《2019版高考化学一轮复习第21讲化学反应与能量变化学案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考化学一轮复习第21讲化学反应与能量变化学案（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第 2121 讲讲 化学反应与能量化学反应与能量变化变化1化学反应的实质与特征(1)实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。(2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热量的变化，也有光能和电能等。2焓变和反应热(1)反应热：化学反应中吸收或放出的热量。(2)焓变：生成物与反应物的内能差，HH(生成物)H(反应物)。在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为 H，单位是 kJmol1或 kJ/mol。3吸热反应与放热反应(1)从能量守恒的角度理解H生成物的总能量反应物的总能量。2(2)从化学键变化角度理解H反应物的总键能生成物的总键能。(3)常见的放热反应和吸热反应放热反
2、应：大多数化合反应、中和反应、金属与酸的反应、所有的燃烧反应。吸热反应：大多数分解反应、盐的水解反应、Ba(OH)28H2O 和 NH4Cl 反应、C 与H2O(g)反应、C 与 CO2反应。4燃烧热5中和热36能源1正误判断，正确的画“” ，错误的画“” 。(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化。( )(2)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。( )(3)同温同压下，反应 H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H不同。( )(4)N2分子中含 3 个共价键，键能大，故 N2的能量(焓)也大。( )(5)甲烷的燃烧热 H890 kJmol1，则甲烷燃烧的
3、热化学方程式为 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H890 kJ mol1。( )(6)S(s) O2(g)=SO3(g) H315 kJmol1(燃烧热)(H的数值正确)。( )3 2答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6)2教材改编题(据人教必修二 P37 T6)下列有关能量的说法中，正确的是( )A化学反应中的能量变化主要是由电子转移引起的4B化学反应必然伴随发生能量变化C化学反应中能量变化的大小与反应物的状态无关D化学反应中能量变化的大小与反应物的多少无关答案 B考点 1 焓变、反应热 典例 1 (北京高考)最新报道：科学家首次用 X 射线激光技术观察到
4、 CO 与 O 在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是( )ACO 和 O 生成 CO2是吸热反应B在该过程中，CO 断键形成 C 和 OCCO 和 O 生成了具有极性共价键的 CO2D状态状态表示 CO 与 O2反应的过程解析 A 项，状态总能量为反应物总能量，状态总能量为生成物总能量，由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应；B 项，从状态、的图示可以看出，反应中 CO 并未断裂成 C 和 O，C、O 原子间一直有化学键；C 项，由图示可以看出，CO 和 O 生成了 CO2，CO2分子中 C 与 O 形成极性共价键；D 项，状态状态表示 CO
5、 与 O 反应生成 CO2的过程，并不是 CO 与 O2的反应过程。答案 C名师精讲解答能量变化图像题的“三”关键(1)注意活化能在图示中的意义。从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能(E1)；5从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能(E2)；HE1E2。(2)催化剂只影响正、逆反应的活化能，而不影响反应的焓变。(3)涉及反应热的有关计算时，要特别注意图示中反应物和生成物的物质的量。1下图表示某反应的能量变化，对于该图的理解正确的是( )A曲线和曲线分别表示两个化学反应的能量变化B曲线 可表示反应 2NH3N23H2的能量变化高温、高压催化剂C该反应不需要加热就能发生D该反应的 H
6、E2E1答案 D解析 图中曲线和曲线的始态、终态相同，表示同一个化学反应的能量变化，A错误；反应物的能量大于生成物的能量，该反应是放热反应，NH3的分解反应是吸热反应，B 错误；放热反应是指在反应过程中放出热量，并不表示反应不需要加热，C 错误；D 正确。2某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图。下列说法错误的是( )6A总反应为放热反应B使用催化剂后，活化能不变C反应是吸热反应，反应是放热反应DHH1H2答案 B解析 由题图可知，反应是吸热反应，反应是放热反应，总反应是放热反应，且HH1H2，A、C、D 项正确；使用催化剂能降低反应所需的活化能，B 项错误。考点 2 中和热及测定典例
7、2 现利用如图装置进行中和热的测定，请回答下列问题： (1)该图中有两处未画出，它们是_、_。(2)把温度为 15.0 ，浓度为 0.5 molL1的酸溶液和 0.55 molL1的碱溶液各50 mL 混合(溶液密度均为 1 gmL1)，生成溶液的比热容c4.18 Jg11，轻轻搅动，测得酸碱混合液的温度变化数据如下：试计算上述两组实验测出的中和热 H1_，H2_。两组实验结果差异的原因是_。写出 HClNH3H2O 的热化学方程式：_。解析 (2)根据题目给出的酸、碱的物质的量，酸为 0.025 mol，碱为 0.0275 mol，碱是过量的，应根据酸的量进行计算，即反应生成了 0.025
