2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)教案：第6章第1講化學(xué)能與熱能Word版含解析

1、PAGE PAGE 13第1課時(shí)必備知識(shí)化學(xué)能與熱能知識(shí)清單重要概念反應(yīng)熱；熱化學(xué)方程式；吸熱反應(yīng)；放熱反應(yīng)；中和熱；燃燒熱基本規(guī)律反應(yīng)熱與鍵能、活化能的關(guān)系；反應(yīng)熱的大小比較；蓋斯定律的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)1反應(yīng)熱、燃燒熱和中和熱1化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)與特征 eq x(aal(化,學(xué),反,應(yīng)) eq blc (avs4alco1(o(,sup15(實(shí)質(zhì))反應(yīng)物中化學(xué)鍵斷裂和生成物中化學(xué)鍵形成,o(,sup15(特征)blc|(avs4alco1(既有物質(zhì)變化，又伴有能量變化；能量轉(zhuǎn)化主要表現(xiàn)為熱量的變化) 2反應(yīng)熱(焓變)(1)概念：在恒壓條件下進(jìn)行的反應(yīng)的熱效應(yīng)。符號(hào)：H。單位：kJmol1或kJ/mol

2、。(2)表示方法：吸熱反應(yīng)，H0；放熱反應(yīng)，H0。(3)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的判斷宏觀角度：從反應(yīng)物和生成物具有的總能量相對(duì)大小的角度分析，如圖所示。微觀角度：從反應(yīng)物和生成物的總鍵能角度分析：熟記常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)可燃物的燃燒酸堿中和反應(yīng)金屬與酸的置換反應(yīng)物質(zhì)的緩慢氧化鋁熱反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng)鹽類的水解反應(yīng)Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)C和H2O(g)、C和CO2的反應(yīng)大多數(shù)的分解反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱或放熱，與反應(yīng)的條件沒(méi)有必然關(guān)系，而是取決于反應(yīng)物和生成物具有的總能量(或焓)的相對(duì)大小?；瘜W(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱或放熱，與反應(yīng)開(kāi)始時(shí)是否需要加熱無(wú)關(guān)。需要加熱的反應(yīng)不

3、一定是吸熱反應(yīng)，如CO2 eq o(=,sup15(點(diǎn)燃) CO2為放熱反應(yīng)；不需要加熱的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng)，如Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)均是指化學(xué)反應(yīng)；一般情況，物質(zhì)具有的能量越高，其穩(wěn)定性越弱。(4)HT理解反應(yīng)歷程與反應(yīng)熱的關(guān)系圖示圖1圖2意義a表示正反應(yīng)的活化能；b表示逆反應(yīng)的活化能；c表示該反應(yīng)的反應(yīng)熱H圖1：H(ab) kJmol1c kJmol1，表示放熱反應(yīng)圖2：H(ab) kJmol1c kJmol1，表示吸熱反應(yīng)3.燃燒熱4中和熱(1)中和熱的概念及表示方法 當(dāng)用熱化學(xué)方程式表示中和熱時(shí)，生成H2O的物質(zhì)的量必須是1 mol，

4、當(dāng)用熱化學(xué)方程式表示燃燒熱時(shí)，可燃物的物質(zhì)的量必須為1 mol。由于中和反應(yīng)與燃燒反應(yīng)均是放熱反應(yīng)，表示中和熱與燃燒熱時(shí)可不帶“”號(hào)，但用H表示時(shí)，必須帶“”號(hào)，如某物質(zhì)的燃燒熱為Q kJmol1或HQ kJmol1。(2)中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定原理H eq f(（m酸m堿）c（t終t始）,n) ，c4.18 Jg114.18 kJkg1C1；n為生成H2O的物質(zhì)的量。注意事項(xiàng)a泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫、隔熱，減少熱量損失。b為保證酸完全被中和，采取的措施是若酸、堿濃度相等，可采用堿體積稍過(guò)量。c計(jì)算H時(shí)，要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行近似處理，酸、堿溶液的密度近似等于水的密度；混合液的比

