2025版《師說》高中全程復(fù)習(xí)構(gòu)想化學(xué)32含答案

2025版《師說》高中全程復(fù)習(xí)構(gòu)想化學(xué)第32講晶胞及其相關(guān)計算1.掌握均攤法計算的一般方法，能根據(jù)晶胞中微粒的位置計算晶胞的化學(xué)式。2．掌握晶體密度與晶胞參數(shù)計算的一般步驟?？键c一晶胞中微粒數(shù)的計算方法——均攤法1.晶胞(1)概念：描述晶體結(jié)構(gòu)的基本單元。(2)晶體中晶胞的排列——無隙并置①無隙：相鄰晶胞之間沒有任何間隙。②并置：所有晶胞平行排列、取向相同。感悟：2．晶胞中微粒數(shù)的計算方法——均攤法(1)長方體(包括立方體)晶胞中不同位置的粒子數(shù)的計算如某個粒子為N個晶胞所共有，則該粒子有1N屬于這個晶胞。中學(xué)中常見的晶胞為立方晶胞，立方晶胞中微粒數(shù)的計算方法如圖(2)非長方體晶胞在六棱柱(如圖2)中，頂角上的原子有16屬于此晶胞，面上的原子有12屬于此晶胞，因此六棱柱中鎂原子個數(shù)為12×16＋2【師說·助學(xué)】計算晶胞中微粒數(shù)的關(guān)鍵：確定一個粒子為幾個晶胞所共有。3．晶胞微粒配位數(shù)的計算(1)晶體中原子(或分子)的配位數(shù)若晶體微粒為同種原子或同種分子，則某原子(或分子)的配位數(shù)指的是距該原子(或分子)最接近且等距離的原子(或分子)的數(shù)目，常見晶胞的配位數(shù)如下：簡單立方：配位數(shù)為6面心立方：配位數(shù)為12體心立方：配位數(shù)為8(2)離子晶體的配位數(shù)指一個離子周圍最接近且等距離的異種電性離子的數(shù)目。以NaCl晶體為例①找一個與其他粒子連接情況最清晰的粒子，如上圖中心的黑球(Cl－)。②數(shù)一下與該粒子周圍距離最近的粒子數(shù)，如上圖標(biāo)數(shù)字的面心白球(Na＋)，確定Cl－的配位數(shù)為6，同樣方法可確定Na＋的配位數(shù)也為6?！窘炭笺暯印康淅?[2023·湖南卷，11A]科學(xué)家合成了一種高溫超導(dǎo)材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。該晶體最簡化學(xué)式為________。典例2[2023·遼寧卷，14改編]晶體結(jié)構(gòu)的缺陷美與對稱美同樣受關(guān)注。某富鋰超離子導(dǎo)體的晶胞是立方體(圖1)，進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料(圖2)，判斷下列說法是否正確。(1)圖1中O原子的配位數(shù)為6()(2)Mg2＋取代產(chǎn)生的空位有利于Li＋傳導(dǎo)()(3)圖2表示的化學(xué)式為LiMg2OClxBr1－x()【對點演練】考向一計算晶胞微粒數(shù)目——均攤法1．某離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)中最小重復(fù)單元如圖所示。A為陰離子，在正方體內(nèi)，B為陽離子，分別在頂點和面心，則該晶體的化學(xué)式為()A．B2AB．BA2C．B7A4D．B4A72．Cu元素與H元素可形成一種紅色化合物，其晶體結(jié)構(gòu)單元如圖所示。則該化合物的化學(xué)式為________。3．(1)硼化鎂晶體在39K時呈超導(dǎo)性。在硼化鎂晶體中，鎂原子和硼原子是分層排布的，下圖是該晶體微觀結(jié)構(gòu)的透視圖，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。則硼化鎂的化學(xué)式為________。(2)在硼酸鹽中，陰離子有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)形式。如圖是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的多硼酸根，則多硼酸根離子符號為________。4．天然硅酸鹽組成復(fù)雜，陰離子的基本結(jié)構(gòu)單元是SiO44-四面體，如圖(a)，通過共用頂角氧離子可形成鏈狀、網(wǎng)狀等結(jié)構(gòu)，圖(b)為一種無限長雙鏈的多硅酸根，其中Si與O的原子數(shù)之比為________，化學(xué)式為________(用考向二晶胞中粒子配位數(shù)的計算5．硅化鎂是一種窄帶隙n型半導(dǎo)體材料，在光電子器件、能源器件、激光、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。硅化鎂的晶胞參數(shù)a＝0.6391nm，屬于面心立方晶胞，結(jié)構(gòu)如圖所示。Si原子的配位數(shù)為________。6．如圖是一種由Y(與Sc同族)、Fe、Ba、O組成的晶體，晶胞棱上的球代表Ba，頂點的球代表Y，四方錐中心和八面體中心的球代表Fe，其余小球代表O。(1)該晶體的化學(xué)式為________。(2)其中Y的配位數(shù)為________?？键c二晶胞參數(shù)計算1.