高三化學(xué)寒假作業(yè)：第一章化學(xué)反應(yīng)與能量有答案
【摘要】高中生各科考試，各位考生都在厲兵秣馬，枕戈待旦，把自己調(diào)整到最佳作戰(zhàn)狀態(tài)。在這里化學(xué)網(wǎng)為各位考生整理了高三化學(xué)寒假作業(yè)：第一章化學(xué)反應(yīng)與能量有答案，希望能夠助各位考生一臂之力，祝各位考生金榜題名，前程似錦!!
第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量
[考綱解讀]1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。
2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。
3.了解熱化學(xué)方程式的含義，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計(jì)算。
4.了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。
考點(diǎn)一 化學(xué)反應(yīng)的焓變
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：________變化和__________變化。
(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：________守恒和__________守恒。
(3)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式：________、光能、電能等。通常主要表現(xiàn)為________的變化。
2.焓變、反應(yīng)熱
(1)定義：在________條件下進(jìn)行的反應(yīng)的____________。
(2)符號(hào)：________。
(3)單位：____________或____________。
3.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)
(1)從反應(yīng)物和生成物的總能量相對(duì)大小的角度分析，如圖所示。
(2)從反應(yīng)熱的量化參數(shù)鍵能 的角度分析
(3)反應(yīng)熱H的基本計(jì)算公式
H=生成物的總能量-反應(yīng)物的總能量
H=反應(yīng)物的總鍵能之和-生成物的總鍵能之和
(4)常見放熱反應(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。
(5)常見吸熱反應(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)28H2O與NH4Cl反應(yīng);④碳和水蒸氣、C和CO2的反應(yīng)。
4.蓋斯定律
對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無論是________完成，還是__________完成，其反應(yīng)的焓變是________的。
如由A到B可以設(shè)計(jì)如下兩個(gè)途徑：
途徑一：AB(H)
途徑二：ACB(H1+H2)
則焓變H、H1、H2的關(guān)系可以表示為H= 。
考點(diǎn)二 熱化學(xué)方程式
1.概念：表示參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的__________和__________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________變化和________變化。
如：2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) H=-571.6 kJmol-1
表示：2 mol氫氣和1 mol氧氣反應(yīng)生成2 mol液態(tài)水時(shí)放出571.6 kJ的熱量。
3.書寫
(1)注明反應(yīng)條件：反應(yīng)熱與測(cè)定條件(溫度、壓強(qiáng)等)有關(guān)。絕大多數(shù)反應(yīng)是在25 ℃、101 kPa下進(jìn)行的，可不注明。
(2)注明物質(zhì)狀態(tài)：常用______、______、______、______分別表示固體、液體、氣體、溶液。
(3)注意符號(hào)單位：H應(yīng)包括+或-、數(shù)字和單位(kJmol-1)。
(4)注意守恒關(guān)系：①原子守恒和得失電子守恒;②能量守恒。(H與化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng))
(5)區(qū)別于普通方程式：一般不注、以及點(diǎn)燃、加熱等。
(6)注意熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)
熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。且化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與H相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則H也要加倍。
(1)熱化學(xué)方程式表示已完成的數(shù)量，計(jì)算可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí)要注意其不能進(jìn)行到底。
(2)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱數(shù)值不變，符號(hào)相反。
