化学反应与能量变化（讲义）-2023年高考化学二轮复习讲义+分层训练（新高考专用）（解析版）

高考解密06化学反应与能量变化

考点热度★★★★★

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|盖斯定律反应热的计算—反应热及其表示方法|

化学反应与能量变化

司后对点真题体验

考点1、反应热及其表示方法

1.(2022•浙江•高考真题)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表:

物质(g)0HHOH00H2O2H2O

能量/kJmo「249218391000-136-242

可根据HO(g)+HO(g)=Ha(g)计算出HQ中氧氧单键的键能为214kJ.mo『。下列说法不亚州的是

A.也的键能为436kJ.mo「

B.O?的键能大于中氧氧单键的键能的两倍

C.解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2

D.H2O(g)+O(g)=H2O2(g)△H=-143kJmo『

【解析】A.根据表格中的数据可知，凡的键能为218X2=436kJ.mo『，A正确；B.由表格中的数据可知

的键能为：249X2=498kJ.mol」，由题中信息可知H?。？中氧氧单键的键能为214kJ-mo『，则。2的犍能大于

凡。2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；C.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+39-10=278kJ小。产，中氧氧单键的键能为214kJ-mo『，C错误；D.由表中的数据可知

HQ(g)+0(g)=Hq2(g)的AH=-136-249-(-242)=-143kJ-mo「，D正确:故选C。

【答案】C

考点2、热化学方程式的正误判断

2.(2016•浙江•高考真题)己知：CH,(g)的燃烧热为-890.31k「moll则下列热化学方程式正确的是

A.CH.t(g)+20?(g)=COz(g)+240⑴△H=+890.31kJ*mol

l

B.CH4(g)+202(g)=C02+2H20(g)△H=-890.31kJ«mol

△H=-890.SlkJ.mor1

C.CH.1(g)+02(g)=C0(g)+2H20(l)

D.CHt(g)+20?(g)=COz(g)+240⑴△H=-890.31kJ*mol

【解析】CH」(g)的燃烧热是lmol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量，CH」(g)的燃烧热为

-890.31kJ-mol表示甲烷燃烧热的热化学方程式是CH,(g)+202(g)=C02(g)+2HQ(D△H=-890.31kJ

,mol!,故选Do

【答案】D

考点3、反应热的大小比较

3.(2022•浙江•高考真题)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成Imol环己烷(O)的能量变化如图

所示:

能量

Oo

239kJ/mol

O&-20RkJmol

oAW,--229Umol

2/产・120kJmol

下列推理不甲强的是

A.2AH,^AH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比

B.AH2<AH3,说明单双犍交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定

C.3AH.<AH„说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键

D.Abb-AHiVO,AH,-AH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性

【解析】A.虽然但AHzAAIh,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目、双键

的位置有关，不能简单的说碳碳双键加械放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比，A错误；B.AH2VA

H：),即单双键交替的物质能量低，更稳定，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳

定，B正确；C.由图示可知，反应I为：0G)+H2(g)fC〕(1)AH“反应IV为：Cl+3Hz(g)

-Cl(1)AH”故反应I是Imol碳碳双键加成，如果苯环上有三个完全独立的碳碳三键，则3AH尸

AH”现3AHi<AH“说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，C正确；D.山图示可知，反应I为：

0

0(1)+Hz(g)f⑴AH”反应III为:⑴+2H2(g)△Ik反应IV为:

⑴+HMg)(1)AH<0,AHr△H3

具有的总能量小于

则说明苯分子具有特殊稳定性，D正确；故答案为：A«

【答案】A

考点4、反应热的计算

5.(2021•浙江•高考真题)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:

共价键H-HH0

键能/(kJ•mol')436463

△H=-482kJ•mol1

热化学方程式2H2(g)+02(g)=2H20(g)