晶胞參數(shù)晶胞的形狀和大小可以用6個參數(shù)來表示，包括晶胞的3組棱長a、b、c和3組棱相互間的夾角α、β、γ，即晶格特征參數(shù)，簡稱晶胞參數(shù)。2．晶體結(jié)構(gòu)的相關(guān)計算(1)空間利用率＝晶胞占有的微粒體積晶胞體積×(2)金屬晶體中體心立方堆積、面心立方堆積中的幾組計算公式(設(shè)棱長為a)①面對角線長＝2a。②體對角線長＝3a。③體心立方堆積________r＝3a(r為原子半徑)。④面心立方堆積________r＝2a(r為原子半徑)。3．宏觀晶體密度與微觀晶胞參數(shù)的關(guān)系【教考銜接】典例[2023·遼寧卷，14A改編]某富鋰超離子導(dǎo)體的晶胞是立方體，如下圖：計算該晶體的密度________________。【師說·延伸】由晶胞參數(shù)計算晶體密度的思路晶胞的質(zhì)量晶胞的體積【對點演練】1．[2024·九省聯(lián)考吉林卷，10]鎳酸鑭電催化劑立方晶胞如圖所示，晶胞參數(shù)為a，具有催化活性的是Ni，圖①和圖②是晶胞的不同切面。下列說法錯誤的是()A．催化活性：①>②B．鎳酸鑭晶體的化學(xué)式為LaNiO3C．La周圍緊鄰的O有4個D．La和Ni的最短距離為322．如圖是Fe單質(zhì)的晶胞模型。已知晶體密度為dg·cm－3，鐵原子的半徑為________nm(用含有d、NA的代數(shù)式表示)。3．立方氮化硼的硬度僅次于金剛石，但熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于金剛石，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。立方氮化硼屬于________晶體，其中硼原子的配位數(shù)為________。已知：立方氮化硼的密度為dg·cm-3，B原子半徑為xpm，N原子半徑為ypm，阿伏加德羅常數(shù)的值為N4．氮化硼是一種性能優(yōu)異的新型材料，主要結(jié)構(gòu)有六方氮化硼(圖1)和立方氮化硼(圖2)。前者與石墨結(jié)構(gòu)類似。(1)50.0g六方氮化硼晶體中含有六元環(huán)的數(shù)目為________。(2)立方氮化硼中N的配位數(shù)為________。已知立方氮化硼密度為dg·cm－3，NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值，立方氮化硼晶胞中面心上6個N原子相連構(gòu)成正八面體，該正八面體的邊長為________pm(列式即可)。微專題11晶胞中原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)與投影圖【要點歸納】1．原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)(1)概念以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。(2)原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)的表示方法晶胞中的任意一個原子的中心位置均可用3個分別小于1的數(shù)在立體坐標(biāo)系中表示出來。2．常見典型晶胞的投影圖晶胞類型三維圖二維圖正視圖沿體對角線切開的剖面圖沿體對角線的投影簡單立方堆積體心立方堆積面心立方堆積CaF2晶胞金剛石晶胞NaCl晶胞3.典型晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)參數(shù)與投影圖(1)簡單立方體模型粒子坐標(biāo)與投影圖①粒子坐標(biāo)：若1(0，0，0)，2(0，1，0)，則確定3(1，1，0)，7(1，1，1)②x、y平面上的投影圖：________________(2)體心晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)與投影圖①粒子坐標(biāo)：若1(0，0，0)，3(1，1，0)，5(0，0，1)，則6(0，1，1)，7(1，1，1)，91②x、y平面上的投影圖：________________(3)面心立方晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)和投影圖①粒子坐標(biāo)：若10(0，0，0)，1312，12，0，12②x、y平面上的投影圖：________________(4)金剛石晶胞結(jié)構(gòu)模型的原子坐標(biāo)參數(shù)和投影圖①若a原子為坐標(biāo)原點，晶胞邊長的單位為1，則原子1、2、3、4的坐標(biāo)分別為14，14，14②x、y平面上的投影圖：________【典題示例】典例1[2021·山東卷，16(4)]XeF2晶體屬四方晶系，晶胞參數(shù)如圖所示，晶胞棱邊夾角均為90°，該晶胞中有________個XeF2分子。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱為原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，如A點原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為12，12，聽課筆記典例2[2022·湖南卷，18(4)]鉀、鐵、硒可以形成一種超導(dǎo)材料，其晶胞在xz、yz和xy平面投影分別如圖所示：①該超導(dǎo)材料的最簡化學(xué)式為________。