1、第 6 讲 抓住三点，快速复习“化学反应与能量”化学反应与能量属于化学基本理论部分，理论性强，具有一定的难度，一直是高考考查的重点内容，既有对单一知识点的考查，也有对多个知识点的考查。复习时要紧紧抓住如下三点：对相关概念的理解、热化学方程式的书写与判断、反应热的计算与比较，提高复习的效率。1化学反应与能量变化的相关概念(1)熟悉相关概念，理解变化原因相关概念有吸热反应、放热反应等。复习时，一是要熟悉哪些反应分别属于这两类反应(可燃物燃烧、酸碱中和反应、大多数化合反应、金属跟酸的置换反应、物质的缓慢氧化等是放热反应；大多数分解反应、盐的水解、Ba(OH) 28H2O与 NH4Cl 反应、碳和水蒸
2、气、碳和二氧化碳反应等是吸热反应 )，二是要理解反应前后能量发生变化的原因。(2)对比分析“ 三热” ，跳出认识误区“三热”是指反应热、燃烧热和中和热，可用对比法深化对这三个概念的理解，明确它们的区别与联系，避免认识错误。 “三热”概念理解的常见误区有：反应热不一定就是焓变，恒温恒压下的反应热为焓变；反应热有正负。物质具有的能量高低与化学键的键能不同，键能越大，化学键越难断裂，物质越稳定，具有的能量越低，不是越高。不同状态的同一物质所具有的能量不同，气态最高。燃烧热的限定词“1 mol”、 “完全燃烧” 、 “稳定”等，其中的“完全燃烧”是指物质中下列元素完全转变成对应的稳定的氧化物：CCO
3、2(g)，H H 2O(l)，SSO 2(g)等。中和热的限定词“稀溶液” 、 “1 mol”、 “液态 H2O”；用离子方程式可表示为OH (aq)H (aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1 。【例 1】 反应 AB C(H0)分两步进行： A B X (H 0)，X C(H 0) 。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 ( )【例 2】 过渡态理论认为：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图 1 是 1 mol NO2与 1 mol CO 恰好反应生成 CO2 和 NO 过程中的能量变化示意图。(1)试写出 NO
4、2 和 CO 反应的热化学方程式：_。该反应的活化能是_kJmol 1 。(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为_，该反应的活化能为_kJmol 1 。(3)图 2 是某学生模仿图 1 画出的 NO(g)CO 2(g)=NO2(g)CO(g)的能量变化示意图。则图中 E3_kJmol 1 ，E 4_kJmol 1 。2热化学方程式的书写与判断(1)书写热化学方程式时的“五个”注意注意标明物质的聚集状态，常用 s、l、g、aq 分别表示固体、液体、气体、溶液。注意 H 的符号 (或)、数值和单位(kJmol 1 )书写要正确。注意热化学方程式的化学计量数要与 H
5、相对应，可以是整数，也可以是分数。注意标明 H 测定的条件(温度、压强等)，绝大多数 H 是在 25 、101 kPa下测定的，可不注明。注意对燃烧热或中和热的要求，如表示燃烧热的方程式中可燃物前的系数必须为“1”。(2)判断热化学方程式正误的“四看”法看各物质的聚集状态是否正确；看 H 的符号是否正确；看反应热的单位是否为 kJmol1 ；看反应热的数值与化学计量数是否对应。【例 3】 写出下列反应的热化学方程式：(1)在 25 、101 kPa 下，已知 13.5 g 的铝固体单质在氧气气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热 419 kJ，该反应的热化学方程式是_。(2)已知反应 A 为 4H
6、ClO 2 2Cl22H 2O，反应中 4 mol HCl 被氧化，= = = = =CuO/CuCl2 400 放出 115.6 kJ 的热量。该反应的热化学方程式是_。(3)已知拆开 1 mol HH 键、1 mol NH 键、1 mol NN 键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则 N2 与 H2 反应生成 NH3 的热化学方程式为_。(4)在 25 、101 kPa 下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量 Q kJ，其燃烧生成的 CO2 用过量饱和石灰水吸收可得 100 g CaCO3 沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_。(5)将煤转化为水煤气的主要化学反应为
7、 C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g)；C(s)、CO(g) 和 H2(g)完全燃烧的热化学方程式为 C(s)O 2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1H2(g) O2(g)=H2O(g) H242.0 kJmol 112CO(g) O2(g)=CO2(g) H283.0 kJmol 112写出 C(s)与水蒸气反应的热化学方程式：_ 。(6) 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：_。3反应热的计算与比较(1)反应热的计算方法根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比；根据反应物和生成物的能量之和计
