1、2020 届高三化学二轮复习届高三化学二轮复习 化学能与热能化学能与热能（学案及训练）（学案及训练） 知识梳理 1.理解化学反应热效应的两种角度 (1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值，如下 图所示： a 表示旧化学键断裂吸收的能量； b 表示新化学键形成放出的能量； c 表示反应热。 (2)从宏观的角度说，是反应物的总能量与生成物的总能量的差值，在上图中： a 表示活化能； b 表示活化分子结合成生成物所释放的能量； c 表示反应热。 2.反应热的量化参数 3.燃烧热、中和热的比较 燃烧热 中和热 相同 点 能量变化 放热 H及其单位 H0，单位均为 k
2、J mol 1 不同 点 反应物的量 1 mol 不一定为 1 mol 生成物的量 不确定 生成液态水的物质的量为1 mol 反应热的含25 ，101 kPa 时，1 mol在稀溶液里， 酸与碱发生中 义 纯物质完全燃烧生成稳定 的氧化物时所放出的热量 和反应生成1 mol H2O时所 放出的热量 表示方法 燃烧热 Ha kJ mol 1(a0) 强酸与强碱反应的中和热 H57.3 kJ mol 1 4.H 计算的几种方法 (1)从宏观角度分析计算 HH1(生成物的总能量)H2(反应物的总能量) (2)从微观角度分析计算 HE1(反应物的键能总和)E2(生成物的键能总和) (3)从活化能角度分
3、析计算 HE1(正反应的活化能)E2(逆反应的活化能) (4)根据盖斯定律计算 计算步骤 (5)根据反应过程中的热量变化 Q 计算 H()Q n kJ mol 1 分类训练 角度一 反应热的基本概念、能量图像 1 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 程示意图如图。 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.CH4 CH3COOH 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 D 2.2015 海南化学，16(3)由 N2O 和
4、 NO 反应生成 N2和 NO2的能量变化如图所示，若生成 1 mol N2，其 H_kJ mol 1。 答案 139 角度二 热化学方程式的书写与正误判断 3.已知断裂1 mol H2(g)中的HH键需要吸收436.4 kJ的能量，断裂1 mol O2(g)中的共价键需 要吸收 498 kJ 的能量，生成 H2O(g)中的 1 mol HO 键能放出 462.8 kJ 的能量。下列说法正 确的是( ) A.断裂 1 mol H2O 中的化学键需要吸收 925.6 kJ 的能量 B.2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H480.4 kJ mol 1 C.2H2O(l)=2H2(g)O2(g
5、) H471.6 kJ mol 1 D.H2(g)1 2O2(g)=H2O(l) H240.2 kJ mol 1 答案 B 4.(1)(2019 天津理综，10)硅粉与 HCl 在 300 时反应生成 1 mol SiHCl3气体和 H2，放出 225 kJ 热量，该反应的热化学方程式为_ _。 (2)(2016 天津理综)硅与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 ，写出该反应的热化学方程式 _ _。 答案 (1)Si(s)3HCl(g)= 300 SiHCl 3(g)H2(g) H225 kJ mo
6、l 1 (2)Si(s)2Cl2(g)=SiCl4(l) H687 kJ mol 1 角度三 盖斯定律、H 的计算 5.(1)2019 课标全国，27(1)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡 胶、塑料等生产。回答下列问题： 已知：(g)=(g)H2(g) H1100.3 kJ mol 1 H2(g)I2(g)=2HI(g) H211.0 kJ mol 1 对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g) H3_ kJ mol 1。 (2)2019 北京理综，27(1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。 反应器中初始反应的生成物为 H2和 CO2，其物质的量之比为 41，甲烷
7、和水蒸气反应的 方程式是_ _。 已知反应器中还存在如下反应： .CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g) H1 .CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g) H2 .CH4(g)=C(s)2H2(g) H3 为 积 炭 反 应 ， 利 用H1和H2计 算H3时 ， 还 需 要 利 用 _反应的 H。 (3)2018 天津理综，10(2)CO2与 CH4经催化重整，制得合成气： CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g) 已知上述反应中相关的化学键键能数据如下： 化学键 CH C=O HH CO(CO) 键能/kJ mol 1 413 745 436 1 075 则该反应的
8、 H_。 答案 (1)89.3 (2)CH42H2O(g) = 催化剂4H 2CO2 C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)或 C(s)CO2(g)=2CO(g) (3)120 kJ mol 1 6.室温下，将 1 mol 的 CuSO4 5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为 H1，将 1 mol 的 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为 H2，CuSO4 5H2O 受热分解的化学方程式 为：CuSO4 5H2O(s)= CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为 H3。则下列判断正确的是( ) A.H2H3 B.H1H3 答案 B 7.油酸甘油酯(相对分子质量
