1、第1节化学反应的热效应考纲定位要点网络1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5了解焓变(H)与反应热的含义。了解活化能的概念。6理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。 焓变热化学方程式1化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式吸热反应：热能化学能。放热反应：化学能热
2、能。光合作用：光能化学能。燃烧反应：化学能热能，化学能光能。原电池反应：化学能电能。电解池反应：电能化学能。(4)化学反应的实质与特征2焓变、反应热(1)焓(H)用于描述物质所具有能量的物理量。(2)焓变(H)HH(生成物)H(反应物)。单位kJmol1或kJ/mol。(3)反应热指当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJmol1。(4)焓变与反应热的关系对于恒压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有关系：HQp。3吸热反应和放热反应(1)从反应物和反应产物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。反应吸热反应放热(2)从反应热
3、的量化参数键能的角度分析提醒：熟记常见的放热与吸热反应放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟水或酸的置换反应；物质的缓慢氧化；铝热反应。吸热反应：大多数分解反应；盐类的水解反应；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应。注意：有能量变化的物理变化不属于放热或吸热反应。4活化能与焓变的关系(1)E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，HE1E2；(2)催化剂能降低正、逆反应的活化能，能提高反应物活化分子百分含量，但不影响焓变的大小。5热化学方程式(1)定义：表示参加反应物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。(2)意义：不仅表明了化学反应中的物
4、质变化，也表明了化学反应中的能量变化。如2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1表示在25 、101 kPa条件下，2 mol H2和1 mol O2反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。基础判断(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。()(2)燃烧反应既有热能的变化又有光能的变化。()(3)同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同。()(4)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1中的H与可逆反应、反应物的物质的量无关。()(5)可逆反应的H(正反应)与H(逆反应)互为倒数。(
5、)答案(1)(2)(3)(4)(5)知识应用1已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)Ha kJmol1，该反应的正反应活化能为b kJmol1，则该反应的逆反应活化能为_kJmol1。答案ab2常温常压下，1 g H2完全燃烧，放出a kJ的热量，则H2燃烧的热化学方程式为_。答案H2(g)O2(g)=H2O(l)H2a kJmol13H2与ICl的反应分、两步进行，其能量曲线如图所示。(1)反应、分别属于_反应、_反应，反应、谁的反应较快？_。(2)总反应的热化学方程式为_。答案(1)放热放热反应(2)H2(g)2ICl(g)=I2(g)2HCl(g)H218 kJmol1命题点1能量
6、变化图像与活化能1某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是 ()A反应过程可表示为 BE1为反应物的平均能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能C正反应的热效应HE1E20，所以正反应为放热反应D此图中逆反应的热效应HE1E20，反应后气体分子数减小，S0，故该反应不能自发进行，A项错误；该反应为吸热反应，H(ab) kJmol1，B项正确；使用催化剂可以降低正、逆反应的活化能，但反应热不变，即a、b的差值不变，C项错误；1 mol A2(g)和1 mol B2(g)完全分解为气态原子需吸收a kJ能量，D项错误。4(2019三晋名校联考)在苯中，HA发生二聚：2HA(HA)2，反
7、应在较低温度下自发进行，则H_(填“”“”或“”)0。已知该二聚反应的反应热数值约为活化能的。下列能量关系图最合理的是_(填字母序号)。ABCD解析反应在较低温度下自发进行， 说明H0，故2HA的能量比(HA)2的能量高，又因为该二聚反应的反应热数值约为活化能的，故选B。答案B命题点2反应热的基本计算5用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用如下反应，可实现氯的循环利用：4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)H115.6 kJmol1。下列说法正确的是()A该反应的活化能为115.6 kJmol1B使用催化剂能使该反应的焓变增大C该反应的正反应活化能比逆反应活化能大D
8、断裂H2O(g)中1 mol HO键比断裂HCl(g)中1 mol HCl 键所需能量多DA项，活化能不等于反应热，错误。B项，催化剂对反应焓变的大小无影响，错误。C项，考生易因不清楚反应热与活化能的关系而出错，H正反应活化能逆反应活化能0，故正反应活化能比逆反应活化能小，错误。D项，考生利用键能计算时，易因忽视1 mol H2O中含有2 mol HO键而出错，4E(HCl)498 kJmol12243 kJmol14E(HO)115.6 kJmol1，整理得E(HO)E(HCl)31.9 kJmol1，故断开1 mol HO键比断开1 mol HCl键所需能量多，正确。6一定条件下，在水溶液
9、中1 mol Cl、ClO(x1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。(1)D是_(填离子符号)。(2)BAC反应的热化学方程式为_(用离子符号表示)。解析(1)根据化合价可知，A为Cl，B为ClO，C为ClO，D为ClO。(2)BAC的热化学方程式为3ClO(aq)=2Cl(aq)ClO(aq)H(2063360) kJmol1117 kJmol1。答案(1)ClO(2)3ClO(aq)=2Cl(aq)ClO(aq)H117 kJmol1H的三种基本计算公式(1)H反应物总键能之和生成物总键能之和。(2)H生成物总能量反应物总能量H(生成物)H(反应物)。(3)H正反应活化能逆反应活
10、化能。注意：常见物质(1 mol)中化学键数目命题点3热化学方程式的书写7根据信息书写热化学方程式(1)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：已知AX3的熔点和沸点分别为93.6 和76 ，AX5的熔点为167 。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为_。(2)在25 、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为_。(3)在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入一密闭容器
