2022屆新高考化學一輪復習化學能與熱能學案

課程標準核心素養(yǎng)1.能辨識化學反應中的能量轉化形式，能解釋化學反應中能量變化的本質。1.變化觀念與平衡思想：生疏化學變化的本質是有新物質生成，并伴有能量的轉化；能多角度、動態(tài)地分析熱化學反應方程式，運2.能進行反應焓變的簡潔計算，能用熱化學方程式表示反應中的能量變化，能運用反應焓變合理選擇和利用化學反用熱化學反應原理解決實際問題。2.證據(jù)推理與模型認知：通過分析、推理等方法生疏爭辯反應熱的本質，建立蓋斯定律模型。3.能舉例說明化學在解決能源危機中的重要作用，能分析能源的利用對自然環(huán)境和社會進展的影響。3.科學態(tài)度與社會責任：觀賞化學對社會進展的重大貢獻，具有可持續(xù)進展意識和綠色化學觀念，能對與化學有關的社會熱點問題做出正確的價值推斷。吸熱反應放熱反應新化學鍵形成，放出能量E。舊化學鍵斷裂，反應物生成物(2)常見的放熱反應和吸熱反應吸熱反應常見①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應；③金屬與酸的置換反應；④物質的緩慢氧化；⑤鋁熱反應；②Ba(OH)?·8H?O與NH?Cl的反應；③C和H?O(g)、C和CO?的反應；微點撥①化學反應的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱，但這并不是唯一的表式，其他的還有發(fā)光、放電等。②化學反應表現(xiàn)為吸熱或放熱，與反應開頭時是否需要加熱無關。需要加熱的反應不一定是吸熱反應，如為放熱反應；不需要加熱的反應也不肯定是放熱反應，(1)物質發(fā)生化學變化都伴隨著能量變化。(√)(2)若反應物總能量大于生成物總能量，則反應為吸熱反應。(×)(3)活化能越大，表明反應斷裂舊化學鍵需要克服的能量越大。(√)(4)同溫同壓下，反應H?(g)+Cl(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的△H不同。(×)題組一考查反應過程與能量變化△H]中突破了低溫下高轉化率與高反應速率不能兼得的難題，該過程是基于雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化實現(xiàn)的。反應過程示意圖如下：下列說法正確的是()A.過程I、過程Ⅲ均為放熱過程B.過程Ⅲ生成了具有極性共價鍵的H?、CO?C.使用催化劑降低了水煤氣變換反應的△HD.圖示過程中的H?O均參與了反應過程答案D2.由N?O和NO反應生成N?和NO?的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是()A.反應生成1molN?時轉移4moleB.反應物能量之和大于生成物能量之和D.斷鍵吸取能量之和小于成鍵釋放能量之和解析選A。N?O和NO反應生成N?和NO?的化學方程式為N?O+NO=N?+NO?,反應生成1molN?時轉移2mole,A不正確；依據(jù)圖示，反應物能量之和大于生成物能量之和，B正確；該反應的反應熱為(209-348)kJ·mol?1=-139kJ·mol?l,C正確；由于該反應放熱，所以斷鍵吸取能量之和小于成鍵釋放能量之和，D正確。題組二考查反應熱與活化能的關系3.BeCl?是有機反應的催化劑。鈹和氯氣反應的能量變化如圖所示。下列說法正確的是A.E?是正反應的活化能B.該反應的△H<0反應，B項正確；加入催化劑，減小E?和Ei,不轉變△H,C項錯誤；△H=Ei-E?,D項錯誤。4.炭黑是霧霾中的重要顆粒物，爭辯發(fā)覺它可以活化氧分子，生成活化氧活化過程的能量變化模擬計算結果如圖所示，活化氧可以快速氧化SO?。下列說法錯誤的是()A.氧分子的活化包括O—O鍵的斷裂與C—O鍵的生成B.每活化一個氧分子放出eV的能量C.