2019届二轮复习化学反应与能量学案（全国通用）(1) 10页

化学反应与能量 一．热化学方程式 ‎1．概念：能表示参加反应的物质变化和能量变化的关系的化学方程式叫做热化学方程式。‎ ‎2．表示意义 ‎(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。‎ ‎(2)热化学方程式中的化学计量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生成物的物质的量。‎ ‎(3)热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的化学计量数相对应。‎ ‎3．书写热化学方程式的注意事项 ‎ C(固) + H2O(气) = CO(气) + H2(气) ΔH= +131.3 kJ/mol ‎(1)标集聚状态（固、液、气）‎ ‎(2)右端标热量数值和符号： 吸热用“＋”，放热用：“－”。‎ ‎(3)系数单位是“摩”，而不是“个”；也不能表示物质的量之比。‎ ‎(4)系数可用分数，但热量值要相应变化。‎ 如：2H2(气) + O2(气) = 2H2O(液) ΔH= －571.6 kJ/mol H2(气) + 1/2 O2(气) = H2O(液) ΔH= －285.8 kJ/mol ‎(5)不注明条件，即指250C 、1.01×105Pa ‎【拓展延伸】‎ ‎1.比较“反应热”或ΔH的大小时，必须带“＋”“－”符号，比较“燃烧热”或“中和热”时，只需比较数值大小即可。‎ ‎2．参加反应的物质的量不同，则反应热的数值也会发生相应的变化，如1 mol H2完全燃烧生成液态水时放出285.8 kJ的热量，2 mol H2完全燃烧生成液态水时则放出571.6 kJ的热量。‎ ‎3．对于可逆反应，如3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol，是指生成2 mol NH3时放出92.4 kJ的热量，而不是3 mol H2和1 mol N2混合，在一定条件下反应就可放出92.4 kJ的热量，实际3 mol H2和1 mol N2混合，在一定条件下反应放出的热量小于92.4 kJ，因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。‎ ‎4．同一反应中物质的聚集状态不同，反应热数值大小也不同。例如，S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－Q1；S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－Q2，可以理解成固态硫变成气态硫后再发生变化，而由固态到气态是需要吸收能量的，所以Q1＞Q2、ΔH1＜ΔH2。故当同一反应中只由于聚集状态不同比较反应热的大小时，反应物为固态时放出的热量少，生成物为固态时放出的热量多。‎ ‎5. 反应物的量相同，生成物的状态不同，反应热数值大小也不相同。如：‎ 例如：‎ H2 (气) + 1/2 O2 (气) = H2O (g) ΔH= －241.8kJ/mol H2(气) + 1/2 O2(气) = H2O (l) ΔH= －285.8 kJ/mol 二．化学反应热的计算 ‎1. 盖斯定律 ‎⑴ 盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热相同。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。‎ 归纳总结：反应物A变为生成物D，可以有两个途径：‎ ① 由A直接变成D，反应热为△H；‎ ② 由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为△H1、△H2、△H3。‎ 如下图所示：‎ 则有△H=△H1+△H2+△H3‎ ‎⑵ 应用 盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。因为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生，这给测定反应热造成了困难.此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。‎ ‎2. 根据反应物和生成物的键能计算反应热：‎ ΔH=反应物的总键能—生成物的总键能 ‎【深度解读】‎ ‎⑴ 计算时一定要注意是什么化学键，单键还双键，一个分子中有多少个共价键。如1molSi晶体中含有2molSi-Si共价键。‎ ‎⑵ 有时还要利用题目中的条件构造一个新的热化学方程式或关系式，如可根据燃烧热的定义，写出热化学方程式，再结合题目中的热化学方程式，利用盖斯定律进行计算。‎ 小题快练 ‎1．已知H2（g）＋2ICl（g）I2（g）＋2HCl（g），该反应分①、②两步进行，其能量曲线如图所示，‎ 下列有关说法正确的是 A． 反应①为吸热反应 B． 反应①和②均是同种元素间发生的氧化还原反应 C． 