届一轮复习苏教版 化学反应的热效应 学案.docx
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届一轮复习苏教版化学反应的热效应学案
第1讲 化学反应的热效应
【2019·备考】
最新考纲：
1.能说明化学反应中能量转化的主要原因，知道化学变化中常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化及其应用。
了解吸热反应、放热反应、反应热（焓变）等概念。
3.能正确书写热化学方程式，能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
最新考情：
化学反应的热效应的考查，一是在选择题中单独设题，考查反应中的能量变化、反应热的比较及盖斯定律的计算，如2017年、2016年、2014年高考；二是在选择题中某一选项出现，多与图像分析相结合，如2016年T10A，2015年T3B，2011年T10A；三是在填空题中考查，考查盖斯定律的计算或结合盖斯定律的热化学方程式的书写，如2015年、2013年高考。
预测2019年高考延续这一命题特点，一是在选择题某一选项中出现，二是考查有关盖斯定律的热化学方程式的书写。
考点一 焓变与反应热
[知识梳理]
1.反应热和焓变
（1）反应热：
化学反应中吸收或放出的热量。
（2）焓变：
在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为ΔH，单位是kJ·mol－1或kJ/mol。
2.吸热反应与放热反应
类型
比较
吸热反应
放热反应
定义
吸收热量的化学反应
放出热量的化学反应
表示方法
ΔH>0
ΔH<0
形成原因
∑E（反应物）<∑E（生成物）
∑E（反应物）>∑E（生成物）
形成实质
图示
图示
E1——活化能（反应物分子变成活化分子所需的能量）
E2——活化能（生成物分子变成活化分子所需的能量）
①ΔH＝E1－E2
②使用催化剂，E1减小，E2减小，ΔH不变
①ΔH＝E1－E2
②使用催化剂，E1减小，E2减小，ΔH不变
反应类型或实例
①所有的水解反应
②大多数的分解反应
③Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应
④C＋H2O（g）
CO＋H2
⑤C＋CO2
2CO
①所有的中和反应
②所有的燃烧反应
③大多数的化合反应
④活泼金属与水、较活泼金属与酸的反应
⑤铝热反应
名师助学：
①有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热但不属于放热反应。
②化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。
如吸热反应NH4Cl与Ba（OH）2·8H2O在常温常压下即可进行。
[题组诊断]
反应热和焓变的基本概念
1.基础知识判断，对的打“√”，错误的打“×”
（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）酒精可用作燃料，说明酒精燃烧是放热反应（√）
（4）硝酸铵溶于水温度降低，这个变化是吸热反应（×）
（5）在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化（×）
（6）破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应（×）
（7）生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH>0（√）
（8）ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关（×）
（9）同温同压下，反应H2（g）＋Cl2（g）===2HCl（g）在光照和点燃条件下的ΔH不同（×）
（10）可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关（√）
反应过程中能量变化图像
2.（2012·江苏化学，4）某反应的反应过程中能量变化如图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）。
下列有关叙述正确的是（ ）
A.该反应为放热反应
B.催化剂能改变该反应的焓变
C.催化剂能降低该反应的活化能
D.逆反应的活化能大于正反应的活化能
解析 从图中看，反应物的总能量低于生成物的总能量，故为吸热反应，A错误；焓变是指反应物与生成物之间的能量差值，与反应过程无关，B错误；加入催化剂之后，E1、E2都变小，即活化能减小，B正确；从图知，逆反应的活化能小于正反应的活化能，D错误。
答案 C
3.（2018·南京、盐城一模）H2与ICl的反应分①②两步进行，其能量曲线如下图所示，下列有关说法错误的是（ ）
A.反应①、反应②均为放热反应
B.反应①、反应②均为氧化还原反应
C.反应①比反应②的速率慢，与相应正反应的活化能无关
D.反应①、反应②的焓变之和为ΔH＝－218kJ·mol－1
解析 A项，由图示知，两步反应的反应物的能量均比产物的能量大，所以均为放热反应，正确；B项，第一步有单质H2参加，第二步有单质I2生成，故均为氧化还原反应，正确；C项，反应的活化能越小，反应越容易进行，且反应速率也快，错误；D项，由盖斯定律知，两步反应的总焓变与一步总反应的反应物和生成物的能量有关，由图知，反应物的能量比生成物的能量大，故为放热反应，ΔH＝－218kJ·mol－1，正确。
答案 C
【归纳总结】
解答能量变化图像题的“三”关键
1.注意活化能在图示中的意义。
（1）从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能；
