第1章 第1节 第3课时 课后达标素养提升-【优学精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修一同步教参(人教版·不定项)
2026-09-10
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教辅
摘要:
本高中化学讲义聚焦能源与热化学核心知识点,系统梳理化石燃料等不可再生能源的特点,燃烧焓的定义及热化学方程式书写规范,通过盖斯定律实现反应热计算,并结合键能分析反应能量变化,构建从基础概念到综合应用的学习支架。
资料以真实情境问题(如太阳能利用、乙烯制备)为载体,通过盖斯定律推理、反应热计算等环节培养科学思维,强化能源可持续发展的科学态度与责任。题型涵盖选择、填空及综合计算,课中辅助教师教学,课后助力学生巩固知识、弥补薄弱点。
内容正文:
1.能源与我们的日常生活密切相关。下列有关能源的叙述不正确的是( )
A.化石燃料是不可再生能源
B.开发利用太阳能有助于减缓温室效应
C.使用乙醇汽油可以减少汽车尾气排放造成的大气污染
D.人类利用的能源都是通过化学反应获得的
解析:选D。化石燃料包括石油、煤和天然气,是不可再生能源,A项正确;开发利用太阳能可减少CO2的排放,有助于减缓温室效应,B项正确;普通汽油中含有硫、氮等元素,燃烧会产生二氧化硫和氮氧化物等有害气体,造成大气污染,使用乙醇汽油可减少大气污染,C项正确;水能、风能等不需要通过化学反应就能获得,D项错误。
2.(2026·宿州高二检测)已知在298 K时,辛烷[C8H18(l)]的摩尔燃烧焓(ΔH)为-5 518 kJ·mol-1,则下列表示辛烷摩尔燃烧焓的热化学方程式正确的是( )
A.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
B.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
C.2C8H18(l)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-11 036 kJ·mol-1
D.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=+5 518 kJ·mol-1
答案:A
3.(2026·厦门高二月考)已知下列热化学方程式:
①2Zn(s)+O2(g)===2ZnO(s) ΔH1=-702.2 kJ/mol;②Hg(l)+O2(g)===HgO(s) ΔH2=-90.7 kJ/mol。Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l)的ΔH3为( )
A.-260.4 kJ/mol B.-254.6 kJ/mol
C.-438.9 kJ/mol D.-441.8 kJ/mol
解析:选A。根据盖斯定律,由①×-②即可得Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l) ΔH3=[-702.2×-(-90.7)]kJ/mol=-260.4 kJ/mol,故选A。
4.(2026·淄博高二统考)下列关于热化学反应的描述正确的是( )
A.1 mol碳和3 mol碳的摩尔燃烧焓不相等
B.在25 ℃、101 kPa时,1 mol碳燃烧的焓变为碳的摩尔燃烧焓
C.硫的摩尔燃烧焓ΔH=-a kJ·mol-1,表示硫摩尔燃烧焓的热化学方程式为S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-a kJ·mol-1
D.葡萄糖的摩尔燃烧焓ΔH=-2 800 kJ·mol-1,则C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1
解析:选D。A项,摩尔燃烧焓是指在一定反应温度和压强条件下,1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变,与量的多少无关,可燃物相同,则摩尔燃烧焓相等;B项,在25 ℃、101 kPa时,1 mol碳完全燃烧生成CO2(g)的焓变为碳的摩尔燃烧焓;C项,硫燃烧生成的指定氧化物应为SO2;D项,热化学方程式中C6H12O6(s)的化学计量数为,则ΔH=-1 400 kJ·mol-1。
5.(2026·庆阳高二统考)已知一定条件下的热化学方程式:2KNO3(s)===2KNO2(s)+O2(g) ΔH=+58 kJ/mol,C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol。为提供分解1 mol KNO3所需的能量,理论上需完全燃烧碳的物质的量为( )
A. mol B. mol
C. mol D. mol
解析:选B。根据热化学方程式2KNO3(s)===2KNO2(s)+O2(g) ΔH=+58 kJ/mol,分解1 mol KNO3所需要吸收的热量为 kJ,已知C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol,则需要燃烧碳的物质的量为 mol,故选B。
6.(2026·三亚高二月考)乙烯是制备合成纤维、合成橡胶、塑料等的基本化工原料。由乙烷制备乙烯的相关化学反应如下:
①2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH1=-566 kJ·mol-1
②2C2H6(g)+O2(g)===2C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-260 kJ·mol-1
