届高考化学一轮复习第6章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应教案鲁科版Word下载.docx

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通常用符号Q表示，单位kJ·

mol－1。

（4）焓变与反应热的关系

对于等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：

ΔH＝Qp。

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）从反应热的量化参数——键能的角度分析

[识记]　常见的放热反应与吸热反应

放热反应：

①可燃物的燃烧；

②酸碱中和反应；

③大多数化合反应；

④金属跟水或酸的置换反应；

⑤物质的缓慢氧化；

⑥铝热反应。

吸热反应：

①大多数分解反应；

②盐类的水解反应；

③Ba（OH）2·

8H2O与NH4Cl反应；

④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。

[辨易错]

（1）任何化学反应都伴有能量变化，有能量变化的过程均为化学变化。

（　　）

（2）物质的焓越小，能量越低，物质越稳定。

（　　）

（3）需加热的反应一定为吸热反应，不需加热的反应一定为放热反应。

（4）反应热就是化学反应的焓变，放热反应为负值。

（5）吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于反应产物形成化学键放出的总能量。

（6）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。

[答案]　

（1）×

（2）√　（3）×

　（4）×

　（5）√　（6）×

4．热化学方程式

（1）定义：

表示参加化学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质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

如2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）　ΔH＝－571.6kJ·

mol－1表示在25℃、101kPa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。

（3）书写热化学方程式时，要注意以下几点：

①要在反应物和生成物的化学式后面用括号注明各物质的聚集状态，因为反应的焓变与各反应物和生成物的聚集状态有关。

一般用英文字母g、l和s分别表示气态、液态和固态，水溶液中的溶质则用aq表示。

②在ΔH后要注明反应温度，因为同一反应在不同温度下进行时其焓变是不同的。

对于298K时进行的反应，可以不注明温度。

③ΔH的单位是J·

mol－1或kJ·

④根据焓的性质，若化学方程式中各物质的系数加倍，则ΔH数值的绝对值也加倍；

若反应逆向进行，则ΔH的数值改变符号，但绝对值不变。

mol－1而H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－285.8_kJ·

5．从活化能的角度认识焓变

（1）E1为正反应活化能，E2为逆反应活化能，ΔH＝E1－E2；

（2）催化剂能降低正、逆反应的活化能，使反应加快，但焓变不变。

[深思考]

1．常温常压下，1gH2完全燃烧，放出akJ的热量，则H2燃烧的热化学方程式为___________________________________________________________。

[答案]　H2（g）＋

O2（g）===H2O（l）　ΔH＝－2akJ·

mol－1

2．已知：

2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH＝－akJ·

mol－1，该反应的正反应活化能为bkJ·

mol－1，则该反应的逆反应活化能为________kJ·

[答案]　a＋b

知识应用

由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如下图所示。

由图示回答下列问题:

（1）该反应是________反应（填吸热或放热）。

（2）写出该反应的热化学方程式__________________________。

（3）该反应的正反应活化能与逆反应活化能的差为________。

（4）使用催化剂，该反应的焓变如何变化？

________。

[答案]　

（1）放热　

（2）N2O（g）＋NO（g）===N2（g）＋NO2（g）　ΔH＝－139kJ/mol－1　（3）139kJ/mol－1　（4）不变

◎命题点1　反应热、焓变与能量变化

1．碘在不同状态下（固态或气态）与氢气反应的热化学方程式如下所示：

①H2（g）＋I2（？

）

2HI（g）　ΔH＝－9.48kJ·

②H2（g）＋I2（？

2HI（g）　ΔH＝＋26.48kJ·

下列判断正确的是（　　）

A．①中的I2为固态，②中的I2为气态

B．②中的反应物总能量比①中的反应物总能量低

C．①中的产物比②中的产物热稳定性更好

D．1mol固态碘升华时将吸热17kJ

B　[A项，反应①放热、反应②吸热源于碘单质的状态不同，固态变为气态需要吸收能量，故①中的I2为气态，②中的I2为固态，错误；

B项，生成物的能量相等，①放热，故②的反应物总能量比①的反应物总能量低，正确；

C项，产物的稳定性相同，错误；

D项，1mol固态碘升华时将吸热26.48kJ＋9.48kJ＝35.96kJ，错误。

]

2．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）　ΔH＝－115.6kJ·

下列说法正确的是（　　）

A．该反应的活化能为115.6kJ·

B．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．断裂H2O（g）中1molH—O键比断裂HCl（g）中1molH—Cl键所需能量多

D　[A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，ΔH＝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1molH2O中含有2molH—O键而出错，4×