5、熱容近似等于水的比熱容，即c4.18 kJkg1。通關(guān)1 (易錯(cuò)排查)判斷正誤(1)放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)()(2)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化都伴有能量的變化()(3)(2017天津卷)葡萄糖為人類生命活動(dòng)提供能量時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成熱能()(4)(2018天津卷)反應(yīng)活化能越高，該反應(yīng)越易進(jìn)行()(5)(2020江蘇卷)反應(yīng)SiCl4(g)2H2(g) eq o(=,sup15(高溫) Si(s)4HCl(g)用E表示鍵能，該反應(yīng)H4E(SiCl)2E(HH)4E(HCl)()(6)(2019江蘇卷)反應(yīng)2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H可通過(guò)下式估算：H反應(yīng)中形成新

6、共價(jià)鍵的鍵能之和反應(yīng)中斷裂舊共價(jià)鍵的鍵能之和()通關(guān)2 (2020.1浙江選考)在一定溫度下，某反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡，其反應(yīng)過(guò)程對(duì)應(yīng)的能量變化如圖。下列說(shuō)法正確的是()AEa為逆反應(yīng)活化能，Ea為正反應(yīng)活化能B該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，HEaEaC所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D溫度升高，逆反應(yīng)速率加快幅度大于正反應(yīng)加快幅度，使平衡逆移D由圖可知，Ea為正反應(yīng)活化能，Ea為逆反應(yīng)活化能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)中，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，為放熱反應(yīng)，HEaEa，B項(xiàng)錯(cuò)誤；普通分子獲得足夠能量才能成為活化分子，因此所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；升高溫度，平衡逆向

7、移動(dòng)，則逆反應(yīng)速率加快幅度大于正反應(yīng)加快幅度，D項(xiàng)正確。通關(guān)3 (2020天津卷)理論研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)HNC(g)異構(gòu)化反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()AHCN比HNC穩(wěn)定B該異構(gòu)化反應(yīng)的H59.3 kJmol1C正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能D使用催化劑，可以改變反應(yīng)的反應(yīng)熱DA對(duì)，HCN的能量低于HNC的能量，物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定；B對(duì)，根據(jù)題圖可知反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，能量差為59.3 kJmol1；C對(duì)，正反應(yīng)的活化能為186.5 kJmol1，逆反應(yīng)的活化能為186.5 kJmol159.3 kJmol1127.2 kJmol1，故正

8、反應(yīng)活化能大于逆反應(yīng)活化能；D錯(cuò)，催化劑只能改變反應(yīng)速率，不影響反應(yīng)熱。通關(guān)4 (1)(海南卷改編)油酸甘油酯(相對(duì)分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時(shí)可發(fā)生如下反應(yīng)：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)。已知燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃燒熱H為_(kāi)。(2)(海南卷改編)已知丙烷的燃燒熱H2 215 kJmol1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水，則放出的熱量為_(kāi)。解析(1)燃燒熱指的是燃燒1 mol 可燃物生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量。燃燒1 kg油酸甘油酯釋放出熱量3.8104 kJ，燃燒1 mol 油酸甘油酯釋放出熱量

9、為 eq f(884,1 000) 3.8104 kJ3.4104 kJ，則得油酸甘油酯的燃燒熱H為3.4104 kJmol1。(2)1.8 g水的物質(zhì)的量為0.1 mol，丙烷的分子式是C3H8，1 mol丙烷完全燃燒會(huì)產(chǎn)生4 mol水，丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g水，燃燒的丙烷的物質(zhì)的量為 eq f(0.1,4) mol，所以反應(yīng)放出的熱量為 eq f(0.1,4) 2 215 kJ55.375 kJ。答案(1)3.4104 kJmol1(2)55.375 kJ知識(shí)點(diǎn)2熱化學(xué)方程式的書(shū)寫及判斷1概念表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱關(guān)系的化學(xué)方程式。2意義不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了

