2020屆二輪復(fù)習(xí) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化學(xué)案（全國通用）-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

主干知識梳理
1.從兩種角度理解化學(xué)反應(yīng)熱

2．反應(yīng)熱的表示方法——熱化學(xué)方程式
熱化學(xué)方程式書寫或判斷的注意事項(xiàng)
(1)注意ΔH的符號和單位：ΔH的單位為kJ·mol－1。
(2)注意測定條件：絕大多數(shù)的反應(yīng)熱ΔH是在25 ℃、101 kPa下測定的，此時可不注明溫度和壓強(qiáng)。
(3)注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)：熱化學(xué)方程式化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。
(4)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)：氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用“↑”和“↓”。
(5)注意ΔH的數(shù)值與符號：如果化學(xué)計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。
(6)對于具有同素異形體的物質(zhì)，除了要注明聚集狀態(tài)外，還要注明物質(zhì)的名稱。
如：①S(單斜，s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1
②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1
③S(單斜，s)===S(正交，s)
ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1
3．蓋斯定律
(1)定律內(nèi)容
一定條件下，一個反應(yīng)不管是一步完成，還是分幾步完成，反應(yīng)的總熱效應(yīng)相同，即反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)途徑無關(guān)，只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)。
(2)常用關(guān)系式

專題六　化學(xué)反應(yīng)與能量變化
考點(diǎn)1　反應(yīng)熱、熱化學(xué)方程式

例1　(1)(2019·全國卷Ⅰ)我國學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。

可知水煤氣變換的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式：_________。
(2)(2018·天津高考)CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：
CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)
已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：
化學(xué)鍵
C—H
C===O
H—H
CO(CO)
鍵能/kJ·mol－1
413
745
436
1075

則該反應(yīng)的ΔH＝____________。
(3)(2017·天津高考)0.1 mol Cl2與焦炭、TiO2完全反應(yīng)，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態(tài)化合物，放熱4.28 kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________。
[批注點(diǎn)撥]　

[解析]　(1)根據(jù)圖像，初始時反應(yīng)物的總能量為0，反應(yīng)后生成物的總能量為－0.72 eV，則ΔH＝－0.72 eV，即ΔH小于0。由圖像可看出，反應(yīng)的最大能壘在過渡態(tài)2，則此能壘E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV。由過渡態(tài)2初始反應(yīng)物COOH*＋H*＋H2O*和結(jié)束時生成物COOH*＋2H*＋OH*，可得反應(yīng)的方程式為COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)。
(2)化學(xué)反應(yīng)的焓變應(yīng)該等于反應(yīng)物鍵能減去生成物的鍵能，所以焓變?yōu)?4×413＋2×745) kJ·mol－1－(2×1075＋2×436) kJ·mol－1＝＋120 kJ·mol－1。
(3)根據(jù)題意可知生成的還原性氣體為CO，易水解的液態(tài)化合物應(yīng)為TiCl4，且由反應(yīng)式中Cl2的物質(zhì)的量為2 mol?？捎嬎愠靓＝－×2＝－85.6 kJ·mol－1。
[答案]　(1)小于　2.02　COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)
(2)＋120 kJ·mol－1
(3)2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－85.6 kJ·mol－1
　
1．反應(yīng)熱與焓變理解“六大誤區(qū)”
(1)誤認(rèn)為放熱反應(yīng)不需要加熱，吸熱反應(yīng)必須加熱。
(2)誤認(rèn)為鍵能越大能量越高，其實(shí)鍵能越大，物質(zhì)越穩(wěn)定，能量越低。
(3)誤認(rèn)為反應(yīng)條件不同時，ΔH也不同。其實(shí)在相同狀況下，相同的反應(yīng)物生成相同的生成物，ΔH相同，而與反應(yīng)的引發(fā)條件無關(guān)。
(4)誤認(rèn)為可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率有關(guān)。其實(shí)反應(yīng)熱與轉(zhuǎn)化率無關(guān)，反應(yīng)放出或吸收的能量值與轉(zhuǎn)化率有關(guān)。
(5)燃燒熱是指101 kPa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量，并不是1 mol可燃物燃燒時放出的熱量。
(6)中和熱不是指1 mol酸與1 mol堿中和時的熱效應(yīng)，而是指中和反應(yīng)“生成1 mol H2O(l)”的熱效應(yīng)。
2．熱化學(xué)方程式書寫與正誤判斷易出現(xiàn)的5種常見錯誤
(1)“＋”“－”漏寫或使用不正確。如放熱反應(yīng)未標(biāo)“－”。
(2)單位與熱量Q單位混淆。ΔH的單位為“kJ·mol－1(或kJ/mol)”，易錯寫成“kJ”。
(3)物質(zhì)的狀態(tài)標(biāo)注不正確。s、l、g和aq分別表示固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和水溶液。
(4)ΔH的數(shù)值不正確。即ΔH的數(shù)值必須與方程式中的化學(xué)計量數(shù)相對應(yīng)。
(5)對概念的理解不正確。如燃燒熱是指1mol可燃物，且生成CO2(g)、H2O(l)、SO2(g)等；中和熱是指1 mol H＋和1 mol OH－生成1 mol H2O(l)。

