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1、专题五化学反应中的能量变化 热点题型突破考情分析 反应热是近几年高考的重点考查内容之一 题型为选择题和填空题 考查的内容主要有 1 热化学方程式的正误判断 2 比较反应热的大小 3 有关反应热的简单计算 由于能源问题已成为社会热点 有关能源的试题也将成为今后命题的重点 从能源问题切入 从不同的角度设问 结合新能源的开发 将是今后命题的方向 考点1反应热 中和热 燃烧热的比较 考点2热化学方程式的书写1 书写原则 1 标明反应物和生成物的聚集状态 2 化学计量数只表示物质的量 可以用分数 3 H要注意 其单位为kJ mol 4 要标明温度和压强 不标明时 即指25 101kPa 不注明反应条件
2、不用 2 表示燃烧热的热化学方程式 要注意可燃物的化学计量数为1mol 且完全燃烧 生成稳定的氧化物 3 表示中和热的热化学方程式 要注意生成1molH2O 强酸和强碱反应的中和热数值恒定为57 3 若有弱酸或弱碱参加 则中和热数值小于57 3 考点3反应热的计算反应热的计算方法1 根据反应物和生成物的总能量计算 H E 生成物 E 反应物 2 根据键能计算 H 反应物键能总和一生成物键能总和 3 燃烧热和中和热的计算 1 燃烧热 Q放 n 可燃物 HC n 可燃物 为可燃物的物质的量 HC为该可燃物的燃烧热 2 中和热 Q放 n H2O HC n H2O 为生成水的物质的量 HC 为中和热
3、4 据盖斯定律计算 1 理论依据 一定条件下 一个化学反应不管一步完成 还是分步完成 反应的总热效应相同 即反应热的大小与反应的途径无关 只与始态 终态有关 3 注意事项 合理进行方程式的叠加热化学方程式的叠加类似于整式的运算 叠加时应遵循数学的运算规则 当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时 各物质前的化学计量数和 H需同乘以该化学计量数 当某物质或 H移到 另一边时就变为异号即 变 或 变 H 在进行加 减 乘等运算时 一定要注意其符号的改变 即 H的运算包括数值和符号的双重运算 题型一有关反应热的概念 例1 下列热化学方程式书写正确的是 H的绝对值均正确 A C2H5OH l 3
4、O2 g 2CO2 g 3H2O g H 1367 0kJ mol 燃烧热 B NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 中和热 C S s O2 g SO2 g H 296 8kJ mol 反应热 D 2NO2 O2 2NO H 116 2kJ mol 反应热 解析 选项A H2O呈气态时不稳定 不是表示燃烧热的热化学方程式 选项B 中和反应为放热反应 H 0 H 57 3kJ mol B错误 选项C S燃烧生成SO2的反应是放热反应 H 0 同时表明了物质的聚集状态等 C正确 选项D 未注明物质的聚集状态 D错误 答案 C 点拨 燃烧热 中和热 反
5、应热三者之间的联系 弄清燃烧热的含义 在101kPa时 1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 叫该物质的燃烧热 例如 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 碳的燃烧热是393 5kJ mol 弄清中和热的含义 中和热是在稀溶液中 强酸与强碱发生中和反应生成1mol水时放出的热量 中和热为57 3kJ mol 反应热为 H 57 3kJ mol 反应热随反应物的物质的量的变化而变化 一个 可逆的 化学反应 它的正反应和逆反应的焓变大小相等 符号相反 三者既有联系又有区别 燃烧热和中和热都是正值 并且都是定值 反应热既有正值 正号不能省略 又有负值 符号不表示大小
6、而表示吸热或放热 反应热随反应物的物质的量的变化而变化 变式训练1 下列关于热化学反应的描述中正确的是 A HCl和NaOH反应的中和热 H 57 3kJ mol 则H2SO4和Ca OH 2反应的中和热 H 2 57 3 kJ molB CO g 的燃烧热是283 0kJ mol 则2CO2 g 2CO g O2 g 反应的 H 2 283 0kJ molC 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D 1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 解析 中和热是以生成1molH2O作为标准的 因此A不正确 燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量 因此B正确 D
7、不正确 有些反应需加热才能发生 但却是放热反应 例如燃料的燃烧需点燃引发才能发生 但却是放热反应 因此C不正确 答案 B 题型二热化学方程式的书写及正误判断 例2 25 101kPa时 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57 3kJ mol 辛烷的燃烧热为5518kJ mol 下列热化学方程式书写正确的是 解析 选项A 2molH aq 和2molOH aq 反应应放出57 3kJ 2 114 6kJ热量 A错误 选项B 符合中和热的定义 B正确 选项C 生成的H2O不是稳定的液态 C错误 选项D 不符合燃烧热的定义 D错误 答案 B 点拨 判断一个热化学方程式是否正确 主要看方程式是否
