1、第1课时必备知识化学能与热能知识清单重要概念反应热；热化学方程式；吸热反应；放热反应；中和热；燃烧热基本规律反应热与键能、活化能的关系；反应热的大小比较；盖斯定律的应用知识点1反应热、燃烧热和中和热1化学反应的实质与特征2反应热(焓变)(1)概念：在恒压条件下进行的反应的热效应。符号：H。单位：kJmol1或kJ/mol。(2)表示方法：吸热反应，H0；放热反应，H0。(3)放热反应和吸热反应的判断宏观角度：从反应物和生成物具有的总能量相对大小的角度分析，如图所示。微观角度：从反应物和生成物的总键能角度分析：熟记常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应可燃物的燃烧酸碱中和反应金属与酸的置换反应
2、物质的缓慢氧化铝热反应大多数化合反应盐类的水解反应Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应C和H2O(g)、C和CO2的反应大多数的分解反应 化学反应表现为吸热或放热，与反应的条件没有必然关系，而是取决于反应物和生成物具有的总能量(或焓)的相对大小。化学反应表现为吸热或放热，与反应开始时是否需要加热无关。需要加热的反应不一定是吸热反应，如CO2CO2为放热反应；不需要加热的反应也不一定是放热反应，如Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应为吸热反应。吸热反应和放热反应均是指化学反应；一般情况，物质具有的能量越高，其稳定性越弱。(4)HT理解反应历程与反应热的关系图示图1图2意义a表示正反应的活
3、化能；b表示逆反应的活化能；c表示该反应的反应热H图1：H(ab) kJmol1c kJmol1，表示放热反应图2：H(ab) kJmol1c kJmol1，表示吸热反应3.燃烧热4中和热(1)中和热的概念及表示方法 当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。由于中和反应与燃烧反应均是放热反应，表示中和热与燃烧热时可不带“”号，但用H表示时，必须带“”号，如某物质的燃烧热为Q kJmol1或HQ kJmol1。(2)中和热的测定实验装置测定原理H，c4.18 Jg114.18 kJkg1C1；n为生成H2
4、O的物质的量。注意事项a泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温、隔热，减少热量损失。b为保证酸完全被中和，采取的措施是若酸、碱浓度相等，可采用碱体积稍过量。c计算H时，要对数据进行近似处理，酸、碱溶液的密度近似等于水的密度；混合液的比热容近似等于水的比热容，即c4.18 kJkg1。通关1 (易错排查)判断正误(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)物质发生化学变化都伴有能量的变化()(3)(2017天津卷)葡萄糖为人类生命活动提供能量时，化学能转化成热能()(4)(2018天津卷)反应活化能越高，该反应越易进行()(5)(2020江苏卷)反应SiCl4(g)
5、2H2(g)Si(s)4HCl(g)用E表示键能，该反应H4E(SiCl)2E(HH)4E(HCl)()(6)(2019江苏卷)反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)的H可通过下式估算：H反应中形成新共价键的键能之和反应中断裂旧共价键的键能之和()通关2 (2020.1浙江选考)在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是()AEa为逆反应活化能，Ea为正反应活化能B该反应为放热反应，HEaEaC所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移D由图可知，Ea为正反应活化能，Ea为逆反应活化
6、能，A项错误；该反应中，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，HEaEa，B项错误；普通分子获得足够能量才能成为活化分子，因此所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，C项错误；升高温度，平衡逆向移动，则逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，D项正确。通关3 (2020天津卷)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是()AHCN比HNC稳定B该异构化反应的H59.3 kJmol1C正反应的活化能大于逆反应的活化能D使用催化剂，可以改变反应的反应热DA对，HCN的能量低于HNC的能量，物质的能量越低越稳定；B
7、对，根据题图可知反应为吸热反应，能量差为59.3 kJmol1；C对，正反应的活化能为186.5 kJmol1，逆反应的活化能为186.5 kJmol159.3 kJmol1127.2 kJmol1，故正反应活化能大于逆反应活化能；D错，催化剂只能改变反应速率，不影响反应热。通关4 (1)(海南卷改编)油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)。已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热H为_。(2)(海南卷改编)已知丙烷的燃烧热H2 215 kJmol1，若一定量的丙烷完全
