專題八 化學(xué)能與熱能（講義）-2025版高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)合集

專題八化學(xué)能與熱能（講義）——高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)合集核心素養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知考情預(yù)測(cè)“反應(yīng)熱”是新高考的必考內(nèi)容，在選擇題中常與反應(yīng)機(jī)理結(jié)合考查，在非選擇題的常作為某個(gè)設(shè)問(wèn)，與化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及工藝流程相結(jié)合；從考查內(nèi)容上看，均與蓋斯定律有關(guān),試題整體難度雖然較大，但涉及本專題的內(nèi)容都比較容易。預(yù)計(jì)2025年高考，主要考查能源及能源的利用，熱化學(xué)方程式的正誤判斷，及蓋斯定律的運(yùn)用。能源問(wèn)題是高考熱點(diǎn)，特別是反應(yīng)過(guò)程中能量變化圖示更是近幾年的高頻考點(diǎn)，另外利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的比較和計(jì)算也應(yīng)加以關(guān)注?？挤?、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。(3)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式：熱能、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。1、吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)（從三個(gè)角度理解產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的原因）（1）從能量高低角度理解ΔH＝H1(生成物的總能量)－H2(反應(yīng)物的總能量)從微觀角度理解ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和從活化能角度理解ΔH＝E1(正反應(yīng)活化能)－E2(逆反應(yīng)活化能)【常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)】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。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、C和CO2的反應(yīng)等。燃燒熱和中和熱(1)燃燒熱①概念：在101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量，叫做該物質(zhì)的燃燒熱。其中的“完全燃燒”，是指物質(zhì)中下列元素完全轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。②在書(shū)寫熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以燃燒1mol物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。例如：C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝-5518kJ·mol－1。(2)中和熱①概念：在稀溶液中，強(qiáng)酸跟強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1_mol液態(tài)H2O時(shí)的反應(yīng)熱叫中和熱。②用離子方程式可表示為OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH＝-57.3kJ·mol－1。3、中和熱的測(cè)定【注意事項(xiàng)】①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫隔熱，減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失。②為保證酸完全中和，采取的措施是使堿稍過(guò)量。4、正確理解活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系(1)催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，但不影響焓變的大小。(2)在無(wú)催化劑的情況下，E1為正反應(yīng)的活化能，E2為逆反應(yīng)的活化能，即E1=E2+|ΔH|。5、常見(jiàn)的能源類型真題賞析：【2022·湖南卷】（雙選）反應(yīng)物（S）轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物（P或P·Z）的能量與反應(yīng)進(jìn)程的關(guān)系如下圖所示：下列有關(guān)四種不同反應(yīng)進(jìn)程的說(shuō)法正確的是()A.進(jìn)程Ⅰ是放熱反應(yīng) B.平衡時(shí)P的產(chǎn)率：Ⅱ>ⅠC.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D.進(jìn)程Ⅳ中，Z沒(méi)有催化作用答案：AD解析：考法2、熱化學(xué)方程式1、熱化學(xué)方程式書(shū)寫步驟【注意】（1）ΔH與反應(yīng)的“可逆性”可逆反應(yīng)的ΔH表示反應(yīng)完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無(wú)關(guān)。