（山东专用）2020届高考化学一轮复习 专题五 化学能与热能教师用书（PDF，含解析）

专题五化学能与热能真题多维细目表真题涉分考点化学反应中能量变化热化学方程式的书写与盖斯定律关联考点题型难度试题结构核心素养２０１８课标Ⅰ，２８（２）①２盖斯定律的应用化学平衡填空难设问递进变化观念与平衡思想２０１７课标Ⅰ，２８（２）３热化学方程式的书写盖斯定律的应用化学平衡填空难设问递进变化观念与平衡思想２０１５山东理综，３０（３）２盖斯定律的应用填空难设问独立变化观念与平衡思想２０１３山东理综，１２４化学反应中能量变化选择中设问独立变化观念与平衡思想２０１１山东理综，２８（２）３盖斯定律的应用化学平衡填空难设问递进变化观念与平衡思想总计卷均分１．６１题／９卷４题／９卷化学平衡选择填空难设问递进变化观念与平衡思想占比１．６％考频常见考法命题规律与趋势０１考频赋分本专题内容为高考中频命题点，卷均分为１．６分。０２题型难度考题难度较大，试题题型主要以非选择题为主。０３考查内容试题往往与化学反应速率和化学平衡联系在一起出题，重点考查运用盖斯定律计算反应热或书写相关的热化学方程式。０４核心素养学科核心素养以变化观念与平衡思想为主。０５备考建议２０２０年等级性考试备考时应熟练掌握运用盖斯定律计算反应热的方法，密切关注环境问题与化学反应速率和化学平衡相关的新研究成果，并从化学的视角进行分析。专题五　化学能与热能１　　　　对应学生用书起始页码Ｐ３９考点一化学反应中能量变化低频考点　　１．化学反应中能量变化的主要原因发生化学反应时旧化学键断裂所吸收的能量与新化学键形成所放出的能量不相同，其关系可用下图表示：Ｅ反＜Ｅ生或Ｅ１＞Ｅ２，反应吸收能量；Ｅ反＞Ｅ生或Ｅ１＜Ｅ２，反应放出能量。２．从反应过程的能量变化图认识反应热图示意义ａ表示反应的活化能；ｂ表示活化分子形成生成物分子释放的能量；ｃ表示反应热ΔＨΔＨ＝ΣＥ（生成物）－ΣＥ（反应物）ΔＨ＝ΣＥ（反应物总键能）－ΣＥ（生成物总键能）　　３．催化剂对活化能、焓变的影响催化剂能降低反应所需的活化能，但ΔＨ保持不变。如图所示：４．燃烧热和中和反应反应热（１）燃烧热：１０１ｋＰａ时，１ｍｏｌ纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。（２）中和反应反应热：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成１ｍｏｌ水时的反应热。（３）对中和反应反应热的理解①强酸和强碱的稀溶液发生反应，其中和反应反应热是相等的，都约是５７．３ｋＪ·ｍｏｌ－１。②强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液反应，其中和热一般小于５７．３ｋＪ·ｍｏｌ－１，因为弱电解质的电离是吸热的。③中和反应的实质是Ｈ＋和ＯＨ－化合成Ｈ２Ｏ，若反应过程中有其他物质生成（如生成不溶性物质、难电离的物质等），这部分反应热不在中和反应反应热之内。（２０１８北京理综，７，６分）我国科研人员提出了由ＣＯ２和ＣＨ４转化为高附加值产品ＣＨ３ＣＯＯＨ的催化反应历程。该历程示意图如下。下列说法不正确的是（　　）Ａ．生成ＣＨ３ＣＯＯＨ总反应的原子利用率为１００％Ｂ．ＣＨ４→ＣＨ３ＣＯＯＨ过程中，有Ｃ—Ｈ键发生断裂Ｃ．①→②放出能量并形成了Ｃ—Ｃ键Ｄ．