2027届新高考化学精准突破复习化学反应的热效应

2027届新高考化学精准突破复习化学反应的热效应考点一反应热和焓变中和反应反应热的测定三个高考关键点关键点1吸热反应和放热反应1.(高考题组编)下列说法中不正确的是

。[命题点❶❷]A.(2025·广东卷)用铁粉、活性炭、食盐等制暖贴,使用时铁粉被氧化,反应放热B.(2025·北京卷)将获得的水蒸气冷却为液态水的过程会放出热量C.(2025·北京卷)盐酸和NaHCO3溶液反应是吸热反应,推测盐酸和NaOH溶液反应是吸热反应D.(2025·浙江1月选考卷)CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)

ΔH<0,则正反应的活化能大于逆反应的活化能E.(2024·广东卷)嫦娥六号的运载火箭助推器采用液氧煤油发动机:燃烧时存在化学能转化为热能F.(2024·北京卷)葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应解析

盐酸和NaOH溶液反应是放热反应,C项错误。CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)

ΔH<0,根据ΔH=Ea(正反应)-Ea(逆反应)可知,正反应的活化能小于逆反应的活化能,D项错误。答案CD

关键点2能量变化图像及分析2.(2025·广西河池二模)根据如图所示的化学反应能量变化曲线,下列说法正确的是(

)[命题点❷❸]A.催化剂通过降低活化能(E1→E3)使反应更易进行B.曲线②的反应中,单位体积内活化分子百分数高于曲线①C.催化剂改变了反应的焓变ΔH,使产物能量降低D.C+CO22CO的反应历程和能量变化可以用曲线①表示A解析

使用催化剂可以降低活化能(E1→E3)使反应速率加快,更易进行,A项正确。曲线②是无催化剂条件的反应,活化能较大,单位体积内活化分子百分数低于曲线①,B项错误。催化剂只能改变反应速率,不能改变反应的焓变ΔH,也不能使产物能量降低,C项错误。图中曲线①表示使用催化剂、放热反应的反应历程和能量变化,而C+CO22CO的反应为吸热反应,且未使用催化剂,D项错误。3.(2026·湖北腾云联盟联考)活泼自由基与氧气的反应一直是科学家关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是(

)[命题点❷❸]A.产物P1与P2互为同分异构体,且P2稳定性大于P1B.该反应过程中最大正反应的活化能E正=186.19kJ·mol-1C.参加反应的反应物总键能大于生成物的总键能D.相同条件下,由中间产物Z转化为产物的速率:v(P1)>v(P2)C解析

P1和P2分子式均为HNO3,结构不同,互为同分异构体,能量越低越稳定,P2的能量低于P1,因此P2稳定性更强,A项正确。正反应活化能为过渡态能量与前一中间体(或反应物)的能量差,过渡态Ⅳ与中间产物Z的能量差为最大活化能E正=(-18.92)-(-205.11)

kJ·mol-1=186.19

kJ·mol-1,B项正确。由图可知,该反应产物能量低于反应物能量,为放热反应,因此ΔH=反应物总键能-生成物总键能<0,故反应物总键能小于生成物总键能,C项错误。相同条件下,反应所需的活化能越小,反应的速率越快,由于到产物P1所需的活化能更小,故反应速率更快,故v(P1)>v(P2),D项正确。关键点3中和反应反应热的测定4.(2025·北京大兴区统考)已知:H+(aq)+OH-(aq)══H2O(g)

ΔH=-57.3kJ·mol-1。某小组用50mL0.50mol·L-1盐酸和50mL0.55mol·L-1NaOH溶液测定中和反应的反应热,简易量热装置如图所示。下列关于该实验的说法错误的是(

)[命题点❹]A.实验中不盖杯盖,会导致测得的ΔH偏大B.实验中,需将NaOH溶液一次性快速加入盛有稀盐酸的内筒中C.若用稀硫酸和氢氧化钡溶液代替稀盐酸与氢氧化钠溶液,测得的ΔH相同D.处理数据时,需要计算生成水的物质的量C