②Fe原子的配位數(shù)為________。③該晶胞參數(shù)a＝b＝0.4nm、c＝1.4nm。阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則該晶體的密度為________g·cm－3(列出計算式)?！緦c演練】考向一原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)1.以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。如圖中原子1的坐標(biāo)為12A．原子2為1B．原子2為0，C．原子3為1，0，D．原子3為0，0，2．以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如，圖中原子1的坐標(biāo)為123．汞鋇銅氧晶體的晶胞如圖所示。圖中鋇離子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為124．銅與氧元素形成的晶胞如圖所示：晶胞中Cu均勻地分散在立方體內(nèi)部，a、b的坐標(biāo)參數(shù)依次為(0，0，0)、12，12，12，則d的坐標(biāo)參數(shù)為________，已知該晶體的密度為考向二晶胞投影圖5．分別用○、●表示H2PO4-和K＋，KH2PO4晶體的四方晶胞如圖(a)所示，圖(b)、圖(c)分別顯示的是H2PO4晶胞在x軸方向的投影圖為________(填標(biāo)號)。6．AgN5的晶體結(jié)構(gòu)與AgI相似。AgI的結(jié)構(gòu)分為α-AgI和γ-AgI，γ-AgI立方晶胞的示意圖見圖1，圖2是晶胞正上方的俯視投影圖，圖中黑球(實心球)表示I－，請在圖2中用白球(空心球)表示出Ag＋的位置。7．[2022·廣東卷，20節(jié)選]我國科學(xué)家發(fā)展了一種理論計算方法，可利用材料的晶體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)測其熱電性能，該方法有助于加速新型熱電材料的研發(fā)進程?；衔颴是通過該方法篩選出的潛在熱電材料之一，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖1，沿x、y、z軸方向的投影均為圖2。(1)X的化學(xué)式為________。(2)設(shè)X的最簡式的式量為Mr，晶體密度為ρg·cm－3，則X中相鄰K之間的最短距離為________________nm(列出計算式，NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)。溫馨提示：請完成課時作業(yè)32第32講晶胞及其相關(guān)計算考點一突破·關(guān)鍵能力教考銜接典例1解析：根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知，其中K個數(shù)：8×18＝1，Ca個數(shù)：1，B個數(shù)：12×12＝6，C個數(shù)：12×12＝6，故其最簡化學(xué)式為KCaB6答案：KCaB6C6典例2解析：(1)圖1晶胞中，O位于面心，與O等距離最近的Li有6個，O原子的配位數(shù)為6，正確；(2)進行鎂離子取代及鹵素共摻雜后，可獲得高性能固體電解質(zhì)材料，說明Mg2＋取代產(chǎn)生的空位有利于Li＋的傳導(dǎo)，正確。(3)圖2中Li：1，Mg或空位為8×14＝2。O：2×12＝1，Cl或Br：4×14＝1，Mg的個數(shù)小于2，根據(jù)正負(fù)化合價的代數(shù)和為0，圖2的化學(xué)式為LiMgOClxBr答案：(1)√(2)√(3)×對點演練1．解析：A的個數(shù)：8，B的個數(shù)：8×18＋6×1答案：B2．解析：根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可以判斷：Cu：2×12＋12×16＋3＝6；H：6×答案：CuH3．解析：(1)每個Mg周圍有6個B，而每個B周圍有3個Mg，所以其化學(xué)式為MgB2。解析：(2)從圖可看出，每個單元中，都有一個B和一個O完全屬于這個單元，剩余的2個O分別被兩個結(jié)構(gòu)單元共用，所以B∶O＝1∶(1＋2×12)＝1∶2，化學(xué)式為BO2答案：(1)MgB224．解析：n個SiO2通過共用頂點氧離子可形成雙鏈結(jié)構(gòu)，找出重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元，如圖：，由于是雙鏈，其中頂點氧占12，Si原子數(shù)為4，O原子數(shù)為4×12＋6×12＋4＋2＝11，其中Si與O的原子數(shù)之比為2∶5.5，化學(xué)式為答案：2∶5.5Si5．