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率本题涉及的考点有化学反应的历程以及化学反应过程中化学键的变化等，考查了考生接受、吸收、整合化学信息的能力，体现了“宏观辨识与微观探析”的学科核心素养。解析　催化剂只影响化学反应速率，不会使化学平衡发生移动，故不会提高反应物的平衡转化率，Ｄ不正确。答案　Ｄ１．（２０１９山东济宁期末，８）下列说法正确的是（　　）Ａ．吸热反应一定不能自发进行Ｂ．由Ｃ（ｓ，石墨）􀪅􀪅Ｃ（ｓ，金刚石）　ΔＨ＝＋１．９ｋＪ·ｍｏｌ－１，可知金刚石比石墨稳定Ｃ．Ｓ（ｓ）＋Ｏ２（ｇ）􀪅􀪅ＳＯ２（ｇ）　ΔＨ１，Ｓ（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）􀪅􀪅ＳＯ２（ｇ）　ΔＨ２，则ΔＨ１＞ΔＨ２Ｄ．已知Ｈ＋（ａｑ）＋ＯＨ－（ａｑ）􀪅􀪅Ｈ２Ｏ（ｌ）　ΔＨ＝－５７．３ｋＪ·ｍｏｌ－１，则０．５ｍｏｌＨ２ＳＯ４与０．５ｍｏｌＢａ（ＯＨ）２反应一定放出５７．３ｋＪ热量１．答案　Ｃ　吸热反应也可以自发进行，如Ｂａ（ＯＨ）２·８Ｈ２Ｏ与ＮＨ４Ｃｌ常温下就能反应，Ａ项错误；从热化学方程式看，金刚石的能量比石墨高，故石墨比金刚石稳定，Ｂ项错误；气态硫的能量比固体硫的高，同为１ｍｏｌ的硫，气态硫释放的热量多，焓变小，Ｃ项正确；硫酸与氢氧化钡反应除生成水外，还生成ＢａＳＯ４沉淀，Ｄ项错误。２．（２０１９山东潍坊期中，１３）Ｎ２Ｏ和ＣＯ是环境污染性气体，可在催化条件下转化为无害气体，反应进程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是（　　）Ａ．加入催化剂使反应的ΔＨ变小Ｂ．该反应的热化学方程式为Ｎ２Ｏ（ｇ）＋ＣＯ（ｇ）􀪅􀪅ＣＯ２（ｇ）＋Ｎ２（ｇ）　ΔＨ＝－２２６ｋＪ·ｍｏｌ－１Ｃ．反应物的总键能大于生成物的总键能Ｄ．该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能２．答案　Ｂ　对于特定化学反应，加入催化剂只是改变化学反应途径，不改变化学反应的反应热，Ａ项错误；该反应的热化学方程式为Ｎ２Ｏ（ｇ）＋ＣＯ（ｇ）􀪅􀪅ＣＯ２（ｇ）＋Ｎ２（ｇ）　ΔＨ＝Ｅａ１－Ｅａ２＝（１３４－３６０）ｋＪ·ｍｏｌ－１＝－２２６ｋＪ·ｍｏｌ－１，Ｂ项正确；该反应为放热反应，反应物的总键能小于生成物的总键能，Ｃ项错误；该反应正反应的活化能为１３４ｋＪ·ｍｏｌ－１，逆反应的活化能为３６０ｋＪ·ｍｏｌ－１，即该反应逆反应的活化能大于正反应的活化能，Ｄ项错误。􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋２　　　　５年高考３年模拟Ｂ版（教师用书）考点二热化学方程式的书写与盖斯定律高频考点　　１．“五步”书写热化学方程式一写方程式写出配平的化学方程式二标状态↓用ｓ、ｌ、ｇ、ａｑ标明物质的聚集状态三标条件↓标明反应的温度和压强（２５℃、１０１ｋＰａ时可不标注）四标ΔＨ↓在方程式后写出ΔＨ五算数值↓根据化学计量数计算ΔＨ的值２．盖斯定律（１）内容：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关。（２）实质：（３）利用盖斯定律计算反应热的两种方法ａ．虚拟途径法先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。