新教材適用2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第1章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)章末素能提升學(xué)案新人教版選擇性必修1

章末素能提升專題1能量變更中概念辨析的六大陷阱1．反應(yīng)類型與反應(yīng)條件熱化學(xué)反應(yīng)類型與條件無必定聯(lián)系。吸熱反應(yīng)，不確定須要加熱，如氫氧化鋇晶體與氯化銨混合反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但在常溫下可以進(jìn)行；燃燒反應(yīng)一般須要點(diǎn)燃，但它們都是放熱反應(yīng)。2．反應(yīng)熱與反應(yīng)條件反應(yīng)熱大小由反應(yīng)物和生成物的總能量的相對(duì)大小確定，變更反應(yīng)條件，不影響同一反應(yīng)的反應(yīng)熱。3．鍵能、總能量與反應(yīng)熱的關(guān)系鍵能是指常溫常壓下，將1molAB分子斷裂為氣態(tài)原子A和B所須要的能量。鍵能越大，物質(zhì)穩(wěn)定性越強(qiáng)。而物質(zhì)總能量是指物質(zhì)處于確定狀態(tài)下所具有的內(nèi)能，能量越大，物質(zhì)越不穩(wěn)定；故二者不是同一概念。從鍵能的角度看，ΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能；從總能量角度看，ΔH＝生成物總能量－反應(yīng)物總能量。4．反應(yīng)熱和放出的熱量對(duì)于放熱反應(yīng)，若比較反應(yīng)熱，既要考慮數(shù)值又要考慮負(fù)號(hào)，確定值越大，負(fù)值越小，放熱越多；若比較放出熱量的大小，只考慮數(shù)值，不考慮負(fù)號(hào)，數(shù)值越大，放熱越多。5．熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱的單位與數(shù)值熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱的數(shù)值與各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比，單位都是kJ·mol－1。在熱化學(xué)方程式中，“kJ·mol－1”中mol不表示反應(yīng)物的物質(zhì)的量為1mol。6．中和熱與中和反應(yīng)(1)中和熱與中和反應(yīng)：強(qiáng)酸、弱酸與強(qiáng)堿、弱堿發(fā)生中和反應(yīng)都有中和熱，但現(xiàn)在探討的中和熱一般是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱。(2)測(cè)中和熱時(shí)，中和熱的數(shù)值大小與酸、堿的用量無關(guān)，與酸堿強(qiáng)弱、濃稀有關(guān)。(3)中和熱數(shù)值與57.3kJ·mol－1：只有強(qiáng)酸與強(qiáng)堿在稀溶液中發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱數(shù)值為57.3kJ·mol－1；氫氧化鈉固體、濃硫酸參與反應(yīng)，會(huì)額外放出熱量；弱酸或弱堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，因電離要汲取部分熱量；稀硫酸和氫氧化鋇溶液反應(yīng)，因生成沉淀會(huì)放出熱量。專題2ΔH大小比較面面觀1．依據(jù)反應(yīng)物的本性比較等物質(zhì)的量的不同物質(zhì)與同一物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，性質(zhì)不同，其反應(yīng)熱不同。如等物質(zhì)的量的不同金屬或非金屬與同一種物質(zhì)反應(yīng)，金屬或非金屬越活潑，反應(yīng)越簡(jiǎn)單發(fā)生，放出的熱量就越多，ΔH就越小。2．利用狀態(tài)，快速比較反應(yīng)熱的大小物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變更與反應(yīng)熱的關(guān)系。(1)若反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物狀態(tài)相同，生成物狀態(tài)不同時(shí)，生成固體放熱最多，生成氣體放熱最少。(2)若反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物狀態(tài)不同，生成物狀態(tài)相同時(shí)，固體反應(yīng)物放熱最少，氣體反應(yīng)物放熱最多。3．依據(jù)反應(yīng)進(jìn)行的程度進(jìn)行比較(1)對(duì)于多步進(jìn)行的放熱反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)相同時(shí)，參與反應(yīng)物質(zhì)的量越多，ΔH就越小。