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2020年高考化学三轮复习核心热点总动员专题05化学反应与能量变化含解析

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化学反应与能量变化【名师精讲指南篇】【高考真题再现】1．【2018北京卷】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。

该历程示意图如下。

下列说法不正确的是（）．．．A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%B．CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂C．①→②放出能量并形成了C―C键D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率【答案】D【解析】分析：A项，生成CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH，原子利用率为100%；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量并形成C-C键；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高平衡转化率。

详解：A项，根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4+CO2CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A项正确；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂，B项正确；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C-C键，C项正确；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误；答案选D。

点睛：本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响，解题的关键是准确分析示意图中的信息。

注意催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。

2．【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。

下列说法不正确．．．的是（）①C(s) + H 2O(g)CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1②CO(g) + H 2O(g)CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol−1③CO 2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol−1④2CH 3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·mol−1A．反应①、②为反应③提供原料气B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一C．反应CH 3OH(g)12CH3OCH3 (g) +12H2O(l)的ΔH =2dkJ·mol−1D．反应2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol−1【答案】C【解析】A．反应①、②的生成物CO2和H2是反应③的反应物，A正确；B．反应③可将二氧化碳转化为甲醇，变废为宝，B正确；C．4个反应中，水全是气态，没有给出水由气态变为液态的焓变，所以C错误；D．把反应②③④三个反应按(②+③)2+④可得该反应及对应的焓变，D正确。

【名师点睛】本题以合成新能源二甲醚为背景，考查学生对简单化工流程的反应原理、能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的掌握和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。

3．【2017新课标1卷】（14分）（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。

【答案】（2）H 2O(l)=H 2(g)+21O 2(g) ΔH =+286 kJ/mol H 2S(g)=H 2(g)+S(s) ΔH =+20 kJ/mol系统（II ） 【解析】（2）①H 2SO 4(aq)=SO 2(g)+H 2O(l)+21O 2(g) △H 1=＋327 kJ/mol ②SO 2(g)+I 2(s)+ 2H 2O(l)=2HI(aq)+ H 2SO 4(aq) △H 2=－151 kJ/mol③2HI(aq)= H 2 (g)+ I 2(s) △H 3=＋110 kJ/mol④H 2S(g)+ H 2SO 4(aq)=S(s)+SO 2(g)+ 2H 2O(l) △H 4=＋61 kJ/mol①+②+③，整理可得系统（I ）的热化学方程式H 2O(l)=H 2(g)+21O 2(g) △H =+286 kJ/mol ； ②+③+④，整理可得系统（II ）的热化学方程式H 2S (g)=H 2(g)+S(s) △H =+20 kJ/mol 。

根据系统I 、系统II 的热化学方程式可知：每反应产生1mol 氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取等量的H 2所需能量较少的是系统II 。

4．【2017新课标2卷】（14分）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：（1）正丁烷（C 4H 10）脱氢制1-丁烯（C 4H 8）的热化学方程式如下：①C 4H 10(g)= C 4H 8(g)+H 2(g) ΔH 1已知：②C 4H 10(g)+12O 2(g)= C 4H 8(g)+H 2O(g) ΔH 2=−119 kJ ·mol −1 ③H 2(g)+ 12O 2(g)= H 2O(g) ΔH 3=−242 kJ ·mol −1 反应①的ΔH 1为________kJ ·mol −1。

【答案】（1）+123【解析】（1）根据盖斯定律，用②式−③式可得①式，因此ΔH 1=ΔH 2−ΔH 3=−119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123kJ/mol 。

5．【2017新课标3卷】（14分）（3）已知：As(s)+32H 2(g)+2O 2(g)=H 3AsO 4(s) ΔH 1 H 2(g)+12O 2(g)=H 2O(l) ΔH 2 2As(s)+52O 2(g) =As 2O 5(s) ΔH 3 则反应As 2O 5(s) +3H 2O(l)= 2H 3AsO 4(s)的ΔH =_________。

【答案】（3）2△H 1-3△H 2-△H 3【解析】（3）根据盖斯定律，热化学反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)可以由反应①×2－反应②×3－反应③转化得到，则2△H1-3△H2-△H3。

6．【2017天津卷】（3）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·x H2O 的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为__________。

【答案】（3）2Cl2(g)+ TiO2(s)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g) ΔH=−85.6 kJ·mol−1【解析】（3）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·x H2O的液态化合物，放热4.28 kJ，配平方程式，可知2 mol Cl2反应放热85.6 kJ·mol−1，由此可得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。

7．【2018新课标1卷】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。

回答下列问题（2）已知：2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 kJ·mol−12NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1则反应N2O5(g)＝2NO2(g)+ 12O2(g)的ΔH=_______ kJ·mol−1。

