第6章第20讲　化学反应的热效应-（教师用书）【导学教程】2024新教材新高考化学新编大一轮总复习（鲁科版）

第20讲　化学反应的热效应 [课标要求]　1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4.了解焓变与反应热的含义。5.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。6.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。 考点一　焓变　热化学方程式 1．焓变、反应热 (1)焓与焓变 (2)反应热和焓变的关系 反应热是一定条件下化学反应释放或吸收的热量。恒压条件下进行的化学反应的焓变等于反应热，因此常用ΔH表示反应热。 (3)关于焓的理解 ①焓是与内能有关的相对比较抽象的一个物理量，焓变的值只与始末状态有关而与过程无关。 ②物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。 2．吸热反应和放热反应 (1)从总能量的相对大小的角度 (2)从反应热的量化参数——键能的角度 (3)从常见反应类型的角度 3．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。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105 Pa下，1 mol氢气和0.5 mol氧气完全反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ的热量。 (3)书写步骤 (4)注意事项 ①热化学方程式不注明反应条件。 ②热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。 ③热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。 ►题组一　反应热与能量变化的图像分析 1．根据下图所得判断正确的是(　　) 已知：H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ/mol A．图1反应为吸热反应 B．图1反应使用催化剂时，会改变其ΔH C．图2中若H2O的状态为液态，则能量变化曲线可能为① D．图2中反应为CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ/mol 解析　A项，图1为反应物总能量高于生成物总能量的放热反应，错误；B项，催化剂只能改变反应所需的活化能，不能改变ΔH，错误；C项，若生成的水为液态，根据题图1和已知可知，其ΔH＝－3 kJ/mol，是一个放热反应，而曲线①仍为吸热反应，错误；D项，题图2表示反应为题图1表示反应的逆反应，正确。 答案　D 2．已知反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在催化剂存在时反应过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．反应的ΔH＝E4－E3＋E2－E1 B．加入催化剂，ΔH不变，活化能降低，反应速率加快 C．加入催化剂后反应经过两步完成，其中第一步决定反应速率 D．向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生反应达平衡时，放出92.4 kJ热量 解析　①A→B的反应焓变为E1－E2，②B→C的反应焓变为E3－E4，①＋②可得：A→C，结合盖斯定律A→C的反应焓变为E1－E2＋E3－E4，故A错误；加入催化剂可以改变反应历程，降低反应活化能，加快反应速率，但是不改变始终态，所以焓变不变，故B正确；由图可知加入催化剂后反应经过两步完成，第一步反应的活化能E1小于第二步反应的活化能E3，所以第二步反应较慢，其决定总反应速率，故C错误；由3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1可知，若消耗3 mol H2和1 mol N2，会放出92.4 kJ热量，但向密闭容器中充入3 mol H2和1 mol N2，由于该反应是可逆反应，无法完全反应，所以反应放出热量小于92.4 kJ，故D错误。 答案　B ►题组二　焓变的有关计算 3．能源短缺是全球面临的问题，用CO2来生产燃料甲醇的反应原理为CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)。已知某些化学键的键能数据如下表所示。则该反应的ΔH为(　　) 化学键 C—H H—H C—O C===O H—O 键能(kJ·mol－1) 413.4 436.0 351.0 745.0 462.8 A.－46.2 kJ·mol－1 B．＋46.2 kJ·mol－1 C．－181.6 kJ·mol－1 D．＋181.6 kJ·mol－1 解析　ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝2×745.0 kJ·mol－1＋3×436.0 kJ·mol－1－3×413.4 kJ·mol－1－351.0 kJ·mol－1－462.8 kJ·mol－1－2×462.8 kJ·mol－1＝－181.6