内容正文:
第01讲
化学反应的热效应
讲师:xxx
1
01 考情解码·命题预警.2
2
01
考情解码·命题预警
智能导览·极速定位
02
体系构建·思维可视
03
核心突破·靶向攻坚
04
真题溯源·考向感知
考点一 焓变 热化学方程式
知识点1 化学反应的实质与特征
知识点2 焓变 反应热
知识点3 放热反应和吸热反应
知识点4 热化学方程式
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
考点二 燃烧热 中和反应反应热和能源
知识点1 燃烧热和中和反应反应热的比较
知识点2 中和反应反应热的测定
知识点3 能源及利用
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
考向2 考查中和反应反应热的测定
考向3 考查能源的开发与利用
考点三 盖斯定律 反应热计算
知识点1 盖斯定律
知识点2 反应热的计算
知识点3 反应热大小的比较
考向1 考查盖斯定律的应用
考向2 考查反应热的相关计算
考向3 考查反应热大小的比较
01 考情解码·命题预警
考情透视·目标导航
考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年
反应热 焓变 热化学方程式 选择题
非选择题 北京卷T9,3分
河北卷T12,3分
河南卷T10,3分 贵州卷T14,3分
安徽卷T10,3分
广东卷T15,3分 浙江6月卷T14,2分
海南卷T7,2分
燃烧热
中和反应热
能源 选择题
非选择题 湖北卷T4,3分 海南卷T8,2分
海南卷T12,3分 湖北卷T1,3分
盖斯定律
反应热的计算 选择题
非选择题 重庆卷T12,3分
北京卷T11,3分
浙江卷T11,3分 天津卷T10,4分
重庆卷T13,3分 浙江1月卷T14,2分
江苏卷T13,3分
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考情透视·目标导航
考情分析 分析近三年的高考试题,高考命题在本讲有以下规律:
1.从考查题型和内容上看,高考命题以选择题和非选择题的形式呈现,考查内容主要有以下三个方面:
(1)反应热的概念及计算;
(2)热化学方程式的书写与正误判断;
(3)盖斯定律及其应用。
2.从命题思路上看,侧重结合能量变化图像、化学反应历程和燃烧热等,考查反应中的能量变化、反应热的比较及盖斯定律的计算。
(1)以化学反应与能量的基本概念命题,考查化学反应中能量转化的形式和反应热的有关计算;
(2)以盖斯定律的应用命题,以非选择题中某一问的形式考查热化学方程式的书写和反应热的计算,分值一般为2~3分。
3.根据高考命题的特点和规律,复习时要注意以下几个方面:
(1)对化学反应中的能量变化,复习备考应从两个角度进行,一是从总能量变化的角度,二是从化学键键能的角度。
(2)对热化学方程式的复习,一要抓住热化学方程式的书写规则,二要注意题目条件的设置。
(3)对盖斯定律有关问题复习,要理解盖斯定律本质,熟悉历年高考考查类型(图像型、字母型、数值型等)。
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考情透视·目标导航
复习目标 1.了解反应热、焓变的概念,知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。
2.知道常见的吸热反应和放热反应,能从多角度分析化学反应中能量变化的原因。
3.了解热化学方程式的含义,能正确书写热化学方程式。
4.了解燃烧热的概念及能源利用的意义。
5.了解中和反应反应热的测定方法。
6.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算。
续 表
7
02 体系构建·思维可视
知识导图·思维引航
03 核心突破·靶向攻坚
考点一
焓变 热化学方程式
知识点1 化学反应的实质与特征
1.实质:反应物中化学键______和生成物中化学键______。
断裂
形成
2.特征:既有物质变化,又伴有能量变化;能量转化主要表现为______的变化。
热量
3.化学反应中的能量转化形式
①吸热反应:热能______能。 ②放热反应:化学能____能。
③光合作用:光能______能。 ④燃烧反应:化学能____能,化学能____能。
⑤原电池反应:化学能____能。 ⑥电解池反应:电能______能。
化学
热
化学
热
光
电
化学
4.化学反应的两大变化和两大守恒
(1)化学反应中的两大变化:______变化和______变化。
物质
能量
(2)化学反应中的两大守恒:______守恒和______守恒。
质量
能量
【得分速记】
化学反应中的能量转化形式有热能、光能、电能等。
考点一
焓变 热化学方程式
知识点2 焓变 反应热
1.焓与焓变
①焓:焓是与______有关的物理量,用于描述物质所具有能量的物理量。
②焓变____________________________,单位___________。
内能
生成物的焓与反应物的焓之差
【得分速记】
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。
考点一
焓变 热化学方程式
知识点2 焓变 反应热
2.反应热:指当化学反应在__________下进行时,反应所放出或吸收的热量,通常用符号
___表示,单位__________。
一定压强
Q
3.焓变与反应热的关系:对于______条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化
全部转化为热能,则有关系:____。
恒压
知识点3 放热反应和吸热反应
1.概念
(1)放热反应:释放热量的化学反应。反应物的总能量______生成物的总能量。反应体系的能量______,故____0,即为______。
大于
降低
<
负值
(2)吸热反应:吸收热量的化学反应。反应物的总能量______生成物的总能量。反应体系的能量______,故____0,即为______。
小于
升高
>
正值
考点一
焓变 热化学方程式
2.放热反应和吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的总能
量_________的角度分析。
相对大小
(2)从反应热的量化参数
键能________的角度分析。
相对大小
考点一
焓变 热化学方程式
3.记忆常见的放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
①可燃物的______ ②酸碱______反应
③金属与酸的______反应 ④物质的______氧化
⑤______反应 ⑥大多数______反应 ①弱电解质的______ ②盐类的______反应 ③与的反应
④C和________、C和_____的反应
⑤大多数______反应
燃烧
中和
置换
缓慢
铝热
化合
电离
水解
分解
4.理解反应历程与反应热的关系
图示
意义 表示________的活化能;表示________的活化能。表示该反应的________。
图____________,表示______反应
图___________,表示______反应
正反应
逆反应
反应热
放热
c
吸热
考点一
焓变 热化学方程式
(1)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成,任何化学反应都具有热效应。
(2)不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热,需要加热才能进行的反应不一定是吸
热反应,不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。
(3)有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如水结成冰放热但不是放热反应。
(4)物质三态变化时,能量的变化形式为固态 液态 气态。
吸热
放热
吸热
放热
得分速记
考点一
焓变 热化学方程式
5.图解反应热与活化能的关系
(1)在无催化剂的情况下,为_______的活化能,为_______的活化能,_______。
正反应
逆反应
(2)催化剂能______反应所需活化能,但________焓变的大小。
降低
不影响
考点一
焓变 热化学方程式
知识点4 热化学方程式
1.概念:表示参加反应__________________的关系的化学方程式。
物质的量和反应热
2.意义:表明了化学反应中的______变化和______变化。
物质
能量
【得分速记】
表示:氢气和氧气反应生成液态水时放出的热量。
考点一
焓变 热化学方程式
3.书写要求
①注明反应的____________下进行的反应可不注明)。
②注明反应物和生成物的状态:_____________________________________。
③热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的__________,而不表示分子个数(或原子个数),故化学计量数可以是______,也可以是______。
④热化学方程式中不用__________。
