（人教通用版）2022高考化學新一線大一輪復習 第六章 第1講 化學能與熱能講義+精練（含解析）

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1、（人教通用版）2022高考化學新一線大一輪復習 第六章 第1講 化學能與熱能講義+精練（含解析）【2019備考】最新考綱：1.了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式。2.了解化學能與熱能的相互轉化。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。3.了解熱化學方程式的含義，能正確書寫熱化學方程式。4.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。了解化學在解決能源危機中的重要作用。5.了解焓變與反應熱的含義。6.理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關反應焓變的計算。考點一焓變與反應熱(頻數(shù)：難度：)1化學反應中的能量變化(1)化學反應中的兩大變化：物質變化和能量變化。(2)化學反應中的兩大守恒

2、：質量守恒和能量守恒。(3)化學反應中的能量轉化形式：熱能、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。2焓變、反應熱(1)焓(H)用于描述物質所具有能量的物理量。(2)焓變(H)HH(生成物)H(反應物)。單位kJmol1。(3)反應熱指當化學反應在一定溫度下進行時，反應所放出或吸收的熱量，通常用符號Q表示，單位kJmol1。(4)焓變與反應熱的關系對于等壓條件下進行的化學反應，如果反應中物質的能量變化全部轉化為熱能，則有如下關系：HQp。3吸熱反應和放熱反應(1)從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析。(2)從反應熱的量化參數(shù)鍵能的角度分析有能量變化的過程不一定是放熱反應或吸熱反應，如水結

3、成冰放熱但不屬于放熱反應。化學反應是放熱還是吸熱與反應發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系。如吸熱反應NH4Cl與Ba(OH)28H2O在常溫常壓下即可進行。1(RJ必修2P374改編)下列反應中生成物總能量高于反應物總能量的是()A碳酸鈣受熱分解B乙醇燃燒C鋁粉與氧化鐵粉末反應 D氧化鈣溶于水答案A2根據(jù)RJ選修4P3圖1“化學反應體系中反應物、產物的能量和活化能的關系改變”。已知反應ABC(H0)，XC(H0可知，X的能量比A和B的能量和大。由XCH0可知，C的能量比X的能量低。答案3(溯源題)(2015北京理綜，9)最新報道：科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過

4、程的示意圖如下：判斷下列說法是否正確(1)CO和O生成CO2是吸熱反應()(2)在該過程中，CO斷鍵形成C和O()(3)CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2()(4)狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O2反應的過程()答案(1)(2)(3)(4)探源：本考題源于RJ選修4 P3“化學反應過程中的能量變化圖示”，對反應過程中能量變化問題進行了多角度考查。題組一依據(jù)圖像信息，理清活化能與焓變的關系1某反應過程中體系的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是()A反應過程可表示為ABCABCABC(反應物) (過渡態(tài))(生成物)BE1為反應物的總能量與過渡態(tài)的能量差，稱為正反應的活化能C正反應的熱效應HE1E20，所以正

5、反應為放熱反應D此圖中逆反應的熱效應HE1E20()(2)S(s)O2(g)=SO2(g)Ha kJmol1表示1 mol S和氧氣完全反應生成1 mol SO2氣體，放出熱量為a kJ()(3)C(石墨，s)=C(金剛石，s)H0，說明石墨比金剛石穩(wěn)定()(4)等質量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量更多()(5)已知： 500 ，30 MPa下，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，將1.5 mol H2和過量的N2在此條件下，充分反應，放出熱量46.2 kJ()答案(1)(2)(3)(4)(5)2下列熱化學方程式正確的是()選項已知條件熱化學方程式AH2

6、的燃燒熱為a kJmol1H2Cl22HClHa kJmol1B1 mol SO2、0.5 mol O2完全反應后，放出熱量98.3 kJ2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H98.3 kJmol1CH(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1H2SO4(aq)Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H114.6 kJmol1D31 g白磷比31 g紅磷能量多b kJP4(白磷，s)=4P(紅磷，s)H4b kJmol1解析選項A中符合已知條件的應是H2和O2反應，A錯；H應為196.6 kJmol1，B錯；選項C中由于生成BaSO4沉淀，放出的熱量大于114.

