考点08+化学反应与能量-2018领军高考化学考点必练+含解析

考点八化学反应与能量

【知识讲解】

—.反应热熔变

1.定义：化学反应过程中吸收或放出的能

量都属于反应热，又称为婚变（AH）,单位kJ/mol。

解释：旧键的断裂：吸收能量；新键的形成：放出能量，某一化学反应是吸热反应还是放

热反应取决于上述两个过程能量变化的相对大小。吸热：吸收能量〉放出能量；放热：吸收

能量〈放出能量。

2.化学反应中能量变化与反应物和生成物

总能量的关系

△

裹

牧n

金

量u

vnfis

3.放热反应：放出热量的化学反应，（放热〉吸热）△H<0；吸热反应，吸收热量的化学反应（吸

热〉放热）AH〉。。

【学习反思】

⑴常见的放热、吸热反应:

①常见的放热反应有

a燃烧反应b酸碱中和反应

C活泼金属与水或酸的反应d大多数化合反应

②常见的吸热反应有:

a氢氧化钢晶体和氯化镀晶体混合发生反应bCO2+C=2C0

c大多数的分解反应

⑵△HVO时反应放热；ZiH〉0时反应吸热。

【概括总结】焰变反应热

在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴有能量变化。

1.焰和烙变

焰是与物质内能有关的物理量•单位：kJmoF1,符号：也

焙变是在恒压条件下，反应的热效应。单位：kJmoF1,符号：△以

2.化学反应中能量变化的原因

化学反应的本质是反应物分子中旧化学键断裂和生成物生成时新化学键形成的过程。

任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，当反应物分子间的化学键断裂时,

需要克服原子间的相互作用，这需要吸收能量：当原子重新结合成生成物分子，即新化学键

形成时，又要释放能量。

△H=反应物分子中总键能一生成物分子中总键能。

3.放热反应与吸热反应

当反应完成时，生成物释放的总能量与反应物吸收的总能量的相对大小，决定化学反应是吸

热反应还是放热反应。

(1)当AH为"一"或AH<0时,为放热反应,反应体系能量降低。

(2)当AH为"+"或AH>0时,为吸热反应,反应体系能量升高。

4.反应热思维模型:

⑴放热反应和吸热反应

能生成物

a吸收

为“+”

热量A金H

AH>0

反成物

反应过程

吸热反应

⑵反应热的本质

类型

放热反应♦除反应

比较

定义有竦量放出的化学反应♦收热量的化学反应

________徐子重第哈

IH便蜥裂------------------■新嵬彩成

放

出

nt

图示

化学反应

牛嫌

©%<AK2放效R应

△H-f反腐4W能1牛成物健傕

a示万\11<«UIX)

