2.精練高考真題,明確方向。經過對近幾年高考題的橫、縱向分析,可以得出以下三點:一是主干知識考查“集中化”,二是基礎知識新視角,推陳出新,三是能力考查“綜合化”。
3.摸清問題所在,對癥下藥。要提高后期的備考質量,還要真正了解學生存在的問題,只有如此,復習備考才能更加科學有效。所以,必須加大信息反饋,深入總結學情,明確備考方向,對癥開方下藥,才能使學生的知識結構更加符合高考立體網絡化要求,才能實現(xiàn)基礎→能力→分數(shù)的轉化。
4.切實回歸基礎,提高能力。復習訓練的步驟包括強化基礎,突破難點,規(guī)范作答,總結方法,通過這樣的總結,學生印象深刻,應用更加靈活。
知識清單18 化學能與熱能
知識點01 放熱反應和吸熱反應
1.前提條件:必須是化學反應
(1)物質的溶解過程:主要發(fā)生物理變化
①放熱過程:濃硫酸、NaOH固體溶于水
②吸熱過程:NH4NO3固體溶于水
(2)狀態(tài)變化:發(fā)生物理變化
①放熱過程:凝固、液化、凝華等
②吸熱過程:升華、汽化、熔化等
(3)化學鍵的變化
①放熱過程:化學鍵的形成過程,如2H→H2,Na++Cl-=NaCl
②吸熱過程:化學鍵的斷裂過程,如H2→2H,NaCl=Na++Cl-
2.本質判據
(1)能量角度
①放熱反應:反應物的能量總和>生成物的能量總和
②吸熱反應:反應物的能量總和<生成物的能量總和
(2)鍵能角度
①放熱反應:反應物的鍵能總和<生成物的鍵能總和
②吸熱反應:反應物的鍵能總和>生成物的鍵能總和
3.條件判據
(1)需要持續(xù)加熱才能進行的反應一般是吸熱反應
(2)反應開始需要加熱,停熱后仍能繼續(xù)進行,一般是放熱反應
4.現(xiàn)象判據
(1)反應體系的溫度變化
①體系的溫度升高:放熱反應
②體系的溫度降低:吸熱反應
(2)密閉體系的壓強變化
①體系的壓強增大:放熱反應
②體系的壓強減?。何鼰岱磻?br>(3)液體的揮發(fā)程度
①液體的揮發(fā)程度增大:放熱反應
②液體的揮發(fā)程度減小:吸熱反應
(4)催化劑的紅熱程度
①停熱后催化劑繼續(xù)紅熱:放熱反應
②停熱后催化劑不再紅熱:吸熱反應
5.經驗判據
(1)放熱反應
①金屬、金屬氧化物與酸或水的反應
②可燃物的燃燒反應及緩慢氧化
③酸和堿的中和反應
④鋁熱反應,如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3
⑤大多數(shù)的化合反應。如2NO2N2O4
(2)吸熱反應
①大多數(shù)的分解的反應(2H2O22H2O+O2↑除外)
②銨鹽和堿反應,如Ba(OH)2?8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3?H2O+8H2O
③鹽的水解反應
④兩個特殊反應:C+CO22CO、C+H2O(g)CO+H2
⑤碳酸氫鈉與檸檬酸的反應
6.自發(fā)判據:△H-T△S<0
(1)A(g)+B(l)=C(l)自發(fā)進行,ΔH<0
(2)2AB(g)C(g)+3D(g)高溫自發(fā),ΔH<0
7.注意事項
(1)反應的熱效應與反應條件無必然關系
①在高溫下才能進行的化學反應不一定是吸熱反應
②在常溫下進行的化學反應不一定是放熱反應
③使用催化劑的反應不一定是吸熱反應
(2)反應的熱效應與反應是化合還是分解無必然關系
①化合反應不一定是放熱反應
②分解反應不一定是吸熱反應
8.反應的活化能
(1)正反應的活化能為:E1
(2)逆反應的活化能為:E2
(3)正反應的反應熱為:△H=(E1-E2)kJ·ml-1
(4)活化能和反應熱效應的關系
①放熱反應:Ea正<Ea逆
②吸熱反應:Ea正>Ea逆
(5)催化劑能降低反應所需的活化能,但不影響反應熱的大小
(6)活化能和反應速率的關系(相同溫度)
①反應的活化能越大,反應速率越慢
②若Ea正>Ea逆,則v正<v逆
