2018届一轮复习人教版化学能与热能学案(5) 5页

第六单元　化学反应与能量 第一课时　化学能与热能 考纲解读：‎ ‎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。‎ 考点一 焓变　反应热 自主梳理：‎ ‎1．化学反应的实质与特征 ‎(1)实质：反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。‎ ‎(2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化，通常主要表现为热量的变化。‎ ‎2．反应热和焓变 ‎(1)反应热：化学反应中放出或吸收的热量。‎ ‎(2)焓变：在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为ΔH，单位是 kJ/mol。‎ ‎3．吸热反应和放热反应 ‎(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析：‎ ‎(2)从化学键的变化角度分析：‎ ‎(3)常见的放热反应：‎ ‎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。‎ ‎(4)常见的吸热反应：‎ ‎①大多数分解反应；②盐类的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应；④炭和水蒸气、C和CO2的反应。‎ ‎【深度思考】判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)物质发生化学变化时都伴有能量的变化。(　　)‎ ‎(2)化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化。(　　)‎ ‎(3)放热反应在任何条件都不能发生。(　　)‎ ‎(4)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。(　　)‎ ‎(5)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热。(　　)‎ ‎(6)NH4NO3固体溶于水时吸热，属于吸热反应。(　　)‎ ‎【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×‎ 例1、如图所示是298 K、101 kPa时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述错误的是(　　)‎ A．加入催化剂，不能改变该化学反应的反应热 B．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 C．该反应的热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ/mol D．在常温、体积一定的条件下，通入1 mol N2和3 mol H2，反应后放出的热量为92 kJ ‎【答案】D ‎【解析】催化剂能改变反应的路径，降低反应的活化能，但不能改变化学反应的反应热，A项正确，B项正确；根据图像可知，1 mol N2和3 mol H2完全反应生成2 mol NH3时放出的热量为92 kJ，C项正确；因为该反应为可逆反应，反应不能进行到底，所以通入1 mol N2和3 mol H2，反应后放出的热量小于92 kJ，D项错误。‎ ‎【发散类比1】某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．该反应为放热反应 B．催化剂能改变该反应的焓变 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．逆反应的活化能大于正反应的活化能 ‎【答案】C ‎【解析】A项，由图可以看出，反应物的总能量低于生成物的总能量，故该反应为吸热反应，A错；B项，催化剂不能改变反应的焓变，B错；C项，由图像可以看出，催化剂能降低该反应的活化能，C正确；D项，由图像可以看出E1＞E2，即逆反应的活化能小于正反应的活化能，D错。‎ ‎【归纳总结】‎ ‎1.理解焓变的“四”注意 ‎(1)任何化学反应都是新键断裂，旧键形成的过程，都伴随着能量的变化。‎ ‎(2)焓变不取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小。‎ ‎(3)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，但不属于吸热反应或放热反应。在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。‎ ‎(4)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下进行。‎ ‎2.解答能量变化图像题的“三”关键 ‎(1)注意活化能在图示中的意义。‎ ‎①从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能；‎ ‎②从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能。‎ ‎(2)催化剂只影响正、逆反应的活化能，而不影响反应的ΔH。‎ ‎(3)设计反应热的有关计算时，要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。‎ 考点二 热化学方程式的书写与正误判断 自主梳理：‎ ‎1．概念：表示参与化学反应的物质的物质的量和反应热关系的化学方程式。‎ ‎2．意义：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。如2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ 表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。‎ ‎3．书写 ‎。‎ 例2、在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为______________________。‎ ‎【答案】C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1‎ ‎【解析】根据C原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀，乙醇为0.5 mol，则1 mol 乙醇燃烧放2Q kJ热量，据此可写出反应的热化学方程式：C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1。‎ ‎【发散类比2】右图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：___________________________。‎ ‎【答案】NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　 ΔH＝－234 kJ·mol－1‎ ‎【解析】由图可知，产物总能量低于反应物总能量，该反应是放热反应，ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。‎ ‎【归纳总结】“五步”突破热化学方程式的书写 例3、实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是(　　)‎ ‎①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝890.3 kJ·mol－1‎ ‎②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ ‎③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ ‎④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ A．仅有②　　　　　 B．仅有②④ C．仅有②③④ D．全部符合要求 ‎【答案】B ‎【解析】写热化学方程式时要注意其与普通化学方程式不同的几点：(1)产物的稳定状态，H2O为液态，C的稳定化合物为CO2；(2)单位是kJ·mol－1，不是kJ；(3)数值，ΔH的数值要与热化学方程式中计量系数保持一致；(4)符号，吸热用“＋”，放热用“－”。②④符合要求。‎ ‎【发散类比3】已知充分燃烧a g乙炔(C2H2)气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是(　　)‎ A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2b kJ/mol B．C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝2b kJ/mol C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b kJ/mol D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝b kJ/mol ‎【答案】C ‎【解析】由题设知2 mol CO2→2b kJ→1molC2H2，则乙炔燃烧的热化学方程式为C2H2(g)＋5/2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－2b kJ/mol。注意审题，题目并没有要求一定写表示乙炔燃烧热的热化学方程式。‎ ‎【归纳总结】“五审”突破热化学方程式的正误判断