
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
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專題七化學(xué)反應(yīng)與能量核心考點(diǎn)1、反應(yīng)熱及其表示方法1.反應(yīng)熱和焓變(1)在等溫條件下,化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量,稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng),簡稱反應(yīng)熱。(2)焓變是化學(xué)反應(yīng)在恒溫、恒壓條件下放出或吸收的熱量。(3)研究表明,在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變,用符號ΔH表示,單位為kJ·mol-1。2.理解化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的角度(1)從微觀的角度說,是舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能量與新化學(xué)鍵形成放出的能量的差值,如下圖所示:a表示舊化學(xué)鍵斷裂吸收的能量;b表示新化學(xué)鍵形成放出的能量;c表示反應(yīng)熱。(2)從宏觀的角度說,是反應(yīng)物自身的能量與生成物能量的差值,在上圖中:a表示活化能;b表示活化分子結(jié)合成生成物所釋放的能量;c表示反應(yīng)熱。(3)焓變的計(jì)算①從宏觀角度分析:ΔH=H1生成物的總能量-H2反應(yīng)物的總能量②從微觀角度分析:ΔH=E1反應(yīng)物的鍵能總和-E2生成物的鍵能總和③從活化能角度分析:ΔH=E1正反應(yīng)活化能-E2逆反應(yīng)活化能3.對比法理解反應(yīng)熱、燃燒熱與中和熱“三熱”是指反應(yīng)熱、燃燒熱與中和熱,可以用對比法深化對這三個概念的理解,明確它們的區(qū)別和聯(lián)系,避免認(rèn)識錯誤。(1)化學(xué)反應(yīng)吸收或放出的熱量稱為反應(yīng)熱,符號為ΔH,單位常用kJ·mol-1,它只與化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)條件無關(guān)。中學(xué)階段研究的反應(yīng)熱主要是燃燒熱和中和熱。(2)燃燒熱:在101kPa時,1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。單位:kJ·mol-1。需注意:①燃燒熱是以1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量來定義的,因此在書寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時,一般以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù);②燃燒產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物,如C→CO2、H2→H2O(l)等。(3)中和熱:在稀溶液中,強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol液態(tài)H2O時的反應(yīng)熱。需注意:①稀溶液是指物質(zhì)溶于大量水中;②中和熱不包括離子在水溶液中的生成熱、物質(zhì)的溶解熱、電解質(zhì)電離時的熱效應(yīng);③中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H2O,即H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1。(4)“三熱”比較反應(yīng)熱燃燒熱中和熱能量變化(ΔH)放熱或吸熱(ΔH<0或ΔH>0)放熱反應(yīng)(ΔH<0)單位單位:kJ·mol-1反應(yīng)物的量不確定必須為1mol不確定生成物的量不確定不確定生成H2O必須為1mol【注意】反應(yīng)熱是指反應(yīng)完全時的熱效應(yīng),所以對于可逆反應(yīng),其熱量要小于反應(yīng)完全時的熱量。4.反應(yīng)熱的表示方法——熱化學(xué)方程式(1)定義:熱化學(xué)方程式是表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。(2)意義:熱化學(xué)方程式不僅表示了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,更重要的是表示了一定物質(zhì)的量的反應(yīng)物反應(yīng)時的能量變化。例如:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=﹣571.6kJ·mol-1表示:在25℃,101kPa的條件下,2molH2和1molO2反應(yīng)生成2molH2O時放出571.6kJ的熱量。(3)要求:①熱化學(xué)方程式和普通化學(xué)方程式一樣需要配平,需要遵循質(zhì)量守恒定律。②熱化學(xué)方程式的計(jì)量系數(shù)表示物質(zhì)的量,所以既可以是整數(shù)又可以是分?jǐn)?shù)。③熱化學(xué)方程式必須注明,反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。一般用括號注明在物質(zhì)的化學(xué)式的右邊。固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、氣態(tài)(g)、溶液(aq),有的甚至還有注明晶體狀態(tài),因?yàn)橥环N物質(zhì),狀態(tài)改變時會吸收或放出熱量。