回归基础·考教衔接1.三组基本概念[❶](1)体系与环境(2)内能、焓和焓变

(3)热量和反应热①热量:因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。②反应热:中学阶段认为,等压条件下,化学反应的反应热等于反应的焓变。

通常用ΔH的数值来表示其大小,但ΔH本身是状态函数(焓变)2.吸热反应和放热反应[❷]放热反应(ΔH<0)吸热反应(ΔH>0)①可燃物的燃烧;燃烧过程中化学能转化为热能②酸碱中和反应;③大多数化合反应;④金属与酸的置换反应;⑤物质的缓慢氧化等①大多数分解反应;②盐的水解;③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;④NaHCO3溶液与盐酸的反应;⑤碳和水蒸气、C和CO2的反应等3.从宏观和微观角度认识化学反应中能量变化[❸]①从能量变化角度(宏观角度)②从化学键角度(微观角度)4.中和反应反应热的测定[❹](1)测定原理Q放=c·m总·(t2-t1),反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1,酸、碱溶液的密度按1g·mL-1处理。(2)实验装置

(3)实验步骤①量取一定体积的强酸、强碱稀溶液;②测定混合前酸、碱溶液的温度;③测定混合强酸、强碱溶液反应时的最高温度;④重复实验2~3次;⑤计算平均温度差(t2-t1);⑥计算生成1molH2O时放出的热量。(4)实验结论大量实验测得,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1molH2O时,放出57.3kJ的热量。生成水的量相同,反应热相同

命题角度

1化学反应中能量变化及分析[例1](2025·河北卷)氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应Ga2O3(s)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2O(g)制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:下列说法错误的是(

)A.反应ⅰ是吸热过程B.反应ⅱ中H2O(g)脱去步骤的活化能为2.69eVC.反应ⅲ包含2个基元反应D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中D解析

观察反应过程图可知,反应ⅰ反应物的相对能量为0,产物的相对能量为0.05

eV,反应ⅰ为吸热过程,A项正确。反应ⅱ中H2O(g)脱去步骤经过TS5,该步骤的活化能为3.39

eV-0.70

eV=2.69

eV,B项正确。反应ⅲ要经过TS6和TS7,说明包含2个基元反应,C项正确。速控步的活化能最大,速控步包含在反应ⅲ中,最大活化能为6.37

eV-3.30

eV=3.07

eV,D项错误。命题角度

2根据物质的相对能量(或焓值)计算反应热[例2](2025·四川卷改编)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇,反应按如下两步进行:①HCHO(g)+CO(g)+H2(g)══HOCH2CHO(l)②HOCH2CHO(l)+H2(g)══HOCH2CH2OH(l)已知:ΔfHm为物质生成焓,反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。物质HCHO(g)CO(g)H2(g)HOCH2CH2OH(l)-116-1110-455生成乙二醇的总反应③的热化学方程式为

。

HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)===HOCH2CH2OH(l)

ΔH=-228kJ·mol-1解析

将反应①和②相加,消去中间产物HOCH2CH2OH(l),得到总反应:HCHO(g)+CO(g)+2H2(g)══HOCH2CH2OH(l),该反应的焓变为ΔH=∑ΔfHm(产物)-∑ΔfHm(反应物),则有ΔH=(-455)-[(-116)+(-111)+0]=-228

kJ·mol-1。解题路径“四看法”破解“能量-反应进程”图像题能力要语1.根据物质的相对能量计算反应热(1)物质具有的能量与焓变的关系:ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量)。(2)物质的稳定性与相对能量的关系:一般来说,物质具有的相对能量越低,其稳定性越强。2.根据键能计算反应热(1)计算公式:ΔH=E(反应物的总键能)-E(生成物的总键能)。(2)注意事项:①正确分析分子的结构,确定单个分子中含有共价键的种类和数目。②考虑化学方程式中各物质的化学计量数,结合单个分子中的共价键,计算反应物、生成物的总键能。3.根据活化能计算反应热ΔH=Ea(正反应)-Ea(逆反应),Ea代表活化能。考点二热化学方程式燃烧热和能源三个高考关键点关键点1热化学方程式1.(原创题)下列说法中正确的是(

