(新課改省份專版)2020高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 5.1 化學(xué)能與熱能(1)基本概念一課過(過基礎(chǔ))學(xué)案(含解析).doc
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第五章 化學(xué)反應(yīng)與能量考試要求教學(xué)建議1.認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以與熱能、電能等其他形式能量之間相互轉(zhuǎn)化,能量的轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律。2.認(rèn)識(shí)化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,恒溫恒壓條件下化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱可以用焓變表示。3.了解蓋斯定律及其簡(jiǎn)單應(yīng)用。4.認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。5.了解原電池及常見化學(xué)電源的工作原理。6.了解電解池的工作原理,認(rèn)識(shí)電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存能量中的具體應(yīng)用。7.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的本質(zhì),知道金屬腐蝕的危害,了解防止金屬腐蝕的措施。一輪復(fù)習(xí)不能按部就班地循教材復(fù)習(xí),否則會(huì)磨滅學(xué)生的積極性和創(chuàng)造力。本章將化學(xué)能與熱能、化學(xué)能與電能整合在一起復(fù)習(xí),有利于考生從根本上掌握“能量守恒”這一觀點(diǎn),貫通知識(shí)聯(lián)系,形成知識(shí)體系。本章共設(shè)7課時(shí),仍遵循由基礎(chǔ)到能力,由單一到綜合的編寫路徑。更難能可貴的是,由于本章知識(shí)與前沿科技熱點(diǎn)結(jié)合比較緊密,高考更注重對(duì)創(chuàng)新問題的考查,故本章在編寫時(shí)注重前沿?zé)狳c(diǎn)問題的滲透和應(yīng)用。第1課時(shí)化學(xué)能與熱能(1)基本概念一課過(過基礎(chǔ))知識(shí)點(diǎn)一焓變、熱化學(xué)方程式 1化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)與特征2焓變、反應(yīng)熱(1)焓(H)用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。(2)焓變(H)HH(生成物)H(反應(yīng)物),單位kJmol1。(3)反應(yīng)熱當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下進(jìn)行時(shí),反應(yīng)所放出或吸收的熱量,通常用符號(hào)Q表示,單位kJmol1。(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系對(duì)于等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能,則有:HQp。(5)反應(yīng)熱、活化能圖示在無催化劑的情況下,為正反應(yīng)的活化能,為逆反應(yīng)的活化能,HE1E2。催化劑能降低反應(yīng)的活化能,但不影響焓變的大小。3吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(1)從能量高低角度理解放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)圖示能量高低反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,H0反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量,H0說明a表示斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量,也可以表示反應(yīng)的活化能。b表示生成新化學(xué)鍵放出的能量,也可以表示活化分子結(jié)合成生成物分子所釋放的能量。圖中c表示反應(yīng)的反應(yīng)熱,可通過計(jì)算焓變值求得。(2)從化學(xué)鍵角度理解(3)常見的放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)常見反應(yīng)可燃物的燃燒酸堿中和反應(yīng)金屬與酸的置換反應(yīng)物質(zhì)的緩慢氧化鋁熱反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng)弱電解質(zhì)的電離鹽類的水解反應(yīng)Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)C和H2O(g)、C和CO2的反應(yīng)大多數(shù)的分解反應(yīng)提醒化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為放熱或吸熱,但這并不是唯一的表現(xiàn)形式,其他的還有發(fā)光、放電等。化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱或放熱,與反應(yīng)的條件沒有必然關(guān)系,而是取決于反應(yīng)物和生成物具有的總能量(或焓)的相對(duì)大小?;瘜W(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱或放熱,與反應(yīng)開始時(shí)是否需要加熱無關(guān)。需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),如CO2CO2為放熱反應(yīng);不需要加熱的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng),如Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。4熱化學(xué)方程式(1)概念表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱關(guān)系的化學(xué)方程式。(2)意義不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。(3)書寫步驟對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.如圖是化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化的示意圖。若E1E2,則下列反應(yīng)符合該示意圖的是()ANaOH溶液與稀鹽酸的反應(yīng)B鋅與稀鹽酸的反應(yīng)C氫氧化鋇與氯化銨固體的反應(yīng)D一氧化碳在空氣中的燃燒反應(yīng)解析:選C吸收的能量E1大于釋放的能量E2,故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。NaOH溶液與稀鹽酸的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),故A錯(cuò)誤;鋅與稀鹽酸的反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),故B錯(cuò)誤;氫氧化鋇與氯化銨固體的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng),故C正確;一氧化碳在空氣中的燃燒反應(yīng)屬于放熱反應(yīng),故D錯(cuò)誤。