专题01 化学反应的热效应(期末复习讲义)高二化学上学期人教版
2026-01-30
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2份
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53页
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 整理与提升 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 化学反应的热效应 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.64 MB |
| 发布时间 | 2026-01-30 |
| 更新时间 | 2026-01-30 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·考点大串讲 |
| 审核时间 | 2025-12-15 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55445442.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学期末复习讲义通过表格对比、能量图示等工具系统构建化学反应热效应知识体系,从吸热与放热反应的概念辨析,到中和反应热测定的实验操作,再到盖斯定律及反应热计算的理论应用,梳理重难点内在联系,形成完整知识脉络。
讲义亮点在于“典例+变式”的题型设计与分层训练,如通过键能数据计算反应焓变的典例分析,结合方法点拨培养科学思维,基础通关练与综合拓展练满足不同学生需求,助力自主复习,为教师实施精准教学提供支持。
内容正文:
专题01化学反应的热效应(期末复习讲义)
内容导航
明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考
理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系
破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈
过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升
考查重点
命题角度
吸热反应和放热反应
反应热、焓变的图像,常见的吸热反应和放热反应
热化学方程式
热化学方程式的正误判断、正确书写热化学方程式
燃烧热和中和反应热
燃烧热的含义、中和反应反应热的测定
盖斯定律及其应用
盖斯定律及其应用,能进行反应焓变的计算与大小比较
反应热及其计算
反应热大小比较、反应热及其计算
要点01 吸热反应与放热反应
归|纳|总|结
放热反应
吸热反应
①所有的燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属与水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应,如C与H2O(g)反应,C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
要点02 中和反应反应热的测定
Ⅰ.实验装置
Ⅱ.实验步骤
(1)反应物温度的测量。
①用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。
(2)反应后体系温度的测量。
打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。
(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。
Ⅲ.数据处理
(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。某实验小组测定数据如下,请填写表中空白。
实验次数
温度
1
2
3
反应前体系温度t1/℃
盐酸
25.0
24.9
25.6
NaOH
25.2
25.1
25.4
平均值
25.1
25.0
25.5
反应后体系温度t2/℃
28.5
28.3
29.0
温度差平均值(t2-t1)/℃
温度差
3.4
3.3
3.5
平均值
3.4
(2)根据温度差和比热容等计算反应热。
设溶液的密度均为1 g·cm-3,中和后溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1,根据实验数据计算出该反应放出的热量Q=cm(t2-t1)≈1.42 kJ,则生成1 mol H2O时放出的热量为56.8 kJ。
Ⅳ.实验结论
大量实验测得,在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量。
归|纳|总|结
(1)酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1 mol/L~0.5 mol/L),这样溶液的密度可以认为和水的密度相同。
①测定中和反应反应热时不能用浓酸或浓碱,因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。
②测定中和反应反应热时不能用弱酸或弱碱,因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离,若改用弱酸或弱碱,它们电离时要吸收一部分热量。
(2)要使用同一支温度计:分别先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。
(4)操作时动作要快,尽量减少热量的散失。
(5)实验时亦可选用浓度、体积都不相同的酸碱溶液进行中和反应反应热的测定,但在计算时,应取二者中量小的一种,因为过量的酸碱并不参与中和反应。
要点03 反应热与焓变
归|纳|总|结
反应
放热反应
吸热反应
图示
说明
代表反应物断键吸收的能量,即反应物的键能之和。过渡态理论认为为正反应的活化能
代表形成化学键时释放的能量,即生成物的键能之和。过渡态理论认为为逆反应的活化能
为该反应过程的反应热
(生成物)(反应物)
反应物的总键能-生成物的总键能
(正反应活化能)(逆反应活化能)
要点04 热化学方程式
1.热化学方程式
示例
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
含义
1 mol气态H2和1 mol气态Cl2完全反应生成2 mol气态HCl,放出184.6 kJ的热量。
定义
表明反应所释放或吸收的热量的热化学方程式
2.热化学方程式的书写
(1)注明反应时的温度和压强。因为反应时的温度和压强不同,其ΔH也不同。但常用的ΔH的数据,一般都是在 25 ℃、101 kPa 时数据,可以不特别注明。
(2)需注明反应物和生成物的聚集状态。固体:s;液体:l;气体:g;溶液:aq。
(3)书写热化学方程式时,ΔH必须与化学方程式一一对应。
归|纳|总|结
燃烧热和中和反应反应热的比较
燃烧热
中和反应反应热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
表示方法
燃烧热为a kJ·mol-1或ΔH=-a kJ·mol-1
中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1
注意:中文叙述燃烧热、中和反应反应热时可以不带“负号”,但凡用ΔH表示时一定要有“负号”。例:语言表述——CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol;符号表示——ΔH=-890.3 kJ/mol。
要点05 燃烧热
1.定义:101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。
2.单位:kJ/mol。
3.测定:通常利用量热计实验测得。
4.特别说明:指定产物一般指可燃物中的碳元素变为CO2(g),氢元素变为H2O(l),硫元素变为SO2(g),氮元素变为N2(g)等。
归|纳|总|结
1.书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”:
“一看”可燃物的化学计量数是否为1;
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物;
“三看”ΔH是否为“-”及单位是否正确。
2.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量的计算:Q放=n(可燃物)×|ΔH|。
要点06 盖斯定律
1.盖斯定律的内容