(1)化學反應的本質是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成,任何化學反應都具有熱效應。
(2)不能根據反應條件判斷反應是放熱還是吸熱,需要加熱才能進行的反應不一定是吸熱反應,不需要加熱就能進行的反應也不一定是放熱反應。
(3)有能量變化的過程不一定是放熱反應或吸熱反應,如水結成冰放熱但不屬于放熱反應。
(4)物質三態(tài)變化時,能量的變化形式為固態(tài)eq \(,\s\up14(吸熱),\s\d14(放熱))液態(tài)eq \(,\s\up14(吸熱),\s\d14(放熱))氣態(tài)。
【典例01】下列過程屬于放熱反應的是
A.用石灰石燒制石灰B.在鋅粒中加稀硫酸
C.濃硫酸的稀釋D.硫酸銨與氫氧化鈣的反應
【答案】B
【分析】常見的放熱反應為所有的物質燃燒、所有金屬與酸反應、金屬與水反應,所有中和反應;絕大多數(shù)化合反應和鋁熱反應;常見的吸熱反應為絕大數(shù)分解反應,個別的化合反應(如C和CO2),少數(shù)分解置換以及某些復分解(如銨鹽和強堿)。
【詳解】A.用石灰石燒制石灰的分解反應是吸熱反應,故A錯誤;
B.活潑金屬和酸的反應是放熱反應,故B正確;
C.濃硫酸的稀釋是放熱過程,但不是化學反應,故C錯誤;
D.硫酸銨與氫氧化鈣反應生成氨氣的反應是吸熱反應,故D錯誤;
故選B。
【典例02】某反應使用催化劑后,其反應過程中能量變化如下圖,下列說法正確的是

A.使用催化劑可以加快反應速率的原因是提高了反應的活化能
B.使用催化劑后,不變
C.反應①是放熱反應,反應②是吸熱反應
D.
【答案】B
【詳解】A.使用催化劑后,活化能降低,可以加快反應速率,故A錯誤;
B.使用催化劑后,活化能降低,焓變不變,故B正確;
C.根據圖中信息,反應①是吸熱反應,反應②是放熱反應,故C錯誤;
D.根據圖中信息得到總反應=①+②,按蓋斯定律,ΔH=ΔH1 +ΔH2,故D錯誤。
綜上所述,答案為B。
知識點02 三個重要概念
1.燃燒熱(25℃、101kPa)
(1)概念:1ml可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物的反應熱
(2)穩(wěn)定氧化物:C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)、P→P2O5(s)
(3)單位:kJ/ml
(4)表示:C的燃燒熱為-393.5kJ/ml
(5)表示燃燒熱的熱化學方程式:可燃物的化學計量數(shù)為1
2.熱值(25℃、101kPa)
(1)概念:1g可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物的反應熱
(2)單位:kJ/g
(3)表示:C的熱值為-32.8kJ/g
(4)燃燒熱和熱值的換算關系:燃燒熱=熱值×摩爾質量
3.中和熱
(1)概念:稀溶液中酸跟堿反應生成1ml水時的反應熱
(2)單位:kJ/ml
(3)表示中和熱的熱化學方程式:H2O的化學計量數(shù)為1
(4)表示:強酸與強堿的中和熱為-57.3kJ·ml-1
(1)中和反應反應熱是強酸強堿的稀溶液生成1 ml H2O放出的熱量為57.3 kJ,弱酸弱堿電離時吸熱,生成1 ml H2O時放出的熱量小于57.3 kJ。濃硫酸稀釋時放熱,生成1 ml H2O時放出的熱量大于57.3 kJ。
(2)對于中和反應反應熱、燃燒熱,由于它們反應放熱是確定的,所以描述中不帶“一”,但其焓變?yōu)樨撝怠?br>(3)當用熱化學方程式表示中和反應反應熱時,生成H2O的物質的量必須是1 ml,當用熱化學方程式表示燃燒熱時,可燃物的物質的量必須為1 ml。
【典例03】下列說法正確的是
A.乙烯完全燃燒時,放出的熱量就是乙烯的燃燒熱