③C2H6(g)+CO2(g)===C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) ΔH3
则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系正确的是( )
A.ΔH3>ΔH2>ΔH1
B.ΔH3>ΔH1>ΔH2
C.ΔH1>ΔH2>ΔH3
D.ΔH2>ΔH3>ΔH1
解析:选A。根据盖斯定律,由(②-①)×可得反应③,ΔH3=[-260-(-566)] kJ·mol-1×=+153 kJ·mol-1,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为ΔH3>ΔH2>ΔH1,故选A。
7.(1)在标准状况下,11.2 L甲烷完全燃烧生成CO2和液态水放出444.8 kJ热量,能表示其摩尔燃烧焓的热化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)氨是制备氮肥、硝酸等的重要原料。已知:①N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g) ΔH1=-92.2 kJ·mol-1;②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1。
试写出表示氨的摩尔燃烧焓的热化学方程式:________________________________________________________________________________。
(3)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1 036 kJ·mol-1;
②4H2S(g)+2SO2(g)===3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=+94 kJ·mol-1;
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH3=-484 kJ·mol-1。
计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)+2H2(g)的ΔH4=________kJ·mol-1。
解析:(2)根据盖斯定律,由②×-①×得出NH3(g)+O2(g)===N2(g)+H2O(l) ΔH=(-571.6 kJ·mol-1)×-(-92.2 kJ·mol-1)×=-382.6 kJ·mol-1。
(3)根据盖斯定律,反应④=,故ΔH4==+170 kJ·mol-1。
答案:(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-889.6 kJ·mol-1
(2)NH3(g)+O2(g)===N2(g)+H2O(l) ΔH=-382.6 kJ·mol-1
(3)+170
8~11题每小题有一个或两个选项符合题意。
8.(2026·烟台高二统考)已知:断开1 mol H—H键、O===O键和O—H键需要吸收的能量分别为436 kJ、496 kJ和462 kJ;2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1;C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1。则a为( )
A.-332 B.-118 C.+130 D.+350
解析:选C。①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=a kJ·mol-1,②2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-220 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由①×2-②得2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH=(2a+220) kJ·mol-1,ΔH=断裂反应物中化学键吸收的总能量-形成反应产物中化学键释放的总能量=4×462 kJ·mol-1-496 kJ·mol-1-2×436 kJ·mol-1=(2a+220)kJ·mol-1,解得a=+130。
9.(2026·唐山高二月考)已知常压下存在以下热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1;
②2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-565.2 kJ·mol-1;
③CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
下列说法错误的是( )
A.H2(g)的热值为142.9 kJ·g-1
B.CO(g)的摩尔燃烧焓ΔH=-282.6 kJ· mol-1
C.2 mol CO(g)和1 mol O2(g)的总键能大于2 mol CO2(g)的总键能
D.常温常压下,燃烧相同体积的三种燃料,CH4(g)放出的热量最多
解析:选C。反应热 ΔH=反应物总键能-生成物总键能,反应②为放热反应,ΔH< 0,故反应物的总键能小于生成物的总键能,C错误。
10.通过以下反应均可获取H2。下列有关说法不正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH1=+571.6 kJ·mol-1
②焦炭与水反应制氢:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol-1