(1)定义:化学家盖斯从大量的实验中总结出一条规律:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成,其反应热是相同的,这就是盖斯定律。
(2)内容:一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
(3)实例:如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是一样的。
即:
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
2.盖斯定律的意义和应用
盖斯定律在科学研究中具有重要意义。在众多的反应中,有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应往往伴有副反应发生,利用盖斯定律可以间接地将他们的反应热计算出来。
要点07 反应热的计算
1.根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。示例如下:
则====
2.根据反应物、生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
3.根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。
4.根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
5.用反应物和生成物的总能量计算反应热
(1)反应热ΔH的计算公式:
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量:
(2)实例(图甲、图乙)
图甲
ΔH=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1
图乙
ΔH=(a-b) kJ·mol-1=+c kJ·mol-1
题型01 吸热反应和放热反应
【典例1】化学反应伴随着能量变化,下列反应或过程的能量变化与其他三项不同的是( )
A.金属钠投入水中
B.Cl2与H2在光照条件下反应
C.向碳酸钠溶液中加入足量盐酸
D.Ba·8H2O与NH4Cl晶体混合
【答案】D
【解析】A项,金属钠与水的反应为放热反应;B项,H2与Cl2在光照下反应为放热反应;C项,碳酸钠与盐酸反应为放热反应;D项,Ba·8H2O与NH4Cl晶体反应为吸热反应。
方|法|点|拨
判断吸热反应和放热反应的两种方法
(1)根据反应物总能量和生成物总能量的相对大小判断——反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应,反之为吸热反应(宏观角度)。
(2)根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断——断裂反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量的反应为吸热反应,反之为放热反应(微观角度)。
【变式1-1】下列反应既属于氧化还原反应,又属于放热反应的是( )
A.镁条与盐酸反应
B.稀硫酸与NaOH溶液反应
C.生石灰溶于水
D.C与H2O(g)反应
【答案】A
【解析】镁条与盐酸反应有元素化合价改变,属于氧化还原反应,且反应放热,故选A;稀硫酸与NaOH溶液反应、生石灰溶于水生成Ca(OH)2都没有元素化合价改变,不属于氧化还原反应;C与H2O(g)的反应属于吸热反应。
【变式1-2】如图所示装置(气密性良好)中,启动甲、乙发生化学反应,一段时间后U形管左侧液面高,右侧液面低。下列推断正确的是( )
A.甲和乙一定发生了复分解反应
B.甲和乙一定发生了氧化还原反应
C.甲和乙一定发生了放热反应
D.甲和乙一定发生了吸热反应
【答案】D
【解析】U形管中左侧液面高,右侧液面低,说明甲和乙发生的化学反应为吸热反应,吸热反应不一定为复分解反应,也不一定是氧化还原反应,故选D。
题型02 中和反应热的测定
【典例2】中和反应的反应热测定实验中,下列操作一定会降低实验准确性的是( )
A.实验过程中应使用同一个温度计测量温度
B.NaOH溶液在倒入量热计内筒时,有少量溅出
C.反应后读取温度计的最高温度而不是不再变化的温度
D.测量HCl溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度
【答案】B
【解析】实验过程中应使用同一个温度计测量温度,只要每次使用后用蒸馏水冲洗就不会影响准确性,A不符合;NaOH溶液在倒入量热计内筒时,有少量溅出,导致放出的热量减少,会产生误差,B符合;利用反应后温度计的最高温度与反应前两溶液的平均温度之差计算反应热,才会准确,C不符合;测量HCl溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度,可以防止发生中和反应使测得的NaOH溶液温度偏高,实验更加准确,D不符合。
方|法|点|拨
不考虑装置的隔热因素,能引起实验误差的因素有以下两个方面:
【变式2-1】分别取40 mL 0.50 mol·L-1盐酸与40 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列说法错误的是( )
A.加入稍过量的氢氧化钠的目的是确保盐酸完全反应
B.仪器A的名称是玻璃搅拌器
C.在实验过程中,测量完盐酸的温度后,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度
D.用稀醋酸代替稀盐酸,结果是一样的
【答案】D
【解析】为了确保盐酸完全被中和,采用稍过量的NaOH溶液,A正确; 根据A结构可知仪器A的名称是玻璃搅拌器,B正确;在实验过程中,测量完盐酸的温度后,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度,避免残余盐酸与NaOH溶
液反应,导致测得温度有误差,C正确;醋酸是弱酸,电离会吸收部分反应放出的热量,D错误。
【变式2-2】在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是( )
A.在测定中和反应反应热实验中需要使用的仪器有:天平、量筒、烧杯、温度计、玻璃棒
B.完成一次中和反应反应热测定实验,温度计需要使用2次,分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度
C.用50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液与60 mL 0.50 mol/L的盐酸反应,测得的中和反应反应热数值偏大
D.使用玻璃搅拌器是为了使反应物充分混合减小实验误差
【答案】D
【解析】在测定中和反应反应热实验中需要使用的仪器有:量筒、烧杯、温度计、玻璃棒、玻璃搅拌器,A错误; 完成一次中和反应反应热测定实验,温度计分别用于测酸、碱的初始温度和反应最高温度,实验为减小误差需要做三次实验,温度计需要使用9次,B错误;中和反应反应热是在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态水时所释放的热量;与反应的物质的量无关,C错误; 使用玻璃搅拌器是为了使反应物充分混合,防止热量散失,减小实验误差,D正确。
题型03 反应热的计算
【典例3】已知H2(g)+Br2(g)===2HBr(g)
ΔH=-102 kJ/mol,其他相关数据如下表:
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为( )
A.404 B.260
C.230 D.200
【答案】D
【解析】反应的ΔH=[(436+a)-2×369] kJ/mol=-102 kJ/mol,解得a=200。
方|法|点|拨
焓变的两种计算方法
(1)根据物质具有的能量来计算。
ΔH=E(总生成物)-E(总反应物)
(2)根据化学键来计算。
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量
【变式3-1】科研人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示。
已知:几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键
H—O键
O===O键
H—H键
O—O键
键能/(kJ/mol)
463
496
436
138
若反应过程中分解了2 mol H2O,则下列说法不正确的是( )
A.总反应为2H2O2H2↑+O2↑
B.过程Ⅰ吸收了926 kJ能量
C.过程Ⅱ放出了574 kJ能量
D.过程Ⅲ属于放热反应
【答案】D
