适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第6章化学反应与能量第29讲反应热热化学方程式课件

第29讲反应热热化学方程式【课标指引】

1.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学反应中能量变化的本质。2.能用热化学方程式表示反应中的能量变化,能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用,能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题,如煤炭的综合利用等。考点一反应热和焓变考点二热化学方程式燃烧热目录索引

素养发展进阶考点一反应热和焓变必备知识•梳理1.焓变和反应热

HΔHkJ/mol

kJ·mol-1等温

释放吸收

等压

焓变

2.吸热反应和放热反应(1)从物质的总能量角度分析情境思考如图表示某反应的能量变化,按要求回答下列问题:

①该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。

②该反应的ΔH=________。

③使用催化剂________(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。

④逆反应的活化能可表示为________。

放热

E2-E1不能

E3-E2(2)从键能的角度分析

吸热

><放热

(3)常见的吸热反应和放热反应

化合

分解

【应用示例】下列过程属于吸热反应的是________(填序号)。

①灼热的木炭中通入CO2

②碘升华③石灰石受热分解④水蒸气液化⑤Mg+2HCl═MgCl2+H2↑

⑥CH4+2O2

CO2+2H2O

⑦HCl+NaHCO3═NaCl+H2O+CO2↑

⑧Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应①③⑦⑧

关键能力•提升考向1反应热与能量变化的关系例1(2023·浙江1月选考卷)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是(

)A.E6-E3=E5-E2B.可计算Cl—Cl键能为2(E2-E3)kJ·mol-1C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程ⅠD.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)+O(g)═O2(g)+Cl(g)

ΔH=(E5-E4)kJ·mol-1C解析

由图可知,反应O3+O═2O2的ΔH=(E6-E3)

kJ·mol-1,反应O3+O+Cl═2O2+Cl(即O3+O═2O2)的ΔH=(E5-E2)

kJ·mol-1,从而可得:E6-E3=E5-E2,A正确。由于Cl2(g)的相对能量为0,[O3+O]的相对能量为E3

kJ·mol-1,[O3+O+Cl]的相对能量为E2

kJ·mol-1,则Cl(g)的相对能量为(E2-E3)

kJ·mol-1,故Cl—Cl键能为2(E2-E3)

kJ·mol-1,B正确。由图可知,历程Ⅱ使用了催化剂,但催化剂不能使平衡发生移动,则平衡转化率不同,故O3的平衡转化率:历程Ⅰ=历程Ⅱ,C错误。一般来说,活化能越低,反应速率越快,由图可知,历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低,该步反应速率最快,结合图中物质的相对能量,可得热化学方程式为ClO(g)+O(g)═O2(g)+Cl(g)

ΔH=(E5-E4)

kJ·mol-1,D正确。[对点训练1](2023·广东汕尾期末)酸催化丙烯与一元醇合成醚的反应机理、能量变化与反应过程的关系如图所示。下列说法正确的是(

)DA.①②均为放热过程B.②的逆反应吸收的能量比③的逆反应吸收的能量多C.反应过程中只存在2种过渡态D.总反应为放热反应解析

由图像可知①为吸热过程,②为放热过程,A错误;根据图中信息得到逆反应吸收的能量为③>②,B错误;图像中有3个峰,有3种过渡态,C错误;根据图像可知,反应物总能量大于生成物总能量,总反应是放热反应,D正确。考向2根据键能计算反应的焓变例2(2022·浙江6月选考卷)标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:可根据HO(g)+HO(g)═H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol-1。下列说法不正确的是(

)A.H2的键能为436kJ·mol-1B.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<H2O2D.H2O(g)+O(g)═H2O2(g)

ΔH=-143kJ·mol-1C解析

根据表格中的数据可知,H2的键能为218

kJ·mol-1×2=436

kJ·mol-1,A正确;由表格中的数据可知O2的键能为249

kJ·mol-1×2=498

kJ·mol-1,由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214

kJ·mol-1,则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B正确;由表格中的数据可知HOO═HO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为249

kJ·mol-1+39

kJ·mol-1-10

kJ·mol-1=278

kJ·mol-1,H2O2中氧氧单键的键能为214

kJ·mol-1,C错误;由表中的数据可知H2O(g)+O(g)═H2O2(g)的ΔH=-136

kJ·mol-1-(-242

kJ·mol-1)-249

kJ·mol-1=-143

kJ·mol-1,D正确。[对点训练2](2024·湖南师范大学附属中学高三模拟节选)下列反应可用于在国际空间站中处理二氧化碳。CO2(g)+4H2(g)

