2022高考化學 專題16 化學反應及能量變化（一）考點講解

《2022高考化學 專題16 化學反應及能量變化（一）考點講解》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2022高考化學 專題16 化學反應及能量變化（一）考點講解（8頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022高考化學 專題16 化學反應及能量變化（一）考點講解【考情報告】考查角度考查內(nèi)容命題特點熱化學方程式的書寫蓋斯定律的應用反應熱的計算化學反應與能量是近幾年高考的“熱點”問題，主要以選擇題和填空題的形式呈現(xiàn)。利用能量、鍵能以及蓋斯定律等方法進行反應熱的計算?！究枷蝾A測】 化學反應與能量是高考的必考點，主要考查三方面的內(nèi)容：反應熱概念的理解及計算;熱化學方程式的正誤判斷與書寫；蓋斯定律及其應用。題型以選擇題和填空題形式出現(xiàn)，難度適中。預計2014年高考仍將以熱化學方程式的書寫、物質(zhì)能量高低與穩(wěn)定性的關系、燃燒熱和中和熱的概念、反應熱的計算、化學鍵與能量間的關系、蓋斯定律等為主，題型以選擇題

2、為主，蓋斯定律的應用還可能會出現(xiàn)在填空題中。由于能源問題已成為社會熱點，從能源問題切入，從不同的角度設問，結(jié)合新能源的開發(fā)，把反應熱與能源結(jié)合起來進行考查，將是2019年的一個命題熱點，在二輪復習時一定要引起注意?？傊畯慕鼛啄旮呖荚囶}分析來看，本講所考查內(nèi)容仍以傳統(tǒng)考點為主，復習時要把握基本傳統(tǒng)知識?！窘?jīng)典在線】1. 知識梳理一、熱化學方程式1概念：能夠表示反應熱的化學方程式叫熱化學方程式。2表示的意義：不僅表示了化學反應中的物質(zhì)變化，也表明了化學反應中的能量變化。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，表示在常溫常壓下2molH2(g)和 1molO2(g)完全反

3、應生成2 mol液態(tài)水時 放出571.6 kJ的熱量。3.注意事項.物質(zhì)狀態(tài)物質(zhì)所處的狀態(tài)不同，H值不同，所以必須注明物質(zhì)狀態(tài)。固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)、溶液分別用符號s、l、g、aq表示。反應條件(1)熱化學方程式不用標反應條件。如氫氣在空氣中燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式為：H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1，不用標明反應條件“燃燒”。(2)不管反應是可逆反應還是不可逆反應，熱化學方程式中的熱效應都是指完全反應時的熱效應。(3)在25，101 kPa進行的反應，可不標明溫度和壓強，不在此條件下進行的反應需要標明溫度和壓強。反應熱(H)(1)單位：kJmol1。(2)符

4、號：放熱反應為“”；吸熱反應為“”?；瘜W計量數(shù)(1)化學計量數(shù)表示的是物質(zhì)的量。(2)化學計量數(shù)可以為分數(shù)。(3)H的數(shù)值與對應的熱化學方程式中化學計量數(shù)有關。如：H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)Ha kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)Hb kJmol1則a、b的關系為：b2a。正、逆反應的H的關系逆反應和正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)Hb kJmol12H2O(l)=2H2(g)O2(g)Hc kJmol1，則cb。二、中和反應的反應熱與燃燒熱比較項目燃燒熱中和反應的反應熱相同點能量變化放熱反應HH 0，單位： kJmol1

5、不同點反應物的量1mol(O2的數(shù)量不限)可能是1 mol，也可能是0.5 mol反應熱的含義298K、101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時所放出的熱量；不同反應物，燃燒熱不同.稀溶液中強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1 mol H2O時所釋放的熱量，均約為57.3 kJmol11. 燃燒熱是反應熱的一種形式。使用燃燒熱的概念時要理解下列要點：(1)規(guī)定是在101 kPa壓強下測出的熱量。因為壓強不同，同一反應的反應熱有所不同。(2)規(guī)定可燃物的物質(zhì)的量為1 mol。(3)規(guī)定生成物為穩(wěn)定的氧化物。例如：CCO2、HH2O(l)、SSO2等。(4)敘述燃燒熱時，用正值，在熱化學方

