1、高考化学分类解析(三)化学反应中的能量变化考点阐释1.了解化学反应中的能量变化、吸热反应和放热反应，理解反应热、燃烧热和中和热等有关概念。2.掌握热化学方程式的书写与应用。考查的方式为选择题或填空题，题型特征主要为判断热化学方程式是否正确或给出已知条件正确书写热化学方程式，或比较不同状态时热量的大小等。试题类编(一)选择题1.(2002年上海综合，18)下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是燃烧时发生氧化反应 充分燃烧的产物不污染环境 乙醇是一种再生能源 燃烧时放出大量热量A.B. C.D.2.(2002年上海综合，16)航天飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧
2、化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为：2NH4ClO4N24H2OCl22O2Q，下列对此反应的叙述中错误的是A.上述反应属于分解反应B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行C.反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用3.(2002年天津，9)沼气是一种能源，它的主要成分是CH4。0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ热量，则下列热化学方程式中正确的是A.2CH4(g)4O2(g)=2CO2(g)4H2O(l) H=890 kJmol1B.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H=890 kJm
3、ol1C.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H=890 kJmol1D.1/2CH4(g)O2(g)=1/2CO2(g)H2O(l) H=890 kJmol14.(1999年上海，9)在相同条件下，下列物质分别与H2反应，当消耗等物质的量的H2时放出热量最多的是A.Cl2 B.Br2 C.I2 D.S5.(1996年全国，19)在同温同压下，下列各组热化学方程式中，Q2Q1的是A.2H2(g)O2(g)=2H2O(g)Q12H2(g)O2(g)=2H2O(l)Q2B.S(g)O2(g)=SO2(g)Q1S(s)O2(g)=SO2(g)Q2C.C(s)O2(g)=CO(g)Q
4、1C(s)O2(g)=CO2(g)Q2D.H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)Q1H2(g)Cl2(g)=HCl(g)Q26.(1994年全国，21)一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q，它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收，可得100 g CaCO3沉淀，则完全燃烧1 mol 无水乙醇时放出的热量是A.0.5 QB.QC.2 QD.5 Q(二)笔答题7.(2000年天津，26)由氢气和氧气反应生成1 mol 水蒸气放热241.8 kJ，写出该反应的热化学方程式：_。若1 g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ，则反应H2(g)O2(g)=H2O(l)的H= kJmol1，氢气的
5、燃烧热为 kJmol1。8.(1999年上海，32)美国科学美国人杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据：到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路请选用以上数据计算：(1)地球对太阳能的利用率约为 。(2)通过光合作用，每年有 千焦的太阳能转化为化学能(每年按365天计)。(3)每年由绿色植物通过光合作用(6CO26H2OC6H12O66O2)为我们生存的环境除去二氧化碳的质量A。试根据能量关系列出A的计算式。列式中缺少的数据用符号表示。A (千克)。所缺数据的化学含义为 。9.(1994年上海，31)(1)配平以下氧化还原反应方程式：当KMnO4消耗0.05 mol时
6、，产生的CO2的体积为_ (标准状况)。(2)家用液化气中主要成分之一是丁烷。当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时，放出热量5105kJ。试写出丁烷燃烧反应的热化学方程式：_。已知1 mol液态水汽化时需要吸收44 kJ热量，则1 mol丁烷完全燃烧产生气态水时放出的热为_ kJ。答案解析(一)选择题1.答案：D解析：有机物燃烧时都发生氧化反应，并不是乙醇作为燃料的优点。2.答案：D解析：在2NH4ClO4=N24H2OCl22O2Q中，高氯酸铵既是氧化剂又是还原剂。3.答案：C解析：0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和H2O时，放出445 kJ热量，即1 mol CH4完全
7、燃烧生成CO2和H2O时，放出890 kJ热量。根据热化学方程式的有关规定，要注明聚集状态，要标出热效应，故符合题意的是C项。4.答案：A解析：此题考查了元素的非金属性与反应放出能量大小的关系。元素的非金属性越强，越易与H2化合，生成的氢化物也越稳定，放出的能量也越多。5.答案：AC解析：此题要掌握相同物质反应时影响热效应值大小的两个因素，一是物质的数量多少，二是物质状态。A、B两组属状态不同：A组中因H2O(l) H2O(g)是吸热的，所以Q2Q1符合题意，B组中S(s) S(g)是吸热的，但因其是反应物故Q1Q2。C、D两组属反应物的数量不同，量多的热效应大，故C正确。6.答案：C解析：根
8、据C2H6O3O22CO23H2OCO2Ca(OH)2=CaCO3H2O则：C2H6O 2CO2 2CaCO3 热量1 mol 2 mol 2100g x0.5 mol 1mol 100g Q x=Q/0.5=2Q(二)笔答题7.答案：H2(g)O2(g)=H2O(g)，H=241.8 kJmol1 285.8 285.8。解析：燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。8.答案：(1)23.3(2)1.261018(3) 每生成1 mol葡萄糖所需吸收的能量解析：本题是一道综合信息题。解题的关键是正确理解“地球对太阳能的利用”的含义，水、大气和光合作用产生的糖类，都是人们
