（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 6.1 化學(xué)能與熱能（1）基本概念一課過(guò)（過(guò)基礎(chǔ)）學(xué)案（含解析）

（通用版）2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量 6.1 化學(xué)能與熱能（1）基本概念一課過(guò)（過(guò)基礎(chǔ)）學(xué)案（含解析）考綱要求教學(xué)建議1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因及常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式。4.了解能源是人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。5.了解焓變(H)與反應(yīng)熱的含義。6.理解蓋斯定律，并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的計(jì)算。7.理解原電池和電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理。8.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施。一輪復(fù)習(xí)不能按部就班地循教材復(fù)習(xí)，否則會(huì)磨滅學(xué)生的積極性和創(chuàng)造力。本章將化學(xué)能與熱能、化學(xué)能與電能整合在一起復(fù)習(xí)，有利于考生從根本上掌握“能量守恒”這一觀點(diǎn)，貫通知識(shí)聯(lián)系，形成知識(shí)體系。本章共設(shè)7課時(shí)，仍遵循由基礎(chǔ)到能力，由單一到綜合的編寫(xiě)路徑。更難能可貴的是，由于本章知識(shí)與前沿科技熱點(diǎn)結(jié)合比較緊密，高考更注重對(duì)創(chuàng)新問(wèn)題的考查，故本章的編寫(xiě)注重前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題的滲透和應(yīng)用。知識(shí)點(diǎn)一焓變、熱化學(xué)方程式 1化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)與特征2焓變、反應(yīng)熱(1)焓(H)用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。(2)焓變(H)HH(生成物)H(反應(yīng)物)，單位kJ·mol1。(3)反應(yīng)熱當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所放出或吸收的熱量，通常用符號(hào)Q表示，單位kJ·mol1。(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系對(duì)于等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有：HQp。(5)反應(yīng)熱、活化能圖示在無(wú)催化劑的情況下，為正反應(yīng)的活化能，為逆反應(yīng)的活化能，HE1E2。催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不影響焓變的大小。3吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(1)從能量高低角度理解放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)圖示能量高低反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，H0反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，H0說(shuō)明a表示斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量，也可以表示反應(yīng)的活化能。b表示生成新化學(xué)鍵放出的能量，也可以表示活化分子結(jié)合成生成物分子所釋放的能量。圖中c表示反應(yīng)的反應(yīng)熱，可通過(guò)計(jì)算焓變值求得。(2)從化學(xué)鍵角度理解(3)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)常見(jiàn)反應(yīng)可燃物的燃燒酸堿中和反應(yīng)金屬與酸的置換反應(yīng)物質(zhì)的緩慢氧化鋁熱反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng)弱電解質(zhì)的電離鹽類(lèi)的水解反應(yīng)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)C和H2O(g)、C和CO2的反應(yīng)大多數(shù)的分解反應(yīng)提醒化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱，但這并不是唯一的表現(xiàn)形式，其他的還有發(fā)光、放電等?；瘜W(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱或放熱，與反應(yīng)的條件沒(méi)有必然關(guān)系，而是取決于反應(yīng)物和生成物具有的總能量(或焓)的相對(duì)大小?；瘜W(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱或放熱，與反應(yīng)開(kāi)始時(shí)是否需要加熱無(wú)關(guān)。需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如CO2CO2為放熱反應(yīng)；不需要加熱的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng)，如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。4熱化學(xué)方程式(1)概念表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱關(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。(3)書(shū)寫(xiě)步驟對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.如圖是化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化的示意圖。若E1>E2，則下列反應(yīng)符合該示意圖的是()ANaOH溶液與稀鹽酸的反應(yīng)B鋅與稀鹽酸的反應(yīng)C氫氧化鋇與氯化銨固體的反應(yīng)D一氧化碳在空氣中的燃燒反應(yīng)解析：選C吸收的能量E1大于釋放的能量E2，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。NaOH溶液與稀鹽酸的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；鋅與稀鹽酸的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；氫氧化鋇與氯化銨固體的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，故C正確；一氧化碳在空氣中的燃燒反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。2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 eB反應(yīng)物能量之和大于生成物能量之和CN2O(g)NO(g)=N2(g)NO2(g)H139 kJ·mol1D斷鍵吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和解析：選AN2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的化學(xué)方程式為N2ONO=N2NO2，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H(209348)kJ·mol1139 kJ·mol1，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。