專題06 化學(xué)變化中的能量變化 (原卷版)

專題06化學(xué)變化中的能量變化知識詳解知識詳解考點(diǎn)1反應(yīng)熱1．基本概念與分類化學(xué)反應(yīng)過程中發(fā)生物質(zhì)變化的同時，常常伴有能量的變化。這種能量的變化常以熱能的形式表現(xiàn)出來，叫做反應(yīng)熱。類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強(qiáng)弱關(guān)系生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放出的總能量小于反應(yīng)物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量表示方法Q>0Q<0圖示2.常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)（1）常見的放熱反應(yīng)：能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)（較活潑的金屬與酸反應(yīng)、燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、金屬的氧化反應(yīng)）、鋁熱反應(yīng)、由不穩(wěn)定物質(zhì)變?yōu)榉€(wěn)定物質(zhì)的反應(yīng)、多數(shù)化合反應(yīng)、氯酸鉀的分解、高壓下石墨轉(zhuǎn)化為金剛石。（2）常見的吸熱反應(yīng)：多數(shù)的分解反應(yīng)，氯化銨和氫氧化鋇晶體的反應(yīng)，碳、一氧化碳和氫氣作還原劑的反應(yīng)，電離和水解，常壓下石墨轉(zhuǎn)化為金剛石。3．燃燒熱和中和熱（1）燃燒熱：在101kPa時，1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量。注意：①書寫燃燒熱的熱化學(xué)方程式時，一般以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)。②燃燒產(chǎn)物必須是穩(wěn)定的氧化物。（2）中和熱：在稀溶液中，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時的反應(yīng)熱。注意：①對于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)，其中和熱基本上是相等的，都約是57.3kJ/mol。②強(qiáng)堿和弱酸、或弱堿和強(qiáng)酸的稀溶液反應(yīng)，中和熱一般小于57.3kJ/mol，因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)電離吸熱。③總和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是H+和OH-化合生成H2O，若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)申城，這部分反應(yīng)熱不在中和熱內(nèi)。4．溶解熱（1）概念指在一定溫度及壓力下（通常是溫度為298K，壓力為101kPa的標(biāo)準(zhǔn)狀況），1mol的溶質(zhì)溶解在大體積的溶劑時所發(fā)出或吸收的熱量。有些物質(zhì)溶解時明顯要放熱，例如NaOH、濃H2SO4，有些明顯要吸熱，例如NH4NO3、NH4Cl。（2）原理溶解通常有兩個過程——擴(kuò)散過程和水合過程，擴(kuò)散過程吸熱、水合過程放熱，溶解時的能量變化取決于兩者的相對大小?？键c(diǎn)2對熱化學(xué)方程式的理解1．熱化學(xué)方程式定義：表示化學(xué)反應(yīng)與熱效應(yīng)關(guān)系的方程式叫做熱化學(xué)方程式?；瘜W(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)與反應(yīng)進(jìn)行時的條件（恒壓還是恒容、溫度、壓力）有關(guān)，與物質(zhì)的狀態(tài)、晶體類型及物質(zhì)的量有關(guān)。2．有關(guān)“熱化學(xué)方程式”的書寫：⑴應(yīng)標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)（固、液、氣）和晶體類型。⑵應(yīng)標(biāo)明反應(yīng)熱的數(shù)值、單位、符號。⑶熱化學(xué)方程式中分子式前面的系數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示單個分子，因此系數(shù)可以是分?jǐn)?shù)，系數(shù)也可變，但反應(yīng)熱要與系數(shù)相對應(yīng)。⑷當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時，反應(yīng)熱相等但符號相反。⑸兩個熱化學(xué)方程式等號兩邊可以相加或相減，而得到新的熱化學(xué)方程式?？键c(diǎn)3蓋斯定律不管化學(xué)過程是一步完成或分為數(shù)步完成，只要起始反應(yīng)物和終點(diǎn)產(chǎn)物相同，這個總過程的熱效應(yīng)是相同的?？键c(diǎn)4Q=∑生成的鍵能－∑反應(yīng)物的鍵能考點(diǎn)5燃料的充分利用1．燃料充分利用的意義：世界各國所需的燃料幾乎全部來自化石燃料，而在自然界經(jīng)歷幾百萬年才形成的化石燃料，極有可能在幾百年內(nèi)全部被耗盡。故充分利用燃料，節(jié)約能源具有非常重要的意義。另外，大量使用化石燃料：(1)能引起溫室效應(yīng)；(2)煤燃燒排放二氧化硫，導(dǎo)致酸雨；(3)煤燃燒會產(chǎn)生大量的煙塵；(4)會造成化石燃料蘊(yùn)藏量的枯竭。所以，如何節(jié)約能源，提高能源的利用率和減少污染是世界各國能源研究的主要目標(biāo)之一。2．燃燒充分利用的方法：(1)燃料充分燃燒。(2)熱能充分利用。3．