法国县3型］二2^须*明-一吗fc示，热.、”左示殿娉

以H2(g)+CI2(g)=2HCI(g)AH=-186"mol】为例

Ei：f(ci-ci)；&：2E(H-CI)；^H=Ei—E2

热化学方程式

1.概念：能表示参加反应的物质变化和能量变化的关系的化学方程式叫做热化学方程式。

2.表示意义

⑴热化学方程式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。

（2）热化学方程式中的化学计.量数，表示实际参加反应的反应物的物质的量和实际生成的生

成物的物质的量。

⑶热化学方程式中的反应热与反应物、生成物的化学计量数相对应。

3.书写热化学方程式的注意事项

C（固）+%0（气）=CO（气）+%（气）AH=+131.3kJ/mol

（1）标集聚状态（固、液、气）

⑵右端标热量数值和符号：吸热用放热用："一"。

⑶系数单位是"摩"，而不是"个"；也不能表示物质的量之比。

⑷系数可用分数，但热量值要相应变化。

如:2H2（气）+。2（气）=2h0（液）AH=-571.6kJ/mol

%（气）+1/25（气）=%。（液）AH=-285.8kJ/mol

（5）不注明条件,即指25°C、1.01xl05Pa

【拓展延伸】

1.比较"反应热"或的大小时，必'须带符号，比较"燃烧热"或"中和热"时，只需比较

数值大小即可。

2.参加反应的物质的量不同，则反应热的数值也会发生相应的变化，如1mol出完全燃烧生

成液态水时放出285.8kJ的热量，2molH2完全燃烧生成液态水时则放出571.6kJ的热量。

3.对于可逆反应，如3H2（g）+M（g）2NHs（g）AH=-92.4kJ/mol,是指生成2molNH3时放出

92.4kJ的热量，而不是3moi出和:1mol”混合，在一定条件下反应就可放出92.4kJ的热量，

实际3moid和:Lmol2混合，在一定条件下反应放出的热量小于92.4kJ,因为该反应的反应

物不能完全转化为生成物。

4.同一反应中物质的聚集状态不同，反应热数值大小也不同。例如，S（g）+O2（g）==SO2（g）

△%=-Qi；S⑸+C）2（g）=SC）2（g）A“2=-Q2，可以理解成固态硫变成气态硫后再发生变化，

而由固态到气态是需要吸收能量的，所以QI>Q2、△HIVQH"故当同一反应中只由于聚集状

态不同比较反应热的大小时，反应物为固态时放出的热量少，生成物为固态时放出的热量

多。

5.反应物的量相同，生成物的状态不同，反应热数值大小也不相同。如：

例如：

出（气）+1/2。2（气）=电0（g）

AH=-241.8kJ/mol

出（气）+1/25（气）=H20（I）

AH=-285.8kJ/mol

【拓展升华】

热化学方程式是表示参加反应的物质的量与反应热关系的化学方程式。热化学方程式的书写

除了遵循书写化学方程式的要求外，应侧重从以下几个方面予以考虑：

1.检查符号的正误

放热反应的△"为"一"，吸热反应的为单位是kJ/mol,逆反应的AH与正反应的

数值相同，符号相反。

2.检查是否注明物质的聚集状态

必须注明每种反应物和生成物的聚集状态，同一个化学反应，物质的聚集状态不同，

数值不同。

3.检查的数值与化学计量数是否对应

△H的大小与反应物的物质的量的多少有关，相同的反应，化学计量数不同时，AH不

同。

4.特殊反应热

书写表示燃烧热的热化学方程式时，可燃物的化学计量数为1,产物应为完全燃烧生成

稳定的化合物，如C燃烧生成CO2而不是C。、出燃烧生成的是出。（1）而不是h0值）。

三.燃烧热

1.定义：在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，叫做该物质的燃烧热。单位kJ/mol。

2.在理解物质燃烧热的定义时，要注意以下几点：

（1）研究条件：101kPa,温度通常是25℃。

（2）反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。

如H玲出0（1）而不是出。值）、CfCC）2（g）而不是CO、SfSC）2（g）而不是5。3。

（3）燃烧热是以1mol可燃物作为标准来进行测定的，因此书写表示燃烧热的热化学方程

式时，应以1mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，其他物质的化学计量数常出

现分数。

（4）燃烧热的含义：H2（g）+V2O2（g）=H2O（l）AH=-285.8kJ/mol,出的燃烧热为285.8kJ/mol所表

示的含义:

特别提醒：因燃烧热、中和热是确定的放热反应，具有明确的含义，故在表述时不用带负号,

如CH4的燃烧热为890KJ/molo强酸与强碱反应的中和热为57.3kJ/mol。

四.中和热

1.定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成Imol水时的反应热叫做中和热。

.中和热的表示：+-

2H(aq)+OH(aq)=H2O(I)；AH=-57.3kJ/moL

3.要点

①条件：稀溶液。

②反应物：(强)酸与(强)碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸

热所伴随的热效应。

③生成水，中和反应的实质是和化合生成若反应过程中有其他物质生成,

lmolH+OFTH20,

这部分反应热也不在中和热内。④放出的热量：57.3kJ/mol

五.燃烧热和中和热的区别与联系

燃烧热中和热

相同点能量变化放热反应

△H△H<0,单位kJ/mol

反应物的量可燃物为Imol可能是Imol也可以是0.5mol(或不限)

不

生成物的量不限量H20Imol

同

反应热的含反应物完全燃烧时放出的酸碱中和生成时放出的热量，强酸强碱间

点ImollmolH2O

义热量;不同的物质燃烧热不同的中和反应中和热大致相同，均约为57.3kJ/mol

(2)中和热的测定步骤：

①用大、小烧杯、泡沫塑料、温度计和环形

搅拌棒组装反应装置。(也可在保温杯中进行)