则2o(g)=a(g)的△夕为

A.428kJ•mor1B.-428kJ•mof1C.498kJ•mol_1D.-498kJ•mof1

［解析】根据A片反应物的键能总和-生成物的键能总和计算。反应的A*2(H-H)+(0-0)-4(H-0)；

-482kJ/mol=2X436kJ/mol+(0-0)-4X463kJ/mol,解得0-0健的键能为498kJ/mol,2个氧原子结合生成氧

气的过程需要释放能量，因此20(g)=0Kg)的△於-498kJ/mol。

【答案】D

幅对点考情

1、对点核心素养

(1)变化观念与平衡思想:能以变化观念认识化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂和新化学

键形成时的能量变化不同造成的，能从宏观和微观的不同角度分析化学反应中的能量变化，解决热化学的有

关问题。

(2)科学探究与创新意识:能发现和提出有探究价值的热化学问题,确定探究目的,设计探究方案,进行实验探

究,培养科学探究与创新能力。

(3)科学态度与社会责任:具有可持续发展意识和绿色化学观念，能合理利用常规能源,开发利用新能源和环

保、清洁能源，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。

2、对点命题分析

化学反应与能量是化学反应原理的重要组成部分，也是高考的必考内容。一般重点考查通过能量变化

图、盖斯定律、键能等创设情境，提供新信息，通过比较分析、计算等方法来求解值，从而书写(或

判断)热化学方程式。题型多以选择题或填空题的形式呈现，以中等难度为主。由于能源问题已成为社会热

点，从能源问题切入，从不同的角度设问，结合新能源的开发，把反应热与能源结合起来进行考查，将是

今后命题的方向。该部分内容的难点在于准确的运用盖斯定律计算出反应热并正确书写出热化学方程式。

电g对点知识解密

核心考点一反应热及其表示方法

1.反应热和婚变

(1)反应热是化学反应中放出或吸收的热量.

(2)婚变是化学反应在恒温、恒压条件下放出或吸收的热量。

(3)化学反应的反应热用一定条件下的焰变表示，符号为AH,单位为kJ-moP1,

2.吸热反应与放热反应

^类型

吸热反应放热反应

定义吸收热量的化学反应放出热量的化学反应

表示方法AH>0AHvO

形成原因gE(反应物)vgE(生成物)ZE(反应物)NgE(生成物)

［吸收能一£,］1吸热反应1

1t

-|E,>£A//>»|

反III化学健断裂.国一r

形成实质京

新化学键形成就

♦L2J1——|

［放出京出£：］|放热［应］

能景

能*'

民

图示生成物

,Z反应物|AH\|

反应:物

反应过程反应过程

Ei——活化能(反应物分子变成活化分子所需的能量)

E2—活化能(生成物分子变成活化分子所需的能量)

①AiL

图示H=E\-E2①AH=EE2

②使用催化剂，EI减小,反减小,②使使J催化剂，后减小，Ei

不变减小,不变

①所有的水解反应①所有的中和反应

②大多数的分解反应②所有的燃烧反应

③Ba(OH)2-8H2。与NHC1的反应③大多数的化合反应

反应类型或实例4

④C+H2O(g)国辿C0+比④活泼金属与水、较活泼金属

与酸的反应

⑤C+CO2=^^2CO

⑤铝热反应

3.解答能量变化图像题的“4关键”

(1)反应热不能取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小，即部分反应物能量和部分生成物能量

的相对大小不能决定反应是吸热还是放热。

(2)反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。许多放热反应也需要

加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。

(3)催化剂只能影响正、逆反应的活化能,而不影响反应的△孔

(4)涉及反应热的有关计算时,要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。

(5)注意活化能在图示(如右图)中的意义。

①从反应物至最高点的能量变化(日)表示正反应的活化能。

②从最高点至生成物的能量变化(EJ表示逆反应的活化能。

4.书写热化学方程式时的注意事项

(1)注明反应条件:反应热与测定条件(温度、压强等)有关,特定条件下要注明反应时

的温度和压强。绝大多数反应是在25℃、101kPa下进行测定的，可不注明。

(2)注明物质状态:常用s、1、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。

(3)注意符号单位：AH应包括“+”或、数字和单位(kJ-mol-l)o

(4)注意守恒关系:①原子守恒和得失电子守恒;②能量守恒(△H与化学计量数相对应)。

(5)区别于普通方程式:不需要标注“t”“I”“点燃”“加热”等。

(6)注意热化学方程式的化学计量数。

(7)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。

热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,可以是整数,也可以是分数。且

化学计量数必须与△H相对应,如果化学计量数加倍,则AH也要加倍。

5.燃烧热和中和热应用中的注意事项

(1)燃烧热是指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,并不是1mol可燃物燃

烧时放出的热量就是燃烧热。必须是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如C燃烧应生成CO2而不

