專題五化學(xué)反應(yīng)與能量考綱要求1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因及常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書寫熱化學(xué)方程式。4.了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。5.了解焓變(ΔH)與反應(yīng)熱的含義。6.理解蓋斯定律，并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的計(jì)算。7.理解原電池和電解池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用，能書寫電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。8.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。9.了解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因、金屬腐蝕的危害以及防止金屬腐蝕的措施?；瘜W(xué)能與熱能HUAXUENENGYURENENG011.從兩種角度理解化學(xué)反應(yīng)熱核心回扣1反應(yīng)熱圖示

圖像分析微觀宏觀a表示斷裂舊化學(xué)鍵吸收的能量；b表示生成新化學(xué)鍵放出的能量；c表示反應(yīng)熱a表示反應(yīng)物的活化能；b表示活化分子形成生成物釋放的能量；c表示反應(yīng)熱ΔH的計(jì)算ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)ΔH＝∑E(反應(yīng)物鍵能)－∑E(生成物鍵能)*a表示正反應(yīng)的活化能b表示逆反應(yīng)的活化能*正反應(yīng)活化能越高，反應(yīng)正向進(jìn)行越難。*能量越低越穩(wěn)定，鍵能越大。2.“五步”法書寫熱化學(xué)方程式ΔH的單位：kJ/mol，每mol該反應(yīng)提醒

對于具有同素異形體的物質(zhì)，除了要注明聚集狀態(tài)之外，還要注明物質(zhì)的名稱。如：①S(單斜，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－297.16kJ·mol－1②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－296.83kJ·mol－1③S(單斜，s)===S(正交，s)ΔH3＝－0.33kJ·mol－13.燃燒熱和中和熱應(yīng)用中的注意事項(xiàng)(1)均為放熱反應(yīng)，ΔH<0，單位為kJ·mol－1。(2)燃燒熱概念理解的三要點(diǎn)：①外界條件是25℃、101kPa；②反應(yīng)的可燃物是1mol；③生成物是穩(wěn)定的氧化物(包括狀態(tài))。(3)中和熱概念理解三要點(diǎn)：①反應(yīng)物的酸、堿是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿；②溶液是稀溶液，不存在稀釋過程的熱效應(yīng)；③生成產(chǎn)物水是1mol。*燃燒熱：101kPa時(shí)，1mol的純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量；中和熱：稀的強(qiáng)酸溶液和稀的強(qiáng)堿溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol的液態(tài)水，所釋放出的能量。ΔH=-57.3kJ/mol強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶于水放熱，弱酸、弱堿電離吸熱3.燃燒熱和中和熱應(yīng)用中的注意事項(xiàng)中和熱的測定：

4.蓋斯定律一定條件下，一個(gè)反應(yīng)不管是一步完成，還是分幾步完成，反應(yīng)的總熱效應(yīng)相同，即反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)途徑無關(guān)，只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)。2.常用關(guān)系式熱化學(xué)方程式焓變之間的關(guān)系aA===B

ΔH1A===B

ΔH2ΔH2＝

ΔH1或ΔH1＝aΔH2aA===B

ΔH1B===aA

ΔH2ΔH1＝－ΔH2

ΔH＝ΔH1＋ΔH23.答題模板——疊加法步驟1

“倒”為了將方程式相加得到目標(biāo)方程式，可將方程式顛倒過來，反應(yīng)熱的數(shù)值不變，但符號(hào)相反。這樣，就不用再做減法運(yùn)算了，實(shí)踐證明，方程式相減時(shí)往往容易出錯(cuò)。步驟2

“乘”為了將方程式相加得到目標(biāo)方程式，可將方程式乘以某個(gè)倍數(shù)，反應(yīng)熱也要相乘。步驟3

“加”上面的兩個(gè)步驟做好了，只要將方程式相加即可得目標(biāo)方程式，反應(yīng)熱也要相加。ΔH

是一個(gè)有正負(fù)的數(shù)值，比較時(shí)應(yīng)連同+、-號(hào)一起比較。(1)吸熱反應(yīng)的ΔH肯定比放熱反應(yīng)的大(前者大于0，后者小于0)。(2)同種物質(zhì)燃燒時(shí)，可燃物物質(zhì)的量越大，燃燒放出的熱量越多，ΔH

越小。(3)等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量肯定比不完全燃燒所放出的熱量多，對應(yīng)ΔH

越小。(4)產(chǎn)物相同時(shí)，同種氣態(tài)物質(zhì)燃燒放出的熱量比等量的固態(tài)物質(zhì)燃燒放出的熱量多，放出的熱量多對應(yīng)ΔH

越小。反應(yīng)物相同時(shí)，生成同種液態(tài)物質(zhì)放出的熱量比生成等量的氣態(tài)物質(zhì)放出的熱量多，放出的熱量多對應(yīng)ΔH

