【新人教版高中化学】必修一 第28讲　反应热　热化学反应方程式

第七章化学反应与能量02考点203考点301考点1ContentNavigation内容导航04真题体验·素养提升第28讲反应热热化学反应方程式

［课标要求］

1.认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，知道通过化学反应可以实现化学能与其他形式能量的转化，且能量的转化遵循能量守恒定律。2.认识化学键的断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。3.知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强和物质的聚集状态等影响。4.认识恒温、恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示，能进行反应焓变的简单计算，能用热化学方程式表示反应中的能量变化。5.了解中和反应反应热测定的原理及操作。反应热与焓变考点1化学反应的实质与特征断裂形成能量热量反应热和焓变

焓(H)：与内能有关的物理量。物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。释放吸收举例说明常见的吸热反应和放热反应放热反应吸热反应①可燃物的________②酸碱________③________的置换反应④物质的________⑤________⑥大多数________①________的电离②盐类的________③Ba(OH)2·8H2O与________的反应④____________、C和CO2的反应⑤大多数________燃烧反应中和反应金属与酸缓慢氧化铝热反应化合反应弱电解质水解反应NH4ClC和H2O(g)分解反应反应吸热、放热的原因分析(1)从能量图分析

物质能量变化与焓变的关系：ΔH＝E(生成物的总能量)－E(反应物的总能量)。(2)从化学键变化分析吸热><放热反应热与活化能的关系

(1)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝________。(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。E1－E2③⑥⑧⑨⑩旧键断裂吸收的能量新键形成放出的能量反应热放热<化学反应中焓的变化示意图[教材溯源](1)(选择性必修1·P7)根据规定，当反应体系放热时其焓减小，ΔH为负值，即ΔH<0。当反应体系吸热时其焓增大，ΔH为正值，即ΔH>0。如图所示。(2)(选择性必修1·P28)化学反应中反应物、生成物的能量与活化能的关系：

其中，E1表示反应的活化能，E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量，E1－E2表示反应热。(3)(选择性必修1·P29)催化剂改变反应历程、降低反应活化能示意图：√能量—反应过程图像分析1．(2023·北京，节选)二十世纪初，工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步：ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4；ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是________(填序号)。a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱb．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应c．CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)

ΔH＝E1－E4ab解析反应ⅰ的活化能是E1，反应ⅱ的活化能是E3，E1<E3，a项正确；从图中反应物和生成物能量的相对大小可看出反应ⅰ放热，反应ⅱ吸热，b项正确；总反应的反应热：ΔH＝E1－E2＋E3－E4，c项错误。2．某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放，其反应热ΔH＝－620.9kJ·mol－1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是(

)

A．ΔE＝306.6kJ/molB．三个基元反应中只有③是放热反应C．该化学反应的速率主要由反应②决定D．该过程的总反应为2CO＋2NO===N2＋2CO2√解析图中ΔE＝248.3－[－620.9－199.2－(－513.5)]＝554.9kJ·mol－1，A项错误；由图可知，三个基元反应中，反应②和反应③的反应物总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，B项错误；正反应活化能最大的是反应①，活化能越大反应速率越慢，整个反应由最慢的一步决定，则该化学反应的速率主要由反应①决定，C项错误；由始态和终态可知，该过程的总反应为2CO＋2NO===N2＋2CO2，D项正确。化学反应的焓变与键能的相互计算3．CH3—CH3(g)===CH2===CH2(g)＋H2(g)

ΔH，有关化学键的键能如表：则该反应的反应热为________________。化学键C—HC===CC—CH—H键能/(kJ·mol－1)414615347436＋124kJ·mol－1解析ΔH＝E(C—C)＋6E(C—H)－E(C===C)－4E(C—H)－E(H—H)＝(347＋6×414－615－4×414－436)kJ·mol－1＝＋124kJ·mol－1。4．有关键能数据如表，SiO2晶体部分微观结构如图，晶体硅在O2中燃烧的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)

ΔH＝－989.2kJ·mol－1，则表中的x值为________。化学键Si—OO===OSi—Si键能/(kJ·mol－1)x498.8176460解析已知Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)