E（H—Cl）＋498kJ·

mol－1－[2×

243kJ·

mol－1＋4×

E（H—O）]＝－115.6kJ·

mol－1，整理得E（H—O）－E（H—Cl）＝31.9kJ·

mol－1，故断开1molH—O键比断开1molH—Cl键所需能量多，正确。

3．一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClO

（x＝1,2,3,4）的能量（kJ）相对大小如图所示。

（1）D是________（填离子符号）。

（2）B―→A＋C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）B―→A＋C的热化学方程式为3ClO－（aq）===2Cl－（aq）＋ClO

（aq）

ΔH＝（2×

0＋63－3×

60）kJ·

＝－117kJ·

[答案]　

（1）ClO

（2）3ClO－（aq）===2Cl－（aq）＋ClO

（aq）　ΔH＝－117kJ·

（1）焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。

（2）催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。

（3）在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。

（4）物质的能量越低越稳定。

（5）ΔH的基本计算

①ΔH＝H（生成物）－H（反应物）

②ΔH＝反应物断键吸收的能量－生成物成键放出的能量

③ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能。

常见物质（1mol）中化学键数目

物质

CO2（C===O）

CH4（C—H）

P4（P—P）

SiO2（Si—O）

石墨

金刚石

S8（S—S）

Si

化学键数目

2

4

6

1.5

8

◎命题点2　热化学方程式的书写

4．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1molAX5，放出热量123.8kJ。

该反应的热化学方程式为__________________________________________________________

______________________________________________________________。

（2）在25℃、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为__________________________________________________

（3）在一定条件下，将1molN2和3molH2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出QkJ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℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4（s）放热21.6kJ，该反应的热化学方程式是__________________________________________________________________

（5）下图是1molNO2和1molCO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：

____________________________

[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：

C2H5OH～2CO2～2CaCO3。

生成100gCaCO3沉淀，则乙醇为0.5mol，据此可写出反应的热化学方程式。

（3）1molN2完全反应放出的热量为

kJ＝4QkJ，故N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－4QkJ·

（4）消耗1molNaBH4（s）放热

×

38kJ＝216kJ。

（5）ΔH＝（134－368）kJ·

mol－1＝－234kJ·

[答案]　

（1）AX3（l）＋X2（g）===AX5（s）　

ΔH＝－123.8kJ·

（2）C2H5OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋3H2O（l）

ΔH＝－2QkJ·

（3）N2（g）＋3H2（g）

2NH3（g）　ΔH＝－4QkJ·

（4）NaBH4（s）＋2H2O（l）===NaBO2（s）＋4H2（g）

ΔH＝－216kJ·

（5）NO2（g）＋CO（g）===CO2（g）＋NO（g）　ΔH＝－234kJ·

◎命题点3　能量变化图像的分析

5．（2020·

泰安模拟）工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO（NH2）2]，该可逆反应分两步进行，整个过程中的能量变化如图所示。

下列说法错误的是（　　）

A．NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物

B．反应Ⅰ逆反应的活化能＞反应Ⅱ正反应的活化能

C．反应Ⅱ在热力学上进行趋势很大

D．2NH3（g）＋CO2（g）

CO（NH2）2（l）＋H2O（l）的焓变ΔH＝E2－E1

C　[A．从图像可知，合成尿素的过程中生成了NH2COONH4，其为合成尿素反应的中间产物，A正确；

B.活化能是指化学反应中反应物分子到达活化分子所需的最小能量，由图像可知，反应Ⅰ逆反应的活化能＞反应Ⅱ正反应的活化能，B正确；

C.反应Ⅱ为吸热反应，在热力学上进行趋势较小，C错误；

D.2NH3（g）＋CO2（g）

CO（NH2）2（l）＋H2O（l）为放热反应，ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量<

0，即ΔH＝E2－E1，D正确。

6．（2020·

天津学业水平等级性考试，T10）理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN（g）

HNC（g）异构化反应过程的能量变化如图所示。

A．HCN比HNC稳定

B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3kJ·

C．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

D　[HNC的能量比HCN高，则稳定性较好的是HCN，A项正确；

该异构化反应的ΔH＝＋59.3kJ·

mol－1，为吸热反应，则正反应的活化能大于逆反应的活化能，B、C项正确；

使用催化剂只能改变反应的历程，但是不影响反应的反应热，D项错误。

　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

ΔH及其单位

ΔH<

0，单位均为kJ·

不同点

反应物的量

1_mol

不一定为1mol

生成物的量

不确定

生成水的量为1_mol

反应热的含义

101kPa时，1_mol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1_mol_H2O时所放出的热量