水可使氧分子活化反應的活化能降低eVD.炭黑顆粒是大氣中SO?轉化為SO?的催化劑解析選C。由氧分子與炭黑結構及最終的活化氧結構可知，氧分子的活化包括了O—O鍵的斷裂與C—O鍵的生成，A正確；氧分子的活化與起始能量和終點eV變?yōu)?eV,B正確；水可使氧分子活化反應的活化能降低為eV-eV=eV,C錯誤；SO?與活化氧原子結合生成SO?,將炭黑又釋放出來，可見炭黑是催化劑，D正確。市歸納提升圖解反應熱與活化能的關系能量(2)催化劑能降低反應所需活化能，但不影響焓變的大小。題組三利用鍵能計算△H5.能源短缺是全球面臨的問題，用CO?來生產(chǎn)燃料甲醇的反應原理為CO?(g)+3H?(g)=CH?OH(g)+H?O(g)。已知某些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示。則該反應的△H為H—HC—OH—O解析選C。△H=反應物總鍵能一生成物總鍵能=2×kJ·mol?1+3×kJmolkJmolkJmolkJmolkJ6.火箭燃料肼(H?N—NH?)在燃燒過程中的能量變化如圖所示。N—H斷開1mol共價鍵所需的能量/kJa下列推斷錯誤的是()A.表中的a=389D.N?H?在氧氣中燃燒的熱化學方程式為N?H?(g)+O?(g)=N?(g)+2H?O(g)解析選A。△H3=(498+159+4a)kJ-mol1=(2783-kJmolkJmol項正確；依據(jù)圖像可知N?H?在氧氣中燃燒的熱化學方程式為N?Ha(g)+O?(g)=N?(g)+市歸納提升學問梳理學問梳理·填準記牢2.意義：不僅表明白化學反應中的物質變化，也表明白化學反應中的能量變化。例如：△H=-kJ·mol?1,表示在25℃和×10?Pa下，1mol氫氣和mol氧氣完全反應生成1mol液態(tài)水時放出kJ的熱量。3.熱化學方程式的書寫(2)已知2H?(g)+O?(g)=2H?O(I)題組訓練題組訓練·知能提升題組一熱化學方程式的書寫A.上述熱化學方程式中的計量數(shù)表示分子個數(shù)2.(1)硅粉與HCl在300℃時反應生成1molSiHCl?氣體和H?,放出225kJ熱量，該 (2)101kPa時，1molCH?完全燃燒生成液態(tài)水和CO?氣體，放出kJ的(3)mol的氣態(tài)乙硼烷(分子式B?H?)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放(4)在25℃、101kPa下，肯定質量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量QkJ,其燃燒生成的CO?用過量飽和石灰水吸取可得100gCaCO?沉淀，則乙醇燃燒的熱化學方程式為(2)1molCH?完全燃燒需要2molO?生成1molCO?和2mol液態(tài)H?O,故熱化學方程(3)1mol乙硼烷在氧氣中燃燒放出的熱量為kJ×錯誤!=2kJ為B?H?(g)+3O?(g)=B?O3(s)+3H?O(kJmol乙醇的物質的量,故熱化學方程式為C?HsOH(1)+3O?(g)=2CO?(g)+3H?O(I)△H(2)CH?(g)+2O?(g)=CO?(3)B?H?(g)+3O?(g)=B?O?(4)C2HsOH(1)+3O?(g)=2CO?(市歸納提升書寫熱化學方程式時的關鍵點凸及物質的狀態(tài)必需正確，特殊是溶液中的反應易寫錯及題組二依據(jù)能量圖像書寫熱化學方程式3.肯定條件下，在水溶液中1molClO,(x=0,1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示。下列有關說法錯誤的是()A.如圖離子中結合H力量最強的是EB.如圖離子中最穩(wěn)定的是AC.C→B+D反應的熱化學方程式為2CIO2(aq)=CIO3(aq)+ClO(aq)△H=-76D.B→A+D的反應物的鍵能之和小于生成物的鍵能之和解析選A。