1、知识梳理填准记牢第21讲 化学能与热能金版新学案制作考纲要求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。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、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。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。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。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。计算。6.了解能源是人类生存和社会
2、发展的重要基础，了解化学在解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。决能源危机中的重要作用。考点一考点二考点三探究高考提升考能考点四考点一焓变与反应热 题组训练解题探究 基础小练多维思考返回知识梳理填准记牢基础小练多维思考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
3、)同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同()(8)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关()返回123题号知识梳理填准记牢基础小练多维思考2反应ABC(H0)，XC(H0)。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：返回123题号知识梳理填准记牢基础小练多维思考3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？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。返回123题号题组训练解题探究返回题组一依据图形，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
4、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H0BFe使反应的活化能减小CFeO也是该反应的催化剂DFeN2OFeON2、FeOCO FeCO2两步反应均为放热反应C1234题号题组训练解题探究解析：反应总过程为N2OCO=N2CO2，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，H0，A项正确；根据反应历程，Fe为催化剂，能够降低反应的活化能，B项正确；FeO为中间产物，而不是催化剂，C项错误；根据图示，FeN2OFeON2、FeOCOFeCO2两反应中反应物总能量均高于生成物总能量，均为放热反应，D项正确。返回1234题号题组训练解题探
5、究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()ACO和O生成CO2是吸热反应B在该过程中，CO断键形成C和OCCO和O形成了具有极性共价键的CO2D状态 状态表示CO与O2反应的过程C返回1234题号题组训练解题探究解析：A项，状态总能量为反应物总能量，状态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、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，状态状态表
6、示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程。返回1234题号题组训练解题探究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：HE1E2。返回1234题号题组训练解题探究题组二依据共价键数及键能计算反应热3SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在SF键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol FF、SF键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)3F2(g)=SF6(g)的反应热H为_。解析：断裂1 mol SS键吸收能量280 k
7、J，断裂3 mol FF键吸收能量3160 kJ，则吸收的总能量为Q吸280 kJ3160 kJ760 kJ，释放的总能量为Q放330 kJ61 980 kJ，由反应方程式：S(s)3F2(g)=SF6(g)可知，H760 kJ/mol1 980 kJ/mol1 220 kJ/mol。1 220 kJ/mol返回1234题号题组训练解题探究4已知C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)Ha kJmol1 2C(s)O2(g)=2CO(g)H220 kJmol1HH、O=O和OH键的键能分别为436 kJmol1、496 kJmol1和462 kJmol1，则a为()A332B118 C350
8、 D130D解析：根据盖斯定律由题给的两个热化学方程式可得：2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H(2a220)kJmol1，则有：4462 kJmol12436 kJmol1496 kJmol1 (2a220)kJmol1，解得a130。返回1234题号题组训练解题探究利用键能计算反应热的方法1熟记反应热H 的基本计算公式H生成物的总能量反应物的总能量H反应物的总键能之和生成物的总键能之和2计算物质中共价键的个数时要结合物质的结构，如1 mol晶体硅中含2 mol SiSi键，1 mol SiO2中含4 mol SiO键。返回1234题号考点二热化学方程式返回 题组训练解题探究 基础小练多
9、维思考知识梳理填准记牢基础小练多维思考1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(H的绝对值均正确)。(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ()(2)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2OH57.3 kJmol1()(3)S(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol1()(4)2NO2=O22NOH116.2 kJmol1()符号错误单位错误未标明物质的聚集状态符号错误返回12题号知识梳理填准记牢基础小练多维思考2实验室用4 mol SO2与2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.