⑤由于与反应物的物质的量有关,所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与________,如果化学计量数加倍,则也要加倍。当反应向逆反应方向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号______。
⑥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______。
温度和压强
固态、液态、水溶液、气态
物质的量
整数
分数
“”和“”
相对应
相反
名称
考点一
焓变 热化学方程式
①焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。
②催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。
③在化学反应中,反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。
4.热化学方程式与化学(离子)方程式的3个不同点
①热化学方程式不注明__________;
②热化学方程式不标________,但必须用等标出物质的__________。
③热化学方程式的化学计量数只表示_________,其必须与化学方程式及物质的聚集
状态相对应。
反应条件
“”“”
聚集状态
物质的量
得分速记
考点一
焓变 热化学方程式
5.判断热化学方程式正误的“五看”
一看状态
二看符号
三看单位
四看数值
五看概念
看各物质的__________是否正确;
看的_______”是否正确;
看反应热的单位是否为________;
看反应热数值与____________是否相对应;
看燃烧热、中和热的热化学方程式。
聚集状态
“”“-
化学计量数
考点一
焓变 热化学方程式
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
例1 贵州·模拟预测)甲醇()在催化剂表面分解的反应涉及多个过渡态(TS1~TS5)和中间体,反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用 标注。下列说法错误的是( )
A.在催化剂表面解离的五个路径中,
制约反应速率的是路径⑤
B.不能由图确定甲醇分解为CO和
是吸热还是放热反应
C.该历程中路径③的能垒(反应活化能)
为
D.该过程包含键和键的断裂,
以及键的形成
C
考点一
焓变 热化学方程式
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
活化能越大,则反应速率越慢,是反应的决速步骤
路径③的活化能=(116.1−62.5)kJ/mol=53.6kJ/mol
起点
终点
ΔH只与起点和终点有关。
【解析】决速步骤为能垒最高的路径⑤,A正确; 由图只能得出 ,为吸热反应,B正确; 路径③的能垒为,C错误; 由反应历程可知,反应涉及、键断裂和键形成,D正确;故选C。
考点一
焓变 热化学方程式
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
【变式训练变载体】吉林长春·模拟预测)与NaOH在不同条件下可发生取代或消去反应。两个反应的能量-反应进程图如下图所示 表示过渡态,结构已示出)。卤代烃的取代和消去可逆性很差,可认为不存在逆反应、无法达到平衡。下列说法错误的是( )
C
A.的消去反应:
B.两个反应中均涉及极性键的断裂与生成
C.若底物改为 ,则取代产物为
D.升高温度能提高消去产物在整体产物中的比例
考点一
焓变 热化学方程式
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
发生取代反应
发生消去反应
Br原子取代羟基
消去Br及邻位碳氢原子
【解析】由图可知,的消去反应中,反应物总能量低于生成物总能量,是吸热反应,,消去反应生成气体,混乱度增加,正确; 取代反应中,键断裂,C-O键生成,消去反应中键、C-H键断裂,键、H-O键生成,、C-O、C-H、H-O键都是极性键,所以两个反应均涉及极性键的断裂与生成,B正确; 根据取代反应机理,若底物改变,取代产物中羟基应取代溴原子位置,与所给结构不符,C错误; 消去反应是吸热反应,升高温度,平衡向吸热方向(消去反应方向)移动,能提高消去产物在整体产物中的比例,D正确;故选C。
考点一
焓变 热化学方程式
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
【变式训练变考法】湖北武汉·模拟预测)一定温度下, 在
存在下与等物质的量的HCl反应,主要产物为Y和Z。X、Y和Z的物质的量分数随时间的
变化如图1所示,反应过程中能量变化示意图如图2所示。下列说法错误的是( )
B
A.由图1可知,的活化能大于
的活化能
B.时,由于,所
以Y线升高
C.的过程中,存在键的断裂
与形成、键的旋转
D.此温度下,Y为动力学产物,Z为热力学产物
考点一
焓变 热化学方程式
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
【解析】 开始反应时,Y的含量迅速上升,说明生成Y的速率快,活化能越低,反应速率越快,则的活化能大于的活化能,A正确;时,Z的浓度很低,说明主要发生的反应,而的速率很慢,即的活化能大,则可以用来解释,B错误;键的键能大于键,在的过程中,先通过键的断裂,而键保持稳定,再通过单键旋转将从下端调整到上断,最后再重新形成键,C正确; 在多步基元反应中,动力学产物生成速率快但稳定性低,在低温或未达平衡时优先形成,多数出现在中间过渡产物中;热力学产物稳定性高但生成速率慢,常在高温或平衡后成为主要产物,多数出现在最终产物中,结合图2可知,此温度下,Y为中间过渡产物,则为动力学产物,Z为最终产物,则热力学产物,D正确;故答案为:B。
考点一
焓变 热化学方程式
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
【变式训练 】【氢能新技术与学科知识结合】广西南宁·模拟预测)氢能是一种重要的清洁能源,由HCOOH可以制得。在催化剂作用下,单个HCOOH释氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。研究发现,其他条件不变时,以HCOOK水溶液代替HCOOH释氢的效果更佳。下列叙述错误的是( )
A.HCOOH催化释放氢的过程中有
极性键的断裂和非极性键的形成
B.其他条件不变时,以HCOOK水
溶液代替HCOOH可以提高释放氢
气的纯度
C.在催化剂表面解离C-H键比解离
O-H键更困难
D.HCOOH催化释氢的热化学方程式为
D
考点一
焓变 热化学方程式
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
关注反应的断键和成键位置
①
②
③
起点-反应物
终点-生成物
中间产物忽略
【解析】在催化剂作用下,HCOOH分解生成和,转化过程中,涉及N-H键的断裂和形成、O-H键的断裂以及H-H键的形成,故A正确; 其他条件不变时,若用HCOOK溶液代替HCOOH,反应生成KOH能吸收,所以最终所得气体中的量会减少,提高释放氢气的纯度,故B正确; 由图2的能量变化曲线可知,物质Ⅱ到Ⅲ的变化是解离O-H键活化能小于解离C-H键的活化能,所以解离C-H键比解离O-H键更困难,故C正确;图2表示1个分子生成和时放出能量,而热化学方程式中为反应的热量变化,故D错误;故答案选D。
考点一
焓变 热化学方程式
考向1 考查化学反应中能量变化图形探析
❶焓变与反应发生的条件、反应是否彻底无关。
❷催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。
❸在化学反应中,反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。
❹有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应。如水结成冰放热,但不是放热反应。
【思维建模】反应过程能量分析的注意事项
考点一
焓变 热化学方程式
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
例2 河北沧州·二模)下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
D
A.稀硫酸和反应的热化学方程式:
B.的燃烧热,则反应的
C.铁粉与硫粉需要加热才能发生反应,则此反应是吸热反应
D.已知 则该反应高温下为自发过程,低
温下为非自发过程
考点一
焓变 热化学方程式
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
【解析】稀硫酸和反应生成和沉淀,其反应热不等于中和热,A错误;燃烧热是纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量, 的燃烧热,则表示CO燃烧热的热化学方程式为 ,B错误; 需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应,如铝热反应,需要加热,但属于放热反应,铁粉与硫粉需要加热才能发生反应,但该反应位放热反应,C错误; 反应的,且为气体体积增大的反应,,根据时,反应能够自发进行,高温时,反应自发,低