6、程式中用H表示時取負值。例如CH4的燃燒熱為890 kJ/mol，而H890 kJ/mol。2. 中和熱是反應熱的一種形式。使用中和熱的概念時要理解下列要點：(1)酸堿反應是在稀溶液中，指一般酸堿物質(zhì)的量濃度1mol/L。（2）中和熱不包括濃溶液的稀釋熱、電解質(zhì)的溶解熱、電離熱、生成熱等其他熱效應。（3）中和熱熱化學方程式，規(guī)定水的物質(zhì)的量為1mol。（4）敘述中和熱時，用正值，在熱化學方程式中用H表示時取負值。例如稀硫酸和KOH的中和熱為57.3 kJ/mol，而H57.3 kJ/mol。三、反應熱的計算1.根據(jù)反應物和生成物的能量計算根據(jù)反應熱的定義可以對反應熱進行計算：H=生成物的總能量

7、-反應物的總能量。2.利用蓋斯定律進行計算化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)(各反應物)和終態(tài)(各生成物)有關，而與反應的途徑無關。即不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。如：H=H1H23.根據(jù)反應物和生成物的鍵能計算H=反應物的鍵能總和生成物的鍵能總和。根據(jù)鍵能計算反應熱的關鍵是找出反應物和生成物所含共價鍵的數(shù)目，要注意晶體結(jié)構中化學鍵的情況。計算要領當反應方程式乘以或除以某數(shù)時，H也應乘以或除以某數(shù)。反應式進行加減運算時，H也同樣要進行加減運算，且要帶“”、“”，即把H看作一個整體進行運算。通過蓋斯定律計算反應熱和比較反應熱的大小時，同樣要把H看作一個整體。在設計反應過程

8、時常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固液氣時，會吸熱；反之會放熱。當設計的反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。在進行有關反應熱的計算時常見失誤點有：(1)根據(jù)已知的熱化學方程式進行計算時，要清楚已知熱化學方程式的化學計量數(shù)表示的物質(zhì)的量與已知物質(zhì)的量之間的比例關系，然后進行計算。(2)根據(jù)化學鍵斷裂和形成過程中的能量變化計算反應熱時，須注意斷鍵和成鍵的總數(shù)，必須是斷鍵和成鍵時吸收或放出的總能量。(3)運用蓋斯定律進行計算，在調(diào)整方程式時，要注意H的正負和數(shù)值也要隨之調(diào)整。2.經(jīng)典精講例1.（2013全國新課標卷I，28）二甲醚（CH3OCH3）是無色氣體，

9、可作為一種新型能源，由合成氣（組成為H2、CO、和少量CO2）直接制備二甲醚，其中主要過程包括以下四個反應： 甲醇合成反應：CO(g）+ 2H2(g)CH3OH(g)H1=-90.1 kJmol-1 CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H2=-49.0 kJmol-1 水煤氣變換反應：CO(g) + H2O (g)CO2(g)+H2(g)H3=-41.1 kJmol-1 二甲醚合成反應： 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H4=-24.5 kJmol-1 Al2O3是合成氣直接制備二甲醚反應催化劑的主要成分之一。工業(yè)上從鋁土礦制備較高純度Al2O3的

10、主要工藝流程是 （以化學方程式表示） 。分析二甲醚合成反應對于CO轉(zhuǎn)化率的影響 。 由H2和CO直接制備二甲醚（另一產(chǎn)物為水蒸氣）的熱化學方程式為 。有研究者在催化劑（含Cu-Zn-Al-O和Al2O3），壓強為5.0MPa的條件下由H2和CO直接制備二甲醚，結(jié)果如下圖所示。其中CO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的原因是_。 二甲醚直接燃料電池具有啟動快，效率高等優(yōu)點，其能量密度高于甲醇直接燃燒燃料電池（5.93kWhkg-1），若電解質(zhì)為酸性，二甲醚直接燃料電池的負極反應為_。 一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化，可以產(chǎn)生_個電子的電量；該電池理論輸出電壓1.20V，能量密度E=_（列式計算，能量密度=電

11、池輸出電能/燃料質(zhì)量，1kWh=3.6105J ） 【答案】（1）Al2O3（鋁土礦）+2NaOH+3H2O2NaAl(OH)4；NaAlO2+CO2+2H2ONaHCO3+Al(OH)3； 2Al(OH)3Al2O33H2O(2)消耗甲醇，促進甲醇合成反應平衡向右移，CO轉(zhuǎn)化率增大；生成的H2O，通過水煤氣變換反應消耗（2）合成二甲醚消耗甲醇，對于CO參與的反應相當于減小生成物的濃度，有利于平衡向右移動，使CO的轉(zhuǎn)化率提高。（3）根據(jù)蓋斯定律可知，將2即得到反應2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，所以該反應的放熱H90.1 kJ/mol224.5 kJ/mol204

