第一章 化学反应的热效应 体系构建 高考体验 学案 （含答案）—2023-2024学年（人教版2019）高中化学选择性必修1
文档属性
| 名称 | 第一章 化学反应的热效应 体系构建 高考体验 学案 （含答案）—2023-2024学年（人教版2019）高中化学选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 406.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-08-30 16:23:22 | ||
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文档简介
第一章 化学反应的热效应 体系构建 高考体验
[考情分析] 本章知识在高考中的考查主要以选择题或非选择题为主，难度一般。主要考查角度有：反应过程与能量变化图像分析；键能与能量关系图的分析；ΔH的正负判断与大小比较；由键能、盖斯定律、燃烧热等计算ΔH；由题给信息书写热化学方程式等。
考向一 热化学方程式的书写
例1 [2022·河北16(1)]氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________。
考向二 反应热的计算
例2 [2022·湖北，19(1)]自发热材料在生活中的应用日益广泛。已知：
①CaO(s)＋H2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH1＝－65.17 kJ·mol－1
②Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH2＝－16.73 kJ·mol－1
③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)[Al(OH)4]－(aq)＋H2(g) ΔH3＝－415.0 kJ·mol－1
则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝_______kJ·mol－1。
考向三 反应过程与能量变化图像分析
例3 (2019·浙江4月选考，23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
考向四 从能源和资源利用角度评价反应工艺的优缺点
例4 [2022·全国乙卷，28(1)(2)]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－1 036 kJ·mol－1
②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝＋94 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－484 kJ·mol－1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。
(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺，即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是，利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是________________，缺点是________________________________________________________________________。
体系构建 高考体验
[考情分析] 本章知识在高考中的考查主要以选择题或非选择题为主，难度一般。主要考查角度有：反应过程与能量变化图像分析；键能与能量关系图的分析；ΔH的正负判断与大小比较；由键能、盖斯定律、燃烧热等计算ΔH；由题给信息书写热化学方程式等。
考向一 热化学方程式的书写
例1 [2022·河北16(1)]氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为________________________________________________。
答案 H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol－1
解析 298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，则1 mol H2完全燃烧生成1 mol H2O(l)放热286 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===
H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol－1。
考向二 反应热的计算
例2 [2022·湖北，19(1)]自发热材料在生活中的应用日益广泛。已知：
①CaO(s)＋H2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH1＝－65.17 kJ·mol－1
②Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH2＝－16.73 kJ·mol－1
③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)[Al(OH)4]－(aq)＋H2(g) ΔH3＝－415.0 kJ·mol－1
则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝_______kJ·mol－1。
答案 －911.9
解析 根据盖斯定律，①＋②＋2×③可得反应CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，则ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17 kJ·mol－1)＋(－16.73 kJ·mol－1)＋2×(－415.0 kJ·mol－1)＝－911.9 kJ·mol－1。
考向三 反应过程与能量变化图像分析
例3 (2019·浙江4月选考，23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
答案 C
解析 根据盖斯定律，得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，又已知Ca2＋半径大于Mg2＋半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。A项，ΔH1表示断裂MCO3中的离子键形成M2＋和CO所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，正确；B项，ΔH2表示断裂CO中共价键形成O2－和CO2吸收的能量，与M2＋无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，正确；C项，由上述分析可知ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)>0，错误；D项，由以上分析可知ΔH1＋ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，正确。
考向四 从能源和资源利用角度评价反应工艺的优缺点
例4 [2022·全国乙卷，28(1)(2)]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－1 036 kJ·mol－1
②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝＋94 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－484 kJ·mol－1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。
(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺，即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是，利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是_________________，缺点是________________________________________________________________________。
答案 (1)＋170 (2)副产物氢气可作燃料、不产生SO2污染物 耗能高
解析 (1)根据盖斯定律(①＋②)×－③即得到④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝(－1 036＋94) kJ·mol－1×＋484 kJ·mol－1＝＋170 kJ·mol－1。(2)根据盖斯定律(①＋②)×可得2H2S(g)＋O2(g)===S2(g)＋2H2O(g) ΔH＝(－1 036＋94) kJ·mol－1×＝－314 kJ·mol－1，因此，克劳斯工艺的总反应是放热反应；根据硫化氢热分解的化学方程式可知，高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成。因此，高温热分解方法的优点是可以获得氢气作燃料；但由于高温分解H2S会消耗大量能量，所以其缺点是耗能高。
