鲁科版2023-2024年高中化学大一轮复习第6章 第34讲化学反应的热效应

第6章化学反应与能量转化

第34讲化学反应的热效应

［复习目标1L了解反应热、内能、焙变的概念，知道化学反应热效应与内能和反应的焙变之

间的关系。2.知道常见的吸热反应和放热反应，能从多角度分析化学反应中能量变化的原因。

3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4.了解摩尔燃烧焰的概念及能源利用

的意义。

考点一反应热燃变

■归纳整合

1.体系与环境

(1)体系：人为划定的_____________________________

⑵环境：体系«

2.反应热与内能

(1)反应热(。)：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所或的热量称为

该反应在此温度下的热效应。

(2)内能

概念:体系内物质所含各种微观粒子的—

总和

影响因素:①物质的_____________________

内能②体系的

(U)

内能变化(AU)与反应热的关系：

①=Q+W

②如果反应过程中体系没有做功,则AU=_

Δu>0,反应,ΔU<(),反应____

3.反应热与焰变

始与内能的关系：〃=U+pV,单位：J

或kJ

意义：用它的变化来描述

⑴焰(H)——

影响因素：①物质的

;②体系的__________

表达式：AH=H(反应产物)-H(反

—

应物)______________________________

与反应热的关系：在等压反应中，如

果反应中物质的能量变化没有与电能、

(2)培变—光能等其他形式的能量发生转化.则

(ΔW)-该反应的反应热等于______________

_______,即HX),反应—

QIl=ΔW;Δ

___,ΔW<0,反应_______

常用单位：

——含义：完成每摩尔指定化学反应的能

量变化数值________________________

4.吸热反应、放热反应

(1)放热反应：释放热量的化学反应。反应物的总能量______反应产物的总能量。反应体系的

能量________,故AH0,即AH为,

(2)吸热反应：吸收热量的化学反应。反应物的总能量反应产物的总能量。反应体系的

能量______,故AH0,即△“为。

(3)常见的吸热反应和放热反应

吸热反应(A”>0)放热反应(△4<())

①中和反应

ΦBa(OH)2∙8H2O与NH4Cl的反应

②燃烧反应

②大多数的分解反应

③金属与酸或与氧气的反应

③弱电解质的电离

④铝热反应

④盐类水解

⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应

⑤C和H20(g)、C和CO2的反应

⑥大多数的化合反应

5.反应热产生的原因

(1)从能量图分析

熔

反应产物

（2）从化学键变化分析

［吸收能量EJ

E∣>J

司旧化学阅厂｛反应产物能量高,则为一反应］

应键断裂应

物新化学小产L｛反应产物能量低,则为应国

键形成W

E↑<E,'HO

［释放能量&）2

IΞ易错辨析

1.浓H2SO4稀释是放热反应（）

2.放热反应不需要加热就能发生，吸热反应不加热就不能发生（）

3.石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定（）

4.可逆反应的AH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关（）

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.活化能越大，表明化学反应吸收的能量越多（）

■专项突破关键能力

一、对反应过程能量图的理解

I.科学家用X射线激光技术观察到Cc）与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的

示意图如图。

状态I状态∏状态DI

•表示C。表示ONk表示催化剂

反应过程

回答下列问题:

⑴从状态I到状态m为（填“吸热”或“放热”）反应。

⑵从状态I到状态II需要（填“吸收”或“释放”）能量，co分子（填

“是”或“否”）需要断键形成C和0。

（3）从状态Ii到状态m形成的化学键是。

（4）将相同物质的量的CO转化为Cθ2,CO与O比Co与02反应放出的热量（填“多”

或“少”)，可能的原因是o

(5)由该反应过程可知，在化学反应中，旧化学键(填“一定”或“不一定”浣全断

裂，但一定有新化学键的。

2.臭氧层中03分解过程如图所示，回答下列问题。

⑴(填“>”或“<”)0。

⑵催化反应①是(填“吸热”或“放热"，下同)反应，催化反应②是反应。

(3)总反应的活化能是,催化反应①的活化能是,催化反应②对应的逆反应的

活化能是,总反应对应的逆反应活化能为。

3.钿基催化剂对CCh电化学还原制取HCOoH具有高效的选择性。其反应历程与能量变化

如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。

CO^→COHCOOHCOOH

22÷e

O

-1

-2-Bi催化剂

-3ABi?。,催化剂

-4gH

OoOo

D*ɔoO反应历程

*DD

HH

*

⑴使用Bi、Bi2O3两种催化剂哪个更有利于CO2的吸附？0简述判断依据：

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(2)CO2电化学还原制取HCOOH反应的(填或)00

(3)使用Bi催化剂时，最大能垒是,使用Bi2O3催化剂时，最大能垒是

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(4)由*Cθ2生成*HCOO的反应为___________________________________________________

二、根据键能计算焰变

4.CH3-CH3(g)—CH2=CH2(g)+H2(g)∖H,有关化学键的键能如下表:

化学键C-HC=CC-CH-H

键能/(kJ∙mol=)414615347435

则该反应的反应热为。

5.己知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为Cl-N=O):