8、算：H生成物的能量之和反应物的能量之和；根据反应物和生成物的键能之和计算：H反应物的键能之和生成物的键能之和；根据盖斯定律计算：先调整热化学方程式的化学计量数，再进行叠加，最后求算 H；根据物质燃烧放热的数值计算：H 。Q（放 ）n（可 燃 物 ）(2)反应热的比较方法利用物质的气、液、固三态变化的热效应：A(g)B(g) C(g) H 10A(g)B(g) C(l) H20生成液态物质 C 比生成气态物质 C 放出更多的能量，所以 H1H 2。运用盖斯定律，作差法比较。如：C(s)O 2(g)=CO2(g) H 10C(s) O2(g)=CO(g) H2012两式相减整理得 CO(g) O2
9、(g)=CO2(g)12HH 1H 2，由于 H0，所以 H1 H2。【例 4】 根据题目信息填空：(1)白磷与氧气可发生如下反应：P 45O 2 =P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 PP a kJmol1 、P O b kJmol1 、P= =O c kJmol1 、O= =Od kJmol1 。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H_。(2)碘也可用作心脏起搏器电源锂碘电池的材料。该电池反应为 2Li(s)I 2(s)=2LiI(s) H已知：4Li(s) O 2(g)=2Li2O(s) H 14LiI(s)O 2(g)=2I2(s)2Li 2O(s) H2则电池反应
10、的 H_。(3)目前 NH3 和(NH 4)2CO3 已经被用作工业捕碳剂，它们与 CO2 可发生如下可逆反应：反应：2NH 3(l)H 2O(l)CO 2(g) (NH4)2CO3(aq)H1反应：NH 3(l)H 2O(l) CO2(g) NH4HCO3(aq)H2反应：(NH 4)2CO3(aq)H 2O(l)CO 2(g) 2NH4HCO3(aq) H 3H3 与 H1、H 2 之间的关系是H3_。(4)肼(H 2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂 1 mol 化学键所需的能量(kJ)：NN 为 942、O= =O 为 500、N N 为 154，则断裂
11、 1 mol NH 键所需的能量(kJ)是_。(5)已知：H 2O(g)=H2O(l) H 1Q 1 kJmol1C 2H5OH(g)=C2H5OH(l) H 2Q 2 kJmol1C 2H5OH(g)3O 2(g)=2CO2(g)3H 2O(g)H3Q 3 kJmol1若使 23 g 液态无水酒精完全燃烧，最后恢复到室温，则放出的热量为_ kJ。【例 5】 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应：H (aq)OH (aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1向 1 L 0.5 molL1 的 NaOH 溶液中加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸，则恰好完全反应时的热效应 H1、 H2、H 3 的关系
12、正确的是( )AH 1H 2H 3BH 1H 3H 2CH 2H 1H 3DH 1H 3H 2一、化学反应中的能量变化1下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )A生成物总能量一定低于反应物总能量B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应的焓变D同温同压下，H 2(g)Cl 2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H 不同2某反应过程能量变化如图所示，下列说法不正确的是( )A反应过程 a 无催化剂参与B该反应为放热反应，热效应等于 HC使用催化剂可改变该反应的活化能D有催化剂条件下，反应的活化能等于 E1E 23下列叙述正确的是( )
13、A等物质的量的硫蒸气和硫粉分别完全燃烧，后者放出热量多B稀溶液中，H (aq)OH (aq)=H2O(l) H 53.7 kJmol1 ，若将含 0.5 mol H2SO4 的浓溶液与含 1 mol NaOH 的溶液混合，放出的热量大于 57.3 kJCC( 石墨，s)= =C(金刚石，s) H1.9 kJmol1 ，则说明金刚石比石墨稳定D反应 2CO(g)2NO(g) =N2(g)2CO 2(g)在 298 K 时能自发进行，则它的H0，S04下列图示关系中不正确的是( )5已知反应：101 kPa 时，2C(s)O 2(g)=2CO(g)H221 kJmol 1 ；稀溶液中，H (aq)
