2021届课标版高考化学一轮复习教师用书：专题十二 化学能与热能

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专题十二 化学能与热能


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考点1　化学反应中能量变化的有关概念
1.[2018北京,7,6分]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C—H键发生断裂
C.①→②放出能量并形成了C—C键
D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率

本题体现了化学学科核心素养之宏观辨识与微观探析中“能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题”的要求。利用分子模型考查化学变化中的微观想象是近年北京卷高考化学命题的一大特色,高三复习备考过程中,需要适当多关注这类试题。
解题模型:链接考法1命题角度2

2.[2018海南,12,4分][双选]炭黑是雾霾中的重要颗粒物,研究发现它可以活化氧分子,生成活化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法正确的是(　　)

A.每活化一个氧分子吸收0.29 eV的能量
B.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42 eV
C.氧分子的活化是O—O的断裂与C—O键的生成过程
D.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂
利用活化过程能量变化模拟图,考查“宏观辨识与微观探析”的核心素养。读图时要注意模型中键的断裂与形成,及每步活化的能量变化。
解题模型:链接考法1命题角度1

考点2　热化学方程式
3.[2019湖南四校摸底调研联考]H2O2(l)在有MnO2条件下和无MnO2条件下分解的能量变化如图所示。下列说法错误是(　　)
A.有MnO2条件下的变化曲线是b曲线
B.该反应能量变化类型与氢气燃烧反应的相同
C.加MnO2后,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.该反应的热化学方程式为H2O2(l)H2O(l)+12O2(g)　ΔH=(E1-E2) kJ·mol-1

《考试大纲》要求“了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用”,该要求在近年高考中有明显的体现,解题时要理解实质——催化剂能降低化学反应的活化能,而不能改变化学反应的焓变。
解题模型:链接考法2命题角度2

4.[2017全国卷Ⅰ,28(2),5分]下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算,可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为　　　　　　　　、　　　　　　　　　,制得等量H2所需能量较少的是　　　　　　　　。 
试题设计形式新颖,侧重考查考生的阅读理解能力及必备知识。热化学方程式的书写既要注意标明物质的状态,又要注意化学计量数与焓变的对应关系。
解题模型:链接考法2命题角度2

考点3　盖斯定律的应用及反应热的计算和大小比较
5.[2019浙江4月选考,23,2分]MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
　　　M2+(g)+CO32-(g)　　M2+(g)+O2-(g)+CO2(g)

　　　　MCO3(s)　　　　　 MO(s)+CO2(g)
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是(　　)
A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
比较焓变大小时,要注意放热时焓变是带负号的。
解题模型:链接考法4命题角度

6.(1)[2019全国卷Ⅲ,28(2)改编]已知:
CuCl2(s)CuCl(s)+12Cl2(g)　ΔH1=83 kJ·mol-1
CuCl(s)+12O2(g)CuO(s)+12Cl2(g)　ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)　ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=　　　kJ·mol-1。 
(2)[2017全国卷Ⅲ,28(3),2分]已知:As(s)+32H2(g)+2O2(g)H3AsO4(s)　ΔH1
H2(g)+12O2(g)H2O(l)　ΔH2
2As(s)+52O2(g)As2O5(s)　ΔH3
则反应As2O5(s)+3H2O(l)2H3AsO4(s)的ΔH=　　　　。
 盖斯定律的应用及焓变与键能的关系,是高考的高频考点,本题思维容量不大,主要考查盖斯定律的灵活运用。
解题模型:链接考法3命题角度2

考点1　化学反应中能量变化的有关概念




考法1化学反应中的能量变化
命题角度1　结合能量变化图像判断吸热反应和放热反应
1 [2015北京,9,6分]最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下:

下列说法正确的是
A.CO和O生成CO2是吸热反应
B.在该过程中,CO断键形成C和O
C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
本题主要考查化学反应与能量变化,意在考查考生灵活运用所学知识的能力。根据能量变化示意图可以判断该反应为放热反应,A项错误;根据反应过程示意图可以看出CO中的碳氧键没有断裂,B项错误;CO2中含有极性键,C项正确;状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O形成CO2的过程,D项错误。
C
考法点睛·学习理解
解答本题的关键是将能量变化图像和反应过程示意图对照起来,正确提取反应过程图像中的能量变化信息。由题中左图信息可知,状态Ⅰ→状态Ⅲ,放出热量,从而判断A项正误;由题中右图信息可知,状态Ⅰ→状态Ⅱ→状态Ⅲ的反应过程,从而判断B、D项正误。
考点扫描
1.[2016海南,11改编]由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。

(1)由X→Y 反应的ΔH=E5-E2(　)
(2)由X→Z反应的ΔH0,则金刚石比石墨稳定
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则中和热的热化学方程式为NaOH+HClNaCl+H2O　ΔH=-57.4 kJ·mol-1
D.已知C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1,C(s)+12O2(g)CO(g)　ΔH2;则ΔH10,则石墨能量较低,更稳定,故B错误;含20.0g(即0.5mol)NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.4kJ·mol-1,故C错误;已知C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1,C(s)+12O2(g)CO(g)　ΔH2,完全燃烧时放出的热量多,故ΔH1ΔH5,C项正确;NaCl为离子化合物,不能形成分子间作用力,D项错误。
5.C　ΔH有正、负之分,比较时要连同“+”“-”在内一起比较,类似数学中的正、负数大小的比较。①中第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得CO(g)+12O2(g)CO2(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2,该反应为放热反应,即ΔH1-ΔH2ΔH6;④碳酸钙分解吸收热量,ΔH7>0,CaO与H2O反应放出热量,ΔH8ΔH8。