（2）从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能。
2.催化剂只影响正、逆反应的活化能，而不影响反应的ΔH。
3.设计反应热的有关计算时，要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。
考点二 热化学方程式
[知识梳理]
1.概念
表示参加反应的物质的物质的量和反应热关系的化学方程式。
2.意义
表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
如：
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－393.5kJ·mol－1表示在25℃，101kPa时，1mol固体碳和1mol氧气反应生成1mol二氧化碳，同时放出393.5kJ的热量。
3.热化学方程式的书写
提醒：
①ΔH与反应的“可逆性”
可逆反应的ΔH表示反应完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。
如N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ·mol－1。
表示在298K时，1molN2（g）和3molH2（g）完全反应生成2molNH3（g）时放出92.4kJ的热量。
但实际上1molN2（g）和3molH2（g）充分反应，不可能生成2molNH3（g），故实际反应放出的热量小于92.4kJ。
②ΔH单位“kJ·mol－1”的含义，并不是指每摩尔反应物可以放热多少千焦，而是对整个反应而言，是指按照所给的化学方程式的化学计量数完成反应时，每摩尔反应所产生的热效应。
4.盖斯定律
（1）内容：
对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。
即：
化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
（2）意义：
间接计算某些反应的反应热。
已知在25℃、101kPa时：
①C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－393.5kJ·mol－1，
②2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－221kJ·mol－1，
则CO（g）＋
O2（g）===CO2（g）的ΔH为－283kJ·mol－1。
[题组诊断]
热化学方程式的正误判断
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）热化学方程式中，化学计量数只代表物质的量，不代表分子数（√）
（2）对于可逆反应，热化学方程式后的ΔH代表前面的化学计量数对应物质的量的物质完全反应时的热效应（√）
（3）正逆反应的ΔH相等（×）
（4）反应条件（点燃或加热）对热效应有影响，所以热化学方程式必须注明反应条件（×）
（5）比较ΔH大小，只需比较数值，不用考虑正负号（×）
（6）热化学方程式中的化学计量数与ΔH成正比（√）
（7）物质的状态不同ΔH的数值也不同（√）
（8）当反应逆向进行时，其反应热与正反应热的反应热数值相等，符号相反（√）
2.在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，下列热化学方程式书写正确的是（ ）
A.CH3OH（l）＋
O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝＋725.8kJ·mol－1
B.2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH＝－1451.6kJ·mol－1
C.2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH＝－725.8kJ·mol－1
D.2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（l） ΔH＝＋1452kJ·mol－1
解析 因1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水，放出22.68kJ·g－1×32g＝725.8kJ热量，所以2mol甲醇燃烧生成CO2和液态水的ΔH＝－1451.6kJ·mol－1。
答案 B
【归纳总结】
“五审”判断热化学方程式的正误
热化学方程式的书写
3.
（1）SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。
已知室温下2gSiH4自燃放出热量为89.2kJ。
SiH4自燃的热化学方程式为
。
（2）已知拆开1molH—H键、1molN—H键、1molN—N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为
。
（3）已知25℃、101kPa时，Mn（s）＋O2（g）===MnO2（s） ΔH＝－520kJ·mol－1
S（s）＋O2（g）===SO2（g） ΔH＝－297kJ·mol－1
Mn（s）＋S（s）＋2O2（g）===MnSO4（s） ΔH＝－1065kJ·mol－1
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是
。
答案
（1）SiH4（g）＋2O2（g）===SiO2（s）＋2H2O（l） ΔH＝－1427.2kJ·mol－1
（2）N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＝－92kJ·mol－1
（3）MnO2（s）＋SO2（g）===MnSO4（s） ΔH＝－248kJ·mol－1
4.