B.在25 ℃、101 kPa時,1 ml碳燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱
C.由2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·ml-1可知,CO的燃燒熱為283 kJ·ml-1
D.乙炔的燃燒熱為1 299.6 kJ·ml-1,則反應2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(g)的ΔH=-2 599.2 kJ·ml-1
【答案】C
【詳解】A.燃燒熱是指1ml純物質完全燃燒生成指定產物時所放出的熱量,沒指明乙烯為1ml,故A錯誤;
B.沒指明碳完全燃燒生成指定產物CO2(g),故B錯誤;
C.2mlCO完全燃燒放出熱量566kJ,則1mlCO完全燃燒生成CO2(g)放出熱量為283kJ,所以其燃燒熱為283 kJ·ml-1,故C正確;
D.熱化學方程式中生成物水應為液態(tài),故D錯誤;
答案選C。
【典例04】下列有關說法正確的是
A.同溫同壓下,反應在光照和點燃條件下的不同
B.已知,,則
C.表示甲烷燃燒熱的熱化學方程式為:
D.和反應中和熱,則:
【答案】B
【詳解】A.只與反應體系的始末狀態(tài)有關,與反應條件無關,故A錯誤;
B.碳燃燒為放熱反應,為負值;燃燒充分,放熱更多,數(shù)值更大,更小,所以,故B正確;
C.燃燒熱是指1ml可燃物然全燃燒生成指定產物時所放出的熱量,H元素對應的指定產物時液態(tài)水,故C錯誤;
D.中和熱是指酸堿發(fā)生中和反應,生成1mlH2O時所放出的熱量,生成2mlH2O的同時,鋇離子和硫酸根離子化合生成硫酸鋇,也放出熱量,所以,故D錯誤;
答案選B。
知識點03 反應過程中熱量大小的比較
1.燃燒過程中熱量大小的比較
(1)物質完全燃燒時放出的熱量多
(2)物質在O2中完全燃燒放出的熱量比在空氣中的少(光能多)
(3)物質完全燃燒生成固態(tài)產物時放出的熱量最多
(4)氣態(tài)的物質完全燃燒放出的熱量最多

2.各類中和熱的比較
(1)強酸與強堿的中和熱的數(shù)值等于57.3kJ·ml-1
(2)有濃酸或濃堿參加的中和熱的數(shù)值大于57.3kJ·ml-1
(3)有弱酸或弱堿參加的中和熱的數(shù)值小于57.3kJ·ml-1
(4)有沉淀生成的中和熱的數(shù)值等于57.3kJ·ml-1
3.根據穩(wěn)定性判斷能量高低
(1)微粒穩(wěn)定性的判斷
①能量角度:微粒所含的能量越低越穩(wěn)定
②鍵能角度:微粒所含的化學鍵鍵能越大越穩(wěn)定
(2)生成穩(wěn)定性強的物質,放熱多
3.能量高低的判斷
(1)金屬性和非金屬性強弱判據
①金屬性越強,越容易失電子,吸收的能量越少
②非金屬性越強,越容易得電子,釋放的能量越多
③非金屬單質與H2化合時生成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,放出的能量越多
(2)微粒穩(wěn)定性判據:能量越低越穩(wěn)定
(3)鍵能大小判據:斷裂1個鍵的鍵能越大,物質越穩(wěn)定,所含能量越低
反應過程能量分析的注意事項
?焓變與反應發(fā)生的條件、反應是否徹底無關。
?催化劑能降低反應的活化能,但不影響焓變的大小。
?在化學反應中,反應物各原子之間的化學鍵不一定完全斷裂。
?有能量變化的過程不一定是放熱反應或吸熱反應。如水結成冰放熱,但不屬于放熱反應。
【典例05】NF3是一種溫室氣體,其存儲能量的能力是CO2的12 000~20 000倍,在大氣中的壽命可長達740年,如表所示是幾種化學鍵的鍵能,下列說法中正確的是
A.過程N2(g)→2N(g)放出能量
B.過程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量