温时,非自发,D正确;故选D。
考点一
焓变 热化学方程式
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
【变式训练变载体】吉林·模拟预测)下列有关热化学方程式及其叙述正确的
是( )
A.甲烷的燃烧热为,则甲烷燃烧的热化学方程式为:
B.若 ,则
C.、完全反应,放出热量,则
D. ; ,则有
D
考点一
焓变 热化学方程式
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
【解析】甲烷的燃烧热为,燃烧热是在纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量,氢元素应该变为,则甲烷燃烧的热化学方程式为: ,A错误;还有沉淀生成,生成水时放热大于,,B错误;若 和完全反应放热,则在中完全反应放热,所以热化学方程式为: ,但是二氧化硫与氧气的反应是可逆反应,反应不可能完全进行,C错误; 氢气与氧气反应是放热反应,焓变小于0,放出的热量大于,所以,D正确;故选D。
考点一
焓变 热化学方程式
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
【变式训练变考法】(24-25高三上·安徽·月考)下列说法正确的是( )
A.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出的热量多
B.葡萄糖的燃烧热为,则
C.已知冰的熔化热为,冰中氢键键能为。假设每摩尔冰中
有氢键,且熔化热完全用于打破冰的氢键,则最多只能破坏冰中的氢键
D.在一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成
,放出热量,则该反应的热化学方程式
C
考点一
焓变 热化学方程式
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
【解析】A.相同条件下,同一物质在气态时具有的能量最多,液体时次之,固态时最少,反应放出的热量等于反应物所具有的能量减去生成物所具有的能量,因为生成物是一样的,所以等量的硫蒸气燃烧时放出的热量会比硫固体放出的要多,故A错误;B.燃烧热为负值,故B错误;C.冰是由水分子通过氢键形成的分子晶体,冰的熔化热为冰变成的液态水所需吸收的热量为,全用于打破冰的氢键,冰中氢键键能为冰中含有氢键,需吸收的热量,,由计算可知,最多只能打破冰中全部氢键的,故C正确;D.和置于密闭容器中充分反应生成,放出热量,则完全反应反应时放出的热量大于,故D错误; 故答案选C。
考点一
焓变 热化学方程式
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
【变式训练 】【太阳能新技术与学科知识结合】研究人员提出利用含硫物质的
热化学循环实现太阳能的转化与存储,其原理如图所示。
已知:①液态完全分解生成三种气体时吸收热量; ②固态硫完全燃烧放出热量为。下列叙述错误的是( )
D
A.上述循环至少涉及四种能量转化方式
B.反应Ⅰ:
C.反应Ⅲ:
D.反应Ⅱ:
考点一
焓变 热化学方程式
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
能量转化:太阳能热能化学能 热能电能
反应I:
反应II:
反应II:
根据盖斯定律:
反应Ⅰ反应Ⅲ反应Ⅱ
考点一
焓变 热化学方程式
考向2 考查热化学方程式的书写与判断
【思维建模】
判断热化学方程
式正误的“五看”
一看状态
二看符号
三看单位
四看数值
五看概念
看各物质的聚集状态是否正确;
看的“”“-是否正确;
看反应热的单位是否为 ;
看反应热数值与化学计量数是否相对应;
看燃烧热、中和热的热化学方程式。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
知识点1 燃烧热和中和反应反应热的比较
燃烧热 中和热
相同点 能量变化 放热
及单位 ,单位均为
不同点 反应物的量 不一定为
生成物的量 不确定 生成水的量为
反应热
的含义 时,纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,即 。 在稀溶液里,酸与碱发生中和反应生成水时所放出的热量
表示方法 燃烧热 强酸与强碱反应的中和热
特点 一定为负值 弱酸、弱碱电离吸热,中和热数值比57.3小
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
对完全燃烧
的理解
燃烧元素 C H S N
指定产物及状态
知识点2 中和反应反应热的测定
1.实验装置
2.测定原理
【得分速记】
公式中的物理量:;为生成的物质的量。稀溶液的密度用1g·mL-1进行计算。
得分速记
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
知识点2 中和反应反应热的测定
3.实验步骤
①绝热装置组装②量取一定体积酸、碱稀溶液③测反应前酸碱液温度 ④混合酸碱液测反应时最高温度⑤重复次实验⑥求平均温度差⑦计算中和热。
4.误差分析:若实验时有热量损失,所测中和热偏小,偏大。
5.注意事项:①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是______。
保温
②为保证酸完全中和,采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等,可采用碱体积稍______。
过量
③中和热是强酸强碱的稀溶液生成______放出的热量,为_____,弱酸弱碱电离时吸热,生成时放出的热量____________。用浓硫酸发生中和反应生成1molH2O时放出的热量____________。
57.3
小于
大于
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
知识点2 中和反应反应热的测定
④中和热测定实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动,不用_____________代替玻璃搅拌棒的理由是金属传热快,热量损失大。
⑤计算时应注意单位的统一,且要注意数据的取舍,无效数据要舍去。
金属丝搅拌棒
(1)中和热是强酸强碱的稀溶液生成放出的热量为,弱酸弱碱电离时吸热,生成时放出的热量小于。浓硫酸稀释时放热,生成时放出的热量大于。
(2)对于中和热、燃烧热,由于它们反应放热是确定的,所以描述中不带“一”,但其焓变为负值。
(3)当用热化学方程式表示中和热时,生成的物质的量必须是,当用热化学方程式表示燃烧热时,可燃物的物质的量必须为。
得分速记
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
知识点3 能源及利用
1.能源分类
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
知识点3 能源及利用
2.解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率:
改善开采、运输、加工等各个环节;
科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧,燃料的选择原则: 。
②开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
首先
保护环境
其次
热值大小
其他因素
稳定性、来源、价格、运输等
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
例1 吉林·一模)下列关于能量的说法或表示方法正确的是( )
A
A.催化剂能有效降低反应的活化能,但不影响反应热
B.已知 =-565.2kJ·mol-1,则CO的燃烧热为kJ·mol-1
C. ,则相同条件下含
的浓硫酸与含的氢氧化钠溶液混合后放出的热量
D.某吸热反应在一定温度时能自发进行,因此该反应是熵减反应
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
【解析】 催化剂能有效降低反应的活化能,加快反应速率,但不影响反应热,故A正确;一氧化碳的燃烧热为一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量,由热化学方程式可知,一氧化碳的燃烧热为,故B错误; 浓硫酸稀释的过程是放热过程,所以相同条件下含 硫酸的浓硫酸与含氢氧化钠的氢氧化钠溶液混合后放出的热量大于,故C错误;熵减的吸热反应在任何温度下反应的恒大于0,不能自发进行,该反应应该是熵增反应,故D错误;故选A。
条件 ∆G 是否自发
∆H<0,∆S>0 ∆G=∆H-T∆S<0 反应一定自发进行
∆H>0,∆S<0 ∆G=∆H-T∆S>0 反应一定不自发进行
∆H>0,∆S>0 ∆G=∆H-T∆S 高温下能自发
∆H>0,∆S>0 低温下能自发
【点睛】
复合判据判断反应是否能自发的方法
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
【变式训练变载体】陕西·一模)已知:
①
②
③
下列说法不正确的是( )
A.石墨的燃烧热
B.
