2019版高考化学大一轮复习专题7化学反应与能量变化第一单元化学反应中的热效应学案.doc

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1、- 1 -第一单元第一单元 化学反应中的热效应化学反应中的热效应考试标准 知识条目必考要求加试要求知识条目必考要求加试要求1.化学反应中的热量化学反应中能量转化的主要形式吸热反应和放热反应从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系热化学方程式的书写利用热化学方程式进行简单计算合理利用化石燃料，提高燃料燃烧效率的方法aabbabababcbca2.化学反应中的热效应反应热焓变的含义焓变与键能的关系中和热的测定标准燃烧热的概念热值的概念盖斯定律及其简单计算aacbaab考点一考点一 化学反应中的热量化学反应中的热量(一)化学反应中的热

2、量从两个角度理解放热反应和吸热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析- 2 -(3)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟酸的置换反应；物质的缓慢氧化等。吸热反应：大多数分解反应；盐类的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl反应；碳和水蒸气、C 和 CO2的反应等。注意 化学反应表现为吸热或放热与反应开始是否需要加热无关，需要加热的不一定是吸热反应，如 CO2CO2 H” “解析 因为 C(g)=C(l) H3H1。上述 H的大小比较除了利用盖斯定律比较外，还

3、可以利用状态迅速比较反应热的大小若反应为放热反应(1)当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。(2)当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。(3)在比较反应热(H)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，H反而越小。应用二 利用盖斯定律书写热化学方程式11已知：Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)10H2O(g)H1532.36 kJmol1Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)9H2O(g)H2473.63 kJmol1写出 Na2CO3H2O 脱水反应的热化学方程式 。答案 Na2CO

4、3H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g) H58.73 kJmol112氢气是一种清洁能源。用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示：甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 。答案 CH4(g)2H2O(g)=4H2(g)CO2(g) H136.5 kJmol1- 20 -13甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为 CO、CO2和 H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H3回答下列问题：(1)

5、已知反应中相关的化学键键能数据如下：化学键HHCOCOHOCHE/(kJmol1)4363431 076465413由此计算 H1 kJmol1；已知 H258 kJmol1，则 H3 kJmol1。答案 99 41解析 根据反应，H1E(CO)2E(HH)3E(CH)E(CO)E(HO)1 076 kJmol12436 kJmol13413 kJmol1343 kJmol1465 kJmol199 kJmol1；根据盖斯定律，可得反应，H3H2H158 kJmol1(99 kJmol1)41 kJmol1。应用三 应用盖斯定律求焓变关系14用 CaSO4代替 O2与燃料 CO 反应，既可提高

6、燃烧效率，又能得到高纯 CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应为主反应，反应和为副反应。 CaSO4(s)CO(g) CaS(s)CO2(g) H11 41 4CaSO4(s)CO(g)CaO(s)CO2(g)SO2(g) H2CO(g) C(s) CO2(g) H31 21 2反应 2CaSO4(s)7CO(g)CaS(s) CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)的 H (用H1、H2和 H3表示)。答案 4H1H22H3利用盖斯定律书写热化学方程式- 21 -特别提醒 通过热化学方程式变形时，利用“加法”不容易出错。课时训练课时训练1(2017浙江宁波市高三新高考选考适

7、应性考试)下列不属于化石能源的是( )A天然气 B生物质能 C煤 D石油答案 B解析 化石能源指由古动物、植物遗体经过复杂的物理化学变化形成的能源，主要有煤、石油、天然气等。生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源，B 项正确。2(2017浙江绍兴市第一中学高二上学期期中)下列措施不符合节能减排的是( )A大力发展火力发电，解决电力紧张问题B在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水C用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱

8、硫，并回收石膏D用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气答案 A解析 火力发电会产生大量的二氧化碳和其他污染物，消耗大量的能源，A 符合题意；安装太阳能热水器提供生活用热水不需要消耗能源也没有污染物排放，B 不符合题意；回收石膏，是充分利用原子的一种表现，C 不符合题意；在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气能源，符合节能减排，D 不符合题意；答案选 A。3能源分类相关图如下图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是( )- 22 -A煤炭、石油、潮汐能B水能、生物能、天然气C太阳能、风能、沼气D地热能、海洋能、核能答案 C解析 煤炭、石油属于不可再生资源，A 错误