11、中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出Q kJ的热量，写出N2与H2反应的热化学方程式为_。(4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气，在25 、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是_。解析(1)室温时AX3为液态(l)，AX5为固态(s)。(2)根据碳原子守恒有：C2H5OH2CO22CaCO3。生成100 g CaCO3沉淀，则乙醇为0.5 mol，据此可写出反应的热化学方程式。(3)1 mol N2完全反应放出的热量为 kJ4Q kJ，故N2(g)3H2(g)2NH3(g)H4Q kJ
12、mol1。(4)消耗1 mol NaBH4(s)放热38 kJ216 kJ。答案(1)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2Q kJmol1(3)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H4Q kJmol1(4)NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H216 kJmol18已知：P4(s)6Cl2(g)=4PCl3(g)Ha kJmol1，P4(s)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb kJmol1，P4具有正四面体结构，PCl5中PCl键的键能为c kJmol1，PCl3中PCl
13、键的键能为1.2c kJmol1。请回答：PCl3(g)和氯气反应生成PCl5(g)的热化学方程式为_。解析设已知中的两个热化学方程式分别为：P4(s)6Cl2(g)=4PCl3(g)Ha kJmol1，P4(s)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb kJmol1，根据盖斯定律，()4得：PCl3(g)Cl2(g)=PCl5(g)H kJmol1。答案PCl3(g)Cl2(g)=PCl5(g)H kJmol1书写热化学方程式注意事项(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表
14、示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号、单位：H应包括“”或“”、数值和单位(kJmol1)。(4)区别于普通方程式：一般不注“”“”以及“点燃”“加热”等。(5)注意热化学方程式的系数：热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且系数必须与H相对应，如果系数加倍，则H也要加倍。(6)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。 燃烧热中和热能源1燃烧热和中和热燃烧热中和热相同点能量变化放热H及其单位H0)强酸与强碱反应的中和热H57.3 kJmol12.中和反应热(简称中和热)的测定(1)实验装置(2)测定原理QC(T2T1)。其中
15、C表示溶液及量热计的热容，T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。(3)注意事项中和热测定实验关键是保温、隔热，减少实验过程中的热量损失。为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍微过量。3能源(1)分类(2)科学开发利用能源的措施提高能源的利用率科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧：一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等；二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷射成雾状等。开发新的能源开发资源丰富、可以再生、对环境无污染的新能源等。基础判断(1)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9
16、 kJmol1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJmol1。()(2)已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量。()(3)在中和热测定时，加酸液或碱液的动作缓慢，或用铁丝搅拌，所测中和热均减小。()(4)天然气与沼气的主要成分均为CH4，二者均为绿色能源。()(5)为了使燃烧更充分，空气的量越多越好。()(6)固体可燃物粉碎可以使可燃物燃烧更完全。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)知识应用1已知丙烯(C3H6)的燃烧热为a kJmol1，则表示丙烯燃烧热的热化学方程式为
17、_。答案C3H6(g)O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)Ha kJmol12已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1。(1)H2SO4(aq)Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H_114.6 kJmol1(填“”“”或“”)。(2)NaOH与H2SO4反应时，表示中和热的热化学方程式为_。答案(1)(2)NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1命题点1燃烧热、中和热与能源1(2019昆明模拟)已知：H(aq)OH(aq)=H2O(l) H157.3 kJmol1，2H2(g)O2(g)=2H2
18、O(l) H2571.6 kJmol1，下列有关说法正确的是()A向含0.1 mol NaOH的溶液中加入一定体积的0.1 molL1乙二酸，反应中的能量变化如图所示BNH3H2O(aq)H(aq)=NH(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1C氢气的标准燃烧热为571.6 kJmol1D若反应中水为气态，则同样条件下的反应热：H57.3 kJmol1，B项错误；反应消耗1 mol H2(g)放出的热量为285.8 kJ，故H2的燃烧热为285.8 kJmol1，C项错误；D项，水为气态时，放出的热量少，但H大，即HH2，D项错误。2(2019黑龙江哈尔滨三中期中)一些烷烃的燃烧热如下表：
19、化合物燃烧热/(kJmol1)化合物燃烧热/(kJmol1)甲烷890.3正丁烷2878.0乙烷1560.8异丁烷2869.6丙烷2221.52甲基丁烷3531.3下列说法正确的是 ()A乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(g)H1 560.8 kJmol1B稳定性：正丁烷异丁烷C正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJmol1D相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多C表示乙烷燃烧的热化学方程式中，H2O应为液态，且该反应的H3 121.6 kJmol1，A错误；由表中燃烧热数据可知，1 mol 正丁烷、异丁烷分别完全燃烧时，正丁烷放出的热
