2020高考 5-專題五化學(xué)反應(yīng)與能量(新) 附答案解析

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1、專題五化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 吸熱應(yīng)應(yīng)總枚找玄.1.'/. 一、命題趨勢對本部分內(nèi)容的考查仍將以熱化學(xué)方程式的書寫、物質(zhì)能量高低與穩(wěn)定性的關(guān)系、反應(yīng)熱的計(jì)算、化學(xué)鍵與能量的關(guān)系、蓋斯定律等為主。題型有選擇題、填空題。 二、考情分析 近三年全國卷I化學(xué)反應(yīng)中的能量變化考查內(nèi)容統(tǒng)計(jì)： 年份 題號(hào) 涉及知識(shí)點(diǎn) 賦分 2017 28⑵(3)②第二空 熱化學(xué)方程式的書寫，判斷生成物質(zhì)所需能量的多少、焓變的判斷 4 2018 28(2)① AH的計(jì)算 2 2019 28(3) 焓變的判斷、活化能的計(jì)算 3 三、備考建議 備考中應(yīng)注意

2、以下三個(gè)方面的復(fù)習(xí)：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念；熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則及有限制條件的熱化學(xué)方程式的書寫；應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)的AH的計(jì)算。 1．對化學(xué)反應(yīng)中能量變化的有關(guān)概念的復(fù)習(xí)應(yīng)從總能量變化的角度和化學(xué)鍵鍵能的角度進(jìn)行。 2．對熱化學(xué)方程式的復(fù)習(xí)，一要抓住熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則，二要注意題目定量條件的設(shè)置。 3．對蓋斯定律有關(guān)問題的復(fù)習(xí)，要理解蓋斯定律的本質(zhì)。 探究一反應(yīng)熱 一、知識(shí)歸納 1．化學(xué)變化的本質(zhì)舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成是同時(shí)進(jìn)行的，缺少任一個(gè)過程都不是化學(xué)變化2．物質(zhì)中共價(jià)鍵個(gè)數(shù)的計(jì)算 計(jì)算物質(zhì)中共價(jià)鍵的個(gè)數(shù)時(shí)要結(jié)合物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，如1mol晶體硅中含2m

3、olSi—Si鍵，1molSiO2中含4molSi—O鍵，1molP4中含有6molP—P鍵，1molP4O10(即五氧化二磷)中含有12molP—O鍵、4molP===O鍵，等等。 3.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷方法 (1)根據(jù)反應(yīng)類型判斷：通常情況下燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、金屬和酸反應(yīng)制取氫氣的反應(yīng)為放熱反應(yīng)；電解質(zhì)的電離、鹽類水解、大多數(shù)的分解反應(yīng)等為吸熱反應(yīng)。若正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 (3) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷：使反應(yīng)體系溫度升高的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。反之為吸熱反應(yīng)。 (3) 由物質(zhì)的聚集狀態(tài)判斷：同種物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，其本身具有的能量也不相同。一般情況下，氣態(tài)物質(zhì)所具有

4、的能量大于液態(tài)，液態(tài)具有的能量大于固態(tài)；物質(zhì)處于穩(wěn)定狀態(tài)的能量小于不穩(wěn)定狀態(tài)的能量。如：硫蒸氣在氧氣中完全燃燒放出的能量大于等量的固態(tài)硫完全燃燒放出的能量。石墨比金剛石穩(wěn)定，所以由石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。 (4) 由蓋斯定律判斷：如一個(gè)反應(yīng)可分步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱相同，通過化學(xué)反應(yīng)的能量變化值來進(jìn)行計(jì)算，若AH>0,則反應(yīng)為—吸熱反應(yīng)，反之則為放熱反應(yīng)。 (5) 用儀器來測量：量熱計(jì)。 【注意】不能通過看一個(gè)反應(yīng)是否需要加熱來判斷其是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)，因?yàn)樾枰訜岬姆磻?yīng)不一定都是吸熱反應(yīng)，如物質(zhì)的燃燒一般需要加熱來引發(fā)反應(yīng)的進(jìn)行，但屬于

