1、高考资源网（） 您身边的高考专家 第六章 化学能与热能 第1节化学反应与能量变化考试说明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.了解焓变与反应热的含义。了解HH(生成物)H(反应物)表达式的含义。命题规律本节内容是高考的必考点，考查形式有：一是以图像、图表为背景考查能量变化、化学键键能、正逆反应的活化能的关系及简单计算；二是热化学方程式的书写及正误判断；三是结合生产、生活考查燃
2、烧热、中和热和能源的开发利用，题型以选择题、填空题为主。考点1焓变与反应热知识梳理1.化学反应的实质与特征(1)实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。(2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热量的变化，也有光能和电能等。2焓变和反应热(1)反应热：化学反应中吸收或放出的热量。(2)焓变：生成物与反应物的内能差，HH(生成物)H(反应物)。在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为H，单位是kJmol1或kJ/mol。(3)产生原因3吸热反应和放热反应判断依据 放热反应 吸热反应反应物总能量与生成物总能量的相对大小E反应物E生成物E反应物E生成物与键能的关系生成物的总键能
3、大于反应物的总键能生成物的总键能小于反应物的总键能H的符号H0(H为“”)反应过程图示常见反应大多数化合反应所有的燃烧反应酸碱中和反应金属与水或酸的反应物质的缓慢氧化铝热反应大多数分解反应盐类的水解和弱电解质电离Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应C和CO2、C和H2O(g)的反应(1)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，但不属于吸热反应或放热反应，在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。(2)需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。1.判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)物质发生化
4、学变化不一定伴有能量的变化。()错因：物质发生化学变化一定伴有能量的变化。(2)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。()错因：物质三态的转变也伴有能量变化，属物理变化。(3)水变成水蒸气时吸收的能量就是该过程的反应热。()错因：水变成水蒸气属于物理过程，物理过程的能量变化不叫反应热。(4)化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化。()错因：化学反应中能量变化的形式主要是热量变化，还有光能、电能等。(5)可逆反应的H与反应是否可逆有关。()错因：可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。(6)放热反应在任何条件下都可以发生，吸热反应不加热就不能发生。()错因：燃烧都是放热
5、反应，但也需要加热或点燃以引发反应。2如图表示某反应的能量变化，按要求回答下列问题：(1)该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(2)该反应的H_。(3)使用催化剂_(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。(4)逆反应的活化能可表示为_。答案(1)放热(2)E2E1(3)不能(4)E3E2题组训练题组一 焓变与反应热的概念1伴随下列变化而发生的能量变化中，属于反应热的是()A形成1 mol HCl键放出的能量B石墨转化成金刚石吸收的能量CNa变成Na吸收的能量D水蒸气变成液态水放出的能量答案B2用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HCl
6、O22Cl22H2O已知：反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ热量。判断下列说法正确的是()A反应A的H115.6 kJmol1BH2O中HO键比HCl中HCl键弱C由中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强D断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差31.9 kJ答案D解析反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ能量，则反应A的H115.6 kJmol1，A错误；反应A中H4E(HCl)498 kJmol12243 kJmol14E(HO)115.6 kJmol1，整理可得E(HO)E(HCl)31.9 kJmol1，故断裂1 mol HO
7、键比断裂1 mol HCl键多吸收31.9 kJ能量，故H2O中HO键比HCl中HCl键强，B错误；由断键所需的能量不能比较元素的非金属性强弱，由反应A可知，O2可将HCl氧化为Cl2，则O2的氧化性强于Cl2，故O元素的非金属性强于Cl元素，C错误；由B项分析可知，断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差31.9 kJ，D正确。题组二 反应过程中能量变化及图像分析3反应AB=C(放热)分两步进行：AB=X(吸热)；X=C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()答案B解析反应AB=C为放热反应，则A、B具有的总能量高于C具有的总能量；AB=X为吸热反应
8、，则A、B具有的总能量低于X具有的总能量；X=C为放热反应，则X具有的总能量高于C具有的总能量，综上所述，只有B项符合题意。4最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下，下列说法中正确的是()ACO和O生成CO2是吸热反应B在该过程中，CO断键形成C和OCCO和O生成了具有极性共价键的CO2D状态状态表示CO与O2反应的过程答案C解析状态的总能量为反应物的总能量，状态的总能量为生成物的总能量，由题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应为放热反应，A错误；从状态的图示可知，反应中CO并未断键形成C和O，C、O原子之间始终存在化