(3)五看法判斷熱化學(xué)方程式的正誤：
①看方程式是否配平;
②看各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確;
③看H的+、-符號(hào)是否正確;
④看反應(yīng)熱的單位是否為kJ
⑤看反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對(duì)應(yīng)。
考點(diǎn)三 中和熱和燃燒熱
比較項(xiàng)目 燃燒熱 中和熱
相同點(diǎn) 能量變化 ____反應(yīng)
H H__0，單位：________
不同點(diǎn) 反應(yīng)物的量 ____ mol (O2的量不限) 可能是1 mol，也可能是0.5 mol
生成物的量 不限量 H2O是 ____ mol
(1)燃燒熱是1mol可燃物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量;如C生成的為CO2，而不是CO，H2生成的應(yīng)為H2O(l)而不是H2O(g)。
(2)中和熱是強(qiáng)酸強(qiáng)堿的稀溶液生成1 mol H2O放出的熱量，為57.3 kJmol-1，弱酸弱堿電離時(shí)吸熱，放出的熱量小于57.3 kJ，濃硫酸稀釋時(shí)放熱，放出的熱量大于57.3 kJ。(3)對(duì)于中和熱、燃燒熱，由于它們的反應(yīng)放熱是確定的，所以描述中不帶-，但其焓變還為負(fù)值。
考點(diǎn)四 能源
1.概念：能提供________的自然資源。
2.發(fā)展階段：________時(shí)期____________時(shí)期____________時(shí)期。
3.分類
(1)化石燃料
①種類：________、________、________。 ②特點(diǎn)：蘊(yùn)藏量有限，且________再生。
(2)新能源
①種類：____________、________、________、__________、__________和__________等。
②特點(diǎn)：資源豐富，________再生，沒有污染或污染很小。
4.能源問題
(1)我國目前使用的主要能源是____________，它們的蘊(yùn)藏量有限，而且不能再生，最終將會(huì)枯竭。
(2)化石燃料的大量使用帶來嚴(yán)重的____________問題。
5.解決能源問題的措施
(1)提高能源的使用效率
①改善開采、運(yùn)輸、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)。
②科學(xué)控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒。
一是保證燃燒時(shí)有____________，如鼓入空氣、增大O2濃度等。
二是保證燃料與空氣有____________，如將固體____________，使液體__________等。
(2)開發(fā)新的能源：開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。
中和熱的測(cè)定
1.測(cè)定原理
H=(m酸+m堿)c(t終-t始)n
c=4.18 Jg-1℃-1=4.1810-3 kJg-1n為生成H2O的物質(zhì)的量。
2.裝置如圖(在橫線上填出儀器的名稱)
3.注意事項(xiàng)
(1)碎泡沫塑料(或紙條)及泡沫塑料板的作用是__________________________________。
(2)為保證酸、堿完全中和，常采用______稍稍過量。
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液的方法是________，不能用銅絲攪拌棒代替環(huán)形玻璃攪拌棒的理由是___ ___________________。
4.問題設(shè)計(jì)
(1)本實(shí)驗(yàn)中用稍過量的NaOH的原因教材中說是為保證鹽酸完全被中和。試問：在反應(yīng)中若因?yàn)橛蟹艧岈F(xiàn)象，而造成少量HCl在反應(yīng)中揮發(fā)，則測(cè)得的中和熱________(填偏大、偏小或不變)。
(2)該實(shí)驗(yàn)小組做了三次實(shí)驗(yàn)，每次取溶液各50 mL，并記錄如下原始數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)序號(hào) 起始溫度t1/℃ 終止溫度(t2)/℃ 溫差(t2-t1)/℃
鹽酸 NaOH溶液 平均值
1 25.1 24.9 25.0 31.6 6.6
2 25.1 25.1 25.1 31.8 6.7
3 25.1 25.1 25.1 31.9 6.8
已知鹽酸、NaOH溶液密度近似為1.00 gcm-3，中和后混合液的比熱容c=4.1810-3 kJg-1℃-1，則該反應(yīng)的中和熱為H=__________。
(3)若用等濃度的醋酸與NaOH溶液反應(yīng)，則測(cè)得 的中和熱會(huì)________(填偏大、偏小或不變)，其原因是____________________________________________。
(4)在中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)中存在用水洗滌溫度計(jì)上的鹽酸溶液的步驟，若無此操作步驟，則測(cè)得的中和熱________(填偏大、偏小或不變)。
反應(yīng)熱大小的比較
1.比較H的大小時(shí)需帶正負(fù)號(hào)嗎?
2.怎樣比較兩個(gè)反應(yīng)的H大小?
