（新课标）2020高考化学二轮复习第一部分专题突破方略专题九化学反应与能量教学案

专题九 化学反应与能量

了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。

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。 了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。

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。 了解焓变(ΔH)与反应热的含义。

理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。

理解原电池和电解池的构成、工作原理及应用，能书写电极反应和总反应方程式。 了解常见化学电源的种类及其工作原理。

了解金属发生电化学腐蚀的原因、金属腐蚀的危害以及防止金属腐蚀的措施。

化学能与热能

一、反应热及其表示方法 1．两种角度理解反应热

(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值。 在图中，a表示旧化学键断裂吸收的能量；b表示新化学键形成放出的能量；c表示反应热。 (2)从宏观的角度说，是反应物总能量与生成物总能量的差值。

在图中，a表示活化能；b表示活化分子变成生成物分子所释放的能量；c表示反应热。 2．反应热的量化参数——键能

反应热与键能的关系

反应热：ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。

3．反应热的表示方法——热化学方程式 热化学方程式书写或判断的注意事项：

(1)注意ΔH的符号和单位：吸热反应的ΔH为“＋”，放热反应的ΔH为“－”；ΔH的单位为kJ·mol。

(2)注意测定条件：绝大多数的反应热是在25 ℃、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。 (3)注意热化学方程式中的化学计量数：热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数。

(4)注意物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。

(5)注意ΔH的数值与符号：如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。

(6)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。 例如：S(单斜，s)===S(正交，s) ΔH＝－0.33 kJ·mol。 二、盖斯定律及其应用 1．内容

一定条件下，一个反应不管是一步完成，还是分几步完成，反应的总热效应相同，即反应热的大小与反应途径无关，只与反应体系的始态和终态有关。

2．常用关系式

热化学方程式 焓变之间的关系 1ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2 －1

－1

aA(g)===B(g) ΔH1 1A(g)===B(g) ΔH2 aaaA(g)===B(g) ΔH1 B(g)===aA(g) ΔH2 ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2

1．[2019·高考全国卷Ⅱ，T27(1)]环戊二烯(胶、塑料等生产。

已知：

(g)===

(g)＋H2(g) ΔH1＝＋100.3 kJ·mol－1 ①

－1

)是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡

H2(g)＋I2(g)===2HI(g) ΔH2＝－11.0 kJ·mol ② 对于反应：

(g)＋I2(g)===

(g)＋2HI(g) ③ ΔH3＝________kJ·mol。

－1

解析：根据盖斯定律，由反应①＋反应②得反应③，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(＋100.3－11.0) kJ·mol＝＋89.3 kJ·mol。

答案：＋89.3

2．[2019·高考全国卷Ⅲ，T28(2)]Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： 1－1

CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(g) ΔH1＝＋83 kJ·mol

211－1

CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g) ΔH2＝－20 kJ·mol

22CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g) ΔH3＝－121 kJ·mol 则4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol。

解析：将已知热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由(①＋②＋③)×2得4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－116 kJ·mol。

答案：－116

3．(2019·高考天津卷)硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1 mol SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________________________________________。

300 ℃－

解析：该反应的热化学方程式为Si(s)＋3HCl(g)=====SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH＝－225 kJ·mol

1

－1

－1－1

－1

－1

。

300 ℃－1

答案：Si(s)＋3HCl(g)=====SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH＝－225 kJ·mol

热化学方程式书写易出现的错误

(1)未标明反应物或生成物的状态而造成错误。

(2)反应热的符号使用不正确，即吸热反应未标出“＋”号，放热反应未标出“－”号而造成错

误。

(3)漏写ΔH的单位，或将ΔH的单位写为kJ而造成错误。 (4)反应热的数值与方程式中的化学计量数不对应而造成错误。

(5)对燃烧热、中和热的概念理解不到位，忽略其标准是1 mol 可燃物或生成1 mol H2O(l)而造成

错误。

4．(2018·高考天津卷)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)2H2(g)

已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：

化学键 键能/(kJ·mol1－催化剂

2CO(g)＋

C—H 413 C==O 745 H—H 436 C←==O(CO) 1 075 ) 则该反应的ΔH＝________。 解析：根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能，该反应的ΔH＝(413×4＋745×2) kJ·mol－(1 075×2＋436×2) kJ·mol＝＋120 kJ·mol。

答案：＋120 kJ·mol

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硅晶体中含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 C2H6中含有6 mol C—H键和1 mol C—C键。

5．(1)(2018·高考北京卷)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

－1

－1

－1

－1

反应Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g) ΔH1＝＋551 kJ·mol 反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH3＝－297 kJ·mol

反应Ⅱ的热化学方程式：__________________________________。 (2)[2018·高考全国卷Ⅲ，T28(2)]SiHCl3在催化剂作用下发生反应： 2SiHCl3(g)=== SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) ΔH1＝＋48 kJ·mol 3SiH2Cl2(g)=== SiH4(g)＋2SiHCl3(g) ΔH2＝－30 kJ·mol

则反应4SiHCl3(g)=== SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH为________kJ·mol。

(3)[2018·高考全国卷Ⅱ，T27(1)]CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)=== 2CO(g)＋2H2(g)。 已知：C(s)＋2H2(g)=== CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol C(s)＋O2(g)=== CO2(g) ΔH＝－394 kJ·mol 1－1

C(s)＋O2(g)=== CO(g) ΔH＝－111 kJ·mol

2

－1

－1

－1

－1－1

－1

－1