【解析】由图可知,总反应为水分解生成氢气和氧气,该反应实现了光能转化为化学能,反应的方程式为2H2O2H2↑+O2↑,故A正确;由图可知,过程Ⅰ为2 mol水分子发生H—O键断裂变为2 mol H原子和2 mol羟基,H—O键断裂吸收的能量为463 kJ/mol×2 mol=926 kJ,故B正确;由图可知,过程Ⅱ为2 mol H原子和2 mol羟基结合变为1 mol氢气和1 mol过氧化氢,形成H—H键和O—O键放出的能量为(436+138) kJ/mol×1 mol=574 kJ,故C正确;由图可知,过程Ⅲ为1 mol过氧化氢发生化学键的断裂变为1 mol氢气和1 mol氧气,断裂H—O键和O—O键吸收的能量为(463 kJ/mol×2 mol+138 kJ/mol×1 mol)=1 064 kJ,形成O===O键和H—H键放出的能量为(496 kJ/mol×1 mol+436 kJ/mol×1 mol)=932 kJ,吸收的能量大于放出的能量,则过程Ⅲ属于吸热反应,D错误。
【变式3-2】工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2],该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物
B.利用CO2和NH3合成尿素是放热反应
C.2 mol NH3(g)的能量一定大于1 mol NH2COONH4(s)的能量
D.反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的焓变ΔH=E2-E1
【答案】C
【解析】由图像可知,合成尿素的过程中生成了NH2COONH4(s),其为合成尿素反应的中间产物,A正确;由图像可知,反应物总能量大于生成物总能量,则利用CO2和NH3合成尿素是放热反应,B正确;由图像可知,2 mol NH3(g)与1 mol CO2(g)的能量之和一定大于1 mol NH2COONH4(s)的能量,所以2 mol NH3(g)的能量不一定大于1 mol NH2COONH4(s)的能量,C错误;2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)为放热反应,ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量<0,即ΔH=E2-E1,D正确。
题型04 热化学方程式的书写及正误判断
【典例4】下列热化学方程式书写正确的是( )
A.CH4(g)燃烧的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJ·mol-1
B.2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2 kJ·mol-1
C.一定条件下,1 mol H2与1 mol I2(g)充分反应生成HI(g)放热a kJ,其热化学方程式为H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-a kJ·mol-1
D.已知:1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)时,放出184.6 kJ的热量,则有:H2(g)+Cl2(g)===HCl(g)
ΔH=-92.3 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】CH4(g)燃烧放热,对应的ΔH为-890.3 kJ·mol-1,A错误;热化学方程式应标明物质的状态,B错误;因H2(g)+I2(g)2HI(g)是可逆反应,1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)不能完全反应,若完全反应放出的热量大于a kJ,则该反应的ΔH<-a kJ/mol,C错误。
方|法|点|拨
1.“五查”法判断热化学方程式书写正误
①看方程式是否配平;
②看各物质的聚集状态是否正确;
③看ΔH 的“+”“-”是否正确;
④看反应热的单位是否为kJ·mol-1;
⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应。
2. 热化学方程式的书写步骤和方法
(1)书写符合质量守恒定律的化学方程式;
(2)注明反应物和生成物的聚集状态:
①标明各物质的聚集状态:(固体s、液体l、气体g、溶液aq);
②不需要标记“↓”和“↑”;
③不用写“点燃”“加热”等引发条件。
(3)用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量:
①ΔH 只放右边,吸热用“+”,放热用“-”,单位是kJ/mol;
②ΔH 的值与系数相匹配。
【变式4-1】CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.该反应中CO(g)与H2O(g)的总能量大于CO2(g)和H2(g)的总能量
C.该反应的热化学方程式:CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
D.1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ的热量
【答案】D
【解析】由图可知ΔH<0,该反应为放热反应,A正确;由图可知反应物CO(g)+H2O(g)的总能量大于生成物CO2(g)+H2(g)的总能量,B正确;由图可知该反应的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1,C正确;图中反应是放热反应,其逆反应为吸热反应,D错误。
【变式4-2】下列关于热化学方程式的说法中,正确的是( )
A.P(s,红磷)===P(s,黑磷),ΔH=-39.3 kJ/mol;P(s,白磷)===P(s,红磷),ΔH=-17.6 kJ/mol,由此推知,最稳定的是白磷
B.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放出19.3 kJ热量,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ/mol
C.NaOH(s)+H2SO4(浓)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
D.2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体,放出99.6 kJ的热量,该反应的热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 589.6 kJ/mol
【答案】D
【解析】物质含有的能量越低,物质的稳定性就越强。由P(s,白磷)===P(s,红磷),ΔH=-17.6 kJ/mol可知红磷比白磷稳定;由P(s,红磷)===P(s,黑磷),ΔH=-39.3 kJ/mol可知黑磷比红磷稳定;由此推知:能量最低的物质是黑磷,故最稳定的是黑磷,A错误;N2与H2生成NH3的反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物。500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)的物质的量小于1 mol,此时放出19.3 kJ热量,则反应生成2 mol NH3放出热量大于38.6 kJ,故N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<-38.6 kJ/mol,B错误;NaOH固体溶于水放出热量,浓硫酸溶于水也会放出大量热量,反应时放出热量越多,则反应热就越小,故NaOH(s)+H2SO4(浓)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH<-57.3 kJ/mol,C错误;2.00 g C2H2气体的物质的量n(C2H2)== mol,其完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体,放出99.6 kJ的热量,则2 mol乙炔气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体,放出热量Q=×2 mol=2 589.6 kJ,故该反应的热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 589.6 kJ/mol,D正确。
题型05 燃烧热
【典例5】下列热化学方程式中,正确的是( )