是CO,比燃烧应生成液态水而不是气态水。

(2)中和热不是指1mol酸与1mol碱中和时的热效应,而是指强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1mol

H20(l)的热效应。弱酸与强碱,强酸与弱碱或弱酸与弱碱反应时,因电离吸热，放出的热量减少。若用浓硫酸

(或NaOH固体)，因溶解放热会使放出的热量增多。

6.利用键能计算反应热，要熟记公式：△"=反应物总键能一生成物总键能，其关键是弄清物质中化学键的

数目。在中学阶段要掌握常见单质、化合物中所含共价键的数目。原子晶体：1mol金刚石中含2moicY

键，1mol硅中含2molSi—Si键，1molSiCh晶体中含4molSi—O键；分子晶体：1molP4中含有6molP—P

键，1molPOiol即五氧化二磷)中，含有12molP—O键、4molP=O键，1molC2H6中含有6molC—H

键和1molC—C键。

核心考点二盖斯定律反应热的计算

1.盖斯定律

(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和终态有关,而与反应的途径无关。

(2)根据盖斯定律计算的步骤和方法

①计算步骤

网」对比目标方程式和已知方程式，调整已知方程式的

四厂,化学计量数，使其与目标方程式的化学计量数一致

(§L：wi标王通S市加瓦岛丽浦星嬴沅五行而添

lir：调整方程式

而L：窥丽力海荻市M函数卷「反应兼M扇乏丽血

恍口变化

②计算方法

为了将热化学方程式相加减得到目标热化学方程式,

可将热化学方程式颠倒过来，反应热的数值不变，但

符号相反

0

口二为亍蒋插花孽石漉太前川送福到百标执花事务塞法:；

可可把热化学方程式和反应热同时乘以某个化学计量数：

同］王庙曲丽个为近的亍，国妻蒋执花享若涯杳知而就:

时即可得到目标热化学方程式，反应热也随之相加减:

(3)盖斯定律应用

1)当热化学方程式乘、除以某一个数时，AH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，

也同样要进行加减运算，且要带符号。

2)将一个热化学方程式颠倒书写时，△”的符号也随之改变，但数值不变。

3)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固一＞液一气变化时，会吸热；反之会放热。

4)利用状态，迅速比较反应热的大小(若反应为放热反应)

①当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。

②当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。

③在比较反应热(△”)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，AH反而越小。

2.反应热计算的四种方法

(1)根据燃烧热数据,求算反应放出的热量。

利用公式:Q=燃烧热Xn(可燃物的物质的量)

如已知H2的燃烧热AH=-285.8kJ•mol-1,若H2的物质的量为2mol,则2mol上燃烧放出的热量为2mol

X285.8kJ,mol-l=571.6kj»

(2)依据反应物与生成物的总能量计算。

△H=E生成物-E反应物。

(3)根据键能数据(E)计算。

△H=反应物键能总和-生成物键能总和

(4)根据盖斯定律计算反应热。

若一个热化学方程式可由另外几个热化学方程式相加减而得到，则该反应的反应热也可通过这几个化学反

应的反应热相加减而得到。

3.比较反应热大小的四个注意要点

(1)反应物和生成物的状态：

物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。

(2)△”的符号：比较反应热的大小时，不要只比较△，数值的大小，还要考虑其符号。

(3)参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的越小，

吸热反应的△，越大。

(4)反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。

4.反应热计算的常见失误点

(1)根据已知的热化学方程式进行计算时，要清楚已知热化学方程式的化学计量数表示的物质的量与已知物

质的量之间的比例关系，然后进行计算。

(2)根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时，要注意断键和成键的总数，计算时必须是断键

和成键时吸收和放出的总能量。

(3)运用盖斯定律进行计算,在调整方程式时,要注意△H的值也要随之调整。

(4)物理变化也会有热效应：在物理变化过程中，也会有能量变化，虽然不属于吸热反应或放热反应，但在

进行相关反应热计算时，必须要考虑发生物理变化时的热效应，如物质的三态变化或物质的溶解过程中的

能量变化等。

(5)不可忽视化学键的物质的量：根据键能计算反应热时，要注意弄清各种化学键的物质的量，既要考虑热

化学方程式中物质的化学计量数，又要考虑物质中各种化学键的个数，再进行计算。反应热(△例等于反应

物中的键能总和减去生成物中的键能总和，即△〃=££反一》£*(£表示键能)。如反应3H2(g)+N2(g)

