xué)方程式的焓變 在進行焓變的計算時 要注意焓變的符號以及焓變與熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)間的比例關(guān)系 3 焓變比較 六方法 1 吸熱反應(yīng)的 H肯定比放熱反應(yīng)的 2 物質(zhì)燃燒時 可燃物物質(zhì)的量越大 燃燒放出的熱量越多 3 等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量肯定比不完全燃燒所放出的熱量 4 產(chǎn)物相同時 氣態(tài)物質(zhì)燃燒放出的熱量比等量的同種固態(tài)物質(zhì)燃燒放出的熱量 反應(yīng)物相同時 生成液態(tài)物質(zhì)放出的熱量比生成等量的同種氣態(tài)物質(zhì)放出的熱量 大 多 多 多 5 生成等量的水時 強酸和強堿的稀溶液反應(yīng)比弱酸和強堿 或弱堿和強酸 或弱酸和弱堿 的稀溶液反應(yīng)放出的熱量 6 對于可逆反應(yīng) 因反應(yīng)不能進行完全 實際反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量要 相應(yīng)熱化學(xué)方程式中的焓變數(shù)值 多 小于 考點一熱化學(xué)方程式的書寫與正誤判斷 典例1 1 2014 大綱版全國卷 28 1 化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5 回答下列問題 已知AX3的熔點和沸點分別為 93 6 和76 AX5的熔點為167 室溫時AX3與氣體X2反應(yīng)生成1molAX5 放出熱量123 8kJ 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 2 2015 山東高考 30 3 改編 貯氫合金ThNi5可催化由CO H2合成CH4的反應(yīng) 溫度為T時 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 已知溫度為T時 CH4 g 2H2O g CO2 g 4H2 g H1 165kJ mol 1CO g H2O g CO2 g H2 g H2 41kJ mol 1 破題關(guān)鍵 1 AX3的熔點和沸點分別為 93 6 和76 AX5的熔點為167 則室溫時AX3為液態(tài) AX5為固態(tài) 2 首先寫成由CO H2合成CH4的反應(yīng)的化學(xué)方程式 據(jù)此可知 應(yīng)將第一個方程式顛倒過來 解析 1 書寫熱化學(xué)方程式時要注意常溫下AX3呈液態(tài) AX5呈固態(tài) 生成1molAX5 放出熱量123 8kJ 故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為AX3 l X2 g AX5 s H 123 8kJ mol 1 2 寫出化學(xué)方程式并注明狀態(tài) CO g 3H2 g CH4 g H2O g 然后根據(jù)蓋斯定律可得該反應(yīng)的 H H1 H2 206kJ mol 1 進而得出熱化學(xué)方程式 答案 1 AX3 l X2 g AX5 s H 123 8kJ mol 1 2 CO g 3H2 g CH4 g H2O g H 206kJ mol 1 思維建模 熱化學(xué)方程式書寫與正誤判斷的步驟 1 書寫一般 四步 2 正誤判斷 五審 題組過關(guān) 1 2015 龍巖一模 已知在25 101kPa條件下 2mol氫氣燃燒生成水蒸氣 放出484kJ熱量 下列熱化學(xué)方程式正確的是 A H2O g H2 g O2 g H 242kJ mol 1B 2H2 g O2 g 2H2O l H 484kJ mol 1C H2 g O2 g H2O g H 242kJ mol 1D 2H2 g O2 g 2H2O g H 484kJ mol 1 解析 選A B中生成物水應(yīng)為氣態(tài) B錯 H2燃燒放熱 H為負值 則H2O分解必為吸熱反應(yīng) H為正值 A正確 C D錯 2 2015 貴陽一模 依據(jù)事實 寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 1 適量的N2和O2完全反應(yīng) 每生成23gNO2吸收16 95kJ熱量 N2與O2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 2 18g葡萄糖與適量O2反應(yīng) 生成CO2和液態(tài)水 放出280 4kJ熱量 葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為 3 SiH4是一種無色氣體 遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃 生成SiO2和液態(tài)H2O 