专题05 化学反应中的能量变化（专讲）-瞄准2023年高考化学二轮专题考点抢分计划

专题05 化学反应中的能量变化 考点01 反应热及其表示方法 1 考点02 热化学方程式 盖斯定律 5 考点03 原电池 化学电源 11 考点04 电解原理 15 考点01 反应热及其表示方法 1．反应热和焓变 (1)反应热是化学反应中放出或吸收的热量。 (2)焓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焓变表示，符号为ΔH，单位为 kJ·mol－1。 2．吸热反应与放热反应 　　类型 比较　　 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 ΔH>0 ΔH<0 形成原因 ∑E(反应物)<∑E(生成物) ∑E(反应物)>∑E(生成物) 形成实质 图示 图示 E1——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) ①ΔH＝E1－E2 ②使用催化剂，E1减小，E2减小，ΔH不变 ①ΔH＝E1－E2 ②使用催化剂，E1减小，E2减小，ΔH不变 反应类型或实例 ①所有的水解反应 ②大多数的分解反应 ③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ④C＋H2O(g)CO＋H2 ⑤C＋CO22CO ①所有的中和反应 ②所有的燃烧反应 ③大多数的化合反应 ④活泼金属与水、较活泼金属与酸的反应 ⑤铝热反应 【典例1】关于下列的判断正确的是( ) CO32-(aq)+H2O(l) HCO3-(aq)+OHˉ(aq) A. B. C. D. 【答案】B 【解析】碳酸氢根的电离属于吸热过程，则CO32-(aq)+H+(aq)=HCO32-(aq)为放热反应，所以△H1<0；CO32-(aq)+H2O(l) HCO3-(aq)+OHˉ(aq)为碳酸根的水解离子方程式，CO32-的水解反应为吸热反应，所以△H2>0；OHˉ(aq)+H+(aq)=H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应，为放热反应，所以△H3<0；醋酸与强碱的中和反应为放热反应，所以△H4<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△H4>△H3；综上所述，只有△H1<△H2正确，故答案为B。 【变式1-1】根据下图中的能量关系，可求得C—H的键能为(　　) A．414 kJ·mol－1 B．377 kJ·mol－1 C．235 kJ·mol－1 D．197 kJ·mol－1 【变式1-2】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________0(填“大于”“等于”或“小于”)。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____________________。 【特别提醒】利用键能计算反应热，要熟记公式：ΔH＝反应物总键能－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：1 mol金刚石中含2 mol C—C键，1 mol硅中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O键；分子晶体：1 mol P4中含有6 mol P—P键，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中含有12 mol P—O键、4 mol P==O键，1 mol C2H6中含有6 mol C—H键和 1 mol C—C键。 【变式1-3】(2022•浙江省学军中学高三选考模拟测试)理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( ) A．一分子HCN中的总键能比一分子HNC的总键能小 B．该异构化反应的△H=+59.3kJ•mol-1 C．过渡态不稳定，故无法观测也无法分离 D．使用催化剂，可以改变活化分子百分数 【变式1-4】我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B．CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂 C．①→②放出能量并形成了C―C键 D．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 考点02 热化学方程式 盖斯定律 1．热化学方程式 (1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 (2)意义：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)　ΔH＝－571．6 kJ·mol－1：表示在25 ℃、101 kP