C.反应①②③均为放热反应
D.若将反应①设计成原电池,则在正极反应时转移电子
D
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
【解析】燃烧热是指可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,A正确;生成CO时放出的热量减小,故 ,B正确;反应①②③的均小于0,均为放热反应,C正确;将反应①设计成原电池, 在正极发生还原反应时转移电子,但题中没有说明气体是否在标准状况下,故无法计算,D错误;故选D。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
【变式训练变考法】湖北·模拟预测)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下表:
物质
下列热化学方程式正确的是( )
A
A.
B.
C.
D.
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
【解析】燃烧热为-283.0,则 ,A正确; 反应为生成液体水,而不是气态水,B错误; 反应为生成液体水,而不是气态水,C错误;由盖斯定律可知,氢气燃烧热一氧化碳燃烧热-甲醇燃烧热得反应:,则 ,D错误;故选A。
①氢气燃烧热:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=−285.8kJ·mol-1
②CO燃烧热:CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=−283.0kJ·mol-1
③CO燃烧热:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=−726.5kJ·mol-1
使用盖斯定律①×2+②-③:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)
ΔH=2×(−285.8)kJ·mol-1+(−283)kJ·mol-1−(−726.5)kJ·mol-1=−128.1kJ·mol-1
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
【变式训练 】【实验与学科知识结合】(23-24高三上·山西临汾·期中)化学反应常伴随能量变化,是人类获得能量的重要途径。
(1)一种即热饭盒的结构如图所示,这种饭盒使用起来非常方便,撤去底部的隔板几分钟后,饭菜就变热了。
①下层物质可以是由镁粉、铁粉和食盐组成的混合物,
则镁粉的作用为_______________________________。
Mg为还原剂与反应放出热量
②化学能转化为热能在生产或生活中的应用还有__________(填一种)。
燃料燃烧
③某种冷敷袋盛装的物质是硝酸铵,加少量水即可达到冷却效果,该冷敷袋的主要工作原理为____热(填“吸”或“放”)的______变化(填“物理”或“化学”)。
吸
物理
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
【解析】
①下层物质中和食盐水组成原电池,其中为还原剂与 反应放出热量。
②化学能转化为热能在生产或生活中应用还有燃料燃烧等。
③硝酸铵溶于水吸收热量,但是没有新物质生成,属于物理变化。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
(2)借鉴中和反应反应热的测定方法,某同学测定放热反应Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)的焓变忽略温度对焓变的影响,忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。近似的认为溶液的密度、比热容与水的相同,已知水的比热容为4.18kJ/K·kg) 。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度
反应前 反应后
溶液 粉 a b
粉 a c
则温度:b__填“>”“<”或“”);___________用含的代数式表示)。
>
-41.8(c-a)
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
【解析】硫酸铜物质的量为物质的量为 物质的量为,根据化学方程式可知,i反应中稍过量,硫酸铜完全反应,放出热量更多,ii中不足,硫酸铜未反应完,放出热量少,因此 实验中体系温度升高,则放出热量为,这是反应掉放出的热量,则反应的。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
(3)已知时,6石墨, ,相关
物质的燃烧热数据如表:
物质 石墨,
燃烧热 -285.8 -393.5 a
则表示石墨, 燃烧热的热化学方程式为
_____________________________________________,________。
C(石墨,
-3267.5
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
①,
②石墨,
③
④6石墨,
【解析】
1.先书写出4个方程
2.使用盖斯定律
反应③反应①反应②反应④,
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向1 考查燃烧热和中和反应反应热的概念
【思维建模】反应热答题规范指导
(1)描述反应热时,无论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示,其后所跟数值都需要带“+”“-”符号。如:某反应的反应热(或焓变)为ΔH=-Q kJ·mol-1或ΔH=+Q kJ·mol-1。
(2)由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“-”号。如:某物质的燃烧热为ΔH=-Q kJ·mol-1或Q kJ·mol-1。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
例2 (24-25高三上·安徽六安月考)借助盐酸与NaOH溶液反应,用如图所示装置测定中和反应的反应热。下列说法正确的是( )
B
A.所需的仪器有烧杯、温度计、铜制搅拌器、量筒
B.为了保证完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液
C.若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,计算所得反
应热偏小
D.溶液混合后,直至温度长时间不再改变时,测量并记录反应
后体系的温度
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
【解析】 中和反应的反应热测定所需玻璃仪器有烧杯用作反应容器,环形玻璃搅拌器用于搅拌混合液体,温度计测量温度,A错误; 为了测定数据更准确,采用稍过量的NaOH溶液,使HCl完全反应,B正确; 若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验,由于醋酸电离吸热,反应放热更少,则计算所得反应热偏小,所得反应热偏大,故C错误; 需要测定并记录的实验数据有反应前盐酸、氢氧化钠溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度,故D错误;
故选:B。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
【变式训练变载体】(2025高三·全国·月考)在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是( )
A.使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率,减小实验误差
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C.用溶液分别与的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积都相等,则测得的中和反应反应热数值相同
D.在测定中和反应反应热的实验中,需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、玻璃搅拌器
A
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
【解析】 玻璃搅拌器起搅拌作用,加快反应速率,减小实验误差,选项A正确;温度计水银球应浸入溶液中但不能与烧杯底部接触,选项B错误; 盐酸是强酸,醋酸是弱酸,醋酸电离吸热,测得数值不同,选项C错误; 在测定中和反应反应热的实验中,不需要滴定管、天平,选项D错误;
答案选A。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
【变式训练变考法】(24-25高三上·山西·月考)用一定浓度的NaOH溶液与稀盐酸进行
中和反应反应热的测定实验时,测得生成液态水时的ΔH>-57.3kJ·mol−1,产生这
种偏差的原因不可能是( )
A
A.实验用NaOH溶液的浓度过大
B.实验时搅拌速度慢
C.分次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中
D.用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
