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專題能力訓練2 化學反應與能量,專題知識脈絡,能力目標解讀,熱點考題詮釋,專題知識脈絡,能力目標解讀,熱點考題詮釋,專題知識脈絡,能力目標解讀,熱點考題詮釋,1,2,3,1.(2014課標全國Ⅱ)室溫下,將1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低,熱效應為ΔH1,將1 mol 的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高,熱效應為ΔH2,CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為:CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l),熱效應為ΔH3。則下列判斷正確的是( ) A.ΔH2ΔH3 B.ΔH1ΔH3,答案,解析,專題知識脈絡,能力目標解讀,熱點考題詮釋,1,2,3,2.(2015全國課標Ⅰ節(jié)選)碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途?；卮鹣铝袉栴}: 已知反應2HI(g) H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,則1 mol HI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為 kJ。,答案,解析,專題知識脈絡,能力目標解讀,熱點考題詮釋,1,2,3,3.(2015全國課標Ⅱ節(jié)選)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)生的主要反應如下:,回答下列問題: 已知反應①中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下: 由此計算ΔH1= kJ·mol-1;已知ΔH2=-58 kJ·mol-1,則ΔH3= kJ·mol-1。,答案,解析,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,反應熱概念的正確理解 有關反應熱概念解題的思維路徑,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,問題探究 1.如何從微觀和宏觀的角度理解化學反應熱效應? (1)從微觀的角度說,是舊化學鍵斷裂吸收的熱量與新化學鍵形成放出的熱量的差值,如下圖所示:,a表示舊化學鍵斷裂吸收的熱量; b表示新化學鍵形成放出的熱量; c表示反應熱。 (2)從宏觀的角度說,是反應物自身的能量與生成物 的能量差值,在上圖中: a表示活化能; b表示活化分子結合成生成物所釋放的能量; c表示反應熱。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,2.鍵能、物質具有能量和物質穩(wěn)定性之間的關系如何? (1)鍵能越大,物質所含能量越低,物質越穩(wěn)定;鍵能越小,物質所含能量越高,物質越不穩(wěn)定。如H—F鍵的鍵能遠大于H—I鍵的鍵能,HF的穩(wěn)定性遠大于HI,HF含有的能量HI含有的能量。常常被誤以為鍵能越大,其物質所含的能量也越大。 (2)物質所含能量越低,斷裂其化學鍵所吸收的能量越高,而形成化學鍵所釋放的能量也越多。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,3.如何用鍵能來計算反應熱? 反應熱與鍵能的關系 反應熱:ΔH=E1-E2或ΔH=E4-E3,即ΔH等于反應物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和或生成物具有的總能量減去反應物具有的總能量。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,例1(雙選)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.改變催化劑,可改變該反應的活化能 D.有催化劑條件下,反應的活化能等于E1+E2,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,分析推理(1)加入催化劑后反應歷程有哪些變化? 催化劑使反應需要的能量降低,即活化能降低,反應速率會加快,所以b進程應該是加入了催化劑,但是催化劑并不能改變反應物能量和生成物的能量,所以反應熱不改變。 (2)該反應的活化能指的是哪一段能量? 活化能是使反應物分子變?yōu)榛罨肿游盏哪芰?即反應物能量與最高能量之差。催化劑存在時,活化能為E1。 (3)利用圖像如何判斷吸熱反應與放熱反應? 主要看反應物總能量和生成物總能量的相對大小。 答案:BC,,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,題后反思 (1)分析反應熱效應時,只需用圖像的起點(反應物總能量)和終點(生成物總能量)來判斷反應是放熱還是吸熱,及反應熱的大小。 (2)加入催化劑,反應的活化能降低,圖線應下降。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,對點訓練1(2015上海聯(lián)考)反應A+B C+D過程中的能量變化如圖所示。下列說法中錯誤的是( ),A.該反應是放熱反應 B.反應物的總能量大于生成物的總能量 C.反應物的總鍵能大于生成物的總鍵能 D.