(新)2022届高考二轮精品专题五 化学反应中的能量变化 学生版.docx
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1、专题 五××化学反应中的能量变化能源问题已成为全球性的热点问题,这几年高考中该类试题的数目呈上升趋势,考查的内容不断拓展,难度有所提高,过去以考查热化学方程式的书写、燃烧热、中和热等概念及热量计算为主,近两年对化学键与能量的关系、盖斯定律进行了不同程度的考查。反应热是近几年高考的重点考查内容之一,考查的内容主要有:热化学方程式的书写及正误判断;比较反应热的大小;有关反应热的简单计算(应用盖斯定律计算反应热);化学键键能与反应热、反应热与能源的综合考查。客观题(1)结合图像考查对反应热、吸热反应、放热反应的理解。(2)考查热化学方程式的正误判断以及H的计算及比较。主观题化学反
2、应原理题中根据盖斯定律书写热化学方程式、计算反应热等。一、反应中能量的变化1基本概念:反应热:在化学反应过程中放出或吸收的热量。反应热用符号“H”表示。单位“kJ/mol”。吸热反应和放热反应:在化学反应过程中,通常用E反表示反应物所具有的总能量,E生表示生成物所具有的总能量。若E反>E生,为放热反应;当H为“”或H<0。若E反<E生,为吸热反应;当H为“+”或H>0。2吸热反应和放热反应的判断方法 (1)根据反应类型判断:通常情况下燃烧反应、中和反应、金属和酸反应制氢气的反应为放热反应;电解质的电离、盐类水解、大多数的分解反应等为吸热反应。若正反应为吸热反应,则逆反应
3、为放热反应。(2)由物质的聚集状态判断:同种物质的聚集状态不同,其本身具有的能量也不相同。一般情况下:气态物质所具有的能量大于液态,液态具有的能量大于固态;物质处与稳定状态的能量小于不稳定状态的能量。如:硫蒸气在氧气中完全燃烧放出的能量大于固态硫完全燃烧放出的能量。石墨比金刚石稳定,所以由石墨转化为金刚石的反应为吸热反应。(3)由盖斯定律判断:如一个反应可分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热相同,通过化学反应的能量变化值来进行计算,若H>0,则反应为吸热反应,反之则为放热反应。二、热化学方程式的书写热化学方程式书写或者判断的注意事项注意H的符号和单位:H的单位为k
4、J/mol。H与测定的条件有关,书写时应注明条件。若条件为25,103kPa,则可不注明。注意物质的聚集状态:气体用“g”、液体用“l”、固体用“s”、溶液用“aq”。热化学方程式中不用“”或“”符号。热化学方程式中的计量数只表示物质的量,不表示分子个数,因此热化学方程式中的计量数可以是小数或分数。注意H的数值与符号:如果化学计量数加倍,则H也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,但符号相反。对于同素异形体的物质,除了要注明聚集状态外,还要注明物质的名称。三、燃烧热、中和热1燃烧热 (1)定义:在101kPa时,1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
5、(2)注意事项燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写燃烧热的化学方程式时,一般以燃烧物前系数为1的标准来配平其余物质的化学计量数。燃烧产物必须是稳定的氧化物,例如CCO2,HH2O(l)等。(3)化石燃料提供能量的弊端以及预防措施:弊端:化石燃料为不可再生能源、燃烧产物中含有SO2造成环境污染、CO2引起温室效应。预防措施:开发新能源、对燃料进行脱硫或固硫处理。2中和热 定义:在稀溶液中,酸和碱发生中和反应而生成1mol H2O,这时的反应热叫做中和热。注意事项中和反应的实质是H+和OH反应生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成沉淀或弱电解质),则其反应热不等于
6、中和热。另注:燃烧热中和热相同点能量变化放热反应HH0,单位:kJ/mol不同点反应物的量1mol(O2的量不限)可能是1mol,也可能是0.5mol生成物的量不限量H2O是1mol反应热的含义1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同反应物,燃烧热不同生成1mol H2O时放出的热量,不同反应物的中和热大致相同,均为57.3kJ/mol四、盖斯定律的应用1理论依据:反应热只与反应始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应的途径无关。2计算模式:3主要应用:计算某些难以直接测量的反应热。4注意事项:应用盖斯定律进行简单计算,关键在于设计反应途径。(1)当反应式乘以或除以某数时,H也应乘
7、以或除以某数。(2)热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时,H都要带“+”、“”号进行计算、比较,即把H看作一个整体进行分析判断。(3)在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,状态由固液气变化时,会吸热;反之会放热。(4)当设计的反应逆向进行时,其H与正反应的H数值相等,符号相反。 (70分钟)经典训练题1根据各物质间的能量循环图,下列说法正确的是( )AH4>0 BH1+H5=0CH2+H3+H4=H6 DH1+H2+H3+H4+H5+H6=02恒温恒容密闭容器中同时发生反应和:反应: H1=+218.4kJ·mol1反应: H2=-175.6kJ
8、183;mol1体系中c(SO2)随时间t的变化如图所示,则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是( )A BC D3已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=-571.6kJ·mol12CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)H=-1452kJ·mol1H+(aq)+OH(aq)=H2O(l)H=-57.3kJ·mol1下列说法正确的是( )ACH3OH(l)的燃烧热为1452kJ·mol1B同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧,H2(g)放出的热量多CH2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+