【解析】溶液稀释过程释放热量,导致中和热-,故A符合题意;实验时搅拌速度慢,导致热量散失,测得中和热-,故B不符合题意;分次把NaOH溶液倒入盛有稀盐酸的小烧杯中,导致热量散失,测得中和热-,故C不符合题意; 用量取完稀盐酸的量筒直接量取氢氧化钠溶液,氢氧化钠被部分反应,导致测得中和热-,故D不符合题意。
故选A。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
【变式训练 】【实验与学科知识结合】(24-25高三上·广东·期中)回答下列问题:
Ⅰ.某实验小组用溶液和硫酸溶液进行中和反应反应热的测定。实验装置如图所示:
(1)仪器A的名称为________________。
环形玻璃搅拌器
【解析】仪器A为环形玻璃搅拌器;
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
(2)取溶液和硫酸溶液进行实验,实验数据如表。
①请填写表中的空白:
起始温度 终止温度
温度差平均值
溶液 NaOH溶液 平均值
1 26.2 26.0 26.1 30.1 ____
2 27.0 27.4 27.2 33.3
3 25.9 25.9 25.9 29.8
4 26.4 26.2 26.3 30.4
4.0
②近似认为溶液和硫酸溶液的密度都是,中和后生成溶液的比热容则中和反应反应热______________(取小数点后一位)。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
【解析】①第一次测定的温度差为,第二次测定的温度差为,第三次测定的温度差为,第四次测定的温度差为,实验2的误差太大要舍去,三次温度差的平均值为。
②氢氧化钠溶液与硫酸溶液进行中和反应,硫酸是过量的,生成水的物质的量和消耗氢氧化钠的物质的量相等,所以生成水的物质的量为,溶液的质量为,温度变化的值,则生成水放出的热量Q=m·c·ΔT=80g×4.18J·g−1·℃−1×4.0℃=1337.6J,即,所以实验测得的中和热。
【点睛】
中和热测定的计算问题
50mL0.5 mol·L-1盐酸与50 mL0.55 mol·L-1NaOH溶液
异常数据
要去除
Q =c·m·(t2-t1)
1 mol H2O放出的热量
中和反应热
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
③上述实验数值结果与有偏差,产生偏差的原因可能是_____(填字母)。
实验装置保温、隔热效果差
分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的内筒中
用温度计测定NaOH溶液的起始温度后直接测定硫酸溶液的温度
用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数
abc
③装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和反应反应热偏大; 分多次把
NaOH溶液倒入盛有硫酸的内筒中,热量散失较多,测得温度偏低,中和反应反应热偏大;用温度计测定NaOH溶液的起始温度后直接测定溶液的温度,导致温度计上残留的碱液与稀硫酸反应,起始温度偏高,中和反应反应热偏大; 量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠溶液体积偏大,放出的热量偏高,中和反应反应热偏小。量取酸和碱时,应当分别使用不同的量筒量取。故答案为:abc;
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
(3)实验中改用的硫酸溶液跟的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)。
向烧杯中加入的试剂及用量/mL
KI溶液 溶液 溶液 淀粉溶液 时间
① 20.0 10.0 5.0 1.0 0.0
② 20.0 10.0 5.0 1.0 0.0
③ 20.0 5.0 5.0 1.0 V
不相等
Ⅱ.为探究化学反应速率的影响因素,设计的实验方案如下表:(已知KI溶液、溶液、淀粉三种溶液混合,无明显现象)
【解析】实验中改用硫酸溶液跟氢氧化钠溶液
进行反应,与上述实验相比,生成的水的物质的量不同,所放出的热量不相等。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
(4)该实验能观察到的实验现象为:_____________。
溶液变为蓝色
【解析】混合溶液中滴入溶液,双氧水氧化碘离子生成单质碘,则该实验能观察到
的实验现象为:溶液变为蓝色。
(5)表中的___mL,、、由小到大的顺序为___________。
5
<<
【解析】①③是研究双氧水浓度对反应速率的影响,而整个溶液的体积要相同,则表中的,③中双氧水浓度比①中双氧水浓度小,反应速率慢,出现蓝色现象需要的时间长,①②探究温度对反应速率的影响,②的温度高,反应速率快,出现蓝色需要的时间短,因此、、,由小到大的顺序为<<。
(6)对比实验①②可推测实验结论为____________________________________。
相同条件下,温度越高,反应速率越快
【解析】对比实验①②,②溶液变为蓝色比①快,②的温度高,反应速率快,因此可推测实验结论为相同条件下,温度越高,反应速率越快。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向2 考查中和反应反应热的测定
【思维建模】中和反应反应热的测定实验中的注意事项
(1)实验所用的酸和碱溶液应当用稀溶液,否则会造成较大误差。
(2)量取酸和碱时,应当分别使用不同的量筒量取。
(3)使用同一温度计分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度时,测完一种溶液后
必须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测另一种溶液的温度。
(4)取多次实验起始温度(t1)、终止温度(t2)的平均值代入公式计算,计算时应注意
单位的统一。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向3 考查能源的开发与利用
例3 (24-25高三下·江苏·开学考试)由于化石燃料的长期大量消耗,传统能源逐渐枯竭,而人类对能源的需求量越来越高,氢能源和化学电源的开发与利用成为全球发展的重要问题。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保获取氢能源的方法,其反应过程如下:
已知反应1:
反应2:
反应3:
下列说法错误的是 ( )
D
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向3 考查能源的开发与利用
A.该过程实现了将太阳能转化为化学能
B.该过程降低了水分解制氢反应的活化能,可加快反应速率
C.热化学硫碘循环分解水的总反应为
D.升高热源温度可使上述三个反应的平衡常数均增大
【解析】由图可知,总反应为,该过程中利用太阳能使化学反应发生,实现了将太阳能转化为化学能,故A正确;该过程利用和作催化剂,改变反应进行途径,降低了水分解制氢反应的活化能,可加快反应速率,故B正确;反应反应反应3得,即是,故C正确; 由于反应Ⅰ是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,而反应Ⅱ、Ⅲ是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,故D错误;故选D。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向3 考查能源的开发与利用
【变式训练变载体】安徽·二模)能源的开发与利用促进了人类发展和社会进步,
下列有关能源及利用说法正确的是( )
A.古代曾使用木炭、铁矿石熔炼铸铁,其中木炭的作用只是燃烧供热
B.《世说新语》记载“用蜡烛作炊”,其中蜡烛的主要成分是油脂,属于天然高分子化合物
C.植物油、煤油等都曾用于提供照明,二者组成元素相同,其中煤油主要来自煤的干馏
D.天然气不仅是一种清洁的化石燃料,还可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇等
D
【解析】 古代曾使用木炭、铁矿石熔炼铸铁,木炭燃烧放热,木炭不完全燃烧产生的CO把铁矿石还原为铁单质,故A错误; 蜡烛的主要成分是固体烷烃,故B错误; 植物油、煤油等都曾用于提供照明,植物油的组成元素是C、H、O,煤油的组成元素是C、H,二者组成元素不相同,煤油主要来自石油的分馏,故C错误; 天然气主要成分是甲烷,可作为化工原料用于合成氨和生产甲醇等,故D正确;选D。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向3 考查能源的开发与利用
【变式训练变考法】(24-25高三下·河北·月考)由于化石燃料的长期大量消耗,传统能源逐渐枯竭,而人类对能源的需求量越来越高,氢能源和化学电源的开发与利用成为全球发展的重要问题。水合肼是重要的氢能源稳定剂,其制备的反应原理为。下列装置和操作不能达到实验目的的是( )
A B C D
_
在圆底烧瓶中加入碱石灰制取 作为反应过程
的安全瓶 制备水合肼时从b口通入 吸收反应中过量的
C
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向3 考查能源的开发与利用
【解析】 浓氨水与碱石灰混合,可使氨气逸出,图中固液反应装置可制备氨气,故A正确; 氨气极易溶于水,导管短进短出,可防止倒吸,且储存气体,图中装置可作安全瓶,故B正确; 反应原理为,则从a口通,便于氨气的溶解,故C错误; 球形结构可防止倒吸,图中装置可吸收尾气且防止倒吸,故D正确;
故选C。