如ΔH＝－92.4kJ·mol－1。表示在298K時(shí)，1molN2(g)和3molH2(g)完全反應(yīng)生成2molNH3(g)時(shí)放出92.4kJ的熱量。但實(shí)際上1molN2(g)和3molH2(g)充分反應(yīng)，不可能生成2molNH3(g)，故實(shí)際反應(yīng)放出的熱量小于92.4kJ。（2）物質(zhì)的物理變化過(guò)程中，也會(huì)有能量的變化，在進(jìn)行反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算時(shí)，必須要考慮到物理變化時(shí)的熱效應(yīng)，如物質(zhì)的三態(tài)變化?！拔鍖彙狈ㄍ黄茻峄瘜W(xué)方程式的正誤判斷真題賞析：【2023·1浙江卷】標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對(duì)能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知和的相對(duì)能量為0]，下列說(shuō)法不正確的是()A.B.可計(jì)算Cl—Cl鍵能為C.相同條件下，的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ>歷程ⅠD.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：答案：C解析：圖解剖析根據(jù)歷程Ⅰ，的，根據(jù)歷程Ⅱ，的反應(yīng)熱，則，A項(xiàng)正確；根據(jù)圖示，Cl（g）的相對(duì)能量為，由于的相對(duì)能量為0，故的，即Cl—Cl鍵能為，B項(xiàng)正確；歷程Ⅱ使用了催化劑Cl，催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，則的平衡轉(zhuǎn)化率：歷程Ⅱ=歷程Ⅰ，C項(xiàng)錯(cuò)誤；歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)為活化能最小的反應(yīng)，即，D項(xiàng)正確?？挤?、反應(yīng)熱的計(jì)算與比較1、蓋斯定律應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算時(shí)，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過(guò)程，同時(shí)注意：(1)參照新的熱化學(xué)方程式(目標(biāo)熱化學(xué)方程式)，結(jié)合原熱化學(xué)方程式(一般為2～3個(gè))進(jìn)行合理“變形”，如熱化學(xué)方程式顛倒、乘或除以某一個(gè)數(shù)，然后將它們相加、減，得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式，可得出目標(biāo)熱化學(xué)方程式的ΔH與原熱化學(xué)方程式ΔH之間的換算關(guān)系。(2)當(dāng)熱化學(xué)方程式乘、除以某一個(gè)數(shù)時(shí)，ΔH也應(yīng)相應(yīng)地乘、除以某一個(gè)數(shù)；方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，ΔH也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算，且要帶“＋”“－”符號(hào)。(3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒書(shū)寫時(shí)，ΔH的符號(hào)也隨之改變，但數(shù)值不變。(4)在涉及反應(yīng)過(guò)程中，會(huì)遇到同一物質(zhì)的三態(tài)(固、液、氣)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固→液→氣變化時(shí)，會(huì)吸熱；反之會(huì)放熱。步驟如下：2、反應(yīng)熱大小比較法——蓋斯定律“矢量三角”(1)同一個(gè)反應(yīng)，生成物的狀態(tài)不相同有如下兩個(gè)熱化學(xué)方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，請(qǐng)比較ΔH1和ΔH2的大小。結(jié)合反應(yīng)本身的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)如下的“矢量三角”：依據(jù)蓋斯定律得ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3<0，故ΔH1>ΔH2。（2）同一個(gè)反應(yīng)，反應(yīng)物的狀態(tài)不相同有如下兩個(gè)熱化學(xué)方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，請(qǐng)比較ΔH1和ΔH2的大小。結(jié)合反應(yīng)本身的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)如下的“矢量三角”：依據(jù)蓋斯定律得ΔH3＋ΔH1＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3<0，故ΔH1>ΔH2。（3）對(duì)于不同反應(yīng)，當(dāng)它們之間有關(guān)聯(lián)時(shí)有如下兩個(gè)熱化學(xué)方程式：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)==CO(g)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，請(qǐng)比較ΔH1和ΔH2的大小。