《化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)》典練

·素養(yǎng)提升素養(yǎng)解讀化學(xué)反應(yīng)除了物質(zhì)變化外，還同時(shí)伴隨能量變化，如熱能、電能、光能等。也就是說，化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是以物質(zhì)變化為基礎(chǔ)的，且能量變化的多少與參加反應(yīng)的物質(zhì)種類和多少密切相關(guān)。熱能的利用可以追溯到人類的遠(yuǎn)古時(shí)代，且在現(xiàn)代社會(huì)生活中，熱能同樣還扮演著重要的角色。所以，研究化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)具有重要意義。通過化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的學(xué)習(xí)，可逐步培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析、變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)等學(xué)科核心素養(yǎng)。通過中和反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)探究，從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)等各方面具體認(rèn)識(shí)化學(xué)能與熱能的變化規(guī)律，從而培養(yǎng)“變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”等學(xué)科核心素養(yǎng)。通過化學(xué)鍵的斷裂與形成，從微觀角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的根本原因；通過熱化學(xué)方程式的書寫，認(rèn)識(shí)熱化學(xué)方程式與普通化學(xué)方程式的不同點(diǎn)及表示的意義。培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知等學(xué)科核心素養(yǎng)。通過蓋斯定律的學(xué)習(xí)，重新認(rèn)識(shí)能量守恒定律的內(nèi)涵和外延，利用蓋斯定律可計(jì)算通過實(shí)驗(yàn)不易測(cè)量的反應(yīng)熱，并培養(yǎng)變化觀念與平衡思想等學(xué)科核心素養(yǎng)。1．(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應(yīng)劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可見

(

)A．NH4HCO3和鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．該反應(yīng)中熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量C．反應(yīng)物的總能量高于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量D．反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O

ΔH＝＋QkJ·mol－1【答案】B【解析】根據(jù)醋酸逐漸凝固說明NH4HCO3與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則A、C錯(cuò)誤，B正確；熱化學(xué)方程式中要標(biāo)出各物質(zhì)的聚集狀態(tài)，D錯(cuò)誤。2．(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)化學(xué)反應(yīng)N2＋3H2===2NH3的能量變化如圖所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 (

)【答案】A3．(證據(jù)推理與模型認(rèn)知、宏觀辨識(shí)與微觀探析)已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝akJ·mol－1，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－220kJ·mol－1。H—H鍵、O===O鍵和O—H鍵的鍵能分別為436kJ·mol－1、496kJ·mol－1和462kJ·mol－1，則a為 (

)A．－332 B．－118C．＋350 D．＋130【答案】D【解析】根據(jù)蓋斯定律，由第一個(gè)反應(yīng)×2－第二個(gè)反應(yīng)可得2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)

ΔH＝(2a＋220)kJ·mol－1。根據(jù)反應(yīng)焓變與鍵能的關(guān)系計(jì)算，則有2a＋220＝4×462－(436×2＋496)，解得a＝＋130?！敬鸢浮緽5．(宏觀辨識(shí)與微觀探析)，已知，C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH1，CO2(g)＋C(s)===2CO(g)

ΔH2，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)

ΔH3，4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)

ΔH4，3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)

ΔH5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是 (

)A．ΔH1>0，ΔH3<0 B．ΔH2>0，ΔH4>0C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5【答案】C6．(科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任)“西氣東輸”是西部開發(fā)的重點(diǎn)工程，這里的氣是指天然氣，其主要成分是甲烷。工業(yè)上將C與水在高溫下反應(yīng)制得水煤氣，水煤氣的主要成分是CO和H2，兩者的體積比約為1∶1。已知：1molCO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283kJ熱量；1molH2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ熱量；1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量。(1)寫出H2完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)方程式：______________；若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣，該反應(yīng)放出的熱量________(填“>”“＝”或“<”)890kJ。

(2)忽略水煤氣中的其他成分，相同狀況下(生成CO2和液態(tài)水)若得到相等的熱量，所需水煤氣與甲烷的體積比約為__________；燃燒生成的CO2的質(zhì)量比約為__________。