對(duì)于可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)程度越大，反應(yīng)放出的熱量越多；若正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，反應(yīng)程度越大，反應(yīng)汲取的熱量越多。(2)對(duì)于可逆反應(yīng)，由于反應(yīng)物不行能完全轉(zhuǎn)化為生成物，所以實(shí)際放出(或汲取)的熱量小于相應(yīng)的熱化學(xué)方程式中的ΔH的確定值。如2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1，向密閉容器中通入2molSO2(g)和1molO2(g)發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡后放出的熱量小于197kJ，但ΔH仍為－197kJ·mol－1。4．依據(jù)反應(yīng)規(guī)律和影響ΔH大小的因素干脆比較依據(jù)規(guī)律、閱歷和常識(shí)可干脆推斷反應(yīng)的ΔH的大小。(1)吸熱反應(yīng)的ΔH確定比放熱反應(yīng)的大(前者大于0，后者小于0);(2)2molH2燃燒放出的熱量確定比1molH2燃燒放出的熱量多；(3)等量的碳完全燃燒生成CO2放出的熱量確定比不完全燃燒生成CO放出的熱量多；(4)生成等量的水時(shí)，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)比強(qiáng)酸和弱堿(或弱酸和強(qiáng)堿)的稀溶液反應(yīng)放出的熱量多。5．蓋斯定律法依據(jù)蓋斯定律，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的途徑無關(guān)。熱化學(xué)方程式像代數(shù)式一樣，可進(jìn)行移項(xiàng)、合并和加、減、乘、除等數(shù)學(xué)運(yùn)算。依據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算后所得新反應(yīng)的ΔH可以比較運(yùn)算前各反應(yīng)的ΔH的大小，這種方法稱為蓋斯定律。專題3反應(yīng)熱的計(jì)算方法1．運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算計(jì)算反應(yīng)熱最基本的方法是應(yīng)用蓋斯定律。高考題中往往給出幾個(gè)已知的熱化學(xué)方程式，然后要求計(jì)算與之有關(guān)的目標(biāo)熱化學(xué)方程式的反應(yīng)熱，此時(shí)可應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算。2．依據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能計(jì)算(1)計(jì)算公式：ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和，即ΔH＝∑E反－∑E生(E表示鍵能)。(2)計(jì)算關(guān)鍵：正確找出反應(yīng)物和生成物所含化學(xué)鍵的數(shù)目，如1個(gè)H2O分子中含有2個(gè)共價(jià)鍵，1個(gè)NH3分子中含有3個(gè)共價(jià)鍵等。要留意晶體結(jié)構(gòu)中化學(xué)鍵的狀況，常見的有1molP4含有6molP—P鍵，1mol晶體硅含有2molSi—Si鍵，1mol石墨晶體中含有1.5molC—C鍵，1mol金剛石含有2molC—C鍵，1molSiO2含有4molSi—O鍵。如反應(yīng)3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＝3E(H—H)＋E(N≡N)－6E(N—H)。3．依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算計(jì)算依據(jù)：對(duì)于相同的反應(yīng)，反應(yīng)熱與反應(yīng)物參與反應(yīng)的物質(zhì)的量成正比。若題目給出了相應(yīng)的熱化學(xué)方程式，則依據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)與ΔH的關(guān)系計(jì)算反應(yīng)熱。若沒有給出熱化學(xué)方程式，可先寫出熱化學(xué)方程式，再依據(jù)熱化學(xué)方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)與物質(zhì)間、物質(zhì)與反應(yīng)熱間的關(guān)系干脆或間接求算物質(zhì)的質(zhì)量或反應(yīng)熱。4．依據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算(1)依據(jù)公式：ΔH＝生成物的總能量－反應(yīng)物的總能量。(2)依據(jù)燃燒熱計(jì)算：緊扣燃燒熱的定義，反應(yīng)物的量為“1mol”，生成物為穩(wěn)定的氧化物。