7、6 kJ，C錯。答案D【方法規(guī)律】判斷熱化學方程式的“5審法”題組二熱化學方程式的書寫角度1依據(jù)反應事實書寫熱化學方程式3依據(jù)事實，寫出下列反應的熱化學方程式。(1)在一定條件下，將1 mol N2和3 mol H2充入一密閉容器中發(fā)生反應生成氨氣，達到平衡時N2的轉化率為25%，放出Q kJ的熱量，寫出N2與H2反應的熱化學方程式_。(2)在25 、101 kPa下，一定質量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量Q kJ，其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學方程式為_。(3)已知1 mol單質Na在足量O2中燃燒，恢復至室溫，放出255.5 kJ熱量

8、，寫出該反應的熱化學方程式：_。(4)NaBH4(s)與H2O(l)反應生成NaBO2(s)和氫氣，在25 、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放熱21.6 kJ，該反應的熱化學方程式是_。答案(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H4Q kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJmol1(3)2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H511 kJmol1(4)NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H216 kJmol1【方法規(guī)律】根據(jù)反應事實，書寫熱化學方程式的程序角度2依據(jù)相關信息書寫熱化學方程

9、式4(1)(2018吉林六校聯(lián)考)一定條件下，化學反應2H2O2=2H2O的能量變化如圖所示，則反應生成液態(tài)水的熱化學方程式可表示為_。(2)用O2將HCl轉化為Cl2，可提高效益，減少污染。傳統(tǒng)上該轉化通過如下圖所示的催化循環(huán)實現(xiàn)。其中，反應為2HCl(g)CuO(s)H2O(g)CuCl2(s)H1反應生成1 mol Cl2的反應熱為H2，則總反應的熱化學方程式為_(反應熱用H1和H2表示)。答案(1)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2(abc)kJmol1(2)2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)HH1H2考點三燃燒熱中和熱能源(頻數(shù)：難度：)1燃燒熱(1)概念在25

10、 、101 kPa時，1 mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJmol1表示。燃燒熱的限定詞有常溫(25 )、恒壓(101 kPa時)、可燃物的物質的量(1 mol)、完全燃燒、穩(wěn)定的氧化物等，其中的“完全燃燒”，是指物質中下列元素完全轉變成對應的氧化物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。(2)表示的意義：例如C的燃燒熱H為393.5 kJmol1，表示在25 、101 kPa時，1 mol C完全燃燒放出393.5 kJ的熱量。(3)書寫熱化學方程式：燃燒熱是以1 mol純物質完全燃燒所放出的熱量來定義的，因此在書寫它的

11、熱化學方程式時，應以燃燒1 mol物質為標準來配平其余物質的化學計量數(shù)。例如：C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1，即C8H18的燃燒熱H為5 518 kJmol1。(4)燃燒熱的計算：可燃物完全燃燒放出的熱量的計算方法為Q放n(可燃物)|H|。式中：Q放為可燃物燃燒反應放出的熱量；n為可燃物的物質的量；H為可燃物的燃燒熱。2中和熱(1)概念：在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應生成1 mol液態(tài)H2O時的反應熱叫中和熱。(2)注意幾個限定詞：稀溶液；產物是1 mol液態(tài)H2O；用離子方程式可表示為OH(aq)H(aq)=H2O(l)H57.3 kJ

12、mol1(3)中和熱的測定裝置。(請在橫線上填寫儀器名稱)計算公式：HkJmol1t1起始溫度，t2混合溶液的最高溫度。注意事項。a泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫隔熱，減少實驗過程中的熱量損失。b為保證酸完全中和，采取的措施是堿稍過量。中和熱是強酸強堿的稀溶液生成1 mol H2O放出的熱量為57.3 kJ，弱酸弱堿電離時吸熱，生成1 mol H2O時放出的熱量小于57.3 kJ。濃硫酸稀釋時放熱，生成1 mol H2O時放出的熱量大于57.3 kJ。3能源1教材基礎知識判斷(1)化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能()(2)農村用沼氣池產生的沼氣作燃料屬于生物質能的