解析：根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，以面心Si原子為基準(zhǔn)，同一晶胞內(nèi)等距離且最近的Mg原子有4個，緊鄰晶胞還有4個Mg原子，共8個，故Si原子的配位數(shù)為8。答案：86．解析：(1)由晶胞結(jié)構(gòu)可知，Y位于頂點，原子數(shù)為18×8＝1；Ba位于棱上，原子數(shù)為14×8＝2；O原子有12個位于面上，2個位于晶胞內(nèi)，原子數(shù)為12×12＋2＝8；3個Fe原子位于晶胞內(nèi)，該晶體的化學(xué)式為YBa2Fe3O8答案：(1)YBa2Fe3O8(2)8考點二夯實·必備知識2．(2)③4④4突破·關(guān)鍵能力教考銜接典例解析：晶胞中含Li：8×14＋1＝3，O：2×12＝1，Cl：4×14＝1，1個晶胞的質(zhì)量為3×7+16+35.5NAg＝72.5NAg，晶胞的體積為(a×10－10cm)3＝a3×10－30cm3，則晶體的密度為72.5NAg÷(a答案：72.5NA對點演練1．答案：C2．解析：由Fe單質(zhì)的晶胞圖可知，晶胞中含鐵原子個數(shù)為2，晶胞的質(zhì)量為2×56NAg，晶胞體積為112d·NAcm3，則晶胞邊長為3112d·NAcm，設(shè)Fe原子的半徑為r，則4r＝3×3答案：34×3112d·3．解析：立方氮化硼的硬度僅次于金剛石，晶體類型類似于金剛石，是共價晶體；晶胞中每個N原子連接4個B原子，氮化硼的化學(xué)式為BN，所以晶胞中每個B原子也連接4個N原子，即硼原子的配位數(shù)為4；晶胞中N原子數(shù)為4，B原子數(shù)為8×18＋6×12＝4，晶胞的質(zhì)量m＝25×4NAg，晶胞的體積V＝mρ＝100NAdcm3＝100dNAcm3，B、N原子總體積V′＝4×4πx×10-1033+4πy×10-103答案：共價44πx34．解析：(1)根據(jù)均攤法，一個六方氮化硼晶體的六元環(huán)含有一個N、一個B，50.0g六方氮化硼晶體中含有六元環(huán)的數(shù)目為50.014+11×NA＝2NA(2)由圖2可知，立方氮化硼中N的配位數(shù)為4；面心上6個N原子構(gòu)成正八面體，該正八面體的邊長等于面對角線的一半，設(shè)BN晶胞邊長為acm，1個晶胞中含有4個B原子，含有N原子數(shù)為8×18＋6×12＝4，則1個晶胞中含有4個BN，所以d＝4×25a3NA，解得a＝3100答案：(1)2NA(2)422×3100dN微專題11要點歸納3．(1)②(2)②(3)②(4)②典題示例典例1解析：圖中大球的個數(shù)為8×18＋1＝2，小球的個數(shù)為8×14＋2＝4，根據(jù)XeF2的原子個數(shù)比可知大球是Xe原子，小球是F原子，該晶胞中有2個XeF2分子；由A點坐標(biāo)知該原子位于晶胞的中心，且每個坐標(biāo)系的單位長度都記為1，B點在棱的rc處，其坐標(biāo)為0，0，rc；圖中y是底面對角線的一半，y＝22apm，x＝c2-r答案：20，0，典例2解析：①由平面投影圖可知，晶胞中位于頂點和體心的鉀原子個數(shù)為8×18＋1＝2，均位于棱上和體內(nèi)的硒原子的個數(shù)為8×14＋2＝4，均位于面上的鐵原子個數(shù)為8×12＝4，該物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示：，則超導(dǎo)材料最簡化學(xué)式為KFe2Se2。②由平面投影圖可知，鐵原子的配位數(shù)為4。③設(shè)晶體的密度為dg·cm－3，由晶胞的質(zhì)量公式可得：2×39+56×2+79×2NAg＝abc答案：①KFe2Se2②4③2×對點演練1．解析：原子1的坐標(biāo)為12，12，12，則坐標(biāo)系為，原子2在晶胞底面的中心，原子2的坐標(biāo)為1答案：D2．解析：圖中原子1的坐標(biāo)為12，12，0，則坐標(biāo)系是。從晶胞內(nèi)的2、3點分別向x、y、z軸上作垂線，即可得出2、3兩點的原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為答案：34，3．答案：14．解析：由晶胞示意圖可知，位于頂角的a和體心的b的坐標(biāo)參數(shù)依次為(0，0，0)、12，12，12，d位于體對角線的14處，則d的坐標(biāo)參數(shù)為34，34，14；晶胞中Cu原子的個數(shù)為4，O原子的個數(shù)為8×18＋1＝2，則化學(xué)式為Cu2O，Cu2答案：35．答案：B6．解析：(1)根據(jù)γ-AgI立方晶胞的示意圖，可以理解為有八個小立方體，銀離子在其中四個小立方體體心位置，根據(jù)從上方的俯視圖得出銀離子在每個小正方形的中心位置，即白球(空心球)表示出Ag＋的位置。答案：7．解析：(1)根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)得到K有8個，有8×18＋6×12＝4，則X的化學(xué)式為K2SeBr6。