【步步高】2015年高考化学(人教通用版)二轮专题复习讲义：专题七+化学反应与能量(含答案解析)

[考纲要求]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，能用盖斯定律进行有关反应热的计算。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。考点一从宏观、微观角度认识反应热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热量与新化学键形成放出的热量的差值，如下图所示：a表示旧化学键断裂吸收的热量；b表示新化学键形成放出的热量；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。题组一对比分析“三热”，跳出认识误区1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”(1)向汽油中添加甲醇后，该混合燃料的热值不变(×)(2014·浙江理综，7D)(2)催化剂能改变反应的焓变(×)(2012·江苏，4B改编)(3)催化剂能降低反应的活化能(√)(2012·江苏，4C改编)(4)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(×)(2010·山东理综，10D)2．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＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0kJ·mol－1C．氢气的燃烧热为285.5kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)=====电解2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.5kJ·mol－1D．1mol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答案B解析在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热叫作中和热，中和热是以生成1mol液态H2O为基准的，A项错误；CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283.0kJ·mol－1，则2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－2×283.0kJ·mol－1，逆向反应时反应热的数值相等，符号相反，B项正确；电解2mol水吸收的热量和2molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等，C项中的ΔH应为＋571.0kJ·mol－1；在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时(水应为液态)所放出的热量是该物质的燃烧热，D项错误。“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101kPa时，1mol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1mol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1mol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→CO2、H2→H2O(l)等。(3)中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O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)===H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。题组二依据图像理解反应热的变化3．[2014·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)______。答案A解析等质量的N2O4(g)具有的能量高于N2O4(l)，因此等量的NO2(g)生成N2O4(l)放出的热量多，只有A项符合题意。题组三“一式”解决反应热的计算4．(2014·重庆理综，6)已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝akJ·mol－12C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－220kJ·mol－1H—H、O===O和O—H键的键能分别为436、496和462kJ·mol－1，则a为()[来源:学#科#网Z#X#X#K]A．－332B．－118C．＋350D．＋130答案D解析根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的键能可得出热化学方程式：③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH3＝(2×436＋496－4×462)kJ·mol－1，即③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH3＝－480kJ·mol－1，题中②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH2＝－220kJ·mol－1，(②－③)×12得①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH1＝(ΔH2－ΔH3)×12，即a＝(－220＋480)×12＝130，选项D正确。5．(2013·重庆理综，6)已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为ckJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2ckJ·mol－1下列叙述正确的是()A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔHC．Cl—Cl键的键能b－a＋5.6c4kJ·mol－1D．P—P键的键能为5a－3b＋12c8kJ·mol－1答案C解析A项，由于氯原子半径小于磷原子半径，所以P—P键的键能应小于P—Cl键的键能，错误；B项，由于不知PCl5(g)===PCl5(s)对应的ΔH，所以无法根据盖斯定律求得该反应的ΔH，错误；C项，P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1①P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)ΔH＝akJ·mol－1②(①－②)×14得Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)ΔH＝b－a4kJ·mol－1ECl－Cl＋3×1.2ckJ·mol－1－5×ckJ·mol－1＝b－a4kJ·mol－1ECl－Cl＝b－a＋5.6c4kJ·mol－1，正确；D项，根据P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)ΔH＝bkJ·mol－1得[来源:学科网]6EP－P＋10×b－a＋5.6c4kJ·mol－1－4×5ckJ·mol－1＝bkJ·mol－1EP－P＝5a＋12c－3b12kJ·mol－1，错误。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：1mol金刚石中含2molC—C键，1mol硅中含2molSi—Si键，1molSiO2晶体中含4molSi—O键；分子晶体：1molP4中含有6molP—P键，1molP4O10(即五氧化二磷)中，含有12molP—O键、4molP===O键，1molC2H6中含有6molC—H键和1molC—C键。考点二“两模板，两注意”解决热化学方程式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(101kPa、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“mol”。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＝－297.16kJ·mol－1②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(单斜，s)===S(正交，s)ΔH3＝－0.33kJ·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)[2014·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X2反应生成1molAX5，放出热量123.8kJ。该反应的热化学方程式为__________________________________________________________________________________________。(2)[2014·天津理综，7(4)]晶体硅(熔点1410℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：Si(粗)――→Cl2460℃SiCl4――→蒸馏SiCl4(纯)――→H21100℃Si(硅)写出SiCl4的电子式：________；在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12kg纯硅需吸收akJ热量，写出该反应的热化学方程式：______________________________。答案(1)AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)ΔH＝－123.8kJ·mol－1(2)SiCl4(g)＋2H2(g)=====1100℃Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋0.025akJ·mol－1题组二热化学方程式的正误判断2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)甲烷的标准燃烧热为－890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1(×)(2010·浙江理综，12A)(2)500℃、30MPa下，将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)催化剂500℃、30MPa2NH3(g)ΔH＝－38.6kJ·mol－1(×)[来源:学_科_网](2010·浙江理综，12B)(3)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1367.0kJ·mol－1(燃烧热)(×)(4)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ·mol－1(中和热)(×)(5)25℃，101kPa时，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，则2H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6kJ·mol－1(×)热化学方程式书写或判断易出现的错误1．未标明反应物或生成物的状态而