若反应物Ａ变为生成物Ｄ，可以有两个途径，如图所示：ＡΔＨ１　→ＢΔＨ２　→ＣΔＨ３　→Ｄ↑ΔＨ①由Ａ直接变成Ｄ，反应热为ΔＨ；②由Ａ经过Ｂ变成Ｃ，再由Ｃ变成Ｄ，各步的反应热分别为ΔＨ１、ΔＨ２、ΔＨ３，则ΔＨ＝ΔＨ１＋ΔＨ２＋ΔＨ３。ｂ．加和法将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。已知：①２Ｈ２（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）􀪅􀪅２Ｈ２Ｏ（ｇ）　ΔＨ＝－４８３．６ｋＪ·ｍｏｌ－１②Ｈ２Ｏ（ｇ）􀪅􀪅Ｈ２Ｏ（ｌ）　ΔＨ＝－４４．０ｋＪ·ｍｏｌ－１写出Ｈ２（ｇ）＋１２Ｏ２（ｇ）􀪅􀪅Ｈ２Ｏ（ｌ）的热化学方程式，根据盖斯定律，将①×１２＋②可得出Ｈ２（ｇ）＋１２Ｏ２（ｇ）􀪅􀪅Ｈ２Ｏ（ｌ）　ΔＨ＝ΔＨ１×１２＋ΔＨ２＝（－４８３．６ｋＪ·ｍｏｌ－１）×１２＋（－４４．０ｋＪ·ｍｏｌ－１）＝－２８５．８ｋＪ·ｍｏｌ－１。（２０１７江苏单科，８，２分）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（　　）①Ｃ（ｓ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ）􀪅􀪅ＣＯ（ｇ）＋Ｈ２（ｇ）　ΔＨ１＝ａｋＪ·ｍｏｌ－１②ＣＯ（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ）􀪅􀪅ＣＯ２（ｇ）＋Ｈ２（ｇ）　ΔＨ２＝ｂｋＪ·ｍｏｌ－１③ＣＯ２（ｇ）＋３Ｈ２（ｇ）􀪅􀪅ＣＨ３ＯＨ（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ）　ΔＨ３＝ｃｋＪ·ｍｏｌ－１④２ＣＨ３ＯＨ（ｇ）􀪅􀪅ＣＨ３ＯＣＨ３（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ）　ΔＨ４＝ｄｋＪ·ｍｏｌ－１Ａ．反应①、②为反应③提供原料气Ｂ．反应③也是ＣＯ２资源化利用的方法之一Ｃ．反应ＣＨ３ＯＨ（ｇ）􀪅􀪅１２ＣＨ３ＯＣＨ３（ｇ）＋１２Ｈ２Ｏ（ｌ）的ΔＨ＝ｄ２ｋＪ·ｍｏｌ－１Ｄ．反应２ＣＯ（ｇ）＋４Ｈ２（ｇ）􀪅􀪅ＣＨ３ＯＣＨ３（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ）的ΔＨ＝（２ｂ＋２ｃ＋ｄ）ｋＪ·ｍｏｌ－１本题涉及的考点是利用盖斯定律计算反应热并书写热化学方程式，考查考生化学计算能力，体现了“变化观念与平衡思想”学科核心素养。解析　结合题给信息，反应①、②产生的Ｈ２和ＣＯ２可以作为反应③的原料，故Ａ正确；反应③产生了甲醇，是ＣＯ２资源化利用的一种方法，故Ｂ正确；根据反应④知，ＣＨ３ＯＨ（ｇ）􀪅􀪅１２ＣＨ３ＯＣＨ３（ｇ）＋１２Ｈ２Ｏ（ｇ）的ΔＨ＝ｄ２ｋＪ·ｍｏｌ－１，但选项反应中水为液态，则ΔＨ不等于ｄ２ｋＪ·ｍｏｌ－１，故Ｃ错误；根据盖斯定律，②×２＋③×２＋④可得２ＣＯ（ｇ）＋４Ｈ２（ｇ）􀪅􀪅ＣＨ３ＯＣＨ３（ｇ）＋Ｈ２Ｏ（ｇ）的ΔＨ＝（２ｂ＋２ｃ＋ｄ）ｋＪ·ｍｏｌ－１，故Ｄ正确。答案　Ｃ１．（２０１８山东烟台练习，７）已知ＮＯ和Ｏ２经反应①和反应②转化为ＮＯ２，其能量变化随反应进程的图示如下。①２ＮＯ（ｇ）􀜩􀜨􀜑Ｎ２Ｏ２（ｇ）　ΔＨ１　平衡常数Ｋ１②Ｎ２Ｏ２（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）􀜩􀜨􀜑２ＮＯ２（ｇ）　ΔＨ２　平衡常数Ｋ２下列说法不正确的是（　　）Ａ．