[考情分析] 本章知识在高考中的考查主要以选择题或非选择题为主，难度一般。主要考查角度有：反应过程与能量变化图像分析；键能与能量关系图的分析；ΔH的正负判断与大小比较；由键能、盖斯定律、燃烧热等计算ΔH；由题给信息书写热化学方程式等。
考向一 热化学方程式的书写
例1 [2022·河北16(1)]氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为________________________________________________
________________________________________________________________________。
考向二 反应热的计算
例2 [2022·湖北，19(1)]自发热材料在生活中的应用日益广泛。已知：
①CaO(s)＋H2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH1＝－65.17 kJ·mol－1
②Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH2＝－16.73 kJ·mol－1
③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)[Al(OH)4]－(aq)＋H2(g) ΔH3＝－415.0 kJ·mol－1
则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝_______kJ·mol－1。
考向三 反应过程与能量变化图像分析
例3 (2019·浙江4月选考，23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
考向四 从能源和资源利用角度评价反应工艺的优缺点
例4 [2022·全国乙卷，28(1)(2)]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－1 036 kJ·mol－1
②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝＋94 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－484 kJ·mol－1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。
(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺，即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是，利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是________________，缺点是________________________________________________________________________。
体系构建 高考体验
[考情分析] 本章知识在高考中的考查主要以选择题或非选择题为主，难度一般。主要考查角度有：反应过程与能量变化图像分析；键能与能量关系图的分析；ΔH的正负判断与大小比较；由键能、盖斯定律、燃烧热等计算ΔH；由题给信息书写热化学方程式等。
考向一 热化学方程式的书写
例1 [2022·河北16(1)]氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为________________________________________________。
答案 H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol－1
解析 298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ,1 mol H2O(l)蒸发吸热44 kJ，则1 mol H2完全燃烧生成1 mol H2O(l)放热286 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===
H2O(l) ΔH＝－286 kJ·mol－1。
考向二 反应热的计算
例2 [2022·湖北，19(1)]自发热材料在生活中的应用日益广泛。已知：
①CaO(s)＋H2O(l)Ca(OH)2(s) ΔH1＝－65.17 kJ·mol－1
②Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq) ΔH2＝－16.73 kJ·mol－1
③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)[Al(OH)4]－(aq)＋H2(g) ΔH3＝－415.0 kJ·mol－1
则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝_______kJ·mol－1。
答案 －911.9
解析 根据盖斯定律，①＋②＋2×③可得反应CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)===Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，则ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17 kJ·mol－1)＋(－16.73 kJ·mol－1)＋2×(－415.0 kJ·mol－1)＝－911.9 kJ·mol－1。
考向三 反应过程与能量变化图像分析
例3 (2019·浙江4月选考，23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
答案 C
解析 根据盖斯定律，得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，又已知Ca2＋半径大于Mg2＋半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。A项，ΔH1表示断裂MCO3中的离子键形成M2＋和CO所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，正确；B项，ΔH2表示断裂CO中共价键形成O2－和CO2吸收的能量，与M2＋无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，正确；C项，由上述分析可知ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)>0，错误；D项，由以上分析可知ΔH1＋ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，正确。
考向四 从能源和资源利用角度评价反应工艺的优缺点
例4 [2022·全国乙卷，28(1)(2)]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－1 036 kJ·mol－1
②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝＋94 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH3＝－484 kJ·mol－1
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。
(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺，即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是，利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是_________________，缺点是________________________________________________________________________。
答案 (1)＋170 (2)副产物氢气可作燃料、不产生SO2污染物 耗能高
解析 (1)根据盖斯定律(①＋②)×－③即得到④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝(－1 036＋94) kJ·mol－1×＋484 kJ·mol－1＝＋170 kJ·mol－1。(2)根据盖斯定律(①＋②)×可得2H2S(g)＋O2(g)===S2(g)＋2H2O(g) ΔH＝(－1 036＋94) kJ·mol－1×＝－314 kJ·mol－1，因此，克劳斯工艺的总反应是放热反应；根据硫化氢热分解的化学方程式可知，高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成。因此，高温热分解方法的优点是可以获得氢气作燃料；但由于高温分解H2S会消耗大量能量，所以其缺点是耗能高。