5、放熱反應(yīng)，只有那些需要持續(xù)加熱的反應(yīng)才是吸熱反應(yīng)，而那些只是通過加熱來引起反應(yīng)，反應(yīng)開始后則無需加熱的反應(yīng)，則屬于放熱反應(yīng)。所以注意兩點(diǎn)；若一個(gè)反應(yīng)需要持續(xù)加熱才能進(jìn)行，一旦停止加熱，反應(yīng)也停止，這樣的反應(yīng)肯定是吸熱反應(yīng)；若一個(gè)反應(yīng)雖然需要進(jìn)行加熱來引起反應(yīng)，但只要反應(yīng)開始后，不需要加熱就可以繼續(xù)反應(yīng)，則這樣的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。 二、典題導(dǎo)法 例1.H2與ICl的反應(yīng)分①、②兩步進(jìn)行，其能量曲線如下圖所示，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是 B.反應(yīng)①、反應(yīng)②均為氧化還原反應(yīng) C. 反應(yīng)①比反應(yīng)②的速率小,與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能無關(guān) D. 反應(yīng)①、反應(yīng)②的焓變之和為AH=-218kJ?mol

6、-1 探究二熱化學(xué)方程式的書寫及正誤判斷 一、知識(shí)歸納 1．“五步”書寫熱化學(xué)方程式 一寫方程式—寫出配平的化學(xué)方程式 二標(biāo)狀態(tài)|—用S、1、g、aq標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 三標(biāo)條件|—標(biāo)明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(101kPa、25°C時(shí)可不標(biāo)注) 四標(biāo)AH|—在方程式后寫出AH,并根據(jù)信息注明AH的“十”或“_ 五標(biāo)數(shù)值|—根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)算寫出AH的值 2．五個(gè)角度判斷熱化學(xué)方程式的正誤 一審 一放熱反應(yīng)AH一定為“一” 吸熱反應(yīng)AH—定為“+” 二審單位|—單位一定為“kJ?mo1~i”，易錯(cuò)寫成“kJ”或漏寫 三審狀態(tài)I—物質(zhì)的狀態(tài)必須正確，特別是溶液中的反應(yīng)易寫

7、錯(cuò) 四審數(shù)值I—反應(yīng)熱的數(shù)值必須與方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對應(yīng)，即AH與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反 五審是否 符合概念一如燃燒熱、中和熱的熱化學(xué)方程式 二、典題導(dǎo)法 2、下列熱化學(xué)方程式書寫正確的 A. 甲烷的燃燒熱為-890kJ/mol，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH4(g)+2O2(g)—CO2(g)+2H2O(g)△H=-890kJ/mol B. 在一定條件下將1molSO2和0.5mol02置于密閉容器中充分反應(yīng)，放出熱量79.2kJ， 則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-158.4

8、kJ?mo卜1 C.中和反應(yīng)熱為57.3kJ?mo卜1NaOH(s)+丄H2SO4(aq)丄Na2SO4(aq)+ 些0(1)△H=—57.3kJ?mo卜1 D.2.00gC2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和二氧化碳?xì)怏w放出99.6kJ的熱量，該反應(yīng) 的熱化學(xué)方程式為：C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l)△H=—2589.6kJ?mol-1 方法小結(jié)】反應(yīng)熱、中和熱和燃燒熱對比 將反應(yīng)熱、中和熱以及燃燒熱進(jìn)行對比，有利于加深對概念的正確理解。 反應(yīng)熱 中和熱 燃燒熱 含義 化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量 在稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)而

9、生成1molH2O(l)時(shí)所放出的熱量 在25°C、101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化 物時(shí)所放出的熱量 反應(yīng)特點(diǎn) 任何反應(yīng) 中和反應(yīng) 燃燒反應(yīng) 物質(zhì)狀態(tài) 物質(zhì)的狀態(tài)要確定 稀溶液 生成物在常溫下為穩(wěn)定態(tài) 方程式配平標(biāo)準(zhǔn) 任意物質(zhì)的量 以生成1mol H2O(l)為標(biāo)準(zhǔn) 以燃燒1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn) AH符號(hào) 負(fù)值或正值 負(fù)值 負(fù)值 說明 不能根據(jù)反應(yīng)條件來判斷是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng) 不包括溶解熱或其他物質(zhì)的生成熱 注意對穩(wěn)定氧化物的理解，不僅包括具體物質(zhì)還包括聚集狀態(tài) 探究三反應(yīng)熱的計(jì)算方法指導(dǎo) 典題導(dǎo)法 例3已知 (1