C.反應N2(g)+3F2(g)=2NF3(g)為吸熱反應
D.NF3吸收能量后如果沒有化學鍵的斷裂與生成,仍可能發(fā)生化學反應
【答案】B
【詳解】A.過程N2(g)→2N(g)為化學鍵斷裂的過程,是吸收能量的過程,故A錯誤;
B.過程N(g)+3F(g)→NF3(g)為形成化學鍵的過程,是放出能量的過程,故B正確;
C.由反應熱與反應物的鍵能之和與生成物的鍵能之和的差值相等可得:ΔH=946 kJ·ml-1+3×154.8 kJ·ml-1—6×283.0 kJ·ml-1=—287.6 kJ·ml-1,則該反應為放熱反應,故C錯誤;
D.化學反應的實質是舊鍵的斷裂和新鍵的形成,則NF3吸收能量后如果沒有化學鍵的斷裂與生成,說明沒有化學反應的發(fā)生,故D錯誤;
故選B。
【典例06】甲烷分子結構具有高對稱性且斷開1mlC-H鍵需要吸收440kJ能量。無催化劑作用下甲烷在溫度達到1200℃以上才可裂解。在催化劑及一定條件下,可在較低溫度下發(fā)生裂解反應,甲烷在鎳基催化劑上轉化過程中的能量變化如圖所示。下列說法正確的是

A.甲烷催化裂解成C和需要吸收1760kJ能量
B.步驟②為吸熱反應、步驟③放熱反應
C.催化劑使用一段時間后失活的原因可能是碳在催化劑表面沉積
D.使用該催化劑,反應的焓變減小
【答案】C
【詳解】A.斷開1mlC-H鍵需要吸收440kJ能量,1ml甲烷分子中有4mlC-H鍵,完全斷開需要吸收1760kJ能量,即1ml甲烷中的化學鍵完全斷開需要吸收1760kJ能量,而不是甲烷催化裂解成C和 H2 需要吸收1760kJ能量,選項A錯誤;
B.步驟②、③反應中,反應物的總能量均高于生成物的總能量,所以均為放熱反應,選項B錯誤;
C.從圖中可以看出,甲烷在鎳基催化劑上轉化是在催化劑表面上發(fā)生的,催化劑使用一段時間后失活的原因可能是碳在催化劑表面沉積,堵塞了催化劑表面的活性中心,選項C正確;
D.催化劑不影響反應物和生成物的總能量,使用該催化劑,反應的焓變不變,選項D錯誤;
答案選C。
知識點04 能量-反應過程圖像
1.反應熱性質的判斷
(1)放熱反應:反應物的能量和大于生成物的能量和
(2)吸熱反應:反應物的能量和大于生成物的能量和
2.反應吸熱或放熱數(shù)的判斷:看反應物和生成物能量和的差值|△H|
3.催化劑和中間產物(過渡態(tài)物質)的判斷
(1)催化劑:第一步反應的反應物,第二步反應的生成物
(2)過渡物:第一步反應的生成物,第二步反應的反應物
4.曲線上的峰
(1)峰的個數(shù)表示中間反應的個數(shù)
(2)峰谷
①峰前的峰谷:表示該中間反應反應物的能量
②峰后的峰谷:表示該中間反應生成物的能量
【典例07】某反應過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是

A.反應過程a有催化劑參與
B.該反應為放熱反應,熱效應等于ΔH
C.使用催化劑,可改變該反應的ΔH
D.有催化劑條件下,反應的活化能等于E1+E2
【答案】B
【詳解】A.由圖可知,反應過程a需要的活化能比b要高,所以a沒有催化劑參與,A錯誤;
B.由圖可知,該反應中,反應物的總能量大于生成物的總能量,所以該反應屬于放熱反應,反應的熱效應等于生成物與反應物能量之差,即ΔH,B正確;
C.使用催化劑,改變了反應進行的途徑,降低了反應的活化能,但不會改變該反應的焓變,C錯誤;
D.E1、E2分別代表反應過程中各步反應的活化能,整個反應的活化能為E1,D錯誤;
選B。
【典例08】反應A2(g)+2BC(g)=2BA(g)+C2(g)過程中體系的能量變化如圖所示,下列說法錯誤的是

A.E1等于拆開1 ml A2(g)中化學鍵和2 ml BC(g)中化學鍵所需能量之和
B.該反應的熱效應ΔH=E1-E2
C.使用催化劑,該反應ΔH不變
D.若改變某條件時化學反應速率加快,則E1可能不變