)。[命题点❶❷]A.若1molSO2和0.5molO2混合反应后,放出热量akJ,则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH=-2akJ·mol-1B.表示H2S燃烧热的热化学方程式:H2S(g)+2O2(g)═SO3(g)+H2O(l)ΔH=-518kJ·mol-1C.25℃、101kPa时,甲烷的燃烧热ΔH=-890.31kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)

===

CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-890.31kJ·mol-1D.HCOOH(aq)和NaOH(aq)发生中和反应生成1molH2O(l)的反应热为-52.3kJ·mol-1:HCOOH+OH-

===

HCOO-+H2O

ΔH=-52.3kJ·mol-1C解析

SO2与O2的反应为可逆反应,1

mol

SO2、0.5

mol

O2混合反应,消耗的SO2物质的量小于1

mol,则2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH>-2a

kJ·mol-1,A项错误。H2S完全燃烧的产物应为二氧化硫和水,而非三氧化硫,B项错误。未标明各物质的聚集状态,D项错误。

D解析

Na2O2与水、二氧化碳的反应为歧化反应,1

mol过氧化钠转移1

mol电子,195

g

Na2O2物质的量为2.5

mol,则转移2.5

mol电子,C项正确。H2和CO组成的混合气体56.0

L(标准状况)物质的量为2.5

mol,经充分燃烧后,放出总热量为710.0

kJ,并生成液态水,依据氢气和一氧化碳燃烧热的热化学方程式计算,设氢气物质的量为x,一氧化碳物质的量为y,则x+y=2.5

mol,285.8

kJ·mol-1×x+282.8

kJ·mol-1×y=710.0

kJ,计算得到x=1

mol,y=1.5

mol,固体增重应为H2和CO的总质量(1

mol×2

g·mol-1+1.5

mol×28

g·mol-1=44

g),而非31

g,D项错误。关键点3能源及分类3.(2025·江苏宿迁调研)能源是社会发展的动力。下列有关能源的叙述错误的是(

)[命题点❸]A.为了环境保护,可以大幅增加风电、核电、太阳能发电的开发利用B.石油和煤都属于不可再生能源C.氢能热值高,产物无污染,原料来源广D.新能源汽车是指使用电能的汽车D解析

新能源汽车包括电能、氢能、混合动力等多种形式,仅定义为“使用电能”过于片面,D项错误。回归基础·考教衔接1.热化学方程式[❶](1)概念表示参加反应的物质的物质的量和反应热关系的化学方程式,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)书写步骤和要求

热化学方程式中,化学计量数可以是整数或分数,只表示物质的量(mol),而不代表分子个数。2.燃烧热[❷](1)概念:在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。表示燃烧热的热化学方程式中,可燃物的化学计量数必须是1(2)意义:衡量燃料燃烧时放出热量的多少。(3)熟记常见元素完全燃烧生成的指定物质。

指物质中的元素燃烧后生成最稳定、不能再继续燃烧的产物元素CHSN指定产物及状态CO2(g)H2O(l)SO2(g)N2(g)3.燃料的选择

能源(1)燃料选择的原则要综合考虑①环境保护;②热值大小;③其他因素,如来源、价格、运输、稳定性等。(2)能源分类[❸]

命题角度

1热化学方程式的书写及正误判断[例1](1)(2023·天津卷节选)二氧化硫催化氧化生成三氧化硫,若每生成80g气体三氧化硫,放出98.3kJ能量,写出生成三氧化硫的反应的热化学方程式:

。

(2)(2023·重庆卷节选)在银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为

kJ·mol-1。

②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为

。

83

EO(g)===AA(g)