CH4(g)+2H2O(g)

ΔH=-270kJ·mol-1几种化学键的键能如表所示:则a=________。

745解析

根据反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,ΔH=-270

kJ·mol-1=2a

kJ·mol-1+436

kJ·mol-1×4-413

kJ·mol-1×4-463

kJ·mol-1×4,则a=745。考点二热化学方程式燃烧热必备知识•梳理1.热化学方程式(1)定义热化学方程式:2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1,表示25℃、101kPa下,_______________________________。

热化学方程式同时标明了化学反应中的_______变化和_______变化。

2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量物质

能量

(2)书写步骤及要求

s、l、g、aq单位

【应用示例】已知25℃、101kPa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为C(石墨,s)+O2(g)═CO2(g)

ΔH=-393.51kJ·mol-1C(金刚石,s)+O2(g)═CO2(g)

ΔH=-395.41kJ·mol-1(1)请写出石墨转化为金刚石的热化学方程式_________________________________________。(2)已知物质的能量越低越稳定,请根据热化学方程式比较金刚石与石墨的稳定性________________。

C(石墨,s)══C(金刚石,s)

ΔH=+1.9kJ·mol-1石墨更稳定

2.燃烧热

1mol指定产物

1molC(s)CO2(g)放热

【应用示例】(1)16g硫粉完全燃烧生成SO2气体放出134.9kJ的热量,则硫粉燃烧热的热化学方程式为_______________________________。

(2)已知CH4(g)+O2(g)═

CO2(g)+H2O(l)

ΔH=-445.15kJ·mol-1,则CH4的燃烧热ΔH=________________。

S(s)+O2(g)══SO2(g)

ΔH=-269.8kJ·mol-1-890.3kJ·mol-13.能源

煤

石油

天然气

不可再生

可再生

关键能力•提升考向1热化学方程式的书写例1依据事实写出下列反应的热化学方程式:(1)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需要吸收10.94kJ热量,此反应的热化学方程式为____________________________________________。

(2)已知2.0g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时,放出33.4kJ的热量,则表示肼燃烧的热化学方程式为_____________________________。(3)2molAl(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s),放出1669.8kJ的热量。此反应的热化学方程式为__________________________________________。

C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)

ΔH=+131.28kJ·mol-1N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)

ΔH=-534.4kJ·mol-14Al(s)+3O2(g)═2Al2O3(s)

ΔH=-3339.6kJ·mol-1(4)硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2,放出225kJ热量,该反应的热化学方程式为_______________________________。

(5)在1100℃下用镓与氨气制得氮化镓,该可逆反应每生成1gH2放出5.15kJ热量。该反应的热化学方程式是_______________________________。(已知金属镓的熔点是29.8℃,沸点是2403℃;氮化镓的熔点为1700℃)Si(s)+3HCl(g)═SiHCl3(g)+H2(g)

ΔH=-225kJ·mol-12Ga(l)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2(g)

ΔH=-30.9kJ·mol-1[对点训练1](2023·广东湛江期末)有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是(

)A.稀硫酸与0.1mol·L-1NaOH溶液反应:H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)

ΔH=+57.3kJ·mol-1B.在101kPa下H2(g)的燃烧热为285.8kJ·mol-1,则水分解的热化学方程式:2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)

ΔH=+285.8kJ·mol-1C.已知CH3OH的燃烧热为726.5kJ·mol-1,则有CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-726.5kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)

ΔH1;H2(g)+O2(g)═H2O(l)

ΔH2,则有ΔH1<ΔH2D考向2燃烧热的理解及应用例2(2023·广东深圳模拟)分析下表中的3个热化学方程式,下列说法正确的是(

)A.丙烷的燃烧热为-2039kJ·mol-1B.等质量的氢气与丙烷相比较,充分燃烧时,丙烷放热更多C.3CO2(g)+10H2(g)═C3H8(g)+6H2O(g)

ΔH=-381kJ·mol-1D.3CO(g)+7H2(g)═C3H8(g)+3H2O(g)

