专题八 化学能与热能（讲义）——高考化学二轮复习讲练测合集

这是一份专题八 化学能与热能（讲义）——高考化学二轮复习讲练测合集，共14页。试卷主要包含了化学反应中的能量变化，中和热的测定，正确理解活化能与反应热的关系，常见的能源类型等内容，欢迎下载使用。

考法1、化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。
(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。
1、吸热反应与放热反应（从三个角度理解产生化学反应热效应的原因）
（1）从能量高低角度理解
ΔH＝H1(生成物的总能量)－H2(反应物的总能量)
从微观角度理解
ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和
从活化能角度理解
ΔH＝E1(正反应活化能)－E2(逆反应活化能)
【常见的放热反应和吸热反应】
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物质的缓慢氧化等。
吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O
与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
燃烧热和中和热
(1)燃烧热
①概念：在101 kPa时，1 ml纯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。
其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。
②在书写热化学方程式时，应以燃烧1 ml物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)＋eq \f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝-5 518 kJ·ml－1。
(2)中和热
①概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_ml液态H2O时的反应热叫中和热。
②用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l) ΔH＝-57.3 kJ·ml－1。
3、中和热的测定
【注意事项】
①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。
②为保证酸完全中和，采取的措施是使碱稍过量。
4、正确理解活化能与反应热的关系
(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1=E2+|ΔH|。
5、常见的能源类型
真题赏析：【2022·湖南卷】（双选）反应物（S）转化为产物（P或P·Z）的能量与反应进程的关系如下图所示：
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是( )
A.进程Ⅰ是放热反应 B.平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D.进程Ⅳ中，Z没有催化作用
答案：AD
解析：
考法2、热化学方程式
1、热化学方程式书写步骤
【注意】
（1）ΔH与反应的“可逆性”
可逆反应的ΔH表示反应完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。如 ΔH＝－92.4 kJ·ml－1。表示在298 K时，1 ml N2(g)和3 ml H2(g)完全反应生成2 ml NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 ml N2(g)和3 ml H2(g)充分反应，不可能生成2 ml NH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4 kJ。
（2）物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，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。
“五审”法突破热化学方程式的正误判断
真题赏析：【2023·1浙江卷】标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是( )
A.
B.可计算Cl—Cl键能为
C.相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：
答案：C
解析：图解剖析
根据历程Ⅰ，的，根据历程Ⅱ，的反应热，则，A项正确；根据图示，Cl（g）的相对能量为，由于的相对能量为0，故的，即Cl—Cl键能为，B项正确；历程Ⅱ使用了催化剂Cl，催化剂不能使平衡发生移动，则的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，C项错误；历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应为活化能最小的反应，即 ，D项正确。
考法3、反应热的计算与比较
1、盖斯定律
应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：
(1)参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般为2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘或除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，可得出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式ΔH之间的换算关系。
(2)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号。
(3)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
(4)在涉及反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
步骤如下：
2、反应热大小比较法——盖斯定律“矢量三角”
(1)同一个反应，生成物的状态不相同
有如下两个热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2 (ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。
结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：
依据盖斯定律得ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3ΔH2。
（2）同一个反应，反应物的状态不相同
有如下两个热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。
结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：
依据盖斯定律得ΔH3＋ΔH1＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3ΔH2。
（3）对于不同反应，当它们之间有关联时
有如下两个热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)==CO(g) ΔH2 (ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。
结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：
依据盖斯定律得ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，即ΔH1－ΔH2＝ΔH3ΔH1。
1.下列有关热化学方程式的叙述正确的是( )
A.已知甲烷燃烧热为，则
B．由，可知将1 ml（g）置于密闭容器中充分反应后放出热量56.9kJ
C.由，可知含1 ml 的溶液与含1 ml NaOH的溶液混合，放出热量57.3 kJ
D.已知101 kPa时，，则1mlC（s）完全燃烧放出的热量大于110.5kJ
2.反应过程中的能量变化如图所示（图中表示无催化剂时正反应的活化能，表示无催化剂时逆反应的活化能）。下列有关叙述不正确的是( )
A.该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数
B.500℃、101 kPa下，将1 ml和0.5ml置于密闭容器中充分反应生成放出热量，其热化学方程式为
C.该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能
D.，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热
3.（1）正丁烷除直接用作燃料外，还用作亚临界生物技术提取溶剂、制冷剂和有机合成原料。已知：
是以物质的量分数表示的平衡常数，对于反应，，为各组分的物质的量分数。
反应1、2、3的与温度的变化关系如图所示：
①反应1中正反应的活化能_____逆反应的活化能（填“大于”“等于”或“小于”）。
②稳定性A_____B（填“大于”或“小于”）。
③的数值范围是_____（填标号）。
A.1
（2）丙烯是工业上合成精细化学品的原料，随着天然气和页岩气的可用性不断提高，制取丙烯的技术越来越得到人们的关注。
主反应Ⅰ：；
副反应Ⅱ：
已知、丙烷（）和丙烯（）的燃烧热（）分别是-285.8、-2 220和-2 051，则____。主反应Ⅰ在______（填“高温”“低温”或“任意温度”）时能自发进行。
4.某反应可有效降低汽车尾气污染物排放，其反应热。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示（TS表示过渡态）。下列说法正确的是( )
A.
B.三个基元反应中只有③是放热反应
C.该化学反应的速率主要由反应②决定
D.该过程的总反应为
答案以及解析
1.答案：D
解析：甲烷的燃烧热为890.3，则，A错误；该反应是可逆反应，将1ml置于密闭容器中充分反应，放出的热量小于56.9kJ，B错误；醋酸是弱酸，其电离过程是吸热过程，故含1ml的溶液与含1ml NaOH的溶液混合，放出的热量小于57.3 kJ，C错误；已知101 kPa时，，则1mlC（s）完全燃烧生成放出的热量大于110.5kJ，D正确。
2.答案：B
解析：由图中反应物总能量与生成物总能量的大小关系可知，该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数，A正确；由于该反应为可逆反应，500℃、101kPa下，将1ml（g）和0.5ml（g）置于密闭容器中充分反应得不到1ml（g），所以的反应热不等于，B错误；该反应为放热反应，其