(2)設(shè)X的最簡式的式量為Mr，晶體密度為ρg·cm－3，設(shè)晶胞參數(shù)為anm，得到ρ＝mV＝Mrg·mol-1NAmol-1×4a×10-7cm3＝答案：(1)K2SeBr6(2)12×34M第33講反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式1.了解反應(yīng)熱、焓變的概念，知道化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。2．知道常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，能從多角度分析化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。3．了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書寫熱化學(xué)方程式。考點一反應(yīng)熱、焓變1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：物質(zhì)變化和能量變化。(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：質(zhì)量守恒和能量守恒。【師說·助學(xué)】化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式有熱能、光能、電能等。2．焓變、反應(yīng)熱(1)焓(H)：用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。(2)焓變(ΔH)：ΔH＝________________，單位kJ·mol－1。(3)反應(yīng)熱：指當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定壓強下進行時，反應(yīng)所放出或吸收的熱量，通常用符號Q表示，單位kJ·mol－1。(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系：對于恒壓條件下進行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有____________。3．吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(1)常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)：①大多數(shù)分解反應(yīng)；②鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)；④碳和水蒸氣；⑤C和CO2的反應(yīng)等。放熱反應(yīng)：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應(yīng)；③大多數(shù)化合反應(yīng)；④金屬跟酸的置換反應(yīng)；⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。(2)從能量高低角度理解【師說·助學(xué)】物質(zhì)具有的能量越低，穩(wěn)定性越強。(3)從化學(xué)鍵角度理解【易錯診斷】判斷正誤，錯誤的說明理由。1．放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．活化能越大，表明化學(xué)反應(yīng)吸收的能量越大：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘炭笺暯印康淅?[2023·新課標(biāo)卷，29(1)]根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計算反應(yīng)12N2(g)＋32H2(g)=NH3(g)的ΔH＝________kJ·mol聽課筆記典例2[2023·湖北卷，19(1)]納米碗C40H10是一種奇特的碗狀共軛體系。高溫條件下，C40H10可以由C40H20分子經(jīng)過連續(xù)5步氫抽提和閉環(huán)脫氫反應(yīng)生成。C40H20(g)H·C40H18(g)＋H2(g)的反應(yīng)機理和能量變化如下：已知C40Hx中的碳?xì)滏I和碳碳鍵的鍵能分別為431.0kJ·mol－1和298.0kJ·mol－1，H—H鍵能為436.0kJ·mol－1。估算C40H20(g)?C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。聽課筆記【師說·延伸】物質(zhì)能量變化與焓變的關(guān)系：ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)。典例3[2022·浙江6月，18]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)=H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是()A．H2的鍵能為436kJ·mol－1B．O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C．