第28讲　反应热　热化学方程式

1/1第28讲反应热热化学方程式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.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。3.能从物质变化、能量变化等视角综合分析化学在解决能源危机中的重要作用。考点一反应热焓变必备知识1.从宏观和微观两个角度认识反应热和焓变（1）体系与环境（2）化学反应的实质和特征（3）焓和焓变2.反应过程中能量变化的原因（1）从化学键变化角度分析（2）从反应过程能量图理解放热反应（ΔH＜0）吸热反应（ΔH＞0）图示说明①E1代表反应物断键吸收的能量，即反应物的键能之和。过渡态理论认为E1为正反应的活化能；②E2代表形成化学键时释放的能量，即生成物的键能之和。过渡态理论认为E2为逆反应的活化能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）有下列常见的化学反应：①Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应；②大多数的分解反应；③大多数的化合反应；④大多数的盐类水解反应；⑤C和H2O（g）的反应、C和CO2的反应；⑥中和反应；⑦可燃物的燃烧；⑧金属与酸的置换反应；⑨铝热反应；⑩NaHCO3与盐酸的反应。其中属于放热反应的是（填序号，下同），属于吸热反应的是。提醒：①C与CO2高温下生成CO的反应是化合反应，但属于吸热反应。②H2O2的分解反应是放热反应。易错辨析（1）放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。（）（2）弱电解质的电离是吸热反应，浓硫酸溶于水是放热反应。（）（3）反应体系的焓就是体系的内能。（）（4）石墨转化为金刚石需要吸收能量，所以石墨更稳定。（）（5）吸热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量。（）（6）吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量。（）关键能力考向1反应历程与能量变化的图示分析1.（2025·江西模拟）在两种不同催化剂作用下，反应X（g）⇌Y（g）的历程如图所示。下列叙述正确的是（）A.不同催化剂作用下使该反应的焓变不同B.基元反应②和③的正反应ΔH＞0C.其他条件相同，P2比P1更稳定D.其他条件不变，升温能提高X的平衡转化率2.我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。可知水煤气变换的ΔH（填“大于”“等于”或“小于”）0。该历程中最大能垒（活化能）E正＝eV，写出该步骤的化学方程式：。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＝E1－E2。（2）催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。考向2根据能量变化图或键能计算ΔH3.如图是N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化。反应N2O（g）＋NO（g）N2（g）＋NO2（g）的焓变为（A.ΔH＝＋139kJ·mol－1B.ΔH＝－139kJ·mol－1C.ΔH＝－209kJ·mol－1D.ΔH＝－348kJ·mol－14.（2025·重庆模拟）碳（C）与氧气反应的焓变如图所示，已知OO键能为akJ·mol－1，CO键能为bkJ·mol－1，则CO（g）中碳氧键键能（单位：kJ·mol－1）为（A.－283＋a－bB.－283＋2b－aC.－393.5＋b－aD.－504＋2b－a（1）ΔH计算的三个基本公式①ΔH＝反应物的化学键键能总和－生成物的化学键键能总和。②ΔH＝E（生成物总能量）－E（反应物总能量）＝H（生成物总焓）－H（反应物总焓）。③ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能。（2）常考物质（1mol）中的共价键数目物质CO2（COCH4（C—H）P4（P—P）SiO2（Si—O）化学键数目/NA2464物质石墨（C—C）金刚石（C—C）S8（S—S）Si（Si—Si）化学键数目/NA1.5282考点二热化学方程式燃烧热必备知识1.热化学方程式（1）概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。（2）意义：不仅表明化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如，2H2（g）＋O2（g）2H2O（l）ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示在25℃和101kPa下，。（3）书写写出下列反应的热化学方程式：（1）1molC2H5OH（l）完全燃烧生成CO2（g）和H2O（l），放出1366.8kJ热量：。（2）1molC（石墨，s）与适量H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g），吸收131.3kJ热量：。提醒：对于互为同素异形体的物质（如白磷与红磷、金刚石与石墨等），除了要注明物质的聚集状态之外，还要注明物质的名称。2.燃烧热（1）概念：在101kPa时，mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。（2）意义：衡量燃料燃烧时放出热量的多少。（3）对“完全燃烧”的理解燃烧元素CHSN指定产物及状态SO2（g）已知甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol－1，表示甲烷燃烧热的热化学方程式为。〔人教选择性必修1〕我国航天事业取得重大成就，火箭推进剂功不可没。