10、)已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g)AH1=-221kJ?mo廠1 4Al(g)+3O2(g)=2A12O3(s)人1=—3351kJ?mo廠1 2Al(g)+N2(g)=2AlN(s)AH3=—318kJ?mo「1 碳熱還原Al2O3合成AlN的總熱化學(xué)方程式； 【方法小結(jié)】方程式加合法計(jì)算反應(yīng)熱根據(jù)可直接測定反應(yīng)熱的化學(xué)反應(yīng)間接計(jì)算難以直接測定的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，需要應(yīng)用蓋斯定律來分析問題。解題時(shí)，常用已知反應(yīng)熱的熱化學(xué)方程式相互加合(加、減等數(shù)學(xué)計(jì)算)，得到未知反應(yīng)熱的熱化學(xué)方程式，則相應(yīng)的反應(yīng)熱做相同的加合即為所求的反應(yīng)熱。 ②2C2H6(g)+7O2(g)=4C

11、O2(g)+6H2O(1) AH=—3199.6kJ?mol-i ③C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1) AH=—1411kJ?mol-i ④2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1) AH=—2599.2kJ?mol-1 ⑤C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1) AH=—2219.9kJ?mol-1 現(xiàn)有2mol由上述五種物質(zhì)中的兩種組成的氣體混合物，經(jīng)充分燃燒后放出2970.8kJ熱量, 則下列哪些組合是可能的 A.CH4和C2H2B.C2H4和C3H8 C.C2H6和C3H8d.C2H4和C2

12、H2 【方法小結(jié)】平均值法平均值法特別適用于缺少數(shù)據(jù)而不能直接求解的計(jì)算。當(dāng)兩種或兩種以上物質(zhì)混合時(shí)，不論以任何比例混合，總存在一個(gè)平均值，解題時(shí)只要抓住平均值，就能避繁就簡，迅速解題。平均值法有：平均相對分子質(zhì)量法、平均分子式法、平均體積法、平均原子法和平均反應(yīng)熱法等。平均反應(yīng)熱法是利用兩種混合物中每摩爾物質(zhì)在反應(yīng)中的反應(yīng)熱的平均值推斷混合物組成的解題方法，常用于有兩種物質(zhì)的反應(yīng)熱的計(jì)算。 例5甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇。發(fā)生的主要反應(yīng)如下： ① CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH1 ② CO

13、2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AH2 ③ CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH3 回答下列問題： 化學(xué)鍵 H-H C-O C三O H-O C-H E/(kJ?mol「】) 436 343 1076 465 413 由此計(jì)算厶比= kJ?mol- 】；已知△h2= -58kJ?mol- h3= kJ?mol-1o 【方法小結(jié)】鍵能計(jì)算反應(yīng)熱 (1) 計(jì)算公式AHr反應(yīng)物的總鍵能一生成物的總鍵能。 (2) 計(jì)算關(guān)鍵利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱的關(guān)鍵,就是要算清物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目,清楚中學(xué)常見單質(zhì)、化合物中 所含共價(jià)

14、鍵的種類和數(shù)目。 物質(zhì)(化學(xué)鍵) CO2(C=O) CH4(C-H) P4(P-P) SiO2(Si-O) 石墨 (C-C) 金剛石 (C-C) S8(S-S) Si(Si-Si) 每個(gè)微粒所含鍵數(shù) 2 4 6 4 1.5 2 8 2 的是( A. —丿真題賞析【P26】 2019江蘇】氫氣與氧氣生成水的反應(yīng)是氫能源應(yīng)用的重要途徑。下列有關(guān)說法正確) 一定溫度下，反應(yīng)2H2(g)+O2(g)^=2H2O(g)能自發(fā)進(jìn)行，該反應(yīng)的AHvO 氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH- 常溫常壓下，氫氧燃料電池放電過程中消耗.2L

