2022高考化学专题复习 专题六 化学反应与能量 第1讲　化学反应与热能学案

这是一份2022高考化学专题复习 专题六 化学反应与能量 第1讲　化学反应与热能学案，共33页。学案主要包含了焓变　反应热，热化学方程式，盖斯定律　反应热的计算等内容，欢迎下载使用。
专题六　化学反应与能量
第1讲　化学反应与热能
考试要点
核心素养
1.了解焓变(ΔH)与反应热的含义。
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.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。
4.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。
5.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。
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。
1.变化观念与平衡思想:认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;能多角度、动态地分析热化学方程式,运用热化学反应原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:通过分析、推理等方法认识研究反应热的本质,建立盖斯定律模型。
3.科学态度与社会责任:赞赏化学对社会发展的重大贡献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。


　　一、焓变　反应热
1.化学反应中的变化和守恒
(1)化学反应中的两大变化:①　物质　变化和②　能量　变化。 
(2)化学反应中的两大守恒:质量守恒定律和③　能量　守恒。 
(3)化学反应中能量的转化形式:化学能转化为热能、光能、电能等。
2.焓变、反应热
(1)反应热:化学反应过程中吸收或放出的能量。
(2)焓变:生成物与反应物的内能差称为焓变,符号为④　ΔH　,单位是⑤　kJ·mol-1。 
(3)关系:恒压条件下,焓变等于反应热。
3.放热反应和吸热反应
(1)常见的放热反应和吸热反应

放热反应
吸热反应
概念
放出热量的化学反应
吸收热量的化学反应
常见
反应
a.可燃物的燃烧
b.酸碱中和反应
c.金属与酸的置换反应
d.物质的缓慢氧化
e.铝热反应
f.大多数化合反应
a.盐类的水解反应
b.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
c.C和H2O(g)、C和CO2的反应
d.大多数的分解反应
　　(2)吸热反应与放热反应的判断
a.从能量高低角度理解

b.从化学键角度理解







4.燃烧热、中和热
(1)燃烧热

(2)中和热
a.概念及表示方法

　　b.中和热的测定
ⅰ.实验装置

ⅱ.实验药品:0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液。
ⅲ.计算公式:ΔH=-(m碱+m酸)·c·(t2-t1)nkJ·mol-1
t1——起始温度,t2——终止温度,n——生成水的物质的量,c——中和后生成的溶液的比热容,一般为4.18J/(g·℃)。
c.注意事项
ⅰ.碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是　隔热,减少热量散失　。 
ⅱ.为保证酸完全被中和,常使　碱　稍稍过量。 
ⅲ.实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得的数值偏　小　。 
　　二、热化学方程式
1.概念
表示参加反应的　物质的量　和　反应热　的关系的化学方程式。 
2.意义
表明了化学反应中的　物质　变化和　能量　变化。 
例如:2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　ΔH=-571.6kJ·mol-1,表示在101kPa时2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。
3.书写要求
(1)注明反应的　温度　和　压强　(25℃、101kPa下进行的反应可不注明)。 
(2)注意反应物和生成物的聚集状态:固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。
(3)热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的　物质的量　,而不表示分子个数(或原子个数),因此可以写成整数,也可以写成分数。 
(4)热化学方程式中不用标注“↑”“↓”。
(5)热化学方程式能反映反应已完成时的能量变化。因为ΔH与反应物的物质的量有关,所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
　　三、盖斯定律　反应热的计算
1.盖斯定律及其应用
(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、终态　有关,与反应的途径无关。 

　　(2)应用
关系式
反应热间的关系
aAB、A1aB
ΔH1=　aΔH2　 
AB
ΔH1=　-ΔH2　 

ΔH=　ΔH1+ΔH2　 
　　2.反应热的计算
计算依据
计算方法
热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变ΔH的正、负号,各项的化学计量数及ΔH的数值可以同时扩大或缩小
盖斯定律
方法一:热化学方程式相加或相减,如由 a.C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1;b.C(s)+12O2(g)CO(g)　ΔH2;a-b可得　CO(g)+12O2(g)CO2(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2　 