ΔＨ１＜０，ΔＨ２＜０Ｂ．２ＮＯ（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）􀜩􀜨􀜑２ＮＯ２（ｇ）的平衡常数Ｋ＝Ｋ１／Ｋ２Ｃ．表示２ＮＯ（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）􀜩􀜨􀜑２ＮＯ２（ｇ）的ΔＨ＝ΔＨ１＋ΔＨ２Ｄ．反应②的速率大小决定２ＮＯ（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）􀜩􀜨􀜑２ＮＯ２（ｇ）的反应速率１．答案　Ｂ　由图可知反应①和反应②的反应物能量均高于生成物能量，所以ΔＨ１＜０，ΔＨ２＜０，Ａ项正确；根据盖斯定律由反应①＋反应②得２ＮＯ（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）􀜩􀜨􀜑２ＮＯ２（ｇ）的ΔＨ＝ΔＨ１＋ΔＨ２，Ｋ＝Ｋ１Ｋ２，Ｂ不正确，Ｃ项正确；反应速率主要取决于慢反应的反应速率，反应②的活化能大于反应①的活化能，所以反应②的反应速率小于反应①，即反应②的速率大小决定２ＮＯ（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）􀜩􀜨􀜑２ＮＯ２（ｇ）的反应速率，Ｄ项正确。２．（１）（２０１８山东七校二联，２８）２０１７年中科院某研究团队通过设计一种新型Ｎａ－Ｆｅ３Ｏ４／ＨＺＳＭ－５多功能复合催化剂，成功实现了ＣＯ２直接加氢制取辛烷值汽油，该研究成果被评价为“ＣＯ２催化转化领域的突破性进展”。已知：Ｈ２（ｇ）＋１２Ｏ２（ｇ）􀪅􀪅Ｈ２Ｏ（ｌ）　ΔＨ１＝－ａｋＪ·ｍｏｌ－１Ｃ８Ｈ１８（ｌ）＋２５／２Ｏ２（ｇ）􀪅􀪅８ＣＯ２（ｇ）＋９Ｈ２Ｏ（ｌ）　ΔＨ２＝－ｂｋＪ·ｍｏｌ－１试写出２５℃、１０１ｋＰａ条件下，ＣＯ２与Ｈ２反应生成汽油（以Ｃ８Ｈ１８表示）的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（２）（２０１８山东潍坊二模，２８）直接排放含ＳＯ２的烟气会形成酸雨，危害环境。工业上常采用催化还原法和碱吸收法处􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋专题五　化学能与热能３　　　　理ＳＯ２气体。１ｍｏｌＣＨ４完全燃烧生成气态水和１ｍｏｌＳ（ｇ）燃烧的能量变化如下图所示：在催化剂作用下，ＣＨ４可以还原ＳＯ２生成单质Ｓ（ｇ）、Ｈ２Ｏ（ｇ）和ＣＯ２，写出该反应的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（３）（２０１８山东烟台二模，１０）合成氨在工业生产中具有重要意义。在合成氨工业中Ｉ２Ｏ５常用于定量测定ＣＯ的含量。己知２Ｉ２（ｓ）＋５Ｏ２（ｇ）􀪅􀪅２Ｉ２Ｏ５（ｓ）　ΔＨ＝－７６ｋＪ·ｍｏｌ－１；２ＣＯ（ｇ）＋Ｏ２（ｇ）􀪅􀪅２ＣＯ２（ｇ）　ΔＨ＝－５６６ｋＪ·ｍｏｌ－１。则该测定反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。（４）（２０１８山东青岛二模，２８）化学反应原理研究物质转化过程中的规律并在生产生活中有广泛的应用。汽车排气管内的催化转化器可实现尾气无毒处理。已知：Ｎ２（ｇ）＋Ｏ２