高考化学一轮复习专题化学能与热能考点扫描含解析
化学能与热能 【名师预测】 通过对历年高考试题的分析和考纲的研究,本专题知识的主要考点集中在以下几个方 面:一是能量的转化及其应用,主要涉及能量变化的本质,以图象的形式表示能量变化过程 的分析;二是热化学方程式的书写,主要根据题给信息正确书写热化学方程式;三是盖斯定 律的应用,主要是利用盖斯定律计算反应热的数值。热化学方程式的判断主要以选择题形式 考查;热化学方程式的书写及A万的计算往往结合盖斯定律在第II卷以填空题形式考查,能 量转化以图象形式出现在选择题中的可能性较大。 【知识精讲】 一、体系构建 1. 化学反应与能量 2. 化学反应热的计算 二、焙变、热化学方程式 1. 反应热(粉变) (1) 概念:在恒压条件下进行的反应的热效应。 符号:△成 单位:kJ ■ mo]T 或 kj/mol。 (2) 表示方法 吸热反应:A^O;放热反应:A^Oo 2. 放热反应和吸热反应的判断 (1) 从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析,如图所示。 (2) 从反应热的量化参数一一键能的角度分析 (3) 记忆常见的放热反应和吸热反应 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物质的缓慢氧化等。 吸热反应:①大多数分解反应;②盐的水解;③Ba(OH), • 8H20与NH4C1反应;④碳和水蒸气、 C和CO,的反应等。 3. 理解反应历程与反应热的关系 图示 意义 a表示正反应的活化能;b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热。 △ H 图 1: △ H= (a— 6) kJ • moP1= —c kJ • mol-1,表示放热反应 图 2: △ H= (a— 0 kJ • mol-1 = c kJ • mol-1,表示吸热反应 4. 热化学方程式 (1) 概念 表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 (2) 意义 表明了化学反应中的物质变化和能量变化。 如:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) A //= — 571. 6 kJ , mol-1 表示:2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571. 6 kJ的热量。 (3) 书写要求 ① 注明反应的温度和压强(25 °C、101 kPa下进行的反应可不注明)。 ② 注明反应物和生成物的状态:固态(s)、液态(1)、水溶液(aq)、气态(g)。 ③ 热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量,而不表示分子个数(或原子 个数),因此可以写成分数。 ④ 热化学方程式中不用“和“。 ⑤ 由于△ 8与反应物的物质的量有关,所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与 相对应,如果化学计量数加倍,则△〃也要加倍。当反应向逆反应方向进行时,其反应热与 正反应的反应热数值相等,符号相反。 三、燃烧热、中和热、能源 1. 燃烧热和中和热的比较 燃烧热 中和热 相同点 能量变化 放热 AH及其单位 A H,单位均为 kJ • moF1 不同点 反应物的量 1 mol 不一定为1 mol 生成物的量 不确定 生成水的量为1 mol 反应热的含义 101 kPa时,1 mol纯物质完全 燃烧生成稳定的氧化物时所放 出的热量 在稀溶液里,酸与碱发生 中和反应生成1 mol水时 所放出的热量 表示方法 燃烧热△8= —a kJ • mo「i(a> 0) 强酸与强碱反应的中和热 A H=—E. 3 kJ • 2. 中和热的测定 (1) 实验装置 (2) 测定原理 ,“ w + w • c • 怂一奂S △ H=— n c=4. 18 J •广• L=4.kJ • gT • L; 〃为生成HQ的物质的量。 (3) 注意事项 ① 泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温。 ② 为保证酸完全中和,采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等,可采用碱体积稍过量。 3. 能源 (1) 能源分类 解决能源问题的措施 ① 提高能源的利用效率:a.改善开采、运输、加工等各个环节;b.科学控制燃烧反应,使燃 料充分燃烧。 ② 开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。 四、盖斯定律、反应热的计算与比较 1. 盖斯定律 ⑴内容 对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。即:化学反应的 反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。 (2) 意义 间接计算某些反应的反应热。 (3) 应用 转化关系 反应热间的关系 AA、 akB> AB a A Hi A△ %B △ H= k H\* k 压 2. 利用盖斯定律计算反应热 (1) 运用盖斯定律的技巧一一“三调一加” 一调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写 已知的热化学方程式。 二调:根据改写的热化学方程式调整相应△〃的符号。 三调:调整中间物质的化学计量数。 一加:将调整好的热化学方程式及其△〃相加。 (2) 运用盖斯定律的三个注意事项 ① 热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。 ② 热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。 ③ 将一个热化学方程式颠倒时,的“ + ” “一”随之改变,但数值不变。 3. 反应热大小的比较 (1) 看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下: (2) 看△〃的符号。比较反应热大小时不要只比较△〃数值的大小,还要考虑其符号。 (3) 看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的△“越 小,吸热反应的△,越大。 看反应的程度。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大, 热量变化越大。 【典题精练】 考点1、考查反应过程能量变化中概念理解 1. 下列叙述正确的是() A. 生成物总能量一定低于反应物总能量 B. 酒精可用作燃料,说明酒精燃烧是放热反应 C. 硝酸铉溶于水温度降低,这个变化是吸热反应 D. 同温同压下,压和Cl?在光照和点燃条件下的不同 解析:A项,衣生成物>E反应物为吸热反应,/生成物彼反应物为放热反应,故A错误;B项,燃烧放热, 故B正确;C项,硝酸铉溶于水是物理变化,故C错误;D项,反应条件与A 8无关,故D 错误。 答案:B 易错提醒: (1) 化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,任何化学反应都具有热效应。 (2) 不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热,需要加热才能进行的反应不一定是吸热反 应,不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。 (3) 有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如水结成冰放热但不属于放热反应。 (4) 物质三态变化时,能量的变化形式为。 考点2、考查能量变化图的分析与应用 例2.某反应由两步反应A—B—C构成,它的反应能量曲线如图(3、E%、压、R表示活化能