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向3 考查能源的开发与利用
【变式训练 】【新能源开发与学科知识结合】
(2025高三·全国·月考)太阳光普照大地,没有地域的限制,
可直接开发和利用,便于采集,且无须开采和运输。开
发利用太阳能不会污染环境,它是最清洁能源之一,每
年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤,其总量属于现今世界上可以开发的最大能源。利用太阳能分解制氢,若光解水,下列说法正确的是( )
D
A.可生成的质量为
B.可生成氢的原子数为个
C.可生成的体积为标准状况)
D.生成的量理论上等于与水反应产生的量
燃烧热 中和反应反应热和能源
考点二
考向3 考查能源的开发与利用
【解析】根据方程式:,根据物质的量之比等于系数比可知,光解,可产生和则可得:的质量为,选项A错误;的氢原子数为个,选项B错误;在标准状况下的体积为,选项C错误;根据反应方程式: 与水反应产生,选项D正确;答案选D。
【思维建模】新能源是指以新技术为基础,系统开发利用的能源,包括
太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能等。
2 2 1
0.02mol 0.02mol 0.01mol
有关化学方程式计算
以n为中心进行转化:n====cV
盖斯定律 反应热计算
考点三
知识点1 盖斯定律
1.内容:对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应热_______的。即:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的______无关。
相同
途径
2.意义:______计算某些反应的反应热。
间接
3.“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则
热化学方程式 方程式系数关系 焓变之间的关系
反应Ⅰ:
反应Ⅱ: ⅠⅡ
反应Ⅰ:
反应Ⅱ: ⅠⅡ
/
或
盖斯定律 反应热计算
考点三
知识点2 反应热的计算
1.利用热化学方程式进行有关计算
根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应热当作_______,计算反应放出或吸收的热量。
“产物”
2.根据燃烧热数据,计算反应放出的热量 计算公式:__________________________
燃烧热可燃物的物质的量)
3.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变
若反应物旧化学键断裂吸收能量,
生成物新化学键形成放出能量,
则反应的________。
盖斯定律 反应热计算
考点三
知识点2 反应热的计算
4.利用键能计算反应热的方法
(1)熟记反应热的计算公式______________________________________________
反应物的总键能之和生成物的总键能之和)
(2)注意特殊物质中键数的判断
物质 金刚石) 石墨
化学键
键数 6 2 1.5 2 4 2 4
盖斯定律 反应热计算
考点三
知识点2 反应热的计算
(1)运用盖斯定律的技巧“三调一加”
5.利用盖斯定律计算
一调
二调
三调
一加
根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写已知热化学方程式
根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号
调整中间物质的化学计量数
将调整好的热化学方程式及其相加
(2)运用盖斯定律的三个注意事项
①热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。
②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
③将一个热化学方程式颠倒时,的“”“-”随之改变,但数值不变。
盖斯定律 反应热计算
考点三
知识点3 反应热大小的比较
1.看物质______。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:
状态
2.看的______。比较反应热大小时不要只比较数值的大小,还要考虑其符号。
符号
3.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,放热反应的越小,吸热反应的越大。
4.看反应的______。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。
程度
盖斯定律 反应热计算
考点三
知识点3 反应热大小的比较
5.比较方法
(1)直接比较法
①物质燃烧时,可燃物物质的量越____,燃烧放出的热量越____。
大
多
②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量____。
多
③生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱
的稀溶液反应放出的热量____。
多
④对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如:⇌ ,表示和完全反应生成时,放出的热量为,实际上向密闭容器中通入和,反应达到平衡后,放出的热量要______。
小于
盖斯定律 反应热计算
考点三
知识点3 反应热大小的比较
(2)盖斯定律比较法
①同一反应,生成物状态不同时,如
,所以____。
<
②同一反应,反应物状态不同时,如
<
,所以____。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向1 考查盖斯定律的应用
例1 四川·一模)氢气是重要的绿色能源。工业上制取氢气涉及的主要热化学方程
式有:
①
②
③
已知H-H键能为键能为键能为,则的碳
氧键键能(单位: 为( )
A
A. B.
C. D.
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向1 考查盖斯定律的应用
【解析】
由盖斯定律①②-③可得: ;
;
设的碳氧键键能为,反应物断键吸热为,生成物形成放热为
根据所得热化学方程式有:
故A正确。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向1 考查盖斯定律的应用
【变式训练变载体】重庆·模拟预测)某科研人员用下列流程实现了太阳能的转化
与存储。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
则能表示的燃烧热的热化学方程式中的为( )
A. B. C. D.
A
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向1 考查盖斯定律的应用
【点睛】
确定目标:
盖斯定律=-(反应Ⅰ+反应Ⅱ)
计算
【解析】根据盖斯定律反应Ⅰ加反应Ⅱ得到,则表示的燃烧热的热化学方程式 ,故A符合题意。
综上所述,答案为A。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向1 考查盖斯定律的应用
【变式训练变考法】云南昆明·一模)根据伯恩哈勃循环图,部分反应的如下
表所示,K的第一电离能是( )
数值 -349 -717 -436.5
B
A. B.
C. D.
【解析】根据盖斯定律:,
解得;故选B;
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向1 考查盖斯定律的应用
【变式训练 】【物质制备新技术与学科知识结合】北京海淀·三模)二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入密闭容器中,压强为,反应达到平衡状态时,各组分的物质的量分数随温度T的变化如下图所示。
已知:①
②
③
下列说法不正确的是( )
C
A.与合成反应的热化学方程式:
B.图中分别表示、的变化曲线
C.与合成反应的
D.570K、反应达到平衡状态时,M点可能表示
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向1 考查盖斯定律的应用
【解析】已知:①;
②;
③;由盖斯定律可知,①③
可得,A正确;由分析可知,图中分别表示、的变化曲线,B正确; 由A可知,反应是放热反应,升高温度K值减小,则,C错误; 曲线d表示的物质的量分数随温度变化,是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,的物质的量分数增大,则570K、反应达到平衡状态时,M点显示的可能是的物质的量分数,D正确;故选C。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向1 考查盖斯定律的应用
【思维建模】利用盖斯定律求反应热的三步流程
找出 根据待求解热化学方程式中的反应物和生成物找出可用已知热化学方程式
调整 ①根据待求解的热化学方程式调整可用热化学方程式的方向,同时调整的符号。
②根据待求解的热化学方程式将调整好的热化学方程式进行缩小或扩大相应的倍数,同时调整的值
加和求 将调整好的热化学方程式和分别进行加和。确定目标反应的焓变
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向2 考查反应热的相关计算
例2 重庆·一模)甲醇的用途非常广泛。科学家通过合成甲醇的反应为: 。
已知:
若合成甲醇的反应中正反应的活化能,逆反应的活化能,则 一定等于( )