10、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。3書(shū)寫步驟及要求 可逆反應(yīng)的熱化學(xué)方程式中H表示轉(zhuǎn)化率為100%的反應(yīng)熱，不表示達(dá)到平衡狀態(tài)的反應(yīng)熱。例如，N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJmol1，表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)生成2 mol NH3(g) 放出92.4 kJ熱量。通關(guān)1 (易錯(cuò)排查)判斷正誤(1)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1表示：101 kPa，25 條件下，2 mol氫氣和1 mol氧氣反應(yīng)生成2 mol液態(tài)水時(shí)放出571.6 kJ的熱量()(2)燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g) eq f(1

11、,2) O2(g)=CO2(g)2H2 (g)H192.9 kJmol1，則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJmol1()(3)氫氣的燃燒熱為285.5 kJmol1，則電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l) eq o(=,sup15(通電) 2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1()(4)已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol 水時(shí)放出57.3 kJ的熱量()通關(guān)2 (2021河北邯鄲檢測(cè))下列熱化學(xué)方程式或說(shuō)法正確的是()A甲烷的燃燒熱為890.3 kJmol1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為

12、CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1B500 、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6 kJmol1CH2(g)的燃燒熱是285.8 kJmol1，則2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJmol1D已知中和熱為57.3 kJmol1，則稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2H(aq)SO eq oal(sup1(2),sdo1(4) (aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s

13、)2H2O(l)H57.3 kJmol1C甲烷的燃燒熱為890.3 kJmol1，表示1 mol甲烷完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量，由于水的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài)，所以其燃燒的熱化學(xué)方程式是CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1，A錯(cuò)誤；由于氮?dú)馀c氫氣產(chǎn)生氨氣的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反應(yīng)生成氨氣的物質(zhì)的量小于1 mol，該反應(yīng)的H38.6 kJmol1，B錯(cuò)誤；稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成了BaSO4沉淀和水，生成BaSO4沉淀還需要放出熱量，所以該反應(yīng)的H2(57.3)kJmol1D已知2C(s)2O2(g)=2C

14、O2(g)Ha kJmol1，2C(s)O2(g)=2CO(g)Hb kJmol1，則b0aA燃燒熱與物質(zhì)的物質(zhì)的量多少無(wú)關(guān)，所以在25 、101 kPa下，1 mol 硫和2 mol硫燃燒熱相等， A項(xiàng)正確；反應(yīng)熱與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)，如鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，但需在高溫下進(jìn)行，B項(xiàng)錯(cuò)誤；稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成水和BaSO4沉淀，生成硫酸鋇沉淀會(huì)放出熱量，則Hba，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3(2021河南焦作檢測(cè))等物質(zhì)的量的CH2=CHCH=CH2與HBr加成生成兩種主要產(chǎn)物X、Y的能量與反應(yīng)進(jìn)程如下圖所示：下列說(shuō)法正確的是()A產(chǎn)物Y比產(chǎn)物X更穩(wěn)定BCH2=CHCH=CH2HBrW的過(guò)程

15、放出能量CWX正反應(yīng)的活化能比WY正反應(yīng)的活化能大DCH2=CHCH=CH2HBrW的速率比WX(或Y)的快A物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定，則產(chǎn)物Y比產(chǎn)物X更穩(wěn)定，A項(xiàng)正確；CH2=CHCH=CH2與HBr的總能量比W的總能量低，為吸熱反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知WX正反應(yīng)的活化能小，WY正反應(yīng)的活化能大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；活化能越小，反應(yīng)速率越快，則CH2=CHCH=CH2HBrW的速率比WX(或Y)的慢，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4(2021湖南長(zhǎng)沙一中檢測(cè))以TiO2為催化劑的光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)為溫室氣體減排提供了一個(gè)新途徑，該反應(yīng)的機(jī)理及各分子化學(xué)鍵完全斷裂時(shí)的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A過(guò)程中鈦氧鍵

16、斷裂會(huì)釋放能量B該反應(yīng)中，光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C使用TiO2作催化劑可以降低反應(yīng)的焓變，從而提高化學(xué)反應(yīng)速率DCO2分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO2(g)= 2CO(g)O2(g)H30 kJ/molB過(guò)程中鈦氧鍵斷裂需要吸收能量，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，光熱化學(xué)循環(huán)分解CO2反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CO，故光能和熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，B項(xiàng)正確；使用TiO2作催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，從而提高化學(xué)反應(yīng)速率，但反應(yīng)焓變(H)不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合圖中數(shù)據(jù)，反應(yīng)2CO2(g)= 2CO(g)O2(g)的H(1 598 kJ/mol2)(21 072 kJ/mol496 kJ/mol)556 kJ/mol，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5

