2021年高考化学大二轮总复习专题六化学反应与能量讲练[考纲要求] 1.能正确书写化学方程式,并能根据质量守恒定律进行有关计算。
2.能说明化学反应中能量转化的主要原因,知道化学变化中常见的能量转化形式。
3.了解化学能与热能的相互转化及其应用。
了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等概念。
4.能正确书写热化学方程式,能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
5.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。
认识化学在解决能源危机中的重要作用。
1.理解化学反应热效应的两种角度(1)从微观的角度说,是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值,如右图所示:a表示旧化学键断裂吸收的能量;b表示新化学键形成放出的能量;c表示反应热。
(2)从宏观的角度说,是反应物自身的能量与生成物能量的差值,在上图中:a表示活化能;b表示活化分子结合成生成物所释放的能量;c表示反应热。
2.反应热的量化参数——键能反应热与键能的关系反应热:ΔH=E1-E2或ΔH=E4-E3,即ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。
题组一正确理解概念1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。
该反应中化学能全部转化为热能( )(xx·江苏,4D)(2)向汽油中添加甲醇后,该混合燃料的热值不变( )(xx·浙江理综,7D)(3)催化剂能改变反应的焓变( )(xx·江苏,4B改编)(4)催化剂能降低反应的活化能( )(xx·江苏,4C改编)(5)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同( ) (xx·山东理综,10D)2.(xx·无锡模拟)下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是( )A .HCl 和NaOH 反应的中和热ΔH =-57.3 kJ·mol -1,则H 2SO 4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH =2×(-57.3) kJ·mol -1B .CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol -1,则2CO 2(g)===2CO(g)+O 2(g)反应的ΔH =+2×283.0 kJ·mol -1C .氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol -1,则电解水的热化学方程式为2H 2O(l)=====电解2H 2(g)+O 2(g) ΔH =+285.5 kJ·mol -1D .1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 失误防范“三热”是指反应热、燃烧热与中和热,可以用对比法深化对这三个概念的理解,明确它们的区别和联系,避免认识错误。
(1)化学反应吸收或放出的热量称为反应热,符号为ΔH ,单位常用kJ·mol -1,它只与化学反应的计量系数、物质的聚集状态有关,而与反应条件无关。
中学阶段研究的反应热主要是燃烧热和中和热。
(2)燃烧热:在101 kPa 时,1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。
单位:kJ·mol -1。
需注意:①燃烧热是以1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量来定义的,因此在书写燃烧热的热化学方程式时,一般以燃烧1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数;②燃烧产物必须是稳定的氧化物,如C→CO 2、H 2→H 2O(l)等。
(3)中和热:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol 液态H 2O 时的反应热。
需注意:①稀溶液是指物质溶于大量水中;②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应;③中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O,即H +(aq)+OH-(aq)===HH=-57.3 kJ·mol-1。
2O(l) Δ题组二“式形相随”理解反应热3.[xx·北京理综,26(3)①]已知:2NO2(g)N2O4(g) ΔH12NO2(g)N2O4(l) ΔH2下列能量变化示意图中,正确的是(选填字母)______。
4.[xx·海南,16(3)]由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示,若生成1 mol N2,其ΔH=________kJ·mol-1。
5.(xx·上海,8)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快,其能量随反应进程的变化如下图所示。
下列说法正确的是( )A .加入催化剂,减小了反应的热效应B .加入催化剂,可提高H 2O 2的平衡转化率C .H 2O 2分解的热化学方程式:H 2O 2―→H 2O +12O 2+QD .反应物的总能量高于生成物的总能量 题组三 “一式”解决反应热的计算6.(1)[xx·浙江理综,28(1)]乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:已知:化学键 C —H C —C C===C H —H键能/kJ·mol-1412348 612 436计算上述反应的ΔH =________ kJ·mol -1。
(2)[xx·全国卷Ⅰ,28(3)]已知反应2HI(g)===H 2(g)+I 2(g)的ΔH =+11 kJ·mol-1,1 molH 2(g)、1 mol I 2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ 、151 kJ 的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为____________kJ 。
7.(xx·重庆理综,6)已知:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-12C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1H—H、O===O和O—H键的键能分别为436、496和462 kJ·mol-1,则a为( )A.-332 B.-118C.+350 D.+130失误防范利用键能计算反应热,要熟记公式:ΔH=反应物总键能-生成物总键能,其关键是弄清物质中化学键的数目。
在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。
原子晶体:1 mol金刚石中含2 mol C—C键,1 mol硅中含2 mol Si—Si键,1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O键;分子晶体:1 mol P4中含有6 mol P—P键,1 mol P4O10(即五氧化二磷)中,含有12 mol P—O键、4 mol P===O键,1 mol C2H6中含有6 mol C—H键和 1 mol C—C键。
考点二热化学方程式的书写与判断1.两个模板(1)热化学方程式的书写模板步骤1 写方程写出配平的化学方程式。
步骤2 标状态用s、l、g、aq标明物质的聚集状态。
步骤3 标条件标明反应物的温度和压强(101 kPa、25 ℃时可不标注)。
步骤4 标ΔH在方程式后写出ΔH,并根据信息注明ΔH的“+”或“-”。
步骤5 标数值根据化学计量数计算写出ΔH的数值。
(2)热化学方程式书写的正误判断模板步骤1 审“+”“-”放热反应一定为“-”,吸热反应一定为“+”。
步骤2 审单位单位一定为“kJ·mol-1”,易漏写或错写成“kJ”。
步骤3 审状态物质的状态必须正确,特别是溶液中的反应易写错。
步骤4 审数值的对应性反应热的数值必须与方程式的化学计量数相对应,即化学计量数与ΔH成正比。
当反应逆向时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
步骤5 审是否符合概念如注意燃烧热和中和热的概念以及与此相关的热化学方程式。
2.两个注意(1)注意同素异形体转化的名称问题对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态之外,还要注明物质的名称。
如①S(单斜,s)+O2(g)===SO2(g)ΔH1=-297.16 kJ·mol-1②S(正交,s)+O2(g)===SO2(g)ΔH2=-296.83 kJ·mol-1③S(单斜,s)===S(正交,s)ΔH3=-0.33 kJ·mol-1(2)注意可逆反应中的反应热及热量变化问题由于反应热是指反应完全时的热效应,所以对于可逆反应,其热量要小于反应完全时的热量。
题组一热化学方程式的书写1.(1)[xx·大纲全国卷,28(1)]化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。
回答下列问题:已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 ℃和76 ℃,AX5的熔点为167 ℃。
室温时AX3与气体X 2反应生成 1 mol AX 5,放出热量123.8 kJ 。
该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)[xx·天津理综,7(4)]晶体硅(熔点1 410 ℃)是良好的半导体材料。
由粗硅制纯硅过程如下:Si(粗)――→Cl 2460 ℃SiCl 4――→蒸馏SiCl 4(纯)――→H 21 100 ℃Si(硅)写出SiCl 4的电子式:________________;在上述由SiCl 4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg 纯硅需吸收a kJ 热量,写出该反应的热化学方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)[xx·安徽理综,27(4)]NaBH 4(s)与水(l)反应生成NaBO 2(s)和氢气(g),在25 ℃、101 kPa 下,已知每消耗 3.8 g NaBH 4(s)放热21.6 kJ ,该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)[xx·天津理综,7(4)]随原子序数递增,八种短周期元素(用字母x 等表示)原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。