2(2016浙江4月選考)2A(g)B(g)H1(H10);2A(g)B(l)H2;下列能量變化示意圖正確的是()解析:選B反應(yīng)的H10,為放熱反應(yīng),即反應(yīng)物的能量高于生成物的能量,且物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時(shí),也將放熱。對(duì)照選項(xiàng)圖像可知B項(xiàng)符合。3(2015浙江10月選考)已知1 mol CH4氣體完全燃燒生成氣態(tài)CO2和液態(tài)H2O,放出890.3 kJ熱量,則表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是()ACH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1解析:選B因放熱反應(yīng)H為負(fù),結(jié)合生成的水為液態(tài),只有B選項(xiàng)正確。4(1)101 kPa時(shí),1 mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2氣體,放出890.3 kJ的熱量,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。(2)0.3 mol的氣態(tài)乙硼烷(分子式B2H6)在氧氣中燃燒,生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水,放出649.5 kJ的熱量,則其熱化學(xué)方程式為_。(3)在25 、101 kPa下,一定質(zhì)量的無水乙醇完全燃燒時(shí)放出熱量Q kJ,其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為_。(4)下圖是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_。解析:(1)1 mol CH4完全燃燒需要2 mol O2生成1 mol CO2和2 mol液態(tài)H2O,故熱化學(xué)方程式為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1。(2)1 mol乙硼烷在氧氣中燃燒放出的熱量為649.5 kJ2 165 kJ,則其熱化學(xué)方程式為B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol1。(3)由題意可知生成n(CO2)n(CaCO3)1 mol,則由原子守恒可知,需要乙醇的物質(zhì)的量為 mol,故熱化學(xué)方程式為C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H(2Q)2Q kJmol1。(4)由圖可知其熱化學(xué)方程式為NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)HE1E2134 kJmol1368 kJmol1234 kJmol1。答案:(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1(2)B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol1(3)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJmol1(4)NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1知識(shí)點(diǎn)二燃燒熱、中和熱、能源1燃燒熱2中和熱(1)中和熱的概念及表示方法(2)中和熱的測(cè)定裝置計(jì)算公式(以50 mL 0.5 molL1鹽酸與50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液反應(yīng)為例)H kJmol1t1起始溫度,t2終止溫度。(3)注意事項(xiàng)泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫隔熱,減少實(shí)驗(yàn)過程中的熱量損失。為保證酸完全中和,采取的措施是使堿稍過量。提醒當(dāng)用熱化學(xué)方程式表示中和熱時(shí),生成H2O的物質(zhì)的量必須是1 mol,當(dāng)用熱化學(xué)方程式表示燃燒熱時(shí),可燃物的物質(zhì)的量必須為1 mol。由于中和反應(yīng)與燃燒反應(yīng)均是放熱反應(yīng),表示中和熱與燃燒熱時(shí)可不帶“”號(hào),但用H表示時(shí),必須帶“”號(hào),如某物質(zhì)的燃燒熱為Q kJmol1或HQ kJmol1。3能源對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1判斷正誤(正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”)。(1)隨著科技的發(fā)展,氫氣將成為主要能源之一()(2)化石燃料和植物燃料燃燒時(shí)放出的能量均來源于太陽(yáng)能()(3)燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2 (g)H192.9 kJmol1,則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJmol1()(4)氫氣的燃燒熱為285.5 kJmol1,則電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1()(5)已知稀溶液中,H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1,則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1 mol 水時(shí)放出57.3 kJ的熱量()2.為消除目前燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染,同時(shí)緩解能源危機(jī),有關(guān)專家提出了利用太陽(yáng)能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是()AH2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B氫能源已被普遍使用C2 mol液態(tài)H2O具有的總能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量D氫氣不易貯存和運(yùn)輸,無開發(fā)利用價(jià)值解析:選C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)是吸熱反應(yīng),說明2 mol液態(tài)H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運(yùn)輸,所以氫能源利用并未普及,但發(fā)展前景廣闊。