已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量89 2kJ SiH4自燃的熱化學(xué)方程式為 解析 1 23gNO2的物質(zhì)的量為0 5mol 則生成2molNO2吸收的熱量為67 8kJ 吸熱反應(yīng) H為正值 故反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2 g 2O2 g 2NO2 g H 67 8kJ mol 1 2 18g葡萄糖的物質(zhì)的量為0 1mol 故1mol葡萄糖燃燒生成CO2和液態(tài)水放出2804kJ的熱量 反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C6H12O6 s 6O2 g 6H2O l 6CO2 g H 2804kJ mol 1 3 2gSiH4自燃放出熱量89 2kJ 1molSiH4自燃放出熱量1427 2kJ 故熱化學(xué)方程式為SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2kJ mol 1 答案 1 N2 g 2O2 g 2NO2 g H 67 8kJ mol 1 2 C6H12O6 s 6O2 g 6H2O l 6CO2 g H 2804kJ mol 1 3 SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2kJ mol 1 加固訓(xùn)練 1 2014 海南高考 標準狀態(tài)下 氣態(tài)分子斷開1mol化學(xué)鍵的焓變稱為鍵焓 已知H H H O和O O鍵的鍵焓 H分別為436kJ mol 1 463kJ mol 1和495kJ mol 1 下列熱化學(xué)方程式正確的是 A H2O g H2 g O2 g H 485kJ mol 1B H2O g H2 g O2 g H 485kJ mol 1C 2H2 g O2 g 2H2O g H 485kJ mol 1D 2H2 g O2 g 2H2O g H 485kJ mol 1 解析 選D 根據(jù)鍵焓的概念 氣態(tài)分子斷開1mol化學(xué)鍵變?yōu)樵游盏哪芰?水分解為氫氣和氧氣為吸熱反應(yīng) 焓變數(shù)值中有 A錯誤 根據(jù)鍵焓確定水分解為氫氣和氧氣的熱化學(xué)方程式 焓變 反應(yīng)物的總鍵焓 生成物的總鍵焓 2 463 436 495 242 5 kJ mol 1 B錯誤 氫氣和氧氣反應(yīng)生成水是放熱反應(yīng) 焓變符號為 C錯誤 焓變 反應(yīng)物的總鍵焓 生成物的總鍵焓 2 436 495 4 463 485 kJ mol 1 D正確 2 2015 長春一模 下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的書寫及對應(yīng)的表述均正確的是 A 密閉容器中 9 6g硫粉與11 2g鐵粉混合加熱生成17 6g硫化亞鐵時 放出19 12kJ熱量 則Fe s S s FeS s H 95 6kJ mol 1B 稀醋酸與0 1mol L 1NaOH溶液反應(yīng) H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 C 已知1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水所放出的熱量為285 5kJ 則水分解的熱化學(xué)方程式為2H2O l 2H2 g O2 g H 285 5kJ mol 1D 已知2C s O2 g 2CO g H 221kJ mol 1 則可知C的燃燒熱 H 110 5kJ mol 1 解析 選A 9 6g硫粉的物質(zhì)的量為 0 3mol 11 2g鐵粉的物質(zhì)的量為故硫粉過量 以鐵粉為依據(jù)計算1mol鐵粉參加反應(yīng)放出的熱量為A項正確 醋酸為弱酸 應(yīng)寫分子式 且醋酸與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時 醋酸繼續(xù)電離需要吸收熱量 其焓變 H 57 3kJ mol 1 B項錯誤 2mol水分解吸收的熱量應(yīng)為571kJ C項錯誤 計算碳的燃燒熱時生成物應(yīng)為CO2 g D項錯誤 考點二蓋斯定律焓變的計算 典例2 1 在微生物作用的條件下 經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成 兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖 第一步反應(yīng)是 填 放熱 或 吸熱 反應(yīng) 判斷依據(jù)是 1mol aq 全部氧化成 aq 的熱化學(xué)方程式是 2 2015 廣東高考 T31 1 用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2 可提高效益 減少污染 傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如下所示的催化循環(huán)實現(xiàn) 其中 反應(yīng) 為2HCl g CuO s H2O g CuCl2 s H1反應(yīng) 生成1molCl2 g 的反應(yīng)熱為 H2 則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 反應(yīng)熱用 H1和 H2表示 破題關(guān)鍵 1 正確理解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的圖象 能正確書寫熱化學(xué)方程式 然后運用蓋斯定律確定全部氧化成的熱化學(xué)方程式 2 若已知的熱化學(xué)方程式乘以某個數(shù) 反應(yīng)熱也要乘 解析 1 第一步反應(yīng)中 反應(yīng)物總能量大于生成物總能量 則該反應(yīng)為放熱反應(yīng) H 0 第一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 aq 1 5O2 g 2H aq aq H2O l H 273kJ mol 1 根據(jù)圖象 第二步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 aq 0 5O2 g aq H 73kJ mol 1 則1mol aq 全部氧化成 aq 可由兩步反應(yīng)加和得到 熱化學(xué)方程式為 aq 2O2 g 2H aq H2O l aq H 346kJ mol 1 2 注意反應(yīng)熱和化學(xué)計量數(shù)之間的關(guān)系 反應(yīng) 生成1molCl2 g 的反應(yīng)熱為 H2 根據(jù)蓋斯定律可求出總反應(yīng)的反應(yīng)熱 2HCl g O2 g H2O g Cl2 g H H1 H2 答案 1 放熱反應(yīng)物總能量大于生成物總能量 aq 2O2 g 2H aq H2O l aq H 346kJ mol 1 2 2HCl g O2 g H2O g Cl2 g H H1 H2 思維建模 根據(jù)蓋斯定律計算 H的步驟和方法 1 計算步驟 2 計算方法 題組過關(guān) 1 2015 重慶高考 黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一 其爆炸的熱化學(xué)方程式為S s 2KNO3 s 3C s K2S s N2 g 3CO2 g H xkJ mol 1已知 碳的燃燒熱 H1 akJ mol 1S s 2K s K2S s H2 bkJ mol 12K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s H3 ckJ mol 1則x為 A 3a b cB c 3a bC a b cD c a b 解析 選A 已知碳的燃燒熱 H1 akJ mol 1 則碳的燃燒熱化學(xué)方程式為 C s O2 g CO2 g H1 akJ mol 1 S s 2K s K2S s H2 bkJ mol 1 2K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s H3 ckJ mol 1 根據(jù)蓋斯定律 可得 H 3 H1 H2 H3 即x 3a b c 2 2015 長沙一模 按要求回答下列問題 1 已知 4Al s 3O2 g 2Al2O3 s H 2834 9kJ mol 1 Fe2O3 s C s CO2 g 2Fe s H 234 1kJ mol 1 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1 寫出鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 2 已知 N2 g O2 g 2NO g H 180 5kJ mol 1 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 1 若有17g氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮氣體和水蒸氣所放出的熱量為 解析 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān) 而與反應(yīng)的途徑無關(guān) 1 得 2Al s Fe2O3 s 2Fe s Al2O3 s H 593 1kJ mol 1 2 2 3得 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g H 905kJ mol 1則17gNH3被氧化時放出的熱量 答案 1 2Al s Fe2O3 s 2Fe s Al2O3 s H 593 1kJ mol 1 2 226 25kJ 加固訓(xùn)練 1 2015 廣州一模 已知 Cu s 2H aq Cu2 aq H2 g H12H2O2 l 2H2O l O2 g H22H2 g