B
A. B.
C. D.
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向2 考查反应热的相关计算
【解析】反应I ,反应Ⅱ ,根据盖斯定律,反应可以由反应Ⅰ反应Ⅱ得到,则,
则 ;
答案选B。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向2 考查反应热的相关计算
【变式训练变载体】(24-25高三上·陕西·期中)已知:
①;
②;
③、、的键能分别为、、。
下列叙述正确的是( )
A.
B.键能差
C.
D.
B
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向2 考查反应热的相关计算
【解析】 形成共价分子时放出热量,错误; 反应热等于断裂化学键总键能与形成化学键的总键能之差,根据反应①可知,
,整理得,正确; 反应热等于断裂化学键总键能与形成化学键的总键能之差,错误;反应② ,反应
① ,由盖斯
定律②×①,得出,生
成物是气态水,D错误;故选B。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向2 考查反应热的相关计算
【变式训练变考法】全国·模拟预测)CO的利用是当下研究的热门方向。下图为常温、常压下各物质转化关系及其反应热示意图(表示热化学方程式中各物质间化学计量数为最简整数比时的反应热),已知CH4的燃烧热为a,则反应的反应热为( )
A.
B.
C.
D.
A
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向2 考查反应热的相关计算
【解析】
①
②
③
④
=3①+3②+3④+(-③)
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向2 考查反应热的相关计算
【变式训练 】【物质制备新技术与学科知识结合】江苏连云港·一模)使
用与反应制过程中的主要反应为:
反应
反应
反应
在催化剂作用下,在时,若仅考虑上述
反应,反应相同时间,转化率、和的选择性随温度
的变化如图所示。的选择性 。下列说法正
确的是( )
B
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向2 考查反应热的相关计算
A.反应
的焓变
B.时,若起始为1mol,
则反应后体系中为0.04mol
C.温度在之间,反应后的
体系中存在
D.温度在之间,的
选择性保持不变,说明反应I达到了平衡
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向2 考查反应热的相关计算
【解析】 根据盖斯定律,反应I减去反应II得:的焓变错;时,若起始为,则反应了, ,则反应后体系中为正确;温度在之间,和的选择性之和为,则反应后的体系中不存在
错误;温度在之间,的选择性保持不变,但是转化率增大,根据的选择性,则(转化)增大,即反应I没有达到平衡,D错误;故选B。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向2 考查反应热的相关计算
【思维建模】计算反应热模型构建
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向3 考查反应热大小的比较
例3 重庆·二模)卤化铵()的能量关系如图所示,下列说法正确的是( )
B
A.,
B.相同条件下,的比的大
C.相同条件下,的比的小
D.
【解析】卤化铵的分解为吸热反应,则,对应的为HX化学键断裂过程,断裂化学键吸收热量,则,A错误;的键能大于HI,故的大于的,B正确;为与反应,与无关,C错误; 途径6与途径1、2、3、4、5之和的起点和终点相同,结合盖斯定律可知,D错误;故选B。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向3 考查反应热大小的比较
【变式训练变载体】河南·模拟预测)已知和经过两种途径转化为的反应如下:途径Ⅰ:①;②;途径Ⅱ:③;④。其反应过程的能量变化如图所示,已知的单位为。下列说法错误的是( )
A.途径Ⅰ中反应的
B.途径Ⅱ中转化为的反应速率
是由反应③决定的
C.途径Ⅰ和途径Ⅱ总反应的焓变:
D.途径Ⅱ过程中,物质很难大量积累
C
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向3 考查反应热大小的比较
活化能最大,决速步骤
反应物相同,起点和终点相同,ΔH相同,与路径无关
【解析】由图可知,反应的ΔH=(Ea1−Ea2+Ea3−Ea4)kJ·mol−1,A正确; 由图可知,反应③的活化能大于反应④的活化能,活化能越大反应速率越慢,决速步骤由最慢的步骤决定,故途径Ⅱ中转化为的反应速率是由反应③决定的,B正确; 根据盖斯定律,途径I 和途径Ⅱ总反应的焓变相等,,C错误; 由图可知,途径Ⅱ中反应④的活化能低于反应③的活化能,活化能越低反应速率越快,故反应④的反应速率大于反应③的反应速率,物 质很难大量积累,D正确;故选C。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向3 考查反应热大小的比较
【变式训练变考法】(24-25高三上·浙江·开学考试)相同温度和压强下,关于反应的,下列判断不正确的是( )
B
A. B.
C. D.
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向3 考查反应热大小的比较
【解析】方程式a可由方程式方程式d得到,根据盖斯定律,正确;反应 2CO为吸热反应,故反应d为放热反应,错误;方程式a可以由方程式方程式方程式e得到,根据盖斯定律,正确;方程式方程式e可得方程式2CO,该反应为吸热反应,根据盖斯定律,,故正确;
故选B。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向3 考查反应热大小的比较
【变式训练 】【新能源与学科知识结合】在生产、生活、科技中,氢能已获得越来越多的关注,是非常重要的能源。已知:
下列推断正确的是( )
吸收能量后,分子中氢氧键断裂而生成
若;;则
将分解成和,吸收的热量
C
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向3 考查反应热大小的比较
【解析】吸收能量后变为是物理变化,分子中氢氧键不断裂,A错误;由题干转化历程图可知, 错误;由于变为的过程需要吸收热量,故若;,前者放出的热量大于后者即正确;由B项分析可知,将分解成
和,吸收的热量,D错误;
故答案为:C。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向3 考查反应热大小的比较
【思维建模】
1.比较反应热大小的两个注意要点
(1)物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。
(2)在比较反应热的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越多,
反而越小。
盖斯定律 反应热计算
考点三
考向3 考查反应热大小的比较
【思维建模】2.大小比较原则
(1)比较的大小时,必须把反应热的“”“-”与反应热的数值看作一个整体进行比较;
比较反应放出或吸收的热量时只比较数值的大小;比较“标准燃烧热”“中和热”时,
只需比较数值的大小。
(2)反应物的状态、化学计量数不同,则不同。
(3)是带符号进行比较的,所有吸热反应的均比放热反应的大;放热反应的
,放热越多,越小,但越大。
(4)同一物质,状态不同,反应热亦不同。
(5)对于可逆反应,因反应不能进行到底,实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热
化学方程式中反应热的数值。
04 真题溯源·考向感知
真题溯源·考向感知
1.重庆卷)肼()与氧化剂剧烈反应,释放大量的热量,可作火箭燃料。已知下列反应:
①
②
③
则反应的为( )