使燃料充分燃燒的方法：(1)鼓入適量的空氣?？諝獠蛔?，燃料燃燒得不充分，放出的熱量少，且還會造成空氣污染?？諝馓?，冷空氣會帶走一部分熱量，造成熱量損失。(2)將燃料與空氣充分接觸。增加接觸面積有利于燃料充分燃燒。大塊的固體燃料和液體燃料與空氣接觸面有限，燃燒不充分。將固體燃料粉碎，把液體燃料霧化，均可增加與空氣的接觸面，提高燃料的利用率。(3)進(jìn)行燃料加工。煤直接燃燒不僅燃燒不充分，熱值不高，且會產(chǎn)生大量的粉塵和二氧化硫，造成環(huán)境污染。將煤液化或汽化，可提高煤的利用率，并能改善生活環(huán)境。4．使熱能充分利用的方法：(1)利用余熱。如在灶具上增加一個利用余熱加熱水的裝置。(2)防止熱量損失。如在燃料燃燒時加一個擋風(fēng)罩。(3)進(jìn)行熱交換。工廠里常用熱交換器將化學(xué)反應(yīng)放出的熱量加熱反應(yīng)物或加熱生活用水等。5．新能源的開發(fā)措施主要有兩個方面：(1)調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，降低燃煤在能源結(jié)構(gòu)中的比例，節(jié)約煤氣資源；(2)加快開發(fā)水電、熱電和新能源。其中最有希望的是太陽能、燃料電池、風(fēng)能和氫能。典例剖析典例剖析1．基本概念【例1】物理和化學(xué)變化通常包含結(jié)構(gòu)和能量的改變，下列相關(guān)過程的結(jié)構(gòu)、能量變化敘述正確的是A．有化學(xué)鍵斷裂的過程一定是化學(xué)變化 B．化學(xué)變化中的能量變化一定是由化學(xué)鍵斷裂、生成引起的C．同一化學(xué)反應(yīng)，只要起始和終止?fàn)顟B(tài)和量相同，加催化劑后，反應(yīng)總的熱效應(yīng)一定不會發(fā)生改變D．放熱反應(yīng)一定都是自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)，吸熱反應(yīng)一定都是非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)2．催化劑的影響【例2】右圖表示198K時N2與H2反應(yīng)過程中的能量變化。根據(jù)右圖敘述正確的是A．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N2(g)+H2(g)NH3(g)+92kJC．加入催化劑，生成1molNH3的反應(yīng)熱減小50KJD．曲線b表明加入催化劑降低了反應(yīng)熱，加快了反應(yīng)速率【例3】已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是A．2C2H2（g）＋5O2（g）4CO2（g）＋2H2O（l）＋4bkJB．C2H2（g）＋O2（g）2CO2（g）＋H2O（l）—2bkJC．2C2H2（g）＋5O2（g）4CO2（g）＋2H2O（l）＋2bkJD．2C2H2（g）＋5O2（g）4CO2（g）＋2H2O（l）—bkJ【變式訓(xùn)練】（1）肼（N2H4）和NO2是一種雙組分火箭推進(jìn)劑。兩種物質(zhì)混合發(fā)生反應(yīng)生成N2和H2O（g），已知8g氣體肼在上述反應(yīng)中放出142kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為。（2）0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量，其熱化學(xué)反應(yīng)方程式為；又知H2O（l）H2O（g）—44kJ，則11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時，放出的熱量是kJ。4．化學(xué)反應(yīng)熱的有關(guān)計算【例4】SF6是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在S－F鍵。已知：1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,斷裂1molF－F、S－F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ。則S(s)＋3F2(g)SF6(g)的反應(yīng)熱Q為：A．＋1780kJB．＋1220kJC．＋450kJD．－430kJ【變式訓(xùn)練】白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng)：P4＋5O2P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：P－P：akJ·mol－1、P－O：bkJ·mol－1、P＝O：ckJ·mol－1、O＝O：dkJ·mol－1。根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的Q，其中正確的是－(6a＋5d－4c－12b)kJB．－(4c＋12b－6a－5d)kJC．－(4c＋12b－4a－5d)kJD．－(4a＋5d－4c－12b)kJ5．蓋斯定律的應(yīng)用多步反應(yīng)的計算：運(yùn)用蓋斯定律將熱化學(xué)方程式（包括Q）進(jìn)行加或減，得到新的熱化學(xué)方程式后，再列比例關(guān)系式?！纠?】用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知：Cu(s)＋2H＋(aq)Cu2＋(aq)＋H2(g)－64.39KJ①2H2O2(l)2H2O(l)＋O2(g)+196.46KJ②H2(g)＋O2(g)H2O(l)+285.84KJ③在H2SO4溶液中Cu與H2O2反應(yīng)生成Cu2＋和H2O的熱化學(xué)方程式為。專項(xiàng)練習(xí)專項(xiàng)練習(xí)化學(xué)變化中的能量變化一、單選題（本大題共10小題，共30.0分）關(guān)于活化能的說法中不正確的是A.活化能是反應(yīng)物分子從常態(tài)變?yōu)榛罨肿铀璧哪芰?/p>