9、学键，B错误；由图示可知，CO与O在催化剂表面形成了CO2，CO2分子内存在C=O极性共价键，C正确；状态状态表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2反应的过程，D错误。反应热与反应过程中的各物质的能量变化E1：旧键断裂吸收的能量或称为活化能。E2：新键形成放出的能量。该反应的焓变为HE1E2。催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响H，反应放热还是吸热取决于起点(反应物)和终点(生成物)能量的高低。考点2热化学方程式知识梳理1.概念表示参加化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。2意义不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。如H2(g)O2(g)=H
10、2O(g)H241.8 kJmol1表示的意义为在25 、101 kPa条件下，1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1_mol_H2O(g)时放出241.8 kJ的热量。3书写(1)注明反应条件：绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质的聚集状态：常用s、l、g、aq分别表示固态、液态、气态、溶液。(3)注意符号单位：H应包括“”或“”、数值和单位(kJmol1)。(4)注意对应关系：H的数值大小与化学计量数相对应。(5)区别于普通化学方程式：一般不注“”“”以及“点燃”“加热”等反应条件。(1)物质的聚集状态不同，则其本身具有的能量不同，反应的
11、H也不同。(2)热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应，若化学计量数加倍，则H也要加倍。(3)正反应与逆反应的H数值相等，符号相反。(4)不管化学反应是可逆反应还是不可逆反应，热化学方程式中的热效应都是指物质按化学方程式完全反应时的热效应。如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJmol1表示的意义为2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化成2 mol SO3(g)时放出197 kJ的热量。1.判断正误，正确的画“”，错误的画“”，错误的指明错因。(1)C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0
12、，说明石墨没有金刚石稳定。()错因：能量越低越稳定，石墨能量低更稳定。(2)已知：500 、30 MPa下，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1；将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2 kJ。()错因：由于可逆反应不能进行到底，故达到平衡时，参与反应的H2物质的量小于1.5 mol，则反应放出热量小于46.2 kJ。(3)已知相同条件下2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1，反应2SO2(s)O2(g)2SO3(g)H2，则H1H2。()错因：由于固体转化为气体需要吸收能量，故第二个反应放出的热量小于第一个反应放出的热量，但因为H0，
13、故H1H2。(4)H2(g)O2(g)=H2O(l)H1和2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2中的H1H2。()错因：依据H的数值与系数成正比，故H22H1。2(1)1.6 g液态化合物N2H4与液态H2O2恰好完全反应生成两种对环境友好的气体，此时放出75 kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式：_。(2)已知：中和热为57.3 kJmol1；Ba2(aq)SO(aq)=BaSO4(s)Ha kJmol1(视a为已知数)。请写出稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式：_。(3)已知2NH3(g)N2(g)3H2(g)H92.4 kJmol1，把1 mol N2(g)和3 mol
14、 H2(g)充入密闭容器中充分反应，测得放出的热量始终小于92.4 kJ。请简述其原因：_。答案(1)N2H4(l)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g) H1500 kJmol1(2)H2SO4(aq)Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)2H2O(l) H(a114.6) kJmol1(3)可逆反应转化率小于100%，消耗的N2(g)一定小于1 mol，放出的热量就一定小于92.4 kJ题组训练题组一 热化学方程式正误判断1已知断裂1 mol H2(g)中的HH键需要吸收436.4 kJ的能量，断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成H2O(g)中的1 m
15、ol HO键能放出462.8 kJ的能量。下列说法正确的是()A断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H480.4 kJmol1C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H471.6 kJmol1DH2(g)O2(g)=H2O(l)H240.2 kJmol1答案B解析断裂1 mol HO键吸收的能量与形成1 mol HO键放出的能量相等，1 mol H2O(g)中含有2 mol HO键，断裂1 mol H2O(g)中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量，但题目未标注H2O的状态，A错误。根据题给信息可知，反应2H2(g)O2(g)
16、=2H2O(g)中断裂反应物中化学键吸收的热量为2436.4 kJ498 kJ1370.8 kJ，形成生成物中化学键放出的热量为4462.8 kJ1851.2 kJ，则该反应的H(1851.21370.8) kJmol1480.4 kJmol1，B正确。题目未指明生成H2O(l)中1 mol HO键放出的能量，无法计算C、D项中反应的H，故C、D错误。2下列热化学方程式或叙述正确的是()A1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H642 kJmol1B12 g石墨转化为CO时，放出110.5 kJ的热量：2C(石
17、墨，s)O2(g)=2CO(g) H110.5 kJmol1C已知：H2(g)O2(g)=H2O(l) H286 kJmol1，则：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)的H572 kJmol1D已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出46.2 kJ的热量答案C解析A项，放热反应，H”“”或“”)。(3)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_。答案(1)污染小、可再生、来源广、资源丰富、燃烧热值高(任写其中两个)(2)(3)光能转化为化学能解析