（1）如图是298K、101kPa时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。
该反应的热化学方程式为
。
（2）化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示（假设该反应反应完全）
试写出N2（g）和H2（g）反应生成NH3（l）的热化学方程式：
。
答案
（1）N2（g）＋3H2（g）===2NH3（g） ΔH＝－92kJ·mol－1
（2）N2（g）＋3H2（g）===2NH3（l） ΔH＝－2（b＋c－a）kJ·mol－1
考点三 燃烧热、中和热和能源
[知识梳理]
1.燃烧热和中和热
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH<0，单位均为kJ·mol－1
不同点
反应物的量
1mol
不一定为1mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1mol
反应热的含义
101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量
表示方法
燃烧热为ΔH＝－akJ·mol－1（a>0）
强酸与强碱反应的中和热为ΔH＝－57.3kJ·mol－1
2.中和反应反应热的测定
（1）装置。
（请在横线上填写仪器名称）
（2）计算公式：
ΔH＝－
kJ·mol－1
t1—起始温度，t2—混合溶液的最高温度
（3）注意事项。
①泡沫塑料板和碎泡沫塑料（或纸条）的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。
②为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。
3.能源
提醒：
①中和热是强酸强碱的稀溶液生成1molH2O放出的热量为57.3kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1molH2O时放出的热量小于57.3kJ。
浓硫酸稀释时放热，生成1molH2O时放出的热量大于57.3kJ。
②对于中和热、燃烧热，由于它们反应放热是确定的，所以描述中不带“－”，但其焓变为负值。
③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1mol，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1mol。
[题组诊断]
理解燃烧热和中和热的概念
1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）燃烧热是指1mol可燃物的反应热（×）
（2）甲烷的标准燃烧热为－890.3kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4（g）＋2O2（g）===CO2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－890.3kJ·mol－1（×）
（3）表示中和热的热化学方程式：
NaOH＋HCl===NaCl＋H2O ΔH＝－57.3kJ·
mol－1（×）
（4）在稀溶液中：
H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1。
若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ（√）
（5）已知H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH＝－241.8kJ·mol－1，则H2的燃烧热为241.8kJ·mol－1（×）
（6）强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1molH2O放出的热量为57.3kJ，弱酸与强碱的稀溶液反应生成1molH2O放出的热量为12.1kJ，这是由于有一部分热量用于弱酸的电离（√）
（7）碳燃烧的稳定产物为CO（×）
（8）H2SO4与Ba（OH）2溶液反应放出的热量是5.12kJ，那么该反应的中和热为5.12kJ/mol（×）
2.下列说法不正确的是（ ）
A.在25℃、101kPa下，1molS和2molS的燃烧热相等
B.已知反应H2S（g）＋aO2（g）===X＋cH2O（l） ΔH，若ΔH表示该反应的燃烧热，则X为SO2（g）
C.由H2（g）＋
O2（g）===H2O（g） ΔH＝－241.8kJ·mol－1可知，H2（g）的燃烧热为241.8kJ·mol－1
D.在稀溶液中：
H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l） ΔH＝－57.3kJ·mol－1。
若将含0.5molH2SO4的浓硫酸与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ
解析 燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，据此可知A、B项正确、C项错误；因浓硫酸在稀释时还要放出一部分热量，故D项正确。
答案 C
中和热的实验测定
3.将V1mL1.0mol·L－1盐酸溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50mL）。
下列叙述正确的是（ ）
A.做该实验时环境温度为22℃
B.该实验表明化学能可以转化为热能
C.NaOH溶液的浓度约是1.00mol·L－1
D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应
解析 由图可知，加入5mL盐酸时混合液的温度达到22℃，故环境的温度应低于22℃；反应放热，由化学能转化为热能；恰好反应时放出热量最多，NaOH溶液的浓度为：
＝1.5mol·L－1；有水生成的反应不一定是放热反应，如Ba（OH）2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O是吸热反应。
答案 B
4.某实验小组用0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液进行反应热的测定，实验装置如图所示。
（1）写出该反应的热化学方程式[生成1molH2O（l）时的反应热为－57.3kJ·mol－1]：
。
（2）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表所示。
温度
次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值（t2－t1）/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
①请填写表格中的空白：
②近似认为0.50mol·L－1NaOH溶液和0.50mol·L－1硫酸溶液的密度都是1.0g·
mL－1，中和后生成溶液的比热容c＝4.18J·（g·℃）－1。
则生成1molH2O（l）时的反应热ΔH＝（取小数点后一位）。
③上述实验数值结果与－57.3kJ·mol－1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
（3）若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·
