1、专题整合突破第一部分专题二 化学基本理论第6讲 化学能与热能1 高考点击 2 高频考点 3 课 后 热 点 强 化 高 考 点 击最新考纲考向分析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依据新课程化学实验的学习目标和学习内容，近几年的主要题型有(1)反应热的计算；(2)比较反应热的大小；(3)反应热与能源的综合考查。由于能源问题已成为社会热点，因此有关能源的试题将成为今后命题的热点；对于燃烧热和中和热的概念及计算仍将是高考考查的重点，主要在选择题、填
2、充题、实验题中体现，重点考查学生灵活运用知识、接受新知识的能力。新课标关注能源、提高能量利用效率，高 频 考 点 1(2015北京9)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：考点一 反应热及其表示方法 解析 反应原理中化学反应与能量变化。根据能量反应过程的图像知，状态的能量高于状态的能量，故该过程是放热反应，A错误；根据状态、可以看出整个过程中CO中的C和O形成的化学键没有断裂，故B错误；由图可知，生成物是CO2，具有极性共价键，故C正确；状态状态表示CO与O反应的过程，故D错误。下列说法正确的是 导学号 43864194()ACO
3、 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C 2(2017天津7)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_。导学号 43864195 解析 该还原性气体为 CO，易水解生成 TiO2xH2O 的液态化合物为 TiCl4，反应的化学方程式为 2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)，结合题意知H4.28 kJ0.1 mol285
4、.6 kJmol1。2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H85.6 kJmol13(2015海南16)由 N2O 和 NO 反应生成 N2 和 NO2 的能量变化如图所示，若生成 1 mol N2，其 H_ kJmol1。导学号 43864196 解析 根据图像可知反应热为：209 kJmol1348 kJmol1139 kJmol1。139 1反应热的概念及其图像变化分析不清，如盘查T1、T3。2热化学方程式的书写不规范，如盘查T2。反应热的理解和计算(1)下图表示燃料燃烧反应的能量变化()(2)在 CO2 中，Mg 燃烧生成 MgO 和 C。该反应中化学能全
5、部转化为热能()(3)催化剂能改变反应的焓变()(4)催化剂能降低反应的活化能()(5)同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H 不同()(6)500、30 MPa 下，将 0.5 mol N2 和 1.5 mol H2 置于密闭容器中充分反应生成 NH3(g)，放热 19.3 kJ，其热化学方程式为 N2(g)3H2(g)催化剂500、30 MPa2NH3(g)H38.6 kJmol1()(1)反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。(2)反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加
6、热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。(3)燃烧热：必须是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如C燃烧应生成CO2而不是CO，H2燃烧应生成液态水而不是气态水。(4)中和热：强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O，H57.3 kJmol1。弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱)，因电离吸热，放出的热量减小，中和热减小。若用浓硫酸(或NaOH固体)，因溶解放热放出的热量增多，中和热增大。(5)利用键能计算反应热，要熟记公式：H反应物总键能生成物总键能，其关键是弄清物质中化学键的数目。在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。原子晶体：1 mol金刚石中
7、含2 mol CC键，1 mol硅中含2 mol SiSi键，1 mol SiO2晶体中含4 mol SiO键；分子晶体：1 mol P4中含有6 mol PP键，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中，含有12 mol PO键、4 mol P=O键，1 mol C2H6中含有6 mol C H键和1 mol C C键。A加入催化剂，减小了反应的热效应 B加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率 CH2O2分解的热化学方程式：H2O2H2OO2Q D反应物的总能量高于生成物的总能量1(2015上海8)已知 H2O2 在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是
8、导学号 43864197()D 解析 A加入催化剂，减小了反应的活化能，使反应在较低的温度下发生，但是反应的热效应不变，错误。B加入催化剂，可提高H2O2的分解的反应速率，该反应不是可逆反应，而且催化剂不能是平衡发生移动，因此不存在平衡转化率的提高与否，错误。C在书写热化学方程式，也要符合质量守恒定律，而且要注明与反应的物质多少相对应的能量和物质的存在状态，错误。D根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，正确。解析 燃烧热指的是燃烧1 mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8104kJ，则燃烧1 mol油酸甘油酯释放出热量为3.4
9、104 kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热H3.4104 kJmol1。2(2016海南6)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。油酸甘油酯的燃烧热 H 为 导学号 43864198()A3.8104 kJmol1B3.8104 kJmol1C3.4104 kJmol1D3.4104 kJmol1D 解析 HE(反应物键能总和)E(生成物键能总和)；设1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ，代入计算：112x(436151
