2025届高考化学二轮复习：专题十八 化学反应的热效应 教案

这是一份2025届高考化学二轮复习：专题十八 化学反应的热效应 教案，共31页。教案主要包含了解题技巧，真题链接等内容，欢迎下载使用。
【解题技巧】
化学反应中的能量变化
1、吸热反应与放热反应（从三个角度理解产生化学反应热效应的原因）
（1）从能量高低角度理解
ΔH＝H1(生成物的总能量)－H2(反应物的总能量)
从微观角度理解
ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和
从活化能角度理解
ΔH＝E1(正反应活化能)－E2(逆反应活化能)
【常见的放热反应和吸热反应】
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金属跟酸
的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。
吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O
与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
燃烧热和中和热
(1)燃烧热
①概念：在101 kPa时，1 ml纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。
其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。
②在书写热化学方程式时，应以燃烧1 ml物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)＋eq \f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝-5 518 kJ·ml－1。
(2)中和热
①概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_ml液态H2O时的反应热叫中和热。
②用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l) ΔH＝-57.3 kJ·ml－1。
3、正确理解活化能与反应热的关系
(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1=E2+|ΔH|。
热化学方程式
1、热化学方程式书写步骤
【注意】
（1）ΔH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 ΔH＝－92.4 kJ·ml－1。表示在298 K时，1 ml N2(g)和3 ml H2(g)完全反应生成2 ml NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 ml N2(g)和3 ml H2(g)充分反应，不可能生成2 ml NH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4 kJ。
（2）物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。
“五审”法突破热化学方程式的正误判断
反应热的计算与比较
1、盖斯定律
应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：
(1)参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般为2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘或除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，可得出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式ΔH之间的换算关系。
(2)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号。
(3)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
(4)在涉及反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
步骤如下：
2、反应热大小比较法——盖斯定律“矢量三角”
(1)同一个反应，生成物的状态不相同
有如下两个热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2 (ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。
结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：
依据盖斯定律得ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3ΔH2。
（2）同一个反应，反应物的状态不相同
有如下两个热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。
结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：
依据盖斯定律得ΔH3＋ΔH1＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3ΔH2。
（3）对于不同反应，当它们之间有关联时
有如下两个热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)==CO(g) ΔH2 (ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。
结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：
依据盖斯定律得ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，即ΔH1－ΔH2＝ΔH3ΔH1。
【真题链接】
1．[2024年贵州高考真题]AgCN与可发生取代反应，反应过程中的C原子和N原子均可进攻，分别生成腈和异腈两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图（TS为过渡态，Ⅰ、Ⅱ为后续物）。
由图示信息，下列说法错误的是( )
A.从生成和的反应都是放热反应
B.过渡态TS1是由的C原子进攻的而形成的
C.Ⅰ中“”之间的作用力比Ⅱ中“”之间的作用力弱
D.生成放热更多，低温时是主要产物
2．[2024年广东高考真题]对反应（I为中间产物），相同条件下：①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；②提高反应温度，增大，减小。基于以上事实，可能的反应历程示意图（—为无催化剂，-为有催化剂）为( )
A.B.
C.D.
3．[2024年北京高考真题]苯在浓和浓作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是( )
A.从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时，苯中的大键没有变化
D.对于生成Y的反应，浓作催化剂
4．[2024年甘肃高考真题]甲烷在某含催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是( )
A.
B.步骤2逆向反应的
C.步骤1的反应比步骤2快
D.该过程实现了甲烷的氧化
5．[2024年安徽高考真题]某温度下，在密闭容器中充入一定量的，发生下列反应：，，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是( )
A.B.
C.D.
