化学反应与能量转化高考复习资料

化学反应与能量转化高考复习资料

第1节 化学反应的热效应

【考纲要求】 1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4.了解焓变与反应热的含义。5.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。6.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。

考点一 焓变与反应热

1．化学反应中的能量变化

(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。 (2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。

(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。 2．焓变、反应热

(1)定义：在恒压条件下进行反应的热效应。 (2)符号：ΔH。

(3)单位：kJ/mol或kJ·mol－1。 3．吸热反应与放热反应 (1)从能量高低角度理解

(2)从化学键角度理解

记忆常见的放热反应和吸热反应

放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。

8H2O与吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应( ) (2)物质发生化学变化都伴有能量的变化( ) (3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化( ) (4)吸热反应在任何条件都不能发生( )

(5)Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热( ) (6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热( )

(7)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同( ) (8)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关( ) 答案： (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)× (7)× (8)√

2．反应A＋B―→C(ΔH<0)分两步进行：①A＋B―→X(ΔH>0)，②X―→C(ΔH<0)。试在下列坐标图中画出总反应过程中能量变化示意图。

答案：

3．在相同条件下，同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？

答案： 在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。

题组一 依据图形，理清活化能与焓变的关系

＋

1．(2017·河南十校模拟)研究表明N2O与CO在Fe作用下发生反应的能量变化及反应

历程如图所示，下列说法错误的是 ( )

A．反应总过程ΔH<0 B．Fe＋使反应的活化能减小 C．FeO＋也是该反应的催化剂

D．Fe＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2两步反应均为放热反应 解析： A项，反应总过程为N2O＋CO===N2＋CO2，根据图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，ΔH<0，正确；B项，根据反应历程，Fe＋为催化剂，能够降低反应的活化能，正确；C项，FeO＋为中间产物，而不是催化剂，错误；D项，根据图示，Fe＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2两反应中反应物总能量均高于生成物总能量，均为放热反应，正确。

答案： C

2．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：

下列说法正确的是( )

A．CO和O生成CO2是吸热反应 B．在该过程中，CO断键形成C和O C．CO和O形成了具有极性共价键的CO2 D．状态Ⅰ→ 状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程

解析： A项，状态Ⅰ总能量为反应物总能量，状态Ⅲ总能量为生成物总能量，由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应；B项，从状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的图示可以看出，反应中CO并未断裂成C和O，C、O原子间一直有化学键；C项，由图示可

以看出，CO和O2生成了CO2，CO2分子中C与O形成极性共价键；D项，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程。

答案： C

活化能与焓变的关系

(1)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。

(2)在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。 题组二 依据共价键数，利用键能计算反应热

3．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气S—F键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为________。

解析： 断裂1 mol S—S键吸收能量280 kJ，断裂3 mol F—F键吸收能量3×160 kJ，则吸收的总能量为Q吸＝280 kJ＋3×160 kJ＝760 kJ，释放的总能量为Q放＝330 kJ×6＝1 980 kJ，由反应方程式：S(s)＋3F2(g)===SF6(g)可知，ΔH＝760 kJ/mol－1 980 kJ/mol＝－1 220 kJ/mol。

答案： －1 220 kJ/mol

4．已知C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220 kJ·mol－1

H—H、O===O和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为( )

A．－332 C．＋350

B．－118 D．＋130

2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH解析： 根据盖斯定律由题给的两个热化学方程式可得：mol－1，4×462 kJ·mol－1－2×436 kJ·mol－1－496 kJ·mol－1＝(2a＋220) ＝＋(2a＋220) kJ·则有：kJ·mol－1，解得a＝＋130，故选项D正确。

答案： D

利用键能计算反应热的方法

(1)熟记反应热ΔH的计算公式

ΔH＝E(反应物的总键能之和)－E(生成物的总键能之和) (2)注意特殊物质中键数的判断

物质(1 mol) 键数(mol) P4 6 C(金刚石) 2 石墨 1.5 Si 2 SiO2 4 考点二 热化学方程式

1．概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 2．意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。 mol－1 如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·

101 kPa条件下，2_mol_H2(g)和1_mol_O2(g)完全反应生成2_mol_H2O(l)，表示在25 ℃、放出571.6_kJ的热量。

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