解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2D．H2O(g)＋O(g)=H2O2(g)ΔH＝－143kJ·mol－1聽課筆記【師說·延伸】利用鍵能計算反應(yīng)熱的方法(1)熟記反應(yīng)熱ΔH的計算公式ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)(2)注意特殊物質(zhì)中鍵數(shù)的判斷物質(zhì)(1mol)P4C(金剛石)石墨SiSiO2鍵數(shù)(mol)621.524【對點演練】考向一反應(yīng)熱與能量變化關(guān)系1．根據(jù)如圖所示的反應(yīng)，回答下列問題：(1)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？________。(2)反應(yīng)的ΔH＝____________。(3)反應(yīng)的活化能為____________。(4)試在圖中用虛線表示在反應(yīng)中使用催化劑后活化能的變化情況。2．水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過程。我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機模擬結(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?？芍簹庾儞Q的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?？枷蚨鶕?jù)鍵能計算焓變3．已知反應(yīng)2HI(g)H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為________kJ。4．通常把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)，化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，供計算使用?；瘜W(xué)鍵Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C鍵能/(kJ·mol－1)460360436431176347工業(yè)上的高純硅可通過下列反應(yīng)制取：SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH為____________。1mol常見物質(zhì)中的化學(xué)鍵物質(zhì)金剛石硅SiO2化學(xué)鍵C—CSi—SiSi—O化學(xué)鍵數(shù)/mol224考點二熱化學(xué)方程式1.概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。2．意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化?！編熣f·助學(xué)】2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示的意義在25℃、101kPa條件下，2molH2(g)和1molO2(g)完全反應(yīng)生成2molH2O(l)，放出571.6kJ的熱量。3．熱化學(xué)方程式的書寫【易錯診斷】判斷正誤，錯誤的說明理由。1．熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計量數(shù)既表示分子數(shù)也表示物質(zhì)的量：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．對于SO2(g)＋12O2(g)?SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1，增大壓強平衡右移，放出的熱量增大，ΔH________________________________________________________________________。4．同素異形體轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式除了標(biāo)明狀態(tài)外，還要注明名稱：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘炭笺暯印康淅?[2021·湖南卷，16(1)]氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)化學(xué)鍵NNH—HN—H鍵能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2，其熱化學(xué)方程式為：________________________________________?！舅悸诽崾尽喀＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)。聽課筆記典例2[2023·浙江1月，14改編]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]。