10、64 kJmol1，当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为_。80%返回12题号题组训练解题探究题组一依据反应事实书写热化学方程式1(1)已知拆开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_。(2)101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量，反应热的化学方程式：_ _。N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H92 kJmol1 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1返回1234
11、题号题组训练解题探究(4)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。已知AX3的熔点和沸点分别为93.6 和76，AX5的熔点为167。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为_。AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJmol1 (3)0.3 mol乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，则其热化学方程式为_ _。B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol1返回1234题号题组训练解题探究解析：(1)由图可知D中Cl
12、元素化合价为7价，D为ClO4-。(2)BAC，即ClO发生歧化反应生成Cl和ClO3-，由得失电子守恒可得：3ClO=ClO3-2Cl。反应热为：HE(ClO3-)2E(Cl)3E(ClO)63 kJmol10360 kJmol1117 kJmol1。所以热化学方程式为：3ClO(aq)=ClO3-(aq)2Cl(aq)H117 kJmol1。2一定条件下，在水溶液中1 mol Cl、ClO(x1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。(1)D是_(填离子符号)。(2)BAC反应的热化学方程式为_(用离子符号表示)ClO4-3ClO(aq)=ClO3-(aq)2Cl(aq)H117
13、kJ/mol返回1234题号题组训练解题探究3化学反应N23H2 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。答案：N2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(cba)kJmol1返回1234题号题组训练解题探究题组三判断热化学方程式的正误4判断下列热化学方程式书写是否正确，正确的打“”，错误的打“”(注：焓变数据均正确)(1)CaCO3(s)=CaOCO2(g)H177.7 kJ()(2)C(s)H2O(s)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1()(3)C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1()
14、返回1234题号题组训练解题探究(4)CO(g)O2(g)=CO2(g)H283 kJmol1()(5)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1()(6)500、30 MPa下，将0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJmol1()返回1234题号题组训练解题探究一看状态：看各物质的聚集状态是否正确；二看符号：看H 的“”“”是否正确；三看单位：看反应热的单位是否为kJ/mol；四看数值：看反应热数值与化学计量数是否相对应；五看概
15、念：看燃烧热、中和热的热化学方程式。判断热化学方程式正误的“五看”返回1234题号考点三燃烧热、中和热及能源返回 题组训练解题探究 基础小练多维思考知识梳理填准记牢基础小练多维思考1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能()(2)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用()(3)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一()(4)食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源()(5)粮食作物是制乙醇燃料的重要原料()(6)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM 2.5的含量()(7)低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳
16、能等代替化石燃料，减少温室气体的排放()12题号返回知识梳理填准记牢基础小练多维思考引起误差的实验操作t终t始|H|保温措施不好搅拌不充分所用酸、碱浓度过大用同浓度的氨水代替NaOH溶液用同浓度的醋酸代替盐酸用50 mL 0.50 molL1 NaOH溶液2以50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 NaOH反应为例，填写下表。(填“偏小”或“偏大”)偏小偏小偏小偏小偏小偏小偏小偏小偏小偏小偏大偏大12题号返回题组训练解题探究题组一理解燃烧热和中和热1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)S(s)O2(g)=SO3(g)H315 kJmol1(燃烧热)(H的
17、数值正确)()(2)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)(H的数值正确)()(3)已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热H2(57.3)kJmol1()返回12题号题组训练解题探究(4)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJmol1()(5)H2(g)的燃烧热是285.8 kJmol1，则2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H571.6
18、kJmol1()(6)葡萄糖的燃烧热是2 800 kJmol1，则 C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1()(7)已知101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则该反应的反应热为221 kJmol1()返回12题号题组训练解题探究(8)已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量()(9)已知HCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水的中和热为5
19、7.3 kJmol1()(10)CO(g)的燃烧热是283.0 kJmol1，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H2283.0 kJmol1()(11)氢气的燃烧热为285.5 kJmol1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1()返回12题号题组训练解题探究反应热答题规范指导(1)描述反应热时，无论是用“反应热”“焓变”表示还是用H表示，其后所跟数值都需要带“”“”符号。如：某反应的反应热(或焓变)为HQ kJmol1或HQ kJmol1。(2)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“”号。如：某物质的燃烧热为
20、HQ kJmol1或 Q kJmol1。返回12题号题组训练解题探究题组二中和热测定误差分析和数据处理2某实验小组用0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液进行反应热的测定。(1)写出该反应的热化学方程式生成1 mol H2O(l)时的反应热为57.3 kJmol1：_。(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。请填写下表中的空白：返回12题号题组训练解题探究返回12题号题组训练解题探究近似认为0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密度都是1.0 gmL1，中和后生成溶液的比热容c4.18 J/(g)。则生
21、成1 mol H2O(l)时的反应热H_(取小数点后一位)。上述实验数值结果与57.3 kJmol1有偏差，产生偏差的原因不可能是(填字母)_。a实验装置保温、隔热效果差b量取NaOH溶液的体积时仰视读数c分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度返回12题号题组训练解题探究 (2)第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值为4.0。放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读的较高等原因。(1)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1(2)4.0 53.5 kJ