6．[2023年广东高考真题]催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程（如图）中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是( )
A.使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行
B.反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C.使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
D.使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
7．[2020年浙江高考真题]溶液与 1.95 g 锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为20. 1℃，反应后最高温度为30.1℃。
已知：反应前后，溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算：
（1）反应放出的热量 = J。
（2）反应的 (列式计算）。
参考答案
1．答案：D
解析：A.由反应历程及能量变化图可知，两种路径生成的产物的总能量均低于反应物，故从生成和的反应都是放热反应，A项正确；
B.与Br原子相连的C原子为，由反应历程及能量变化图可知，过渡态TS1是由CN-的C原子进攻的，形成碳碳键，B项正确；
C.由反应历程及能量变化图可知，后续物Ⅰ、Ⅱ转化为产物，分别断开的是和，且后者吸收更多的能量，故Ⅰ中“”之间的作用力比Ⅱ中“”之间的作用力弱，C项正确；
D.由于生成所需要的活化能高，反应速率慢，故低温时更容易生成，为主要产物，D项错误；
故选D。
2．答案：A
解析：提高反应温度，增大，说明反应的平衡逆向移动，即该反应为放热反应，减小，说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动，属于吸热反应，由此可排除C、D选项，加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短，即反应的决速步骤的活化能下降，使得反应速率大幅加快，活化能大的步骤为决速步骤，符合条件的反应历程示意图为A，故A正确，故选A。
3．答案：C
解析：生成产物Ⅱ的反应的活化能更低，反应速率更快，且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定，以上2个角度均有利于产物Ⅱ，A正确；根据前后结构对照，X为米的加成产物，Y为苯的取代产物，B正确；M的六元环中与相连的C为杂化，苯中大键发生改变，C错误；苯的硝化反应中浓作催化剂，D正确。
4．答案：C
解析：A.由能量变化图可知，，A项正确；
B.由能量变化图可知，步骤2逆向反应的，B项正确；
C.由能量变化图可知，步骤1的活化能，步骤2的活化能，步骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应比步骤2慢，C项错误；
D.该过程甲烷转化为甲醇，属于加氧氧化，该过程实现了甲烷的氧化，D项正确；
故选C。
5．答案：B
解析：由题图可知，生成Y的速率大于生成Z的速率，则第一步反应的活化能比第二步反应的活化能小，C项、D项错误；结合均小于0可知，两步反应均为放热反应，故反应物总能量高于生成物总能量，则能量：X>Y>Z，A项错误，B项正确。
6．答案：C
解析：由历程图可知，使用Ⅰ和Ⅱ，R转化为M经历两步，M转化为P又经历了两步，所以反应历程都分4步进行，A项正确；由历程图可知，该反应正向为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，R的浓度增大，B项正确；由历程图可知，使用Ⅱ时，第一步反应的活化能在所有反应中最大，反应速率慢，反应体系达平衡慢，C项错误；由历程图可知，使用Ⅰ时，R转化为M速率较快，而M转化为P速率较慢，所以反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D项正确。
7．答案：（1）
（2）
解析： （1）根据，反应放出的热量。
（2），，显然 Zn过量，即0.02 ml Zn和0.02 ml反应放出的热量为4. 18 kJ，故反应的。
重难突破
1.已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，Ⅰ表示中间体。下列说法正确的是( )
A.化合物A与之间的碰撞均为有效碰撞
B.该历程中的最大能垒(活化能)
C.使用高效催化剂可以降低反应所需的活化能和反应热
D.在总反应中，逆反应的活化能比正反应的活化能大
2.我国科学家成功实现了在铜作催化剂条件下将转化为三甲胺。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示，下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应活化能低于逆反应活化能
B.反应过程的最大能垒为2.16 eV
C.反应过程涉及了极性键、非极性键的断裂与形成
D.选择不同的催化剂，可改变反应的反应热
3.已知：①，②。下列说法中正确的是( )
A.向含0.1mlNaOH的溶液中加入一定体积的乙二酸，反应中的能量变化如图所示
B.
C.氢气的标准燃烧热为
D.若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：
4.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程如图所示。
相关反应的热化学方程式为：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
下列说法不正确的是( )
A.该过程实现了由太阳能到化学能的转化
B.总反应的热化学方程式为
C.和对总反应起到了催化作用
D.该制氢方法生成的反应热与直接电解水生成的反应热相等
5.已知：，，具有正四面体结构，中键的键能为，中的是( )
A.比更稳定
B.可求的反应热
C.键的键能为
D.键的键能为
6.一定温度和压强下，以铁粉为催化剂，用氮气和氢气合成氨气，部分反应历程如图所示（吸附在催化剂表面的物种用*标注），下列说法正确的是( )
A.图示过程中只有一个基元反应
B.
C.铁粉改变了合成氨的反应历程和反应热
D.用不同催化剂进行合成氨反应，反应历程均与上图相同
7.热化学离不开实验，更离不开对反应热的研究。下列有关说法正确的是( )
A.向图甲的试管A中加入某一固体和液体，若注射器的活塞右移，说明A中发生了放热反应
B.将图甲虚框中的装置换为图乙装置，若注射器的活塞右移，说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应
C.由图丙可知，反应①的小于反应②的
D.由图丙可知，
8.反应过程中的能量变化如图所示（图中表示无催化剂时正反应的活化能，表示无催化剂时逆反应的活化能）。下列有关叙述不正确的是( )
A.该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数
B.500℃、101 kPa下，将1 ml和0.5ml置于密闭容器中充分反应生成放出热量，其热化学方程式为
C.该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能
D.，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热
9.金属可活化放出，其反应历程如图所示：
下列关于活化历程的说法错误的是( )
A.中间体1→中间体2的过程是放热过程
B.加入催化剂可降低该反应的反应热，加快反应速率
C.和的总键能小于和的总键能
D.中间体2→中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤
10.某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法错误的是( )
A.该化学反应的速率主要由反应②决定
B.三个基元反应中反应②和反应③是放热反应
C.