結(jié)合反應(yīng)本身的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)如下的“矢量三角”：依據(jù)蓋斯定律得ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，即ΔH1－ΔH2＝ΔH3<0，故ΔH2>ΔH1。1.下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是()A.已知甲烷燃燒熱為，則B．由，可知將1mol（g）置于密閉容器中充分反應(yīng)后放出熱量56.9kJC.由，可知含1mol的溶液與含1molNaOH的溶液混合，放出熱量57.3kJD.已知101kPa時(shí)，，則1molC（s）完全燃燒放出的熱量大于110.5kJ2.反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示（圖中表示無(wú)催化劑時(shí)正反應(yīng)的活化能，表示無(wú)催化劑時(shí)逆反應(yīng)的活化能）。下列有關(guān)敘述不正確的是()A.該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度可提高活化分子的百分?jǐn)?shù)B.500℃、101kPa下，將1mol和0.5mol置于密閉容器中充分反應(yīng)生成放出熱量，其熱化學(xué)方程式為C.該反應(yīng)中，反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能D.，使用催化劑改變活化能，但不改變反應(yīng)熱3.（1）正丁烷除直接用作燃料外，還用作亞臨界生物技術(shù)提取溶劑、制冷劑和有機(jī)合成原料。已知：是以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)，對(duì)于反應(yīng)，，為各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。反應(yīng)1、2、3的與溫度的變化關(guān)系如圖所示：①反應(yīng)1中正反應(yīng)的活化能_____逆反應(yīng)的活化能（填“大于”“等于”或“小于”）。②穩(wěn)定性A_____B（填“大于”或“小于”）。③的數(shù)值范圍是_____（填標(biāo)號(hào)）。A.<-1B.-1~0C.0~1D.>1（2）丙烯是工業(yè)上合成精細(xì)化學(xué)品的原料，隨著天然氣和頁(yè)巖氣的可用性不斷提高，制取丙烯的技術(shù)越來(lái)越得到人們的關(guān)注。主反應(yīng)Ⅰ：；副反應(yīng)Ⅱ：已知、丙烷（）和丙烯（）的燃燒熱（）分別是-285.8、-2220和-2051，則____。主反應(yīng)Ⅰ在______（填“高溫”“低溫”或“任意溫度”）時(shí)能自發(fā)進(jìn)行。4.某反應(yīng)可有效降低汽車尾氣污染物排放，其反應(yīng)熱。一定條件下該反應(yīng)經(jīng)歷三個(gè)基元反應(yīng)階段，反應(yīng)歷程如圖所示（TS表示過(guò)渡態(tài)）。下列說(shuō)法正確的是()A.B.三個(gè)基元反應(yīng)中只有③是放熱反應(yīng)C.該化學(xué)反應(yīng)的速率主要由反應(yīng)②決定D.該過(guò)程的總反應(yīng)為

答案以及解析1.答案：D解析：甲烷的燃燒熱為890.3，則，A錯(cuò)誤；該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，將1mol置于密閉容器中充分反應(yīng)，放出的熱量小于56.9kJ，B錯(cuò)誤；醋酸是弱酸，其電離過(guò)程是吸熱過(guò)程，故含1mol的溶液與含1molNaOH的溶液混合，放出的熱量小于57.3kJ，C錯(cuò)誤；已知101kPa時(shí)，，則1molC（s）完全燃燒生成放出的熱量大于110.5kJ，D正確。2.答案：B解析：由圖中反應(yīng)物總能量與生成物總能量的大小關(guān)系可知，該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度可提高活化分子的百分?jǐn)?shù)，A正確；由于該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，500℃、101kPa下，將1mol（g）和0.5mol（g）置于密閉容器中充分反應(yīng)得不到1mol（g），所以的反應(yīng)熱不等于，B錯(cuò)誤；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其<0，所以反應(yīng)物的總鍵能小于生成物的總鍵能，C正確；由題圖知，，使用催化劑能改變反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)熱，D正確。3.答案：（1）①小于；②小于；③D（2）+116.8；高溫解析：（1）①反應(yīng)1、2、3的均隨溫度的升高而降低，說(shuō)明反應(yīng)1、2、3均為放熱反應(yīng)，，故反應(yīng)1的正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能。②反應(yīng)3中A向B的轉(zhuǎn)化是放熱反應(yīng)，則A的能量高，B的能量低，A的穩(wěn)定性小于B的穩(wěn)定性。③根據(jù)題給3個(gè)熱化學(xué)方程式，運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱，反應(yīng)1-反應(yīng)2=反應(yīng)3，則，，，，AH2<0，AH3<0，故，。（2）、丙烷和丙烯燃燒的熱化學(xué)方程式分別為①；②；③