向反應體系中加入催化劑,不會改變反應的熱效應,答案,解析,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,熱化學方程式的書寫 有關熱化學方程式書寫的思維路徑,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,問題探究 1.如何書寫熱化學方程式? 考查熱化學方程式的書寫一般是結合計算進行,所以應分兩步: (1)寫: 首先根據(jù)題意書寫熱化學方程式。特別注意:①要標明反應的溫度和壓強,若反應是在25 ℃和1.01×105 Pa條件下進行的,可不注明;②要注明物質的聚集狀態(tài);③雖然熱化學方程式的計量數(shù)可以是分數(shù),但在書寫時一般選比較常規(guī)的,如最簡整數(shù)比或與題中所給信息相同的,這樣才能與標準答案相符。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(2)算: 根據(jù)題意計算反應熱。注意:①計算時,一般先把所給已知量換算成物質的量,然后進行計算;②熱化學方程式中ΔH值一定要與方程式中的化學計量數(shù)成比例;③要注明ΔH的單位和“+”“-”符號;④對于可逆反應,ΔH表示按照熱化學方程式中物質的計量數(shù)完全反應時吸收或放出的熱量。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,2.如何書寫燃燒熱和中和熱的熱化學方程式?,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,例2依據(jù)事實,寫出下列反應的熱化學方程式。 (1)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68 kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學方程式為 。 (2)若適量的N2與O2完全反應,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ熱量,相關的熱化學方程式為 。 (3)已知拆開1 mol 鍵、1 mol 鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為 。 (4)在25 ℃、101 kPa下,已知SiH4氣體在氧氣中完全燃燒后恢復至原狀態(tài),平均每轉移1 mol電子放熱190.0 kJ,該反應的熱化學方程式是 。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,分析推理(1)熱化學方程式中化學計量數(shù)表示的意義是什么? 化學計量數(shù)表示參加反應的物質的物質的量,如(1)、(2)中給出的是物質的質量,必然先轉化為1 mol該物質反應時放出或吸收的熱量,根據(jù)計算,1 mol甲醇放出的熱量是725.76 kJ,熱化學方程式為 生成1 mol NO2需要吸收33.9 kJ的熱量,則熱化學方程式可寫為N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol-1。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(2)如何求算該熱化學方程式中的反應熱? ①根據(jù)熱化學方程式中物質與Q之間的比例關系直接求算反應熱。②依據(jù)燃燒熱數(shù)據(jù)直接求算反應熱:Q=燃燒熱×n(可燃物的物質的量)。③根據(jù)反應物和生成物的總能量計算:ΔH=E(生成物)-E(反應物)。④根據(jù)反應物和生成物的鍵能計算:ΔH=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和。如對于反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=946 kJ·mol-1+3×436 kJ·mol-1-6×391 kJ·mol-1=-92 kJ·mol-1。SiH4(g)+2O2(g) SiO2(s)+2H2O(l),該反應中轉移8 mol電子,所以ΔH=-190.0×8 kJ·mol-1=-1 520 kJ·mol-1。 (3)H2O在熱化學方程式中應標注什么狀態(tài)? 需要看具體情況,如在(1)中,燃燒熱指生成穩(wěn)定的氧化物,則水為液態(tài);(4)中恢復到室溫下,則水為液態(tài)。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,(2)N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH=+67.8 kJ·mol-1 (3)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1 (4)SiH4(g)+2O2(g) SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 520 kJ·mol-1 評分細則警示:(1)在書寫時易漏標狀態(tài),放熱反應易丟負號,吸熱反應漏寫“+”,水易錯寫成氣態(tài); (2)書寫熱化學方程式時物質的化學計量數(shù)與反應熱不對應。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,對點訓練2(2014海南化學)標準狀態(tài)下,氣態(tài)分子斷開1 mol化學鍵的焓變稱為鍵焓。已知H—H、H—O和O O鍵的鍵焓ΔH分別為436 kJ·mol-1、463 kJ·mol-1和495 kJ·mol-1。