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文档简介
考点21化学反应的热效应
目录
考情探究1
1.高考真题考点分布...................................................................1
2.命题规律及备考策略.................................................................1
_2
考法01反应热燃变...................................................................2
考法02燃烧热和中和热能源..........................................................8
考法03盖斯定律及应用................................................................13
考情探究
1.高考真题考点分布
考点内容考点分布
能源及其综合利用2021全国乙卷卷1题,6分;2022广东卷3题,2分;
反应热的计算2022浙江6月选考18题,2分;2021浙江1月选考20题,2分;
盖斯定律运用2022浙江1月选考18题,2分;2021浙江6月选考21题,2分;2021北京卷14
题,3分;
2024•甘肃卷10题,3分;2024•广东卷15题,3分;2024•安徽卷10题,3分;
化学反应历程与反2024•河北卷14题,3分;2024•北京卷13题,3分;2023浙江1月选考14题,3
应机理图像分析分;2021浙江1月选考24题,2分;2021广东卷14题,4分;2021湖北卷12
题,3分;
能源及其综合利用2021全国乙卷卷1题,6分;2022广东卷3题,2分;
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
高频考点从近几年全国高考试题来看,吸热反应和放热反应判断、热化学方程式正误判断、盖斯定律、燃
烧热和中和热仍是高考命题的热点。
【备考策略】利用盖斯定律计算反应热的“思维步骤”
行而L根据待求解的热化学方程式中的反应物和
当世厂生成物找出可用的已知化学方程式
①根据待求解的化学方程式调整可用热化
:学方程式的方向,同时调整AH的符号一
②根据待求解的热化学方程式将调整好的
热化学方程式进行化简或扩大相应的倍数
而花H将调整好的热化学方程式和AH进行加和
了工AH随热化学方程式的调整而相应进行加、
里型厂减、乘、除运算
【命题预测】
预计2025年高考会以新的情境载体考查热化学方程式书写及正误判断、盖斯定律的应用,以图象、图表
为背景考查能量变化等知识,题目难度一般适中。
考点梳理
考法01反应热燃变
1.化学反应的实质与特征
(1)实质:反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。
(2)特征:既有物质变化,又伴有能量变化,通常主要表现为热量的变化。
2.反应热和婚变
(1)反应热:在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称
反应热。
(2)熔变:在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于焰变,其符号为空,单位是kJ/mol(或kJ-mo「
3.吸热反应和放热反应
(1)从能量高低角度理解
能|生成物
量一…破।正一厂一
热量y能量
AH>(y变化
|反
°反应过程
吸热反应放热反应
(2)从化学键角度理解
(3)常见放热反应
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;⑥
铝热反应。
(4)常见吸热反应
①大多数分解反应;②盐的水解和弱电解质的电离;③Ba(OH),8H2。与NH4cl反应;④碳和水蒸气、C
和CCh的反应。
4.热化学方程式
⑴概念
表示参与化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。
(2)意义
1
表明了化学反应中的物质变化和能量变化。例如:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6kJmor,表示
25℃,101kPaT,2moi氢气和Imol氧气反应生成2moi液态水时放出571.6kJ的热量。
(3)热化学方程式的书写
【易错提醒】
(1)查热化学方程式是否配平。
(2)查各物质的聚集状态是否正确。
⑶查AH的“+”“一”符号是否正确。
(4)查反应热的单位是否为kJ-mori。
(5)查反应热的数值与化学计量数是否对应。
易错辨析
-----110
请判断下列说法的正误(正确的打“Y”,错误的打"x”)
i.正误判断(正确打“位,错误打“X”)。
(1)化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化。()
(2)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。()
(3)需加热才能进行的反应是吸热反应,不需加热就能进行的反应是放热反应。()
(4)同温同压下,反应H2(g)+Cb(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的A8相同。()
