2022屆高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)（湖南專(zhuān)版）第04課時(shí)·化學(xué)反應(yīng)及其能量變化

1第4課時(shí)化學(xué)反應(yīng)及其能量變化21．了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。2．了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3．了解化學(xué)方程式的含義，能完整寫(xiě)出熱化學(xué)方程式，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。4．學(xué)會(huì)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行中和熱的測(cè)定。5．了解能源是人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工業(yè)，了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。31．吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)定義吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)放出熱量的化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)總能量關(guān)系：∑E(反應(yīng)物)<∑E(生成物)總能量關(guān)系：∑E(反應(yīng)物)>∑E(生成物)總鍵能關(guān)系反應(yīng)物的總鍵能>生成物的總鍵能反應(yīng)物的總鍵能<生成物的總鍵能4吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)實(shí)例①所有的水解反應(yīng)①中和反應(yīng)②所有的電離反應(yīng)②所有的燃燒反應(yīng)③大多數(shù)的分解反應(yīng)③大多數(shù)的化合反應(yīng)④Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)；C與高溫水蒸氣的反應(yīng)④絕大多數(shù)的置換反應(yīng)5注意：燃燒熱的熱化學(xué)方程式要求可燃物的系數(shù)為1，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式則無(wú)此要求。2.燃燒熱和中和熱(1)燃燒熱：在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物(物質(zhì)不能再在此條件下燃燒，狀態(tài)最穩(wěn)定態(tài)，如水為液態(tài))時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。如H2(g)+1/2O2(g)H2O(l)

H=-285.8kJ/mol與H2(g)+1/2O2(g)H2O(g)

H=-241.8kJ/mol比較，前者才體現(xiàn)H2的燃燒熱。6(2)中和熱：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時(shí)的反應(yīng)熱(即所放出的熱量)叫做中和熱。H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)

DH=-57.3kJ/mol,57.3的數(shù)值只適應(yīng)于強(qiáng)酸強(qiáng)堿的反應(yīng)，若是弱酸或弱堿參與反應(yīng)，生成1molH2O時(shí)，數(shù)值要小于57.3，若有沉淀生成，如稀硫酸與稀的Ba(OH)2反應(yīng)，生成1molH2O時(shí)，反應(yīng)熱的數(shù)值要大于57.3。7(1)

注明參加反應(yīng)各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；(2)

標(biāo)出反應(yīng)熱數(shù)值，放熱反應(yīng)的DH為“-”，吸熱反應(yīng)的DH為“+”；(3)

由于熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示分子或原子的個(gè)數(shù)，故化學(xué)計(jì)量數(shù)可用分?jǐn)?shù)表示。

3．熱化學(xué)方程式84．蓋斯定律定義：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成的，還是多步完成的，其熱效應(yīng)總是相同的。計(jì)算方法：9找出能量守恒的等量的關(guān)系圖1圖2(1)找起點(diǎn)AC(2)找終點(diǎn)CB(3)過(guò)程A→B→C

A→CC→A→B

C→B(4)列式DH1+DH2=DH3DH3+DH1=DH2注意配平在具體實(shí)例中要注意—(5)求解——10一、用圖形理解反應(yīng)熱的本質(zhì)【例1】(2009·寧夏)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示。已知1molSO2(g)氧化為1molSO3的DH=-99kJ·mol-1。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

11(1)圖中A、C分別表示____________、____________，E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無(wú)影響？________。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是降低？________，理由是______________________________________________________________________；(2)圖中DH=________kJ·mol-1；12(3)V2O5的催化循環(huán)機(jī)理可能為：V2O5氧化SO2時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩化合物；四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化。寫(xiě)出該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式_____________________________________；(4)如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05mol·L-1·min-1，則v(O2)=________mol·L-1·min-1、v(SO3)=__________mol·L-1·min-1；(5)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ·mol-1，計(jì)算由S(s)生成3molSO3(g)的DH________________________________________________(要求計(jì)算過(guò)程)。13【解析】(1)本小題考查反應(yīng)物總能量高于生成物總能量為放熱反應(yīng)，可得到A和C所表示的意義，E為活化能與反應(yīng)熱無(wú)關(guān)，但是用催化劑可以降低活化能；(2)圖中表示的是2molSO2的反應(yīng)，因此DH=-992kJ·mol-1；(3)依題意即可寫(xiě)出：SO2+V2O5SO3+2VO2,4VO2+O22V2O5；(4)依據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。14答案：(1)反應(yīng)物能量生成物能量無(wú)降低因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)的歷程，使活化能E降低(2)-198(3)SO2+V2O5SO3+2VO2,4VO2+O22V2O5(4)0.025

0.05

(5)S(s)+O2(g)SO2(g)

DH1=-296kJ·mol-1SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g)

DH2=-99kJ·mol-1

3S(s)+9/2O2(g)3SO3(g)