B.某可逆反應(yīng)，如正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的活化能大，那么該正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

C.催化劑能降低反應(yīng)的活化能

D.如圖所示的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)幾種物質(zhì)的能量關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是A.C(s)+O2(g)=CO2(g)

△H?=??965.1?kJ·mol?1

B.2CO2(g)?=?2CO(g)+O2(g)?△H?=?221.2?kJ·mol已知拆開1mol氫氣中的化學(xué)鍵需要消耗436.4KJ能量，拆開1mol氧氣中的化學(xué)鍵需要消耗498KJ能量，形成水分子中的1molH?O鍵能夠釋放462.8KJ能量，則反應(yīng)2H2(g)+A.吸收445.2KJ B.吸收480.4KJ C.放出445.2KJ D.放出480.4KJ下列說法不正確的是(????)A.食物因氧化而腐敗是放熱反應(yīng)

B.人體運(yùn)動所消耗的能量與化學(xué)反應(yīng)無關(guān)

C.生物質(zhì)能源是解決農(nóng)村能源主要途徑

D.使用沼氣作能源可以保護(hù)森林下列關(guān)于能源和作為能源使用的物質(zhì)的敘述中錯誤的是A.化石燃料物質(zhì)內(nèi)部儲存著能量

B.太陽能能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

C.物質(zhì)的化學(xué)能可能在不同條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能為人類所用

D.綠色植物發(fā)生光合作用時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為太陽能儲存起來下列說法中，正確的是A.物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時不一定伴隨著能量變化

B.伴隨能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化

C.在一個確定的化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量

D.在一個確定的化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不同下列敘述正確的是(????)A.該圖表示反應(yīng)A+B=C+D的

ΔH=(a?c)?kJ·mol?1

B.該圖表示反應(yīng)A+B=E+F中，反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量大于生成物成鍵放出的總能量

C.使用催化劑能降低反應(yīng)的活化能，使反應(yīng)速率變大

D.E，F(xiàn)是反應(yīng)CO甲烷化反應(yīng)為：CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2A.步驟①只有非極性鍵斷裂

B.步驟②需要吸收能量

C.步驟③的活化能最高

D.使用該催化劑不能有效提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率O2在有、無催化劑時分解的能量變化與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A.催化劑可改變反應(yīng)的活化能

B.催化劑可改變反應(yīng)的焓變

C.有催化劑時，兩步反應(yīng)均是放熱反應(yīng)

D.臭氧分解屬于氧化還原反應(yīng)已知2A(g)+2B(g)?3C(g)+D(g)的反應(yīng)過程與能量變化的關(guān)系如圖所示，下列說法錯誤的是(????)A.該可逆反應(yīng)的逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B.反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量

C.該反應(yīng)的焓變△H=(E