3下列熱化學(xué)方程式或說法正確的是()A甲烷的燃燒熱為890.3 kJmol1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1B500 、30 MPa下,將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3 kJ,其熱化學(xué)方程式為N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJmol1C同溫同壓下,等物質(zhì)的量的H2與足量的Cl2在光照和點(diǎn)燃條件下充分反應(yīng),所產(chǎn)生的熱量相同D已知中和熱為57.3 kJmol1,則稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJmol1解析:選C甲烷的燃燒熱為890.3 kJmol1,表示1 mol甲烷完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量,由于水的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài),所以其燃燒的熱化學(xué)方程式是CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1,A錯(cuò)誤;由于氮?dú)馀c氫氣產(chǎn)生氨氣的反應(yīng)是可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物,所以500 、30 MPa下,將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成氨氣的物質(zhì)的量小于1 mol,該反應(yīng)的H38.6 kJmol1,B錯(cuò)誤;由于反應(yīng)熱只與反應(yīng)物、生成物的狀態(tài)及物質(zhì)的量的多少有關(guān),與反應(yīng)途徑無關(guān),所以在同溫同壓下,等物質(zhì)的量的H2與足量的Cl2在光照和點(diǎn)燃條件下充分反應(yīng),所產(chǎn)生的熱量相同,C正確;稀硫酸與氫氧化鋇溶液反應(yīng)生成了BaSO4沉淀和水,生成BaSO4沉淀還需要放出熱量,所以該反應(yīng)的H57.3 kJmol12,D錯(cuò)誤。4石墨的燃燒熱為393.5 kJmol1,CO的燃燒熱為283.0 kJmol1,下列說法正確的是()A相同條件下C(石墨,s)燃燒生成CO氣體的熱化學(xué)方程式:2C(石墨,s)O2(g)=2CO(g)H110.5 kJmol1B1 mol C(石墨,s)不完全燃燒,生成CO2和CO混合氣體時(shí),放出熱量283.0 kJCC(石墨,s)和CO2(g)反應(yīng)生成CO(g)的反應(yīng)是放熱反應(yīng)D如果金剛石的燃燒熱大于石墨的燃燒熱,則可以斷定從石墨轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸枰鼰峤馕觯哼xD石墨燃燒必放熱,A錯(cuò);選項(xiàng)B中由于沒有告知生成物CO和CO2的物質(zhì)的量之比,因此無法計(jì)算反應(yīng)放出的熱量,B錯(cuò);C項(xiàng)石墨與CO2反應(yīng)是吸熱反應(yīng),C錯(cuò)。5填空。(1)2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反應(yīng)的H2283.0 kJmol1, 則CO(g)的燃燒熱是_。(2)葡萄糖的燃燒熱是2 800 kJmol1,則表示葡萄糖燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_。(3)氫氣的燃燒熱為285.5 kJmol1,則電解水的熱化學(xué)方程式為_。(4)已知中和反應(yīng)的中和熱為57.3 kJmol1。則Ba(OH)2和鹽酸反應(yīng),表示中和熱的熱化學(xué)方程式為_。(5)C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1,C8H18的燃燒熱為_。答案:(1)283.0 kJmol1(2)C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H2 800 kJmol1(3)2H2O(l)2H2(g)O2(g)H571 kJmol1(4)OH(aq)H(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1(5)5 518 kJmol16(1)(2016海南高考)油酸甘油酯(相對(duì)分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時(shí)可發(fā)生如下反應(yīng):C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃燒熱H為_。(2)(2015海南高考)已知丙烷的燃燒熱H2 215 kJmol1,若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水,則放出的熱量約為_。解析:(1)燃燒熱指的是燃燒1 mol 可燃物生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量。燃燒1 kg油酸甘油酯釋放出熱量3.8104 kJ,燃燒1 mol 油酸甘油酯釋放出熱量為3.8104 kJ3.36104 kJ3.4104 kJ,則得油酸甘油酯的燃燒熱H3.4104 kJmol1。(2)1.8 g水的物質(zhì)的量為0.1 mol,丙烷的分子式是C3H8,1 mol丙烷完全燃燒會(huì)產(chǎn)生4 mol水,丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g水,燃燒的丙烷的物質(zhì)的量為 mol,所以反應(yīng)放出的熱量為2 215 kJ55.375 kJ。答案:(1)3.4104 kJmol1(2)55.375 kJ知識(shí)點(diǎn)三蓋斯定律1蓋斯定律的定義對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng),無論是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)焓變都一樣,即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。2蓋斯定律的應(yīng)用(1)熱化學(xué)方程式相加或相減,如C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2由可得CO(g)O2(g)=CO2(g)HH1H2(2)合理設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑,如順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向變化反應(yīng)熱代數(shù)和相等,即HH1H2。(3)蓋斯定律的理解熱化學(xué)方程式焓變之間的關(guān)系aA=BH1A=BH2H2H1或H1aH2aA=BH1B=aAH2H1H2HH1H2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1(2019滕州二中模擬)由金紅石TiO2制取單質(zhì)Ti,涉及的步驟為TiO2TiCl4Ti。已知:C(s)O2(g)=CO2(g)H12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)H3則反應(yīng)TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H為()AH32H12H2BH3H1H2CH32H1H2 DH3H12H2解析:選C根據(jù)蓋斯定律,由2,可得TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)H2H1H2H3,故C項(xiàng)正確。2工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如下所示:請(qǐng)回答下列問題:已知:4NO(g)4NH3(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H1 745.2 kJmol16NO(g)4NH3(g)5N2(g)6H2O(g)H1 925.2 kJmol1則反應(yīng)的熱化學(xué)方程式可表示為_。解析:將已知的兩個(gè)熱化學(xué)方程式依次標(biāo)記為和,根據(jù)蓋斯定律,由54得:4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1 025.2 kJmol1。答案:4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)H1 025.2 kJmol1- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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