O2 g 2H2O l H3則反應(yīng)Cu s H2O2 l 2H aq Cu2 aq 2H2O l 的 H是 A H H1 H2 H3B H H1 H2 H3C H H1 2 H2 2 H3D H 2 H1 H2 H3 解析 選A Cu s 2H aq Cu2 aq H2 g H1 2H2O2 l 2H2O l O2 g H2 2H2 g O2 g 2H2O l H3 根據(jù)蓋斯定律可知 得Cu s H2O2 l 2H aq Cu2 aq 2H2O l 所以 H H1 H2 H3 答案選A 2 下面是三個化學(xué)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol 1 H2 g O2 g H2O l H2 285 8kJ mol 1 CH3COOH l 2O2 g 2CO2 g 2H2O l H3 870 3kJ mol 1 2C s 2H2 g O2 g CH3COOH l H4 通過計算可得 H4為 A 244 1kJ mol 1B 488 3kJ mol 1C 996 6kJ mol 1D 996 6kJ mol 1 解析 選B 根據(jù)蓋斯定律 由 2 可得目標方程式 則 H4 H1 H2 2 H3 488 3kJ mol 1 備選考點 焓變大小的比較 典題 已知熱化學(xué)方程式 2H2 g O2 g 2H2O g H1 483 6kJ mol 1則對于熱化學(xué)方程式 2H2O l 2H2 g O2 g H2下列說法正確的是 A 熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)表示分子個數(shù)B 該反應(yīng)的 H2 483 6kJ mol 1C H2 H1 解析 選D 熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)只代表物質(zhì)的量 不代表分子數(shù) A錯誤 根據(jù)題意知 2H2O g 2H2 g O2 g H3 483 6kJ mol 1 H2O g H2O l 還要放熱 B項錯誤 因為2molH2O l 能量比2molH2O g 的能量低 因此二者均分成2molH2 g 和1molO2 g 所吸收的熱量 H2 H3 H1 D項正確 方法歸納 焓變大小比較的基本方法 1 同一反應(yīng)的生成物狀態(tài)不同時 如A g B g C g H1 A g B g C l H2 則 H1 H2 2 同一反應(yīng)的反應(yīng)物狀態(tài)不同時 如A s B g C g H1 A g B g C g H2 則 H1 H2 3 兩個有聯(lián)系的反應(yīng)相比較時 如C s O2 g CO2 g H1 C s O2 g CO g H2 比較方法 利用反應(yīng) 包括 H1 乘以某計量數(shù)減去反應(yīng) 包括 H2 乘以某計量數(shù) 即得出 H3 H1 某計量數(shù) H2 某計量數(shù) 根據(jù) H3大于0或小于0進行比較 總之 比較焓變的大小時要注意 反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài) H有正負之分 比較時要連同 一起比較 類似數(shù)學(xué)中的正 負數(shù)大小的比較 若只比較放出或吸收熱量的多少 則只比較焓變數(shù)值的大小 不考慮正 負號 即時訓(xùn)練 1 2014 江蘇高考 已知 C s O2 g CO2 g H1CO2 g C s 2CO g H22CO g O2 g 2CO2 g H34Fe s 3O2 g 2Fe2O3 s H43CO g Fe2O3 s 3CO2 g 2Fe s H5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是 A H1 0 H30 H4 0C H1 H2 H3D H3 H4 H5 解析 選C C或CO燃燒生成CO2均是放熱反應(yīng) H0 Fe與O2反應(yīng)生成Fe2O3是放熱反應(yīng) H4 0 B錯誤 將第2個方程式和第3個方程式相加可得第1個方程式 所以由蓋斯定律有 H1 H2 H3 C正確 由蓋斯定律有 H3 H4 H5 D錯誤 2 已知 C s O2 g CO2 g H1 O2 g 2C s 2CO g H2 2H2 g O2 g 2H2O g H3 CO g H2O g CO2 g H2 g H4下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是 A H2 0B CO的燃燒熱 H H1 H2C H2的燃燒熱 H H3D H4 H1 H2 H3 解析 選B 碳不完全燃燒也是放熱反應(yīng) 故 H2 0 A錯誤 根據(jù)蓋斯定律 可得CO g O2 g CO2 g H H1 H2 B正確 H2的燃燒熱 生成的水應(yīng)為液態(tài)水 而在方程式 中卻為氣態(tài)水 C錯誤 由蓋斯定律 可得反應(yīng) 故 H4 H1 H2 H3 D錯誤