【答案】A
【詳解】A.由圖可知,最高能量狀態(tài)時得到活化配合物,并沒有生成氣態(tài)A、B、C原子,未徹底斷裂反應物中的化學鍵,則E1不等于拆開1 ml A2(g)中化學鍵和2 ml BC(g)中化學鍵所需能量之和,選項A錯誤;
B.E1為正反應的活化能,E2為逆反應的活化能,焓變等于正逆反應的活化能之差,則熱效應ΔH=E1-E2,選項B正確;
C.催化劑改變反應的歷程,可同時降低正逆反應的活化能,但二者差值不變,不影響焓變大小,選項C正確;
D.若改變反應物的濃度、反應體系的壓強時,反應速率加快,則E1不變,使用催化劑時E1減小,選項D正確;
答案選A。
知識點05 熱化學方程式的書寫及正誤判斷
1.熱化學方程式的書寫方法
2.熱化學方程式中各量的含義
2A(g)+B(g)3C(g) △H=-akJ·ml-1
(1)化學計量數(shù)
①含義:只表示物質的量,不表示分子個數(shù)
②特點:可以是整數(shù)也可以是分數(shù)
(2)熱化學方程式的意義:2mlA(g)和1mlB(g)完全反應生成3ml C(g)時釋放akJ的熱量。
(3)熱化學方程式中的△H
①△H=-akJ·ml-1中ml-1的含義:每摩爾反應
②單位:kJ·ml-1,與化學計量數(shù)無關
③正負:正逆反應的數(shù)值相等,符號相反
3.寫熱化學方程式的注意問題
(1)反應物的量都已知,根據量少的計算反應熱
(2)需要判斷反應是可逆反應還是完全反應
(3)需要判斷反應物和生成物的聚集狀態(tài)
4.熱化學方程式的正誤判斷
(1)注意標明物質的聚集狀態(tài):方程式中每種物質的化學式后面用括號注明物質的聚集狀態(tài)(g、l、s),不用標“↑”或“↓”,水溶液用aq表示。
(2)注意注明必要的反應條件:焓變與溫度等測定條件有關,所以書寫時必須在ΔH后指明反應的溫度(298K時可不注明)。
(3)注意明確化學計量數(shù)的含義:化學計量數(shù)只表示該物質的物質的量,不表示分子個數(shù)或原子個數(shù),因此熱化學方程式中化學計量數(shù)也可以是分數(shù)。
(4)注意ΔH的單位及符號:ΔH的單位是J·ml-1或kJ·ml-1,ΔH只能寫在化學方程式的右邊,表示正向反應的焓變。ΔH<0表示為放熱反應;ΔH≥0表示為吸熱反應。
(5)注意同一反應中化學計量數(shù)與ΔH數(shù)值的對應關系:化學方程式中各物質的化學計量數(shù)加倍,則ΔH數(shù)值的絕對值也加倍;若反應逆向進行,則ΔH的數(shù)值改變符號,但絕對值不變。
書寫熱化學方程式時應注意的問題
①熱化學方程式的基礎是化學方程式,因此必須遵循化學方程式的要求,如原子守恒、元素守恒等。
②要在物質的化學式后用括號注明反應物和生成物的聚集狀態(tài)。一般用英文字母g、l和s分別表示物質的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài),水溶液中的溶質則用aq表示。熱化學方程式一般不寫反應條件。
③要在化學方程式的右邊標出焓變(ΔH)。放熱反應,ΔH為“-”;吸熱反應,ΔH為“+”。ΔH的單位是kJ/ml(或kJ·ml-1)。方程式與ΔH應用空格隔開。
④由于ΔH與測定條件有關,因此應在ΔH后注明反應溫度和壓強。在25 ℃、101 kPa下進行的反應,可不注明。
⑤熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質的物質的量,并不表示物質的分子數(shù)或原子數(shù),因此化學計量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分數(shù),一般不用小數(shù)。