(1)同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時(shí)
A(g)+B(g)===C(g) H10 A(g)+B(g)===C(l) H20
因?yàn)镃(g)===C(l) H3________0，則H3=________________，H2______H1。
(2)同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)
S(g)+O2(g)===SO2(g) H10 S(s)+O2(g)===SO2(g) H20
S(g)——H3S(s)——H2S O2(g) H3
H2+H3=__________，則H3=________________，又H3______0，所以H1______H2。
(3)兩個(gè)有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比
C(s)+O2(g)===CO2(g) H10 C(s)+12O2(g)===CO(g) H20
根據(jù)常識(shí)可知CO(g)+12O2(g)===CO2(g) H30
又因?yàn)镠2+H3=__________，所以H2____H1。
【例1】 下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的H前者大于后者的是 ()
①C(s)+O2(g)===CO2(g) H1 C(s)+12O2(g)===CO(g ) H2
②S(s)+O2(g)===SO2(g) H3 S(g)+O2(g)===SO2(g) H4
③H2(g)+12O2(g)===H2O(l) H5 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) H6
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g) H7 CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s) H8
A.① B.④ C.②③④ D.①②③
利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式
【例2】 已知：(1)C(s)+O2(g)===CO2(g) H1=-393.5 kJmol-1
(2)H2(g)+12O2(g)===H2O(l) H2=-285.8 kJmol-1
(3)CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) H3=-870.3 kJmol-1
根據(jù)以上方程式可以計(jì)算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反應(yīng)熱為 ()
A.+244.1 kJmol-1 B.-488.3 kJmol-1 C.-996.6 kJmol-1 D.+996.6 kJmol-1
【例3】 已知下列熱化學(xué)方程式
Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) H1=-25 kJmol-1 ①
3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) H2=-47 kJmol-1 ②
Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) H3=+19 kJmol-1 ③
寫出FeO(s)被CO還原成Fe和CO2的熱化學(xué)方程式_______________________________。
【例4】 由氫氣和氧氣反應(yīng)生成1 mol水蒸氣放熱241.8 kJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
________________________________________________________________________。
若1g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱2.444kJ，則反應(yīng)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)的 H=________kJmol-1，氫氣的燃燒熱為__________kJmol-1。
反思感悟 應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計(jì)算
(1)當(dāng)熱化學(xué)方程式乘、除以某一個(gè)數(shù)時(shí)，H也應(yīng)乘、除以同一個(gè)數(shù);方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，H也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算，且要帶+、-符號(hào)，即把H看作一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)算。
(2)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒書寫時(shí)，H的符號(hào)也隨之改變，但數(shù)值不變。
(3)在設(shè)計(jì)反應(yīng)過程中，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。
(4)根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱數(shù)值計(jì)算Q(放)=n(可燃物)|H|。
高考題組一 反應(yīng)熱與熱化學(xué)方程式
1.判斷下列說法是否正確，正確的劃，錯(cuò)誤的劃
(1)已知冰的熔化熱為6.0 kJmol-1，冰中氫鍵鍵能為20 kJmol-1。假設(shè)每摩爾冰中有2 mol氫鍵，且熔化熱完全用于打破冰的氫鍵，則最多只能破壞冰中15%的氫鍵()
(2)A.甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-890.3 kJmol-1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) H=-890.3 kJmol-1 ()
B.500 ℃、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g) ????催化劑500 ℃、30 MPa 2NH3(g)
H=-38.6 kJmo l-1 ()(2010浙江理綜，12A、B)
(3)化學(xué)反應(yīng)必然伴隨著能量的變化 ()(2009上海，5D)
(4)1 mol甲烷燃燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的燃燒熱()(2008四川，7D)
2.根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
(?)I2(g)+H2(g)? ?2HI(g)+9.48 kJ
(?)I2(s)+H2(g)?? 2HI(g)-26.48 kJ
下列判斷正確的是 ()
A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g)，反應(yīng)放熱9.48 kJ