【答案】O253.1【解析】（2）①已知：ⅰ、2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) △H1＝－4.4kJ/molⅱ、2NO2(g)＝N2O4(g) △H2＝－55.3kJ/mol根据盖斯定律可知ⅰ÷2－ⅱ即得到N2O5(g)＝2NO2(g)+1/2O2(g) △H1＝＋53.1kJ•mol‾1。

8．【2018新课标2卷】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。

回答下列问题：（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−1C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol−1该催化重整反应的ΔH==______ kJ·mol−1。

【答案】247【解析】（1）已知：①C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol−1②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol−1③C(s)+1/2O 2(g)=CO(g) ΔH =-111 kJ ·mol −1根据盖斯定律可知③×2－②－①即得到该催化重整反应CH 4(g)+CO 2(g)=2CO(g)+2H 2(g)的ΔH =＋247 kJ ·mol −1。

9．【2018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）反应Ⅰ：2H 2SO 4(l)2SO 2(g)+2H 2O(g)+O 2(g) ΔH 1=+551 kJ ·mol －1 反应Ⅲ：S(s)+O 2(g)SO 2(g) ΔH 3=－297 kJ ·mol －1反应Ⅱ的热化学方程式：________________。

【答案】（2）H 2O(l)=H 2(g)+21O 2(g) ΔH =+286 kJ/molH 2S(g)=H 2(g)+S(s) ΔH =+20 kJ/mol系统（II ） 【解析】（2）①H 2SO 4(aq)=SO 2(g)+H 2O(l)+21O 2(g) △H 1=＋327 kJ/mol ②SO 2(g)+I 2(s)+ 2H 2O(l)=2HI(aq)+ H 2SO 4(aq) △H 2=－151 kJ/mol③2HI(aq)= H 2 (g)+ I 2(s) △H 3=＋110 kJ/mol④H 2S(g)+ H 2SO 4(aq)=S(s)+SO 2(g)+ 2H 2O(l) △H 4=＋61 kJ/mol①+②+③，整理可得系统（I ）的热化学方程式H 2O(l)=H 2(g)+21O 2(g) △H =+286 kJ/mol ； ②+③+④，整理可得系统（II ）的热化学方程式H 2S (g)=H 2(g)+S(s) △H =+20 kJ/mol 。

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mol H2，充分反应后，放出热量＜_____(填“＞”
N2和3 “＜”或
“＝”)92.4 kJ，说明判断的理由。
解析：上述反应为可逆反应，1 mol N2 和3 mol H2不可能完全反应，因而放出的热 量小于92.4 kJ。
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2.化学方程式
（1）定义：
①表示反应所放出或吸收热量的化学方程式，叫做
热化学方程式。
②表示参与化学反应的物质的物质的量和反应热的
关系的化学方程式。
（2）书写方法：写方程、标状态、算热量。
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【活学活用】
4.依据事实写出下列反应的热化学方程式。
（1）SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃， 生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。 SiH4自燃的热化学方程式为_S_i_H_4(_g)_＋_2_O_2_(g_)_=S_i_O_2(_s)_＋_2_H_2_O_(l。) ΔH＝－1 427.2 kJ/mol
解析:SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算，而产物 硅属于原子晶体，1 mol晶体硅中所含的Si—Si键为 2 mol.
制取高纯硅反应的反应热: ΔH＝4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(2×176 kJ·mol－1 ＋4×431 kJ·mol－1)＝＋236 kJ·mol－1。
化学反应与能量知识点总结

化学反应与能量知识点总结

化学反应与能量知识点总结一、化学反应与能量变化的关系化学反应过程中，不仅有物质的变化，还伴随着能量的变化。

能量变化通常表现为热量的变化，有时也会以光能、电能等形式表现出来。

从化学键的角度来看，化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。

旧键断裂需要吸收能量，新键形成会释放能量。

如果反应物总能量高于生成物总能量，反应就会放出能量；反之，如果反应物总能量低于生成物总能量，反应则需要吸收能量。

例如，燃烧反应一般都是放热反应，因为燃料和氧气的化学键断裂所吸收的能量小于燃烧产物化学键形成所释放的能量。

而像碳酸钙高温分解这样的反应则是吸热反应，因为分解所需的能量大于生成的氧化钙和二氧化碳形成新键释放的能量。

二、常见的吸热反应和放热反应1、吸热反应（1）大多数分解反应，如氯化铵受热分解。

（2）一些需要持续加热才能进行的反应，比如碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳。

（3）以碳、氢气、一氧化碳为还原剂的氧化还原反应，例如氢气还原氧化铜。

2、放热反应（1）所有的燃烧反应，如甲烷的燃烧。

（2）酸碱中和反应，比如盐酸和氢氧化钠的反应。

（3）金属与酸的置换反应，例如锌与稀硫酸反应生成氢气。

（4）大多数化合反应，比如二氧化硫和氧气生成三氧化硫。

三、反应热反应热是指化学反应在一定条件下放出或吸收的热量。

通常用符号ΔH 表示，单位是 kJ/mol。

如果ΔH 为正值，表示反应吸热；如果ΔH 为负值，表示反应放热。

例如，对于反应 H₂(g) ＋ Cl₂(g) ＝ 2HCl(g)，ΔH ＝－1846 kJ/mol，表示每生成 2 mol HCl 气体，放出 1846 kJ 的热量。