9、H2O(l)H=-57.3kJ·mol1D3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) H=+135.9kJ·mol14设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=a kJ/mol(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=b kJ/mol其他数据如表:化学键COOOCHOH键能/(kJ·mol1)798x413463下列说法正确的是( )A上表中x=BH2O(g)=H2O(l)的S0,H=(a-b)kJ/molC当有4NA个CH键断裂时,反应放出的热量一定为a k
10、JDab且甲烷燃烧热为b kJ/mol5下列关于热化学反应的描述中正确的是( )AHCN和NaOH反应的中和热H=-57.3kJ/molB甲烷的标准燃烧热H=-890.3kJ/mol,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H-890.3kJ/molC500、30MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJ/mo1,将1.5mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2kJDCO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的H=+566.0kJ/mol 1已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g
11、) H=566kJ·mol1;Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) H=226kJ·mol1根据以上热化学方程式和图像判断,下列说法正确的是( )ACO的燃烧热为283kJB上图可表示由1mol CO生成CO2的反应过程和能量关系C2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) H452kJ·mol1DCO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移2×6.02×10232下列关于H的判断不正确的是( )Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(g) H1Si(s)+2Br2(g)SiB
12、r4(g) H2Cu(OH)2(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l) H32H2O(l)+Cu2+(aq)Cu(OH)2(s)+2H+(aq) H4AH1<0,H2<0 BH1<H2 CH3<0,H4>0 DH3>H43炽热的炉膛内有反应:;往炉膛内通入水蒸气时,有如下反应:,其能量变化示意图如下,已知CO的燃烧热为H=-282kJ/mol。下列有关说法正确的是( )A在反应中,反应物总键能大于生成物总键能BH2的燃烧热为H=-241kJ/mol CC(s)+O2(g)=CO2(g) H=+392kJ/mol D往炽热的炉膛内通入水蒸气可节省
13、燃料4NF3是生产液晶显示器的过程中使用的化学清洗剂。以下是几种化学键的键能(kJ·mol1):NN(941.6)、FF(154.8)、NF(283.0)、NH(391.0)。下列说法中正确的是( )A热稳定性:NF3(g)NH3(g)B其它条件相同时,使用催化剂会使反应N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)的H减小C生成NF3(g)的热化学方程式为:N2(g)+3F2(g)=2NF3(g) H=-292kJ·mol1DNF3常温下呈液态的原因是NF键的键能较大5通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是( )C(s)+H2O(g)=CO(g)
14、+H2(g) H1=a kJ·mol1CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H2=b kJ·mol1CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H3=c kJ·mol12CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) H4=d kJ·mol1A反应、为反应提供原料气B反应也是CO2资源化利用的方法之一C反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的H=(2b+2c+d)kJ·mol1D反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(l)的H=kJ·mol16下列有关能量叙述
15、不正确的是( )A活化能的大小对化学反应前后的能量变化不产生影响B化学键的断裂和形成是物质在化学变化中发生能量变化的主要原因C盐酸和NaOH(aq)反应的中和热H=-57.3kJ/mol,则H2SO4(aq)和Ca(OH)2(aq)反应的中和热H=2×(-57.3)kJ/molDCO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的反应热H=+2×283.0kJ/mol1根据如图所示,下列说法不正确的是( ) A反应的热化学方程式可表示为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131.3kJ/molB使用催化剂可以改变图上