3航天燃料從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，是一項(xiàng)重大的技術(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62 700 kJ。則鈹燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是()ABeO2=BeOH564.3 kJ·mol1BBe(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJ·mol1CBe(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJ·mol1DBe(s)O2(g)=BeO(g)H564.3 kJ·mol1解析：選C1 kg Be的物質(zhì)的量為 mol，又因?yàn)? kg Be完全燃燒放出的熱量為62 700 kJ，則1 mol Be完全燃燒放出的熱量為 kJ564.3 kJ，Be與O2反應(yīng)生成BeO固體，則其熱化學(xué)方程式為Be(s)O2(g)=BeO(s)H564.3 kJ·mol1。4(1)101 kPa時(shí)，1 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2氣體，放出890.3 kJ的熱量，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(2)0.3 mol的氣態(tài)乙硼烷(分子式B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 kJ的熱量，則其熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)在25 、101 kPa下，一定質(zhì)量的無(wú)水乙醇完全燃燒時(shí)放出熱量Q kJ，其燃燒生成的CO2用過(guò)量飽和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(4)下圖是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。解析：(1)1 mol CH4完全燃燒需要2 mol O2生成1 mol CO2和2 mol液態(tài)H2O，故熱化學(xué)方程式為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol1。(2)1 mol乙硼烷在氧氣中燃燒放出的熱量為649.5 kJ×2 165 kJ，則其熱化學(xué)方程式為B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJ·mol1。(3)由題意可知生成n(CO2)n(CaCO3)1 mol，則由原子守恒可知，需要乙醇的物質(zhì)的量為 mol，故熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H(2×Q)2Q kJ·mol1。(4)由圖可知其熱化學(xué)方程式為NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)HE1E2134 kJ·mol1368 kJ·mol1234 kJ·mol1。答案：(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol1(2)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJ·mol1(3)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJ·mol1(4)NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJ·mol1知識(shí)點(diǎn)二燃燒熱、中和熱、能源1燃燒熱2中和熱(1)中和熱的概念及表示方法(2)中和熱的測(cè)定裝置計(jì)算公式(以50 mL 0.5 mol·L1鹽酸與50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液反應(yīng)為例)H kJ·mol1t1起始溫度，t2終止溫度。(3)注意事項(xiàng)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。為保證酸完全中和，采取的措施是使堿稍過(guò)量。提醒當(dāng)用熱化學(xué)方程式表示中和熱時(shí)，生成H2O的物質(zhì)的量必須是1 mol，當(dāng)用熱化學(xué)方程式表示燃燒熱時(shí)，可燃物的物質(zhì)的量必須為1 mol。由于中和反應(yīng)與燃燒反應(yīng)均是放熱反應(yīng)，表示中和熱與燃燒熱時(shí)可不帶“”號(hào)，但用H表示時(shí)，必須帶“”號(hào)，如某物質(zhì)的燃燒熱為Q kJ·mol1或HQ kJ·mol1。3能源對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)隨著科技的發(fā)展，氫氣將成為主要能源之一()(2)化石燃料和植物燃料燃燒時(shí)放出的能量均來(lái)源于太陽(yáng)能()(3)燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2 (g)H192.9 kJ·mol1，則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJ·mol1(×)(4)氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·mol1，則電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)2H2(g)O2(g)H285.5 kJ·mol1(×)(5)已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1，則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol 水時(shí)放出57.3 kJ的熱量(×)2.為消除目前燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時(shí)緩解能源危機(jī)，有關(guān)專(zhuān)家提出了利用太陽(yáng)能制取氫能的構(gòu)想。下列說(shuō)法正確的是()AH2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B氫能源已被普遍使用C2 mol液態(tài)H2O具有的總能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量D氫氣不易貯存和運(yùn)輸，無(wú)開(kāi)發(fā)利用價(jià)值解析：選C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)是吸熱反應(yīng)，說(shuō)明2 mol液態(tài)H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運(yùn)輸，所以氫能源利用并未普及，但發(fā)展前景廣闊。