②用量筒量取50mL0.5moi的盐酸倒入小烧杯中并用温度计测量温度，记入下表。

③用另一量筒量取50mL0.55mol的NaOH溶液并测量温度，记入下表。

④把温度计和环形搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯,

用环形搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为最终温度，

记入下表。

⑤重复实验两次，取测量所得数据的平均

值作为计算依据。

1环形玻璃搅拌棒起始温度tm?终止温温度差

温强计-----HC1NaO平均值度建

H

125.025028.4

碎泡沫期料T224.925.128.3

325.124.928.5

⑥根据实验数据计算中和热。（具体计算不

要求）在理解中和热的概念时，要注意以下几点：①研究条件：稀溶液（常用aq来表示稀溶

液）；②反应物：酸与碱；③生成物及其物质的量：1molH2O；④放出热量：AH<0单

位：kJ/moL

在书写物质在溶液中发生化学反应的方程式时，我们常用aq来表示稀溶液，稀溶液是指

溶于大量水的离子。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离的

吸热所伴随的热效应。

六.反应热的计算

1.盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热相同。换句话说,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。

归纳总结：反应物A变为生成物D,可以有两个途径：

①由A直接变成D,反应热为AH；

②由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为△%、△“、△出。

如下图所示：

AH

则有△H=AHI+^H2+AH3

盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利

用盖斯定律不难间接计算求得。

【深度讲解】应用盖斯定律进行简单计算的注意事项：

⑴当反应方程式乘以或除以某数时，AH也应乘以或除以该数。

⑵反应方程式进行加减时，AH也同样进行加减运算，且计算过程中要带

⑶运用盖斯定律进行计算并比较反应热的大小时，同样要把AH看做一个整体。

（4）在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的变化，状态由固到液到气变化时,

会吸热；反之会放热。

⑸当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。运用盖斯定

律关键在于分析总反应可由哪些中间过程构成，化简要细心，计算时AH（带也要参与

运算。

（6）不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。

⑺某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。

2.根据反应物和生成物的键能计算反应热：

△H=反应物的总键能一生成物的总键能

【深度解读】

⑴计算时一定要注意是什么化学键，单键还双键，一个分子中有多少个共价键。如ImolSi

晶体中含有2molSi-Si共价键。

⑵有时还要利用题目中的条件构造一个新的热化学方程式或关系式，如可根据燃烧热的定

义，写出热化学方程式，再结合题目中的热化学方程式，利用盖斯定律进行计算。

3.应用

盖斯定律:不管化学反应是一步完成或分

几步完成，其反应热是相同。换句话说，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。因为有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生，这给测定反应热

造成了困难.此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。

【典例剖析】

典例1（2017课标I）（14分）近期发现，H2s是继NO、C。之后第三个生命体系气体信号分

子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：

（1）下列事实中，不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是（填标号）。

A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应，而亚硫酸可以

B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸

C.0.10mol-L'1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1

D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸

（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

热化学硫碘循环水分解制氢系统（I）“

AHi=327kJmor1P

|SO2(g)+I2(s)+2H2。①=2HI(aq)+H2SO4(aq)△H2=-153molT.|

|2HI(aq)=H2(g)+l2(s)1

AH3=110kJ-mor.'

-1

H2s(g)+H2so4(aq)=S(s)+SO2(g)+2H2OQ)AH4=61kJ-mol^

热化学硫碘循环硫化氢分解联产氢气、硫黄系统（II）”

通过计算，可知系统（I）和系统（n）制氢的热化学方程式分别为、

,制得等量出所需能量较少的是。

（）与在高温下发生反应：（）（）（）（）在时，将

3H2sC02H2Sg+CO2g^=iCOSg+H2Oge610k0.10mol

C02与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。

①H2s的平衡转化率4=%,反应平衡常数K=

②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03,H2s的转化率见«,该反应的

AH0。(填"或"=")

③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2s转化率增大的是,(填标号)

A.H2SB.CO2C.COSD.N2

【答案】(1)D

⑵H2O(l)=H2(g)+1o2(g)

△H=+286kJ/molH2S(g)=H2(g)+S(s)AH=+20kJ/mol

系统(II)