【典例09】在298K、101kPa下,將通入溶液中充分反應(不考慮氣體逸出),測得反應放出熱量。已知該條件下,將通入溶液中充分反應放出熱量。則與溶液反應生成的熱化學方程式正確的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【詳解】將通入溶液中充分反應生成0.025mlK2CO3和0.025mlKHCO3,反應共放出熱量;將通入溶液中充分反應生成0.1ml K2CO3,放出熱量,則生成0.025mlKHCO3放出的熱量是熱量,所以生成1mlKHCO3放出的熱量是40×熱量;則與溶液反應生成的熱化學方程式是 ,故選A。
【典例10】肼(又稱聯(lián)氨,化學式)和過氧化氫可用作火箭推進劑,當兩者混合時會發(fā)生反應生成氮氣和水蒸氣,并放出大量的熱。已知足量液態(tài)肼與液態(tài)過氧化氫充分反應生成氮氣和水蒸氣,放出熱量。下列說法正確的是
A.該反應中的氧化劑是
B.肼分子具有對稱性結構,分子中既有極性鍵也有非極性鍵
C.當反應過程中放出熱量時,轉移電子數(shù)為
D.該反應的熱化學方程式為
【答案】B
【詳解】A.該反應的方程式為,過氧化氫作氧化劑,故A錯誤;
B.肼的結構簡式為H2N-NH2,具有對稱性結構,分子中有N與N形成的非極性鍵,也有N與H形成的極性鍵,故B正確;
C.該反應,當有2mlH2O2參與反應時,轉移到電子物質的量為4ml,當放出熱量時,有1mlH2O2參與反應,則轉移電子物質的量為2ml,即為2NA個電子,故C錯誤;
D.該反應的熱化學方程式為,生成水蒸氣不是液態(tài)水,故D錯誤;
故答案為B。
知識點06 反應熱的有關計算
1.根據熱化學方程式計算
(1)化學計量數(shù)∶│⊿H│=反應的物質的量∶熱量(Q)
(2)n(A)反應∶n(B)反應∶n(C)生成∶n(D)生成∶Q=a∶b∶c∶d∶│⊿H│
2.根據反應物和生成物的總能量計算
(1)△H=生成物的能量和-反應物的能量和
(2)△H=生成物的相對能量和-反應物的相對能量和
3.根據鍵能計算焓變
(1)△H=反應物的鍵能和-生成物的鍵能和
(2)計算關鍵:弄清物質中化學鍵的數(shù)目
①常見分子:根據成鍵原則畫出結構式即可判斷
②信息分子:根據分子結構示意圖數(shù)共價鍵個數(shù)
③特殊物質:選修物質結構內容
4.根據燃燒熱和熱值計算
(1)根據燃燒熱計算:Q放=n(可燃物)×|燃燒熱|
(2)根據熱值計算:Q放=m(可燃物)×|熱值|
5.計算燃燒熱、熱值、中和熱
(1)計算燃燒熱:?H燃燒熱=-kJ/ml
(2)計算熱值:?H熱值=-kJ/g
(3)計算中和熱:?H中和熱=-kJ/ml
6.根據比熱公式進行計算:Q=cmΔT。
(1)水的比熱容:c=4.18×10-3kJ/(g·℃)
(2)m代表液體或混合液的總質量
(3)ΔT表示反應前后溫度的變化值,ΔT=T2-T1
7.利用活化能計算:反應熱=正反應活化能-逆反應的活化能
8.根據蓋斯定律進行計算
(1)計算步驟
(2)ΔH與書寫方式的關系
①正逆反應的△H、K的關系:△H正+△H逆=0,K正·K逆=1
②化學計量數(shù)變成n倍,△H變?yōu)閚倍,K變?yōu)閚次方倍
③反應③=反應①+反應②,則:△H3=△H1+△H2,K3=K1·K2
④反應③=反應①-反應②,則:△H3=△H1-△H2,K3=
⑤反應③=a×反應①-×反應②,則:△H3=a△H1-△H2,K3=
(3)反應舉例
①A+B=C+D ⊿H1
②2E+F=2C ⊿H2
③3D=M+2N ⊿H3
則:6A+6B=6E+3F+ 2M+4N △H=6△H1-3△H2+2△H3
(4)若按照正常程序,不能將條件全部用完,則將用過和沒有用過的反應中有的物質,而目標反應中沒有的物質消去即可
①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H1
②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g)△H2