反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能有关 D． HI（g）＋ICl（g） I2（g）＋HCl（g） △H＝－218 kJ／mol ‎【答案】C ‎2．已知H2(g) +O2(g)H2O(l)ΔH = -285.8 kJ/mol。下列说法不正确的是 A． H2的燃烧热为285.8 kJ/mol B． 2H2(g) + O2(g)2H2O(l) ΔH = -571.6 kJ/mol C． 1 mol H2完全燃烧生成气态水放出的热量大于285.8 kJ D． 形成1 mol H2O的化学键释放的总能量大于断裂1 mol H2和0.5 mol O2 的化学键所吸收的总能量 ‎【答案】C ‎【解析】A项、1mol氢气燃烧生成稳定氧化物液态水放出的热量为燃烧热，即H2的燃烧热为285.8kJ/mol，故A正确；B项、热化学反应中，物质的量与反应放出的热量成正比，所以2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ/mol，故B正确；C项、气态水转化为液态水，需要吸收热量，则1 mol H2完全燃烧生成气态水放出的热量小于285.8kJ，故C错误；D项、反应为放热反应，△H=反应物中键能之和-生成物中键能之和，所以形成1molH2O的化学键释放的总能量大于断裂1molH2和0.5molO2的化学键所吸收的总能量，故D正确。‎ ‎3．通过以下反应均可获取H2．下列有关说法正确的是 ‎①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)＝2H2(g)+O2(g) △H1=+571.6kJ•mol﹣1‎ ‎②焦炭与水反应制氢：C(s)+H2O(g)＝CO(g)+H2(g) △H2=+131.3kJ•mol﹣1‎ ‎③甲烷与水反应制氢：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H3=+206.1kJ•mol﹣1．‎ A． 反应CH4（g）＝ C(s)+2 H2(g)的△H=+74.8kJ•mol﹣1 。‎ B． 电解水也可制取氢气和氧气，而且比方法①更方便，更节能。‎ C． 反应②每生成2g氢气，要吸收131.3kJ的热量，所以该反应没有应用价值。‎ D． 反应③中，若将各1mol的甲烷与水蒸气混合，要吸收206.1kJ的热量。‎ ‎【答案】A ‎4．已知：C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g) △H＝a kJ/mol ‎2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H＝－220 kJ/mol H－H、O＝O和O－H键的键能分别为436、496和462 kJ/mol，则a为（ ）‎ A． －332 B． －118 C． ＋350 D． ＋130‎ ‎【答案】D ‎【解析】已知热化学方程式①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)  △H=a kJ/mol，②2C(s)＋O2(g)=2CO(g) △H=－220kJ/mol，则根据盖斯定律可知②－①×2即得到热化学方程式O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)  △H＝－（220＋2a）kJ/mol。由于反应热等于断键吸收的能量与形成新化学键所放出的能量的差值，则496 kJ/mol＋2×436 kJ/mol－2×2×462 kJ/mol＝－（220＋2a）kJ/mol，解得a＝＋130，答案选D。‎ ‎5．下列有关热化学方程式书写及对应表述均正确的是 A． 浓H2SO4与0.1 mol·L－1NaOH反应：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1‎ B． 密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热充分反应，放出19.12 kJ热量。则Fe(s)＋S(s)===FeS(s)　ΔH＝－95.6 kJ·mol－1‎ C． 已知1 mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5 kJ，则水分解的热化学方程式：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.5 kJ·mol－1‎ D． 已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1，则可知C的燃烧热ΔH＝－110.5‎ ‎ kJ·mol－1‎ ‎【答案】B ‎6．