下列熱化學方程式正確的是( ),答案,解析,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,蓋斯定律及其應用 根據(jù)蓋斯定律解題的思維路徑,問題探究 1.如何運用蓋斯定律求反應熱? 參照目標熱化學方程式,設計合理的反應途徑,對原熱化學方程式進行恰當“變形”(反寫、乘除某一個數(shù)),然后熱化學方程式之間進行“加減”,從而得出新熱化學方程式。 具體方法:(1)熱化學方程式乘以某一個數(shù)時,反應熱也必須乘上該數(shù);(2)熱化學方程式“加減”時,同種物質之間可相“加減”,反應熱也隨之“加減”。 2.運用蓋斯定律時,有哪些注意事項? (1)將一個熱化學方程式顛倒時,ΔH的“+”“-”號也隨之改變,但數(shù)值不變。 (2)注意物質中共價鍵的數(shù)目:如1 mol H2、P4分別含有1 mol H—H鍵、6 mol P—P鍵,1 mol H2O中含有2 mol O—H鍵,1 mol NH3中含有3 mol N—H鍵,1 mol CH4中含有4 mol C—H鍵。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,例3(2014課標全國Ⅰ)已知: ①甲醇脫水反應 2CH3OH(g)CH3O CH3(g)+H2O(g) ΔH1=-23.9 kJ·mol-1 ②甲醇制烯烴反應 2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-29.1 kJ·mol-1 ③乙醇異構化反應 C2H5OH(g) CH3OCH3(g) ΔH3=+50.7 kJ·mol-1 則乙烯氣相直接水合反應C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)的ΔH= kJ·mol-1。,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,分析推理分兩步:先觀察總反應方程式中各物質的狀態(tài)和化學計量數(shù),反應物中有1 mol C2H4(g)和1 mol H2O(g),②生成物中有1 mol C2H4(g),所以需要方程式②顛倒過來,反應熱ΔH2前也需要加負號,生成物中有1 mol C2H5OH(g),③中1 mol C2H5OH(g)在反應物中,所以需要方程式③顛倒過來,反應熱ΔH3前也需要加負號,此時得到的方程式為C2H4(g)+2H2O(g)+CH3OCH3(g) 2CH3OH(g)+CH3CH2OH(g),只要與①相加即可。 計算反應熱:ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3=-45.5 kJ·mol-1 答案:-45.5 評分細則警示:部分考生在寫數(shù)值時丟了前面的負號,導致本空不得分,不少學生在運用蓋斯定律計算時出錯,計算能力需要在平時強化,在最后填空時還應注意是否需要寫單位。,,,命題熱點一,命題熱點二,命題熱點三,對點訓練3(2015湖北武漢模擬)紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應生成PCl3(g)和PCl5(g),反應過程如下。 2P(s)+3Cl2(g) 2PCl3(g) ΔH=-612 kJ·mol-1 2P(s)+5Cl2(g) 2PCl5(g) ΔH=-798 kJ·mol-1 請回答下列問題: 氣態(tài)PCl5生成氣態(tài)PCl3和Cl2的熱化學方程式為 。,答案,解析,1,2,3,4,5,1.(2015四川德陽模擬)下列有關能量的敘述不正確的是 ( ) A.活化能的大小對化學反應前后的能量變化不產(chǎn)生影響 B.化學鍵的斷裂和形成是物質在化學變化中發(fā)生能量變化的主要原因 C.鹽酸和NaOH(aq)反應的中和熱ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則H2SO4(aq)和Ca(OH)2(aq)反應的中和熱ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1 D.CO(g)的燃燒熱是283.0 kJ·mol-1,則反應2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)的反應熱ΔH=+2×283.0 kJ·mol-1,答案,解析,1,2,3,4,5,2.關于下圖所示轉化關系(X代表鹵素),說法不正確的是 ( ),A.2H(g)+2X(g) 2HX(g) ΔH30 B.生成HX的反應熱與途徑無關,所以ΔH1=ΔH2+ΔH3 C.Cl、Br、I的非金屬性依次減弱,所以途徑Ⅱ吸收的熱量依次增多 D.途徑Ⅰ生成HCl放出的熱量比生成HBr的多,說明HCl比HBr穩(wěn)定,答案,解析,1,2,3,4,5,若氫氣與一氧化碳的混合氣體完全燃燒可生成5.4 g H2O(l),并放出114.3 kJ熱量,則混合氣體中CO的物質的量為( ) A.0.22 mol B.0.15 mol C.0.1 mol D.0.05 mol,,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,4.(2015浙江聯(lián)考)工業(yè)上可利用CO生產(chǎn)乙醇:,答案,解析,1,2,3,4,5,5.(2015四川遂寧模擬)將H2與CO2以4∶1的體積比混合,在適當?shù)臈l件下可制得CH4。已知: CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJ·mol-1 則CO2(g)與H2(g)反應生成CH4(g)與液態(tài)水的熱化學方程式是 。,答案,解析,