ΔH＝－989.2kJ·mol－1，由图可知，1molSiO2晶体中含有4molSi—O，1molO2中含有1molO===O，1mol晶体硅中有2molSi—Si，则根据反应热与键能关系可得：ΔH＝2×176kJ·mol－1＋498.8kJ·mol－1－4xkJ·mol－1＝－989.2kJ·mol－1，解得x＝460。(1)计算公式ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。(2)计算关键利用键能计算反应热的关键，就是要算清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。物质(化学键)每个微粒所含键数CO2(C===O)2P4(P—P)6SiO2(Si—O)4石墨(C—C)1.5金刚石(C—C)2S8(S—S)8Si(Si—Si)2热化学方程式燃烧热和能源考点2热化学方程式表示________________________和________关系的化学方程式。参加反应物质的物质的量反应热意义热化学方程式不仅能够表明化学反应中的物质变化，也能表明化学反应中的________变化。如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示在25℃、101kPa条件下，__________________________________________________________________________________________________________。能量2molH2(g)和1molO2(g)完全反应生成2molH2O(l)时释放571.6kJ的能量热化学方程式书写注意事项(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25℃、101kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用____、____、____、____分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号、单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol－1)。(4)注意守恒关系：①原子守恒；②得失电子守恒；③能量守恒(ΔH与化学计量数相对应)。slgaq(5)区别于普通方程式：一般不注明“↑”“↓”以及“点燃”“加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数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ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。(7)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。燃烧热指定产物kJ/mol(或kJ·mol－1)393.5能源不可可再生提示热化学方程式的ΔH表示完全反应时的热量变化，而该反应为可逆反应，不能完全反应。(2)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。(

)提示反应的吸、放热与反应的始末状态有关(包括反应物与生成物的种类、状态及参与反应物质的物质的量)，而与反应条件无关。××提示反应热ΔH单位中的“mol－1”代表的是1mol题述反应，不是指具体物质的物质的量。(4)热化学方程式中各物质前面的计量数不仅表示分子数也表示物质的量。(

)提示热化学方程式中各物质前面的计量数只表示物质的量，不表示分子数。√×(5)H2(g)的燃烧热ΔH＝－285.8kJ·mol－1，则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋571.6kJ·mol－1。(

)提示燃烧热生成的水是液态，此方程式中水为气态。(6)1mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的燃烧热。(

)提示1molS完全燃烧生成SO2时所放出的热量为硫的燃烧热。××热化学方程式的书写及注意事项1．判断下列热化学方程式的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)2NO2===O2＋2NO

ΔH＝＋116.2kJ·mol－1(

)×解析(1)物质未标明物质状态。(2)3.2gCH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890kJ(

)×解析(2)ΔH的单位为kJ·mol－1。√×解析(4)SO2与O2的反应为可逆反应，1molSO2、0.5molO2混合反应，消耗的SO2物质的量小于1mol。(5)若31g白磷的能量比31g红磷多bkJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(s)===4P(s)

ΔH＝－4bkJ·mol－1(

)×解析(5)同素异形体应指明名称。(6)1mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝＋642kJ·mol－1(

)×解析(6)液态肼的燃烧为放热反应，ΔH应为“－”号。2．下列热化学方程式正确的是(

)√解析符合已知条件的应是H2和O2反应，A项错误；该反应为可逆反应，反应物不能完全转化，B项错误；由于生成BaSO4沉淀，放出的热量大于114.6kJ，C项错误。判断热化学方程式正误的“五审”提取反应过程图像信息书写热化学方程式3．分析下列图像，按要求书写热化学方程式。(1)图甲表示的是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的过程中能量变化示意图，请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式：_________________________________________________________________________________。NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)

ΔH＝－234kJ·mol－1(2)我国科学家研究化合物M(s)催化CO2氢化生成甲酸的机理，其中由化合物M(s)生成化合物N(s)的反应过程和相对能量曲线如图乙所示，TS1、TS2均为过渡态(已知：1eV＝96kJ·mol－1)。写出该反应的热化学方程式：

_____________________________________________________________________________________________。M(s)＋CO2(g)===N(s)

ΔH＝－48.96kJ·mol－1(3)图丙表示一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClO(x＝1、2、3、4)的能量相对大小，①D是________(填离子符号)。②B―→A＋C反应的热化学方程式为________________________________________________________________________________________(用离子符号表示)。能源、燃烧热4．美国Marchetin博士对世界一次能源替代趋势曾作如下预测。有关说法不正确的是(