DH=3(DH1+DH2)=-1185kJ·mol-1

15【變式練習(xí)1】(2010·海南五校)氯原子對(duì)O3分解有催化作用：Cl+O3ClO+O2

DH1；ClO+OCl+O2

DH2，大氣臭氧層的分解反應(yīng)是：O+O32O2

DH，該反應(yīng)的能量變化示意圖如下：16下列敘述中正確的是()A．反應(yīng)O+O32O2的DH=E1-E3B．O+O32O2是放熱反應(yīng)C．DH=DH1+DH2D．大氣層中的臭氧無(wú)法再生BC17二、有關(guān)反應(yīng)熱概念及熱化學(xué)方程式的判斷【例2】(2011·浙江)下列說(shuō)法不正確的是(

)A．已知冰的熔化熱為6.0kJ·mol-1，冰中氫鍵鍵能為20kJ·mol-1。假設(shè)每摩爾冰中有2mol氫鍵，且熔化熱完全用于打破冰的氫鍵，則最多只能破壞冰中15%的氫鍵B．已知一定溫度下，醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c，電離度為α，Ka＝

。若加入少量CH3COONa固體，則電離平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋向左移動(dòng)，α減小，Ka變小18C．實(shí)驗(yàn)測(cè)得環(huán)己烷(l)、環(huán)己烯(l)和苯(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為－3916kJ·mol-1、－3747kJ·mol-1和－3265kJ·mol-1，可以證明在苯分子中不存在獨(dú)立的碳碳雙鍵D．已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)2Fe(s)＋3CO(g)

ΔH＝489.0kJ·mol-1CO(g)＋O2(g)CO2(g)

ΔH＝－283.0kJ·mol-1C(石墨)＋O2(g)CO2(g)

ΔH＝－393.5kJ·mol-1則4Fe(s)＋3O2(g)2Fe2O3(s)ΔH＝－1641.0kJ·mol-119【解析】

A項(xiàng)正確，熔化熱只相當(dāng)于0.3mol氫鍵的鍵能。B項(xiàng)錯(cuò)誤，Ka只與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)。C項(xiàng)正確，環(huán)己烯(l)與環(huán)己烷(l)相比，形成一個(gè)雙鍵，能量降低169kJ·mol－1，苯(l)與環(huán)己烷(l)相比，能量降低651kJ·mol－1，遠(yuǎn)大于169×3kJ·mol－1，說(shuō)明苯環(huán)有特殊穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。D項(xiàng)正確，由蓋斯定律即可計(jì)算得出。答案：B20三、反應(yīng)熱在可逆反應(yīng)中的應(yīng)用【例3】根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式①I(mǎi)2(g)＋H2(g)2HI(g)

ΔH＝－9.48kJ·mol－1②I2(s)＋H2(g)2HI(g)

ΔH＝＋26.48kJ·mol－1下列判斷正確的是(

)A．254gI2(g)中通入2gH2(g)，反應(yīng)放熱9.48kJB．1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00kJC．反應(yīng)①的產(chǎn)物比反應(yīng)②的產(chǎn)物穩(wěn)定D．反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)①的反應(yīng)物總能量低21【解析】該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

利用蓋斯定律可得出1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96kJ，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同一種物質(zhì)的能量在相同條件下，能量一樣多，C項(xiàng)錯(cuò)誤；利用蓋斯定律計(jì)算，D項(xiàng)正確。答案：D22【變式練習(xí)2】工業(yè)上制備純硅反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)

DH=+QkJ·mol-1(Q>0)某溫度、壓強(qiáng)下，將一定量的反應(yīng)物通入密閉容器進(jìn)行以上的反應(yīng)(此條件下為可逆反應(yīng))，下列敘述正確的是(

)A．反應(yīng)過(guò)程中，若增大壓強(qiáng)能提高SiCl4的轉(zhuǎn)化率B．若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)SiCl4為1mol，則達(dá)到平衡時(shí)，吸收熱量為QkJC．反應(yīng)至4min時(shí)，若HCl的濃度為0.12mol·L-1，則H2的反應(yīng)速率為0.03mol/(L·min)D．當(dāng)反應(yīng)吸收熱量為0.025QkJ時(shí)，生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH恰好反應(yīng)D【例4】(2011·海南)已知：2Zn(s)＋O2(g)

2ZnO(s)

ΔH＝－701.0kJ·mol－12Hg(l)＋O2(g)2HgO(s)

ΔH＝－181.6kJ·mol－1則反應(yīng)Zn(s)＋HgO(s)ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH為(

)A．＋519.4kJ·mol-1B．＋259.7kJ·mol-1C．－259.7kJ·mol-1D．－519.4kJ·mol-123四、運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算24【解析】反應(yīng)的焓值由蓋斯定律直接求出。由上述第一式減去第二式除以2，即(ΔH1－ΔH2)/2＝－259.7kJ·mol－1。答案：C25【變式練習(xí)3】(2010·全國(guó)卷Ⅱ)下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(25℃，101kPa)：①C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(l)

DH=-2878kJ/mol②C4H10(g)+O2(g)4CO2(g)+5H2O(g)

DH=-2658kJ/mol③C4H10(g)+O2(g)4CO(g)+5H2O(l)

DH=-1746kJ/mol④C4H10(g)+O2(g)4CO(g)+5H2O(g)

DH=-1526kJ/mol由此判斷，正丁烷的燃燒熱是()A．-2878kJ/molB．-2658kJ/molC．-1746kJ/molD．-1526kJ/molA【例5】(2011·重慶)SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在S—F鍵。已知1molS(