2016-10-9

高考二轮专题复习之
化学反应与能量
[最新考纲]
1．了解化学反应中能量转化的原因，了解常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应和放热反应、焓变和反应热等概念。
3.了解热化学方程式的含义。了解盖斯定律。
4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础；了解化学在解决能源危机中的重要作用。
1．[2014·浙江理综，27(3)]煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
考点一 正确理解反应热　准确判断吸热与放热
[ 重温真题·考情 ]
假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是________。
C
2．(2013·重庆，6)已知：P4(s)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)
ΔH＝a kJ·mol－1
P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJ·mol－1
P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl键的键能为 c kJ·mol－1，PCl3中P—Cl键的键能为1.2c kJ·mol－1
下列叙述正确的是 (　　)。
A．P—P键的键能大于P—Cl键的键能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH
C
解析　A项，由于氯原子半径小于磷原子半径，所以P—P键的键能应小于P—Cl键的键能，错误。B项，由于不知PCl5(g)===PCl5(s)对应的ΔH，所以无法根据盖斯定律求得该反应的ΔH，错误。C项，P4(s)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJ·mol－1 ①
P4(s)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1 ②
①－②得
答案　C
高考定位
该考点在高考中的常见命题角度有：①以图表为命题背景，考查化学反应热效应与反应物和生成物具有的总能量、化学键的键能、正逆反应的活化能的关系及简单计算。②常见的吸热反应与放热反应的判断。③两种重要反应热的概念辨析。④物质稳定性与物质具有的能量、化学键键能大小的关系等，以选择题为主，难度不大，解题的关键是准确理解相关概念，认真分析判断。
1．三个角度理解产生化学反应热效应的原因
[ 知能突破·考点 ]
(1)从宏观角度分析：
ΔH＝____________________________________
H1生成物的总能量－H2反应物的总能量
(2)从微观角度分析：
ΔH＝________________________________________
(3)从活化能角度分析：
ΔH＝________________________________
2．常见的放热反应和吸热反应
(1)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。
(2)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。
E1反应物的键能总和－E2生成物的键能总和
E1正反应活化能－E2逆反应活化能
3．两种重要的反应热
1
1
稳定
大致相同
4.物质具有的能量与稳定性和键能的关系
物质所含能量_____，物质越_____，键能_____，断裂其化学键所需能量_____，而形成其化学键所释放的能量也_____，反之亦然。如卤化氢的稳定性按氟、氯、溴、碘依次减弱，其氢化物的能量依次增大，氢卤键的键能依次减小。
越低
稳定
越大
越高
越多
题组一　化学反应中的能量变化
1．下列说法中正确的是 (　　)。
A．凡有能量变化的过程都是化学变化
B．吸热反应只有在加热的条件下才能进行
C．放热反应可能需要在加热的条件下才能进行
D．化学反应中的能量变化都只以热能的形式表现出来
解析　有些物理变化过程也有能量的变化，A错；NH4HCO3分解是吸热反应，但不加热时也能进行，B错；化学反应中的能量变化的表现形式除热能外还有光能、电能等，D错。
答案　C
[ 题组训练·考能 ]
2．(河北普通高中质检)为探究NaHCO3、Na2CO3与1 mol·L－1盐酸反应(设两反应分别是反应Ⅰ、反应Ⅱ)过程中的热效应，进行实验并测得如下数据：
下列有关说法正确的是 (　　)。
A．仅通过实验③即可判断反应Ⅰ是吸热反应
B．仅通过实验④即可判断反应Ⅱ是放热反应
C．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是吸热反应、放热反
应
D．通过实验可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是放热反应、吸热反
应
解析　通过实验①可判断出NaHCO3溶于水吸热，通过实验①③可判断出NaHCO3与盐酸反应是吸热反应；通过实验②可判断出Na2CO3溶于水放热，通过实验②④可判断出Na2CO3与盐酸反应是放热反应。综上所述，可判断出反应Ⅰ、Ⅱ分别是吸热反应、放热反应，C项正确。
答案　C
3、[2013·北京理综，26(2)]汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

写出该反应的热化学方程式：__________________________
____________________________________________。
解析　拆开化学键吸收能量，形成化学键释放能量
N2(g)＋O2(g)===2NO(g)其ΔH计算方法如下
ΔH＝945 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×630 kJ·mol－1＝＋183 kJ·mol－1
4、 下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量（即键能，单位为kJ/mol）：化学键C-H C-F H-F F-F键能分别是414 、489、 565 、158根据键能数据计算以下反应的反应热△H：
CH4（g）+4F2（g）=CF4（g）+4HF（g）△H=
1．反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。
2．燃烧热是指101 kPa时1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，并不是1 mol可燃物燃烧时放出的热量就是燃烧热。
3．中和热不是指1 mol酸与1 mol碱中和时的热效应，而是指“生成1 mol H2O(l)”的热效应，强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O，ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。弱酸与强碱，强酸与弱碱或弱酸与弱碱反应时，因电离吸热，放出的热量减小，中和热减小。若用浓硫酸(或NaOH固体)，因溶解放热放出的热量增多，中和热增大。
————[易错警示]—————————————————
高考定位
盖斯定律在生产和科学研究中具有重要的意义，有关该规律的应用是历年高考考查的热点，其考查方式多为根据已知热化学方程式书写待求反应的热化学方程式或直接计算其反应热，在选择题和非选择题中都有所涉及，难度不大。
考点 二 盖斯定律及其重要应用
1．定律内容
一定条件下，一个反应不管是一步完成，还是分几步完成，反应的总热效应相同，即反应热的大小与_________无关，只与反应的___________有关。
[ 知能突破·考点 ]
反应途径
始态和终态
2．常用计算关系
aΔH2
－ΔH2
ΔH1＋ΔH2
3.利用盖斯定律计算反应热的技能
(1)解题思路