方法二:合理设计反应途径,如ΔH=　ΔH1+ΔH2　 

燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×可燃物的燃烧热
化学键的变化
ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的能量和-生成物的化学键形成所放出的能量和
反应物和生
成物的总能量
ΔH=　E(生成物)-E(反应物)　 



1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)。
(1)化学反应在物质变化的同时,伴随着能量变化,其表现形式只有吸热和放热两种 (　　)
(2)由反应物X转化为Y和Z的能量变化(如图所示)可知,X→Z反应的ΔHΔH2 (　　)
(10)H—H键、键和O—H键的键能分别为436kJ·mol-1、496kJ·mol-1和463kJ·mol-1,则反应H2(g)+12O2(g)H2O(g)的ΔH=-916kJ·mol-1 (　　)
答案　(1)✕　(2)√　(3)✕　(4)✕　(5)√　(6)√　(7)✕　(8)✕　(9)✕　(10)✕　




2.已知反应A(g)+B(g)C(g)+D(g),反应过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。

(1)该反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。该反应的ΔH=　　　　(用含E1、E2的代数式表示),相同条件下,1mol气体A和 1mol气体B具有的总能量比1mol气体C和1mol 气体D具有的总能量　　　　(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。 
(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大,则E1、E2和ΔH的变化是E1　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同)、E2　　　　、ΔH　　　　。 
答案　(1)吸热　E1-E2　一定低
(2)减小　减小　不变
3.(1)已知:
①I2(g)+H2(g)2HI(g)　ΔH=-9.48kJ·mol-1
②I2(g)I2(s)　ΔH=-35.96kJ·mol-1
则I2(s)+H2(g)2HI(g)的ΔH=　　　　　　　　。 
(2)已知:
C(石墨,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1
C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2
则C(石墨,s)C(金刚石,s)的ΔH=　　　　　　　。 
答案　(1)+26.48kJ·mol-1　(2)ΔH1-ΔH2





考点一　焓变　反应热
◆典例探究
例　C(s)+O2(g)CO2(g)反应过程中的能量变化如图所示。下列说法中错误的是 (　　)

A.该反应的活化能为E1
B.该反应的ΔH=E1-E2
C.该反应为放热反应
D.图中T1所示曲线代表有催化剂时的能量变化
　　答案　D　题图中虚线、实线分别表示的是有催化剂和无催化剂时反应过程中的能量变化,故D错误。
名师点拨
图解反应热与活化能的关系

(1)在无催化剂的情况,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。
(2)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。

◆题组训练
题组一　考查反应热与能量变化的关系
1.(2020黑龙江顶级名校摸底考)下图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　

A.1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJ
B.1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量
C.通常情况下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
答案　B　题给反应的ΔH=946kJ·mol-1+498kJ·mol-1-2×632kJ·mol-1=+180kJ·mol-1,该反应是吸热反应,A错误,B正确;氮气和氧气反应需要一定条件,C错误;NO不是酸性氧化物,与氢氧化钠溶液不反应,D错误。
2.(2020北京师大附中模拟)科研人员在水煤气变换[CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下:

下列说法正确的是 (　　)
A.过程Ⅰ、过程Ⅱ均为吸热过程
B.过程Ⅲ生成了具有极性共价键的H2、CO2
C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
D.H2O没有参与过程Ⅲ中的反应过程
答案　A　根据反应过程示意图可知,过程Ⅰ、过程Ⅱ为水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,故A正确;过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气,H2中的化学键为非极性键,故B错误;催化剂不能改变反应的ΔH,故C错误;过程Ⅰ、过程Ⅱ是水分子中的化学键断裂的过程,过程Ⅲ中形成了水分子,因此H2O参与了过程Ⅲ中的反应过程,故D错误。
题组二　反应热的图像分析
3.(2020山西晋中月考)某反应由两步反应ABC构成,它的反应能量曲线如图所示,下列叙述正确的是 (　　)