L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为。
解析
（2）①第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的平均值为4.0℃。
②ΔH＝－[（50＋30）mL×1.0g·mL－1×4.0℃×4.18×10－3kJ·g－1·℃－1÷0.025mol]≈－53.5kJ·mol－1。
③放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。
（3）稀NaOH溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中NH3·H2O的电离要吸收热量，故中和热要小一些（注意中和热与ΔH的关系）。
答案
（1）H2SO4（aq）＋2NaOH（aq）===Na2SO4（aq）＋2H2O（l） ΔH＝－114.6kJ·
mol－1
（2）①4.0 ②－53.5kJ·mol－1 ③b （3）ΔH1＝ΔH2＜ΔH3
【归纳总结】
测定中和热的易错细节
（1）中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。
（2）酸碱溶液应当用稀溶液（0.1～0.5mol·L－1）。
若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。
（3）使用两只量筒分别量取酸和碱。
（4）使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
（5）取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。
1.反应热的计算
（1）利用热化学方程式计算：
反应热与反应物的物质的量成正比。
（2）根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算。
若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。
（3）利用盖斯定律计算。
2.反应热的比较方法
ΔH的比较方法有两种：
一是运用盖斯定律直接加减，结合状态改变比较大小；二是作图比较。
如比较：
①2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g） ΔH1；②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH2。
方法一：
①－②可得2H2O（l）===2H2O（g） ΔH＝ΔH1－ΔH2>0，即可知ΔH1>ΔH2。
方法二：
要注意在图像上只能看出放出或吸收热量的多少，，若是放热反应，放出热量越多，ΔH越小；若是吸热反应，吸收热量越多，ΔH越大。
焓变的判断与比较
1.（2014·江苏化学，10）已知：
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH1
CO2（g）＋C（s）===2CO（g） ΔH2
2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH3
4Fe（s）＋3O2（g）===2Fe2O3（s） ΔH4
3CO（g）＋Fe2O3（s）===3CO2（g）＋2Fe（s） ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是（ ）
A.ΔH1＞0，ΔH3＜0B.ΔH2＞0，ΔH4＞0
C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
解析 设题中反应由上到下分别为①、②、③、④、⑤，反应①为碳的燃烧，是放热反应，ΔH1<0，反应②为吸热反应，ΔH2>0，反应③为CO的燃烧，是放热反应，ΔH3<0，反应④为铁的氧化反应（化合反应），是放热反应，ΔH4<0，A、B错误；C项，由于反应①＝反应②＋反应③，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，正确；D项，反应③＝（反应④＋反应⑤×2）/3，所以ΔH3＝
，错误。
答案 C
2.（2017·江苏化学，8）通过以下反应可获得新型能源二甲醚（CH3OCH3）。
下列说法不正确的是（ ）
①C（s）＋H2O（g）===CO（g）＋H2（g） ΔH1＝akJ·mol－1
②CO（g）＋H2O（g）===CO2（g）＋H2（g） ΔH2＝bkJ·mol－1
③CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH3＝ckJ·mol－1
④2CH3OH（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g） ΔH4＝dkJ·mol－1
A.反应①、②为反应③提供原料气
B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C.反应CH3OH（g）===
CH3OCH3（g）＋
H2O（l）的ΔH＝
kJ·mol－1
D.反应2CO（g）＋4H2（g）===CH3OCH3（g）＋H2O（g）的ΔH＝（2b＋2c＋d）kJ·mol－1
解析 A项，反应①、②提供CO2和H2，正确；B项，反应③将CO2转化为有机原料，是CO2的资源利用，正确；C项，反应生成液态水，放出热量大于
，错误；D项，目标反应可由反应②×2＋③×2＋④获得，计算反应热为2b＋2c＋d，正确。
答案 C
3.（2018·苏州期中）根据如下能量关系示意图分析，下列说法正确的是（ ）
A.1mo1C（g）与1molO2（g）的能量之和为393.5kJ
B.反应2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）中，反应物的总键能小于生成物的总键能
C.C→CO的热化学方程式为2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－110.6kJ·mol－1
D.热值是指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO的热值ΔH＝10.1kJ·g－1
解析 A项，1mo1C（g）与1molO2（g）的能量之和比1molCO2（g）能量多393.5kJ，错误；B项，该反应的ΔH＝反应物的键能－生成物的键能<0，正确；C项，表示2mol碳的不完全燃烧：
2C（s）＋O2（g）===2CO（g） ΔH＝－221.2kJ·mol－1，错误；D项，热值用Q表示，ΔH表示反应热，错误。
答案 B
盖斯定律的计算与热化学方程式书写
4.
（1）（2015·江苏化学，20）O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：
NO（g）＋O3（g）===NO2（g）＋O2（g） ΔH＝－200.9kJ·mol－1
NO（g）＋
O2（g）===NO2（g） ΔH＝－58.2kJ·mol－1
SO2（g）＋O3（g）===SO3（g）＋O2（g） ΔH＝－241.6kJ·mol－1
反应3NO（g）＋O3（g）===3NO2（g）的ΔH＝kJ·mol－1。
（2）（2013·江苏化学，20）白磷（P4）可由Ca3（PO4）2、焦炭和SiO2在一定条件下反应获得
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