(5)CO(g)+]O2(g)^CCh(g)AH=-2kJ-mo「1表示标准状况下ImolCO(g)和;molC)2(g)反应生成1mol
CO2(g)时放出QkJ的热量。()
(6)热化学方程式中的化学计量数与AH成正比()
(7)物质的状态不同NH的数值也不同()
(8)当反应逆向进行时,其反应热与正反应热的反应热数值相等,符号相反()
(9)2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)AH>0()
(10)C(石墨,s)=C(金刚石,s)AH>0,说明石墨比金刚石稳定()
【答案】(l)x(2)x(3)x(4)Y(5)X(6)4(7)V(8)d(9)4(10)4
典例引领
--------------IK
考向01考查反应过程中物质能量变化图像
【例1】(2024・广东江门•三模)某复合石墨烯基催化剂催化一氧化碳加氢生成甲醇的反应历程如图,图中
TS表示过渡态,吸附在催化剂表面上的物种用“*”标注,下列说法中正确的是
(
>
s
啾
髭
反应历程
A.整个反应历程包含五个基元反应
B.物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程
C.该反应的决速步骤为:H2co*+H;=H3co-H*
D.反应过程中,涉及非极性键的断裂和形成
【答案】C
【解析】A.从微观上看,反应物分子一般总是经过若干的简单反应步骤,才最后转化为产物分子的。每
一个简单的反应步骤,就是一个基元反应。基元反应步骤要求反应物一步变成生成物,没有任何中间产
物,由图可知,整个反应历程中有四个基元反应,A错误;
B.由图可知,吸附在催化剂表面的生成物总能量低于反应物的总能量,为放热过程,B错误;
C.反应的活化能越大,反应速率越慢,反应决速步为慢反应,由图可知,反应H2cO*+H;=H3c0-H*活
化能最大,反应速率最慢,C正确;
D.根据反应历程图可知,第一步基元反应中涉及H-H非极性键的断裂,但是整个过程中没有非极性键的
生成,D错误;故选C。
【思维建模】掌握解答能量变化图像四步骤
⑴明确图像纵横坐标的含义:一般是横轴表示反应过程,纵轴表示能量变化。
⑵细致观察各个步骤的变化:起始态、过渡态、最终态等
⑶理清图像变化与概念间的关系:吸热反应和放热反应、活化能、△〃、稳定性等的正确判断。
⑷结合题意正确书写或判断:热化学方程式的书写、△〃的计算、决速的步骤等。
考向02考查热化学方程式的书写与判断
【例2】(2024.江苏南京•二模)25℃、101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热AH为-
57.3kJ-mol1,辛烷的燃烧热AH为-5518kTHioW下列热化学方程式书写正确的是
+2+1
A.2H(aq)+SOj(aq)+Ba(aq)+2OH(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)AH=-57.3kJ-mol-
1
B.KOH(aq)+yH2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l)AH=-57.3kJ-mol-
1
C.C8H18(1)+yO2(g)=8CO2(g)+9H2O(g)AH=-5518kJ-mol
1
D.2C8Hi8(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(1)AH=-5518kJ-mol
【答案】B
【解析】A.所列热化学方程式中有两个错误,一是中和热是指反应生成1molH2O(1)时的反应热,二是当
有BaSCU沉淀生成时,反应放出的热量会增加,生成1molH2O⑴时放出的热量大于57.3kJ,故A错误;
B.中和热是指反应生成1molHzO⑴时的反应热,故B正确;
C.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,产物中的水应为液态水,故C错
误;
D.当2moi辛烷完全燃烧时,产生的热量为11036kJ,且辛烷应为液态,故D错误;
答案选B。
【易错警示】
(1)注明反应的温度和压强(25℃,101kPa下进行的反应可不注明)。
(2)注明反应物和生成物的状态:固态(s)、液态⑴、水溶液(aq)、气态(g)。
(3)热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量,而不表示分子个数(或原子个数),因此可以
写成分数。
(4)热化学方程式中不用“广和“广。
(5)由于A8与反应物的物质的量有关,所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与相对应,如果化学
计量数加倍,则AH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相
反O
考向03考查化学反应的焰变与键能的计算
【例2】(2024.山东.模拟预测)硅和碳是重要的非金属元素,有关化学键键能如下表所示:
化学键C-CC-HC-OSi-SiSi-HSi-O
键能356413336226318452
下列说法正确的是
A.热稳定性:CH4<SiH4B.金刚石的熔点低于晶体硅
C.由表可知化学键键能与键长成反比D.硅烷在种类和数量上都不如烷煌多
【答案】D
【解析】A.C与Si是同主族元素,同种主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,简单氢化物的热稳定性逐