8、配平 状态是否注明 H的符号与数值是否正确 变式训练2 2008年8月8日 体操王子李宁点燃了位于 鸟巢 的奥运主火炬 第29届奥运会正式开幕 奥运火炬的燃料为丙烷 已知丙烷的燃烧热为akJ mol 下列有关丙烷燃烧的化学方程式正确的是 A C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O g H akJ molB C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O l H akJ molC C3H8 g 5O2 g 3CO2 g 4H2O g H akJ molD 2C3H8 g 10O2 g 6CO2 g 8H2O l H 2akJ mol 解析 放热反应的 H为负值 故A B不正确 H与化
9、学计量数成正比 1mol的丙烷燃烧生成液态水时 放出akJ热量 生成气态水放出的热量小于akJ 故C不正确 D正确 答案 D 题型三有关反应热的计算 例3 已知 Fe2O3 s C s CO2 g 2Fe s H 234 1kJ mol 1 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1 则2Fe s O2 g Fe2O3 s 的 H是 A 824 4kJ mol 1B 627 6kJ mol 1C 744 7kJ mol 1D 169 4kJ mol 1 答案 A 解析 本题根据盖斯定律即可求解 观察热化学方程式Fe2O3 s C s CO2 g 2Fe s H1 234 1k
10、J mol 1 C s O2 g CO2 g H2 393 5kJ mol 1 可得2Fe s O2 g Fe2O3 s 则 H H2 H1 824 35kJ mol 1 824 4kJ mol 1 点拨 1 根据热化学方程式计算 解答这类试题的关键一是要弄清楚反应热的含义 二是要注意热量与反应计量数的关系 2 根据键能计算 解答这类试题时一定要将所有反应物和生成物的化学键数目计算清楚 否则极易出错 书写热化学方程式时易出现不注明物质的聚集状态 单位用kJ H不与化学计量数联系 忽视 H的 等错误 变式训练3 已知 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ molCH4 g 2O
11、2 g CO2 g 2H2O l H 890kJ mol现有H2与CH4的混合气体112L 标准状况 使其完全燃烧生成CO2和H2O l 若实验测得反应放热3695kJ 则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是 A 1 1B 1 3C 1 4D 2 3 解析 解答此类题可采用以下两种方法 一是列方程组求解 二是 十字交叉 法 方法二 1mol混合气体完全燃烧放出热量为739kJ 1molH2 1molCH4完全燃烧放出热量分别为285 8kJ 890kJ 由 得n H2 n CH4 151 453 2 1 3 答案 B 探究点一反应热及反应热大小比较 a表示断裂旧化学键吸收的热量 b表示新化
12、学键生成放出的热量 c表示反应热 2 从宏观的角度说 是反应物自身的能量与生成物的能量差值 在图5 1中 a表示活化能 b表示活化分子结合成生成物所释放的能量 c表示反应热 2 比较反应热大小的方法 1 根据反应物和生成物的聚集状态比较物质由固态变成液态 由液态变成气态 都必定吸收热量 而由液态变成固态 由气态变成液态 或由气态直接变成固态 则放出热量 因此在进行反应热计算或大小比较时 应特别注意各反应物或生成物的状态 存在同素异形体的要注明其同素异形体的名称 2 根据热化学方程式中化学计量数比较热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数 而是表示各反应物和生成物的物质的量 可以是分数 当化学计
13、量数发生变化 如加倍或减半 时 反应热也要随之变化 互为可逆反应的热化学反应 其反应热数值相等 符号相反 3 根据反应物和生成物的性质比较对互为同素异形体的单质来说 由不稳定状态单质转化为稳定状态的单质要放出能量 因为能量越低越稳定 对于同一主族的不同元素的单质来说 与同一物质反应时 生成物越稳定或反应越易进行 放出的热量越多 而有些物质 在溶于水时吸收热量或放出热量 在计算总反应热时 不要忽视这部分热量 4 根据反应进行的程度比较对于分几步进行的反应来说 反应进行得越彻底 其热效应越大 如果是放热反应 放出的热量越多 如果是吸热反应 吸收的热量越多 如等量的碳燃烧生成一氧化碳放出的热量少于生成二氧化碳时放出的热量 对于可逆反应来说 反应进行的程度越大 反应物的转化率越高 吸收或放出的热量也越多 点评 本题关键是对燃烧热定义的认识 同时也要判断同素异形体之间能量的转化 探究点二热化学方程式的书写及正误判断 变式题 探究点三盖斯定律及反应热的有关计算 变式题