酸根離子對應的酸越弱，結合氫離子力量越強，E對應的是高氯酸根離子，高氯酸是最強的無機酸，酸根離子結合氫離子力量最弱，故選A;能量越低越穩(wěn)定原理，A最穩(wěn)定，故不選B;△H=生成物的總能量一反應物的總能量=64+60-2×100=-76kJ-mol?1,所以C→B+D反應的CIOaqCIOaqCIOaq=-76kJmol,故不選C;3ClO(aq)=2CI(aq)+CIO?(aq)的△H=生成物的總能量-反應物的總能量=反應物的鍵能之和一生成物的鍵能之和=0+64-3×60=-116kJ-mol,所以反應物的鍵能之和小于生成物的鍵能之和，故不選D。4.下圖是1molNO?和1molCO反應生成CO?和NO過程中能量變化示意圖，請寫出能量能量(第(第一步反應。101101kPa時，1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時所放出的熱量mol',表示在25℃、101kPa條件下，1molC(s)完全燃燒生成CO。(g)放出如C的燃燒熱用熱化學方程式表示為物質燃燒肯定放熱，故物質的燃燒熱燃燒熱意義中和反應反應熱削減熱量損失削減熱量損失測反應后混合液的最高溫度減小試驗誤差計算反應熱絕熱裝置的制備量取反應物，測反應前溫度混合反應物、測反應后溫度重復試驗4.18×102×m(溶液)×(?-)AH=-③留意事項a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫隔熱，削減試驗過程中的熱量損失。b.為保證酸完全中和，實行的措施是堿稍過量。3.能源(1)概念：能供應能量的資源。煤煤自然?氣開源節(jié)流：開發(fā)新能源和節(jié)省現(xiàn)有能源資源豐富、沒有太陽能、氫能、風能、地優(yōu)點或很少污染，屬熱能、海洋能、生物質能可再生能源化石燃料新能源能源秒判正誤(1)隨著科技的進展，氫氣將成為主要能源之一。(√)(2)燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的熱化學方程式是+2H?(g)△kJmolCHOHkJmol(3)氫氣的燃燒熱為kJ-mol?I,則電解水的熱化學方程式為(4)表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式為C?HsOH(1)+3O2(g)=2CO?(g)+3H?O(g)△H=(5)稀鹽酸和氫氧化鈉固體反應生成1mol水釋放的熱量即為中和熱。(×)題組訓練題組訓練·知能提升題組一燃燒熱與中和熱1.測量某酸堿反應生成1mol水時的反應熱，在計算時至少需要的數(shù)據(jù)有()①酸的濃度②堿體積③比熱容④反應后溶液的質量⑤生成水的物質的量⑥反應前后溫度變化⑦操作所需的時間B.①③④⑤C.③④⑤⑥D.全部解析選C。測定中和熱的原理為Q=cm-△t,,故需要的數(shù)據(jù)有2.25℃、101kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為kJ-mol1,辛烷的標準燃燒熱為5518kJ-mol'。下列熱化學方程式書寫正確的是()A.2H'(aq)+SOi(aq)+Ba2+(aq)+2OH?(aq)=BaSO?(s)kJmolD.2CsHs(g)+25O?(g)=16CO?(g解析選B。中和熱是指中和反應生成1molH?O(1)時的反應熱，而且當有BaSO?沉淀生成時，反應放出的熱量會增加，生成1molH?O(I)時放出kJ燃燒熱是指1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所產(chǎn)生的熱量，產(chǎn)物中的水應為液態(tài)水，C項錯誤；當2mol辛烷完全燃燒時，產(chǎn)生的熱量為11036kJ,且辛烷應為液態(tài)，D項題組二能源的開發(fā)利用過程如圖所示。