渐减弱,所以热稳定性CH4>SiH4,A项错误;
B.金刚石与晶体硅都是共价晶体,共价晶体的熔沸点主要与共价键强度有关,由表可知,C-C键的键能
大于Si-Si键,说明C-C键更稳定,金刚石的熔点比晶体硅高,B项错误;
C.共价键的键能与成键原子的核间距及成键原子的种类均有关,c项错误;
D.由表可知,C-C键的键能大于Si-Si键且C-H键的键能大于Si-H键,说明C-C键和C-H键更稳定,因
而所形成的烷煌更稳定,种类和数量也更多,而Si-Si键和Si-H键键能低,易断裂,导致长链硅烷难以生
成,限制了硅烷的种类和数量,D项正确;
答案选D。
对点提升
-----------II<1
【对点1](2024•黑龙江•三模)无催化剂作用下,以乙二醛和为原料制取乙醛酸、甲酸、乙二酸的可能
反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,IM表示中间体,下列说法错误的是
(
O
U
V
2
)
*
器
滨
要
B.乙二醛制乙醛酸的最大能垒为322.5kJ-mol-1
C.选择合适的催化剂可提高乙二酸的选择性
D.乙二醛氧化生成甲酸、乙醛酸或乙二酸均为放热反应
【答案】B
【解析】A.反应很短一段时间内,生成IM1的能垒高于IM4,故IM4多于IM1,A正确;
B.乙二醛制乙二酸的最大能垒为295.4kJ-mo「,B错误;
C.选择合适的催化剂可提高乙二酸的选择性,使反应向有利于生成乙二酸的方向进行,C正确;
D.由图可知,三个反应的生成物总能量均低于反应物总能量,均为放热反应,D正确;
答案选B。
【对点2](2024高三下•浙江・竞赛)已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应:2A+B=C+3D+4E。现
将mg相对分子质量为M的A气体与适量的B气体充入一密闭容器中,恰好完全反应且有少量液滴生
成。在相同温度下测得反应前后容器内的压强为6.06xl()6pa和1.01xl()7Pa,且测得反应共放出热量QkJ。
则该反应的热化学方程式为:
A.2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)+4E(g)AH=--QkJ/mol
m
B.2A(g)+B(g)=C(l)+3D(g)+4E(g)△H=--QkJ/mol
m
M
C.2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)+4E(l)△H=—QkJ/mol
m
D.2A(g)+B(g)=C(g)+3D(l)+4E(g)AH=--QkJ/mol
m
【答案】D
【解析】该反应放热,所以AHVO;在密闭容器中气体的压强与其物质的量成正比,即压强之比等于物质
的量之比,反应前后压强之比=6.06xl()6pa:1.01xl()7pa=3:5,所以反应前后气体的物质的量之比为3:
5,物质的量之比等于计量数之比,所以,反应前气体的计量数之和是3,反应后气体的计量数之和是5,
mgA放出QkJ热量,即molA完全反应放出QkJ的热量,贝U2moiA放出热量为:QkJ,由此可知
Mm
D符合;
故选:D。
【对点3](2024.重庆.模拟预测)下表为某些化学键的键能
化学键N-N0=0N=NN-H
键能(kJ/mol)154500942a
已知火箭燃料脱(N2H4)有关化学反应的能量变化为:
能量
假想中间物2N(g)+4H(g)+2O(g)
质的总能量
△%=-2i752kJ-mo产
反应物的
总能量N2H4(g)+O2(g)
△M=-534kJ-mo『
生成物的
总能量N2(g)+2H2O(g)
1
5.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)AH=-534kJ-mor,则下列说法正确的是
A.表中的a=391
B.相同条件下O2比N2稳定
1
C.N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(1)AH>-534kJ-mol-
1
D.图中的AH3=-221SkJ-mor
【答案】A
【解析】A.根据能量变化可知,4113=(-△H2)-(-AHi)=(2752-534)k?moH=2218kJ-moH;结合肺与氧气反
应断键可知,△H3=(154+4a+500)kJ-mor1=2218kJ-mor1,则a=391,A正确;
B.根据表中数据,0=0键的键能小于N三N键的键能,键能越大,共价键越牢固,分子越稳定,则相同条
件下N2比02稳定,B错误;
C.反应N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)的焰变,相当于反应N2H4(g)+C)2(g)=N2(g)+2H2O(g)和反应
2H20出)=2比0⑴的熠变相加,由于水液化放热,所以反应N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O⑴的焰变AH<-
534kJ-mor1,C错误;
D.根据A中分析,图中的△H3=2218kJ-mo「,D错误;
故选A„
考法02燃烧热和中和热能源
1.标准燃烧热
(1)概念:在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时的反应热。标准燃烧热的单位一般用
kJ-mol]表示。