14、OH (aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1 。下列结论正确的是( )A碳的燃烧热大于 110.5 kJmol1B反应 的反应热为 221 kJmol1C98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成 1 mol 水的中和热为57.3 kJmol1D稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成 1 mol 水时放出 57.3 kJ 的热量6下列热化学方程式书写正确的是(H 的绝对值均正确)( )AS(s) O2(g)=SO3(g)32H315 kJmol 1 (燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)= =NaCl(aq)H 2O(l)H57.3 kJmol1 (中和热)CC 2H5OH3O 2=2CO23
15、H 2OH1 368.8 kJmol1 (反应热)D2H 2O(g)=2H2(g)O 2(g)H483.6 kJmol1 (反应热)二、热化学方程式的书写与判断7依据信息书写热化学方程式(1)在 25 、101 kPa 下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量 Q kJ，其燃烧生成的 CO2 用过量饱和石灰水吸收可得 100 g CaCO3 沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_。(2)已知 25 、101 kPa 时，Mn(s)O 2(g)=MnO2(s) H520 kJ mol 1S(s)O 2(g)=SO2(g) H297 kJ mol 1Mn(s)S(s)2O 2(g)=MnSO4(s)
16、H1 065 kJ mol 1 SO2 与 MnO2 反应生成无水 MnSO4 的热化学方程式是_。(3)用 O2 将 HCl 转化为 Cl2，可提高效益，减少污染。传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。其中，反应为 2HCl(g)CuO(s) H2O(g)CuCl 2(s) H 1反应生成 1 mol Cl2 的反应热为 H2，则总反应的热化学方程式为_(反应热用 H1 和 H2 表示)。(4)将 CH4 与 H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，可发生反应：CH 4(g)H 2O(g) CO(g)3H 2(g)，该反应的 H206 kJmol 1已知：CH 4(g)2O 2(g)=CO2(
17、g)2H 2O(g) H802 kJmol1 ，写出由CO2 和 H2O(g)生成 CO 的热化学方程式_。8已知下列反应的能量变化示意图如下：下列有关说法正确的是( )A1 mol S(g)与 O2(g)完全反应生成 SO2(g)，反应放出的热量小于 297.0 kJB在相同条件下，SO 3(g)比 SO2(g)稳定C1 mol SO2(g)和 mol O2(g)生成 1 mol SO3(g)吸收 98.7 kJ12DS(s)与 O2(g)反应生成 SO3(g)的热化学方程式 S(s) O2(g) SO3(g) 32H395.7 kJmol19甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两
18、种反应原理是CH 3OH(g)H 2O(g)=CO2(g)3H 2(g)H149.0 kJmol1CH 3OH(g) O2(g)=CO2(g)2H 2(g)12H2192.9 kJmol1根据上述反应，下列说法正确的是( )A反应中的能量变化如图所示BCH 3OH 转变成 H2 的过程一定要吸收能量C1 mol CH3OH 充分燃烧放出的热量为 192.9 kJD可推知 2H2(g)O 2(g)=2H2O(g)H483.8 kJmol110下列热化学方程式正确的是( )选项已知条件 热化学方程式A H2 的燃烧热为 a kJmol1 H2Cl 2 2HCl Ha = = = = =点 燃 kJ
19、mol1B1 mol SO2、 0.5 mol O2 完全反应后，放出热量 98.3 kJ2SO2(g)O 2(g) 2SO3(g) H98.3 kJmol 1CH (aq)OH (aq)=H2O(l) H57.3 kJmol 1H2SO4(aq)Ba(OH) 2(aq) BaSO4(s)2H 2O(l)H114.6 kJmol 1D 31 g 白磷比 31 g 红磷能量多 b kJ P4(s)=4P(s) H 4b kJmol 1三、反应热的计算与比较11已知下列反应的热化学方程式：6C(s)5H 2(g)3N 2(g)9O 2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) H 12H2(g)O 2