A.甲烷燃烧热为890.3 kJ·mol-1,热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+890.3 kJ·mol-1
B.已知乙炔的燃烧热为1 300 kJ·mol-1,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(g)
ΔH=-1 300 kJ/mol
C.H2燃烧热为285.8 kJ·mol-1,燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.若H2的燃烧热为a kJ·mol-1,则热化学方程式为H2+Cl2===2HCl ΔH=-a kJ·mol-1
【答案】C
【解析】甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,表示1 mol甲烷完全燃烧产生CO2气体和液态水时放出热量是890.3 kJ,则其燃烧热的化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,A错误;乙炔的燃烧产物中水为液态时放出的热量才是燃烧热,B错误;H2燃烧热为285.8 kJ·mol-1,表示1 mol H2完全燃烧产生1 mol液态H2O,放出285.8 kJ的热量,则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,C正确;H2的燃烧热为a kJ·mol-1,是指H2与氧气完全燃烧反应生成液态水所放出的热量,D错误。
方|法|点|拨
(1)热反应方程式化学计量数表示其物质的量,因此可以是整数,也可以是分数。
(2)化学计量数改变,反应热要相应改变;逆反应的ΔH 数值与正反应的ΔH 数值相等,符号相反。
(3)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。若在 25 ℃、101 kPa 时进行的反应,可以不注明。
【变式5-1】下列热化学反应方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ/mol (中和反应反应热)
C.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.8 kJ/mol(反应热)
D.2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2 kJ/mol(反应热)
【答案】C
【解析】燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定的物质(水为液态水)过程放出的热量,故乙醇燃烧热的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 367.0 kJ/mol,A错误;中和反应是一个放热反应,故热化学方程式为NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol,C错误;燃烧是一个放热反应,故其燃烧的热化学方程式为S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.8 kJ/mol,C正确;热化学方程式书写时需注明各物质的状态,故该反应的热化学方程式为2NO2(g)===O2(g)+2NO (g) ΔH=+116.2 kJ/mol,D错误。
【变式5-2】101 kPa时,下列热化学方程式中的ΔH可表示燃烧热的是( )
A.C(g)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
B.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
C.NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-226 kJ·mol-1
D.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】A项,C燃烧后的指定氧化物是CO2,不是CO;B项,H2燃烧的指定氧化物应该是液态水而不是水蒸气;C项,氨气完全燃烧生成的指定产物是N2和液态水,此时ΔH可表示燃烧热;D项,1 mol液体C8H18完全燃烧生成液态水、CO2气体,则该热化学方程式中的ΔH可表示燃烧热。
题型06 盖斯定律及其应用
【典例6】石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是( )
A.石墨的燃烧热为110.5 kg·mol-1
B.反应C(s,石墨)+CO2(g)===2CO(g)的ΔH=+910 kJ·mol-1
C.由图可知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1
D.已知C(s,金刚石)===C(s,石墨)ΔH<0,则金刚石比石墨稳定
【答案】C
【解析】燃烧热是101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物时的反应热,碳元素的指定产物:C→CO2(g),据此得石墨的燃烧热为393.5 kg·mol-1,A错误;由图知:反应Ⅰ:C(s石墨)+O2(g)===CO(g) ΔH1=-110.5 kJ·mol-1,反应Ⅱ:C(s石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律反应Ⅱ-反应Ⅰ得到反应Ⅲ:CO (g)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=ΔH2-ΔH1=-283.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律反应Ⅱ-2×反应Ⅲ得到反应:反应C(s,石墨)+CO2(g)===2CO(g),ΔH=ΔH2-2ΔH3=+172.5 kJ·mol-1,B错误;结合选项C可知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1,C正确;已知C(s,金刚石)===C(s,石墨) ΔH<0,则金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,则金刚石不如石墨稳定,D错误。
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利用盖斯定律求反应热的步骤:
(1)确定要求反应热的待求方程式(目标方程式)。
(2)分析其反应物、生成物在条件方程式中的位置,明确根据已知方程式如何得到目标方程式(加减乘除)。“同边相减,不同边相加”(消元)
(3)根据方程式的运算方式得出ΔH的计算方式(ΔH必须带符号进行计算)。
【变式6-1】如图1、图2分别表示1 mol H2O和1 mol CO2分解时的能量变化情况(单位:kJ)。下列说法错误的是( )
A.CO的燃烧热ΔH=-285 kJ·mol-1
B.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+134 kJ·mol-1
C.O===O的键能为494 kJ·mol-1
D.无法求得CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的反应热
【答案】D
【解析】由图1可知,H—H键能为436 kJ/mol,O===O键的键能为247 kJ/mol×2=494 kJ/mol,1 mol H2O(g)分解生成O2(g)和H2(g)的热化学方程式为H2O(g)===O2(g)+H2(g) ΔH=+243 kJ·mol-1,即O2(g)+H2(g)===H2O(g) ΔH=-243 kJ·mol-1;由图2可知,CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-285 kJ/mol,C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-394 kJ/mol;根据分析可知,①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-394 kJ/mol,②H2O(g)===O2(g)+H2(g) ΔH=+243 kJ·mol-1,③CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-285 kJ/mol,由盖斯定律①+②-③可得C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=-394+243-(-285)=+134 kJ·mol-1,故B正确;由图1可知,O===O键的键能为247 kJ/mol×2=494 kJ/mol,C正确;根据盖斯定律,将两式H2O(g)===O2(g)+H2(g) ΔH=+243 kJ·mol-1、CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-285 kJ/mol相加可得CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的反应热ΔH=243+(-285)=-42 kJ·mol-1,D错误。