标准燃烧热的限定词有恒压(101kPa时)、可燃物的物质的量(1mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等,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(1),S—S02(g)等。
(2)表示的意义:例如:C的标准燃烧热为393.5kJ-mo「,表示在101kPa时,1molC完全燃烧生成CO2
气体时放出393.5kJ的热量。
(3)书写热化学方程式:标准燃烧热是以1mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化
25
学方程式时,应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如:C8Hi8(l)+y
O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1)AH=—5518kJ-mo「i,即C8H悠的标准燃烧热A”为一5518kJ-mo「。
(4)标准燃烧热的计算:可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为。放=〃(可燃物)x|AH|。式中:。放为可燃
物燃烧反应放出的热量;〃为可燃物的物质的量;A”为可燃物的标准燃烧热。
2.中和热及其测定(以稀盐酸与稀NaOH溶液反应为例)
(1)概念:在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成Imol液态H4时的反应热。
(2)注意几个限定词:①稀溶液;②产物是1mol液态H2O;③用热化学方程式可表示为OH」(aq)+H+
(aq)=H2O(l)AH=-57.3kJmoFk
(3)测定原理
通过量热计测得体系在反应前后的温度变化,再利用有关物质的比热容计算反应热。
(4)实验步骤及装置
实验装置实验步骤
①测量反应物的温度
温度计(_玻璃
、搅拌器②测量反应后体系温度(记录反应后体系的最高温度)
③重复步骤①、②两次
内筒杯盖
隔热层、固④数据处理:取三次测量所得温度进行计算,测得的数值取平均值,生成1
|-外冗,日、r(mi+m2)-C-X103
molHO时放出的热量为----------B不----------kJ
2n(H2O)
大量实验测得:在25℃和101kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol比0时,
放出57.3kJ的热量。
【易错提醒】
①为保证酸完全中和,采取的措施是碱稍过量。
②因为弱酸或弱碱存在电离平衡,电离过程需要吸热,实验中若使用弱酸或弱碱则测得的反应热数值偏
小。
3.能源
(1)能源分类
一
化~I煤I~~特点属于不可再生能源
石--西〃-解决
燃
料开源节能:开发新能源
7天然气i办法和节约现有能源
能
源资源丰富、
可以再生、
I太阳能I|氢能||风能|优点,没有污染
一或污染很
地科能||海洋能||生物质能|
I小,属于
清洁能源
(2)解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率:A.改善开采、运输、加工等各个环节;B.科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。
②开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
易错辨析
------------110
请判断下列说法的正误(正确的打“卡,错误的打“X”)
(1)煤油是可再生能源。()
(2汨2燃烧过程中热能转化为化学能。()
(3)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能。()
(4)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。()
⑸根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)AH=-571.6口皿0口可知,氢气的燃烧热为571.6kJ-mol^o()
⑹已知H+(aq)+OlT(aq)=H20(l)AH=-57.3kJmo「,贝UH2so4和Ba(0H)2反应的AH=2x(—57.3
kJ-mol-1),()
(7)煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能()
(8)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能()
(9)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用()
(10)随着科技的发展,氢气将成为主要能源之一()
【答案】(l)x(2)x(3)Y(4)4(5)X(6)X(7)d(8)Y(9)4(10)4
典例引领
---------IK
考向01考查燃烧热和中和热(中和反应反应热)的理解
[例1](2024•河北唐山.一模)21.下列说法正确的是()
A.葡萄糖的燃烧热是2800kJ-moPi,则6Hl2O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)AH=-1400kJ-mol
B.在一定条件下将1molSCh和0.5molCh置于密闭容器中充分反应,放出热量79.2kJ,则反应的热化学方
1
程式为2so2(g)+O2(g)2SO3(g)AH=-158.4kJ-mol-
+1