15、耳，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為.02x1023 B. C． D?反應(yīng)2H2(g)+O2(g)^=2H2O(g)的AH可通過下式估算： AH=反應(yīng)中形成新共價(jià)鍵的鍵能之和-反應(yīng)中斷裂舊共價(jià)鍵的鍵能之和 A. 化學(xué)反應(yīng)必須發(fā)生有效碰撞，但有效碰撞不一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng) B. 由C(s,石墨)=C(s,金剛石)；AH=+1.19kJ?mol—1可知，金剛石比石墨穩(wěn)定 C. 在稀溶液中：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；AH=—57.3kJ?mol—1，若將0.5mol/L的H2SO4溶液與1mol/L的NaOH溶液等體積混合，放出的熱量等于57.3kJ D. 乙醇的燃燒熱AH=-

16、1366.8kJ?mol—1，則在25°C、101kPa時(shí)，1kg乙醇充分燃燒后放出2.971x104kJ熱量 2.H2O2(l)在有MnO2的條件下和無MnO2的條件下分解的能量變化如下圖所示。下列說法正確的是() A. 有MnO2條件下的反應(yīng)曲線是a曲線 B. 該反應(yīng)能量變化類型與CaCO3的分解反應(yīng)相同 C. 加催化劑后，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小 D.b曲線的熱化學(xué)方程式為H2O2(1) H2O(l)+O2(g) AH=(E1-E2)kJ?mol-1 3.炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子，生成活化氧，活化過程的能量變化模擬計(jì)算結(jié)果如

17、圖所示?；罨蹩梢园裇O2快速氧化為SO3.下列說法錯(cuò)誤的是() A.每活化一個(gè)氧分子吸收0.29eV的能量 B?水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.18eV C. 氧分子的活化是O-O鍵的斷裂與C-O鍵的生成過程 D. 炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的催化劑 十?3理醍兀 4.中國化學(xué)家研究的一種新型復(fù)合光催化劑［碳納米點(diǎn)(CQDs)/氮化碳(C3N4)納米復(fù)合物］可以利用太陽光實(shí)現(xiàn)高效分解水，其原理如圖所示。下列說法正確的是 A. C3N4中C的化合價(jià)為-4 B. 反應(yīng)的兩個(gè)階段均為吸熱過程 C?階段II中，h2o2既是氧化劑，又是還原劑 D.

18、通過該反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向太陽能的轉(zhuǎn)化 A. 狀態(tài)1是液態(tài)，則狀態(tài)3一定是氣態(tài) B. 狀態(tài)3是液態(tài)，則狀態(tài)4一定是氣態(tài) C. A(狀態(tài)2)+B(g)=C(狀態(tài)3)+D(g)△H=(d-a)kJ?mol- D. 斷裂1molC(狀態(tài)3)和1molD(g)中的化學(xué)鍵需要吸收的能量為(e-d)kJ 6. 已知：氧化鋰(Li2O)晶體形成過程中的能量變化如圖所示 下列說法正確的是（） A.AH]V0,皿2>0 b.-ah5+^h,+△H1+AH3+AH4+AH6=0 511346 C. AH3<0,AH4V0 D. AH,+△H2+AH3+^H4=AH5+^H6 1

19、23456 7. 根據(jù)下圖所示的過程中的能量變化情況,判斷下列說法正確的是() @@+??熬駕/；豐臨1 M2閒和口忌)■反應(yīng)生城汽OCs［試程市M胞馭變優(yōu) A. N2(g)轉(zhuǎn)化為氮原子是一個(gè)放熱過程 B. lmolN2和lmolO2的總能量比2molNO的總能量高 C. 1個(gè)NO(g)分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收632kJ能量 D. 2NO(g)=N2(g)+O2(g)的反應(yīng)熱AH=-180kJ?mol-i 8. 最近幾年霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。 (1)汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2C0(g)*催化劑