3下列熱化學(xué)方程式或說(shuō)法正確的是()A甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·mol1B500 、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJ·mol1C同溫同壓下，等物質(zhì)的量的H2與足量的Cl2在光照和點(diǎn)燃條件下充分反應(yīng)，所產(chǎn)生的熱量相同D已知中和熱為57.3 kJ·mol1，則稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJ·mol1解析：選C甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol1，表示1 mol甲烷完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量，由于水的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài)，所以其燃燒的熱化學(xué)方程式是CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol1，A錯(cuò)誤；由于氮?dú)馀c氫氣產(chǎn)生氨氣的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，所以500 、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成氨氣的物質(zhì)的量小于1 mol，該反應(yīng)的H<38.6 kJ·mol1，B錯(cuò)誤；由于反應(yīng)熱只與反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)及物質(zhì)的量的多少有關(guān)，與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)，所以在同溫同壓下，等物質(zhì)的量的H2與足量的Cl2在光照和點(diǎn)燃條件下充分反應(yīng)，所產(chǎn)生的熱量相同，C正確；稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成了BaSO4沉淀和水，生成BaSO4沉淀還需要放出熱量，所以該反應(yīng)的H<57.3 kJ·mol1×2，D錯(cuò)誤。4石墨的燃燒熱為393.5 kJ·mol1，CO的燃燒熱為283.0 kJ·mol1，下列說(shuō)法正確的是()A相同條件下C(石墨，s)燃燒生成CO氣體的熱化學(xué)方程式：2C(石墨，s)O2(g)=2CO(g)H110.5 kJ·mol1B1 mol C(石墨，s)不完全燃燒，生成CO2和CO混合氣體時(shí)，放出熱量283.0 kJCC(石墨，s)和CO2(g)反應(yīng)生成CO(g)的反應(yīng)是放熱反應(yīng)D如果金剛石的燃燒熱大于石墨的燃燒熱，則可以斷定從石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸枰鼰峤馕觯哼xD石墨燃燒必放熱，A錯(cuò)；選項(xiàng)B中由于沒(méi)有告知生成物CO和CO2的物質(zhì)的量之比，因此無(wú)法計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，B錯(cuò)；C項(xiàng)石墨與CO2反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，C錯(cuò)。5填空。(1)2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反應(yīng)的H2×283.0 kJ·mol1, 則CO(g)的燃燒熱是_。(2)葡萄糖的燃燒熱是2 800 kJ·mol1，則表示葡萄糖燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)氫氣的燃燒熱為285.5 kJ·mol1，則電解水的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(4)已知中和反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ·mol1。則Ba(OH)2和鹽酸反應(yīng)，表示中和熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJ·mol1，C8H18的燃燒熱為_(kāi)。答案：(1)283.0 kJ·mol1(2)C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H2 800 kJ·mol1(3)2H2O(l)2H2(g)O2(g)H571 kJ·mol1(4)OH(aq)H(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1(5)5 518 kJ·mol16(1)(2016·海南高考)油酸甘油酯(相對(duì)分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時(shí)可發(fā)生如下反應(yīng)：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃燒熱H為_(kāi)。(2)(2015·海南高考)已知丙烷的燃燒熱H2 215 kJ·mol1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水，則放出的熱量約為_(kāi)。解析：(1)燃燒熱指的是燃燒1 mol 可燃物生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量。燃燒1 kg油酸甘油酯釋放出熱量3.8×104 kJ，燃燒1 mol 油酸甘油酯釋放出熱量為×3.8×104 kJ3.36×104 kJ3.4×104 kJ，則得油酸甘油酯的燃燒熱H3.4×104 kJ·mol1。(2)1.8 g水的物質(zhì)的量為0.1 mol，丙烷的分子式是C3H8，1 mol丙烷完全燃燒會(huì)產(chǎn)生4 mol水，丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g水，燃燒的丙烷的物質(zhì)的量為 mol，所以反應(yīng)放出的熱量為×2 215 kJ55.375 kJ。答案：(1)3.4×104 kJ·mol1(2)55.375 kJ知識(shí)點(diǎn)三蓋斯定律1蓋斯定律的定義對(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)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)。2蓋斯定律的應(yīng)用(1)熱化學(xué)方程式相加或相減，如C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2由可得CO(g)O2(g)=CO2(g)HH1H2(2)合理設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑，如順時(shí)針?lè)较蚝湍鏁r(shí)針?lè)较蜃兓磻?yīng)熱代數(shù)和相等，即HH1H2。(3)蓋斯定律的理解熱化學(xué)方程式焓變之間的關(guān)系aA=BH1A=BH2H2H1或H1aH2aA=BH1B=aAH2H1H2HH1H2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1(2019·滕州二中模擬)由金紅石TiO2制取單質(zhì)Ti，涉及的步驟為T(mén)iO2TiCl4Ti。已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)H3則反應(yīng)TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H為()AH32H12H2BH3H1H2CH32H1H2 DH3H12H2解析：選C根據(jù)蓋斯定律，由2×，可得TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)H2H1H2H3，故C項(xiàng)正確。2工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如下所示：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：已知：4NO(g)4NH3(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H1 745.2 kJ·mol16NO(g)4NH3(g)5N2(g)6H2O(g)H1 925.2 kJ·mol1則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為_(kāi)。解析：將已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次標(biāo)記為和，根據(jù)蓋斯定律，由×5×4得：4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1 025.2 kJ·mol1。答案：4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1 025.2 kJ·mol1