(1)歷程Ⅰ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！舅悸诽崾尽竣俑鶕?jù)圖示確定反應(yīng)物和生成物；②書寫熱化學(xué)方程式時各物質(zhì)標(biāo)注狀態(tài)；ΔH＝由生成物的相對能量－反應(yīng)物的相對能量。聽課筆記典例3[2023·北京卷，16(2)改編]二十世紀(jì)初，工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強下合成尿素。CO2和NH3生成CO(NH2)2的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。聽課筆記【師說·延伸】書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(1)熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，固體(s)、液體(l)、氣體(g)、水溶液(aq)，若為同素異形體，還要注明名稱。(2)熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)時的溫度和壓強。如不注明，即表示在25℃和101kPa下測定。(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)為物質(zhì)的量。故化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。當(dāng)化學(xué)計量數(shù)改變時，其ΔH也同等倍數(shù)的改變。(4)要注明ΔH的符號：“＋”代表吸熱、“－”代表放熱，以及單位：kJ·mol－1。【對點演練】考向一依據(jù)反應(yīng)事實書寫熱化學(xué)方程式1．用H2還原SiCl4蒸氣可制取純度很高的硅，當(dāng)反應(yīng)中有1mol電子轉(zhuǎn)移時吸收59kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．在1L密閉容器中，4mol氨氣在一定條件下分解生成氮氣和氫氣。2min時反應(yīng)吸收熱量為46.1kJ，此時氨氣的轉(zhuǎn)化率為25%。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________，這段時間內(nèi)v(H2)＝________________。3．將36g水蒸氣與足量單質(zhì)碳充分反應(yīng)，生成33.6gCO和一定量的氫氣，同時吸收157.2kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．K2S2O8是偏氟乙烯(CH2=CF2)聚合的引發(fā)劑。偏氟乙烯由CH3—CClF2氣體脫去HCl制得，生成0.5mol偏氟乙烯氣體要吸收54kJ的熱，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。5．最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状?。若?.2kgCO2與足量H2恰好完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的水和甲醇，可放出2473.5kJ的熱量，試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?？枷蚨罁?jù)能量圖像及轉(zhuǎn)化圖像書寫熱化學(xué)方程式6．化學(xué)反應(yīng)N2＋3H2?2NH3的能量變化如圖所示(假設(shè)該反應(yīng)反應(yīng)完全)。試寫出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成NH3(l)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。7．為了有效降低能耗，過渡金屬催化還原氮氣合成氨被認(rèn)為是具有巨大前景的一種合成氨方法。催化過程一般有吸附—解離—反應(yīng)—脫附等過程，圖示為N2和H2在固體催化劑表面合成氨反應(yīng)路徑的勢能面圖(部分?jǐn)?shù)據(jù)略)，其中“*”表示被催化劑吸附。氨氣的脫附是________(填“吸熱”或“放熱”)過程，合成氨的熱化學(xué)方程式為：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。8．釕及其化合物在合成工業(yè)上有廣泛用途，如圖是用釕(Ru)基催化劑催化合成甲酸的過程。每生成92g液態(tài)HCOOH放出62.4kJ的熱量。根據(jù)圖示寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。溫馨提示：請完成課時作業(yè)33第33講反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式考點一夯實·必備知識2．