D.该过程的总反应为
11.下列说法正确的是( )
A.氢气的燃烧热为，则电解水的热化学方程式为
B.已知，则稀溶液和稀溶液反应的反应热
C.在中，Mg燃烧生成和C，该反应中化学能全都转化为热能
D.已知的熔点和沸点分别为一93.6 ℃和76 ℃，的熔点为167 ℃。室温时与气体反应生成，放出热量123.8 KJ/ml。该反应的热化学方程式为
12.下列四幅图所表示的信息与对应的叙述相符的是( )
A. 图Ⅰ表示与发生反应过程中的能量变化，则的标准燃烧热为
B. 图Ⅱ表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C.图Ⅲ表示一定条件下与生成HCl的反应热与途径无关，则
D. 由图Ⅳ可知该反应
13.一定条件下，与发生取代反应分别生成1ml相关有机物的反应热如图所示[另一产物为HCl（g）]。
下列说法正确的是( )
A.与的取代反应是吸热反应
B.1ml的能量比1ml的能量多400 kJ
C.等物质的量的与反应后，生成物质的量最多的是
D.已知Cl—Cl键的键能为243，C—Cl键的键能为327，则
14.下列各组变化中，化学反应的反应热前者小于后者的一组是( )
①
②
③时，在一定条件下，将和分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时放出的热量分别为
④
A.①②③B.②③C.②③④D.③④
15.以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程如图所示。
相关反应的热化学方程式为：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
下列说法错误的是( )
A.该过程实现了太阳能到化学能的转化
B.和对总反应起到了催化作用
C.总反应的热化学方程式为
D.该制氢方法生成的反应热与直接电解水生成的反应热相等
16.叔丁基溴可与硝酸银在醇溶液中反应：
反应分步进行：
①
②
如图是该反应能量变化图。下列说法正确的是( )
A.选用催化剂可改变反应的大小
B.图中Ⅰ对应的物质是
C.其他条件不变时，的浓度越高，总反应速率越快
D.其他条件不变时，的浓度是总反应速率的决定因素
17.一定温度下，大量研究表明三种双金属合金团簇均可用于催化DRM反应），在催化剂表面涉及多个基元反应，其中甲烷逐步脱氢过程的相对能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.DRM反应中伴随非极性键的断裂和形成
B.双金属合金团簇具有良好的抗积碳作用
C.甲烷逐步脱氢过程中活化能最大的反应步骤是
D.催化甲烷逐步脱氢过程的速率分别为，则
18.一定条件下，萘与硫酸的磺化反应如下图所示，下列说法错误的是( )
A.β-萘磺酸的稳定性强于α-萘磺酸
B.相同条件下，反应②的速率更快
C.萘环上α-H的活性强于β-H
D.控制温度可改变平衡时两种产物的占比
19.1-苯基丙炔（，其中“”表示苯基）可与HCl在一定条件下发生催化加成，反应如图甲：
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图乙所示（已知：反应1、3为放热反应）。下列说法正确的是( )
A.反应焓变：
B.反应活化能：反应1>反应2
C.20 min时及时分离产物，产率：b>a
D.增大HCl浓度可以提高1-苯基丙炔的转化率
20.电喷雾电离等方法得到的（等）与反应可得，与反应过程中体系的能量随反应进程的变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.的二氯代物有两种
B.过渡态1比过渡态2稳定
C.步骤Ⅰ、Ⅱ均涉及极性键形成
D.与生成的反应为吸热反应
21.利用水煤气制备甲烷的热化学方程式为。如图为在钴催化剂表面上进行该反应的历程，其中吸附在钴催化剂表面上的物种用*标注。
下列说法正确的是( )
A.该反应的
B.反应过程中发生极性键和非极性键的断裂与生成
C.决定反应速率快慢的反应为
D.若使用更高效催化剂，则该反应的的绝对值将增大
22.研究与氯自由基（用表示）的反应有助于保护臭氧层。已知与反应有4条可能的反应路径，如图所示，图中TS表示过渡态，IM表示中间体。下列说法中正确的是( )
A.相同条件下，路径①的反应速率最快
B.路径④属于放热反应
C.路径②是基元反应
D.过渡态中最稳定的是TS1，产物最稳定的是路径④的
23.HBr被氧化依次由如下Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成，其能量与反应过程曲线如图所示。
（Ⅰ）
（Ⅱ）
（Ⅲ）
下列说法正确的是( )
A.比和稳定
B.三步反应均为放热反应
C.步骤（Ⅰ）是决速步
D.总反应的热化学方程式为
24.已知、均可作为燃料电池的燃料，其相关热化学方程式如下：
①
②
③
④
下列说法正确的是( )
A.