④熱化學(xué)方程式必須在化學(xué)方程式的右邊注明焓變ΔH。放熱反應(yīng)ΔH<0,吸熱反應(yīng)ΔH>0。ΔH的值與方程式的計(jì)量系數(shù)有一一對應(yīng)的關(guān)系。計(jì)量系數(shù)改變,ΔH相應(yīng)改變。逆反應(yīng)的數(shù)值相等,符號相反。⑤熱化學(xué)方程式側(cè)重于揭示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量與反應(yīng)熱的關(guān)系,ΔH的值此條件下一般是在25℃,101kPa條件測定的數(shù)據(jù)。所以,熱化學(xué)方程式如果沒有注明反應(yīng)條件,默認(rèn)為常溫常壓下。注意:a.熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱表示反應(yīng)物完全反應(yīng)時的熱量變化。如3H2(g)+N2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ/mol是指生成2molNH3時放出92.4kJ的熱量,因反應(yīng)不能進(jìn)行完全,3molH2(g)和1molN2(g)混合反應(yīng)實(shí)際放出的熱量小于92.4kJ。b.當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時,其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,符號相反。如:①H2(g)+I2(g)2HI(g)
ΔH1②2HI(g)H2(g)+I2(g)
ΔH2則有:ΔH1=﹣ΔH2。熱化學(xué)方程式書寫或判斷的注意事項(xiàng)。(1)注意ΔH的符號和單位:ΔH的單位為kJ·mol-1。(3)注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù):熱化學(xué)方程式化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分?jǐn)?shù)。(4)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài):氣體用“g”,液體用“l(fā)”,固體用“s”,溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用“↑”和“↓”。(5)注意ΔH的數(shù)值與符號:如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍,則ΔH也要加倍。逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等,但符號相反。(6)對于具有同素異形體的物質(zhì),除了要注明聚集狀態(tài)外,還要注明物質(zhì)的名稱。如①S(單斜,s)+O2(g)=SO2(g)ΔH1=-297.16kJ·mol-1②S(正交,s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2=-296.83kJ·mol-1③S(單斜,s)=S(正斜,s)ΔH3=-0.33kJ·mol-11.(2018北京卷·27(1))近年來,研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如下:反應(yīng)Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1反應(yīng)Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式:________________。2.【2018天津卷·10(2)】CO2是一種廉價的碳資源,其綜合利用具有重要意義?;卮鹣铝袉栴}:(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:化學(xué)鍵C—HC=OH—HCO(CO)鍵能/kJ·mol?14137454361075則該反應(yīng)的ΔH=_________。1.(2022·上?!そy(tǒng)考一模)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示,下列說法錯誤的是A.該反應(yīng)在光照和點(diǎn)燃條件下的反應(yīng)熱效應(yīng)是相同的B.氣態(tài)氫原子的能量低于氫氣的能量C.與形成時釋放能量D.該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:2.(2022秋·北京東城·高三北京市第一六六中學(xué)??计谥校┮訡O和為原料合成甲醇是工業(yè)上的成熟方法,直接以為原料生產(chǎn)甲醇是目前的研究熱點(diǎn)。我國科學(xué)家用人工合成淀粉時,第一步就需要將轉(zhuǎn)化為甲醇。已知:①
kJ·mol②
kJ·mol③
kJ·mol下列說法不正確的是A.若溫度不變,反應(yīng)①中生成1mol時,放出的熱量大于90.5kJB.與合成甲醇的熱化學(xué)方程式為:
kJ·molC.通過電解制和選用高效催化劑,可降低與合成甲醇反應(yīng)的焓變D.以和為原料合成甲醇,同時生成,該反應(yīng)需要吸收能量3.(2022秋·上海普陀·高三上海市宜川中學(xué)??计谥校┮阎篐2(g)+F2(g)→2HF(g)+270kJ,下列說法正確的是A.1mol氫氣與1mol氟氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)氟化氫放出熱量小于270kJB.在相同條件下,1mol氫氣與1mol氟氣的能量總和大于2mol氟化氫氣體的能量C.在相同條件下,1mol氫氣與1mol氟氣的鍵能總和大于2mol氟化氫氣體的鍵能D.2L氟化氫氣體分解成1L氫氣與1L氟氣吸收270kJ的熱量4.(2022秋·重慶永川·高三重慶市永川北山中學(xué)校??计谥校㎞i可活化放出,其反應(yīng)歷程如圖所示。下列關(guān)于活化歷程的說法正確的是A.決速步驟:中間體1→中間體2B.在此反應(yīng)過程中Ni的成鍵數(shù)目沒有發(fā)生變化C.涉及非極性鍵的斷裂和生成D.總反應(yīng)為
