1、第6讲 化学反应与能量变化,-2-,-3-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,反应热及表示方法 1.判断正误,正确的划“”,错误的划“”。 (1)如图表示燃料燃烧反应的能量变化 ( ),(2)在CO2中,Mg燃烧生成MgO和C。该反应中化学能全部转化为热能 ( ) (3)催化剂能改变反应的焓变 ( ) (4)催化剂能降低反应的活化能 ( ),-4-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(5)同温同压下,H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同 ( ) (6)500 、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3
2、(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-38.6 kJmol-1 ( ) (7)甲烷的燃烧热H=-890.3 kJmol-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) H=-890.3 kJmol-1 ( ),-5-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.化学反应N2+3H2 2NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)。,试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式: N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) H=-2(c+b-a) kJmol-1 。,-6-,精要排
3、查,真题示例,知能提升,对点演练,1.(2018北京,8,6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.CH4CH3COOH过程中,有CH键发生断裂 C.放出能量并形成了CC键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率,答案,解析,-7-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.(1)(2016天津)硅和氯两元素的单质反应生成1 mol Si的最高价化合物,恢复至室温,放热687 kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69 和58 ,写出该反应的热化
4、学方程式: 。 (2)(2015天津)已知1 mol钠的单质在足量O2中燃烧,恢复至室温,放出255.5 kJ热量,写出该反应的热化学方程式: 。 (3)(2015安徽)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25 、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式是 。,-8-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)Si与Cl2生成Si的最高价化合物为SiCl4,根据SiCl4的熔、沸点可知其室温下状态为液态,故该反应的热化学方程式为,-9-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,名师揭密热化学方程
5、式的书写是近几年考查化学反应与能量变化的主要题型,此外还涉及反应热与能源的综合考查。由于能源问题已成为社会热点,因此有关能源的试题将成为今后命题的热点;对于燃烧热和中和热的定义的理解及计算仍将是高考考查的重点,主要在非选择题中体现,重点考查学生灵活运用知识、接受新信息的能力。,-10-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.化学反应中的能量变化(1)E1表示正反应的活化能,即从反应物至最高点的能量差值; (2)E2表示逆反应的活化能,即最高点至生成物的能量差值; (3)H=E1-E2,即反应的焓变。,-11-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.热化学方程式正误判断的六个易错点,
6、-12-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,3.燃烧热和中和热应用中的注意事项 (1)燃烧热是指101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,并不是1 mol可燃物燃烧时放出的热量就是燃烧热。 (2)中和热不是指1 mol酸与1 mol碱中和时的热效应,而是指“生成1 mol H2O(l)”的热效应,强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O(l),H=-57.3 kJmol-1。弱酸与强碱,强酸与弱碱或弱酸与弱碱反应时,因电离吸热,放出的热量减小,中和热数值偏小。若用浓硫酸(或NaOH固体),因溶解放热使放出的热量增多,中和热数值偏大。,-13-,
7、精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组一 反应热图像分析 1.(2018湖南H11教育联盟联考)已知化学反应A2(g)+B2(g) 2AB(g) H=+100 kJmol-1的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是( )A.加入催化剂,该反应的反应热H将减小 B.每生成2 mol AB键,将吸收b kJ能量 C.每生成2分子AB吸收(a-b) kJ能量 D.该反应正反应的活化能大于100 kJmol-1,答案,解析,-14-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.(2018江淮十校高三联考)已知,根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是( ) A.C(s)的燃烧热为393.5
8、kJ B.如图可表示由C生成CO2的反应过程的能量关系C.O2(g)与Fe(s)反应放出824.35 kJ热量时,转移4 mol 电子,答案,解析,-15-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组三 热化学方程式的书写与正误判断 3.(2018北京临川育人学校期末)下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是( ),答案,解析,-16-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,盖斯定律的应用 1.计算焓变的“四个”依据: (1)依据反应物与生成物的能量计算。H= H(生成物)-H(反应物) 。 (2)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算。H= 反应物的键能总和-生成
9、物的键能总和 。 (3)利用热化学方程式进行计算。焓变与反应物的物质的量成 正比 。 (4)根据盖斯定律计算反应热。以 为例,则焓变H、H1、H2的关系为H= H1+H2 。,-17-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.(1)已知:,写出TiO2和焦炭、Cl2反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式: TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g) TiCl4(l)+2CO(g) H=-81 kJmol-1 。,-18-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(2)有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是,由上述方程式可知,1 mol CH3OH完全燃