四、热化学方程式热化学方程式是表示化学反应与反应热关系的化学方程式。

它不仅表明了化学反应中的物质变化，还表明了能量变化。

热化学方程式与普通化学方程式的区别在于：1、要注明反应的温度和压强（如果是在 25℃、101 kPa 下进行的反应，可以不注明）。

专题05 化学反应中热量的变化情况判断与计算-高中新教材高一化学期末复习重点

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高一化学期末复习重点专题05 化学反应中热量的变化情况判断与计算方法探究一、化学反应中能量变化的原因在化学反应中，从反应物分子转变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间的结合方式发生了改变。

在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键形成。

物质在化学反应中发生能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成。

利用化学键的能量变化计算化学反应中的能量变化如下：既可以利用所有化学键的键能计算具体反应中的能量变化，又可以根据化学反应中的能量变化计算某一个具体的化学键的键能。

计算公式：化学反应中的能量变化值=反应物的总键能−生成物的总键能。

计算出的数值如果为正值，意味着是吸热反应；计算出的数值如果是负值，意味着是放热反应。

归纳总结化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的根本原因。

(1)化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。

(2)化学键的断裂吸收能量，化学键的形成要放出能量，吸收能量和放出能量的数值不相等就造成了化学反应过程中的能量变化。

(3)一个化学反应是吸热还是放热，在宏观上取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，在微观上取决于旧化学键断裂所吸收的总能量和新化学键形成所放出的总能量的相对大小。

二、吸热反应和放热反应的判断1.吸热反应和放热反应的比较2.常见的吸热反应与放热反应3.吸热反应和放热反应的判断方法E1>E2反应吸收能量(吸热反应)E1<E2反应放出能量(放热反应)(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素。

若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应。

(2)根据化学键断裂或形成时的能量变化判断——用于计算。

若断裂反应物中的化学键所吸收的总能量小于形成生成物中化学键所放出的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应。

(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。

由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应，反之为吸热反应。

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高中化学高三真题2020年高考化学试题汇编化学反应中的能量变化高中化学化学反应中的能量变化1．〔08全国Ⅱ卷〕红磷P(s)和Cl 2(g)发生反应生成PCl 3(g)和PCl 5(g)。

反应过程和能量关系如下图(图中的△H表示生成1mol 产物的数据)。

依照上图回答以下咨询题：(1)P 和Cl 2反应生成PCl 3的热化学方程式_________________________________。

(2)PCl 5分解成PCl 3和Cl 2的热化学方程式_________________________________，上述分解反应是一个可逆反应，温度T 1时，在密闭容器中加入0.80molPCl 5，反应达到平稳时PCl 5还剩0.60mol ，其分解率α1等于_________；假设反应温度由T 1升高到T 2，平稳时PCl 5的分解率为α2，α2_______α1(填〝大于〞、〝小于〞或〝等于〞)。

(3)工业上制备PCl 5通常分两步进行，先将P 和Cl 2反应生成中间产物PCl 3，然后降温，再和Cl 2反应生成PCl 5。

缘故是________________________________________。

(4)P 和Cl 2分两步反应生成1molPCl 5的△H 3＝_________，P 和Cl 2一步反应生成1molPCl 5的△H 4______△H 3(填〝大于〞、〝小于〞或〝等于〞)。

(5)PCl 5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是______________________________。

解析：〔1〕由图能够看出，1molP 在Cl 2中完全燃烧放出的热量为306kJ ·mol －1，因此P 与Cl 2反应生成PCl 3的热化学反应方程式为P(s)＋32Cl 2(g)===PCl 3(g)；△H ＝－306kJ ·mol －1。

(2〕中间产物PCl 3和未完全反应的Cl 2的总能量高于最终产物PCl 5的能量，其△H ＝－93kJ ·mol －1，因此PCl 5(g)===PCl 3(g)＋Cl 2(g)；△H ＝93kJ ·mol －1；分解率α1＝0.80mol －0.60mol 0.80mol×100％＝25％，由热化学反应方程式可知，此反应的正反应为吸热反应，因此升高温度，平稳向正反应方向移动，PCl 5的分解率增大。