③甲烷与水反应制氢:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH3=+206.1 kJ·mol-1
A.H2的摩尔燃烧焓(ΔH)为+285.8 kJ·mol-1
B.反应②中反应物总键能>反应产物总键能
C.C(s)+2H2(g)===CH4(g) ΔH=-74.8 kJ·mol-1
D.CO(g)+3H2(g)===CH4(l)+H2O(g) ΔH>-206.1 kJ·mol-1
解析:选AD。根据反应①可知,2 mol液态水分解吸收571.6 kJ的热量,则1 mol氢气完全燃烧生成液态水,放出的热量为285.8 kJ,即H2的摩尔燃烧焓(ΔH)为-285.8 kJ·mol-1,A错误;反应②是吸热反应,所以反应物总键能>反应产物总键能,B正确;根据盖斯定律,目标反应可由反应②-③得到,故ΔH=+131.3 kJ·mol-1-206.1 kJ·mol-1=-74.8 kJ·mol-1,C正确;CO(g)+3H2(g)===CH4(l)+H2O(g)是生成液态甲烷,反应③的逆反应是生成气态甲烷,生成等物质的量的液态甲烷放出的热量要多于气态甲烷放出的热量,由于反应③的逆反应是放热反应,所以ΔH<-206.1 kJ·mol-1,D错误。
11.向Na2CO3溶液中滴加盐酸,反应过程中的能量变化如下图所示。下列说法错误的是( )
A.HCO(aq)+H+(aq)===CO2(g)+H2O(l)为吸热反应
B.ΔH1>ΔH2,ΔH2<ΔH3
C.CO(aq)+2H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2-ΔH3
D.对于H2CO3(aq)===CO2(g)+H2O(l),使用催化剂,ΔH3不变
解析:选BC。由题图可知,HCO(aq)和H+(aq)的总能量小于CO2(g)和H2O(l)的总能量,所以HCO(aq)+H+(aq)===CO2(g)+H2O(l)为吸热反应,A项正确;由题图可知,ΔH1和ΔH2都小于0,ΔH3>0,且ΔH1的绝对值大于ΔH2的绝对值,所以ΔH1<ΔH2<ΔH3,B项错误;由题图可知,①CO(aq)+H+(aq)===HCO(aq) ΔH1,②HCO(aq)+H+(aq)===H2CO3(aq) ΔH2,③H2CO3(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH3,根据盖斯定律,由①+②+③可得CO(aq)+2H+(aq)===CO2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,C项错误;在给定条件下,化学反应的焓变与反应过程无关,只与反应体系的始态和终态有关,故使用催化剂不会改变ΔH3的大小,D项正确。
12.(2026·福州高二检测)研究大气中含硫化合物(主要是SO2和H2S)的转化具有重要意义。
(1)工业上采用高温热分解H2S的方法制取H2,在膜反应器中分离H2,发生的反应为2H2S(g)⥫⥬2H2(g)+S2(g) ΔH,已知:①H2S(g)⥫⥬H2(g)+S(g) ΔH1;②2S(g)⥫⥬S2(g) ΔH2,则ΔH=________(用含ΔH1、ΔH2的式子表示)。
(2)土壤中的微生物可将大气中的H2S经两步反应氧化成SO,两步反应的能量变化示意图如下:
则2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH=________kJ·mol-1。1 mol H2S(g)全部被氧化为SO(aq)的热化学方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图丙所示。
①该循环过程中Fe3+的作用是____________,图示总反应的化学方程式为_________________________________________________。
②已知上述总反应生成1 mol H2O(l)时放出a kJ热量,则该总反应中转移NA个电子时,放出________kJ热量(用含a的式子表示)。
解析:(1)根据盖斯定律,由2×①+②可得2H2S(g)⥫⥬2H2(g)+S2(g),则ΔH=2ΔH1+ΔH2。
(2)由图甲可得反应Ⅰ:H2S(g)+O2(g)===S(s)+H2O(g) ΔH1=-221.19 kJ·mol-1;则2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH=-442.38 kJ·mol-1;由图乙可得反应Ⅱ:S(s)+O2(g)+H2O(g)===SO(aq)+2H+(aq) ΔH2=-585.20 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由Ⅰ+Ⅱ可得:H2S(g)+2O2(g)===SO(aq)+2H+(aq) ΔH=ΔH1+ΔH2=(-221.19 kJ·mol-1)+(-585.20 kJ·mol-1)=-806.39 kJ·mol-1。
(3)①该循环过程中,Fe3+在反应ii中作反应物,在反应iii中作产物,总过程中作催化剂;总反应的化学方程式为2H2S+O22S↓+2H2O。
②生成1 mol H2O(l)时放出a kJ热量,由总反应可知,生成1 mol水时转移2 mol电子,则转移NA个电子,即转移1 mol电子时,放出 kJ热量。
答案:(1)2ΔH1+ΔH2
(2)-442.38 H2S(g)+2O2(g)===SO(aq)+2H+(aq) ΔH=-806.39 kJ·mol-1
(3)①催化剂 2H2S+O22S↓+2H2O ②
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