12、.7kJ/mol。（4）該反應分子數(shù)減小，壓強升高使平衡右移，CO和H2的轉(zhuǎn)化率增大，CH3OCH3產(chǎn)率增加。壓強升高使CO和H2的濃度增加，反應速率增大。（5）原電池中負極失去電子，所以負極電極反應式是CH3OCH312e3H2O2CO212H；二甲醚中碳原子的化合價是2價，反應后變?yōu)?價，失去6個電子，所以一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化，可以產(chǎn)生12個電子的電量；由于能量密度電池輸出電能/燃料質(zhì)量，所以該電池的能量密度【2018江蘇卷】下列說法正確的是A氫氧燃料電池放電時化學能全部轉(zhuǎn)化為電能B反應4Fe(s)+3O2(g)2Fe2O3(s)常溫下可自發(fā)進行，該反應為吸熱反應C3 mol H2

13、與1 mol N2混合反應生成NH3，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于66.021023D在酶催化淀粉水解反應中，溫度越高淀粉水解速率越快【答案】C【解析】分析：A項，氫氧燃料電池放電時化學能不能全部轉(zhuǎn)化為電能，理論上能量轉(zhuǎn)化率高達85%90%；B項，反應4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）的S0，該反應常溫下可自發(fā)進行，該反應為放熱反應；C項，N2與H2的反應為可逆反應，3molH2與1molN2混合反應生成NH3，轉(zhuǎn)移電子數(shù)小于6mol；D項，酶是一類具有催化作用的蛋白質(zhì)，酶的催化作用具有的特點是：條件溫和、不需加熱，具有高度的專一性、高效催化作用，溫度越高酶會發(fā)生變性，催化活性降低。例2.在

14、1200時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應H2S（g）+ O2(g)=SO2(g)+H2O(g)H12H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g) H2H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g) H32S(g) =S2(g) H4則H4的正確表達式為A.H4（H1H23H3）B.H4（3H3H1H2）C.H4（H1H23H3） D.H4（H1H23H3）【答案】A【解析】考察蓋斯定律。根據(jù)S守恒原理，要得到方程式4，可以用（方程式1+方程式23方程式2）；即選擇H4的正確表達式為H4（H1H23H3），即選項A正確。.【經(jīng)典考題3】CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（

15、g）H0，在其他條件不變的情況下A加入催化劑，改變了反應的途徑，反應的H也隨之改變B改變壓強，平衡不發(fā)生移動，反應放出的熱量不變C升高溫度，反應速率加快，反應放出的熱量不變D若在原電池中進行，反應放出的熱量不變【答案】B【經(jīng)典考題4】【2018屆余姚中學模擬考】H2O2(l)在有MnO2條件下和無MnO2條件下分解的能量變化如圖所示。下列說法正確是A有MnO2 條件下的反應曲線是a曲線B該反應能量變化類型與CaCO3分解反應相同C加催化劑后，正反應速率加快，逆反應速率減小Db曲線的熱化學方程式為：H2O2(l) =H2O(l) +1/2O2(g) H= ( E1 - E2 )KJ mol-1【

16、答案】D【解題技巧】1.在熱化學方程式的書寫和判斷正誤時，常見失誤點有：(1)忽視H的正負。(2)忽視H的數(shù)值與化學計量數(shù)有關。化學計量數(shù)發(fā)生變化時，H的數(shù)值要相應變化。(3)忽視物質(zhì)的狀態(tài)不同H的數(shù)值也不同。2.利用蓋斯定律計算反應熱的模式與要領(1)計算模式方式一若有(a)A(g)M(g)=B(g)H1(b)A(l)M(g)=B(g)H2(c)A(g)=A(l)H3則(c)(a)(b)，即：H3H1H2。方式二若有(a)A(s)M(g)=B(s)H1(b)C(s)M(g)=D(s)H2(c)A(s)D(s)=B(s)C(s)H3則(c)(a)(b)，即：H3H1H2。(2)計算要領當反應方程式乘以或除以某數(shù)時，H也應乘以或除以某數(shù)。反應式進行加減運算時，H也同樣要進行加減運算，且要帶“”、“”，即把H看作一個整體進行運算。通過蓋斯定律計算反應熱和比較反應熱的大小時，同樣要把H看作一個整體。在設計反應過程時常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固液氣時，會吸熱；反之會放熱。當設計的反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。