下列敘述不正確的是()A.過程I中的能量轉化形式是太陽能→化學能B.過程I中每消耗116gFe?O?轉移2mol電子C.過程Ⅱ的化學方程式為D.鐵氧化合物循環(huán)制H?具有節(jié)省能源、產(chǎn)物易分別等優(yōu)點解析選B。過程I利用太陽能將四氧化三鐵轉化為氧氣和氧化亞鐵，實現(xiàn)的能量轉116gFe?O?即mol,2×mol=1molFe由+3價變?yōu)?2價，轉移1mol電子，B錯誤；過程Ⅱ實現(xiàn)了氧化亞鐵與水反應生成四氧化三鐵和氫氣的轉化，反應的化學方程式為3FeO+,C正確；依據(jù)流程信息可知，鐵氧化合物循環(huán)制H?具有節(jié)省能體系中各物質均為氣態(tài)),結合下圖回答問題：物質甲烷乙烯燃燒熱/(kJ/mol)1(3)甲胺鉛碘(CH?NH?PbI?)用作全固態(tài)鈣鈦礦敏化太陽能電池的敏化劑，可由C—OH—ON—H鍵能/(kJ/mol)則該反應的△H=kJ/mol。解析(1)①依據(jù)題圖可知，1molCH?OH脫氫生成1molHCHO和1molH?,需要吸收的能量為463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol,據(jù)此寫出熱化學方程式：②CH?(g)+2O?(g)=CO?(g)+2H?O(I)△H?=-890.3kJ/mol,反應③C?Ha(g)+△H?-2AH?=+202.0kJ/mol。(3)表中未給出C—H鍵的鍵能，設C—H鍵的鍵能為xkJ/mol,△H=反應物鍵能總和一生成物鍵能總和=3E(C—H)+E(C—O)+E(H—O)+3E(N—H)-[3E(C—H)+E(C—N)+2E(N—H)+2E(H—O)]=[3x+351答案(1)①CH?OH(g)=HCHO(g)+H?(g)△H=+84kJ/mol②>學問梳理學問梳理·填準記牢1.內容：化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。反應熱間的關系AB 鏈新教材(新教材RJ選擇性必修1P?6例3)題組訓練題組訓練·知能提升題組一利用蓋斯定律計算△H1.(2021.棗莊模擬)由金紅石TiO?制取單質Ti,涉及的步驟為③TiO?(s)+2Cl?(g)=TiCl?(s解析選C。2×①-②+③,得到：TiO?(s)+2Cl(g)+2C(s)=TiCl(s)+2CO(g)MgH?(s)+O?(g)=MgO(s)+H (2)近年來，爭辯人員提出利用含硫物質熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉化與存儲。過程如找出調整求焓檢查依據(jù)待求解的熱化學方程式中的反應物和生成物找出可用的已知熱化學方程式依據(jù)待求解的熱化學方程式調整可用熱化學方程式的方向，同時調整△H的符號依據(jù)待求解的熱化學方程式將調整好的熱化學方程式進行化簡或擴大相應的倍數(shù)將調整好的熱化學方程式和△H進行加合△H隨熱化學方程式的調整而相應地進行加、檢查得出的熱化學方程式是否正確E照題目要求進行解答。同時還要留意以下幾點：(1)運用微粒觀點解釋實際問題時，要先看與哪種粒子有關，然后再聯(lián)系該粒子的有關性質進行分析解答。(2)運用模型圖示來解答有關題目時，要先留意單個原子模型圖的說明(即原子模型圖所代表的意義和相應的元素符號),然后再逐一分析，綜合考慮。例(2019.全國卷I,10)固體界面上強酸的吸附和離解是多相化學在環(huán)境、催化、材料科學等領域爭辯的重要課題。如圖為少量HC1氣體分子在253K冰表面吸附和溶解過程的示意圖，下列敘述錯誤的是()A.冰表面第一層中，HCl以分子形式存在B.冰表面