20、2CO2(g)+N2(g),在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí)，c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線，如下圖所示，據(jù)此判斷： 圖甲 ① 該反應(yīng)的AH0(選填“〉”、“<”) ② 當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí)，增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積 S1>S2，在圖甲中畫出c (co2)在t2、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。 ③ 研究表明在紫外線照射下，由于TiO2的催化作用，空氣中的某些物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生OH自 由基，如圖乙所示，OH與NO2反應(yīng)為NO2+OH===HNO3，寫出NO與OH反應(yīng)的化學(xué)方程式。 圖乙 (2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)

21、引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。 煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原NO可以消除氮氧化物的污染。4x CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+co2(g)+2H2O(g)AH=—867kJ?mo卜1 2NO2(g)N2O4(g)AH=—56.9kJ?moi H2O(g)===H2O(l)AH=—44.0kJ?mo卜I 寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式 B卷 9.N4分子結(jié)構(gòu)為正四面體(如圖所示)。己知：斷裂N4(g)中ImolN-N鍵吸收193kJ能 A. 形成1molN4(g)中的化學(xué)鍵放出193kJ的能量

22、 B. N4(g)比N2(g)更穩(wěn)定 C. lmolN2(g)完全轉(zhuǎn)化為N4(g),體系的能量增加362kJ D. N4(g)=2N2(g)△i=724kJ?mol-i 10.煤的液化可以合成甲醇。下列有關(guān)說法正確的是 ① “氣化”:C(s)+2H2O(g)—CO2(g)+2H2(g)AH1=+90.1kJ?mol-i ② 催化液化I:CO2(g)+3H2(g)—CH3OH(g)+H2O(g)AH2=-49.0kJ?mol-i ③ 催化液化II:CO2(g)+2H2(g)一CH3OH(g)+1/2O2(g)AH亍akJ?mol-i A. 催化液化I中使用催化劑，反應(yīng)的活化能

23、E、AH2都減小 a2 B. 反應(yīng)C(s)+H2O(g)+H2(g)一CH3OH(g)AH=+41.1kJ?mol-i C.ah2>ah3 D?如圖為甲醇燃料電池的工作原理示意圖，負(fù)極的電極反應(yīng)為CH3OH-6e-+6OH- CO2T+5H2O 11．下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的評價(jià)合理的是() 選項(xiàng) 實(shí)驗(yàn)事實(shí) 熱化學(xué)方程式 評價(jià) A 若H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) AH=—57.3kJ?mol-1,將稀硫酸和 NaOH溶液混合 H2SO4(aq)+ 2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)+2H2O(1) AH=—57.3kJ?mo1-1

24、正確 B 醋酸和稀NaOH溶液混合 CH3COOH(aq)+ NaOH(aq)=== CH3COONa(aq)+H2O(1) AH=—57.3kJ?mo1-1 不正確，因?yàn)榇姿岬臓顟B(tài)為“1”，而不是“aq” C 160gSO3氣體與足量液體水反應(yīng)生成H2SO4放出熱量260.6kJ SO3(g)+ H2O(1)===H2SO4(aq) AH=—130.3kJ?mo1-1 不正確：因?yàn)榉磻?yīng)熱AH=—260.6kJ?mo1-1 D 1molC8H18(1)在O2(g)中燃燒，生成CO2(g)和H2O(l),放出534kJ的熱量 2C8H18(D+ 25O2(g)=

25、==16CO2(g)+ 18H2O(1) AH=—1068kJ?mo1-1 正確 12．下列圖示與對應(yīng)的敘述相符的是() 11 1:極 ITUS) 甲 乙 丙 T 稀樣儕載°mamr(SI烈”?1. 0rt剋始吐毗m】 ffiWt：r7X: A. 圖甲表示常溫下稀釋pH均為11的MOH溶液和NOH溶液時(shí)pH的變化，由圖可知溶液 的堿性：MOH>NOH B. 圖乙表示常溫下0.1000mol?L-1醋酸溶液滴定20.00mLO.lOO0mol?L-1NaOH溶液的滴定曲線 C. 圖丙表示反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)=C0(g)+3H2(g)的能量變化，使用催化劑可改變Eb-Ea的值 D. 圖丁表示反應(yīng)2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g),在其他條件不變時(shí)，改變起始CO的物質(zhì)的量，平衡時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)變化，由圖可知NO的轉(zhuǎn)化率c>b>a