kJ·mol5.(2022秋·山東德州·高三統(tǒng)考期中)我國科學(xué)家研究了不同含金化合物催化乙烯加氫的反應(yīng)歷程如圖所示,下列說法正確的是A.過渡態(tài)1比過渡態(tài)2更穩(wěn)定B.若該反應(yīng)生成液態(tài),則反應(yīng)的增大C.催化劑AuF的催化效果比的好D.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
6.(2022秋·江蘇南京·高三校聯(lián)考期中)液態(tài)CS2是一種溶劑,其燃燒熱為1077。含SeO2、SO2的煙氣用水吸收后,硒元素全部變?yōu)閱钨|(zhì)硒。工業(yè)上制備碲用SO2還原TeCl4溶液或者以石墨為電極,電解強(qiáng)堿性Na2TeO3溶液。下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是A.用SO2水溶液吸收溴蒸氣的離子方程式:B.CS2燃燒的熱化學(xué)方程式:CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g)
C.SO2還原TeCl4反應(yīng)方程式:2SO2+TeCl4+4H2O=Te+2H2SO4+4HClD.電解法制備碲的陰極電極方程式:核心考點(diǎn)2、蓋斯定律的應(yīng)用1.定律內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的。也就是說,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與物質(zhì)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。蓋斯定律是能量守恒定律的一種形式,是能量守恒定律在化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的一個表現(xiàn)。比如登山的高度與上山的途徑無關(guān),只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的相對高度有關(guān)。如何更好的理解蓋斯定律,可以以下面這個圖形。ΔH=ΔH1+ΔH22.常用關(guān)系式熱化學(xué)方程式焓變之間的關(guān)系aA=BΔH1A=eq\f(1,a)BΔH2ΔH2=eq\f(1,a)ΔH1或ΔH1=aΔH2aA=BΔH1B=aAΔH2ΔH1=-ΔH2ΔH=ΔH1+ΔH23.疊加法求焓變步驟1“倒”為了將方程式相加得到目標(biāo)方程式,可將方程式顛倒過來,反應(yīng)熱的數(shù)值不變,但符號相反。這樣,就不用再做減法運(yùn)算了,實(shí)踐證明,方程式相減時往往容易出錯。步驟2“乘”為了將方程式相加得到目標(biāo)方程式,可將方程式乘以某個倍數(shù),反應(yīng)熱也要相乘。步驟3“加”上面的兩個步驟做好了,只要將方程式相加即可得目標(biāo)方程式,反應(yīng)熱也要相加。4.反應(yīng)熱大小比較(1)利用蓋斯定律比較。(2)同一反應(yīng)的生成物狀態(tài)不同時,如A(g)+B(g)=C(g)ΔH1,A(g)+B(g)=C(l)ΔH2,則ΔH1>ΔH2。(3)同一反應(yīng)的同一反應(yīng)物狀態(tài)不同時,如A(s)+B(g)=C(g)ΔH1,A(g)+B(g)=C(g)ΔH2,則ΔH1>ΔH2。(4)兩個有聯(lián)系的反應(yīng)相比較時,如①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1,②C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH2。比較方法:利用反應(yīng)①(包括ΔH1)乘以某計(jì)量數(shù)減去反應(yīng)②(包括ΔH2)乘以某計(jì)量數(shù),即得出ΔH3=ΔH1×某計(jì)量數(shù)-ΔH2×某計(jì)量數(shù),根據(jù)ΔH3大于0或小于0進(jìn)行比較??傊容^反應(yīng)熱的大小時要注意:①反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài);②ΔH有正負(fù)之分,比較時要連同“+”、“-”一起比較,類似數(shù)學(xué)中的正、負(fù)數(shù)大小的比較;③若只比較放出或吸收熱量的多少,則只比較數(shù)值的大小,不考慮正、負(fù)號。1.高考組合(1)【2018新課標(biāo)2卷·27(1)】CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2),還對溫室氣體的減排具有重要意義?;卮鹣铝袉栴}:CH4-CO2催化重整反應(yīng)為:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g)ΔH=-75kJ·mol?1C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-394kJ·mol?1C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH=-111kJ·mol?1該催化重整反應(yīng)的ΔH==______kJ·mol?1。