13、利用()(3)隨著科技的發(fā)展，氫氣將成為主要能源之一()(4)食用植物體內的淀粉、蛋白質等屬于直接利用能源()(5)糧食作物是制乙醇燃料的重要原料()(6)開發(fā)利用各種新能源，減少對化石燃料的依賴，可以降低空氣中PM 2.5的含量()(7)低碳生活注重節(jié)能減排，盡量使用太陽能等代替化石燃料，減少溫室氣體的排放()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2(RJ選修4P7 表11改編)氫氣的燃燒熱為285.5 kJmol1，則電解水的熱化學方程式為_。答案2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.0 kJ/mol3(溯源題)(2016海南化學，6)油酸甘油酯(相對分子質量884)在體

14、內代謝時可發(fā)生如下反應：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.8104 kJ，油酸甘油酯的燃燒熱為_。答案3.4104 kJmol1探源：本考題源于RJ選修4 P7“燃燒熱”，對有關燃燒熱的概念和計算進行了考查。題組一能源的開發(fā)與利用1為消除目前燃料燃燒時產生的環(huán)境污染，同時緩解能源危機，有關專家提出了利用太陽能制取氫能的構想。下列說法正確的是()AH2O的分解反應是放熱反應B氫能源已被普遍使用C2 mol液態(tài)H2O具有的總能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量D氫氣不易貯存和運輸，無開發(fā)利用價值解析2H2O(l

15、)=2H2(g)O2(g)是吸熱反應，說明2 mol液態(tài) H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運輸，所以氫能源利用并未普及，但發(fā)展前景廣闊。答案C2(2018臺州期末)合理利用燃料，減小污染符合“綠色化學”理念，下列關于燃料的說法正確的是()A“可燃冰”是將水變?yōu)橛偷男滦腿剂螧通入大大過量的空氣使燃料充分燃燒，從而達到充分利用熱能的目的C燃料的化學能可以在不同的條件下轉化為熱能、電能被人類利用D硫的燃燒熱為a kJmol1，硫燃燒熱的熱化學方程式：S(s)O2(g)=SO3(g)Ha kJmol1解析A項，“可燃冰”外觀像冰，其化學組成

16、是CH4nH2O，水的化學式為H2O，根據(jù)元素守恒知，水不能變?yōu)橛?，A錯誤；B項，氧氣助燃，所以通入足量的空氣能使燃料充分燃燒，但通入大大過量的空氣會使熱量被空氣帶走，不利于熱量的充分利用，B錯誤；C項，物質的化學能可以轉化為熱能、光能、電能等能量形式，C正確；D項，根據(jù)燃燒熱的定義，硫轉化成氣態(tài)的二氧化硫，D錯誤。答案C題組二燃燒熱、中和熱概念理解及計算3正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“”(1)已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，則H2SO4和Ba(OH)2反應的反應熱H2(57.3)kJmol1()(2)H2(g)的燃燒熱是285.8 kJmol1，則2H2

17、O(g)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJmol1()(3)燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的熱化學方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJmol1，則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJmol1()(4)已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應生成1 mol水時放出57.3 kJ的熱量()(5)葡萄糖的燃燒熱是2 800 kJmol1，則C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJmol1()(6)氫氣的燃燒熱為285.5 kJmol1，則電解