③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)△H3
則反應:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)△H=-3△H3+2△H1-△H2。
反應熱大小的比較的四個注意點:
(1)看物質狀態(tài)。物質的氣、液、固三態(tài)轉化時的能量變化如下:
(2)看ΔH的符號。比較反應熱大小時不要只比較ΔH數(shù)值的大小,還要考慮其符號。
(3)看化學計量數(shù)。當反應物與生成物的狀態(tài)相同時,化學計量數(shù)越大,放熱反應的ΔH越小,吸熱反應的ΔH越大。
(4)看反應的程度。對于可逆反應,參加反應的物質的量和狀態(tài)相同時,反應的程度越大,熱量變化越大。
【典例09】H2與ICl的反應分兩步完成,其能量曲線如圖所示。

反應①:H2(g)+2ICl(g) =HCl(g)+HI(g)+ICl(g)
反應②:HCl(g)+HI(g)+ICl(g) =I2(g)+2HCl(g)
下列有關說法不正確的是
A.反應①、②均是反應物總能量高于生成物總能量
B.總反應的活化能為kJ·ml-1
C.H2(g)+2ICl(g) =I2(g)+2HCl(g) ΔH=-218 kJ·ml-1
D.反應①的ΔH=E1-E2
【答案】B
【詳解】A.由圖像可知,反應①、②均是反應物總能量高于生成物總能量,A正確;
B.E1和E3分別代表反應過程中各步反應的活化能,總反應活化能為能量較高的E1,B錯誤;
C.反應①和②總的能量變化為218 kJ,并且是放熱反應,所以H2(g)+2ICl(g) =I2(g)+2HCl(g)ΔH=-218 kJ·ml-1,C正確;
D.反應①的ΔH=正反應的活化能-逆反應的活化能=E1-E2,D正確;
故選B。
【典例10】在298K、101kPa下,由穩(wěn)定的單質發(fā)生反應生成1ml化合物的反應熱叫該化合物的標準摩爾生成熱△fHmθ。氧族元素氫化物a、b、c、d的生成熱數(shù)據如圖。下列判斷正確的是
A.沸點:H2O>H2S>H2Se>H2Te
B.H2S(g)+O2(g)=S(s)+H2O(1) △H=-265 kJ/ml
C.H2Se(g)=Se(g)+H2(g) △H=+81 kJ/ml
D.反應Te(s)+H2(g)H2Te(g)達平衡后升溫,平衡常數(shù)將減小
【答案】B
【解析】A.分子間形成氫鍵,其沸點最高,其余氫化物隨相對分子質量增加而增大,故沸點:,A錯誤;B.由題中信息可得熱化學方程式:,,由蓋斯定律可知反應可由:II-I得到,則,反應熱化學方程式為: ,B正確;C.的摩爾生成焓為:?H=,則反應的,C錯誤;D.該反應為吸熱反應,生成高溫平衡正向移動,平衡常數(shù)增大,D錯誤;故選B。
知識點07 能源
1.定義:自然界中,能為人類提供熱、光、電等有用能量的物質或物質運動統(tǒng)稱為能源。
2.分類
3.常規(guī)能源(傳統(tǒng)能源)
(1)人類目前使用的主要能源:三大化石燃料
①被稱為“工業(yè)的血液”的是石油
②被稱為“工業(yè)的糧食”的是煤
③屬于清潔能源的是天然氣
(2)化石燃料面臨的問題
①不可再生:形成時間長,儲量有限
②環(huán)境污染嚴重:酸雨、霧霾、溫室效應加劇
4.非常規(guī)能源(新能源)
(1)最環(huán)保能源:氫能
(2)自然能源:太陽能、風能、潮汐能、地熱能等
(3)非物理變化和化學變化所得能源:核能
(4)生物質能
①多糖先水解后發(fā)酵所得能源:酒精
②植物秸稈、動物糞便等發(fā)酵所得能源:沼氣
③木材干餾所得能源:甲醇(俗稱木醇)
(5)特點
①資源豐富,普遍具備可再生特性
②不含碳或含碳量少,對環(huán)境沒有污染或污染少
5.氫能的開發(fā)和利用