22、mol1 b【解析】【答案】返回12题号题组训练解题探究测定中和热的易错细节(1)使用两只量筒分别量取酸和碱。(2)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。(3)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。返回12题号考点四盖斯定律的应用返回 题组训练解题探究 基础小练多维思考知识梳理填准记牢基础小练多维思考判断下列变化过程是否正确，正确的打“”，错误的打“”。已知Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)Ha kJ/mol。(1)3AlCl(g)3CO(g)=
23、Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)Ha kJ/mol()(2)AlCl(g)CO(g)=Al2O3(s)AlCl3(g)C(s)Ha kJ/mol()(3)2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)H2a kJ/mol()返回题组训练解题探究题组一利用盖斯定律比较反应热大小1试比较下列各组H的大小。(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10;A(g)B(g)=C(l)H2”“”或“”，下同)H2。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10；S(s)O2(g)=SO2(g)H21234题号返回题组训练解题
24、探究(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10；C(s)O2(g)=CO(g)H20则H1_H2。0，故HH1H20，即H1H2。(2)式式得：S(g)=S(s)HH1H2，由于S(g)=S(s)为放热过程，即H0，故HH1H20，即H1H2。(3)式式得：CO(g)O2(g)=CO2(g)HH1H2，由于该反应为放热反应，即H0，故HH1H20，即H1H3BH1H3B1234题号56返回高考真题解析：根据题意知，CuSO45H2O溶于水的热化学方程式为 CuSO45H2O(s)=Cu2(aq)SO42-(aq)5H2O(l)H10；CuSO4(s)溶于水的热化学方程
25、式为CuSO4(s)=Cu2(aq)SO42-(aq)，H20。根据上述分析知，H2H3，A项错误；根据上述分析知，H1H3，B项正确；根据上述分析知，H3H1H2，可知C、D项错误。1234题号56返回高考真题2(2015重庆理综，6)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g)Hx kJmol1 已知碳的燃烧热H1a kJmol1S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJmol12K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJmol1则x为()A3abcBc3ab Cabc DcabA123
26、4题号56返回高考真题 C(s)O2(g)=CO2(g)H1a kJmol1 S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJmol1 2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJmol1S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g)Hx kJ/mol根据盖斯定律：3可得：S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g)H(3abc)kJmol1，故x3abc，选项A正确。解析：1234题号56返回高考真题3(2017江苏单科，8)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()C(s)H2O(g)=CO
27、(g)H2(g)H1a kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2b kJmol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H3c kJmol12CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H4d kJmol1A反应、为反应提供原料气B反应也是CO2资源化利用的方法之一C反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(l)的H kJmol1D反应2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)的H(2b2cd)kJmol1C1234题号56返回高考真题解析：结合题给信息，反应、产生的H2和CO2可以作为反应的原料，故A正确；反应产生了甲醇，是C
28、O2资源化利用的一种方法，故B正确；根据反应知，CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)的H kJmol1，但选项反应中水为液态，故H不等于 kJmol1，故C错误；根据盖斯定律，22可得2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)的H(2b2cd)kJmol1，故D正确。1234题号56返回高考真题42017全国卷，28(2)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_。1234题号56返回高考真题解析：令题干中的四个热化学方程式分别为：H2SO4
29、(aq)=SO2(g)H2O(l)O2(g)H1327 kJmol1SO2(g)I2(s)2H2O(l)=2HI(aq)H2SO4(aq)H2151 kJ/mol2HI(aq)=H2(g)I2(s)H3110 kJmol1H2S(g)H2SO4(aq)=S(s)SO2(g)2H2O(l)H461 kJmol1根据盖斯定律，将可得，系统()中的热化学方程式：H2O(l)=H2(g)O2(g)HH1H2H3327 kJmol1151 kJmol1110 kJmol1286 kJmol11234题号56返回高考真题同理，将可得，系统()中的热化学方程式：H2S(g)=H2(g)S(s)HH2H3H4
30、151 kJmol1110 kJmol161 kJmol120 kJmol1由所得两热化学方程式可知，制得等量H2所需能量较少的是系统()。答案：H2O(l)=H2(g)O2(g)H286 kJmol1H2S(g)=H2(g)S(s)H20 kJmol1 系统()1234题号56返回高考真题5(1)2016全国卷，27(4)已知下列反应：SO2(g)2OH(aq)=SO32-(aq)H2O(l)H1ClO(aq)SO32-(aq)=SO42-(aq)Cl(aq)H2CaSO4(s)=Ca2(aq)SO42-(aq)H3则反应SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s
31、)H2O(l)Cl(aq)的H_。H1H2H31234题号56返回高考真题(2)2016全国卷，26(3)2O2(g)N2(g)=N2O4(l)H1N2(g)2H2(g)=N2H4(l)H2O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H32N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H41 048.9 kJmol1上述反应热效应之间的关系式为H4_，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_ _。2H32H2H1 反应放出热量大，产生大量的气体1234题号56返回高考真题化学键HHCOC OHOCHE/(kJmol1)4363431 076465413由此计算H1_kJmol1；已知H
32、258 kJmol1，则H3_kJmol1。6(1)2015全国卷，27(1)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3已知反应中相关的化学键键能数据如下：41991234题号56返回高考真题(2)2015全国卷，28(3)已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJmol1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436
33、 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。2991234题号56返回高考真题解析：(1)根据键能与反应热的关系可知，H1反应物的键能之和生成物的键能之和(1 076 kJ/mol2436 kJ/mol)(413 kJ/mol3343 kJ/mol465 kJ/mol)99 kJ/mol。根据质量守恒定律：由可得：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)，结合盖斯定律可得：H3H2H1(58 kJ/mol)(99 kJ/mol)41 kJ/mol。(2)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂需吸收能量x，则2x436 kJ151 kJ11 kJ，解得x299 kJ。1234题号56返回作 业课时作业(二十一)化学能与热能返回返回