20、(g)=2H2O(g) H 2C(s)O 2(g)=CO2(g) H 3则反应 4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)10H 2O(g)O 2(g)6N 2(g)的 H 为( )A12H 3 5H22H 1B2H 15 H212H 3C12H 35 H22H 1DH 15H 212H 312下面是三个化学反应的热化学方程式：C(s)O 2(g)=CO2(g) H1393.5 kJmol 1H 2(g) O2(g)=H2O(l)12H2285.8 kJmol1CH 3COOH(l)2O 2(g)=2CO2(g)2H 2O(l) H 3870.3 kJmol 12C(s)2H 2(g)O
21、 2(g)=CH3COOH(l) H 4通过计算可得 H4， H4 为( )A244.1 kJmol 1 B488.3 kJmol 1C 996.6 kJmol1 D996.6 kJmol 113已知：2H 2(g)O 2(g)=2H2O(g) H 13H2(g)Fe 2O3(s)=2Fe(s)3H 2O(g) H 22Fe(s) O2(g)=Fe2O3(s) H 3322Al(s) O2(g)=Al2O3(s) H 4322Al(s) Fe2O3(s)=Al2O3(s)2Fe(s) H 5下列关于上述反应焓变的判断正确的是( )AH 10 BH 5532 kJmol 1DCO(g) 与 Na
22、2O2(s)反应放出 549 kJ 热量时，电子转移数为 6.02102316已知 E1134 kJ/mol、E 2368 kJ/mol，请参考题中图表，按要求填空：(1)图是 1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2(g)和 NO(g)过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率加快，E 1 的变化是_(填“增大” 、 “减小”或“不变” ，下同)，H 的变化是_。NO 2 和 CO 反应的热化学方程式为：_。(2)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(NH 4)2CO3 已经被用作工业捕碳剂，它们与 CO2
23、 可发生如下可逆反应。反应：2NH 3(l)H 2O(l)CO 2(g) (NH4)2CO3(aq) H 1反应：NH 3(l)H 2O(l) CO2(g) NH4HCO3(aq)H2反应：(NH 4)2CO3(aq)H 2O(l)CO 2(g) 2NH4HCO3(aq) H 3则 H3 与 H1、H 2 之间的关系是：H 3_ 。(3)下表所示是部分化学键的键能参数：化学键 PP PO O=O P=O键能/(kJmol 1 ) a b c x已知白磷的燃烧热为 d kJ/mol，白磷及其完全燃烧生成的产物的结构如图所示，表中 x _ kJmol1 (用含 a、b、c 、d 的代数式表示)。第
24、 6 讲 抓住三点，快速复习“化学反应与能量”备考指导例 1 D 根据反应物和生成物能量的高低来分析、解决 问题。化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。反应的 H0，为吸热反应，故可排除 A 项 和 C 项；反应的 H0，Fe(s)与 O2(g)反应生成 Fe2O3(s)为放热反应，则有 H40；C项，将五个热化学方程式依次编号为、 、 、，根据盖斯定律，由可得，则有 H1 H2H 3；D 项，将五个热化学方程式依次编号为、 、，根据盖斯定律，由32 可得，则有H43H 32H 5。14A 给题中
25、方程式依次编号为、， 3 得3S(g)= S2(g) HH 1 H23H 332故 2S(g)=S2(g) H4 (H1H 23H 3)。2315C A 选项中燃烧热单位错误，应为 kJmol1 ；B 项图中没有表示出H566 kJmol1 时，对应的反应物与生成物的量的关系，B 项错；C 正确；由盖斯定律得 CO(g)Na 2O2(s)=Na2CO3(s)H549 kJmol1 ，可知当放出 549 kJ 热量时，消耗 1 mol CO，电子转移数为26.021023，D 错误。 16(1)减小 不变NO2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g) H234 kJ/mol(2)2H2H 1
26、 (3) (d6a5c12b)14解析 (1)加入催化 剂能降低反应所需的活化能，则 E1和 E2都减小，但 E2E 1不变，即反应热不改变，由图知，1 mol NO2和 1 mol CO 反应生成 CO2和 NO 放出热量 368134234 kJ，该反应的热化学方程式为 NO2(g)CO(g) =NO(g)CO 2(g) H234 kJmol1 ；(2)观察方程式，利用盖斯定律，2得方程式，故 H32H 2H 1；(3)白磷燃烧的化学方程式为 P45O 2=P4O10，1 mol 白磷完全燃烧需拆开 6 mol PP、5 mol O=O，形成 12 mol PO、4 mol P=O，故 12 molb kJmol1 4 molx kJmol1 (6 mola kJmol1 5 molc kJmol1 )d kJmol 1 ，解得 x (6a5c d12b) kJmol 1 。14
