2013届高三《化学反应与能量及方》复习学案

2013届高三化学第一轮复习学案
【考试要求】
⑴能说明化学反应中能量转化的原因，知道化学变化中常见的能量转化形式。了解化学能与热能的相互转化及其应用。
⑵了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
⑶了解热化学方程式的含义，能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
⑷了解化学反应在一定条件下能否自发进行的判断依据，能够利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。
【命题趋势】考查主要内容仍是吸热反应、放热反应判断和原因，热化学方程式的正误判断与书写，根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算，利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。反应热的计算由数句变为字母，由具体到抽象；根据盖斯定律进行计算时会增加热化学方程式的选择，或与其它化学知识联系进行综合考查。
【要点梳理】
1．反应热、焓变、吸热反应、放热反应、燃烧热、中和热等概念。
⑴反应热和焓变
反应热是指化学反应过程中放出或吸收的热量。在恒压条件下，它等于反应前后体系的_____________，用符号_______表示，单位一般采用_______。
⑵吸热反应和放热反应
①从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。
　
②从键能的角度分析
③反应热ΔH的基本计算公式
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
ΔH=反应物的总键能之和-生成物的总键能之和
④常见放热反应：可燃物的燃烧、酸碱中和反应、大多数化合反应、金属跟酸的置换反应、物质的缓慢氧化等等。
常见吸热反应：大多数分解反应、盐的水解、弱电解质的电离、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应、碳和水蒸气、C和CO2的反应等等。
⑶燃烧热、中和热
比较项目
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
____反应
ΔH
ΔH__0，单位：________
不同点
概念
________时，____ mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。不同反应物，燃烧热不同
在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成___mol H2O时所释放的热量。
不同反应物的强酸跟强碱发生中和反应生成 ____ mol H2O时所释放的热量；大致相同，均约为______ kJ·mol－1
反应物的量
____ mol (O2的量不限)
可能是1 mol，也可能是0.5 mol
生成物的量
不限量
H2O是 ____ mol
2．热化学方程式
⑴热化学方程式的概念：表示参与化学反应的物质的__________和__________的关系的化学方程式。热化学方程式不仅表示了化学反应中的________变化，也表明了化学反应中的________变化。
⑵书写热化学方程式时的注意点
①要注明________，但中学化学中所用ΔH的数据一般都是在101kPa和25℃时的数据，因此可不特别注明；
②需注明ΔH的“+”与“—”，“+”表示________，“—”表示________；比较ΔH的大小时，要考虑ΔH的正负。
③要注明反应物和生成物的状态。g表示________，l表示________，s表示________;
④各物质前的化学计量数表示__________________，可以是整数，也可以是分数。
⑤对于可逆反应中的△H指的是正向完全进行时的焓变。
⑥当反应逆向进行时，其反应的焓变数值________，符号________。
3．盖斯定律
对于一个化学反应，无论是________完成，还是__________完成，其反应的焓变是________的。如由A到B可以设计如下两个途径：
途径一：A→B(ΔH)
途径二：A→C→B(ΔH1+ΔH2)
则焓变ΔH、ΔH1、ΔH2的关系可以表示为ΔH=_______________。
4．利用化学反应的焓变和熵变判断化学反应的方向。
①化学反应是否自发进行的判据应是由_______判据和_______判据组成的复合判据，能够使反应体系焓减小、熵增大的反应方向，就是化学反应自发进行的方向。当然，反应是否自发与温度有关，一般低温时焓变影响为主；高温时熵变影响为主。
②同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。
③一般地，产生气体的反应，气体物质的物质的量增大的反应，熵变通常都是正值，为熵增加的反应。
【典例精析】
【例1】（2012年江苏高考题）某反应的反应过程中能量变化如右图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变反应的焓变
C.催化剂能降低反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
【例2】下列热化学方程式中，正确的是( )
A.甲烷的标准燃烧热为-890.3kJ·mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3kJ·mol-1
B. 500℃、30MPa下，将0.5mol N2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，其热化学方程式为：
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H=-38.6kJ·mol-1
C. 已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气，放出484 kJ热量，D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1