)A．太阳能、氢能和生物质能等均属于新能源B．随着新能源的发现与利用，煤炭等能源完全失去作用C．天然气与煤炭、石油及薪柴相比，具有热值高、洁净等优势D．煤、石油及天然气蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能√解析太阳能、氢能、生物质能燃烧过程中无污染，都属于新能源，A项正确；随着新能源的发现与利用，煤炭等能源仍旧为燃料，仍旧可作为能源，B项错误；天然气与煤炭、石油等能源相比具有使用安全、热值高、洁净等优势，C项正确；远古时期生物体吸收利用太阳能，经过非常复杂的过程和漫长的时间形成煤、石油及天然气，其蕴藏的能量来自远古时期生物体所吸收利用的太阳能，D项正确。√－285.8(2)表示燃烧热时，要完全燃烧生成指定产物，其含义是什么？答：物质中下列元素完全转变成对应的指定产物，如C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)等。(3)中和反应的反应热是指常温常压下，强酸和强碱的稀溶液反应生成1molH2O时放出的热量，为57.3kJ·mol－1，弱酸弱碱电离时吸热，放出的热量小于57.3kJ，浓硫酸稀释时放热，放出的热量大于57.3kJ。中和反应反应热的测定考点3中和反应的反应热1molkJ/mol(或kJ·mol－1)57.3中和反应反应热的测定(以稀盐酸与稀NaOH溶液反应为例)(1)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。(2)实验步骤及装置最高57.3易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)在中和反应反应热的测定实验中，应把NaOH溶液分多次倒入。(

)(2)为测定反应H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)的ΔH，也可以选用0.1mol·L－1NaHSO4溶液和0.1mol·L－1NaOH溶液进行实验。(

)×√(3)已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1。(

)(4)已知中和反应的反应热ΔH＝－57.3kJ·mol－1，则CH3COOH(aq)＋NH3·H2O(aq)===CH3COONH4(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ·mol－1。(

)××中和反应反应热的测定1．用50mL0.50mol·L－1盐酸与50mL0.55mol·L－1NaOH溶液测定中和反应反应热时，下列操作一定会降低实验准确性的是(

)A．用合适的量筒取所用药品B．盐酸在倒入小烧杯时，有少量溅出C．取用稍过量的NaOH溶液D．测量HCl溶液的温度计用水洗净后再用来测NaOH溶液的温度√解析用合适的量筒取所用药品，此为正确操作，对实验结果无影响，A项不合题意；盐酸在倒入小烧杯时，有少量溅出，实验中生成水的量减少，放出的热量减小，测得中和反应的反应热数值不准，降低实验准确性，B项符合题意；取用稍过量的NaOH溶液，使HCl能够完全反应，生成水的量更加准确，对实验结果无影响，C项不合题意；测量HCl溶液的温度计用水洗净后再用来测NaOH溶液的温度，此为正确操作，对实验结果无影响，D项不合题意。2．(2023·广东，节选)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。(1)盐酸浓度的测定：移取20.00mL待测液，加入指示剂，用0.5000mol·L－1NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00mL。①上述滴定操作用到的仪器有__________。

②该盐酸浓度为________mol·L－1。AD0.5500(2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为_____________J(c和ρ分别取4.18J·g－1·℃－1和1.0g·mL－1，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。418(T1－T0)解析(2)由Q＝cρV总·ΔT可得Q＝4.18J·g－1·℃－1×1.0g·mL－1×(50mL＋50mL)×(T1－T0)＝418(T1－T0)J。(3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。①温度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。②ΔH＝____________________________________________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。序号反应试剂体系温度/℃反应前反应后ⅰ0.20mol·L－1

CuSO4溶液100mL1.20gFe粉abⅱ0.56gFe粉ac>－20.9(b－a)kJ·mol－1[或－41.8(c－a)kJ·mol－1](1)实验所用的酸和碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5mol·L－1)，否则会造成较大误差。(2)使用同一支温度计分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测另一种溶液的温度。(3)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，计算时应注意单位的统一。真题体验·素养提升√2．(2025·北京)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，示意图如图。下列说法不正确的是(

)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