C.已知稀溶液中,H(aq)+OH7aq)=H2O(l)AH=-57.3kJ.mor,则稀氨水与稀盐酸溶液反应生成1mol
水时放出57.3kJ的热量
D.已知HC1和NaOH反应的中和热△"=—57.3kJ-moP1,则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成1mol水时
放出的热量为57.3kJ
【答案】A
【解析】燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧放出的热量,故3mol葡萄糖燃烧放出热量1400kJ,A正确;
该反应为可逆反应,1molSCh和0.5molO2反应生成的SCh小于1mol,故2SO2(g)+O2(g)-2SO3(g)
AH<-158.4kJ-molhB错误;一水合氨为弱电解质,不完全电离,电离时吸热,故稀氨水与稀盐酸反应
生成Imol水放出的热量小于57.3kJ,C错误;氢氧化钠固体溶于水时放热,其与稀硫酸反应生成1mol水
放出的热量大于57.3kJ,D错误。
【思维建模】燃烧热和中和热的比较
燃烧热中和热
能量变化放热
相同点
AH及其单位△H<0,单位均为kJ-moPi
反应物的量1mol不一^定为1mol
生成物的量不确定生成水的量为1mol
101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成在稀溶液里,酸与碱发生中和反应
不同点反应热的含义
稳定的氧化物时所放出的热量生成1mol水时所放出的热量
燃烧热AH=-akJ・强酸与强碱反应的中和热AH=—
表示方法
57.3kJ-mol-1
考向02考查中和反应反应热的测定
【例2】(2024•山东威海•期中)某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。下列判断正确的是
玻璃_
搅拌器一温度计
db搅
-温度计D拌七穿L硬纸板
铝片
士卜Ba(OH)2-8HO遴雪碎纸条
而八、:史三三2
和NH4cl固体、
(a)(b)(C)
A.实验(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌棒对实验结果没有影响
D.实验(c)中若用NaOH固体测定,则测定数值偏高
【答案】D
【解析】A.金属与酸的反应为放热反应,氢氧化钢晶体与氯化镀固体的反应为吸热反应,中和反应为放
热反应,A错误;
B.等质量的铝片和铝粉与盐酸反应放出的热量相同,只是放热速率加快,B错误;
C.铁的导热性良好,换用铁质搅拌棒后会有热量损失,导致测定的数值偏低,C错误;
D,氢氧化钠固体溶于水时放热,会使测定的数值偏高,D正确;
故选D。
对点提升
-----------1|<
【对点1】(2024•河南安阳•期末)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。
100C2H4(g)0
H2(g)或O2(g);
U
-C2H6(g)。彳
-100o4
-co(g)110
-200
-比0值)242
-500
H2O(1)
;_______2—393
-400
A.CO燃烧的热化学方程式为2co(g)+O2(g)U2co2(g)△〃=-566klmoH
B.H2的燃烧热为△”=-242kJ,mol」
C.C2H6比C2H4稳定
D.CO(g)+H2O(g)OCCh(g)+H2(g)是放热反应
【答案】B
【解析】A.CO燃烧的热化学方程式为2co(g)+02(g)。282(g)A//=[(-393X2)-(-110x2+0)]kJ-mol-1=-
566kJ-moH,A正确;
B.H2的燃烧热为AH=[(-286)-(0+gx0)]kJ.mol"=-286kJ,mori,B错误;
C.C2H6的能量为-84kJ-moE,C2H4的能量为52kJnol-i,物质具有的能量越低,稳定性越强,则C2H6比
c2H4稳定,C正确;
1
D.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)AH=[(-393+0)-(-l10-242)]kJ-mol^^lkJ-mol,是放热反应,D正确;
故选B。
【对点2】中和热测定实验中,用50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55moi/LNaOH进行实验,下列说法错误
的是()
A.改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液反应,求得中和热数值和原来相同
B.测了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度,否则中和热数值偏小
C.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液应慢慢倒入小烧杯中以免溶液溅出,再用环形玻璃搅拌棒搅拌
D.装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失
【答案】C
【解析】A项,中和热是强酸和强碱反应生成Imol水时放出的热,与酸碱的用量无关,所以改用
60mL0.50moi/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,测得中和热数值相等,故A正确;B项,测
了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度,否则碱液的起始温度偏高,从而导致中和热数值偏小,故B
