(新課改省份專(zhuān)用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 第一節(jié) 化學(xué)能與熱能學(xué)案(含解析)
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1、(新課改省份專(zhuān)用)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 第一節(jié) 化學(xué)能與熱能學(xué)案(含解析) 第一節(jié)化學(xué)能與熱能 考點(diǎn)(一) 焓變與反應(yīng)熱 【精講精練快沖關(guān)】 [知能學(xué)通] 1.焓變與反應(yīng)熱 (1)反應(yīng)熱 當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時(shí),所吸收或放出的熱量稱(chēng)為化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。 (2)焓變 ①焓(H)是與物質(zhì)內(nèi)能有關(guān)的物理量。 ②焓變(ΔH)為反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差,即ΔH=H(反應(yīng)產(chǎn)物)-H(反應(yīng)物)。 (3)焓變與反應(yīng)熱 ①恒壓條件下的焓變等于反應(yīng)熱。 ②在恒溫、恒壓的條件下,化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或釋放的熱量稱(chēng)為反應(yīng)的焓變。 (4)焓變的符號(hào)和單
2、位 符號(hào)ΔH,單位kJ·mol-1。 (5)注意事項(xiàng) ①任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化,不存在不發(fā)生能量變化的反應(yīng)。 ②化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成,斷裂化學(xué)鍵吸收能量,形成化學(xué)鍵放出能量。 ③化學(xué)反應(yīng)中既存在質(zhì)量守恒,又存在能量守恒。 2.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng) (1)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的判斷 ①根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中能量變化圖示判斷 ②根據(jù)反應(yīng)過(guò)程中化學(xué)鍵的變化判斷 (2)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng) 常見(jiàn) 反應(yīng) ①可燃物的燃燒; ②酸堿中和反應(yīng); ③金屬與酸的置換反應(yīng); ④物質(zhì)的緩慢氧化; ⑤鋁熱反應(yīng); ⑥大多數(shù)化
3、合反應(yīng) ①弱電解質(zhì)的電離; ②鹽類(lèi)的水解反應(yīng); ③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng); ④C和H2O(g)、C和CO2的反應(yīng); ⑤大多數(shù)的分解反應(yīng) 3.燃燒熱與中和熱 (1)燃燒熱 (2)中和熱 (3)中和熱的測(cè)定 ①測(cè)定裝置(請(qǐng)?jiān)跈M線上填寫(xiě)儀器名稱(chēng)) ②計(jì)算公式(以50 mL 0.5 mol·L-1鹽酸與50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反應(yīng)為例) ΔH=- kJ·mol-1 t1——起始溫度,t2——終止溫度。 ③注意事項(xiàng) a.泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫隔熱,減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失。 b.為保證酸完全中
4、和,采取的措施是堿稍過(guò)量。 (4)能源 [題點(diǎn)練通] 1.下列說(shuō)法中正確的是( ) A.在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)不一定發(fā)生能量變化 B.破壞生成物全部化學(xué)鍵所需要的能量大于破壞反應(yīng)物全部化學(xué)鍵所需要的能量時(shí),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C.生成物的總焓大于反應(yīng)物的總焓時(shí),反應(yīng)吸熱,ΔH>0 D.ΔH的大小與熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)無(wú)關(guān) 解析:選C 化學(xué)反應(yīng)中一定有能量變化,A錯(cuò)誤;由ΔH=斷開(kāi)舊化學(xué)鍵吸收的能量-形成新化學(xué)鍵放出的能量,得ΔH<0,故為放熱反應(yīng),B錯(cuò)誤;吸熱反應(yīng)的ΔH>0,C正確;ΔH的大小與熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比關(guān)系,D錯(cuò)誤。 2.(
5、2019·安平模擬)下列關(guān)于燃燒熱的說(shuō)法正確的是( ) A.燃燒反應(yīng)放出的熱量就是該反應(yīng)的燃燒熱 B.1 mol可燃物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)所放出的熱量就是燃燒熱 C.1 mol可燃物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量就是燃燒熱 D.在25 ℃、101 kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量是燃燒熱 解析:選D 25 ℃、101 kPa時(shí),1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量是燃燒熱,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。 3.下列有關(guān)中和熱的說(shuō)法正確的是( ) A.中和熱的熱化學(xué)方程式:H+(l)+OH-(l)===H2O(l) ΔH=-57.