(2)计算模式
若有(a)A(s)＋M(g)===B(s)　ΔH1
(b)C(s)＋M(g)===D(s)　ΔH2
(c)A(s)＋D(s)===B(s)＋C(s)　ΔH3
则(c)＝(a)－(b)，即：ΔH3＝ΔH1－ΔH2
(3)计算要领
①当反应方程式乘以或除以某数时，ΔH也应乘以或除以某数。反应方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算。
②通过盖斯定律计算反应热和比较反应热的大小时，要把ΔH看作一个整体。
③在设计反应过程时常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固→液→气时，会吸热；反之会放热。
④当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
题组一　利用盖斯定律求反应焓变
1．(2014·义乌模拟)已知：
2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)　ΔH＝－701.0 kJ·mol－1
2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)　ΔH＝－181.6 kJ·mol－1
则反应Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为 (　　)。
A．＋519.4 kJ·mol－1 B．＋259.7 kJ·mol－1
C．－259.7 kJ·mol－1 D．－519.4 kJ·mol－1

答案　C
[ 题组训练·考能 ]
2．[2013·浙江理综，27(1)]捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：
解析　根据盖斯定律可知：Ⅱ式×2－Ⅰ式，即可得反应Ⅲ。
答案　2ΔH2－ΔH1
题组二　利用盖斯定律书写热化学方程式
3．(1)已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH1＝－1 275.6 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：___________________________________________
_______________________________________________。
(2)H2或CO可以催化还原NO以达到消除污染的目的。
已知：N2(g)＋O2(g)===2NO(g)
ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为__________________________________________________
__________________________________________________。
答案　(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－442.8 kJ·mol－1
(2)2H2(g)＋2NO(g)===N2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－752.1 kJ·mol－1
利用盖斯定律书写热化学方程式的思维模型
—————[思维建模]————————————————
根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数和位置对已知热化学方程式进行处理，得到变形后的新
热化学方程式
⇒
题组三　利用盖斯定律比较反应热
4．(2014·台州模拟)已知1 mol红磷转化为1 mol白磷，吸收18.39 kJ热量。
①4P(s，红)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH1
②4P(s，白)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH2
则ΔH1与ΔH2的关系正确的是 (　　)。
A．ΔH1＝ΔH2 B．ΔH1>ΔH2
C ．ΔH1<ΔH2 D．无法确定
解析　根据提供信息，由反应①减去反应②可得，4P(s，红)===4P(s，白)；ΔH＝ΔH1－ΔH2＝＋18.39 kJ·
mol－1×4＝＋73.56 kJ·mol－1，故ΔH1>ΔH2，B正确。
答案　B
5．下列两组热化学方程式中，有关ΔH的比较正确的是 (　　)。
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2

NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH4
A．ΔH1>ΔH2；ΔH3>ΔH4
B．ΔH1>ΔH2；ΔH3<ΔH4
C．ΔH1＝ΔH2；ΔH3<ΔH4
D．ΔH1<ΔH2；ΔH3>ΔH4
解析　由于H2O(g)转化为H2O(l)要放出热量，所以等物质的量的CH4(g)燃烧生成液态水时放出热量的数值要比生成气态水时的大。等物质的量的NaOH与稀醋酸、浓H2SO4恰好反应生成等物质的量的水，若不考虑浓H2SO4溶解放热和弱电解质电离吸热，应放出相同的热量。但在实际反应中，浓H2SO4溶于水时放热，使反应放出的总热量增多；醋酸是弱酸，部分CH3COOH分子在电离过程中要吸热，使反应放热减小，在比较反应热时要注意ΔH为负值。
答案　B
比较反应热大小的四个注意要点
(1)反应物和生成物的状态
物质的气、液、固三态的变化与反应
热的关系。
(2)ΔH的符号：比较反应热的大小时，
不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。
(3)参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。
(4)反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。
—————[失分防范]————————————————
（1）在25℃、101kPa下，1g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热55.6kJ．则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为  
．（2）下表中的数据表示破坏1mol化学键需消耗的能量（即键能，单位为kJ?mol-1）：化学键C-HC-FH-FF-F键能414 489 565 158根据键能数据计算以下反应的反应热△H：
CH4（g）+4F2（g）=CF4（g）+4HF（g）△H=  
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