B.1 mol固態(tài)碘與1 mol氣態(tài)碘所含的能量相差17.00 kJ
C.反應(yīng)(?)的產(chǎn)物比反應(yīng)(?)的產(chǎn)物穩(wěn)定
D.反應(yīng)(?)的反應(yīng)物總能量比反應(yīng)(?)的反應(yīng)物總能量低
3.下面均是正丁烷與氧氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(25℃，101 kPa)：
①C4H10(g)+132O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l) H=-2 878 kJmol-1
②C4H10(g)+132O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g) H=-2 658 kJmol-1
③C4H10(g)+92O2(g)===4CO(g)+5H2O(l) H=-1 746 kJmol-1
④C4H10(g)+92O2(g)===4CO(g)+5H2O(g) H=-1 526 kJmol-1
由此判斷，正丁烷的燃燒熱是 ()
A.H=-2 878 kJmol-1 B.H=-2 658 kJmol-1
C.H=-1 746 kJmol-1 D.H=-1 526 kJmol-1
4.下列與化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的敘述正確的是 ( )
A.生成物總能量一定低于反應(yīng)物總能量
B.放熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是大于吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率
C.應(yīng)用蓋斯定律，可計(jì)算某些難以直接測(cè)量的反應(yīng)焓變
D.同溫同壓下，H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的H不同
5.已知氯氣、溴蒸氣分別跟氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下(Q1、Q2均為正值)：
H2(g)+Cl2(g)—2HCl(g)+Q1 H2(g)+Br2(g)—2HBr(g)+Q2
有關(guān)上述反應(yīng)的敘述正確的是 ()
A.Q1Q2
B.生成物總能量均高于反應(yīng)物總能量
C.生成1 mol HCl氣體時(shí)放出Q1 kJ熱量
D.1 mol HBr(g)具有的能量小于1 mol HBr(l)具有的能量
6.下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(H的絕對(duì)值均正確) ()
A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) H=-1 367.0 kJmol-1(燃燒熱)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) H=+57.3 kJmol-1(中和熱)
C.S(s)+O2(g)===SO2(g) H=-296.8 kJmol-1(反應(yīng)熱)
D.2NO2===O2+2NO H=+116.2 kJmol-1(反應(yīng)熱)
7.化學(xué)反應(yīng)N2+3H2????高溫、高壓催化劑2NH3的能量變化如圖所示，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 ()
A.N2(g)+3H2(g)?? 2NH3(l) H=2(a-b-c) kJmol-1
B.N2(g)+3H2(g)?? 2NH3(g) H=2(b-a) kJmol-1
C.12N2(g)+32H2(g) ??NH3(l) H=(b+c-a) kJmol-1
D.12N2(g)+32H2(g) ?? NH3(g) H=(a+b) kJmol-1
高考題組二 催化劑對(duì)反應(yīng)歷程的影響及活化能的理解
8.據(jù)報(bào)道，科學(xué)家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑。下列有關(guān)水分解過程的能量變化示意圖正確的是 ()
9.某反應(yīng)的H=+100 kJmol-1，下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是()
A.正反應(yīng)活化能小于100 kJmol-1 B.逆反應(yīng)活化能一定小于100 kJmol-1
C.正反應(yīng)活化能不小于100 kJmol-1 D.正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能小100 kJmol-1
答案
考點(diǎn)一1.(1)物質(zhì) 能量 (2)質(zhì)量 能量 (3)熱能 熱量2.(1)恒壓 熱效應(yīng) (2)H (3)kJmol-1 kJ/mol 3.(1)吸 放 4.一步 分幾步 相同 H1+H2
考點(diǎn)二 1.物質(zhì)的量 反應(yīng)熱 2.物質(zhì) 能量 3.(2)s l g aq
考點(diǎn)三 (從左至右，從上至下)放熱kJmol-1 1 1 25 ℃、101 kPa 1 稀溶液 1 57.3
考點(diǎn)四1.能量 2.柴草 化石能源 多能源結(jié)構(gòu) 3.(1)①煤 石油 天然氣 ②不能 (2)①太陽能 氫能 風(fēng)能 地?zé)崮?海洋能 生物質(zhì)能 ②可以 4.(1)化石燃料 (2)環(huán)境污染
5.(1)②適當(dāng)過量的空氣 足夠大的接觸面積 粉碎成粉末 噴 成霧狀
規(guī)律方法 解題指導(dǎo)
實(shí)驗(yàn)探究2.環(huán)形玻璃攪拌棒 溫度計(jì) 3.(1)保溫、隔熱，減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的損失
(2)堿 (3)上下攪動(dòng) 銅傳熱快，熱量損失大 4.(1)偏小 (2)-56.01 kJmol-1 (3)偏小
用醋酸代替鹽酸，醋酸電離要吸收熱量，造成測(cè)得中和熱偏小 (4)偏小
規(guī)律方法
1.比較吸、放熱反應(yīng)過程中，吸收或放出熱量的多少時(shí)不考慮符號(hào)，但比較H大小時(shí)，必須帶正、負(fù)號(hào)比較，對(duì)放熱反應(yīng)，H越小，放熱越多;對(duì)吸熱反應(yīng)，H越大，吸熱越多。
2.(1) H2-H1(2)H1 H1-H2(3)H1
【例1】 C 【例2】 B 【例3】 FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) H=-11 kJmol-1
【例4】 H2(g)+12O2(g)===H2O(g) H=-241.8 kJmol-1 -571.6 285.8
真題重組規(guī)范集訓(xùn)
1.(1) (2)A. B. (3) (4) 2.D 3.A 4.C 5.A 6.C 7.A 8.B 9.C
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