9、884)在体内代谢时可发生如下反应： C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l) 已知燃烧 1 kg 该化合物释放出热量 3.8104 kJ，油酸甘油酯的燃烧热 H 为( ) A.3.8104 kJ mol 1 B.3.8104 kJ mol 1 C.3.4104 kJ mol 1 D.3.4104 kJ mol 1 答案 D 强化训练 1.(2019 成都调研)下列说法正确的是( ) A.锂电池使用时，能量只存在由化学能到电能的转化 B.已知 P4(白、s)=4P(红、s) H18.4 kJ mol 1，故白磷比红磷稳定 C.H2在 Cl2中燃烧：H2(g)Cl
10、2(g)=2HCl(g) H184.6 kJ mol 1，则 H 2的燃烧热为 184.6 kJ mol 1 D.中和热测定时，其他不变，用醋酸代替盐酸测得的反应热 H 偏大 答案 D 2.(2019 大联盟二次质检)如图为 SO3分解反应的能量变化关系图。 加入 V2O5引起 E1和 E2变化，下表数据可能正确的是_(填代号) E1/(kJ mol 1) E2/(kJ mol 1) A 592 694 B 792 490 C 492 294 答案 C 题组二 热化学方程式的书写与正误判断 3.几种物质的能量关系如图所示，下列说法正确的是( ) A.C(s)2H2(g)=CH4(g) H74.
11、8 kJ mol 1 B.CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJ mol 1 C.2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H74.8 kJ mol 1 D.E1在数值上等于 1 mol CH4的总键能与 2 mol H2总键能的差值 答案 A 4.写出下列反应的热化学方程式 (1)0.3 mol 气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在 O2中燃烧，生成固态 B2O3和液态水，放出 649.5 kJ 热量，则该反应的热化学方程式为 _ _。 (2)肼(N2H4)是一种高效清洁的火箭燃料。0.25 mol N2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放 出133.5 kJ
12、热量，则肼燃烧的热化学方程式为 _ _。 (3)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成 TiO2 xH2O 的液 态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为 _ _。 答案 (1)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l) H2 165 kJ mol 1 (2)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H534 kJ mol 1 (3)2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g) H85.6 kJ mol 1 题组三 盖斯定律、H 的计算 5.(1)2018 北京理综，27(1)近年来，研究人员
13、提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的 转化与存储。过程如下： 反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g) H551 kJ mol 1 反应：S(s)O2(g)=SO2(g) H297 kJ mol 1 反应的热化学方程式：_ _。 (2)(2019 山东青岛一模)有效除去大气中的 SO2和氮氧化物，是打赢蓝天保卫战的重中之 重。用 NaOH 溶液吸收热电企业产生的废气时，涉及如下转化： 由图甲关系可得 H4_。 (3)(2019 山东泰安一模)资源化利用碳及其化合物具有重要意义。CO 是高炉炼铁的重要还原 剂，炼铁时发生的主要反应有： .Fe2O3(s)3C(s)2Fe
14、(s)3CO(g) H489 kJ mol 1 .Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)H27 kJ mol 1 .C(s)CO2(g)2CO(g) Hx kJ mol 1 试计算，x_。反应中，正反应的活化能_(填“大于”、“小于”或“等 于”)逆反应的活化能。 答案 (1)3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s) H2254 kJ mol 1 (2)H1H2H3 (3)172 kJ mol 1 大于 6.(1)已知：乙苯催化脱氢制苯乙烯反应： H2(g) 化学键 CH CC C=C HH 键能(kJ mol 1) 412 348 612 436 计算上述反应
15、的 H_ kJ mol 1。 (2)(2019 教育大联盟一模)已知 2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(g) H110 244 kJ mol 1 N2(g)O2(g)=2NO(g) H2 2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g) H3746 kJ mol 1 若 H2O(l)=H2O(g) H444 kJ mol 1，则表示辛烷燃烧热的热化学方程式为 _。 部分化学键键能数据如下： 化学键 O=O C=O C O E/(kJ mol 1) 494 799 1 076 H2_kJ mol 1。 答案 (1)124 (2)C8H18(l)25 2 O2(g)=8CO2(g)9H2O(l) H5 518 kJ mol 1 196