Q放＝n(可燃物)×|ΔH|。1．(2024·浙江卷)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時(shí)的相對(duì)能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可依據(jù)HO(g)＋HO(g)=H2O2(g)計(jì)算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是(C)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解析：由氣態(tài)時(shí)H、H2的相對(duì)能量可知，H2的鍵能為218kJ·mol－1×2＝436kJ·mol－1，A項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH＝－136kJ·mol－1＋242kJ·mol－1－249kJ·mol－1＝－143kJ·mol－1，D項(xiàng)正確。2．(2024·湖南卷改編)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)程的說法正確的是(D)A．進(jìn)程Ⅰ是吸熱反應(yīng)B．平衡時(shí)P的產(chǎn)率：Ⅱ>ⅠC．生成P的速率：Ⅲ>ⅡD．進(jìn)程Ⅳ中，Z沒有催化作用解析：由圖中信息可知，進(jìn)程Ⅰ中S的總能量大于產(chǎn)物P的總能量，因此進(jìn)程Ⅰ是放熱反應(yīng)，A說法錯(cuò)誤；進(jìn)程Ⅱ中運(yùn)用了催化劑X，但是催化劑不能變更平衡產(chǎn)率，因此在兩個(gè)進(jìn)程中平衡時(shí)P的產(chǎn)率相同，B說法不正確；進(jìn)程Ⅲ中由S·Y轉(zhuǎn)化為P·Y的活化能高于進(jìn)程Ⅱ中由S·X轉(zhuǎn)化為P·X的活化能，由于這兩步反應(yīng)分別是兩個(gè)進(jìn)程的決速步驟，因此生成P的速率為Ⅲ<Ⅱ，C說法不正確；由圖中信息可知，進(jìn)程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，然后S·Z轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物P·Z，由于P·Z沒有轉(zhuǎn)化為P＋Z，因此，Z沒有表現(xiàn)出催化作用，D說法正確。3．(2024·全國(guó)節(jié)選)油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，須要回收處理并加以利用。回答下列問題：(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)=3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－484kJ·mol－1計(jì)算H2S熱分解反應(yīng)④2H2S(g)=S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝＋170(或170)kJ·mol－1。(2)較普遍采納的H2S處理方法是克勞斯工藝，即利用反應(yīng)①和②生成單質(zhì)硫。另一種方法是，利用反應(yīng)④高溫?zé)岱纸釮2S。相比克勞斯工藝，高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)是得到燃料H2、不產(chǎn)生SO2污染物，缺點(diǎn)是耗能較大。解析：(1)依據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)④＝eq\f(①＋②－3×③,3)，故ΔH4＝eq\f(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3,3)＝＋170kJ·mol－1。(2)相比克勞斯工藝，高溫?zé)岱纸夥椒ǖ膬?yōu)點(diǎn)是得到燃料H2、不產(chǎn)生SO2污染物；缺點(diǎn)是反應(yīng)須要高溫，耗能較大。4．(2024·山東節(jié)選)利用γ－丁內(nèi)酯(BL)制備1,4－丁二醇(BD)，反應(yīng)過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和1－丁醇(BuOH)的副反應(yīng)，涉及反應(yīng)如下：已知：①反應(yīng)Ⅰ為快速平衡，可認(rèn)為不受慢反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ的影響；②因反應(yīng)Ⅰ在高壓H2氛圍下進(jìn)行，故H2壓強(qiáng)近似等于總壓?；卮鹣铝袉栴}：以5.0×10－3molBL或BD為初始原料，在493K、3.0×103kPa的高壓H2氛圍下，分別在恒壓容器中進(jìn)行反應(yīng)。達(dá)平衡時(shí)，以BL為原料，體系向環(huán)境放熱XkJ；以BD為原料，體系從環(huán)境吸熱YkJ。忽視副反應(yīng)熱效應(yīng)，反應(yīng)Ⅰ焓變?chǔ)(493K,3.0×103kPa)＝－200(X＋Y)