【变式6-2】已知:①N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ/mol;②N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ/mol。下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中,正确的是( )
A.2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 135.7 kJ/mol
B.2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 000.3 kJ/mol
C.N2H4(g)+NO2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 135.7 kJ/mol
D.2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 135.7 kJ/mol
【答案】D
【解析】根据盖斯定律,将2×②-①得肼和NO2反应的热化学方程式为2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g),ΔH=2ΔH2-ΔH1=2×(-534 kJ/mol)-67.7 kJ/mol=-1 135.7 kJ/mol,D正确。
题型07 反应热的计算
【典例7】结合下图信息分析,反应N2O(g)+CO(g)===N2(g)+CO2(g)的ΔH为( )
A.-436 kJ·mol-1 B.+436 kJ·mol-1
C.-359 kJ·mol-1 D.+359 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是一个放热反应,相对能量是330 kJ/mol、229 kJ/mol是产生中间体Ⅰ和Ⅱ释放的总能量,相对能量是123 kJ/mol、77 kJ/mol是中间体Ⅰ和Ⅱ继续吸收的总能量,则ΔH=-(330+229-123-77) kJ/mol=-359 kJ/mol,故本题选C。
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计算依据
计算反应热方法
热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变正负号,各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
根据盖斯定律
根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式
根据燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×|燃烧热|
根据化学键的变化
ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的能量和-生成物的化学键形成所放出的能量和
根据反应物和
生成物的总能量
ΔH=E(生成物)-E(反应物)
【变式7-1】半导体工业用石英砂作原料通过三个重要反应生产单质硅:
SiO2(s,石英砂)+2C(s)===Si(s,粗硅)+2CO(g) ΔH1=+682.44 kJ·mol-1
Si(s,粗硅)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH2=-657.01 kJ·mol-1
SiCl4(l)+2Mg(s)===2MgCl2(s)+Si(s,纯硅) ΔH3=-625.63 kJ·mol-1
用石英砂生产1.00 kg纯硅放出的热量为( )
A.21.44 kJ B.21 435.71 kJ
C.600.20 kJ D.1 965.10 kJ
【答案】B
【解析】由三个热化学方程式可知,生成1 mol纯硅,需要热量:682.44 kJ+(-657.01 kJ)+(-625.63 kJ)=-600.2 kJ,n(Si)=1 000 g÷28 g/mol=35.71 mol,则生产1.00 kg纯硅的总反应热为35.71 mol×(-600.2 kJ/mol)=-21 435.71 kJ。
【变式7-2】已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键
H—H
H—O
键能/(kJ/mol)
436
463
热化学方程式
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-482 kJ/mol
则2O(g)===O2(g)的ΔH为( )
A.+428 kJ/mol B.-428 kJ/mol
C.+498 kJ/mol D.-498 kJ/mol
【答案】D
【解析】根据反应热与反应物键能、生成物键能的关系,反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的ΔH=2E(H—H)+E(O===O)-4E(H—O),即-482 kJ/mol=2×436 kJ/mol+E(O===O)-4×463 kJ/mol,解得E(O===O)=498 kJ/mol,断裂1 mol O2中O===O要吸收498 kJ热量,据此可得热化学方程式:O2(g)===2O(g) ΔH=+498 kJ/mol,从而可得:2O(g)===O2(g)的ΔH=-498 kJ/mol。
题型08 反应热大小比较
【典例8】下列各组反应中关于反应热的比较正确的是( )
①CH3OH(g)+O2(g)===CO (g)+2H2O(l) ΔH1;CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH2;ΔH1<ΔH2
②2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH1; 2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g) ΔH2;ΔH1>ΔH2
③H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1; H2(g)+Cl2(g)===HCl (g) ΔH2;ΔH1>ΔH2
④C(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2则ΔH1>ΔH2。
A.①③ B.②④
C.③④ D.①④
【答案】B
【解析】①CO能够燃烧放出热量,所以乙醇燃烧生成CO比生成二氧化碳放热少,放出的热量越多,ΔH越小,则ΔH1>ΔH2,①错误;②H2O分解为吸热反应,则2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH1>0;Na与H2O反应为放热反应,则2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g) ΔH2<0,所以ΔH1>ΔH2,②正确;③氯气和氢气的化合为放热反应,所以焓变为负值,又焓变与系数成正比,所以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1;H2(g)+Cl2(g)===HCl(g) ΔH2;ΔH1<ΔH2,③错误;④C与CO2的反应为吸热反应,故ΔH1>0;C与O2的反应为放热反应,故ΔH2<0,所以ΔH1>ΔH2,④正确。
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几种ΔH大小比较方法
(1)如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍
(2)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同
(3)根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小,如C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol-1。