9、；天然气属于不可再生资源，B 错误；太阳能、风能、沼气属于新能源、可再生能源、来自太阳辐射，C 正确；核能不是来自太阳辐射，D错误。答案选 C。4(2017浙江省台州市高二上学期期末质量评估)合理利用燃料，减小污染符合“绿色化学”理念，下列关于燃料的说法正确的是( )A “可燃冰”是将水变为油的新型燃料B通入大大过量的空气使燃料充分燃烧，从而达到充分利用热能的目的C燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用D甲烷是比较洁净的燃料，标准燃烧热为890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为 CH4(g)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJmol

10、1答案 C解析 可燃冰外观像冰，其化学组成是 CH4nH2O，水的化学式为 H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，故 A 错误；氧气助燃，所以通入足量的空气使燃料充分燃烧，但通入大大过量的空气会使温度降低，不利于燃料充分燃烧，故 B 错误；物质的化学能可以转化为热能、光能、电能等能量形式，故 C 正确；根据燃烧热的概念：1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物，所放出的热量为燃烧热，水的状态应该为液态，故 D 错误；故选 C。5(2017浙江绍兴市第一中学高三月考)下列过程中 H小于零的是( )ABa(OH)2与 NH4Cl 固体混合B氯化铵分解得氨气C碳酸钙分解得二氧化碳D实验室制备氢气答

11、案 D解析 过程中 H小于零，说明反应放热。Ba(OH)2与 NH4Cl 固体混合反应是吸热反应，A 错误；氯化铵分解得氨气是吸热反应，B 错误；碳酸钙分解得二氧化碳是吸热反应，C 错误；实验室制备氢气利用锌和稀硫酸反应，属于放热反应，D 正确，答案选 D。6(2017浙江温州市十校联合体高二上学期期末联考)下列有关能源的说法不正确的是( )A煤、石油、天然气、氢能中，氢能是可再生能源B生物质能包括农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等- 23 -C贮氢合金的发现和应用，解决了氢气贮存、运输的难题D生物质能通过直接燃烧产生热量，能量利用效率较高答案 D7(2017浙江

12、省台州中学高三上学期第四次统练)下列关于化石燃料的说法不正确的是( )A化石燃料的不完全燃烧是引起大气污染的主要原因之一B如果化石燃料能够完全燃烧就不会造成大气污染C燃料燃烧的产物 CO2是一种温室气体D以液化石油气代替燃油可以减少大气污染答案 B解析 化石燃料不完全燃烧会造成空气污染，例如，能产生大量的一氧化碳和粉尘等物质，A 项正确；化石燃料完全燃烧也会产生 SO2等气体，造成大气污染，B 项错误；燃料燃烧的产物为 CO2，CO2是一种温室气体，C 项正确；以液化石油气代替燃油可以减少大气污染，D 项正确；答案选 B。8(2017浙江绍兴市第一中学高二上学期期中)已知：2CO(g)O2(g

13、)=2CO2(g) H566 kJmol1Na2O2(s)CO2(g)=Na2CO3(s) O2(g) H266 kJmol11 2根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是( )ACO 的标准燃烧热为 283 kJB下图可表示由 CO 生成 CO2的反应过程和能量关系C2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)O2(g) H532 kJmol1DCO(g)与 Na2O2(s)反应放出 549 kJ 热量时，电子转移数为 6.021023答案 C解析 标准燃烧热是 1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol

14、1，则一氧化碳的标准燃烧热为283 kJmol1，A错误；依据热化学方程式，2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H566 kJmol1，分析图像中一氧化碳和氧气的物质的量之比为 11，不符合反应物质的物质的量之比，B 错误；固体二氧化碳变化为气体二氧化碳需要吸热，依据热化学方程式判断，Na2O2(s)CO2(g)=Na2CO3(s) O2(g) H266 kJmol1，所以反应 2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)1 2- 24 -O2(g) H532 kJmol1，C 正确；根据盖斯定律可知 Na2O2(s)CO(g)=Na2CO3(s) H549 kJmol1，若 C

15、O(g)与 Na2O2(s)反应放出 549 kJ 热量，则参加反应的过氧化钠是 1 mol，所以电子转移的物质的量为 2 mol，D 错误，答案选 C。9(2017浙江绍兴市第一中学高二上学期期中)已知 H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJmol1、283.0 kJmol1和726.5 kJmol1。下列有关叙述正确的是( )A甲醇不完全燃烧生成 CO 和液态水的热化学方程式：CH3OH(l)O2 (g)=CO(g)2H2O(l)H1 009.5 kJmol1BCH3OH(l) O2 (g)=CO2(g)2H2 (g) H1440.7 kJmol11 2C2