6、3 kJ·mol-1 B.準(zhǔn)確測(cè)量中和熱的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,至少需測(cè)定溫度4次 C.環(huán)形玻璃攪拌棒材料若用銅代替,則測(cè)量出的中和熱數(shù)值偏小 D.若稀酸溶液中H+與稀堿溶液中OH-的物質(zhì)的量相等,則所測(cè)中和熱數(shù)值更準(zhǔn)確 解析:選C 中和熱的熱化學(xué)方程式為H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,故A錯(cuò)誤;準(zhǔn)確測(cè)量中和熱的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,一般要測(cè)三次溫度,故B錯(cuò)誤;中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是保溫工作,金屬銅的導(dǎo)熱效果好于環(huán)形玻璃攪拌棒,所以測(cè)量出的中和熱數(shù)值偏小,故C正確;中和反應(yīng)熱的測(cè)定應(yīng)使鹽酸充分反應(yīng),需加入稍過(guò)量的NaOH溶液減少鹽酸的揮發(fā),減少誤差,故
7、D錯(cuò)誤。 4.由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( ) A.反應(yīng)生成1 mol N2時(shí)轉(zhuǎn)移4 mol e- B.反應(yīng)物能量之和大于生成物能量之和 C.N2O(g)+NO(g)===N2(g)+NO2(g) ΔH=-139 kJ·mol-1 D.?dāng)噫I吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和 解析:選A N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的化學(xué)方程式為N2O+NO===N2+NO2,反應(yīng)生成1 mol N2時(shí)轉(zhuǎn)移2 mol e-,A不正確;根據(jù)圖示,反應(yīng)物能量之和大于生成物能量之和,B正確;該反應(yīng)的反應(yīng)熱為(209-348)kJ·mol-1=-1
8、39 kJ·mol-1,C正確;由于該反應(yīng)放熱,所以斷鍵吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和,D正確。 5.已知某反應(yīng)A(g)+B(g) C(g)+D(g),反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示,回答下列問(wèn)題。 (1)該反應(yīng)是________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),該反應(yīng)的ΔH=________ kJ·mol-1(用含E1、E2的代數(shù)式表示),1 mol 氣體A和1 mol 氣體B具有的總能量比1 mol氣體C和1 mol 氣體D具有的總能量________(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。 (2)若在反應(yīng)體系中加入催化劑使反應(yīng)速率增大,則E1和E2的變化是:E1________
9、,E2________,ΔH________(填“增大”“減小”或“不變”)。 答案:(1)吸熱 E1-E2 一定低 (2)減小 減小 不變 活化能與焓變的關(guān)系 (1)催化劑能降低反應(yīng)的活化能,但不影響焓變的大小。 (2)在無(wú)催化劑的情況下,E1為正反應(yīng)的活化能,E2為逆反應(yīng)的活化能,ΔH=E1-E2?! ? 考點(diǎn)(二) 熱化學(xué)方程式 【精講精練快沖關(guān)】 [知能學(xué)通] 1.概念 表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。 2.意義 不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l)
10、ΔH=-285.8 kJ·mol-1,表示在25 ℃和101 kPa下,1 mol氫氣和0.5 mol氧氣完全反應(yīng)生成1 mol液態(tài)水時(shí)放出285.8 kJ的熱量。 3.熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)步驟 4.注意事項(xiàng) (1)熱化學(xué)方程式不注明反應(yīng)條件。 (2)熱化學(xué)方程式不標(biāo)“↑”“↓”,但必須用s、l、g、aq等標(biāo)出物質(zhì)的聚集狀態(tài)。 (3)熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的量,其ΔH必須與化學(xué)方程式及物質(zhì)的聚集狀態(tài)相對(duì)應(yīng)。 [題點(diǎn)練通] 1.下列熱化學(xué)方程式正確的是( ) A.表示硫的燃燒熱的熱化學(xué)方程式:S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-315 kJ·mol
11、-1 B.表示中和熱的熱化學(xué)方程式:NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1 C.表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式:H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1 D.表示CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1 解析:選B 表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式,可燃物質(zhì)的物質(zhì)的量為1 mol,反應(yīng)生成穩(wěn)定的氧化物,A中應(yīng)生成SO2;C中應(yīng)生成H2O(l);D中CO的物質(zhì)的量應(yīng)為1 mol。 2.(2014·海南高考)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氣態(tài)分子斷
12、開(kāi)1 mol化學(xué)鍵的焓變稱(chēng)為鍵焓。已知H—H、H—O和O===O鍵的鍵焓ΔH分別為436 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1和495 kJ·mol-1。下列熱化學(xué)方程式正確的是( ) A.H2O (g)=== H2(g)+O2(g) ΔH= -485 kJ·mol-1 B.H2O (g)===H2(g)+O2(g) ΔH=+485 kJ·mol-1 C.2H2(g)+ O2 (g)===2H2O(g) ΔH = +485 kJ·mol-1 D.2H2(g)+ O2(g)===2H2O(g) ΔH= -485 kJ·mol-1 解析:選D 1 mol的氣態(tài)水分解產(chǎn)生1 mol
13、的氫氣和 mol 的氧氣的能量變化是2×463 kJ-436 kJ-×495 kJ=242.5 kJ,因此熱化學(xué)方程式為H2O(g)===H2(g)+O2(g) ΔH=+242.5 kJ·mol-1,A、B錯(cuò)誤;2 mol的氣態(tài)水分解產(chǎn)生2 mol的氫氣和1 mol的氧氣的能量變化是485 kJ,物質(zhì)分解吸收的熱量與產(chǎn)物燃燒放出的熱量數(shù)值相等,即熱化學(xué)方程式是2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-485 kJ·mol-1,C錯(cuò)誤,D正確。 3.航天燃料從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),是一項(xiàng)重要的技術(shù)突破。鈹是高效率的火箭材料,燃燒時(shí)放出巨大的能量,已知1 kg金屬鈹完全燃燒放出的熱量為62