18、水的熱化學方程式為2H2O(l)2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)4一定條件下，充分燃燒一定量的丁烷(C4H10)生成二氧化碳氣體和液態(tài)水，放出熱量為Q kJ(Q0)，經測定完全吸收生成的二氧化碳需消耗5 mol/L的KOH溶液100 mL，恰好生成正鹽，則此條件下丁烷燃燒熱的H為()A8Q kJ/mol B16Q kJ/molC8Q kJ/mol D16Q kJ/mol解析5 mol/L KOH溶液100 mL含有0.5 mol的KOH，生成正鹽K2CO3，吸收CO2為0.25 mol。而1 mol丁烷中有4 mol碳原子，所以會生成

19、4 mol CO2，現(xiàn)在生成0.25 mol CO2，可知燃燒了0.062 5 mol丁烷。那么完全燃燒1 mol丁烷，會產生16Q kJ熱量，燃燒熱的H均小于零，故為16Q kJ/mol，選D。答案D【易錯警示】(1)描述反應熱時，無論是用“反應熱”、“焓變”表示還是用H表示，其后所跟數(shù)值都需要帶“”、“”符號。如：某反應的反應熱(或焓變)為HQ kJmol1或HQ kJmol1。(2)由于中和反應和燃燒均是放熱反應，表示中和熱和燃燒熱時可不帶“”號。如：某物質的燃燒熱為Q kJmol1也可表述為燃燒熱HQ kJmol1。題組三中和熱的測定誤差分析及數(shù)據(jù)處理5某實驗小組用0.50 molL1

20、 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液進行反應熱的測定，實驗裝置如圖所示。(1)寫出該反應的熱化學方程式生成1 mol H2O(l)時的反應熱為57.3 kJmol1：_。(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進行實驗，實驗數(shù)據(jù)如表所示。請?zhí)顚懕砀裰械目瞻祝簻囟却螖?shù)起始溫度t/終止溫度t2/溫度差平均值(t2t1)/H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4近似認為0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密度都是1.0 gmL1，中

21、和后生成溶液的比熱容c4.18 J(g)1。則生成1 mol H2O(l)時的反應熱H_(取小數(shù)點后一位)。上述實驗數(shù)值結果與57.3 kJmol1有偏差，產生偏差的原因不可能是_(填字母)。a實驗裝置保溫、隔熱效果差b量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)c分多次把NaOH溶液倒入盛在硫酸的小燒杯中d用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度(3)若將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1 L 1 molL1的稀鹽酸恰好完全反應，其反應熱分別為H1、H2、H3，則H1、H2、H3的大小關系為_。解析(2)第2組數(shù)據(jù)偏差較大，應舍去，其他三組的平均值為4.0 。H

22、(5030) mL1.0 gmL14.0 4.18103 kJg110.025 mol53.5 kJmol1。放出的熱量小可能是散熱、多次加入堿或起始溫度讀得較高等原因。(3)稀NaOH溶液和稀氫氧化鈣溶液中溶質都完全電離，它們的中和熱相同，稀氨水中的溶質是弱電解質，它與鹽酸的反應中NH3H2O的電離要吸收熱量，故中和熱要小一些(注意中和熱與H的關系)。答案(1)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1(2)4.053.5 kJmol1b(3)H1H20，H2H4CH1H22H3H5D2H5H10解析A項，甲醇燃燒是放熱反應，H1H3

23、BH1H3解題思路：我的答案：考查意圖：在一定條件下，利用已知反應的反應熱，根據(jù)蓋斯定律，對未知反應的反應熱進行定性地分析和定量地計算，是學習化學反應原理的重要內容，本題主要考查蓋斯定律的理解與應用，題干敘述了CuSO45H2O(s)的溶解過程，學生應借助所述信息，首先提煉出CuSO45H2O(s)溶解分解為兩個過程，再根據(jù)各個過程吸放熱情況，對反應熱關系作出判斷。通過對過程的分析與理解，考查了學生吸收化學信息并與已有知識整合，從而解決化學問題的能力。本題抽樣統(tǒng)計難度為0.352，區(qū)分度為0.261。解題思路：1 mol CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，為吸熱反應，故H10，1