已知以下的热化学反应方程式：‎ Fe2O3(s)＋1/3CO(g) ＝ 2/3Fe3O4(s)＋1/3CO2(g) ΔH＝－15.73 kJ/mol Fe3O4(s)＋CO(g) ＝ 3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋640.4 kJ/mol Fe2O3(s)＋3CO(g) ＝ 2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－24.8 kJ/mol 则42 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为 A． －327 kJ/mol B． ＋327 kJ/mol C． －218 kJ/mol D． ＋218 kJ/mol ‎【答案】A ‎【解析】给以上方程式依次编号 ‎①Fe2O3(s)＋1/3CO(g) ＝ 2/3Fe3O4(s)＋1/3CO2(g) ； ΔH＝－15.73 kJ/mol ‎②Fe3O4（s）+CO（g）═3FeO（s）+CO2（g）；△H=+640.4kJ/mol，‎ ‎③Fe2O3（s）+3CO（g）═2Fe（s）+3CO2（g）；△H=-24.8kJ/mol， 由盖斯定律可知，反应CO（g）+ FeO（s）═ Fe（s）+ CO2（g），可由③/2-①/2-②/3得到，所以其反应热△H=③/2-①/2-②/3=(-24.8kJ/mol)/2-(-15.73kJ/mol)/2- (+640.4kJ/mol)/3=-218kJ/mol， 28 g CO气体即1molCO还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为-218kJ/mol，42 g CO气体还原足量FeO固体时，对应反热为ΔH=－327 kJ/mol；答案选A。‎ ‎7．在其他条件相同时，反应N2+02=2NO分别在有、无催化剂时的能量变化如下图所示，下列说法中不正确的是（ ）‎ A． 该反应中反应物的总能量比生成物的总能量低 B． 加入催化剂能改变反应的焓变 C． 加入催化剂可以改变反应的活化能 D． 0.2 mol NO完全分解成N2和02时共放出热量18.26 kJ ‎【答案】B ‎8．在298K、1.01×105 Pa下，将22g CO2缓慢通入750mL 1 mol•L-1NaOH溶液中充分反应后，测得反应放热为x kJ．已知该条件下，1mol CO2缓慢通入1L 2 mol•L-1NaOH溶液中充分反应后放热为y kJ．则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是 ‎ A． CO2 (g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) △H=-(2y-x)kJ•mol-1‎ B． 2CO2 (g)+2NaOH(aq)=2NaHCO3(aq) △H=-(8x-y) kJ•mol-1‎ C． CO2 (g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) △H=-(2x-y) kJ•mol-1‎ D． CO2 (g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) △H=-(4x-y) kJ•mol-1‎ ‎【答案】D ‎【解析】根据题意，22gCO2通入1 mol•L-1NaOH溶液750mL中充分反应，n（CO2）=22g/44g/mol=0.5mol，n（NaOH）=1 mol•L-1×0.75L=0.75mol，该反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠，方程式为2CO2+3NaOH═NaHCO3+Na2CO3+H2O，由0.5molCO2反应放出热量为xKJ，则2molCO2反应放出热量为4xKJ，即热化学反应方程式为：2CO2（g）+3NaOH（aq）═NaHCO3 （aq）+Na2CO3（aq）+H2O（l）△H=-4xKJ/mol ①， 又1mol CO2通入2 mol•L-1NaOH溶液1L中充分反应放出ykJ的热量，则热化学方程式为 2NaOH（aq）+CO2（g）═Na2CO3（aq）+H2O（l）△H=-yKJ/mol ②，由盖斯定律可知，①-‎ ‎②可得，CO2 (g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) △H=-（4x-y）KJ/mol，故选D。‎ ‎9．下列说法或表示方法中正确的是 A． 相同条件下，等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，反应的热效应ΔH1>ΔH2‎ B． 由C（石墨）→C（金刚石） ΔH=+1.9kJ/mol ，可知金刚石比石墨稳定 C． 在稀溶液中，H+ (aq)+ OH－(aq) ＝H2O（l） ΔH =－57.3 kJ/mol，若将含0.5 mol硫酸的浓硫酸与含1 molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ D． 已知在101KPa时，2gH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量。