A.三种化合物中C最稳定
B.两步反应均为吸热反应
C.A与C的能量差为E4
D.AB反应,反应条件一定要加热
答案　A　能量越低越稳定,三种化合物中C的能量最低,所以C最稳定,故A正确;由题图可知,第一步反应为吸热反应,第二步反应为放热反应,故B错误;A与C的能量差=(E1-E2)+(E3-E4)=E1+E3-E2-E4,故C错误;AB的反应是吸热反应,与反应发生的条件无关,即吸热反应不一定要加热,故D错误。
4.(2020河南洛阳月考)CH4与Cl2生成CH3Cl的部分反应过程中各物质的能量变化关系如图所示(Ea表示活化能),下列说法正确的是 (　　)

A.Cl·可由Cl2在高温条件下生成,是CH4与Cl2反应的催化剂
B.升高温度,Ea1、Ea2均减小,反应速率加快
C.增大Cl2的浓度,可提高反应速率,但不影响ΔH的大小
D.第一步反应的速率大于第二步反应
答案　C　Cl·可由Cl2在光照条件下生成,是CH4与Cl2反应的“中间体”,而不是反应的催化剂,A错误;Ea1、Ea2分别为第一步反应、第二步反应所需活化能,升高温度,反应所需活化能不变,即Ea1、Ea2不变,B错误;Cl2是该反应的反应物,增大反应物的浓度,反应速率增大,而反应的ΔH和反应的途径无关,只与反应的始态和终态有关,即增大Cl2的浓度不影响ΔH的大小,C正确;第一步反应所需活化能Ea1大于第二步反应所需活化能Ea2,第一步反应单位体积内活化分子百分数低于第二步反应,故第二步反应速率更大,D错误。
题组三　燃烧热、中和热的判断
5.下列热化学方程式正确的是 (　　)
A.表示硫的燃烧热的热化学方程式:S(s)+32O2(g)SO3(g)　ΔH=-315kJ·mol-1
B.表示中和热的热化学方程式:NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3kJ·mol-1
C.表示H2的燃烧热的热化学方程式:H2(g)+12O2(g)H2O(g)　ΔH=-241.8kJ·mol-1
D.表示CO的燃烧热的热化学方程式:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=-566kJ·mol-1
答案　B　表示燃烧热的热化学方程式时,可燃物的物质的量为1mol,反应生成稳定的氧化物。A中应生成SO2;C中应生成H2O(l);D中CO的物质的量应为1mol。
6.已知反应:
①101kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-221kJ/mol
②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)　ΔH=-57.3kJ/mol
下列结论中正确的是 (　　)
A.碳的燃烧热ΔH>-110.5kJ/mol
B.①的反应热ΔH=221kJ/mol
C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol
D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJ热量
答案　C　使用燃烧热时要注意两个关键点:一是反应物用量,可燃物为1mol;二是充分燃烧生成稳定氧化物[H→H2O(l)、C→CO2(g)、S→SO2(g)等]。反应①没有生成稳定的氧化物,因此碳的燃烧热ΔHΔH3　　　　B.ΔH1>ΔH3
C.ΔH1+ΔH3=ΔH2　　　　D.ΔH1+ΔH20;CuSO4(s)CuSO4(aq)　ΔH20,则ΔH3>ΔH2,A项错误;ΔH3>ΔH1,B项错误;ΔH2=ΔH1-ΔH3,C项错误;ΔH1+ΔH2ΔH5,C项正确。
10.(2019辽宁六校协作体期初联考)下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是(　　)

A.工业上可电解MgCl2溶液冶炼金属镁,该过程放出热量
B.热稳定性:MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2
C.金属镁和卤素单质(X2)的反应都是放热反应
D.由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式为MgBr2(s)+Cl2(g)MgCl2(s)+Br2(g)　ΔH=+117kJ·mol-1
答案　C　依据题图可知,Mg与Cl2的能量高于MgCl2,故由MgCl2制取金属镁是吸热反应,故A错误;物质的能量越低越稳定,因此化合物的热稳定性:MgI2