高中化学 2021届高考二轮精品专题五 化学反应中的能量变化 学生版

这是一份高中化学 2021届高考二轮精品专题五 化学反应中的能量变化 学生版，共23页。试卷主要包含了反应中能量的变化，热化学方程式的书写，燃烧热，盖斯定律的应用等内容，欢迎下载使用。

专题 五
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化学反应中的能量变化




命题趋势

能源问题已成为全球性的热点问题，这几年高考中该类试题的数目呈上升趋势，考查的内容不断拓展，难度有所提高，过去以考查热化学方程式的书写、燃烧热、中和热等概念及热量计算为主，近两年对化学键与能量的关系、盖斯定律进行了不同程度的考查。反应热是近几年高考的重点考查内容之一，考查的内容主要有：①热化学方程式的书写及正误判断；②比较反应热的大小；③有关反应热的简单计算(应用盖斯定律计算反应热)；④化学键键能与反应热、反应热与能源的综合考查。
Ⅰ．客观题
(1)结合图像考查对反应热、吸热反应、放热反应的理解。
(2)考查热化学方程式的正误判断以及ΔH的计算及比较。
Ⅱ．主观题
化学反应原理题中根据盖斯定律书写热化学方程式、计算反应热等。
考点清单

一、反应中能量的变化
1．基本概念：
⑴反应热：在化学反应过程中放出或吸收的热量。反应热用符号“ΔH”表示。单位“kJ/mol”。
⑵吸热反应和放热反应：
在化学反应过程中，通常用E反表示反应物所具有的总能量，E生表示生成物所具有的总能量。
①若E反>E生，为放热反应；当ΔH为“－”或ΔH0，则反应为吸热反应，反之则为放热反应。
二、热化学方程式的书写
热化学方程式书写或者判断的注意事项
⑴注意ΔH的符号和单位：ΔH的单位为kJ/mol。
⑵ΔH与测定的条件有关，书写时应注明条件。若条件为25℃，103kPa，则可不注明。
⑶注意物质的聚集状态：气体用“g”、液体用“l”、固体用“s”、溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”或“↓”符号。
⑷热化学方程式中的计量数只表示物质的量，不表示分子个数，因此热化学方程式中的计量数可以是小数或分数。
⑸注意ΔH的数值与符号：如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。
⑹对于同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。
三、燃烧热、中和热
1．燃烧热
（1）定义：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。
（2）注意事项
①燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的化学方程式时，一般以燃烧物前系数为1的标准来配平其余物质的化学计量数。
②燃烧产物必须是稳定的氧化物，例如C→CO2，H→H2O(l)等。
（3）化石燃料提供能量的弊端以及预防措施：
①弊端：化石燃料为不可再生能源、燃烧产物中含有SO2造成环境污染、CO2引起温室效应。
②预防措施：开发新能源、对燃料进行脱硫或固硫处理。
2．中和热
⑴定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫做中和热。
⑵注意事项
中和反应的实质是H+和OH−反应生成H2O。若反应过程中有其他物质生成（如生成沉淀或弱电解质），则其反应热不等于中和热。
另注：


燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH
ΔH＜0，单位：kJ/mol
不同点
反应物的量
1mol（O2的量不限）
可能是1mol，也可能是0.5mol
生成物的量
不限量
H2O是1mol
反应热的含义
1mol反应物完全燃烧时放出的热量；不同反应物，燃烧热不同
生成1mol H2O时放出的热量，不同反应物的中和热大致相同，均为57.3kJ/mol









四、盖斯定律的应用
1．理论依据：反应热只与反应始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应的途径无关。
2．计算模式：

3．主要应用：计算某些难以直接测量的反应热。
4．注意事项：应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应途径。
(1)当反应式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。
(2)热化学方程式加减运算以及比较反应热的大小时，ΔH都要带“+”、“－”号进行计算、比较，即把ΔH看作一个整体进行分析判断。
(3)在设计的反应途径中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
(4)当设计的反应逆向进行时，其ΔH与正反应的ΔH数值相等，符号相反。


精题集训
（70分钟）

经典训练题

1．根据各物质间的能量循环图，下列说法正确的是（ ）

A．ΔH4>0 B．ΔH1+ΔH5=0
C．ΔH2+ΔH3+ΔH4=ΔH6 D．ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
2．恒温恒容密闭容器中同时发生反应Ⅰ和Ⅱ：