则有关氢气燃烧热的热化学方程式为：2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） ΔH =+285.8kJ/mol ‎【答案】C ‎10．Li2O是离子晶体，从下图的Born−Haber循环可得出Li2O晶格能为 ( )‎ A． 598kJ·mol−1 B． -598KJ·mol−1 C． 1168kJ·mol−1 D． 2908kJ·mol−1‎ ‎【答案】D ‎【解析】图中： 2Li（晶体）+1/2O2（g）=Li2O（晶体）的△H=-598KJ·mol−1 ，Li原子的第一电离能为Li原子失去1个电子所需要的能量，所以其第一电离能为1040/2kJ·mol－1=520kJ·mol－1；O=O键键能为氧气分子变为氧原子所需能量，其键能=2×249kJ·mol－1=498kJ·mol－1；晶格能是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量，所以其晶格能为2908kJ·mol－1，故选D。‎ ‎11．过氧化氢分解反应过程中，能量变化如图所示：下列说法正确的是 A． 催化剂可以改变过氧化氢分解反应的焓变 B． MnO2或FeCl3可以催化H2O2分解反应 C． 催化剂不能改变反应路径 D． H2O2分解是吸热反应 ‎【答案】B ‎12．2mol金属钠和1mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是 A． 相同条件下，K(s)的(ΔH2′+ΔH3′)ΔH5‎ D． ΔH7<0，且该过程形成了分子间作用力 ‎【答案】D ‎13．向火箭燃料液态联氨（N2H4）中加入催化剂，发生反应：N2H4(l)=N2(g)+2H2(g) △H。‎ 已知： ①3 N2H4(l)=4NH3(g)+ N2(g) △H1=-336.6kJ/mol ‎②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H2=-92.4kJ/mol。下列说法错误的是（ ）‎ A． 使用催化剂后，反应②的正、逆反应的活化能都减小，但△H1不变 B． △H=-151.8kJ/mol C． 将28g N2和10mol H2混合充分反应，放出的热量一定小于92.4 kJ D． 联氨作为火箭燃料是一种清洁能源 ‎【答案】B ‎【解析】A，使用催化剂，反应②的正、逆反应的活化能都减小，催化剂不影响ΔH，ΔH1不变，A项正确；B，应用盖斯定律，（①-②2）3得N2H4（l）=N2（g）+2H2（g） ΔH=（ΔH1-2ΔH2）3=[-336.6kJ/mol-2（-92.4kJ/mol）]3=-50.6kJ/mol，B项错误；C，n（N2）==1mol，由于N2和H2的反应为可逆反应，所以放出的热量一定小于92.4kJ，C项正确；D，联氨在火箭中燃烧后生成N2和H2O，是一种清洁能源，D项正确；答案选B。‎ ‎14．反应2S02(g) + 02(g) 2S03(g) △H =-akJ/mol(a>0),能量变化如图所示，下列说法不正确的是（ ）‎ A． 2S02(g) + 02(g) 2S03(1) △H>-a kJ/mol B． 过程II可能使用了催化剂，使用催化剂不可以提高S02的平衡转化率 C． 反应物断键吸收能量之和小于生成物成键释放能量之和 D． 将2molS02(g)和1 mol 02(g)置于一密闭容器中充分反应后放出的热量小于a kJ ‎【答案】A ‎15．运载火箭以液氢为燃烧剂，液氧为氧化剂。已知:‎ ‎①H2(g)=H2(l)　ΔH=-0. 92 kJ·mol-1 ②O2(g)=O2(l)　ΔH=-6. 84 kJ·mol-1‎ 下列说法正确的是 A． 2 mol H2(g)与1 mol O2(g)所具有的总能量比2 mol H2O(g)所具有的总能量低 B． 氢气的燃烧热为ΔH=-241. 8 kJ·mol-1‎ C． 火箭中液氢燃烧的热化学方程式为2H2(l)+O2(l)2H2O(g)　ΔH=-474. 92 kJ·mol-1‎ D． H2O(g)变成H2O(l)的过程中，断键吸收的能量小于成键放出的能量 ‎【答案】C ‎【解析】A．由图象分析，2molH2（g）与1molO2（g）反应生成2molH2O（g），放出483.6kJ的热量，故2molH2（g）与1molO2（g）所具有的总能量比2molH2O（g）所具有的总能量高，故A错误；B．氢气的燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，故氢气的燃烧热为（483.6+88）/2=285.8kJ•mol-1，故B错误；C．由图象分析，2H2（g）+O2（g）═H2O（l）△H1=-483.6kJ•mol-1①，H2（g）=H2（l）△H1=-0.92kJ•mol-1②O2（g）=O2（l）△H2=-6.84kJ•mol-1③将①-②×2-③×2可得2H2（l）+O2（l）═2H2O（g）△H=-474.92kJ•mol-1，故C正确；D．H2O（g）生成H2O（l）为物理变化，不存在化学键的断裂和生成，故D错误；综上所述，本题选C。‎