14、700 kJ。則鈹燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是( ) A.Be+O2===BeO ΔH=-564.3 kJ·mol-1 B.Be(s)+O2(g)===BeO(s) ΔH=+564.3 kJ·mol-1 C.Be(s)+O2(g)===BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol-1 D.Be(s)+O2(g)===BeO(g) ΔH=-564.3 kJ·mol-1 解析:選C 1 kg Be的物質(zhì)的量為= mol,又因?yàn)? kg鈹完全燃燒放出的熱量為62 700 kJ,則 1 mol鈹完全燃燒放出的熱量為 kJ=564.3 kJ,Be與氧氣反應(yīng)生成BeO,則其熱化學(xué)方程式為Be(
15、s)+O2(g)===BeO(s) ΔH=-564.3 kJ·mol-1。 4.寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 (1)(2018·北京高考)近年來(lái),研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。過(guò)程如圖: 反應(yīng)Ⅰ:2H2SO4(l)===2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1 反應(yīng)Ⅲ:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1 反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式:__________________________________________________。 (2)(2017·全國(guó)卷Ⅰ)如圖是通過(guò)熱化學(xué)
16、循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。 通過(guò)計(jì)算,可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為_(kāi)_______________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 (3)(2017·天津高考)0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng),生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物,放熱4.28 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方
17、程式為_(kāi)__________________________________________________________。 (4)(2016·天津高考)Si與Cl兩元素的單質(zhì)反應(yīng)生成 1 mol Si的最高價(jià)化合物,恢復(fù)至室溫,放熱687 kJ,已知該化合物的熔、沸點(diǎn)分別為-69 ℃和58 ℃。寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________________________________________________________________。 (5)(2014·全國(guó)卷)化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5。已知AX3的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)分別為-93.6
18、 ℃和76 ℃,AX5的熔點(diǎn)為167 ℃。室溫時(shí)AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5,放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________。 (6)(2014·安徽高考)CuCl(s)與O2反應(yīng)生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25 ℃、101 kPa下,已知該反應(yīng)每消耗1 mol CuCl(s),放熱44.4 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是__________________________________________________。
19、解析:(1)由題圖可知,反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為3SO2+2H2O2H2SO4+S↓。根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)Ⅱ=-(反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)Ⅲ)可得3SO2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·mol-1。(2)將系統(tǒng)(Ⅰ)三個(gè)熱化學(xué)方程式相加,整理可得系統(tǒng)(Ⅰ)的熱化學(xué)方程式:H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=286 kJ·mol-1;將系統(tǒng)(Ⅱ)三個(gè)熱化學(xué)方程式相加,整理可得系統(tǒng)(Ⅱ)的熱化學(xué)方程式:H2S(g)===H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ·mol-1。(3)該還原性氣體為CO,易水解生成 TiO2·xH2O 的液態(tài)化合物為T(mén)iCl4,
20、反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-×2=-85.6 kJ·mol-1。(4)Si與Cl2反應(yīng)生成SiCl4,因其熔、沸點(diǎn)分別為-69 ℃和58 ℃,故室溫下,SiCl4的狀態(tài)為液態(tài)。反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687 kJ·mol-1。(5)由AX3和AX5的熔、沸點(diǎn)可知室溫下AX3為液態(tài),AX5為固態(tài),反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1。(6)CuCl(s)與O2反應(yīng)生成的黑色固體為CuO,每消耗 1 mo
21、l CuCl(s)放出44.4 kJ熱量,則消耗4 mol CuCl(s)放出177.6 kJ熱量,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4CuCl(s)+O2(g)===2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6 kJ·mol-1。 答案:(1)3SO2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·mol-1 (2)H2O(l)===H2(g)+O2(g) ΔH=286 kJ·mol-1 H2S(g)===H2(g)+S(s) ΔH=20 kJ·mol-1 (3)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=-85