(1)氫能的優(yōu)點
①完全燃燒放出的熱量多
②原料是水,來源廣
③燃燒產物是水,無污染
(2)困難:成本高、儲存和運輸困難等
(3)方法:在光催化劑存在下利用太陽能分解水
6.我國能源現(xiàn)狀
(1)我國目前使用最多的能源是化石燃料,包括煤、石油、天然氣等,屬于不可再生能源,并且能源利用率總體偏低。
(2)開源節(jié)流:即一方面開發(fā)核能、風能、太陽能等新能源,另一方面大力實施節(jié)能減排,提高能源利用效率。
7.常見的能量轉化
知識點01 放熱反應和吸熱反應
知識點03 反應過程中熱量大小的比較
知識點05 熱化學方程式的書寫及正誤判斷
知識點07 能源
知識點02 三個重要概念
知識點04 能量-反應過程圖像
知識點06 反應熱的有關計算
化學鍵
N≡N
F-F
N-F
鍵能/kJ·ml-1
946
154.8
283.0
分子式
Cl2
O2
N2
H2O
結構式
Cl-Cl
O=O
N≡N
H-O-H
分子式
H2O2
CO2
HCN
NH3
結構式
H-O-O-H
O=C=O
H-C≡N
分子式
CH4
C2H4
C2H6
N2H4
結構式
物質
硫化磷
雄黃(As4S4)
P4O10
結構
鍵數(shù)
12個P-S鍵
2個P=S鍵
2個As-As鍵
8個S-As鍵
4個P=O鍵
12個P-O鍵
物質
S8單質
N4分子
P4O6
結構
鍵數(shù)
8個S-S鍵
8個N-N鍵
12個P-O鍵
物質/ml
白磷
金剛石
晶體硅
SiO2
石墨
結構
鍵數(shù)/ml
6
2
2
4
1.5
分類依據
種類
舉例
轉換過程
一次能源
太陽能、風能、化石燃料、地熱能、潮汐能等
二次能源
電能、氫能、石油加工產品、煤的加工產品等
使用歷史
常規(guī)能源
化石燃料
新能源
太陽能、風能、核能、氫能、生物質能等
性質
可再生能源
太陽能、風能、氫能、生物質能等
不可再生能源
化石燃料、核能
解決能源問題的措施
(1)提高能源的利用效率:a.改善開采、運輸、加工等各個環(huán)節(jié);b.科學控制燃燒反應,使燃料充分燃燒。
(2)開發(fā)新能源:開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。
【典例11】電能是現(xiàn)代社會中應用最廣泛的一種能源。下列與電有關的敘述中,正確的是( )
A.電能屬于一次能源
B.鋰離子電池屬于一次性電池
C.火力發(fā)電將電能間接轉化為熱能
D.充電電池工作時發(fā)生了氧化還原反應
【答案】D
【詳解】A. 電能是由煤、風等一次能源轉化來的能源,屬于二次能源,A錯誤;
B. 鋰離子電池是可充電電池,屬于二次電池,B錯誤;
C. 火力發(fā)電的能量轉化過程為化學能→熱能→機械能→電能, C錯誤;
D. 電池充電時將電能轉化成化學能,屬于電解池,發(fā)生了氧化還原反應,D正確;
答案選D。
【典例12】合理利用燃料,減小污染符合“綠色化學”理念,下列關于燃料的說法正確的是
A.“可燃冰”是將水變?yōu)橛偷男滦腿剂?br>B.提高空氣燃料比,一定能達到充分利用熱能的目的
C.燃料在不同的條件下轉化為熱能或電能被人類利用
D.氫氣燃燒熱的熱化學方程式為
【答案】C
【詳解】A.可燃冰的主要成分是甲烷,不是將水變成油的新型燃料,A錯誤;
B.如果通入大量的空氣,空氣會帶走部分熱量,使熱能利用率降低,B錯誤;
C.燃料通過燃燒或者原電池反應等轉化為熱能或者電能被人類利用,C正確;
D.氫氣燃燒熱指1ml氫氣完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量,選項中生成的為氣態(tài)水,因此熱化學方程式錯誤,D錯誤;
故答案選C。

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