16、H2O(g)=2H2(g)O2(g) H 571.6 kJmol1D已知：S(s)O2(g)=SO2(g) H1 S(g)O2(g)=SO2(g) H2 ；则 H1H2答案 D解析 由 CO(g)和 CH3OH(l)的燃烧热分别为283.0 kJmol1和726.5 kJmol1，则CO(g) O2(g)=CO2(g) H283.0 kJmol1，1 2CH3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H2O(l)3 2H726.5 kJmol1，由盖斯定律可知用得反应 CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)，该反应的反应热H726.5 kJmol1(283.0 kJmol1)443.

17、5 kJmol1，即为 CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l) H443.5 kJmol1，A 错误；H2(g)的燃烧热 H为285.8 kJmol1，则H2(g) O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1，则根据盖斯1 2定律可知2 即得 CH3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H2(g) H154.9 kJmol1，B1 2错误；根据氢气的燃烧热可知 2H2O(l)=2H2(g)O2(g) H571.6 kJmol1，C 错误；S 燃烧为放热反应，1 mol 气态 S 具有的能量比 1 mol 固态 S 高，因此 1 mol 气态 S 燃烧放热多，焓变小，即

18、H1H2，D 正确；答案选 D。10(2017浙江温州市十校联合体高二上学期期末联考)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g) H49.0 kJmol1CH3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H2(g) H192.9 kJmol11 2- 25 -下列说法正确的是( )ACH3OH 的标准燃烧热为 H192.9 kJmol1B反应中的能量变化如上图所示CCH3OH 转变成 H2的过程一定要吸收能量D根据推知反应：CH3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H2(g)的 H192.9 kJmol11 2答案 D解析 燃

19、烧热是指一定条件下，1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，反应中生成物不是水，而是 H2，A 错误；反应的 H0，而图示的 H生成物总能量反应物总能量0，故 H(cb) 3kJmol1，正确；D 项，CO(aq)2H(aq)=CO2(g)H2O(l)为放热反应，H0，故23H(cab) kJmol1，错误。13(2017浙江省台州中学高三上学期第四次统练)在同温同压下，下列各组热化学方程式中，H1H2的是( )A2H2 (g)O2 (g)=2H2O (l) H1；2H2 (g) O2 (g)=2H2O(g) H2BC(s) O2 (g)=CO(g) H1；1 2C (s)

20、O2 (g)=CO2 (g) H2CS(g)O2(g)=SO2(g) H1；S(s)O2(g)=SO2(g) H2DH2 (g)Cl2 (g)=2HCl(g) H1；H2(g) Cl2(g)=HCl(g) H21 21 2答案 B解析 物质的燃烧反应是放热的，所以焓变是负值，液态水变为气态水的过程是吸热的，则H1H2，A 项错误；碳单质完全燃烧生成二氧化碳放热多于不完全燃烧生成一氧化碳放的热，且该反应的焓变是负值，则 H1H2，B 项正确；物质的燃烧反应是放热的，所以焓变是负值，固体硫变为气态硫需要吸收热量，所以 H1H2，C 项错误；化学反应方程式的计量数加倍，焓变数值加倍，该化合反应是放热

21、的，所以焓变值是负值，H12H2，H1H2，D 项错误；答案选 B。- 27 -14(2017浙江省高三“超级全能生”3 月联考)已知反应 H2(g) O2(g)=H2O(g)的能量变1 2化如图所示，a、b、c表示能量变化，为正值，单位为 kJ，下列说法正确的是( )AH2(g) O2(g)=H2O(g) Hc kJmol11 2B2H2O(g)=2H2 (g)O2 (g) H2(ab) kJmol1C1 mol 氢气与 0.5 mol 氧气总能量为a kJD2 mol 氢气与 1 mol 氧气完全反应生成 2 mol 液态水放出的热量小于 2(ba)kJ答案 B解析 反应物的能量更高，该反