(4)中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时,放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时,放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时,反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2+反应生成BaSO4沉淀会放热)
【变式8-1】根据以下3个放热反应的热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH3
对ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系的判断正确的是( )
A.ΔH1<ΔH3<ΔH2 B.ΔH1<ΔH2<ΔH3
C.ΔH3<ΔH2<ΔH1 D.ΔH2<ΔH1<ΔH3
【答案】B
【解析】硫化氢与氧气反应转化为二氧化硫时反应充分,释放的热量最多,硫化氢与氧气反应生成S单质,此时S单质能进一步与氧气反应生成二氧化硫放热,因此第二、三两个热化学方程式的ΔH一定大于ΔH1,气态水变为液态水放热,因此ΔH2<ΔH3,故有ΔH3>ΔH2>ΔH1。
【变式8-2】已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2 均为正值):H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g)+Q1 kJ;H2(g)+Br2(g)→2HBr(g)+Q2 kJ 根据上述反应做出的判断不正确的是( )
A.Q1>Q2
B.生成物总能量均低于反应物总能量
C.生成 2 mol HCl(g)放出Q1 kJ 热量
D.若反应生成 2 mol 液态溴化氢,放出的热量低于Q2 kJ
【答案】D
【解析】因为Cl2比Br2活泼,Cl—Cl键能较大,放出的热量更多,应为Q1>Q2,A正确;两个反应都是放热反应,生成物的总能量低于反应物的总能量,B正确;由热化学方程式可知,生成2 mol氯化氢放出的热量是Q1 kJ,C正确;物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时,则1 mol HBr(g)具有的能量高于1 mol HBr(l)具有的能量,因此反应生成 2 mol液态溴化氢,放出的热量大于Q2 kJ,D错误。
期末基础通关练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高二下·上海徐汇·期末)下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A.灼热的碳与反应 B.碳酸钙受热分解
C.铁与稀硫酸反应 D.甲烷在氧气中燃烧
【答案】A
【解析】灼热的碳与CO2反应生成CO,反应前后碳元素的化合价发生了变化,属于氧化还原反应,且该反应为吸热反应,A符合题意;碳酸钙受热分解为CaO和CO2,该反应属于吸热反应,但反应前后各元素化合价未变化,不属于氧化还原反应,B不符合题意;铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应前后铁元素和氢元素的化合价均发生了变化,属于氧化还原反应,但该反应为放热反应,C不符合题意;甲烷在氧气中燃烧生成CO2和H2O,反应前后碳元素、氧元素的化合价均发生了变化,属于氧化还原反应,但燃烧均为放热反应,D不符合题意;故选A。
2.(24-25高二下·河北衡水·期末)下列反应中,属于氧化还原反应且反应物能量比生成物能量低的是
A.天然气的燃烧
B.过氧化钠中加水
C.碳和二氧化碳的化合反应
D.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应
【答案】C
【解析】天然气的燃烧是氧化还原反应(C和O的化合价变化),但燃烧为放热反应,反应物能量高于生成物,A不符合题意;过氧化钠加水是氧化还原反应(O的化合价变化),但反应剧烈放热,反应物能量高于生成物,B不符合题意;碳和二氧化碳的化合反应是氧化还原反应(C的化合价变化),且该反应为吸热反应,反应物能量低于生成物,C符合题意;氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是吸热反应,但无化合价变化,不属于氧化还原反应,D不符合题意;故选C。
3.(24-25高二上·广东茂名·期中)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应开始后,针筒活塞向右移动
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应物总能量大于生成物总能量
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】温度计水银柱不断上升,说明反应过程中溶液温度升高,该反应是放热反应,A不符合题意;针筒活塞向右移动可能是反应生成气体(如锌与硫酸反应生成氢气)导致气体体积增大,无论反应吸热或放热,只要有气体生成,活塞均会移动,不能确定是温度升高引起的气体膨胀,B符合题意;U型管甲处液面低于乙处,说明瓶内气压增大,说明反应放热,瓶内空气受热膨胀使压强增大,导致液面变化,C不符合题意;反应物总能量大于生成物总能量,反应过程中多余能量释放,为放热反应,D不符合题意;故选B。
4.(2025高二上·江苏连云港·学业考试)对于反应,下列说法正确的是
A.维持反应进行需要提供能量
B.上图可表示该反应的能量变化
C.断开CH3OH中的化学键需要吸收能量
D.用甲醇作燃料能缓解温室效应
【答案】C
【解析】甲醇燃烧是放热反应,一旦点燃,反应本身释放的热量足以维持反应继续进行,不需要外界持续提供能量,A错误;甲醇燃烧是放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,而图中显示反应物的总能量低于生成物的总能量,B错误;断开化学键需要吸收能量,因此断开 CH3OH 中的化学键需要吸收能量,C正确;甲醇燃烧生成 CO2 ,而 CO2 是主要的温室气体之一,因此使用甲醇作为燃料不能缓解温室效应,D错误;故选C。
5.(24-25高二上·安徽亳州·期末)2024年10月30日将神舟十九号载人航天飞船发射升空的运载火箭使用偏二甲肼、作推进剂,相关反应为 。下列有关说法正确的是
A.是燃料
B.若反应物是气态,则反应的焓变
C.值比较小
D.该推进剂使用过程中不会污染环境
【答案】B
【解析】N2O4在反应中作为氧化剂,提供氧元素使偏二甲肼(燃料)被氧化,因此N2O4不是燃料,A错误;对于放热反应,=生成物总能量-反应物总能量<0,反应物是气态时的反应物总能量比反应物是液态时的反应物总能量高,故ΔH< ΔH1,B正确;火箭推进剂需要高能量释放,ΔH1的绝对值(即a值)应较大,C错误;该反应生成的CO2会加剧温室效应,且推进剂中本身具有毒性、易挥发,使用过程中可能污染环境,D错误;故选B。
6.(25-26高二上·陕西安康·期中)某小组同学在实验室用盐酸和溶液进行中和反应反应热的测定实验,实验装置如图所示。下列说法正确的是
A.若改用盐酸和溶液,测得的中和反应反应热偏大
B.实验过程中,盐酸和NaOH溶液要少量多次混合
C.该实验若改用醋酸溶液和NaOH溶液,则测得的中和反应反应热偏大
D.将NaOH溶液与盐酸混合后,立即测混合液的温度,该温度为反应后的温度
【答案】C
【解析】中和热是稀的强酸强碱溶液生成1 mol水时放出的热量,与参与反应的物质的量无关,A错误;为防止热量的散失,应该将NaOH溶液迅速一次性倒入,而不是少量多次混合,B错误;醋酸是弱酸,在水溶液中电离出氢离子要吸热,会使放出的热量Q偏小,则偏大,C正确;混合后,有可能还未完全反应,热量未完全释放转化为溶液温度的变化,正确做法是将反应后的最高温度记为反应后体系的温度,D错误;故选C。
7.(25-26高二上·江苏苏州·月考)已知的燃烧热。下列表示燃烧热的热化学方程式正确的是
A.。
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】燃烧热是指纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量,选项未指明状态,A错误;单位应为,B错误;满足燃烧热的定义,该热化学方程式正确,C正确;CO不是稳定的生成物,应为,D错误;故选C。
期末综合拓展练(测试时间:25分钟)
8.(24-25高二上·安徽亳州·期末)一定条件下,和发生反应时,生成、或的能量变化如图所示[反应物和生成物略]。下列有关说法正确的是
A.
