《世纪金榜》2018年高考化学一轮复习配套课件：6.1化学能与热能

第一节化学能与热能考点一焓变、热化学方程式【核心自主排查】1.焓变、反应热：(1)反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。(2)焓变：在恒压条件下进行的反应的热效应，符号：____，单位：_______或_________。kJ/molkJ·mol-1ΔH(3)产生原因。吸热＞放热＜2.常见的吸热反应和放热反应：放热反应吸热反应①大多数化合反应②所有的燃烧反应③酸碱中和反应④金属与酸反应⑤氧化还原反应①大多数分解反应②盐的水解、弱电解质电离③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C和CO2、C和H2O(g)的反应3.热化学方程式：(1)概念：表示参加反应物质的量和_______的关系的化学方程式。反应热(2)意义：不仅表明化学反应中物质的变化，也表明了化学反应中的_____变化。如2H2(g)+O2(g)====2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1，表示在25℃、101kPa条件下，2molH2(g)和1molO2(g)完全反应生成_____________时放出_________的能量。能量2mol液态水571.6kJ(3)书写“五步骤”。(4)热化学方程式的书写“五注意”。(5)热化学方程式中的反应热是表示反应物_____反应时的热量变化。完全【思维诊断】(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)和4SO2(g)+2O2(g)4SO3(g)的ΔH相等。()提示：×。ΔH的数值与各物质前面的化学计量数成正比，故ΔH不等。(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)，放出19.3kJ的热量，其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)====2NH3(g)ΔH=-38.6kJ·mol-1。()提示：×。该反应为可逆反应，应用“”并且注明500℃、30MPa下，且ΔH≠-38.6kJ·mol-1。(3)碳在空气燃烧生成CO2，该反应中化学能全部转化为热能。()提示：×。燃烧过程中化学能除了转化为热能还转化为光能等其他能量。(4)反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-QkJ·mol-1(Q0)，则将2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出QkJ的热量。()提示：×。该反应是可逆反应，将2molSO2(g)和1molO2(g)置于一密闭容器中充分反应后，不能完全反应生成2molSO3(g)，放出的热量小于QkJ。(5)同温同压下，反应H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同。()提示：√。ΔH与反应条件无关。【基础小题快练】1.某温度时，N2与H2反应过程中的能量变化如下图所示。下列叙述正确的是()A.1molN2与3molH2充分反应可以放出92kJ的热量B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线C.加入催化剂，该反应的焓变减小D.正反应的活化能等于逆反应的活化能【解析】选B。N2与H2的反应是可逆反应，不能完全反应生成NH3，放出的热量小于92kJ，A错误；由图可看出，b中反应的活化能小，b加入了催化剂，B正确；加入催化剂不能改变反应的焓变，C错误；由图可看出，正反应的活化能为508kJ·mol-1，逆反应的活化能为600kJ·mol-1，D错误。2.常温下1mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。根据表中信息判断下列说法错误的是()世纪金榜导学号30682081共价键H—HF—FH—FH—ClH—IE(kJ·mol-1)436157568432299A.299kJ·mol-1E(H—Br)432kJ·mol-1B.表中最稳定的共价键是H—F键C.H2(g)====2H(g)ΔH=+436kJ·mol-1D.H2(g)+F2(g)====2HF(g)ΔH=-25kJ·mol-1【解析】选D。F、Cl、Br、I位于同一主族，原子半径逐渐增大，H—X(X=F、Cl、Br、I)键能逐渐减小，故432kJ·mol-1E(H—Br)299kJ·mol-1，A正确；H—F共价键的键能最大，故H—F键最稳定，B正确；共价键断裂要吸收能量，故H2(g)====2H(g)ΔH=+436kJ·mol-1，C正确；反应H2(g)+F2(g)====2HF(g)的反应热ΔH=436kJ·mol-1+157kJ·mol-1-2×568kJ·mol-1=-543kJ·mol-1，D错误。【高考模拟预测】1.(2015·乙卷节选)已知反应2HI(g)====H2(g)+I2(g)的ΔH=+11kJ·mol-1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。【解析】根据焓变等于反应物总键能减去生成物总键能可知：2×EH—I-EH—H-EI—I=+11kJ·mol-1，得EH—I=299kJ·mol-1。答案：2992.(2017·宜春模拟)在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol-1表示。请认真观察下图，然后回答问题。世纪金榜导学号30682082(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。(2)某硝酸厂处理尾气中NO的方法：催化剂存在时用H2将NO还原为N2。已知：则氮气和水蒸气反应生成氢气和一氧化氮的热化学方程式是_______________________________________。(3)下列反应中，属于放热反应的是________，属于吸热反应的是________。①物质燃烧②炸药爆炸③酸碱中和反应④二氧化碳通过炽热的碳⑤Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应⑥铁粉与稀盐酸反应【解析】(1)依据图象分析反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热。