反应Ⅰ： ΔH1=+218.4kJ·mol−1
反应Ⅱ： ΔH2=-175.6kJ·mol−1
体系中c(SO2)随时间t的变化如图所示，则下列反应过程中的能量变化示意图正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．已知：2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-571.6kJ·mol−1
2CH3OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l)　ΔH=-1452kJ·mol−1
H+(aq)+OH−(aq)===H2O(l)　ΔH=-57.3kJ·mol−1
下列说法正确的是（ ）
A．CH3OH(l)的燃烧热为1452kJ·mol−1
B．同质量的H2(g)和CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多
C．H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)+H2O(l)　ΔH=-57.3kJ·mol−1
D．3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=+135.9kJ·mol−1
4．设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应：
(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=a kJ/mol
(2)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=b kJ/mol
其他数据如表：
化学键
C‒O
O‒O
C‒H
O‒H
键能/(kJ·mol−1)
798
x
413
463
下列说法正确的是（ ）
A．上表中x=
B．H2O(g)=H2O(l)的ΔS＜0，ΔH=(a-b)kJ/mol
C．当有4NA个C‒H键断裂时，反应放出的热量一定为a kJ
D．a＞b且甲烷燃烧热为b kJ/mol
5．下列关于热化学反应的描述中正确的是（ ）
A．HCN和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol
B．甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3kJ/mol，则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH＜-890.3kJ/mol
C．500℃、30MPa下，N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mo1，将1.5mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2kJ
D．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+566.0kJ/mol
高频易错题

1．已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=−566kJ·mol−1；Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=−226kJ·mol−1

根据以上热化学方程式和图像判断，下列说法正确的是（ ）
A．CO的燃烧热为283kJ
B．上图可表示由1mol CO生成CO2的反应过程和能量关系
C．2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH＜−452kJ·mol−1
D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移2×6.02×1023
2．下列关于ΔH的判断不正确的是（ ）
Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(g) ΔH1
Si(s)+2Br2(g)SiBr4(g) ΔH2
Cu(OH)2(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH3
2H2O(l)+Cu2+(aq)Cu(OH)2(s)+2H+(aq) ΔH4
A．ΔH1∆H2的是（ ）
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H1 C(s)+O2(g)=CO(g) ∆H2
②S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H1 S(g)+O2(g)=SO2(g) ∆H2
③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ∆H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H2
④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ∆H1 CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s) ∆H2
A．① B．④ C．②③④ D．①②③
11．烟气中主要污染物SO2、NOx，为消除排放、保护环境，实现绿色可持续发展。处理方法一：烟气经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NO的主要反应的热化学方程式为：
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) ∆H1
NO(g)+O2(g)=NO2(g) ∆H2
SO2(g)+O3(g)SO3(g)+O2(g) ∆H3
(1)反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的∆H=___________(用∆H1、∆H2表示)。
(2)N2和O2在一定条件下反应生成NO2的热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=NO2(g) ΔH=+34kJ·mol−1该反应为___________(“放热”或“吸热”)反应
(3)化学反应中的能量变化源自于化学反应中化学键变化时产生的能量变化。下表为一些化学键的键能：
化学键
键能(kJ·mol−1)
化学键
键能(kJ·mol−1)
N≡N
942
H-O
460
N-H
391
O=O
499
H-H
437


①写出N2和H2反应合成氨的热化学方程式：___________。
②已知：1mol H2O(g)转化为1mol H2O(l)时放出44.0kJ的热量。计算1g H2完全燃烧时放出的热量___________。H2O(g)的稳定性___________(“大于”“小于”)H2O(l)。
(4)写出NH3(g)在O2(g)中完全燃烧生成NO2(g)和H2O(g)的热化学方程式：___________
12．乙炔、乙烯均是重要的化工原料。回答下列问题：
（1）1902年，Sabatier首次发现，常压下过渡金属可以催化含有双键或叁键的气态烃的加氢反应。
①已知：C2H2(g)+H2(g)=C2H4(g) ΔH1=-174.3kJ·mol−1 K1（300K）=3.37×1024
C2H2(g)+2H2(g)=C2H6(g) ΔH2=-311.0kJ·mol−l K2（300K）=1.19×1042
则反应C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)的ΔH=________kJ·mol−1，K（300K）=______（保留三位有效数字）。
②2010年Sheth等得出乙炔在Pd表面选择加氢的反应机理（如图）。其中吸附在Pd表面上的物种用*标注。

上述吸附反应为____（填“放热”或“吸热”）反应，该历程中最大能垒（活化能）为____kJ·mol−1，该步骤的化学方程式为_____________。
（2）在恒容密闭容器中充入乙烯，一定条件下发生反应C2H4(g)C2H2(g)+H2(g)。乙烯的离解率为a，平衡时容器内气体总压强为P总，则分压p（C2H4）=_____________（用p总和a表示）。
（3）用如图装置电解含CO2的某酸性废水溶液，阴极产物中含有乙烯。

该分离膜为___（填“阳”或“阴”）离子选择性交换膜；生成乙烯的电极反应式为___________________________。


参考答案

经典训练题

1．【答案】D
【解析】A．水蒸气变为液态水为放热过程，故ΔH4