22、.6 kJ·mol-1 (4)Si(s)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH=-687 kJ·mol-1 (5)AX3(l)+X2(g)===AX5(s) ΔH=-123.8 kJ·mol-1 (6)4CuCl(s)+O2(g)===2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6 kJ·mol-1 [易錯(cuò)提醒] 書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式時(shí)的注意事項(xiàng) 考點(diǎn)(三) 蓋斯定律 反應(yīng)熱的計(jì)算 【多角探明無(wú)盲點(diǎn)】 蓋斯定律是每年高考的必考內(nèi)容,主要考查形式是以工業(yè)生產(chǎn)中的化學(xué)反應(yīng)為載體,利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱或書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式,反應(yīng)熱大小的比較和計(jì)算也是高考的??键c(diǎn),如
23、根據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能求算反應(yīng)熱。 1.蓋斯定律 (1)內(nèi)容:對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),無(wú)論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)的焓變都一樣。即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。如圖,ΔH=ΔH1+ΔH2。 (2)實(shí)例:如已知反應(yīng)①、②,求CO燃燒生成CO2的反應(yīng)熱。 ①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1 ②C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2 由①-②可得: CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2。 2.利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的一般步驟 [對(duì)點(diǎn)練] 1.(2018·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)已知:2N2
24、O5(g)===2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·mol-1 2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·mol-1 則反應(yīng)N2O5(g)===2NO2(g)+O2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。 解析:把已知兩反應(yīng)按順序編號(hào)為a、b,根據(jù)蓋斯定律,由a式×-b式可得N2O5(g)===2NO2(g)+O2(g) ΔH=53.1 kJ·mol-1。 答案:53.1 2.(2018·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)CH4-CO2催化重整反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g)。 已知:C(s)+2H2(g)===CH4(g)
25、 ΔH=-75 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1 該催化重整反應(yīng)的ΔH=________kJ·mol-1。 解析:將題給已知三個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③,根據(jù)蓋斯定律,由③×2-①-②可得CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=247 kJ·mol-1。 答案:247 3.(2018·全國(guó)卷Ⅲ節(jié)選)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng): 2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=48 kJ
26、·mol-1 3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1 則反應(yīng)4SiHCl3(g)===SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH為_(kāi)_______kJ·mol-1。 解析:將題給兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②,根據(jù)蓋斯定律,由①×3+②可得4SiHCl3(g)===SiH4(g)+3SiCl4(g),則有ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48 kJ·mol-1+(-30 kJ·mol-1)=114 kJ·mol-1。 答案:114 4.(2017·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下:
27、①C4H10(g)===C4H8(g)+H2(g) ΔH1 已知:②C4H10(g)+O2(g)===C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1 ③H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1 反應(yīng)①的ΔH1為_(kāi)_______kJ·mol-1。 解析:根據(jù)蓋斯定律,可得①=②-③,則ΔH1=ΔH2-ΔH3=-119 kJ·mol-1+242 kJ·mol-1=123 kJ·mol-1。 答案:123 1.依據(jù)鍵能計(jì)算ΔH的方法 (1)計(jì)算公式:ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和。 (2)根據(jù)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱的關(guān)鍵是正
28、確找出反應(yīng)物和生成物所含共價(jià)鍵的物質(zhì)的量。如1 mol NH3中含有3 mol N—H 鍵。 2.常見(jiàn)物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目 1 mol 物質(zhì) CO2 (C===O) CH4 (C—H) P4 (P—P) SiO2 (Si—O) 石墨 (C—C) 金剛石 (C—C) Si (Si—Si) 化學(xué)鍵數(shù) 2NA 4NA 6NA 4NA 1.5NA 2NA 2NA [對(duì)點(diǎn)練] 5.(2018·天津高考節(jié)選)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。 已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表: 化學(xué)鍵