B.加入催化剂I可提高图中各反应的速率
C.三个反应中反应物总键能均大于生成物总键能
D.生成的反应中断裂与形成的共价键类型相同
【答案】A
【解析】由图知,消耗生成、时放出的热量为,则 ,A正确;由图知,催化剂存在时生成的反应活化能高于无催化剂时的活化能,因此使用催化剂I时会降低生成的速率,B错误;三个反应均为放热反应,放热反应的生成物总键能较大,C错误;生成HCHO(g)的反应中有氧气的非极性键断裂,但生成物中只有极性键形成,D错误;故选A。
9.(25-26高二上·北京·期中)已知1mol X2(g)中的化学键断裂时需要吸收745 kJ的能量,1mol Y2(g)中的化学键断裂时需要吸收367 kJ的能量,1mol XY(g)中的化学键形成时释放513 kJ的能量,X2(g)与Y2(g)反应生成XY (g)的热化学方程式为
A.X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g) ΔH = -86 kJ•mol-1
B.X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g) ΔH = -599 kJ•mol-1
C.X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g) ΔH = +599 kJ•mol-1
D.X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g) ΔH = +86 kJ•mol-1
【答案】D
【解析】反应物的总键能减去生成物的总键能,根据题意该反应化学方程式为,则,因此热化学方程式为;故选D。
10.(25-26高二上·上海·期中)2025年海南大学科研团队设计纳米钯作催化剂,在70℃温和条件下实现了甲烷高效转化为甲醇:。由几种化学键的键能E(kJ·mol-1)计算该反应的(kJ·mol-1)
化学键
E/kJ·mol-1
a
b
c
d
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】ΔH = 断裂的键能总和 - 形成的键能总和,CH4含4个C-H键,H2O含2个O-H键,则总断裂键能为4b+2c,CH3OH含3个C-H键、1个C-O键、1个O-H键,H2含1个H-H键,则总形成键能为3b+d+c+a,因此 ΔH = (4b+2c) - (3b+d+c+a) = b+c-a-d,故选A。
11.(25-26高二上·辽宁阜新·期中)下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A.已知正丁烷的燃烧热,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为
B.已知一定条件下,与充分反应生成,释放出的热量,则其热化学方程式为
C.已知稀盐酸与稀溶液发生中和反应生成水的反应热,则表示稀硫酸与稀溶液反应的热化学方程式为
D.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,则两者放出的热量相等
【答案】C
【解析】燃烧热是1 mol物质完全燃烧的焓变,表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为CH3CH2CH2CH3(g)+O2(g)=4CO2(g)+5H2O(l)ΔH=-2878 kJ·mol⁻¹,故A错误;合成氨为可逆反应,1 mol N2与3 mol H2生成的氨气的物质的量小于2 mol ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH<−38.6kJ⋅mol-1,故 B错误;中和热是强酸和强碱生成1 mol H2O的焓变,H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.3kJ⋅mol−1,故C正确;硫蒸气的能量高于硫固体,等质量燃烧时硫蒸气释放的热量更多,两者放出的热量不相等,故D错误;故选C。
12.(25-26高二上·河北保定·期中)已知在298 K、101 kPa条件下,1 g乙烯气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出50.4 kJ热量。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【分析】1 g乙烯完全燃烧生成CO2和液态水时,放出50.4 kJ的热量,则28 g乙烯完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为:,放热反应焓变值为负,据此书写热化学方程式,据此分析;
【解析】ΔH为正值表示吸热,但乙烯燃烧是放热反应,A错误;ΔH计算错误,1 g乙烯放热50.4 kJ,1 mol(28 g)放热应为,B错误;ΔH=-1411.2 kJ·mol⁻¹,正确反映1 mol乙烯完全燃烧的放热量,C正确;ΔH为正值,与放热反应矛盾,D错误;故选C。
13.(25-26高二上·广东佛山·月考)下列有关说法正确的是
A.已知,则的燃烧热为
B.已知,则
C.已知,则在密闭容器中充入,充分反应后可以放出的热量
D.和反应的中和热为,则
【答案】B
【解析】燃烧热应生成液态水,而题中生成气态水,无法确定H2的燃烧热,A错误;完全燃烧生成CO2比生成CO放热更多,ΔH1更小(更负),故,B正确;可逆反应无法完全进行,实际放热量小于53 kJ,C错误;生成BaSO4(s)会额外放热,ΔH应小于-114.6 kJ/mol,D错误;故选B。
14.(25-26高二上·天津武清·月考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知 ,则氢气的燃烧热为
B.已知: ,则稀氨水和稀溶液完全反应生成1mol 时,放出热量等于57.3kJ
C.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成1mol 放热46.2kJ,其热化学方程式为
D.已知(白磷,s)=4P(红磷,s) ,则白磷比红磷稳定
【答案】C
【解析】根据定义,燃烧热是指1摩尔可燃物完全燃烧生成指定产物时释放的热量,H的指定产物为液态水,A错误;稀氨水是弱碱,其电离过程吸热,因此,当稀氨水与稀硫酸反应时,总热量释放会小于57.3 kJ,因为氨水电离吸收了部分能量,B错误;生成1 mol NH3放热46.2 kJ,则总反应为: 符合题意,C正确;白磷转化为红磷是放热过程,白磷能量高于红磷。根据能量越低越稳定的原则,红磷比白磷更稳定,D错误;故选C。
15.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知:①白磷()和的分子结构和部分化学键的键能分别如下:
化学键
P—P
O=O
P—O
键能
c
②(白磷,)(红磷,) 。
下列说法错误的是
A.白磷和红磷互为同素异形体
B.相同条件下红磷比白磷稳定
C.等质量的白磷、红磷分别完全燃烧,放出热量更多的是红磷
D.
【答案】C
【解析】白磷和红磷为磷元素形成的不同单质,互为同素异形体,A正确;(白磷,)(红磷,) 为放热反应,白磷的能量高于红磷,所以红磷比白磷更稳定,B正确;白磷的能量高于红磷,等质量的白磷、红磷分别完全燃烧,放出热量更多的是白磷,C错误;根据反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能, ,D正确;故选C。
16.(25-26高二上·福建·月考)化学反应的过程及能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.光照和点燃条件下的反应热相同
B.2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量
C.热化学方程式:
D.键的键能为
【答案】D
【解析】反应热效应只与反应的始态和终态有关,与反应途径和反应条件无关,因此该反应在光照和点燃条件下的反应热效应是相同的,A正确;气态氢原子形成氢气分子时形成化学键,形成化学键释放能量,因此2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量,B正确;由图可知1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)放出(862-679) kJ=183 kJ能量,因此氢气与氯气反应的热化学方程式为H2(g)+ Cl2(g)= 2HCl(g) ΔH = -183 kJ⋅mol−1,C正确;由图可知2 mol HCl分子中的化学键形成时要释放 862 kJ能量,所以键的键能为431 kJ⋅mol−1,D错误;故选D。
17.(25-26高二上·陕西·月考)根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是
A.反应中每生成吸收热量
B.反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.由的热化学方程式为:
D.根据图像可知,相同条件下,比稳定
【答案】B
【解析】由能量图可知,的总能量高于,反应为放热反应,生成放出热量,A错误;转化Ⅱ中生成放热能量,说明该反应反应物总能量高于生成物总能量,反应为转化Ⅱ的2倍,反应物总能量仍高于生成物总能量,B正确;根据图像,,,两式相减得,则,C错误;根据图像可知,,,物质能量越低越稳定,故比稳定,D错误;故选B。
18.(25-26高二上·河南·月考)已知反应: ,其他相关数据如下表:
化学键
C-H
O=O
C=O
H-O
1 mol化学键断裂时吸收的能量/kJ
498
803
464
下列说法错误的是
A.的摩尔燃烧焓
B.