(2)H(生成物)－H(反應(yīng)物)(4)ΔH＝Qp3．(2)<放熱>吸熱(3)吸熱放熱易錯診斷1．錯誤。有的放熱反應(yīng)需要加熱才能反應(yīng)，多數(shù)吸熱反應(yīng)需要加熱才能反應(yīng)。2．正確。3．正確。4．錯誤。活化能越大，化學(xué)反應(yīng)越難進行，但與化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的能量無關(guān)。突破·關(guān)鍵能力教考銜接典例1解析：在化學(xué)反應(yīng)中，斷開化學(xué)鍵要消耗能量，形成化學(xué)鍵要釋放能量，反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和的差，因此，由圖1數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)12N2(g)＋32H2(g)=NH3(g)的ΔH＝(473＋654－436－397－339)kJ·mol－1＝－45kJ·mol答案：－45典例2解析：由C40H20和C40H18的結(jié)構(gòu)式和反應(yīng)歷程可以看出，C40H20中斷裂了2根碳?xì)滏I，C40H18形成了1根碳碳鍵，所以C40H20(g)?C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝(431×2－298－436)kJ·mol－1＝＋128kJ·mol－1。答案：128典例3解析：由氣態(tài)時H、H2的相對能量可知，H2的鍵能為218kJ·mol－1×2＝436kJ·mol－1，A項正確；由表格中數(shù)據(jù)可知O2的鍵能為249kJ·mol-1×2＝498kJ·mol－1，而H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1，214kJ·mol－1×2<498kJ·mol－1，B項正確；HOO中解離O—O鍵所需能量為249kJ·mol-1+39kJ·mol-1－10kJ·mol－1＝278kJ·mol－1，H2O2中解離O—O鍵所需能量為214kJ·mol-1，C項錯誤；ΔH答案：C對點演練1．答案：(1)放熱反應(yīng)(2)－bkJ·mol－1(3)akJ·mol－1(4)2．解析：觀察計算機模擬結(jié)果，據(jù)ΔH＝生成物總能量－反應(yīng)物總能量，可知ΔH＝－0.72－0<0；該歷程中最大能壘(活化能)E正＝1.86eV－(－0.16eV)＝2.02eV，該步驟的化學(xué)方程式為COOH*＋H*＋H2O*=COOH*＋2H*＋OH*或H2O*=H*＋OH*。答案：小于2.02COOH*＋H*＋H2O*=COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*=H*＋OH*)3．解析：形成1molH2(g)和1molI2(g)共放出436kJ＋151kJ＝587kJ能量，設(shè)斷裂2molHI(g)中化學(xué)鍵吸收2akJ能量，則有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)＝11kJ·mol－1＋436kJ·mol－1＋151kJ·mol－1＝598kJ·mol－1，則E(H—I)＝299kJ·mol－1。]答案：2994．解析：SiCl4、H2和HCl分子中共價鍵的數(shù)目容易計算，而產(chǎn)物硅屬于共價晶體，可根據(jù)共價晶體的結(jié)構(gòu)計算晶體硅中的共價鍵的數(shù)目。1mol晶體硅中所含的Si—Si鍵為2mol，即制取高純硅反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝4×360kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－(2×176kJ·mol－1＋4×431kJ·mol－1)＝＋236kJ·mol－1。答案：＋236kJ·mol－1考點二夯實·必備知識易錯診斷1．錯誤。熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的量。2．錯誤。焓變的單位錯誤，應(yīng)該為kJ·mol－1。3．錯誤。ΔH應(yīng)不變，對于SO2(g)＋12O2(g)?SO3(g)ΔH＝－QkJ·mol－1，ΔH是指1molSO24．正確。突破·關(guān)鍵能力教考銜接典例1解析：2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)，ΔH＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝＋90.8kJ·mol－1。答案：2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋90.8kJ·mol－1典例2解析：活化能越低，反應(yīng)速率越快，由圖像可知，歷程Ⅱ中第二步反應(yīng)的活化能最低，所以速率最快。答案：(1)O3(g)＋O(g)=2O2(g)ΔH＝(E6－E3)kJ·mol－1(2)ClO(g)＋O