8、燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量为_。解析(1)燃烧热指的是燃烧1 mol 可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8104 kJ，燃烧1 mol 油酸甘油酯释放出热量为3.8104 kJ3.4104 kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热H为3.4104 kJmol1。(2)1.8 g水的物质的量为0.1 mol，丙烷的分子式是C3H8，1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol水，丙烷完全燃烧产生1.8 g水，燃烧的丙烷的物质的量为 mol，所以反应放出的热量为2 215 kJ55.375 kJ。答案(1)3.4104 kJmol1(2)55.375 kJ知识点2热化
9、学方程式的书写及判断1概念表示参加反应的物质的量和反应热关系的化学方程式。2意义不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。3书写步骤及要求 可逆反应的热化学方程式中H表示转化率为100%的反应热，不表示达到平衡状态的反应热。例如，N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJmol1，表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)生成2 mol NH3(g) 放出92.4 kJ热量。通关1 (易错排查)判断正误(1)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1表示：101 kPa，25 条件下，2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol
10、液态水时放出571.6 kJ的热量()(2)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 kJmol1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJmol1()(3)氢气的燃烧热为285.5 kJmol1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)O2(g)H285.5 kJmol1()(4)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()通关2 (2021河北邯郸检测)下列热化学方程式或说法正确的是()A甲烷的燃烧
11、热为890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1B500 、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6 kJmol1CH2(g)的燃烧热是285.8 kJmol1，则2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJmol1D已知中和热为57.3 kJmol1，则稀硫酸与氢氧化钡溶液反应的热化学方程式为2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=
12、BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJmol1C甲烷的燃烧热为890.3 kJmol1，表示1 mol甲烷完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，由于水的稳定状态是液态，所以其燃烧的热化学方程式是CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1，A错误；由于氮气与氢气产生氨气的反应是可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应生成氨气的物质的量小于1 mol，该反应的H38.6 kJmol1，B错误；稀硫酸与氢氧化钡溶液反应生成了BaSO4沉淀和水，生成BaSO4沉淀还需要放出热量，所以该反应的H2(57.3)kJmol1D已知2C(s)2O
13、2(g)=2CO2(g)Ha kJmol1，2C(s)O2(g)=2CO(g)Hb kJmol1，则b0aA燃烧热与物质的物质的量多少无关，所以在25 、101 kPa下，1 mol 硫和2 mol硫燃烧热相等， A项正确；反应热与反应条件无关，如铝热反应为放热反应，但需在高温下进行，B项错误；稀H2SO4溶液和稀Ba(OH)2溶液反应生成水和BaSO4沉淀，生成硫酸钡沉淀会放出热量，则Hba，D项错误。3(2021河南焦作检测)等物质的量的CH2=CHCH=CH2与HBr加成生成两种主要产物X、Y的能量与反应进程如下图所示：下列说法正确的是()A产物Y比产物X更稳定BCH2=CHCH=CH2
14、HBrW的过程放出能量CWX正反应的活化能比WY正反应的活化能大DCH2=CHCH=CH2HBrW的速率比WX(或Y)的快A物质的能量越低越稳定，则产物Y比产物X更稳定，A项正确；CH2=CHCH=CH2与HBr的总能量比W的总能量低，为吸热反应，B项错误；由图可知WX正反应的活化能小，WY正反应的活化能大，C项错误；活化能越小，反应速率越快，则CH2=CHCH=CH2HBrW的速率比WX(或Y)的慢，D项错误。4(2021湖南长沙一中检测)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。下列说法正确的是()