化学键N≡OCl-ClCl-NN=O

键能/(kJ∙mol-∣)630243a607

则反应2N0(g)+Cb(g)2ClN0(g)的AH=kJ∙mol∣(用含a的代数式表示)。

•得分技巧

熟记常见1mol下列物质中化学键数目：

物质金刚石

SiO2P4CO2CH4

化学键C-CSi-OP-PC=OC-H

化学键数目22A4NA6NA2NA4NA

考点二热化学方程式摩尔燃烧焰

■归纳整合

1.热化学方程式的概念和意义

(1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。

(2)意义：既表明了化学反应中的变化，也表明了化学反应中的变化。

如2H2(g)+O2(g)=2H2O⑴Δ//=-571.6kJ∙mol1表示在25℃、IOlkPa条件下,

2.书写热化学方程式的注意事项

(1)热化学方程式中必须标明反应物和生成物的，固体(_)、液体(一)、气体

(_)、水溶液(_),若为同素异形体，还要注明名称。

(2)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25℃和IOlkPa下测定。

(3)热化学方程式中的化学计量数为.故化学计量数可以是,也可以是

。当化学计量数改变时，其AH也___的改变。

⑷要注明A”的符号：“+”代表、“一”代表,以及单位：=

3.摩尔燃烧燃

(1)概念：在一定反应温度和压强条件下，―mol纯物质氧化为同温下的指定产物时

的焙变。

⑵注意以下几点：①研究条件：298K、IOlkPa。②反应程度：完全氧化，产物是稳定的指

定产物。③研究对象：可燃物，物质的量为moɪo

燃烧元素CHSN

稳定产物及状态HO(I)SO(g)

co2(g)22N2(g)

4.燃料的选择能源

⑴燃料的选择原则

首先：;

其次：;

其他：稳定性、来源、价格、运输等。

(2)能源及利用

化

石

属于能源

储

一

能

源-

太阳能、氢能、资源丰富、没

新

_能风能、地热能、优点有污染或污染

源海洋能、生物一^很小，属于—

质能等能源

开提高能源的利用效率：①改善开采、运

源

节输、加工等各个环节；②科学控制燃烧

流反应，使燃料充分燃烧

的

措开发资源丰富、可以再生、没有污染或

施污染很小的新能源

E易错辨析

1.开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量()

2.CH4(g)+2O2(g)=Cθ2(g)+2H2O(g)ΔW=-890.3kJ()

3.根据2H2(g)+O2(g)=2H2O⑴△”=-571.6kJ∙moL可知，氢气的摩尔燃烧始为

-571.6kJ-moΓl()

4.对于SO2(g)+∣O2(g)SO3(g)AH=-QkJmoL,增大压强平衡右移，放出的热量增

大，减小()

13

5.已知N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)∖H=-92kJ∙moΓ',则NH3(g)=^N2(g)+/2(g)

=+46kJ∙moΓl()

■专项突破关键能力

一、能源摩尔燃烧焙概念的理解

1.据某网报道，欧洲一集团公司拟在太空建立巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解

海水制氢，其反应可表示为2H2θ=⅛2H2t+O2t»有下列几种说法：①水分解反应是放

热反应；②若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可改善生存条

件；③使用氢气作燃料有助于控制温室效应：④氢气是一级能源。其中叙述正确的是()

A.①②B.③④

C.②③D.①②③④

.油酸甘油酯(相对分子质量为在体内代谢时可发生如下反应：

2884)C57HKMO6(S)+

80O2(g)=57Cθ2(g)+52H2O(1)

已知燃烧Ikg该化合物释放出3.8X104口热量，油酸甘油酯的摩尔燃烧焙为()

A.3.8×104kJ∙moΓ1

B.-3.8×104kJ∙mol

C.3.4×l04kJ∙mol1

D.-3.4×104kJ∙mol

二、热化学方程式的书写

3.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。

(1)已知2.0g燃料册(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4kJ的热量，则表示脱

燃烧的热化学方程式为。

⑵CUCl(S)与O?反应生成CUCI2(s)和一种黑色固体。在25℃>101kPa下，已知该反应每消

耗1molCUCKS)放热44.4kJ,该反应的热化学方程式是

4.分析图像书写热化学方程式。

1

3、κx

哪8(

投J*.C(+5,63)

6(,B(+],60)

长4(/%

S2(

∕A(-1,O)

11IIIr

-1+1+3+5+7

家元素的化合价

丙

(1)图甲表示的是No2和CO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：0

(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、硅在生成Imol气态氢化物时的焙变数据，根据焰变

数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反

应的热化学方程式：。

(3)图丙表示一定条件下，在水溶液中ImolCI一、ClO；(X=I,2,3,4)的能量相对大小，

ΦD是(填离子符号)。

②反应B-A+C的热化学方程式为(用离子符

号表示)。

真题演练明确考向

1.(2020•天津，10)理论研究表明，在IOlkPa和298K下，HCN(g)HNe(g)异构化反应

过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是()

Γ

C

E

P∙

O

/

修

混

妾

H

⅛

A.HCN比HNC稳定

B.该异构化反应的AH=+59.3kJ∙moL

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

2.(2022•浙江6月选考，18)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表:

物质

(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O

能量/(kJ∙mol-l)249218391000—136-242

l

可根据Ho(g)+HO(g)=H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ∙molo下列说法不

正确的是()

A.H2的键能为436kJ∙mo□

B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍

C.解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2