1．(2019·山東濟(jì)南歷城二中高三調(diào)研)已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)的能量變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)

A．常溫下，向體積為V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反應(yīng)，可吸收12.5 kJ的熱量
B．加入催化劑，分子的能量不變，但單位體積活化分子數(shù)增多，速率加快
C．其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)速率加快，HI分解率不變
D．H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的活化能Ea為12.5 kJ·mol－1
答案　B
解析　該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，充入2 mol HI(g)充分反應(yīng)，反應(yīng)不能進(jìn)行到底，所以吸收的熱量小于12.5 kJ，A錯誤；加入催化劑，單位體積活化分子數(shù)增多，有效碰撞增多，速率加快，B正確；從圖表信息可知，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，其他條件不變，升高溫度，反應(yīng)速率加快，平衡右移，HI分解率增大，C錯誤；由于該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的活化能Ea＝(185－12.5) kJ·mol－1＝172.5 kJ·mol－1，D錯誤。
2．(2019·湖南重點(diǎn)高中高三聯(lián)考)乙二醛(OHC—CHO)是一種重要化工產(chǎn)品。工業(yè)上，可用乙二醇
(HOCH2CH2OH)氣相氧化法制備乙二醛。
已知：①OHC—CHO(g)＋2H2(g)HOCH2CH2OH(g)ΔH＝－78 kJ·mol－1
②幾種化學(xué)鍵的鍵能如下表所示：
化學(xué)鍵
H—H
O===O
H—O
鍵能/kJ·mol－1
436
497
463
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝________ kJ·mol－1。乙二醇?xì)庀嘌趸ㄖ苽湟叶┑臒峄瘜W(xué)方程式為________________________________。
答案?。?83　HOCH2CH2OH(g)＋O2(g)OHC—CHO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－405 kJ·mol－1
解析　根據(jù)ΔH＝反應(yīng)物的鍵能之和－生成物的鍵能之和，得ΔH＝2×436 kJ·mol－1＋497 kJ·mol－1－4×463 kJ·mol－1＝－483 kJ·mol－1；
已知：①OHC—CHO(g)＋2H2(g)HOCH2CH2OH(g) ΔH1＝－78 kJ·mol－1，
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝－483 kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，將②－①得：HOCH2CH2OH(g)＋O2(g)OHC—CHO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－483 kJ·mol－1－(－78 kJ·mol－1)＝－405 kJ·mol－1。
考點(diǎn)2　蓋斯定律　焓變的計算

例2　(1)(2019·全國卷Ⅱ)環(huán)戊二烯()是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。回答下列問題：
已知：ΔH1＝100.3 kJ·mol－1　?、?br /> H2(g)＋I(xiàn)2(g)===2HI(g)ΔH2＝－11.0 kJ·mol－1　　②
對于反應(yīng)：③
ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)(2018·北京高考)近年來，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如下：

反應(yīng)Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋551 kJ·mol－1
反應(yīng)Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH3＝－297 kJ·mol－1
反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式：__________________________________________。
[批注點(diǎn)撥]　

[解析]　(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)①＋②可得反應(yīng)③，則
ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝100.3 kJ?mol－1＋(－11.0 kJ·mol－1)＝89.3 kJ·mol－1。
(2)根據(jù)過程，反應(yīng)Ⅱ?yàn)镾O2催化歧化生成H2SO4和S，反應(yīng)為3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S。應(yīng)用蓋斯定律，反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅲ得，2H2SO4(l)＋S(s)===3SO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝(＋551 kJ·mol－1)＋(－297 kJ·mol－1)＝＋254 kJ·mol－1，則反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH＝－254 kJ·mol－1。
[答案]　(1)89.3
(2)3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)
ΔH2＝－254 kJ·mol－1
　
1．根據(jù)蓋斯定律計算ΔH的步驟和方法

2．比較反應(yīng)熱大小常見的三類情況
(1)同一反應(yīng)的生成物狀態(tài)不同時，
如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1
A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2
(2)同一反應(yīng)物狀態(tài)不同時，
如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1
A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，則ΔH1>ΔH2
比較方法：利用兩個反應(yīng)相減得到一個物質(zhì)狀態(tài)變化的熱效應(yīng)，利用此熱效應(yīng)大于0或小于0比較ΔH1、ΔH2大小。
(3)兩個有聯(lián)系的反應(yīng)相比較時，
如①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1
②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2
比較方法：生成CO2放出的熱量大于生成CO放出的熱量，則ΔH1