D. 25 ℃，101 k Pa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，
2H+(aq) +(aq)+(aq)+2OH(aq)=BaSO4(s)+2HO(1);H=57.3 kJ/mol
【例3】⑴（2008年江苏高考）某研究小组在实验室用重晶石（主要成分BaSO4）对工业上制备BaCl2的工业过程进行模拟实验。先高温焙烧制备BaS(s)，后再制备BaCl2。查表得
BaSO4(s) + 4C(s)4CO(g) + BaS(s) △H1 = 571.2 kJ·mol-1 ①
BaSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H2= 226.2 kJ·mol-1 ②
则反应C(s) + CO2(g)2CO(g)的△H2= _________kJ·mol-1。实际生产中必须加入过量的炭，同时还要通入空气，其目的是______________________________________________
______________________________________________________________________。
⑵（2012年江苏高考）铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。真空碳热还原-氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：
Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g) △H=a kJ·mol－1
3AlCl(g)=3Al(l)＋AlCl3(g) △H=b kJ·mol－1
则反应Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)的△H=_____________kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。
⑶（2009年江苏高考）用的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知 ====
====
====
在溶液中与反应生成和的热化学方程式为________________。
⑷（2011年江苏高考）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点，以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
已知： CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) △H＝206.2kJ·mol－1
CH4(g)＋CO2(g)＝2CO(g)＋2H2(g) △H＝247.4 kJ·mol－1
2H2S(g)＝2H2(g)＋S2(g) △H＝169.8 kJ·mol－1
则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_________________________。
【例4】下列有关说法不正确的是 ( )
A. （2012年江苏高考）CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的△H＜0
B. （2011年江苏高考）一定温度下，反应MgCl2(1)＝Mg(1)＋ Cl2(g)的 △H＞0 △S＞0
C．（2010年江苏高考）常温下，反应不能自发进行，则该反应的
D．对于反应N2H4(l)===N2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－50.6 kJ·mol－1，它在任何温度下都是自发的
【课堂练习】
1．（2013届苏北四市）反应A（g）+2B（g）=C（g）的反应过程中能量变化如右下图所示。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂后的能量变化。下列相关说法正确的是 （ ）
A．该反应是吸热反应
B．催化剂改变了该反应的焓变
C．催化剂降低了该反应的活化能
D．该反应的焓变△H=
2．下列关于热化学反应的描述中正确的是 ( )
A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1
B．CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0) kJ·mol－1
C．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
3．下列说法正确的是 （ ）
A．对于△S＞0的反应，若在任何温度下均能自发进行，则该反应△H＞0，
B．8NH3(g)＋6NO2(g)==7N2(g)＋12H2O(g) △H＜0，则该反应一定能自发进行
C．常温下，反应C(s) + CO2(g)＝ 2CO(g)不能自发进行，则该反应的ΔH＞0
D．吸热反应“TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g)”在一定条件下可自发进行，则该反应△S＜0
4．⑴（2012届苏锡常镇四市）肼可作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。N2 + 2O2(g) ＝ 2NO2(g)；ΔH＝+67.7 kJ·mol―1
N2H4 + O2(g) ＝ N2(g) + 2H2O(g)；ΔH＝–534 kJ·mol―1
写出肼和NO2反应的热化学方程式：______________________________________。
⑵（2010年江苏高考）下面列出了燃煤烟气脱硫方法的原理重要发生了下列反应：




与反应生成的热化学方程式为 。
【专题检测】
1．甲烷是一种高效清洁的新能源，4g甲烷完全燃烧生成液态水时放出222.5KJ热量，则下列热化学方程式中正确的是 ( )
A.2CH4(g) + 4O2(g) == 2CO2(g) + 4H2O(l)；ΔH== +890KJ·mol—1