16、b的值C该反应反应物的键能大于生成物的键能D由图可知,1mol C和1mol H2O反应生成1mol CO和1mol H2吸收的热量一定为131.3kJ2煤的液化可以合成甲醇。下列有关说法正确的是( )“气化”:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) H1=+90.1kJ·mol1催化液化I:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H2=49.0kJ·mol1催化液化:CO2(g)+2H2(g)=CH3OH(g)+O2(g) H3=a kJ·mol1A催化液化I的反应在高温下更容易自发进行BC(s)+H2O(g)+H2(g)=CH
17、3OH(g) H=+41.1kJ·mol1CH2H3D如图所示为甲醇燃料电池的工作原理示意图,负极的电极反应为CH3OH-6e+6OH=CO2+5H2O3P4S3可用于制造安全火柴,相关物质的结构及键能如表所示。共价键SSPPPS键能(kJ·mol1)abc则反应S8(s)+P4(s)=P4S3(s)的H为( )A(a+b-c)kJ·mol1 B(c-a-b)kJ·mol1 C(3a+3b-6c)kJ·mol1 D3(2c-b-a)kJ·mol14单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )A等质量的单斜硫和
18、正交硫分别完全燃烧,前者放出的热量更多B,单斜,正交C相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高,正交硫比单斜硫稳定D表示断裂1mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16kJ/mol5氯胺是由氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,是常用的饮用水二级消毒剂,主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(NH2Cl、NHCl2和NCl3)。已知部分化学键的键能和化学反应的能量变化如下表和下图所示。下列说法中正确的是( )化学键N-HN-ClH-Cl键能(kJ/mol)391.3x431.8A表中的x=191.2B反应过程中的H2=1405.6kJ·mol1
19、C选用合适的催化剂,可降低反应过程中的H值DNH3(g)+2Cl2(g)=NHCl2(g)+2HCl(g) H=22.6kJ·mol16在298.15K、100kPa条件下,N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H=-92.4kJ·mol1,N2(g)、H2(g)和NH3(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6J·K1·mol1。一定压强下,1mol反应中,反应物N2(g)+3H2(g)、生成物2NH3(g)的能量随温度T的变化示意图合理的是( )ABCD7下列有关反应热的叙述中正确的是( )己知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H=
20、-483.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为H=-241.8kJ/mol由单质A转化为单质B是一个吸热过程,由此可知单质B比单质A稳定X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) H>0,恒温恒容条件下达到平衡后加入X,上述反应的H增大己知:共价键CCC=CCHHH键能(kJ·mol1)348610413436上表数据可以计算出(g)+3H2(g)(g)的焓变根据盖斯定律,推知在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1mol CO2固体时,放出的热量相等A B C D无8NO催化O3生成O2的过程由三步基元反应构成:第一步: ;第二步: ;第三步: 。下列说法错误的是( )A该反应的中间体只有
21、两种B第二步、第三步反应均为放热反应CNO不改变总反应的焓变D总反应2O3(g)=3O2(g)的9天然气经O2和H2O(g)重整制合成气,再由合成气制备甲醇的相关反应如下:主反应:CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g) H1;副反应:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H2;主反应:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H3=+206.1kJ/mol;主反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) H4=-90.0kJ/mol;主反应:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) H5=-49.0 J/mol。下列说法不正确的
22、是( )AH1大于H2B反应为反应提供能量CH2-4H1=659.3kJ·mol1DCO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的正反应为放热反应10下列各组热化学方程式中,H1>H2的是( )C(s)+O2(g)=CO2(g) H1 C(s)+O2(g)=CO(g) H2S(s)+O2(g)=SO2(g) H1 S(g)+O2(g)=SO2(g) H2H2(g)+O2(g)=H2O(l) H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H2CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) H1 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) H2A B C D11烟气中主要
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