29、 C—H C===O H—H CO(CO) 鍵能/kJ·mol-1 413 745 436 1 075 則該反應(yīng)的ΔH=__________________。 解析:反應(yīng)的ΔH=413 kJ·mol-1×4+745 kJ·mol-1×2-1 075 kJ·mol-1×2-436 kJ·mol-1×2=+120 kJ·mol-1。 答案:+120 kJ·mol-1 6.(2015·全國(guó)卷Ⅰ節(jié)選)已知反應(yīng)2HI(g)===H2(g)+I(xiàn)2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436 kJ、151
30、kJ的能量,則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為_(kāi)_______kJ。 解析:設(shè)1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂吸收的能量為x,則2x-436 kJ-151 kJ=+11 kJ,x=299 kJ。 答案:299 7.(2015·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)甲醇既是重要的化工原料,又可作為燃料,利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應(yīng)如下: ①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1 ②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2 ③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3 回答下
31、列問(wèn)題: 已知反應(yīng)①中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表: 化學(xué)鍵 H—H C—O CO H—O C—H E/(kJ·mol-1) 436 343 1 076 465 413 由此計(jì)算ΔH1=________kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,則ΔH3=________kJ·mol-1。 解析:根據(jù)鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系可知,ΔH1=反應(yīng)物的鍵能之和-生成物的鍵能之和=(1 076 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1)-(413 kJ·mol-1×3+343 kJ·mol-1+465 kJ·mol-1)=-99 kJ·mol-1。根據(jù)蓋斯定律,由
32、②-①可得:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-58 kJ·mol-1)-(-99 kJ·mol-1)=+41 kJ·mol-1。 答案:-99?。?1 比較反應(yīng)熱大小的四個(gè)注意要點(diǎn) (1)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài) 物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱關(guān)系: (2)ΔH的符號(hào) 比較反應(yīng)熱大小時(shí)不要只比較ΔH數(shù)值的大小,還要考慮其符號(hào)。 (3)化學(xué)計(jì)量數(shù) 當(dāng)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)相同時(shí),化學(xué)計(jì)量數(shù)越大,放熱反應(yīng)的ΔH越小,吸熱反應(yīng)的ΔH越大。 (4)可逆反應(yīng)與反應(yīng)熱(ΔH) 正確理解可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH),如:N2(g)+3H2(
33、g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1中的92.4 kJ是1 mol N2(g) 與3 mol H2(g)完全反應(yīng)生成2 mol NH3(g)時(shí)放出的熱量。 [對(duì)點(diǎn)練] 8.(2019·倉(cāng)山區(qū)模擬)下列各組熱化學(xué)方程式中ΔH1<ΔH2的是( ) A.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1 C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2 B.S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH1 S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH2 C.H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2 D.
34、CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) ΔH1 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2 解析:選A A項(xiàng),碳單質(zhì)完全燃燒生成二氧化碳放熱多于不完全燃燒生成一氧化碳放的熱,反應(yīng)的焓變是負(fù)值,故ΔH1<ΔH2;B項(xiàng),物質(zhì)的燃燒反應(yīng)是放熱的,所以焓變是負(fù)值,固態(tài)硫變?yōu)闅鈶B(tài)硫需要吸收熱量,故ΔH1>ΔH2;C項(xiàng),2 mol氫氣燃燒放出較多能量,反應(yīng)熱較小,ΔH1>ΔH2;D項(xiàng),碳酸鈣的分解為吸熱反應(yīng),ΔH1>0,氧化鈣與水的反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH2<0,則ΔH1>ΔH2。 9.(2018·浙江11月選考)已知: H2O(g)===H2O(l) ΔH1 C6H1
35、2O6(g)===C6H12O6(s) ΔH2 C6H12O6(s)+6O2(g)===6H2O(g)+6CO2(g) ΔH3 C6H12O6(g)+6O2(g)===6H2O(l)+6CO2(g) ΔH4 下列說(shuō)法正確的是( ) A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4 B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0 C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0 D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4=0 解析:選B 把題給熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③、④,由氣體轉(zhuǎn)化為液體或固體時(shí)釋放能量知,ΔH1<0,ΔH2<0,由③-④得:C6H12O6(s)+6H2O(l)===C6H12O6(g)+6H2O(g) ΔH=ΔH3-ΔH4=-ΔH2-6ΔH1,因ΔH1<0,ΔH2<0,則ΔH>0,可得ΔH3>ΔH4,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由ΔH3-ΔH4=-ΔH2-6ΔH1可知,6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0,B項(xiàng)正確,C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。
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