2NH3(g)△/片3f(H—H)+£(N三N)—6£(N—H)。

(6)严格保证热化学方程式与A〃变化的一致性

a.热化学方程式乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。

b.热化学方程式相加减时，相同状态的同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减。

c.将一个热化学方程式颠倒时，△〃的“+”“一”号必须随之改变。

专营对点题型

考点1、反应热及其表示方法

【高考】本考点主要考查反应过程能量变化中概念理解、能量之间的相互转化、能量变化图的分析与

应用，通常结合化学反应速率和化学平衡命题，以选择题的形式出现，正确理解概念，将概念应用到图象

进行分析，就能得出正确的答案。

例1.(2022•山东•模拟预测)二氟卡宾仁耳)作为一种活性中间体，一直受到有机氟化学研究工作者的高

度关注.硫单质与二氟卡宾可以形成S=CF2,反应历程如图所示：

能量(kj/mol)

-4.36

-28.80

-207.13

下列叙述错误的是

A.Sg和:CB生成SnCF；反应的△H=-207.13kJ.mo]」

B

S---CF?的活化能为34.21kj•mo「

C.上述反应历程中存在S-S键的断裂和生成

1).决定反应速率的基元反应的活化能为66.09kJ-mor1

【解析】A.由图象可知反应物ImoMSg+C月)所具有的能量看为0,生成物lmol(S,+S=C耳)所具有的能

量为-207.13kJ,所以Sg和:C写生成S=CB反应的AH=-207.反kj.morl故A不选;B.

5-5+

具有的能量高于I二S---CF2所具有的能量，所以由S---CF,生成?—CF?所吸收的能量

S0

5——S

3一8+

CCpc

为34.21kJ/mol,即活化能为34.21kJ/mol,故选B；C.由:一一：一生成|S-CF2既有S-S

II2

S5—S6

8-8'.S-

键的断裂又有S-S键的生成，故C不选;D.r所具有的能量为37.29kJ/mol,I.S—CF,

IprTs]

所具有的能量为-28.8kJ/mol,则37.29kj/mol-(-28.8)kj/mol=66.09kJ/mol»所以决定反应速率的基

元反应的活化能为66.09kJ-mo「，故D不选;答案选B。

【答案】B

【名师肋学】反应过程能量分析的注意事项

❶熔变与反应发生的条件、反应是否彻底无关。

❷催化剂能降低反应的活化能，但不影响焰变的大小。

❸在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。

❹有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应。如水结成冰放热，但不属于放热反应。

催化剂

【变式训练1】（反应过程中能量变化图像）（2022•全国•模拟预测）反应(l)+2H(g)

02

匚）⑴ZW=-209.9kJmor',可以通过两步实现，已知第①步反应速率比第②步反应慢。

(1)+H2(g).催化剂⑴\H,=-100.5kJ-mor'

环戊烷

（I）

催化剂O

②匚)(l)+HMg)AH2

环戊烷

下列示意图能体现反应能量变化的是

体

系

体

能

系

精

能

量

Q(l)+2H,(g)X^_\

big

A

反应进度B.

体

体

系

系

能

能

量

累

Q<l)+2H：(g)\

/、O

。(>H：(g)—L际*OM）

6)_

c.反应进度D.反应进度

【解析】根据盖斯定律，AH2=M-A^=-209.9kJ-moL—（-100.5口—010「）=一109.411010『，两步反应

均为放热反应，且第①步反应速率比第②步反应慢，则第①步反应的活化能〉第②步反应的活化能，对照

各选项，故选：Ao

【答案】A

【变式训练2】（物质的稳定性与能量的关系）（2022•上海•一模）研究表明，在一定条件下，气态HCN（a）

与HNC（b）两种分子的互变反应过程能量变化如图所示。下列说法正确的是

Q

体

系

能

量

程

反应进

要加热

件一定

反应条

C,

HN

化为

CN转

B.H

定

更稳

HCN

NC比

A.H

热效应

反应的

以减小

，可

化剂

入催

D.加

9.3kJ

（g）+5

HCN

）->

NC（g

C.H

CN

B.H

误；

A错

定，故

更稳

HNC

N比

，HC

量高

的能

HCN

NC比

示，H

据图

定，根

越稳

越低

能量

】A.

【解析

能量

NC的

比H

HCN

示，

根据图

；C.

B错误