22、应为放热反应，H c kJmol1，A 错误；2 mol H2O逆向分解时，共吸收 2b kJ 能量，又释放 2a kJ 能量得到产物，H2(ab) kJmol1，B 正确；图中标示了 1 mol 氢气与 0.5 mol 氧气总能量，但是在纵坐标中没有具体可用的读数，a kJ 是由此变化到气态原子时的能量变化，C 错误；如果反应生成液态水，释放的能量更大，所以 2 mol 氢气与 1 mol 氧气完全反应生成 2 mol 液态水放出的热量大于2(ba)kJ，D 错误。15(2017浙江省教育绿色评价联盟高三 3 月适应性考试)根据能量变化示意图得出的结论正确的是( )A1 mol C 完全燃烧

23、生成 CO2时放出的热量为 393.5 kJmol1B2C(s)O2(g)=2CO(g) H221.0 kJmol1C2CO2 (g)=2CO(g)O2(g) H283.0 kJmol1DC(s)O2(g)=CO2 (g) H393.5 kJmol1答案 B解析 根据能量变化示意图， 1 mol C完全燃烧生成CO2时放出的热量为393.5 kJ，热量的单位错误，故A错误；由图可知， 1 mol C不完全燃烧生成CO时放热110.5 kJ，则热化学方程式为 2C(s)O2(g)- 28 -=2CO(g)H221.0 kJmol1，故B正确；由题图可知， 1 mol CO2分解生成1 mol C

24、O和0.5 mol氧气吸收热量283.0 kJ，则热化学方程式为 2CO2(g)=2CO(g)O2(g) H566.0 kJmol1，故C错误；碳的燃烧反应是放热反应，焓变为负值，故D错误；故选B。16(加试题)按要求回答下列问题：(1)数十年来，化学工作者对碳的氧化物做了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。如利用 CO2和 CH4重整可制合成气(主要成分为 CO、H2)，已知重整过程中部分反应的热化学方程式为.CH4(g)=C(s)2H2(g) H75.0 kJmol1.CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g) H41.0 kJmol1.CO(g)H2(g)=C(s)H2O(g) H

25、131.0 kJmol1反应 CO2(g)CH4(g)=2CO(g)2H2(g)的 H kJmol1。答案 247.0解析 (1)已知：CH4(g)=C(s)2H2(g) H75.0 kJmol1；CO2(g)H2(g)=CO(g)H2O(g)H41.0 kJmol1；CO(g)H2(g)=C(s)H2O(g) H131.0 kJmol1；根据盖斯定律得到反应 CO2(g)CH4(g)=2CO(g)2H2(g) H247.0 kJmol1；(2)已知：反应：2SO2(g)O2(g)=2SO3(g) H1；反应：2NO(g)O2(g)=2NO2(g) H2；反应：SO2(g)NO2(g)=SO3

26、(g)NO(g) H3；若 H1H20，则反应属于 (填“放热”或“吸热”)反应。答案 放热解析 已知反应：2SO2(g)O2(g)=2SO3(g) H1；反应2NO(g)O2(g)=2NO2(g) H2，根据盖斯定律，将/2/2 可得目标反应：SO2(g)NO2(g)=SO3(g)NO(g)，则H3 (H1H2)，由于 H1H20，H3 (H1H2)0，此反应放热。1 21 2(3)已知在 298 K 和 101 kPa 条件下，有如下反应：反应：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1反应：2C(s)O2(g)=2CO(g)H2221 kJmol1反应：N2(g)O2(

27、g)=2NO(g)H3180.5 kJmol1汽车尾气净化原理为反应：2NO(g) 2CO(g)N2(g)2CO2(g) H 。答案 746.5 kJmol1- 29 -解析 根据盖斯定律可知反应由(反应2反应反应)得到，则 H(393.5 kJmol1)2(221 kJmol1)180.5 kJmol1746.5 kJmol1。(4)高温下用 H2还原 CuCl 制备活性铜，反应原理如下：2Cu(s)Cl2(g)2CuCl(s) H136 kJmol1H2(g)2CuCl(s)=2Cu(s)2HCl(g) H2有关物质的键能数据如下表：物质H2Cl2HCl键能(kJmol1)436243432求 H2 kJmol1。答案 149解析 (1)由表格中数据可以求解 H2(g)Cl2(g)=2HCl(g) H436 kJmol1243 kJmol12432 kJmol1185 kJmol1。根据盖斯定律，H2HH1185 kJmol1(36 kJmol1)149 kJmol1。