正确;c项,量筒中NaOH溶液应慢慢倒入小烧杯中,热量散失,导致反应后的温度低,AT偏小,由
Q=m・c・AT可知测量结果偏低,故C错误;D项,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是:保温、隔热、
减少实验过程中的热量散失,故D正确;故选C。
考法03盖斯定律及应用
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)意义:间接计算某些反应的反应热。
2.反应热的计算
(1)利用热化学方程式进行有关计算
根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应热当
作“产物,,,计算反应放出或吸收的热量。
(2)根据燃烧热数据,计算反应放出的热量
计算公式:Q=|燃烧热|xw(可燃物的物质的量)
(3)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焰变
若反应物旧化学键断裂吸收能量Ei,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的A”=Ei—E2。
(4)利用盖斯定律计算反应热
热化学方程式婚变之间的关系
〃A=BNH\
AHi=a\H2
A——BAH
a2
〃A=BAHi
AHi=—A%
A%
AA%
AH=AHI+AH
AH\C/H22
3.反应热大小的比较
⑴根据反应物的量的大小关系比较反应婚变的大小
①H2(g)+M)2(g)^H2O(g)AH1
@2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)
反应②中H2的量更多,因此放热更多,故AHi^A和。
⑵根据反应进行的程度大小比较反应熔变的大小
@C(s)+1o2(g)=CO(g)Aft
:
@C(s)+O2(g)=CO2(g)AH4
反应④中,C完全燃烧,放热更多,故AH32AH4。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焰变的大小
@S(g)+O2(g)=SO2(g)AH5
@S(s)+O2(g)=SO2(g)AH6
由⑤一⑥可得S(g)=S(s)A/7=AH5-AH6<0,故A”5至A%。
(4)根据特殊反应的焰变情况比较反应熔变的大小
⑦2Al(s)+|o2(g)=AbO3(s)A“7
⑧2Fe(s)+|o2(g);Fe2O3(s)AH8
由⑦一⑧可得2Al(s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+Al2O3(s)AH
已知铝热反应为放热反应,AH=AH7-AH8<O,故公为三A%。
易错辨析
---------110
请判断下列说法的正误(正确的打气”,错误的打“X”)
(1)可以直接测量任意一反应的反应热()
(2)盖斯定律遵守能量守恒定律()
(3)利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热()
(4)利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热()
(5)不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的()
(6)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关()
(7)可以用已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应()
【答案】(1户(2)4(34(4)Y(5)4(64(7)4
典例引领
----------110
考向01考查盖斯定律
【例1】(2024•北京东城•一模)碱金属单质M和C1?反应的能量变化如下图所示。下列说法正确的是
bH\
2M⑸+Cl2(g)---------->2MCl(s)
I|
2M(g)2Cl(g)△氐
△“3
Vy
2M+(g)+2Cl-(g)------------------
A.CsCl晶体是共价晶体
B.AH6=NHx-\H2-\Hi-AH4-A/f5
C.若M分别为Na和K,则△&:Na<K
D.AH4<0,Aff6>0
【答案】B
【解析】A.CsCl晶体是离子晶体,A错误;
B.根据盖斯定律:AH6=AH,-AH2-AH3-AH.-AH,,B正确;
C.若M分别为Na和K,失电子过程中需吸收能量,公也为正值,K半径更大,失去电子所需能量更
小,则公凡:Na>K,C错误;
D.氯气分子断键为氯原子需吸收能量,AW4>0;离子结合形成离子键需放热,A/V。,D错误;
答案选B。
【易错警示】运用盖斯定律计算反应热的“注意事项”
①热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。
②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
③将一个热化学方程式颠倒时,△,的“十”“一”随之改变,但数值不变。
考向02考查反应热大小比较
【例2】(2024•浙江杭州•模拟)关于下列△”的判断正确的是
CO;-(aq)+H+(aq)=HCO;(aq)AH、
CO;-(aq)+H,O(1)7——^HCO;(aq)+OH-(aq)NH2
-+
OH(aq)+H(aq)=H2O(1)△4
OT(aq)+CH£OOH(aq)=CH3coeT(aq)+H2O(1)AH.