（1）液态四氧化二氮和液态偏二甲肼（C2H8N2）作推进剂。N2O4与偏二甲肼的燃烧产物只有CO2（g）、H2O（g）、N2（g），并放出大量热，已知10.0g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425kJ热量，该反应的热化学方程式为。（2）长征五号B运载火箭采用以液氧、液氢和煤油作为燃料推进剂。已知1mol水蒸气完全液化放出44kJ的热量，如图表示H2与O2反应生成H2O（g）的能量变化示意图。写出表示H2燃烧热的热化学方程式。3.能源及利用易错辨析（1）101kPa时，1mol碳燃烧的焓变为碳的燃烧热。（）（2）燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型、燃料空气比等提高燃料的燃烧效率。（）（3）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。（（4）氢气的燃烧热ΔH＝－285.8kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O（l）2H2（g）＋O2（g）ΔH＝＋285.8kJ·mol－1。（（5）理想的新能源应具有资源丰富、可再生、对环境无污染等特点。（）关键能力考向1热化学方程式的书写与正误判断1.下列说法正确的是（）A.（2025·吉林模拟）甲烷的燃烧热为890kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－890kJ·mol－B.（2026·哈尔滨月考）在101kPa下H2（g）的燃烧热ΔH＝－285.8kJ·mol－1，则水分解的热化学方程式为2H2O（l）2H2（g）＋O2（g）ΔH＝＋285.8kJ·mol－C.（2026·莆田一中期中）已知9.6g硫粉与11.2g铁粉混合加热生成17.6gFeS时放出19.12kJ热量，则Fe（s）＋S（s）FeS（s）ΔH＝－95.6kJ·mol－D.（2025·重庆七中开学考）N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝－92.4kJ·mol－1，若上述反应放出46.2kJ的热量，则消耗N2分子数小于0.5NA2.（1）（2025·苏州高新区一中月考）我国科学家实现了在铜催化剂条件下将（CH3）2NCHO转化为N（CH3）3。计算机模拟单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示。该反应的热化学方程式为。（用相对能量的变化来表示ΔH）（2）（2025·安徽六安月考）CO的燃烧热为283kJ·mol－1，则CO2分解生成CO和O2的热化学方程式为。“五审法”正确判断、书写热化学方程式考向2燃烧热的判断与计算3.（2025·湖北模拟）物质的燃烧推动了文明的进步和科技的发展，部分物质的燃烧热数据如表：物质H2（g）CO（g）CH3OH（l）N2H4（l）ΔH/（kJ·mol－1）－285.8－283.0－726.5－622.0下列热化学方程式正确的是（）A.2CO（g）＋O2（g）2CO2（g）ΔH＝－566.0kJ·mol－B.CH3OH（l）＋32O2（g）CO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－726.5kJ·molC.N2H4（l）＋3O2（g）2NO2（g）＋2H2O（g）ΔH＝－622.0kJ·mol－D.CO（g）＋2H2（g）CH3OH（l）ΔH＝＋128.1kJ·mol－4.（1）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ΔH＝kJ·mol－1。（2）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。（3）已知2.0g气态燃料肼（N2H4）完全燃烧生成N2（g）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。1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）（2025·北京高考）NaCl固体溶解是吸热过程。（）（2）（2025·浙江1月选考）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。（）（3）（2024·北京高考）葡萄糖氧化生成CO2和H2O的反应是放热反应。（）（4）（2024·江苏高考）SO2与O2反应中，V2O5能减小该反应的焓变。（）（5）（2024·广东高考）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。（）（6）（2024·广东高考）向适量NH4Cl与Ba（OH）2·8H2O中滴加浓盐酸，烧瓶壁会变冷，说明存在ΔH＜0的反应。（）2.（2025·河南高考10题）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反应制备丙烯，总反应的化学方程式为CH3CH2CH3（g）⇌CH3CHCH2（g）＋H2（g），反应进程中的相对能量变化如图所示[*表示吸附态，*CH3CHCH2＋2*HCH3CHCH2（g）＋H2（g下列说法正确的是（）A.总反应是放热反应B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同C.和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定D.①转化为②的进程中，决速步骤为*CH3CH2CH3*CH3CHCH3＋*3.按要求填空：（1）（2024·河北高考节选）工业制备硫酰氯的原理如下：SO2（g）＋Cl2（g）⇌SO2Cl2（g）ΔH＝－67.59kJ·mol－1。若正反应的活化能为E正kJ·mol－1，则逆反应的活化能E逆＝kJ·mol－1（用含E正的代数式表示）。（