8、mol H2O。根据实验数据算出生成 1 mol H2O 所放出的热量，即得出两组实验测出的中和热数值：7H14.18(5050)(18.415.0)1030.025 kJmol156.8 kJmol1，H24.18(5050)(18.115.0)1030.025 kJmol151.8 kJmol1。答案 (1)环形玻璃搅拌棒 烧杯上方的泡沫塑料盖(2)56.8 kJmol1 51.8 kJmol1NH3H2O 是弱碱，在中和过程中 NH3H2O 发生电离，要吸热，因而总体放热较少HCl(aq)NH3H2O(aq)=NH4Cl(aq)H2O(l) H51.8 kJmol1名师精讲中和热的测定1
9、测定原理Hm酸m碱cT终T始nc4.18 Jg114.18103 kJg11；n为生成 H2O 的物质的量。稀溶液的密度用 1 gmL1进行计算。2注意事项(1)碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温、隔热，减少热量损失。(2)为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量(0.5 molL1 HCl、0.55 molL1 NaOH 溶液等体积混合)。(3)实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜丝导热性好，比用环形玻璃搅拌棒误差大。3问题设计(1)该实验小组做了三次实验，每次取溶液各 50 mL，并记录如下原始数据。已知盐酸、NaOH 溶液密度近似为 1.00 gmL1，中和后混合液
10、的比热容c4.18103kJg11，则该反应的中和热 H55.176 kJmol1。(2)若用等浓度的醋酸与 NaOH 溶液反应，则测得的中和热会偏小，其原因是醋酸电离要吸热。(3)在中和热测定实验中存在用水洗涤温度计上的盐酸的步骤，若无此操作步骤，则测得的中和热偏小。83为了测量某酸碱反应生成 1 mol 水时的反应热，如下数据在计算时至少需要的数据有( )酸的浓度 碱体积 比热容 反应后溶液的质量 生成水的物质的量 反应前后温度变化 操作所需的时间A BC D全部答案 C解析 测定中和热的原理为Qcmt，H，故需要的数据有比热容、Qn水反应后溶液的质量、反应前后温度变化、生成水的物质的量，
11、C 项正确。4某实验小组用 0.50 molL1 NaOH 溶液和 0.50 molL1 H2SO4溶液进行中和热的测定。测定中和热的实验装置如下图所示。(1)写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热数值为 57.3 kJmol1)：_。(2)取 50 mL NaOH 溶液和 30 mL 硫酸进行实验，实验数据如下表。请填写下表中的空白：9近似认为 0.50 molL1 NaOH 溶液和 0.50 molL1 H2SO4溶液的密度都是 1 gcm3，中和后生成的溶液的比热容c4.18 Jg11，则中和热H_(取小数点后一位)。上述实验结果的数值与 57.3 kJmol1有
12、偏差，产生偏差的原因可能是_(填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b在量取 NaOH 溶液的体积时仰视读数c分多次把 NaOH 溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中d用温度计测定 NaOH 溶液起始温度后直接测定 H2SO4溶液的温度答案(1) H2SO4(aq)NaOH(aq)= Na2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJmol11 21 2(2)4.0 53.5 kJmol1 acd解析 (2)1、2、3、4 次实验的温度差分别为 4.0 、6.1 、3.9 、4.1 ，与其他三组数据相比，6.1 误差较大，应舍去，其余三次温度差的平均值为 4.0 。0.50 molL1 H2SO4(aq
13、)和 0.50 molL1 NaOH(aq)的密度为 1 gcm3，故m(H2SO4)(H2SO4)V(H2SO4)1 gmL130 mL30 g，m(NaOH)(NaOH)V(NaOH)1 gmL150 mL50 g。中和后生成的溶液为稀溶液，其比热容c4.18 Jg11，由此可以计算出 30 mL H2SO4(aq)和 50 mL NaOH(aq)发生反应时放出的热量Q放m(NaOH)m(H2SO4)c(T2T1)，中和热为生成 1 mol H2O(l)时放出的热量，HQ放nH2O103 kJmol153.5 kJmol1。80 4.18 4.0 0.02510考点 3 燃烧热 典例 3
14、一些烷烃的标准燃烧热如下表：下列说法正确的是( )A热稳定性：正丁烷异丁烷B正戊烷的标准燃烧热大约为 H3540 kJmol1C乙烷燃烧的热化学方程式为 2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(g) H1560.8 kJmol1D在 101 kPa 下，甲烷的热值是 891.0 kJg1解析 由表格中的数据可知，异丁烷燃烧放出热量比正丁烷小，则异丁烷的能量低，即热稳定性：正丁烷异丁烷，A 错误；正戊烷和 2甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热比较可知，互为同分异构体的化合物，支链多的燃烧放出热量小，则正戊烷燃烧放出热量大于 2甲基丁烷，B 正确；根据乙烷燃烧热的含义：完全燃烧 1 mol 乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1560.8 kJ 的热量，所以热化学方程式为 2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(l) H3121.6 kJmol1，C 错误；燃料的热值是指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，在 101 kPa 下，甲烷的热值是891.0 kJg1，D 错误。1 16答案 B名师精讲理解燃烧热概念四要素(1)压强101