15、A过程中钛氧键断裂会释放能量B该反应中，光能和热能转化为化学能C使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率DCO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)= 2CO(g)O2(g)H30 kJ/molB过程中钛氧键断裂需要吸收能量，A项错误；由图可知，光热化学循环分解CO2反应转化为CO，故光能和热能转化为化学能，B项正确；使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能，从而提高化学反应速率，但反应焓变(H)不变，C项错误；结合图中数据，反应2CO2(g)= 2CO(g)O2(g)的H(1 598 kJ/mol2)(21 072 kJ/mol496 kJ/mol)556 kJ/mol
16、，D项错误。5(2021浙江名校协作体联考)十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体，经历“C10H18C10H12C10H8”的脱氢过程释放氢气。反应：C10H18(l)C10H12(l)3H2(g)H1反应：C18H12(l)C10H8(l)2H2(g)H2在一定温度下，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法不正确的是AH1H20BH1Ea1Ea2C该脱氢过程速率的快慢由反应决定DC10H18脱氢过程中，不会有大量中间产物C10H12积聚B由图可知，反应和反应均为吸热反应，且H1H20，A项正确；图中Ea1代表反应中正反应活化能，但Ea2不是反应逆反应活化能，故H1Ea1Ea2，B
17、项错误；活化能越大，反应速率越慢，反应中正反应活化能大于反应中正反应活化能，则反应的反应速率慢，故脱氢过程速率的快慢由反应决定，C项正确；反应的速率比反应的速率快，因此脱氢过程不会有大量中间产物C10H12积聚，D项正确。6(2021浙江嘉兴教学测试)2019年9月我国科研人员研制出TiHFe双温区催化剂，其中TiH区域和Fe区域的温度差可超过100 。TiHFe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是()A在Fe区域发生，处于低温区B过程表示N原子由Fe区域向TiH区域传递C该历程中能量变化最大的是2.46 eV，是氮分子中氮氮三键的断裂过程
18、D使用TiHFe双温区催化合成氨，使合成氨反应转化为吸热反应B合成氨反应是放热反应，过程涉及吸附和断键，应处于高温区，A项错误；过程中TiHFe*N转化为TiH*NFe，则该过程中N原子由Fe区域向TiH区域传递，B项正确；由图可知，过程能量变化最大(2.46 eV)，该过程中N2吸附在催化剂的表面，氮分子中共价键未断裂，C项错误；使用催化剂，只能改变活化能，不能改变反应热(H)，故合成氨反应转化仍为放热反应，D项错误。7依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ 热量，此反应的热化学方程式为_。(2)已知2.0 g燃料肼(N2
19、H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4 kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为_。(3)2 mol Al(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的热量。此反应的热化学方程式为_。(4)2.3 g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成2.7 g液态水和2.24 L CO2(标准状况)并放出68.35 kJ的热量。写出此反应的热化学方程式：_。解析(1)1 g 碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94 kJ热量，则碳与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.28 kJmol1。(2)2.0
20、 g 肼气体完全燃烧生成氮气和水蒸气时放出33.4 kJ热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.4 kJmol1。(3)2 mol Al(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的热量，则此反应的热化学方程式为4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H1 669.8 kJmol123 339.6 kJmol1。(4)通过燃烧的产物可知该有机物中肯定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素。n(H2O)0.15 mol，n(H)0.3 mol，m(H)0.3 g，n(CO2)0.1 mol，n(C)0.1 mol，
21、m(C)1.2 g，则碳元素和氢元素的质量之和是0.3 g1.2 g1.5 g2.3 g，故该有机物中还含有氧元素，氧元素的质量是2.3 g1.5 g0.8 g，n(O)0.05 mol，从而可确定该有机物的分子式为C2H6O，该液态有机物为C2H5OH，故该反应的热化学方程式为C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 367 kJmol1。答案(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.28 kJmol1(2)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.4 kJmol1(3)4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H3 339.6 kJmol1(4)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H1 367 kJmol1