内容正文:
专题六 化学反应与能量
1.认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化,能量的转化遵循能量守恒定律。
2.认识化学能与热能的相互转化,恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示,了解盖斯定律及其简单应用。
3.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。了解原电池及常见化学电源的工作原理。了解电解池的工作原理,认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施。
考点一 化学能与热能
1.从两种角度理解化学反应热
反应热图示
图像分析
微观
宏观
a表示断裂旧化学键吸收的能量;
b表示生成新化学键放出的能量;
c表示反应热
a表示反应物的活化能;
b表示活化分子形成生成物释放的能量;
c表示反应热
ΔH的计算
ΔH=H(生成物)-H(反应物)
ΔH=∑E(反应物键能)-∑E(生成物键能)
2.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,从而导致错误。
(3)漏写ΔH的单位,或者将ΔH的单位写为kJ,从而造成错误。
(4)反应热的数值与方程式的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。
特别提醒 对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集态之外,还要注明物质的名称。
如:①S(单斜,s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH1=-297.16 kJ·mol-1
②S(正交,s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH2=-296.83 kJ·mol-1
③S(单斜,s)===S(正交,s)
ΔH3=-0.33 kJ·mol-1
3.燃烧热和中和热应用中的注意事项
(1)均为放热反应,ΔH<0,单位为kJ·mol-1。
(2)燃烧热概念理解的三要点:①外界条件是25 ℃、101 kPa;②反应的可燃物是1 mol;③生成物是指定产物(包括状态),如碳元素生成的是CO2,而不是CO,氢元素生成的是液态水,而不是水蒸气。
(3)中和热概念理解三要点:①反应物酸、碱是强酸、强碱;②溶液是稀溶液,不存在稀释过程的热效应;③生成物液态水是1 mol。
4.盖斯定律的答题模板——叠加法
步骤1 “倒”
为了将方程式相加得到目标方程式,可将方程式颠倒过来,反应热的数值不变,但符号相反。这样,就不用再做减法运算了,实践证明,方程式相减时往往容易出错。
步骤2 “乘”
为了将方程式相加得到目标方程式,可将方程式乘以某个倍数,反应热也要乘以某个倍数。
步骤3 “加”
上面的两个步骤做好了,只要将方程式相加即可得目标方程式,反应热也要相加。
1.填空。常见1 mol物质中化学键数目。
物质
金刚石
硅
SiO2
化学键
C—C
Si—Si
Si—O
化学键数/mol
物质
CO2
CH4
S8
化学键
C===O
C—H
S—S
化学键数/mol
答案 2 2 4 2 4 8
2.(1)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
已知:
化学键
C—H
C—C
C===C
H—H
键能/(kJ·mol-1)
412
348
612
436
计算上述反应的ΔH=________kJ·mol-1。
(2)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的ΔH=+11 kJ·mol-1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量,则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。
解析 (1)设“”部分的化学键键能为a kJ·mol-1,则ΔH=(a+348+412×5)kJ·mol-1-(a+612+412×3+436)kJ·mol-1=+124 kJ·mol-1。
(2)形成1 mol H2(g)和1 mol I2(g)共放出436 kJ+151 kJ=587 kJ能量,设断裂2 mol HI(g)中化学键吸收2a kJ能量,则有2a-587=11,得a=299。[另解:ΔH=2E(H—I)-E(H—H)-E(I—I),2E(H—I)=ΔH+E(H—H)+E(I-I)=11 kJ·mol-1+436 kJ·mol-1+151 kJ·mol-1=598 kJ·mol-1,则E(H—I)=299 kJ·mol-1。]
答案 (1)+124 (2)299
1.(2022·浙江卷)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质(g)
O
H
HO
HOO
H2
O2
H2O2
H2O