A.AHi<0AH2<0B.A/f,<AH2C.AH3<0AH4>0D.AH3>AH4
【答案】B
【解析】碳酸氢根的电离属于吸热过程,则CO;(aq)+H+(aq尸HCC)3(aq)为放热反应,所以△»/<();
CO;(aq)+H2O(l)UHCC)3(aq)+OH-(aq)为碳酸根的水解离子方程式,CO;的水解反应为吸热反应,所以
△ft>0;
0H-(aq)+H+(aq)=H20(l)表示强酸和强碱的中和反应,为放热反应,所以A%<0;
醋酸与强碱的中和反应为放热反应,所以△氏<0;
但由于醋酸是弱酸,电离过程中会吸收部分热量,所以醋酸与强碱反应过程放出的热量小于强酸和强碱反
应放出的热量,则
综上所述,只有正确,故答案为B。
【易错警示】反应热大小比较注意事项
(1)在比较反应热(△劫的大小时,应带符号比较。
⑵同一物质,不同聚集状态时具有的能量不同,相同量的某物质的能量关系:
£(物质R,g)>£(物质R,1)>£(物质R,s)o
⑶同一化学反应,反应物的用量越多,|△川越大。对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中
放出或吸收的热量要小于理论数值。
(4)等量的可燃物完全燃烧所放出的热量比不完全燃烧所放出的热量多,则完全燃烧的较小。
对点提升
--------------II<1
【对点1](2024•辽宁大连•期中)已知ROH(R=Na、K)固体溶于水放热,有关过程能量变化如图
2^20(s)+2^0(1)—------►R+(aq)+OH'(aq)
△H\①尸"-奄/⑤斗5⑥
ROH(s)^——*R+(g)+OH-(g)
④
A.反应①:AHi<0,AS<0
B.AH4(NaOH<AH4(KOH)
C.AHS>AH2
D.AH4=AHi+AH2+AH5+AHe
【答案】C
【解析】A.已知ROH(R=Na、K)固体溶于水放热,反应①为其逆过程,所以反应①AHp。,又因为反应
①为分解反应,所以AS>0,A项错误;
B.钠离子核外电子层为2层,钾离子核外电子层为3层,所以钠离子半径小于钾离子半径,则MzO〃的
晶格能大于KO〃,所以AHa(NaOH)>AH1K0H),B项错误;
C.由盖斯定律可知所以AH3>AHZ,c项正确;
D.由盖斯定律可知:AH1+AH2=AH4+AH5+AH6,则AH4=八兄+AH?-A4-Aa,D项错误;
故选C。
【对点2](2024.北京海淀.模拟)下列各组热化学方程式中,Q1VQ2的是
1
A.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH=-Q,kJmol
3
1
CH4(g)+—02(g)=C0(g)+2H2O(g)AH=-Q2kJ-mol
1
B.S(g)+O2(g)=SO2(g)AH=-QikJ-mol
1
S(s)+O2(g)=SO2(g)AH=-Q2kJ-mol
1
C.H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)AW=-QikJ-mol-
H?(g)+Cb(g)=2HCl(g)AH=-Q2kJ-mol-1
1
D.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(1)AH=-QikJ-mol-
1
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)AH=-Q2kJ-mol-
【答案】C
【解析】A.CO燃烧反应产生CO2气体会放出热量,说明物质完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的
热量更多,则生成CO2放出热量比反应产生CO气体放出的热量多,则放出热量:Q,>Q2,A错误;
B.反应物是气态S时含有的能量比反应物是固态S含有的能量多。而生成物的状态相同,故气态硫燃烧
放出热量比固态S燃烧放出的热量多,则放出热量:Q1>Q2,B错误;
c.HC1比HBr稳定,物质的稳定性越强,其含有的能量就越低,反应放出热量多,放出热量:Q1<Q2,
C正确;
D.CH3coOH是弱酸,其电离产生自由移动的离子的过程会吸收热量,导致发生酸碱中和反应时放出的
