全国版高考化学一轮复习第6章化学能与热能第1节化学反应与能量变化学案.doc

第1节　化学反应与能量变化考试说明1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式2．了解化学能与热能的相互转化了解吸热反应、放热反应、反应热等概念3．了解热化学方程式的含义4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础了解化学在解决能源危机中的重要作用5．了解焓变与反应热的含义了解ΔH＝H(生成物)－H(反应物)表达式的含义命题规律能源是社会关注的热点之一，因此本节内容是高考的必考点，考查形式有：一是以图像、图表为背景考查能量变化、化学键键能、正逆反应的活化能的关系及简单计算；二是热化学方程式的书写及正误判断；三是结合生产、生活考查燃烧热、中和热和能源的开发利用，题型以选择题、填空题为主，难度不大考点1　焓变与反应热1．化学反应的实质与特征(1)实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热量的变化，也有光能和电能等2．焓变和反应热(1)反应热：化学反应中吸收或放出的热量2)焓变：生成物与反应物的内能差，ΔH＝H(生成物)－H(反应物)在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为ΔH，单位是kJ·mol－1或kJ/mol3)产生原因　　　　3．吸热反应和放热反应(1)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，但不属于吸热反应或放热反应，在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。

2)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，任何化学反应都有热效应3)需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应基础辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”1)物质发生化学变化都伴有能量的变化√)(2)伴有能量变化的物质变化都是化学变化×)(3)水变成水蒸气时吸收的能量就是该过程的反应热×)(4)化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化×)(5)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关√)(6)放热反应在任何条件下都可以发生，吸热反应不加热就不能发生×)　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　题组一 焓变与反应热的概念1．伴随下列变化而发生的能量变化中，属于反应热的是(　　)A．形成1 mol H—Cl键放出的能量B．石墨转化成金刚石吸收的能量C．Na变成Na＋吸收的能量D．水蒸气变成液态水放出的能量答案　B解析　反应热是化学反应所放出或吸收的热量2．用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl利用反应A，可实现氯的循环利用反应A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O已知：①反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ热量。

②判断下列说法正确的是(　　)A．反应A的ΔH>－115.6 kJ·mol－1B．H2O中H—O键比HCl中H—Cl键弱C．由②中的数据判断氯元素的非金属性比氧元素强D．断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差31.9 kJ答案　D解析　反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ能量，则反应A的ΔH＝－115.6 kJ·mol－1，A错误；反应A中ΔH＝∑E(反应物)－∑E(生成物)，则有4×E(H—Cl)＋498 kJ·mol－1－[2×243 kJ·mol－1＋4×E(H—O)]＝－115.6 kJ·mol－1，整理可得E(H—O)－E(H—Cl)＝31.9 kJ·mol－1，故断裂1 mol H—O键比断裂1 mol H—Cl键多吸收31.9 kJ能量，故H2O中H—O键比HCl中H—Cl键强，B错误；由断键所需的能量不能比较元素的非金属性强弱，由反应A可知，O2可将HCl氧化为Cl2，则O2的氧化性强于Cl2，故O元素的非金属性强于Cl元素，C错误；由B项分析可知，断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差31.9 kJ，D正确。

题组二 反应过程中能量变化及图像分析3．反应A＋B===C(放热)分两步进行：①A＋B===X(吸热)；②X===C(放热)下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)答案　B解析　反应A＋B===C为放热反应，则A、B具有的总能量高于C具有的总能量；A＋B===X为吸热反应，则A、B具有的总能量低于X具有的总能量；X===C为放热反应，则X具有的总能量高于C具有的总能量，综上所述，只有B项符合题意4．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程反应过程的示意图如下，下列说法中正确的是(　　)A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程答案　C解析　状态Ⅰ的总能量为反应物的总能量，状态Ⅲ的总能量为生成物的总能量，由题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应为放热反应，A错误；从状态Ⅰ～Ⅲ的图示可知，反应中CO并未断键形成C和O，C、O原子之间始终存在化学键，B错误；由图示可知，CO与O在催化剂表面形成了CO2，CO2分子内存在C===O极性共价键，C正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2反应的过程，D错误。