20、量多，说明等量的两种物质，正丁烷具有的能量高于异丁烷，则异丁烷更稳定，B错误；2甲基丁烷的稳定性强于正戊烷， 由于2甲基丁烷的燃烧热为3 531.3 kJmol1，故正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJmol1，C正确；由表中数据分析可知，相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少，D错误。3化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是()A直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同B天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源C人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值D地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源BA项，将煤进行深加
21、工后，脱硫处理、气化处理能很好地减少污染气体，提高燃烧效率，燃烧的效果好，错误；C项，有时需要通过吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价值，如“摇摇冰”的上市就是利用了吸热反应原理，错误；D项，地热能、风能和氢能都属于新能源，天然气是化石燃料，不属于新能源，错误。命题点2中和热的实验测定4某实验小组用0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。(1)装置中碎泡沫塑料的作用是_。(2)写出该反应的热化学方程式生成1 mol H2O(l)时的反应热为57.3 kJmol1：_。(3)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验
22、数据如表所示。请填写表格中的空白：温度次数起始温度t1/终止温度t2/温度差平均值(t2t1)/H2SO4NaOH平均值126.226.026.130.1227.027.427.233.3325.925.925.929.8426.426.226.330.4近似认为0.50 molL1 NaOH溶液和0.50 molL1硫酸溶液的密度都是1.0 gmL1，中和后生成溶液的比热容c4.18 J(g)1。则生成1 mol H2O(l)时的反应热H_(取小数点后一位)。上述实验数值结果与57.3 kJmol1有偏差，产生偏差的原因不可能是_(填字母)。a实验装置保温、隔热效果差b量取NaOH溶液的体积
23、时仰视读数c分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中d用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度(4)若将一定量的稀氢氧化钠溶液和稀氨水分别和1 L 1 molL1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为H1、H2，则H1、H2的大小关系为_，理由是_。解析(3)第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值约为4.0 。H(5030)mL1.0 gmL14.0 4.18103 kJg110.025 mol53.5 kJmol1。放出的热量少可能是散热、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。(4)稀氢氧化钠溶液中溶质都完全电离，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中NH
24、3H2O的电离要吸收热量，故中和热要小一些，H2要大一些，即H1H2。答案(1)隔热保温，防止热量的损失(2)H2SO4(aq)2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1(3)4.053.5 kJmol1b(4)H1”“0。(2)醋酸和NaOH的中和反应(反应热H)，可以分为CH3COOH的电离(反应热H1)、H和OH的中和(反应热H2)两步，故H1HH246.8 kJmol1(57.3 kJmol1)10.5 kJmol1。(3)由有机物的结构可知，乙苯催化脱氢反应的H等于CH2CH3的总键能与CH=CH2、H2的总键能之差，故乙苯催化脱氢反应的H(54
25、123483412612436) kJmol1124 kJmol1。根据H2和苯乙烯的燃烧热可以写出：H2(g)O2(g)=H2O(l)H1290 kJmol1，10O2(g)=8CO2(g)4H2O(l)H24 400 kJmol1。根据盖斯定律可求O2(g)=8CO2(g)5H2O(l)的HHH1H24 566 kJmol1。答案(1)(2)10.5 kJmol1(3)124 kJmol14 5662(2019北京高考，节选)已知反应器中还存在如下反应：.CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H1.CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2.CH4(g)=C(s)2H2(
26、g)H3为积炭反应，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_反应的H。解析根据盖斯定律，由或可确定目标反应。答案C(s)2H2O(g)=CO2(g)2H2(g)或C(s)CO2(g)=2CO(g)3已知：2CH3OH(g)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(l)H32H2(g)O2(g)=2H2O(g)H4CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10，H2H4CH1H22H3H5D2H5H10D因反应均为燃烧反应，故H1、H2、H3、H4均小于0，根据盖斯定律，2H
27、5H1H22H30。4(2019长沙模拟)2 mol金属钠和1 mol氯气反应的能量关系如图所示，下列说法不正确的是()A相同条件下，K(s)的(H2H3)Na(s)的(H2H3)BH4的数值和ClCl共价键的键能相等CH5H5DH70，且该过程形成了分子间作用力DK比Na活泼，相同条件下K更易失去电子，则K(s)的(H2H3)Br，故相同条件下，2Br(g)的H5H5，C项正确；NaCl为离子化合物，不能形成分子间作用力，D项错误。利用物质状态迅速比较反应热大小的方法(1)同一物质，状态不同，反应热也不同。(2)若反应为放热反应，当反应物状态相同、生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体
28、放热最少。 (3)若反应为放热反应，当反应物状态不同、生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。(4)在比较反应热(H)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，H反而越小。1(2019全国卷，节选)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的H_0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正_eV，写出该步骤的化学方程式_。解析由图可知，该反应的始态相对能量高于终态相对能量，HH3BH1H3B“虚拟”路径法。根据盖斯定律：H1H3H2，由于H10，H30，H20，所以H1H3。