热量比强酸与强碱反应放出的热量少,故反应放出热量:Q1>Q2,D错误;
故合理选项是C=
好题冲关
基础过关
-----------IK
1.(2024浙江宁波•期末)已知Imol下列物质分解为气态原子消耗能量与热化学方程式信息如下表:
物质
NOCON2
能量/(kJ/mol)6321076946
热化学方程式2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)AH=-742kJ/mol
则CO2的碳氧双键能为
A.-1606kJ/molB.1606kJ/molC.803kJ/molD.-803kJ/mol
【答案】C
【解析】Imol下列物质分解为气态原子消耗能量即该物质的键能,设CO2的碳氧双键能为x,由AH=反应
物的总键能-生成物的总键能=(2X632+2X1076)-(946+2X2X)=-742,解得X=803,故选:C。
2.(2024•河北保定•期末)相同温度和压强下,关于反应的AH,下列判断正确的是
|(g)+H2(g)-(g)AH](g)+2H2(g)--I1(g)A//2
A.AH,>0,AH2>0B.AH3=AHJ+AH
c.AH1>AH2,AH3>AHD.AH,=AH,+AH
【答案】C
【分析】烯垃与氢气发生的加成反应一般为放热反应,但是,由于苯环结构大派键的存在,苯与氢气发生
加成反应生成1,3-环己二烯时,额外需要破坏苯环结构稳定性的能量,该反应为吸热反应,即AH,〉。;
苯环与氢气发生加成反应生成环己烷则是放热反应,即公国<0。
【解析】A.环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应,因此,AHi<0,AH2<
0,A错误;
B.根据盖斯定律,八应对应的反应不等于△凡与公凡对应的反应之和,gpAH^AH.+AH^B错误;
C.碳碳双键的加成为放热反应,且被加成的双键数目越多,放热越多,相应AH越小,则AH二AH];根
据盖斯定律,AH2=AH3-AH4,据分析,AH,〉。,则公凡必凡,c正确;
D.根据盖斯定律可知,苯与氢气完全加成的反应热AH3=AH4+AH2,因此AH2=AH3-AH4,D错误;
故答案选C。
3.(2024.湖北.三模)如表所示为部分化学键的键能数据,由键能数据大小,不能解释下列事实的是
化学键C-HC-CC=OC-OSi-HSi-SiSi-OSi-C
键能413348745326318226452347
A.硬度:金刚石>碳化硅
B.熔、沸点:金刚石>CC>2
C.SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物
D.硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷妙多
【答案】B
【解析】A.由题干表中数据可知,C-C键的键能>Si-C键的键能,故硬度:金刚石>碳化硅,A不合题
忌;
B.已知金刚石是共价晶体,而CO2为分子晶体,熔沸点受范德华力影响与键能无关,故熔、沸点:金刚
石〉CO2,但不能用键能的数据来解释,B符合题意;
C.由题干表中数据可知,Si-H的键能比C-H的键能更小,故SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,
C不合题意;
D.由题干表中数据可知,Si-H的键能比C-H的键能更小,C-C键的键能>Si-Si键的键能,则硅与碳同
族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷煌多,D不合题意;
故答案为:Co
4.(2024・重庆・三模)甲酸常用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和H?。,在无、有催化
剂条件下的能量与反应历程的关系如下图所示,下列说法正确的是
A.E!-E3>E4-E10
B.可以通过耳和EZ计算HCOOH的总键能
C.途径二中H+参与反应,是该反应过程的中间产物
O
II
D.途径二中反应的快慢由生成;C、、、.
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