ΔH=-102kJ·mol-1

[例2](2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是(

)物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)ΔH/(kJ·mol-1)-1559.8-1411-285.8

D

命题角度

2燃烧热的理解及综合应用[例3](2025·全国卷节选)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为-874kJ·mol-1、-1367kJ·mol-1和-2238kJ·mol-1,则酯化反应CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)+H2O(l)的ΔH=

kJ·mol-1。-3解析

根据题给燃烧热数据,分别写出热化学方程式:①CH3COOH(l)+2O2(g)→2CO2(g)+2H2O(l)

ΔH1=-874

kJ·mol-1②CH3CH2OH(l)+3O2(g)

→2CO2(g)+3H2O(l)

ΔH2=-1

367

kJ·mol-1③CH3COOCH2CH3(l)+5O2(g)

→4CO2(g)+4H2O(l)

ΔH3=-2

238

kJ·mol-1根据盖斯定律,由①+②-③可得CH3COOH(l)+C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)+H2O(l),则有ΔH=-874

kJ·mol-1-1

367

kJ·mol-1+2

238

kJ·mol-1=-3

kJ·mol-1。解题路径“三步法”根据题给信息书写热化学方程式方法导引“五看法”判断热化学方程式的正误一看热化学方程式是否配平,是否符合客观事实二看是否漏(或未)标注物质的聚集状态三看反应热ΔH的符号是否正确,放热反应的ΔH为“-”,吸热反应的ΔH为“+”四看ΔH是否带单位,或单位写错(写成kJ、kJ·mol等)五看反应热ΔH的数值与该热化学方程式是否对应解题路径“三步法”突破基于燃烧热计算指定反应热题能力要语1.利用燃烧热数据直接计算反应热:ΔH=Σ(反应物的燃烧热)-Σ(生成物的燃烧热)。2.O2是助燃剂,H2O是生成物,不能再燃烧,二者的燃烧热均看作0。3.热化学方程式中的化学计量数需参与计算,不可遗漏。考点三盖斯定律及应用两个高考关键点关键点1盖斯定律及理解1.(2025·北京卷)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想NaCl固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。下列说法不正确的是(

)[命题点❶❷]A.NaCl固体溶解是吸热过程B.根据盖斯定律可知:a+b=4C.根据各微粒的状态,可判断a>0,b>0D.溶解过程的能量变化,与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关C解析

由图可知,NaCl固体溶于水的总过程ΔH3=+4

kJ·mol-1>0,说明NaCl固体溶解是吸热过程,A项正确。根据盖斯定律,反应热只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关。从图中可知ΔH3=ΔH1+ΔH2=(a+b)

kJ·mol-1=+4

kJ·mol-1,B项正确。第一步NaCl(s)══Na+(g)+Cl-(g),是将固体变为气态离子,需要破坏离子键,吸收能量,所以a>0;第二步Na+(g)+Cl-(g)Na+══(aq)+Cl-(aq),气态离子变为水合离子,放出能量,所以b<0,C项错误。溶解过程中涉及破坏NaCl固体中的离子键以及形成NaCl溶液中水合离子等,能量变化与这些微粒间作用力的强弱有关,D项正确。

B

3.(2025·湖南卷)在反应器中,发生如下反应:反应ⅰ:2C2H4(g) C4H8(g)

ΔH1=-104.7kJ·mol-1反应ⅱ:2C2H4(g)+H2(g) C4H10(g)

ΔH2=-230.7kJ·mol-1计算反应C4H8(g)+H2(g) C4H10(g)的ΔH=

kJ·mol-1。[命题点❸❹]