B
A. B. C. D.
【解析】选项A的表达式为,但根据推导结果,应为,
与A不符,A错误; 推导过程中,通过组合反应①、③及反转的反应②,得到总
为,再除以4得,与选项B一致,B正确;选项C未除以4,直接
取,不符合目标反应的系数比例,C错误;选项D的表达式为,符
号和系数均与推导结果不符,D错误;故选B。
114
真题溯源·考向感知
2.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。列说法不正确的是( )
C
A.NaCl固体溶解是吸热过程
B.根据盖斯定律可知:
C.根据各微粒的状态,可判断
,
D.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
115
真题溯源·考向感知
NaCl固体变为和,此过程离子键发生断裂,为吸热过程
Na+和Cl−与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程。
由盖斯定律可知
【解析】由图可知,NaCl固体溶解过程的焓变为,为吸热过程,A正确; 由图可知,NaCl固体溶于水的过程分两步实现,由盖斯定律可知,即,B正确; 由分析可知,第一步为NaCl固体变为和,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,;第二步为和与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程,此过程为成键过程,为放热过程,错误; 由分析可知,溶解过程的能量变化,却决于NaCl固体断键吸收的热量及和水合过程放出的热量有关,即与NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关,D正确;故选C。
116
真题溯源·考向感知
3.河南卷)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,反应进程中的相对能量变化如图所示表示吸附态,部分进程已省略)。
下列说法正确的是( )
C
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
117
真题溯源·考向感知
改变反应的历程,降低反应的活化能
但反应的始态和终态不变,故ΔH、K不变
活化能高的反应速率慢,是反应的决速步骤
【解析】由图可知,生成物能量高,总反应为吸热反应,A错误; 平衡常数只和温度有关,与催化剂无关,B错误; 由图可知,丙烷被催化剂a吸附后能量更低,则被催化剂a吸附后得到的吸附态更稳定, C正确; 活化能高的反应速率慢,是反应的决速步骤,故决速步骤为或错误;故选C。
118
真题溯源·考向感知
4.北京卷)依据下列事实进行的推测正确的是( )
事实 推测
A NaCl固体与浓硫酸反应可制备HCl气体 NaI固体与浓硫酸反应可制备HI气体
B 难溶于盐酸,可作“钡餐”使用 可代替作“钡餐”
C 盐酸和溶液反应是吸热反应 盐酸和NaOH溶液反应是吸热反应
D 的沸点高于 HF的沸点高于HCl
D
【解析】 浓硫酸与NaCl反应生成HCl主要是因为浓硫酸的沸点高,难挥发,但浓硫酸具有强氧化性,与NaI反应,氧化生成,得不到HI,A错误;不溶于盐酸,不会产生有毒的钡离子,可做钡餐使用,而会与胃酸反应生成有毒的,不能替代错误;盐酸与反应吸热是特例,而盐酸与NaOH的中和反应是典型的放热反应,C错误;因含有分子间氢键,沸点高于,同理HF也含有分子间氢键,沸点高于正确;故选D。
119
真题溯源·考向感知
5.重庆卷)二氧化碳甲烷重整是资源化利用的重要研究方向,涉及的主要热化学方程式有:
①
②
③
已知键能为,键能为,键能为,则中的碳氧键键能(单位:)为( )
B
A. B.
C. D.
120
真题溯源·考向感知
【解析】根据盖斯定律反应①②-③可得反应:,该反应 ,根据反应物键能和-生成物键能和可得:中的碳氧键键能,中的碳氧键键能),故B正确;
故选:B。
121
真题溯源·考向感知
6.海南卷)已知298K,101kPa,,
的临界温度(能够液化的最高温度)为,下列说法错误的是( )
D
A.氢气燃烧热
B.题述条件下和,在燃料电池中完全反应,电功放热量
C.氢能利用的关键技术在于安全储存与运输
D.不同电极材料电解水所需电压不同,产生消耗的电功相同
【解析】氢气燃烧热为氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则由热化学方程式可知,氢气燃烧热,故A正确; 由题意可知,氢氧燃料电池中化学能转化为热能和电能,由能量守恒定律可知,和,在燃料电池中完全反应,电功放热量,故B正确; 氢气是易燃易爆的气体,难于安全储存与运输,所以氢能利用的关键技术在于安全储存与运输,故C正确; 不同电极材料电解水所需电压不同,说明所需的电流不同,所以产生氢气所需时间不同,消耗的电功不同,故D错误;故选D。
122
真题溯源·考向感知
7.海南卷)下列实验装置或操作不能达到实验目的的是( )
选项 A B
目的 提纯含砂的粗碘 观察气体扩散现象
装置
或操作
选项 C D
目的 制取少量乙酸乙酯 测定中和反应的反应热
装置
或操作
D
123
真题溯源·考向感知
【解析】A.碘易升华,加热可使碘固体升华成为碘蒸气,碘蒸气遇到冷的容器,又凝华成为碘固体,该装置可以提纯粗碘,A不符合题意;B.该装置中盐酸易挥发,挥发出的HCl气体遇到甲基橙溶液,会使甲基橙溶液变色,故该装置可观察气体扩散现象,B不符合题意;C.实验室用乙醇和乙酸以及浓硫酸在加热条件下制取乙酸乙酯,乙酸乙酯在饱和碳酸钠中的溶解度很小,可以通入饱和碳酸钠溶液来收集,导管要伸到溶液的上方,该装置可用来制取乙酸乙酯,C不符合题意;D.该装置是开放装置,与外界存在热交换,不能进行中和反应反应热的测定,D符合题意;
故选D。
124
真题溯源·考向感知
8.浙江卷)下列实验装置使用不正确的是( )
A
A.图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气 B.图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液
C.图③装置用于测定中和反应的反应热 D.图④装置用于制备乙酸乙酯
125
真题溯源·考向感知
【解析】 图①装置没有加热装置,不适用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气,A错误; 利用酸式滴定管中装有的标准酸溶液滴定未知碱溶液,装置和操作正确,B正确; 图③装置用于测定中和反应的反应热,温度计测温度、玻璃搅拌器起搅拌作用,装置密封、隔热保温效果好,C正确; 图④装置用于制备乙酸乙酯,导管末端不伸入液面下,利用饱和碳酸钠收集乙酸乙酯,D正确;
故选A。
126
真题溯源·考向感知
9.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
D
A.
B.
C.
D.
127
真题溯源·考向感知
【解析】应该为液态,A错误;ΔH=+137kJ·mol−1,B错误; 氢气的燃烧热为−285.8kJ/mol,则ΔH=+285.8kJ·mol−1,C错误;,D正确;故选D。
①
②
③
盖斯定律:③-(②+①)
128
129
$$