2019届二轮复习 化学能与热能 学案（全国通用）

第7讲　化学能与热能

最新考纲
考向分析
1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2．了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3．了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
4．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
依据新课程化学实验的学习目标和学习内容，近几年的主要题型有(1)反应热的计算；(2)比较反应热的大小；(3)反应热与能源的综合考查。由于能源问题已成为社会热点，因此有关能源的试题将成为今后命题的热点；对于燃烧热和中和热的概念及计算仍将是高考考查的重点，主要在选择题、填空题、实验题中体现，重点考查学生灵活运用知识、接受新知识的能力。新课标关注能源、提高能量利用效率，今年又是各地降低能耗，走可持续发展的一年，估计与实际相联系节约能源的试题可出现。新课标明确了焓变与反应热的关系，极有可能出现运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。

考点一　反应热及其表示方法
Z (课前)
1．(2017·天津·7)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为 2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)　ΔH＝－85.6 kJ·mol－1　。
[解析]　该还原性气体为CO，易水解生成TiO2·xH2O的液态化合物为TiCl4，反应的化学方程式为2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)，结合题意知ΔH＝－×2＝－85.6 kJ·mol－1。
2．(2016·全国卷Ⅱ·26节选)联氨(又称肼，N2H4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：
①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1
②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2
③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH4＝－1048.9 kJ·mol－1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝_2ΔH3－2ΔH2－ΔH1__，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_反应放热量大、产生大量气体__。
[解析]　根据盖斯定律，由③×2－②×2－①可得④，则ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；联氨和N2O4反应释放出大量热、产物无污染、产生大量气体等，故联氨和N2O4可作为火箭推进剂。
3．(2017·全国卷Ⅱ·27节选)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
正丁烷(C4H10)脱氢制1－丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：
①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1
已知：②C4H10(g)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－119 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－242 kJ·mol－1
反应①的ΔH1为_＋123__ kJ·mol－1。
[解析]　由已知方程式，得①＝②－③，根据盖斯定律则ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ·mol－1－(－242 kJ·mol－1)＝＋123 kJ·mol－1。
4．(2015·全国卷Ⅰ·28节选)已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_299__kJ。
[解析]　ΔH＝E(反应物键能总和)－E(生成物键能总和)；设1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ，代入计算：＋11＝2x－(436＋151)，x＝299。
R (课堂)

知能补漏
反应热的理解和计算
(1)下图表示燃料燃烧反应的能量变化(×)

(2)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C。该反应中化学能全部转化为热能(×)
(3)催化剂能改变反应的焓变(×)
(4)催化剂能降低反应的活化能(√)
(5)同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(×)
(6)500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1(×)

易错警示
(1)反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。
(2)反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。
(3)燃烧热：必须是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如C燃烧应生成CO2而不是CO，H2燃烧应生成液态水而不是气态水。
(4)中和热：强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O，ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱)，因电离吸热，放出的热量减小，中和热减小。若用浓硫酸(或NaOH固体)，因溶解放热放出的热量增多，中和热增大。
(5)利用键能计算反应热，要熟记公式：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，其关键是弄清物质中化学键的数目。在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。原子晶体：1 mol金刚石中含2 mol C—C键，1 mol硅中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O键；分子晶体：1 mol P4中含有6 mol P—P键，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中，含有12 mol P—O键、4 mol P===O键，1 mol C2H6中含有6 mol C—H键和1 mol C—C键。
B (课后)
1．(2018·哈尔滨三模)可逆反应NO2(g)＋CO(g)CO2(g)＋NO(g)，反应过程中的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　C　)

A．1 mol NO2与1 mol CO混合经充分反应放热234 kJ
B．若反应开始时加入催化剂，则使E1、E2都变大
C．正反应的活化能是134 kJ·mol－1
D．该反应的反应热ΔH＝E2－E1
[解析]　NO2(g)＋CO(g)CO2(g)＋NO(g)属于可逆反应，1 mol NO2与1 mol CO混合，无法完全反应，反应放热小于234 kJ，A错误；催化剂能降低反应活化能，使E1、E2都变小，B错误；由图可知E1为正反应的活化能，C正确；该反应为放热反应，ΔH