(3)以上數(shù)據(jù)和計(jì)算說明，以天然氣代替水煤氣作民用燃料，突出的優(yōu)點(diǎn)是____________________________?！敬鸢浮?1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571．6kJ·mol－1

<

(2)3∶1

3∶2(3)燃燒放出的熱量多，減少了CO2的排放量，有利于保護(hù)環(huán)境對(duì)話

·命題專家

水煤氣變換反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)。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。下列說法正確的是

(

)A．水煤氣變換反應(yīng)的ΔH＞0B．步驟③的化學(xué)方程式為CO·＋OH·＋H2O(g)===COOH·＋H2O·C．步驟⑤只有非極性鍵H—H鍵形成D．該歷程中最大能壘(活化能)E正＝1.70eV考查角度反應(yīng)熱的判斷、反應(yīng)原理、形成化學(xué)鍵類型、活化能(能壘)大小等考查目的根據(jù)催化劑催化反應(yīng)的歷程和能量變化示意圖，認(rèn)識(shí)反應(yīng)微粒變化的復(fù)雜性、能量變化的多樣性，培養(yǎng)考生的識(shí)圖能力，從而考查考生的宏觀辨識(shí)與微觀探析等學(xué)科核心素養(yǎng)考查形式在高考中主要以圖像題形式呈現(xiàn)，題型靈活，可以是選擇題，也可能是填空題，難度系數(shù)較大解題策略：先認(rèn)真閱讀題干和圖像，特別是圖像的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)分別代表的物理量或物質(zhì)；再分析各反應(yīng)歷程的具體變化，包含物質(zhì)(或微粒)變化和能量變化；最后，結(jié)合問題或選項(xiàng)有針對(duì)性地進(jìn)行解題或逐項(xiàng)判斷選項(xiàng)描述的正誤。解析：由示意圖可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0，A錯(cuò)誤；步驟③為CO·、OH·、H2O(g)和H·反應(yīng)生成COOH·、H2O·和H·，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO·＋OH·＋H2O(g)===COOH·＋H2O·，B正確；步驟⑤除有非極性鍵H—H鍵形成外，還有C===O極性鍵和H—O極性鍵生成，C錯(cuò)誤；步驟④的能壘最大，E正＝1.86eV—(－0.16eV)＝2.02eV，D錯(cuò)誤。答案：B考查角度給出反應(yīng)原理及各化學(xué)鍵的鍵能，求算反應(yīng)熱ΔH考查目的如何利用反應(yīng)物中各化學(xué)鍵鍵能和生成物中各化學(xué)鍵鍵能求算反應(yīng)熱，考查考生的計(jì)算能力，同時(shí)培養(yǎng)考生證據(jù)推理與模型認(rèn)知，宏觀辨識(shí)與微觀探析等學(xué)科核心素養(yǎng)考查形式在高考中主要以大題形式考查，難度系數(shù)較大解題策略：(1)解答有關(guān)用化學(xué)鍵鍵能求算反應(yīng)熱的題目：①弄清楚各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式，找出各物質(zhì)中存在的化學(xué)鍵種類及條數(shù)；②依據(jù)計(jì)算(公式：ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能或ΔH＝斷開化學(xué)鍵吸收的能量－形成化學(xué)鍵放出的能量)；③注意反應(yīng)熱ΔH的“＋”“－”號(hào)和單位等細(xì)節(jié)問題。物質(zhì)(化學(xué)鍵)石墨(C—C)金剛石(C—C)S8(S—S)Si(Si—Si)1mol微粒所含化學(xué)鍵數(shù)目/NA1.5282答案：＋120kJ·mol－1考查角度給出幾個(gè)熱化學(xué)方程式，求關(guān)聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)熱考查目的考查蓋斯定律的具體應(yīng)用，培養(yǎng)考生的邏輯推理和計(jì)算能力，從而考查考生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知等學(xué)科核心素養(yǎng)考查形式在高考中考查形式靈活，多為表述題或圖像題，難度系數(shù)一般解題策略：利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱(ΔH)的應(yīng)用答題模板