24、 mol CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，為放熱過程，故H20，根據(jù)蓋斯定律得到關系式H1H2H3，分析得到答案H10DH2(g)I2(g)2HI(g)H0解析紅磷的能量低，更穩(wěn)定，B錯；氣態(tài)硫能量高，S(g)=S(s)H0，C錯；D中反應為放熱反應，H0，D錯。答案A4合成氣(CO和H2)是目前化工常用的原料，下面是用甲烷制備合成氣的兩種方法：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H1216 kJmol1；2CH4(g)O2(g)=2CO(g)4H2(g)H272 kJmol1。其中一個反應的反應過程與能量變化關系如圖所示。則下列說法正確的是()AE1表示2CH4(g)O2(

25、g)=2CO(g)4H2(g)的活化能BE2表示CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)的活化能C該圖示為反應的反應過程與能量變化示意圖D一般情況下，加入催化劑，既能降低E1，也能降低E2，但不能改變E1與E2的差值解析圖示表示的反應為吸熱反應，反應為吸熱反應，反應為放熱反應，所以選項C錯誤；針對反應，E1表示正反應的活化能，E2表示逆反應的活化能，所以選項A、B錯誤；加入催化劑，能夠降低活化能，但不能改變反應的反應熱，而E1與E2的差值就是該反應的反應熱，所以選項D正確。答案D5表中是環(huán)己烯()、環(huán)己二烯()與H2完全加成時的熱效應?；衔颒22H2H/(kJmol1)119.7232

26、.7根據(jù)表中數(shù)據(jù)能判斷的是()A環(huán)己二烯與H2的反應劇烈B環(huán)己烯和環(huán)己二烯儲存能量的相對高低C環(huán)己烯和環(huán)己二烯相互轉化的熱效應D環(huán)己烯和環(huán)己二烯的熱穩(wěn)定性解析反應放出熱量的多少，不能作為反應劇烈程度的標志，A選項錯；由題中數(shù)據(jù)無法判斷環(huán)己烯、環(huán)己二烯儲存能量的相對高低，故無法比較二者的熱穩(wěn)定性，因此B、D錯誤；由題中數(shù)據(jù)可寫出以下熱化學方程式： (l)H2(g)= (l)H119.7 kJmol1； (l)2H2(g)= (l)H232.7 kJmol1。依據(jù)蓋斯定律得到 (l)= (l)H2(g)H113 kJmol1，所以可判斷環(huán)己烯和環(huán)己二烯轉化的熱效應，故C正確。答案C6(2017文昌

27、模擬)已知X、Y、Z、W有如圖所示的轉化關系，已知焓變：HH1H2，則X、Y不可能是()AC、CO BAlCl3、Al(OH)3CFe、Fe(NO3)2 DNa2O、Na2O2解析根據(jù)HH1H2分析X、Y、Z之間的轉化符合圖示即可。，A正確；，B正確；，C正確；Na2O、Na2O2不符合上述轉化關系，D錯誤。答案D7已知化學鍵的鍵能：SiO460 kJmol1；O=O498.8 kJmol1；SiSi176 kJmol1。晶體硅在氧氣中燃燒生成二氧化硅晶體，熱化學方程式為Si(s)O2(g)=SiO2(g)H，其反應過程與能量變化如圖所示。下列說法正確的是()AH920 kJmol1BH674.8 kJmol1CH989.2 kJmol1DHac解析硅和二氧化硅均是原子晶體，其中在晶體硅中每個硅原子形成2個SiSi鍵，在二氧化硅晶體中每個硅原子形成4個SiO鍵。由于反應熱等于斷裂舊化學鍵吸收的能量與形成新化學鍵所放出的能量的差值，則反應Si(s)O2(g)=SiO2(g)的反應熱H2176 kJmol1498.8 kJmol14460 kJmol1989.2 kJmol1，A、B項錯誤，C項正確。Hba，D項錯誤。答案C8(2017江蘇化學，8)通過以下反應可獲得新型能源二甲