9、生存所必不可少的，所以，水循环吸热大气流动吸热光合作用吸热。地球对太阳能的利用率计算公式为：总能量10010023.3通过光合作用，每年太阳能转化的化学能36524360040109 kJ1.261018 kJ；设每生成1 mol葡萄糖所吸收的能量为Q，9.答案：(1)5 2 3 10 1 2 8 5.6 L(2)2C4H10(g)13O2(g)=8CO2(g)10H2O(l)5800 kJ或C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l)2900 kJ 2680解析：(1)注意H2C2O4的化合价。该分子式实为乙二酸(或草酸)。可按一般无机酸计算化合价的方法推算。化合价(242)23
10、，即为3价。(2)写热化学方程式要在完整的化学方程式的基础上增加两项要求。是注明各物质的聚集状态；是标出热效应(包括吸、放热及数值)。此题物质的状态已给出，而热效应的计算如下：设1 mol C4H10产生热量为x kJ,则15105又1 mol水由液气需吸热44 kJ，而1 mol C4H10完全燃烧生成5 mol水要吸收544 kJ220 kJ。所以1 mol丁烷完全燃烧生成气态水放热为：2900 kJ220 kJ2680 kJ命题趋向与应试策略(一)重视基础 形成知识规律1.建立化学反应中能量变化的观点，了解吸热反应和放热反应化学反应中所释放的能量是当今世界上最重要的能源。化学反应中的能量
11、变化，通常表现为热量的变化。探讨化学反应放热、吸热本质时，要注意三点：(1)化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同，这是由于各种物质所具有的能量是不同的；(2)反应中能量守恒；(3)如果反应物所具有的总能量高于生成物的总能量，那么在发生化学反应时，有一部分能量就会转变成热能的形式释放出来，这就是放热反应；反之则是吸热反应。2.书写热化学方程式应注意下列几点(1)要注明反应的温度和压强，若反应是在298 K和1.013105 Pa条件下进行，可不予注明。(2)要注明反应物和生成物的聚集状态或晶型。常用s、l、g分别表示固体、液体、气体。(3)H与方程式计量系数有关，注意方程式与对
12、应H不要弄错，计量系数以“mol”为单位，可以是小数或分数。(4)在所写化学反应计量方程式后写下H的数值和单位，方程式与H应用分号隔开。(5)当H为“”或“”H0时，为吸热反应。例如：C(石墨)O2(g)=CO2(g)，H=393.6 kJmol1表示体系在298 K、1.013105 Pa下，反应发生了1 mol的变化(即1 mol的C与1 mol的O2生成1 mol的CO2)时，相应的热效应为393.6 kJmol1，即放出393.6 kJ的热。2C(石墨)2O2(g)=2CO2(g)；H=787.2 kJmol1表示体系中各物质在298 K，1.013105 Pa下，反应发生了1 mol
13、的变化(即1 mol的2C与1 mol的2O2完全反应生成1 mol的2CO2)时的热效应为787.2 kJmol1，即放出787.2 kJ的热。3.燃烧热与中和热(1)在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，其热化学方程式中燃烧物前计量数为1。如：表示氢气燃烧热的热化学方程式为：H2(g)O2(g)=H2O(g) H=241.8 kJ/mol(2)在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 mol水，这时的反应热叫做中和热。其热化学方程式中水前的计量数为1。如：强酸与强碱反应的中和热的热化学方程式为NaOH(aq)H2SO4(aq)= Na2S
14、O4(aq)H2O(1)H=57.3 kJ/mol。(二)分析热点 把握命题趋向化学反应中的能量变化在教材中的篇幅较少，但在高考中经常涉及的内容有：书写热化学方程式或判断热化学方程式的正误；有关反应热的计算；比较反应热的大小等。最近又出现反应热与能源结合起来进行考查。能源问题是涉及人类生活和世界发展的社会热点，随着社会的发展和人们生活水平的提高，对能源的需求量越来越大，而它对周围的环境也产生越来越大的影响。从能源问题切入，可引出多学科的知识要点，以不同的角度设问，形成综合试题，考查学生的基础知识和运用多学科知识分析问题的能力。能源的利用，其实就是能量的转化过程。能量及其转化是物理、化学、生物学
15、科中的一个重要内容，是理科综合试题的知识载体之一，灵活运用能量间的相互转化关系是解决该类问题的关键。能量间的转化关系如下：例题近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二级能源”，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源，如煤、石油、太阳能和原子能等。(1)为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是A.电解水B.锌和稀硫酸反应C.光解海水D.以石油、天然气为原料(2)氢气燃烧时耗氧量小，发热量大。已知，热化学方程式为：C(g)
16、O2(g)=CO2(g) H=393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l) H=285.8 kJmol1试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是_。(3)氢能源有可能实现能源的贮存，也有可能实现经济、高效的输送。研究表明过渡金属型氢化物(又称间充氢化物)，在这类氢化物中，氢原子填充在金属的晶格间隙之间，其组成不固定，通常是非化学计量的，如：LaH2.76、TiH1.73、CeH2.69、ZrH1.98、PrH2.85、TaH0.78。已知标准状况下，1体积的钯粉大约可吸附896体积的氢气(钯粉的密度为10.64 g/cm3，相对原子质量为106.4)，试写出钯(Pd)的氢化物的化学式_。解析：(1)光解水法：利用特殊催化剂，模拟生物光合作用制取氢气，是较经济且资源可持续利用的制氢方法。(2)由热化学方程式可知，相同质量的氢气和碳完全燃烧时放出的热量之比：(285.8 kJmol1)(393.5 kJmol1)=4.361(3)由题意可知，1 cm3钯粉可吸收896 cm3的氢气，PdH=2=10.8故氢化物的化学式为PdH0.8答案：(1)C (2)4.361 (3)PdH0.8