反应热与反应过程中的各物质的能量变化E1：旧键断裂吸收的能量或称为活化能E2：新键形成放出的能量ΔH＝E1－E2，为此反应的焓变催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应放热还是吸热取决于起点(反应物)和终点(生成物)能量的高低考点2　热化学方程式1．概念表示参加化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式2．意义不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化如H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1表示的意义为在25 ℃、101 kPa条件下，1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1_mol_H2O(g)时放出241.8 kJ的热量3．书写(1)注明反应条件：绝大多数反应是在25 ℃、101 kPa下进行的，可不注明2)注明物质的聚集状态：常用s、l、g、aq分别表示固态、液态、气态、溶液3)注意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数值和单位(kJ·mol－1)4)注意对应关系：ΔH的数值大小与化学计量数相对应5)区别于普通化学方程式：一般不注“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等反应条件1)对于同素异形体，除注明聚集状态外，还要注明名称。

因为同素异形体虽然构成元素相同，但属于不同物质，其本身具有的能量不同，所以反应中的ΔH也不同2)热化学方程式中各物质化学式前的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数且化学计量数必须与ΔH相对应，若化学计量数加倍，则ΔH也要加倍3)正反应与逆反应的ΔH数值相等，符号相反4)不管化学反应是可逆反应还是不可逆反应，热化学方程式中的热效应都是指物质按化学方程式完全反应时的热效应如2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1表示的意义为2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全转化成2 mol SO3(g)时放出197 kJ的热量基础辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”1)C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定√)(2)已知：500 ℃、30 MPa下，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ·mol－1；将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2 kJ×)(3)2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的焓变ΔH>0√)(4)已知相同条件下2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH1，反应2SO2(s)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH2，则ΔH1>ΔH2。

×)(5)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1和2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2中的ΔH1＝ΔH2×)(6)H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1和H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH2中的ΔH1＝－ΔH2√)　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　题组一 热化学方程式正误判断1．已知断裂1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收436.4 kJ的能量，断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成H2O(g)中的1 mol H—O键能放出462.8 kJ的能量下列说法正确的是(　　)A．断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－480.4 kJ·mol－1C．2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝471.6 kJ·mol－1D．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－240.2 kJ·mol－1答案　B解析　断裂1 mol H—O键吸收的能量与形成1 mol H—O键放出的能量相等，1 mol H2O(g)中含有2 mol H—O键，断裂1 mol H2O(g)中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量，但题目未标注H2O的状态，A错误。

根据题给信息可知，反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)中断裂反应物中化学键吸收的热量为2×436.4 kJ＋498 kJ＝1370.8 kJ，形成生成物中化学键放出的热量为4×462.8 kJ＝1851.2 kJ，则该反应的ΔH＝－(1851.2－1370.8) kJ·mol－1＝－480.4 kJ·mol－1，B正确题目未指明生成H2O(l)中1 mol H—O键放出的能量，无法计算C、D项中反应的ΔH，故C、D错误2．下列热化学方程式或叙述正确的是(　　)A．1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋642 kJ·mol－1B．12 g石墨转化为CO时，放出110.5 kJ的热量：2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－110.5 kJ·mol－1C．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－286 kJ·mol－1，则：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH＝＋572 kJ·mol－1D．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出46.2 kJ的热量答案　C解析　A项，放热反应，ΔH<0，错误；B项，12 g C的物质的量为1 mol,2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1，错误；C项，已知反应为放热反应，则其逆反应为吸热反应，ΔH为“＋”，ΔH与化学计量数成正比，正确；D项，反应是可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2不能完全反应，错误。

题组二 热化学方程式的书写3．依据事实，写出下列反应的热化学方程式1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O已知室温下2 g SiH4自燃放出。