表示方法

燃烧热ΔH＝－akJ·

mol－1（a>

0）

强酸与强碱反应的中和热ΔH＝－57.3_kJ·

2.中和反应热的测定

（1）实验装置

（2）测定原理

Q＝－C（T2－T1）。

其中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

①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。

②为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍微过量。

③中和热是强酸和强碱的稀溶液生成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。

若用浓硫酸发生中和反应生成1molH2O时放出的热量大于57.3kJ。

④计算时应注意单位的统一，且要注意数据的取舍，无效数据要舍去。

（1）已知H2（g）＋

O2（g）===H2O（g）　ΔH＝－akJ/mol，则H2的燃烧热为akJ/mol。

（2）已知稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·

mol－1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ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）中和热测定过程中，若选用稀硫酸与稀Ba（OH）2溶液发生中和反应，实验测定的中和热ΔH偏大。

（2）×

　（3）√　（4）×

3．能源分类与开发利用

（1）分类

（2）科学开发利用能源的措施

①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。

②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。

（1）天然气和沼气的主要成分均为CH4，二者均为可再生能源。

（2）氢气作为绿色能源的理由是燃值高、来源丰富。

（3）煤的液化或气化可以提高能源利用率，减少污染气体的排放。

　（3）√

1．我们把直接从自然界取得的能源称为一次能源，一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源，下列属于一次能源的是________；

未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生，下列属于未来新能源的是________。

①天然气　②煤　③石油　④太阳能　⑤生物质能　⑥风能　⑦氢能

[答案]　①②③④⑤⑥　④⑤⑥⑦

2．已知热值是指1g可燃物完全燃烧放出的热量，单位一般为kJ/g。

H2、CH4的燃烧热分别为285.8kJ/mol、890.3kJ/mol，二者的热值________较大。

[答案]　H2

◎命题点1　燃烧热、中和热与能源

1．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、风能属于一次能源，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

[答案]　B

2．（2020·

长沙模拟）已知反应：

①101kPa时，2C（s）＋O2（g）===2CO（g）　ΔH＝－221kJ·

②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）　ΔH＝－57.3kJ·

下列结论中正确的是（　　）

A．碳的燃烧热等于110.5kJ·

B．①的反应热为221kJ·

C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为114.6kJ·

D．含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.65kJ的热量

D　[反应①没有生成稳定氧化物，因此碳的燃烧热大于110.5kJ·

mol－1，故A项错误；

①的反应热为－221kJ·

mol－1，故B项错误；

稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为57.3kJ·

mol－1，故C项错误；

20.0gNaOH的物质的量n（NaOH）＝0.5mol，则Q＝0.5mol×

57.3kJ·

mol－1＝28.65kJ，D项正确。

3．（2020·

昆明模拟）已知：

①H＋（aq）＋OH－（aq）===H2O（l）

ΔH1＝－57.3kJ·

mol－1，

②2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l）

ΔH2＝－571.6kJ·

下列有关说法正确的是（　　）

A．向含0.1molNaOH的溶液中加入一定体积的0.1mol·

L－1乙二酸，反应中的能量变化如图所示

B．NH3·

H2O（aq）＋H＋（aq）===NH

（aq）＋H2O（l）

ΔH＝－57.3kJ·

C．氢气的燃烧热为571.6kJ·

D．若反应②中水为气态，则同样条件下的反应热：

ΔH2

A　[因乙二酸是弱酸，弱酸的电离平衡是一个吸热过程，故生成0.1molH2O（l）时放出的热量小于5.73kJ，A项正确；

NH3·

H2O为弱碱，反应中的ΔH>

－57.3kJ·

mol－1，B项错误；

反应消耗1molH2（g）放出的热量为285.8kJ，故H2的燃烧热为285.8kJ·

mol－1，C项错误；

D项，水为气态时，放出的热量少，但ΔH大，即ΔH>

ΔH2，D项错误。

◎命题点2　中和热的实验测定

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）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1molH2O（l）时的反应热为－57.3kJ·

mol－1]：

_________________________________________________________

（3）取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验，实验数据如表所示。

①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（t2－t1）/℃　

H2SO4

NaOH

平均值

1

26.2

26.0

26.1

30.1

27.0

27.4

27.2

33.3

3

25.9

29.8

26.4

26.3

30.4

②近似认为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

（4）现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]　（3）①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℃。

②ΔH＝－[（50＋30）mL×

1.0g·

mL－1×

4.0℃×

4.18×

10－3kJ·

g－1·

℃－1÷

0.025mol]≈－53.5kJ·

③放出的热量少可能是散热、多次