B.反应②的
C.反应①中若生成，则
D.反应③中的能表示乙醇的燃烧热
25.“宏观辨识一微观探析一符号表征”是化学学习的重要方法。我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示：
已知：几种物质中化学键的键能如表所示。
若反应过程中分解了2ml气态水，则下列说法错误的是( )
A.整个过程中实现了光能转化为化学能
B.过程I吸收能量，过程Ⅱ释放能量
C.
D.反应的能量变化如上图所示
答案以及解析
1.答案：D
解析：A.根据有效碰撞理论可知，化合物A与之间的碰撞不均为有效碰撞，A错误；
B.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，图中峰值越小则活化能越小；由图，该历程中的最大能垒(活化能)=16.87kJ/ml-(-1.99kJ/ml)=18.86kJ/ml，B错误；
C.催化剂可降低反应所需的活化能，改变反应速率，但不能改变反应的始态和终态，不能改变反应始态和终态的总能量，即不能改变反应热，C错误；
D.由图，生成物能量低于反应物，反应为放热反应，则在总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大，D正确；
故选D。
2.答案：A
解析：该反应为放热反应，正反应活化能低于逆反应活化能，A正确；由反应历程图可知，反应过程的最大能垒为-1.02eV-（-2.21eV）=1.19eV，B错误；反应过程不涉及非极性键的形成，C错误；反应的热效应不受催化剂影响，D错误。
3.答案：A
解析：乙二酸是弱酸，向含0.1mlNaOH的溶液中加入一定体积的乙二酸，反应放出的热量小于5.73kJ，故A正确；中有硫酸钡沉淀生成，放出的热量应大于114.6kJ，故B错误；氢气的标准燃烧热是生成液态水放出的热量，故C错误；若反应②中水为液态，则同样条件下的反应热：，故D错误。
4.答案：B
解析：该过程利用太阳能将水分解，转化为化学能，A正确；根据盖斯定律，反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ即可得到：，则，B错误；根据流程图知总反应为，则和起到催化作用，C正确；反应热与始末状态有关，与过程无关，即两种不同方法的反应热相等，D正确。
5.答案：C
解析：分子中存在5个键，总键能为，分子中存在3个键，总键能为，总键能越大，物质的总能量越低，稳定性越强，故比更稳定，A错误；由于不知道的反应热，所以根据题中信息不能求得的反应热，B错误；设键的键能为x，将题中已知的两个热化学方程式依次编号为①②，②①可得，根据盖斯定律，，由于在化学反应中断键吸热、成键放热，反应物的键能总和-生成物的键能总和，可得，解得，C正确；设P-P键的键能为y，根据盖斯定律，可得，可得，解得，D错误。
6.答案：B
解析：该反应经历3个过渡态后完成，有3个基元反应，A错误；生成物的总能量-反应物的总能量，由题图可知，的总能量高于的总能量，，B正确；催化剂的作用是降低反应的活化能，从而增大化学反应速率，而焓变只与反应的始态和终态有关，故以铁粉为催化剂，铁粉可以改变合成氨的反应历程，但不能改变反应热，C错误；用不同催化剂进行合成氨反应，活化能不同，则反应历程与题图不相同，D错误。
7.答案：C
解析：并不是只有化学反应可以放出热量，很多物质的溶解过程也是放热的，向图甲的试管A中加入某一固体和液体，若注射器的活塞右移，不能说明A中发生了放热反应，A错误；将图甲虚框中的装置换为图乙装置，若注射器的活塞右移，不能说明锌粒和稀硫酸的反应为放热反应，由于锌粒与稀硫酸反应生成了，锥形瓶内压强增大，使注射器的活塞右移，B错误；由图丙可知，反应①+反应②≠过程③，故，应该是反应②=过程③+反应①，故，D错误。
8.答案：B
解析：由图中反应物总能量与生成物总能量的大小关系可知，该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数，A正确；由于该反应为可逆反应，500℃、101kPa下，将1ml（g）和0.5ml（g）置于密闭容器中充分反应得不到1ml（g），所以的反应热不等于，B错误；该反应为放热反应，其