18、(1)氢气来源广且可再生，燃烧生成水，无污染，且单位质量的氢气燃烧放出的热量比汽油多。(2)题目中的两个反应都是熵减的反应，由于两个反应均能自发进行，所以两个反应都是放热反应，即H10，H20，根据盖斯定律，将题目中两个方程式叠加得：H2(g)O2(g)=H2O2(l)HH1H20。解决能源问题的措施高考真题实战1(高考集萃)判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)(2019江苏高考)反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H可通过下式估算：H反应中形成新共价键的键能之和反应中断裂旧共价键的键能之和。()(2)(2018天津高考)反应活化能越高，该反应越易进行。()(3)(2016浙江
19、高考)储热材料是一类重要的能量存储物质，单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量。()(4)(2016江苏高考)右图表示燃料燃烧反应的能量变化。()(5)(2016天津高考)使用催化剂能够降低化学反应的反应热(H)。()(6)(2015江苏高考)相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能途径a：CCOH2CO2H2O途径b：CCO2()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)2(2019北京高考)下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)()ABNaCl溶于水电解CuCl2溶液NaCl=NaClCuCl2=Cu22Cl
20、CDCH3COOH在水中电离H2与Cl2反应能量变化CH3COOHCH3COOHH2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1答案B解析氯化钠是强电解质，溶于水完全电离，其电离方程式为NaCl=NaCl，A正确；惰性电极电解氯化铜溶液，其电解方程式为CuCl2CuCl2，B错误；醋酸属于弱电解质，在水中发生部分电离，其电离方程式为CH3COOHCH3COOH，C正确；根据示意图中氢气与氯气反应生成HCl，可知反应的热化学方程式为H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1，D正确。3(2018北京高考)下列我国科技成果所涉及物质的应用中，发生的不是化学变化的是()
21、A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料D.开采可燃冰，将其作为能源使用答案B解析A项，甲醇低温制氢气有新物质生成，属于化学变化；B项，氘、氚用作核聚变燃料，是核反应，不属于化学变化；C项，偏二甲肼与N2O4反应生成CO2、N2和H2O，放出大量的热，属于化学变化；D项，可燃冰是甲烷的结晶水合物，CH4燃烧生成CO2和H2O，放出大量的热，反应的化学方程式为CH42O2CO22H2O，属于化学变化。4(2016上海高考)一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。关于此反应说法错误的是(
22、)A一定属于吸热反应 B一定属于可逆反应C一定属于氧化还原反应 D一定属于分解反应答案A解析将和两种不同元素分别用X、Y表示，根据示意图可写出反应的化学方程式：2X2Y22X2YY2，该反应属于分解反应，有单质生成的分解反应属于氧化还原反应，但无法判断是吸热反应还是放热反应，故A项错误，C、D两项正确。虽然“充分反应”但反应后仍有X2Y2未发生变化，所以该反应是可逆反应，B项正确。5(2016海南高考)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1 kg该化合物释放出热量3.8104 kJ。油酸甘油
23、酯的燃烧热H为()A3.8104 kJmol1 B3.8104 kJmol1C3.4104 kJmol1 D3.4104 kJmol1答案D解析燃烧1 kg油酸甘油酯即1.13 mol，释放出的热量为3.8104 kJ，则燃烧1 mol油酸甘油酯释放出的热量为1 mol3.4104 kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热H3.4104 kJmol1。6(2019全国卷节选)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的H_0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正_eV，写出该步骤的
24、化学方程式：_。答案小于2.02COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*(或H2O*=H*OH*)解析根据图像，初始时反应物的总能量为0，反应后生成物的总能量为0.72 eV，则H0.72 eV，即H小于0。由图像可看出，反应的最大能垒在过渡态2，则此能垒E正1.86 eV(0.16 eV)2.02 eV。由过渡态2初始反应物COOH*H*H2O*和结束时生成物COOH*2H*OH*，可得反应的方程式为COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*(或H2O*=H*OH*)。7(2019天津高考节选)硅粉与HCl在300 时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量
25、，该反应的热化学方程式为_。答案Si(s)3HCl(g)SiHCl3(g)H2(g)H225 kJmol18(2017天津高考节选)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为_。答案2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H85.6 kJmol1解析根据反应物中元素的种类，可判断还原性气体为CO；另一种物质肯定含有Cl、Ti元素，由反应物中有TiO2、生成物的水解产物为TiO2xH2O可知，Ti的化合价始终为4，即另一种生成物的分子式为TiCl4，由此写出该反应的化学方程式：2Cl2TiO22C=2COTiCl4,0.1 mol Cl2完全反应放热4.28 kJ，则2 mol氯气完全反应可放出85.6 kJ热量，该反应的热化学方程式为2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H85.6 kJmol1。- 21 - 版权所有高考资源网