10、)，x299。3(2015全国卷28)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJmol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收 436 kJ、151 kJ 的能量，则 1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_ kJ。导学号 43864199299 考点二 盖斯定律的应用1(2017北京26)TiCl4 是由钛精矿(主要成分为 TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯 TiCl4 的流程示意图如下：导学号 43864200钛精矿氯化过程沸腾炉 粗TiCl4精
11、制过程蒸馏塔 纯TiCl4 资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质 氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。化合物SiCl4TiCl4AlCl3FeCl3MgCl2沸点/58136181(升华)3161412熔点/6925193304714在TiCl4中的溶解性互溶_微溶难溶 已知：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)O2(g)H1175.4 kJmol1 2C(s)O2(g)2CO(g)H2220.9 kJmol1 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_。解析 本题考查制备纯TiCl4的工艺流程分析、盖斯定律、化学平
12、衡移动原理的应用、蒸馏原理等。根据盖斯定律，将已知的两个热化学方程式相加即可得到所求热化学方程式。TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(g)2CO(g)H45.5kJmol1 2(2017全国卷28)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。导学号 43864201 通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_、_ _，制得等量H2所需能量较少的是_。解析 系统()和系统()都是吸热反应，从热化学方程式可以看出，系统()制备1 mol H2需要消耗20 kJ能量，而系统()制备1mol H2需要消耗286 kJ能量，故系统()消耗的能量
13、较少。H2O(l)=H2(g)12O2(g)H286 kJmol1H2S(g)=H2(g)S(s)H20 kJmol1系统()3(2017全国卷27)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：导学号 43864202正丁烷(C4H10)脱氢制 1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)12O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g)12O2(g)=H2O(g)H3242kJmol1反应的 H1 为_ kJmol1。123 解析 根据盖斯定律，可得，则H1H2H3119 kJmol12
14、42 kJmol1123 kJmol1。反应为气体总体积增大的反应，在温度相同时降低压强有利于提高平衡转化率，故x0.1。反应为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，A项正确；降低压强平衡向气体总体积增大的方向移动，D项正确。1学会盖斯定律应用的基本思路，如盘查T2。2加强计算能力的练习，如盘查T1，T2，T3。根据盖斯定律计算H的步骤和方法(1)计算步骤对比对比分析目标方程式和已知方程式，调整已知方程式的化学计量数与目标方程式的化学计量数一致 叠加 根据目标方程式中的反应物和生成物加减调整的方程式 计算 按照叠加步骤中的调整方法，反应热也随之做相应变化(2)计算方法倒为了将热化学方程式相加减
15、得到目标热化学方程式，可将热化学方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但符号相反 乘为了将热化学方程式相加减得到目标热化学方程式，可得热化学方程式和反应热同时乘以某个化学计量数 加上面的两个方面做好了，只要将热化学方程式相加减即可得到目标热化学方程式，反应热也相加减1(2017全国卷28)砷(As)是第四周期A 族元素，可以形成 As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4 等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：导学号 43864204已知：As(s)32H2(g)2O2(g)=H3AsO4(s)H1H2(g)12O2(g)=H2O(l)H22As(s)52O2(g)=As2O5(s)H3
16、则反应 As2O5(s)3H2O(l)=2H3AsO4(s)的 H_。2H3H2H3 解析 将已知热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由23可得：As2O5(s)3H2O(l)=2H3AsO4(s)H2H13H2H3。2(2015重庆6)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g)Hx kJmol1已知：碳的燃烧热 H1a kJmol1S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJmol12K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJmol1则 x 为 导学号 43864205()A3abc
17、Bc3abCabcDcabA 解析 考查盖斯定律的应用。已知硫的燃烧热为H1akJmol1，则硫燃烧的热化学方程式为，S(s)O2(g)=SO2(g)，H1a kJmol1，S(s)2K(s)=K2S(s)，H2b kJmol1，2K(s)N2(g)3O2(g)2KNO3(s)，H3c kJmol1，根据盖斯定律，可得H3H1H2H3，即x3abc，选A。3(2016四川11)工业上常用磷精矿Ca5(PO4)3F和硫酸反应制备磷酸。已知25，101 kPa 时：导学号 43864206CaO(s)H2SO4(l)=CaSO4(s)H2O(l)H271 kJ/mol5CaO(s)3H3PO4(l
18、)HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)5H2O(l)H937 kJ/mol则 Ca5(PO4)3F 和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_。Ca5(PO4)3F(s)5H2SO4(l)=5CaSO4(s)3H3PO4(l)HF(g)H418 kJ/mol 解析 CaO(s)H2SO4(l)=CaSO4(s)H2O(l)H271 kJ/mol 5CaO(s)3H3PO4(l)HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)5H2O(l)H 937 kJ/mol 根据盖斯定律，由5得，Ca5(PO4)3F(s)5H2SO4(l)=5CaSO4(s)3H3PO4(l)HF(g)H2715 kJ/mol(937)kJ/mol418 kJ/mol。课后热点强化