(2)【2018新課標(biāo)3卷·28(2)·難度3】三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?;卮鹣铝袉栴}:SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH1=48kJ·mol?13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)+2SiHCl3(g)ΔH2=?30kJ·mol?1則反應(yīng)4SiHCl3(g)=SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH=__________kJ·mol?1。(3)【2018江蘇卷·20(1)·難度3】NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題。(1)用水吸收NOx的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq)ΔH=?116.1kJ·mol?13HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l)ΔH=75.9kJ·mol?1反應(yīng)3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=___________kJ·mol?1。2.(2013課標(biāo)全國卷Ⅱ)在1200℃時,天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應(yīng)H2S(g)+eq\f(3,2)O2(g)SO2(g)+H2O(g)ΔH12H2S(g)+SO2(g)eq\f(3,2)S2(g)+2H2O(g)ΔH2H2S(g)+eq\f(1,2)O2(g)S(g)+H2O(g)ΔH32S(g)S2(g)ΔH4則ΔH4的正確表達(dá)式為()A.ΔH4=eq\f(2,3)(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)B.ΔH4=eq\f(2,3)(3ΔH3-ΔH1-ΔH2)C.ΔH4=eq\f(3,2)(ΔH1+ΔH2-3ΔH3)D.ΔH4=eq\f(3,2)(ΔH1-ΔH2-3ΔH3) 3.(2014重慶理綜)已知:C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)ΔH=akJ·mol-12C(s)+O2(g)==2CO(g)ΔH=-220kJ·mol-1H-H、O=O和O-H鍵的鍵能分別為436、496和462kJ·mol-1,則a為()A.-332B.-118C.+350D.+1301.(2022秋·北京石景山·高三統(tǒng)考期末)、下,①②下列說法不正確的是A.液態(tài)水變?yōu)樗魵馄茐牡氖欠肿娱g作用力B.水分解為氫氣和氧氣,斷鍵吸收的總能量大于成鍵放出的總能量C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,水中含共用電子對總數(shù)約為D.、下,2.(2022秋·江蘇揚(yáng)州·高三統(tǒng)考期末)碘及其化合物有著多方面的用途,一碘甲烷(CH3I)熱裂解可制取乙烯等低碳烯烴化工原料。CH3I熱裂解時主要反應(yīng)有:反應(yīng)I:2CH3I(g)C2H4(g)+2HI(g)ΔH1反應(yīng)II:3C2H4(g)2C3H6(g)ΔH2反應(yīng)III:2C2H4(g)C4H8(g)ΔH3(298K)實(shí)驗(yàn)測得,反應(yīng)I、II的ΔH隨溫度的變化如圖1所示,在1L密閉的容器中,起始投料1molCH3I(g),反應(yīng)溫度對平衡時體系中乙烯、丙烯和丁烯物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如圖2所示。下列說法正確的是A.298K時,反應(yīng)3CH3I(g)C3H6(g)+3HI(g)ΔH=-66.3kJ?mol-1B.圖中曲線X表示乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化C.A、B是曲線Y上兩點(diǎn),曲線Y對應(yīng)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率:α(A)<α(B)D.當(dāng)平衡體系溫度從600K升高到800K時,三條曲線對應(yīng)的反應(yīng):X和Y正向移動,Z逆向移動3.(2022·浙江·模擬預(yù)測)晶格能(U)是氣態(tài)離子形成1mol離子晶體釋放的能量。是離子晶體,其晶格能的實(shí)驗(yàn)值可通過玻恩-哈伯熱力學(xué)循環(huán)圖計(jì)算得到。已知:
,
下列說法不正確的是A. B.O—O鍵鍵能為C. D.4.(2022秋·安徽安慶·高三??计谀┮阎磻?yīng):①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH1②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH2③N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH3,則反應(yīng)4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(g)的ΔH為A.2ΔH1+2ΔH2-2ΔH3 B.ΔH1+ΔH2-ΔH3C.3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3 D.3ΔH
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