ΔH=+504kJ·mol-1C解析

燃烧热是在101

kPa时,1

mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。由反应②可知,1

mol丙烷燃烧生成液态水时,放出热量大于2039

kJ,A错误;等质量的氢气与丙烷相比较,假设质量均为44

g,则两者的物质的量分别为22

mol、1

mol,则由反应①②比较可知,充分燃烧时,氢气放热更多,B错误;由盖斯定律可知,反应①×5-②得:3CO2(g)+10H2(g)═

C3H8(g)+6H2O(g)

ΔH=5×(-484

kJ·mol-1)-(-2

039

kJ·mol-1)=-381

kJ·mol-1,C正确;由盖斯定律可知,反应①×-③得:3CO(g)+7H2(g)═C3H8(g)+3H2O(g)

ΔH=×(-484

kJ·mol-1)-(-1

190

kJ·mol-1)=-504

kJ·mol-1,D错误。[对点训练2](1)(2022·海南卷,16)已知:电解液态水制备1molO2(g),电解反应的ΔH=+572kJ·mol-1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH=________kJ·mol-1。(2)[2022·河北卷,16(1)]298K时,1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ,1molH2O(l)蒸发吸热44kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为_________________________________________。

-286解析

(1)电解液态水制备1

mol

O2(g),电解反应的ΔH=+572

kJ·mol-1,由此可以判断,2

mol

H2(g)完全燃烧消耗1

mol

O2(g)生成液态水的同时放出的热量为572

kJ,故1

mol

H2(g)完全燃烧生成液态水放出的热量为286

kJ,因此,H2(g)的燃烧热ΔH=-286

kJ·mol-1。(2)298

K时,1

g

H2燃烧生成H2O(g)放热121

kJ,1

mol

H2O(l)蒸发吸热44

kJ,则1

mol

H2燃烧生成1

mol

H2O(l)放热286

kJ,所以表示H2燃烧热的热化学方程式为H2(g)+O2(g)═H2O(l)

ΔH=-286

kJ·mol-1。素养发展进阶进阶1练易错·避陷阱1.查表得焓变数据(25℃,101kPa),下列能正确表示物质燃烧热的热化学方程式是(

)C解析

CO不是碳元素的稳定的氧化产物,应该是产生二氧化碳,A错误;气态水不是稳定的氧化产物,应该是液态水,B错误;1

mol

H2S完全燃烧生成稳定的二氧化硫气体和液态水,符合燃烧热的概念,放出的热量为燃烧热,C正确;燃烧热是指1

mol纯净物完全燃烧生成指定物质放出的热量,方程式中为4

mol,不是燃烧热,D错误。2.常温常压下,1molCH3OH与O2发生反应时,生成CO或HCHO的能量变化如图(反应物O2和生成物水略去),下列说法正确的是(

)A.加入催化剂后,生成CO的热效应变大,生成HCHO的热效应变小B.加入催化剂后,生成HCHO的速率变大,单位时间内生成HCHO量变多C.1molCH3OH完全燃烧生成液态水和二氧化碳(g)放出393kJ的热量D.生成HCHO的热化学方程式为2CH3OH+O2═2HCHO+2H2O

ΔH=+316kJ·mol-1B解析

加入催化剂只改变反应历程而不改变热效应,加入催化剂生成CO的活化能增大而HCHO的活化能降低,A项错误;活化能越低反应越快。加入催化剂生成CO的活化能增大而HCHO的活化能降低,故生成HCHO速率更快,B项正确;1

mol

CH3OH完全燃烧生成液态水和一氧化碳(g)放出393

kJ的热量,C项错误;该热化学方程式没有标注物质的状态,D项错误。进阶2练热点·提素能A.三种化合物中B最稳定B.反应CB的焓变为E4-E3C.加入催化剂会改变反应的焓变D.整个反应的ΔH=(E2+E4)-(E3+E1)B解析

三种化合物中C能量最低,C最稳定,A错误;由图可知,反应C

B为吸热反应,焓变为E4-E3,B正确;加入催化剂会改变反应的速率,但是不会改变反应的焓变,C错误;由图可知,整个反应的ΔH=(E3+E1)-(E2+E4),D错误。4.(2023·广东深圳模拟)已知:298K时,相关物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是(

)A.CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g)

ΔH=-566kJ·mol-1B.H2的燃烧热为ΔH=-242kJ·mol-1C.C2H6比C2H4稳定D.CO(g)+H