-126解析

根据盖斯定律,由反应ⅱ-反应ⅰ即可得到目标反应C4H8(g)+H2(g)C4H10(g),则ΔH=-230.7

kJ·mol-1-(-104.7

kJ·mol-1)=-126

kJ·mol-1。回归基础·考教衔接1.盖斯定律的内容[❶]一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成,其反应热是相同的。实质体现“能量守恒定律”2.盖斯定律的理解[❷]核心思想:盖斯定律表明,化学反应的反应热(ΔH)只与反应体系的始态和终态有关,而与反应进行的途径无关。3.盖斯定律的应用[❸]4.虚拟路径法解题[❹]由A生成D有两个途径:①A→D,反应热为ΔH;②A→B→C→D,每一步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,存在关系如图所示:则有ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。

命题角度

1利用盖斯定律计算反应热[例1](1)(2025·安徽卷节选)通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应:①HCOOH(g)══CO(g)+H2O(g)

ΔH1=+26.3kJ·mol-1②HCOOH(g)══CO2(g)+H2(g)

ΔH2=-14.9kJ·mol-1反应CO(g)+H2O(g)══CO2(g)+H2(g)的ΔH=

kJ·mol-1。

-41.2(2)(2025·湖北卷节选)CaH2(s)粉末可在较低温度下还原Fe2O3(s)。一定温度下:①CaH2(s)+6Fe2O3(s)══Ca(OH)2(s)+4Fe3O4(s)

ΔH1=mkJ·mol-1②2CaH2(s)+Fe3O4(s)══2Ca(OH)2(s)+3Fe(s)

ΔH2=nkJ·mol-1则3CaH2(s)+2Fe2O3(s)══3Ca(OH)2(s)+4Fe(s)的ΔH3=

kJ·mol-1(用m和n表示)。

命题角度

2结合盖斯定律比较反应热[例2](2025·浙江6月选考卷)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是(

)H2SO4(l)+Fe(OH)2(s)══FeSO4(s)+2H2O(l)

ΔH1H2SO4(l)+2NaOH(s)══Na2SO4(s)+2H2O(l)

ΔH2H2SO4(l)+Na2O(s)══Na2SO4(s)+H2O(l)

ΔH3SO3(g)+Na2O(s)══Na2SO4(s)

ΔH4SO3(g)+H2O(l)══H2SO4(l)

ΔH5A.ΔH1-ΔH2>0 B.ΔH2-ΔH3>0C.ΔH3-ΔH4<0 D.ΔH4-ΔH5<0C解析

将题给五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤,酸碱中和反应为放热反应,Fe(OH)2难溶于水而氢氧化钠易溶于水,则反应①放出的热量小于反应②,即ΔH1>ΔH2,故ΔH1-ΔH2>0,A项正确。根据盖斯定律,由反应③-②得到H2O(l)+Na2O(s)══2NaOH(s),该反应为放热反应,则该反应的ΔH=ΔH3-ΔH2<0,即ΔH2-ΔH3>0,B项正确。反应⑤SO3(g)+H2O(l)══H2SO4(l)(化合反应)为放热反应,即ΔH5<0,利用盖斯定律,将反应④-③得到反应⑤,即ΔH4-ΔH3=ΔH5<0,ΔH3-ΔH4>0,C项错误。反应③H2SO4(l)+Na2O(s)══Na2SO4(s)+H2O(l)为放热反应,ΔH3<0,又知ΔH4-ΔH3=ΔH5<0,则ΔH4-ΔH5=ΔH3<0,D项正确。解题路径“四步法”突破利用盖斯定律计算反应热问题方法导引“四看法”比较反应热的大小一看状态物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:

二看符号比较反应热大小时,ΔH要带本身的符号进行比较三看化学计量数当反应物与生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大四看反应程度对于可逆反应,参加反应的物质的质量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大命题点

1化学反应中能量变化图像及分析

A.H2O的空间结构为V形B.从结构上看,碳正离子中间体和取代产物中所有原子都不可能处于同一平面C.反应1的反应速率比反应2的反应速率慢D.从能量变化上看,取代产物与加成产物的能量差值ΔE=214.63kJ·mol-1,取代产物更稳定答案B

解析

水分子中心氧原子形成2个σ键、有2个孤电子对,则H2O的空间结构为V形,A项正确。碳正