(2)N2和水蒸气反应生成NO和H2的过程可看作是N2先分解成氮原子，H2O先分解成氢原子和氧原子，然后氮原子、氢原子、氧原子再重新组合生成NO和H2，反应方程式：N2(g)+2H2O(g)====2NO(g)+2H2(g)，故反应的ΔH=945kJ·mol-1+(4×463kJ·mol-1)-(2×630kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1)=+665kJ·mol-1。(3)常见的放热反应有所有可燃物的燃烧，金属与酸反应，金属与水反应，所有中和反应，绝大多数化合反应和铝热反应；常见的吸热反应有：绝大多数分解反应，个别的化合反应(如C和CO2)，某些复分解反应(如铵盐和强碱)，所以放热反应有①②③⑥；吸热反应有④⑤。答案：(1)放热(2)N2(g)+2H2O(g)====2NO(g)+2H2(g)ΔH=+665kJ·mol-1(3)①②③⑥④⑤【加固训练】1.(2017·烟台模拟)已知CO还原SO2生成S(g)和CO2过程中，每转移1mol电子需吸收2.0kJ的热量，则该反应的热化学方程式为_________________________________________________________________________。【解析】根据得失电子守恒可知，每生成1molS时转移4mol电子，吸收8.0kJ热量，故反应的热化学方程式为2CO(g)+SO2(g)====S(g)+2CO2(g)ΔH=+8.0kJ·mol-1。答案：2CO(g)+SO2(g)====S(g)+2CO2(g)ΔH=+8.0kJ·mol-12.已知化学反应A2(g)+B2(g)====2AB(g)的能量变化如图所示，下列叙述中正确的是()A.每生成2分子AB吸收bkJ热量B.反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1molA—A键和1molB—B键，放出akJ能量【解析】选B。该反应的反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，每生成2molAB吸收(a-b)kJ热量，A、C错误；反应热ΔH=+(a-b)kJ·mol-1，B正确；化学反应过程中，化学键断裂为吸热过程，D错误。考点二燃烧热和中和热能源【核心自主排查】1.燃烧热：1molkJ·mol-1C(s)+O2(g)====CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-12.中和反应反应热(简称中和热)：(1)概念及表示方法。kJ·mol-1H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1(2)注意事项。①中和热的热化学方程式表示强酸和强碱稀溶液反应生成可溶性盐和1molH2O(l)时，均放出57.3kJ的热量。②若是弱酸或弱碱，生成1molH2O(l)时所放出的热量_____57.3kJ，原因是__________________________________。小于弱酸或弱碱电离成离子时要吸收热量③若是浓硫酸与强碱反应，生成1molH2O(l)时所放出的热量_____57.3kJ，原因是_______________。④若是稀硫酸和Ba(OH)2反应，生成1molH2O(l)时所放出的热量_____57.3kJ，原因是Ba2+和结合成BaSO4沉淀会_____。24SO大于浓硫酸稀释放热大于放热3.中和热的测定：(1)装置。(请在横线上填写仪器名称)环形玻璃搅拌棒(2)计算公式：ΔH=kJ·mol-1t1—起始温度，t2—混合溶液的最高温度。2120.418ttnHO(3)注意事项。①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是____________________________________。②为保证酸完全中和，采取的措施是_________。保温隔热，减少实验过程中的热量损失碱稍过量4.能源：煤石油天然气不可【思维诊断】(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)甲烷的标准燃烧热ΔH=-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。()提示：×。标准燃烧热指1mol物质完全燃烧，生成稳定氧化物时的反应热，故H2O应为液态。(2)已知：NaOH(aq)+H2SO4(浓)====Na2SO4(aq)+H2O(l)ΔH1；NaOH(aq)+CH3COOH(aq)====CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH2，则ΔH1ΔH2。()1212提示：×。浓硫酸稀释放出大量热，而CH3COOH为弱酸，电离时需吸收热量，故ΔH1ΔH2。(3)化石燃料在空气中燃烧过程中化学能全部转化为热能。()提示：×。化石燃料燃烧，发光放热，因而有一部分化学能转化为光能。【基础小题快练】1.下列有关热化学方程式及其叙述正确的是()A.氢气的燃烧热ΔH=-285.8kJ·mol-1，则水电解的热化学方程式为2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)ΔH=+285.8kJ·mol-1B.1mol甲烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出890kJ热量，它的热化学方程式为CH4(g)+O2(g)====CO2(g)+H2O(l)ΔH=-445kJ·mol-11212C.根据S(g)+O2(g)====SO2(g)ΔH=-297.23kJ·mol-1，则可推出S的燃烧热是297.23kJ·mol-1D.HF与NaOH溶液反应：H+(aq)+OH-(aq)====H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1【解析】选B。氢气的燃烧热是1molH2而不是2molH2，A错误；B正确；S的燃烧热是在25℃、101kPa时，1molS完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，在该条件下S单质为固体，C错误；D项中的HF为弱酸，不符合中和热的条件。2.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()A.H2O