B. CH4(g) + 2O2(g) == CO2(g) +2H2O(l)；ΔH== +890KJ·mol—1
C. CH4(g) + 2O2(g) == CO2(g) +2H2O(l)；ΔH== －890KJ·mol—1
D. 2CH4(g) + 4O2(g) == 2CO2(g) + 4H2O(l)；ΔH== －890KJ·mol—1
2．已知299 K时，合成氨反应 N2 (g ) + 3H2 ( g )2NH3 ( g ) △H = -92.0 kJ/mol，将此温度下的1 mol N2 和3 mol H2 放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为 ( )
A．一定大于92.0 kJ B. 一定等于92.0 kJ
C. 一定小于92.0 kJ D. 不能确定
3．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是 （ ）
A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l) △H＝－57.3 kJ·mol－1，
则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3 kJ的热量
B．已知2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(g) △H＝－483.6 kJ·mol-－1，则氢气的燃烧热为
241.8 kJ·mol－1
C．已知2C(s)＋2O2(g)＝2CO2(g) △H＝a、2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) △H＝b，
则a＞b
D．已知P (白磷，s)＝P (红磷，s) △H＜0，则白磷比红磷稳定
4．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是 (　　)
A．反应过程可表示为 ―→ ―→
B．E1为反应物的平均能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能
C．正反应的热效应为ΔH＝E1－E2<0，所以正反应为放热反应
D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2<0，所以逆反应为放热反应
5．(2006年江苏高考题) 下列各组热化学方程式中，化学反应的△H前者大于后者的是( )
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)；△H1 C(s)＋O2(g)===CO(g)；△H2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)；△H3 S(g)＋O2(g)===SO2(g)；△H4
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)；△H5 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)；△H6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)；△H7 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)；△H8
A．① B．④ C．②③④ D．①②③
6．（2010年广东高考题）在298K、100kPa时，
已知：2 ⊿
⊿
⊿
则⊿与⊿和⊿间的关系正确的是 ( )
A .⊿=⊿+2⊿ B ⊿=⊿+⊿
C. ⊿=⊿-2⊿ D. ⊿=⊿- ⊿
7．设反应①Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1，
反应②Fe(s)＋H2O(g)? FeO(s)＋H2(g) ΔH＝b kJ·mol－1，以上两反应的平衡常数分别为K1和K2，在不同温度下，K1、K2的值如下：
T/K
K1
K2
973
1.47
2.38
1 173
2.15
1.67
下列有关叙述正确的是 ( )
A．b>0 B．在973 K下增大压强，K2增大
C．a>b D．在常温下反应①一定能自发进行
8．⑴ (2012届南通一模)已知：H2(g)、CO(g)和CH3CH2OH(l)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1和1365.5 kJ·mol－1。
反应2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(l)＋H2O(l) 的△H＝________________。
⑵(2011届盐城)已知：N2H4(l) + O2 (g) = N2 (g) + 2H2O(l) △H= －akJ/mol
Cu(OH)2(s) = CuO(s) + H2O(l) △H=bkJ/mol
4CuO(s) = 2Cu2O(s) +O2(g) △H=ckJ/mol
则4Cu(OH)2(s) +N2H4(l) = 2Cu2O(s) + N2(g) +6H2O(l) △H= ▲ kJ/mol
⑶（2011届苏锡常镇四市）在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：
C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)；ΔH2＝+172.5 kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)＝SO2(g)；ΔH3＝－296.0 kJ·mol－1
请写出CO除SO2的热化学方程式_____________________________________。
9．（2012届镇江）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：
6Ag(s)＋O3(g)＝3Ag2O(s)；ΔH＝－235. 8 kJ·mol－1。