越小。(5)生成等量的水時(shí)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)比弱酸和強(qiáng)堿或弱堿和強(qiáng)酸或弱酸和弱堿的稀溶液反應(yīng)放出的熱量多，放出的熱量多對應(yīng)ΔH

越小。(6)對于可逆反應(yīng)，熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是完全反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱，實(shí)際反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量要小于相應(yīng)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱數(shù)值，放出的熱量少對應(yīng)ΔH

越大。5.ΔH的大小比較大小比較：（1）根據(jù)反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)：固態(tài)→液態(tài)→氣態(tài)是吸熱過程，ΔH>0（2）根據(jù)反應(yīng)的程度（3）根據(jù)反應(yīng)的系數(shù)、反應(yīng)的可逆情況，注意的正負(fù)和單位。5.ΔH的大小比較考向一化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與圖像分析1.(2018北京理綜,7)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。下列說法不正確的是A.生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%B.CH4→CH3COOH過程中,有C—H鍵發(fā)生斷裂C.①→②放出能量并形成了C—C鍵D.該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率考向一化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與圖像分析A項(xiàng),由示意圖可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+CH4CH3COOH,反應(yīng)中原子的利用率為100%,正確;B項(xiàng),由示意圖可知CH4在催化劑作用下發(fā)生C—H鍵斷裂,正確;C項(xiàng),①的總能量高于②,①→②轉(zhuǎn)化過程放出熱量,并形成了C—C鍵,正確;D項(xiàng),催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng),不能提高轉(zhuǎn)化率,錯(cuò)誤?？枷蛞换瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化與圖像分析2.(2018湖北聯(lián)考,11)考向一化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與圖像分析2.(2018湖北聯(lián)考,11)A.由圖可知，氧分子的活化是O－O鍵的斷裂與C－O鍵的生成過程B.由圖可知，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，因此每活化一個(gè)氧分子放出0.29eV的能量，故B正確；C.由圖可知，水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.18eV，故C錯(cuò)誤；D.活化氧可以快速氧化二氧化硫，而炭黑顆?？梢曰罨醴肿樱虼颂亢陬w?？梢钥醋鞔髿庵卸趸蜣D(zhuǎn)化為三氧化硫的催化劑，故D正確。3.[2019·全國卷Ⅰ，28(3)]我國學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。可知水煤氣變換的ΔH______0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝____eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式____________________________________________________________。小于2.02COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)考向一化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與圖像分析解析

觀察始態(tài)物質(zhì)的相對能量與終態(tài)物質(zhì)的相對能量知，終態(tài)物質(zhì)相對能量低于始態(tài)物質(zhì)相對能量，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH小于0。過渡態(tài)物質(zhì)相對能量與始態(tài)物質(zhì)相對能量相差越大，活化能越大，由題圖知，最大活化能E正＝1.86eV－

(－0.16eV)＝2.02eV，該步起始物質(zhì)為COOH*＋H*＋H2O*，產(chǎn)物為COOH*＋2H*＋OH*?？枷蛞换瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化與圖像分析4.[2019·山東模擬，15]熱催化合成氨面臨的兩難問題是：釆用高溫增大反應(yīng)速率的同時(shí)會(huì)因平衡限制導(dǎo)致NH3產(chǎn)率降低。我國科研人員研制了

Ti?H?Fe雙溫區(qū)催化劑（Ti-H區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可

超過100°C）。Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下列說法正確的是A.①為氮氮三鍵的斷裂過程B.①②③在高溫區(qū)發(fā)生，④⑤在低溫區(qū)發(fā)生C.④為N原子由Fe區(qū)域向Ti-H區(qū)域的傳遞過程D.使用Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化劑使合成氨反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲鼰岱磻?yīng)【解析】A選項(xiàng)，經(jīng)歷①過程之后氮?dú)夥肿颖淮呋瘎┪?，并沒有變成氮原子，所以A錯(cuò)誤。B選項(xiàng)，①為催化劑吸附N2的過程，②為形成過渡態(tài)的過程，③為N2解離為N的過程，以上都需要在高溫時(shí)進(jìn)行。④⑤在低溫區(qū)進(jìn)行是為了增加平衡產(chǎn)率，所以B正確。C選項(xiàng)，由題中圖示可知，過程④完成了Ti-H-Fe-*N到Ti-H-*N-Fe兩種過渡態(tài)的轉(zhuǎn)化，N原子由Fe區(qū)域向Ti-H區(qū)域傳遞。C正確。D選項(xiàng)，化學(xué)反應(yīng)不會(huì)因加入催化劑而改變吸放熱情況，所以D錯(cuò)誤。1.[2019·全國卷Ⅲ，28(2)]Deacon直接氧化法可按下列催化過程進(jìn)行：CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g)

ΔH3＝－121kJ·mol－1則4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。解析

將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，由(①＋②＋③)×2得4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－116kJ·mol－1。－116考向二熱化學(xué)方程式的書寫及蓋斯定律123452.[2019·北京，27(1)②]已知反應(yīng)器中還存在如下反應(yīng)：ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH1ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH2ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)