17、(2021浙江名校協(xié)作體聯(lián)考)十氫萘(C10H18)是具有高儲(chǔ)氫密度的氫能載體，經(jīng)歷“C10H18C10H12C10H8”的脫氫過(guò)程釋放氫氣。反應(yīng)：C10H18(l)C10H12(l)3H2(g)H1反應(yīng)：C18H12(l)C10H8(l)2H2(g)H2在一定溫度下，其反應(yīng)過(guò)程對(duì)應(yīng)的能量變化如圖。下列說(shuō)法不正確的是AH1H20BH1Ea1Ea2C該脫氫過(guò)程速率的快慢由反應(yīng)決定DC10H18脫氫過(guò)程中，不會(huì)有大量中間產(chǎn)物C10H12積聚B由圖可知，反應(yīng)和反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)，且H1H20，A項(xiàng)正確；圖中Ea1代表反應(yīng)中正反應(yīng)活化能，但Ea2不是反應(yīng)逆反應(yīng)活化能，故H1Ea1Ea2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；活化能

18、越大，反應(yīng)速率越慢，反應(yīng)中正反應(yīng)活化能大于反應(yīng)中正反應(yīng)活化能，則反應(yīng)的反應(yīng)速率慢，故脫氫過(guò)程速率的快慢由反應(yīng)決定，C項(xiàng)正確；反應(yīng)的速率比反應(yīng)的速率快，因此脫氫過(guò)程不會(huì)有大量中間產(chǎn)物C10H12積聚，D項(xiàng)正確。6(2021浙江嘉興教學(xué)測(cè)試)2019年9月我國(guó)科研人員研制出TiHFe雙溫區(qū)催化劑，其中TiH區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可超過(guò)100 。TiHFe雙溫區(qū)催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下列說(shuō)法正確的是()A在Fe區(qū)域發(fā)生，處于低溫區(qū)B過(guò)程表示N原子由Fe區(qū)域向TiH區(qū)域傳遞C該歷程中能量變化最大的是2.46 eV，是氮分子中氮氮三鍵的斷裂過(guò)程D使用TiHF

19、e雙溫區(qū)催化合成氨，使合成氨反應(yīng)轉(zhuǎn)化為吸熱反應(yīng)B合成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng)，過(guò)程涉及吸附和斷鍵，應(yīng)處于高溫區(qū)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；過(guò)程中TiHFe*N轉(zhuǎn)化為TiH*NFe，則該過(guò)程中N原子由Fe區(qū)域向TiH區(qū)域傳遞，B項(xiàng)正確；由圖可知，過(guò)程能量變化最大(2.46 eV)，該過(guò)程中N2吸附在催化劑的表面，氮分子中共價(jià)鍵未斷裂，C項(xiàng)錯(cuò)誤；使用催化劑，只能改變活化能，不能改變反應(yīng)熱(H)，故合成氨反應(yīng)轉(zhuǎn)化仍為放熱反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7依據(jù)事實(shí)，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)1 g碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ 熱量，此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)已知2.0 g燃料肼(N2H4)氣體完全

20、燃燒生成N2和水蒸氣時(shí)，放出33.4 kJ的熱量，則表示肼燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)2 mol Al(s)與適量O2(g)反應(yīng)生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的熱量。此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(4)2.3 g某液態(tài)有機(jī)物和一定量的氧氣混合點(diǎn)燃，恰好完全燃燒，生成2.7 g液態(tài)水和2.24 L CO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)并放出68.35 kJ的熱量。寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。解析(1)1 g eq blc(rc)(avs4alco1(f(1,12) mol) 碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，需吸收10.94 kJ熱量，則碳與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.28 kJmol1。(2)2.0 g eq blc(rc)(avs4alco1(f(1,16) mol) 肼氣體完全燃燒生成氮?dú)夂退魵鈺r(shí)放出33