(3)@2.52.8x10s②〉③B

【解析】(1)A.根据复分解反应的规律：强酸+弱酸盐挈酸盐+弱酸，可知酸性H2sO3>H2cO3>H2S,A错

误；B.亚硫酸'氢卤酸都是二元弱酸，由于溶液中离子浓度越大，溶液的导电性就越强，所以等浓度的亚

硫酸的导电性比氢硫酸的强，可以证明酸性：H2s03AH,S,B错误；C.等浓度的二元弱酸，酸电离产生的

c(H+)越大，溶液的酸性越强，则其pH就越小。所以亚硫酸溶液的pH比等浓度的氢硫酸的小，可以证明酸

性：H2sO3>HZS,C错误；D.物质的还原性大小与微粒中元素的化合价及微粒结构有关，与其电离产生氢

离子的浓度大小无关，因此不能证明二者的酸性强弱，D正确。答案选D。

(2)①H2sO4(aq)=SC)2(g)+H2O(l)+-5(g)△Hi=+327kJ/mol

2

@SO(g)+l(s)+2HO(l)=2HI(aq)+HSO(aq)

22224△H2=-151kJ/mol

③2Hl(aq)=H2(g)+l2(s)△H3=+110kJ/mol

④H2s(g)+H2s0，aq)=S(s)+S02(g)+2出0(1)△H4=+61kJ/mol

①+②+③，整理可得系统⑴的热化学方程式出。(1)=%值)+—。2值)△H=+286kJ/mol；

2

②+③+④，整理可得系统(II)的热化学方程式H2s(g)+=H2(g)+S(s)△H=+20kJ/mol..

根据系统I、系统II的热化学方程式可知：每反应产生lmol氢气，后者吸收的热量比前者少,

所以制取等量的力所需能量较少的是系统IL

(3)①H2s(g)+82(g)=COS(g)+dO(g)

开始0.40molO.lOmol00

反应XXXX

平衡(0.40-x)mol(O.lO-x)molxx

MH?=-----------------------------=0.02

〃(总)(0.4-x)+(0.10-x)+x+x

解得x=0Qlmol,所以H2s的转化率是/=。。mH*100%=2.5%

OAQmol

由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数

K=c(COS)c(%。)=n(COS)〃(&。)=0.01x0.01=28><1().3

--

c(//2S)c(CO2)rt(W2S)n(CO2)"(0.40-0.01)(0.10-0.01)-；

②根据题目提供的数据可知温度由610K升高到620K时，化学反应达到平衡，水的物质的量

分数由0.02变为0.03,所以H2s的转化率增大。a2>a1；根据题意可知：升高温度，化学平衡

向正反应方向移动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，所以该

反应的正反应为吸热反应，故△H>0：③A.增大H2s的浓度，平衡正向移动，但加入量远远大

于平衡移动转化消耗量，所以H2s转化率降低，A错误；B.增大CO2的浓度，平衡正向移动,

使更多的H2s反应，所以H2s转化率增大，B正确；C.COS是生成物，增大生成物的浓度，

平衡逆向移动，H2s转化率降低，C错误；D."是与反应体系无关的气体，充入冲，不能使

化学平衡发生移动，所以对H2s转化率无影响，D错误。答案选B。

典例2(2017课标II)(14分)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下

列问题：

(1)正丁烷(C,Hi。)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：

①C4Hdg)=C4H8(g)+H2(g)AHI

1

已知：@C4H10(g)+-。2值)=C4H8(g)+H2O(g)AH2=-119kJ-mol-

2

1

③M(g)+-O2(g)=H2O(g)AH3=-242kJ-mor

2

反应①的为kJ-mor\图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，

x0.1(填"大于"或"小于")；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是

__________(填标号)。

A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强

度7°c

图反应温

C：

图（

催化

是活化

的作用

（氢气

应器

的反

化剂

有催

填充

通过

流速

一定

体以

合气

的混

氢气

烷和

（2）丁

n（T

气）/

（氢

气中n

进料

率与

烯产

为丁

（b）

。图

气等

、氢

丁烷

丁烯、

中含有

出口气

剂），

。

因是

的原

降低

，其

化趋势

低的变

高后降

现先升

曲线呈

图中

系。

的关

烷）

煌类化

短碳链

生成的

温裂解

要是高

产物主

线，副

系曲

的关

温度

反应

产率和

为反应

（c）

（3）图