10、烧生成H2O(l)时放出的热量 大于 (填“大于”“等于”“小于”或“不能确定”),-19-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)由+即可得到目标热化学方程式。(2)气态水变为液态水要放出热量,故1 mol CH3OH完全燃烧生成H2O(l)时放出的,-20-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.(高考组合)(1)(2018课标)采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。回答下列问题:,(2)(2018江苏)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。用水吸收NOx的相关热化学方
11、程式如下:,-21-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(3)(2018天津)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:CO2与CH4经催化重整,制得合成气:,已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:,则该反应的H= 。分别在V L恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol 的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是 (填“A”或“B”)。,答案:(1)53.1 (2)-136.2 (3)+120 kJmol-1 B,-22-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)已知:,应用盖斯定律,将(3+)2可得
12、3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(aq)+NO(g) H=(-116.1 kJmol-1)3+75.9 kJmol-12=-136.2 kJmol-1。,-23-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(3)化学反应的焓变应该等于反应物键能总和减去生成物的键能总和,所以题给反应的焓变为(4413+2745) kJmol-1-(21 075+2436) kJmol-1=+120 kJmol-1。初始时容器A、B的压强相等,A容器恒容,随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加);B容器恒压,压强不变;所以达平衡时压强一定是A中大,B中小,此反应正向减小压强,所以B中反应物转化率大,吸
13、热也更多。,-24-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.(高考组合)(1)(2017课标)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。,通过计算,可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为 、 ,制得等量H2所需能量较少的是 。,-25-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,系统() (2)2H1-3H2-H3,-26-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,根据上述系统、系统的热化学方程式可知,反应产生1 mol氢气,后者吸收的热量比前者少,所以制取等量的H2所需能量较少的是系统。(2)对已知热化学方程式依次编号为,由反应2-3-得:H=2H1
14、-3H2-H3。,-27-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,名师揭密新课标明确要求了解焓变与反应热的关系,运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算,此类试题是高考的必考题型。在有关基本理论的大题中,必有一小题考查焓变计算或通过热化学方程式书写的形式考查盖斯定律。因此必须要掌握反应热的计算技巧,并学会灵活应用盖斯定律。,-28-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,1.盖斯定律的应用 (1)理论依据:反应热只与反应体系的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应的途径无关。 (2)计算模式:H=H1+H2 (3)主要应用:计算某些难以直接测量的化学反应的反应热。,-29-,精
15、要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(4)注意事项:应用盖斯定律进行简单计算,关键在于设计反应途径。 当反应式乘以或除以某数时,H也应乘以或除以某数。 进行热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时,H都要带“+”“-”号计算、比较,即把H看作一个整体进行分析判断。 在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,状态由固液气变化时,会吸热;反之会放热。 当设计的反应逆向进行时,其H与正反应的H数值相等,符号相反。,-30-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,2.反应热计算的四种方法 (1)根据燃烧热数据,求算反应放出的热量。 利用公式:Q=燃烧热n(可燃物的物质的量) 如
16、已知H2的燃烧热H=-285.8 kJmol-1,若H2的物质的量为2 mol,则2 mol H2燃烧放出的热量为2 mol285.8 kJmol-1=571.6 kJ。 (2)依据反应物与生成物的总能量计算。 H=E生成物-E反应物。 (3)根据键能数据(E)计算。 H=反应物键能总和-生成物键能总和 (4)根据盖斯定律计算反应热。 若一个热化学方程式可由另外几个热化学方程式相加减而得到,则该反应的焓变也可通过这几个化学反应的焓变相加减而得到。,-31-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组一 依据盖斯定律计算反应热 1.(2018河南一轮复习诊断调研联考)NaCN(氰化钠)是一种重
17、要的基础化工原料,可用于电镀、冶金和有机合成等。回答下列问题。 (1)NaCN溶液中发生水解反应的离子方程式为 ,实验室配制NaCN溶液的方法是 。 (2)NaCN与Cl2反应可制备ClCN(氯氰),氯氰的电子式为 。,-32-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,(3)制备NaCN的方法有很多种。 氨钠法:反应原理为2Na+2C+2NH3 2NaCN+3H2。该反应中,每生成1 mol NaCN,转移电子的物质的量为 。 NaCN也可由HCN与NaOH反应制得。,-33-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,解析:(1)本题考查盐类水解方程式的书写及易水解物质的配制,NaCN属于强碱
18、弱酸盐,CN-发生水解,其水解的离子方程式为,-34-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组二 利用键能进行计算 2.(2018陕西师大附中二模)已知H2(g)+Br2(l) 2HBr(g) H=-72 kJmol-1,蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ,其他的相关数据如下表:,则表中a为( ) A.404 B.260 C.230 D.200,答案,解析,-35-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组三 反应焓变大小的比较 3.下列各组中两个反应的反应热,其中H1H2 ( ),答案,解析,-36-,精要排查,真题示例,知能提升,对点演练,题组四 反应热与化学平衡的移动 4.已知298 K时,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-197 kJmol-1,在相同温度下,向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2,达到平衡时放出热量Q1;向另一体积相同的密闭容器中通入1 mol SO2和1 mol O2,达到平衡时放出热量Q2。则下列关系正确的是( ) A.2Q2=Q1 B.2Q2Q1 C.Q2Q1197 kJ D.Q2=Q1197 kJ,答案,解析,