已知2Ag2O(s)＝4Ag(s)＋O2(g)；ΔH＝＋62.2 kJ·mol－1，
则常温下反应2O3(g)＝3O2(g)为______________反应（填“自发”或“非自发”）。
10．（2012届海门）能源危机是当前全球问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。
⑴下列做法有助于能源“开源节流”的是___________ (填字母)。
a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c．开发太阳能、水能、风能、地热等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d．减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧氧气不足时生成一氧化碳，充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如下右图所示。

（a）在通常状况下，金刚石和石墨____________（填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热为____________。
（b）12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36g，该过程放出的热量___________。
(3)已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol—1、497 kJ·mol—1。
N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)；ΔH＝+180.0 kJ·mol－1。
NO分子中化学键的键能为___________kJ·mol—1。
（4）综合上述有关信息，请写出CO除NO的热化学方程式___________。
11．（2012届如皋）甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为：
CO(g)＋2H2(g) CH3OH (g) △H 1 （反应Ⅰ）
该反应的原料CO和H2本身都可作为燃料提供动力，已知这两种物质燃烧的热化学方程式为：
CO(g)＋O2(g)＝CO2(g) △H 2＝－283 kJ·mol－1 (反应Ⅱ)
H2(g)＋O2(g)＝H2O(g) △H3＝－242 kJ·mol－1 (反应Ⅲ)
某些化学键的键能数据如下表：
化学键
C－C
C－H
H－H
C－O
CO
H－O
键能／kJ·mol－1
348
413
436
358
1072
463
请回答下列问题：
⑴反应Ⅰ的焓变△H1＝_______________。
⑵CH3OH (g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为：
CH3OH(g)＋O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H4
该反应的焓变△H4＝_______________。
与CO和H2相比，甲醇作为汽车动力燃料的优点是 ________________________
_______________________________________________________________。
⑶反应Ⅰ的平衡常数表达式为 ___________________________。
为提高甲醇的产率，可以采取的措施有_________________________________
___________________________________________________________（写出3点）。
既能提高产率，又能提高反应速率的措施是____________________________。
⑷甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，该燃料电池的电池反应式为：CH3OH(l)＋O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)。其工作原理示意图如下：
①在上图的横线上标出a、b、c、d四个出入口通入或排出的物质名称（或化学式）
②负极的电极反应式为 _______________________。
2013届高三化学第一轮复习答案
【典例精析】
【例1】C 【例2】C
【例3】
⑴（2008年江苏高考）172.5 使BaSO4得到充分的还原（或提高BaS的产量），①②为吸热反应，炭和氧气反应放热维持反应所需高温
⑵（2012年江苏高考）a＋b
⑶（2009年江苏高考） Cu(s)+H2O2 (l)+2H＋(aq)=Cu2＋(aq)+2H2O(l) △H=-319.68KJ.mol-1
⑷（2011年江苏高考）CH4(g)＋2H2O(g) ＝CO2(g)＋4H2(g) △H＝165.0 kJ·mol－1
【例4】A
【课堂练习】
1.C 2.B 3.BC
4．⑴2N2H4(g) +2NO2(g)＝3N2(g) + 4H2O(g)；ΔH＝–1135.7 kJ·mol―1（2分）
(2)S（g）+O2（g）= S O2（g） H=-574.0kJmol-1
【专题检测】
1.C 2.C 3.A 4.D 5.C 6.A 7.C
8．答：⑴-343.7 kJ·mol－1 ⑵4b+c－a
⑶2CO(g)＋SO2(g)＝S(s)＋2CO2(g) ΔH3＝－270 kJ·mol－1（2分）
9．答：自发（2分）
10．
（1）acd
（2）石墨 393.5kJ/mol 252.0kJ
（3）631.5
（4）2NO (g)＋2CO(g)＝N2(g) ＋2CO2(g)；?H＝－746.0 kJ·mol－1
11．(16分)⑴－116 kJ·mol－1
⑵－651 kJ·mol－1 单位体积供能多；密度大易于运输；单位产能耗氧量较少（1分，其它合理答案均给分）
⑶K＝
降低温度；增加反应气体的压强；将反应生成的甲醇及时冷凝从反应体系中移去。（其它合理答案均给分）
增加反应气体的压强（其它合理答案均给分）
⑷① 如图：
②CH3OH(l)＋H2O(l)－6e－＝CO2(g)＋6H＋