ΔH3……ⅲ為積炭反應(yīng)，利用ΔH1和ΔH2計(jì)算ΔH3時(shí)，還需要利用_________________________________________________________反應(yīng)的ΔH。C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)[或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)]123453.[2019·全國卷Ⅱ，27(1)]環(huán)戊二烯()是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生產(chǎn)。回答下列問題：已知：

(g)===(g)＋H2(g)

ΔH1＝100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I(xiàn)2(g)===2HI(g)

ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②對于反應(yīng)：

(g)＋I(xiàn)2(g)===(g)＋2HI(g)③ΔH3＝________kJ·mol－1。解析

將題給三個(gè)熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①、②、③，根據(jù)蓋斯定律，由反應(yīng)①＋反應(yīng)②得反應(yīng)③，則ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝(100.3－11.0)kJ·mol－1＝89.3kJ·mol－1。89.34.[2018·北京，27(1)]近年來，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)。過程如下：反應(yīng)Ⅰ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)

ΔH1＝＋551kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH3＝－297kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________。12345解析

由題圖可知，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為3SO2＋2H2O

2H2SO4＋S↓。根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅱ＝－(反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅲ)可得：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)

ΔH2＝－254kJ·mol－1。3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)

ΔH2＝－254kJ·mol－15.[2017·全國卷Ⅰ，28(2)]下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。12345通過計(jì)算，可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為_______________________________________、_____________________________________，制得等量H2所需能量較少的是________。ΔH＝286kJ·mol－1H2S(g)===H2(g)＋S(s)

ΔH＝20kJ·mol－1系統(tǒng)(Ⅱ)解析令題干中的四個(gè)熱化學(xué)方程式分別為②SO2(g)＋I(xiàn)2(s)＋2H2O(l)===2HI(aq)＋H2SO4(aq)

ΔH2＝－151kJ·mol－1③2HI(aq)===H2(g)＋I(xiàn)2(s)

ΔH3＝110kJ·mol－1④H2S(g)＋H2SO4(aq)===S(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)

ΔH4＝61kJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律，將①＋②＋③可得，系統(tǒng)(Ⅰ)中的熱化學(xué)方程式：H2O(l)===H2(g)＋

O2(g)

ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝327kJ·mol－1－151kJ·mol－1＋

110kJ·mol－1＝286kJ·mol－1同理，將②＋③＋④可得，系統(tǒng)(Ⅱ)中的熱化學(xué)方程式：H2S(g)===H2(g)＋S(s)

ΔH＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－151kJ·mol－1＋110kJ·mol－1＋

61kJ·mol－1＝20kJ·mol－1由所得兩熱化學(xué)方程式可知，制得等量H2所需能量較少的是系統(tǒng)(Ⅱ)。123456.[2019·鄭州一診，28(1)]制取甲胺的反應(yīng)為CH3OH(g)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)ΔH。已知該反應(yīng)中相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：共價(jià)鍵C—OH—ON—HC—N鍵能（kJ?mol﹣1）351463393293則該反應(yīng)的ΔH＝________kJ?mol﹣1。(3×C-H+C-O+O-H+3×N-H)-(3×C-H+C-N+2×N-H+2×O-H)=-12kJ?mol﹣1失誤防范利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱，要熟記公式：ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能，其關(guān)鍵是弄清物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目。在中學(xué)階段要掌握常見單質(zhì)、化合物中所含共價(jià)鍵的數(shù)目。原子晶體：1mol金剛石中含2molC—C鍵，1mol硅中含2molSi—Si鍵，1molSiO2晶體中含4molSi—O鍵；分子晶體：1molP4中含有6molP—P鍵，1molC2H6中含有6molC—H鍵和1molC—C鍵。7．實(shí)現(xiàn)碳及其化合物的相互轉(zhuǎn)化，對開發(fā)新能源和降低碳排放意義重大。（1）已知：CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=x已知：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol化合物的焓變，稱為該化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓如下。則x=__kJ·mol－1。(標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓：CH4(g)－75kJ/mol；H2O(g)－240kJ/mol；CO(g)－110kJ/mol；H2(g)－0kJ/mol)反思?xì)w納熱化學(xué)方程式書寫易出現(xiàn)的錯(cuò)誤(1)未標(biāo)明反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)而造成錯(cuò)誤。(2)反應(yīng)熱的符號(hào)使用不正確，即吸熱反應(yīng)未標(biāo)出“＋”號(hào)，放熱反應(yīng)未標(biāo)出“－”號(hào)，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤。(3)漏寫ΔH的單位，或者將ΔH的單位寫為kJ，從而造成錯(cuò)誤。(4)反應(yīng)熱的數(shù)值與方程式的計(jì)量數(shù)不對應(yīng)而造成錯(cuò)誤。(5)對燃燒熱、中和熱的概念理解不到位，忽略其標(biāo)準(zhǔn)是1mol可燃物或生成1molH2O(