C.若正反应的活化能为 ,则逆反应的活化能为
D.断开中的化学键形成氧原子,需要吸收能量498 kJ
【答案】D
【解析】1 mol甲烷完全燃烧生成气态水放出能量806.0 kJ,而其摩尔燃烧焓是1 mol甲烷完全燃烧生成液态水,放出的热量更多,其,A正确;根据反应物总键能-生成物总键能,列等式:,解得,B正确;反应的,则,C正确;断开1 mol(g)中的氧氧键可形成2 mol氧原子,吸收能量498 kJ,选项中没有说明的物质的量,无法计算,D错误。故选D。
19.(25-26高二上·山东济宁·月考)利用水煤气可合成甲醇: 。某些常见化学键的键能数据如下表:
化学键
C-O
H-O
H-H
C-H
键能
351
463
436
413
则中键的键能为
A.971 kJ·mol-1 B.981 kJ·mol-1 C.1071 kJ·mol-1 D.1181 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】反应的焓变ΔH = 反应物键能总和 - 生成物键能总和,设中键的键能为x,则ΔH=x+2×E(H-H)-3×E(C-H)-E(C-O)-E(H-O)=-110 kJ·mol⁻¹,代入数据解得x=1071 kJ·mol⁻¹,故C正确;故选C。
20.(25-26高二上·河南焦作·期中)已知:C(石墨,s)在101 kPa下可发生一系列如图所示的变化:
已知:。
下列说法正确的是
A.金刚石和石墨互为同位素
B.
C.表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为
D.
【答案】C
【解析】石墨和金刚石均为碳单质,互为同素异形体,A错误;是石墨发生燃烧反应的焓变,燃烧反应属于放热反应,,B错误;燃烧热是指在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,故表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为 ,C正确;由盖斯定律可知,,因,故,D错误;故选C。
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专题01化学反应的热效应(期末复习讲义)
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明·期末考情:把握考试趋势方向,精准备考
理·核心要点:系统归纳知识脉络,构建体系
破·重难题型:攻克典型疑难问题,突破瓶颈
过·分层验收:阶梯式检测与评估,稳步提升
考查重点
命题角度
吸热反应和放热反应
反应热、焓变的图像,常见的吸热反应和放热反应
热化学方程式
热化学方程式的正误判断、正确书写热化学方程式
燃烧热和中和反应热
燃烧热的含义、中和反应反应热的测定
盖斯定律及其应用
盖斯定律及其应用,能进行反应焓变的计算与大小比较
反应热及其计算
反应热大小比较、反应热及其计算
要点01 吸热反应与放热反应
归|纳|总|结
放热反应
吸热反应
①所有的燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数
④活泼金属与水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应
①大多数
②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应,如C与H2O(g)反应,C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
要点02 中和反应反应热的测定
Ⅰ.实验装置
Ⅱ.实验步骤
(1)反应物温度的测量。
①用量筒量取50 mL 0.50 mol/L盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录盐酸的温度。用水把温度计上的酸冲洗干净,擦干备用。
②用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,用温度计测量并记录NaOH溶液的温度。
(2)反应后体系温度的测量。
打开杯盖,将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入 ,用 匀速搅拌。密切关注温度变化,将最高温度记为反应后体系的温度(t2)。
(3)重复上述步骤(1)至步骤(2)两次。
Ⅲ.数据处理
(1)取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)。某实验小组测定数据如下,请填写表中空白。
实验次数
温度
1
2
3
反应前体系温度t1/℃
盐酸
25.0
24.9
25.6
NaOH
25.2
25.1
25.4
平均值
25.1
25.0
25.5
反应后体系温度t2/℃
28.5
28.3
29.0
温度差平均值(t2-t1)/℃
温度差
3.4
3.3
3.5
平均值
3.4
(2)根据温度差和比热容等计算反应热。
设溶液的密度均为1 g·cm-3,中和后溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1,根据实验数据计算出该反应放出的热量Q=cm(t2-t1)≈1.42 kJ,则生成1 mol H2O时放出的热量为56.8 kJ。
Ⅳ.实验结论
大量实验测得,在25 ℃和101 kPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O时,放出57.3 kJ的热量。
归|纳|总|结
(1)酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1 mol/L~0.5 mol/L),这样溶液的密度可以认为和水的密度相同。
①测定中和反应反应热时不能用浓酸或浓碱,因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。
②测定中和反应反应热时不能用弱酸或弱碱,因弱酸或弱碱在水溶液中不能完全电离,若改用弱酸或弱碱,它们电离时要吸收一部分热量。
(2)要使用同一支温度计:分别先后测量酸、碱及混合液的温度时,测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
(3)实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。
(4)操作时动作要快,尽量减少热量的散失。
(5)实验时亦可选用浓度、体积都不相同的酸碱溶液进行中和反应反应热的测定,但在计算时,应取二者中量小的一种,因为过量的酸碱并不参与中和反应。
要点03 反应热与焓变
归|纳|总|结
反应
放热反应
吸热反应
图示
说明
代表反应物断键吸收的能量,即反应物的键能之和。过渡态理论认为为正反应的活化能
代表形成化学键时释放的能量,即生成物的键能之和。过渡态理论认为为逆反应的活化能
为该反应过程的反应热
(生成物)(反应物)
反应物的总键能-生成物的总键能
(正反应活化能)(逆反应活化能)
要点04 热化学方程式
1.热化学方程式
示例
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-184.6 kJ·mol-1
含义
1 mol气态H2和1 mol气态Cl2完全反应生成2 mol气态HCl, 184.6 kJ的热量。
定义
表明反应所 的热量的热化学方程式
2.热化学方程式的书写
(1)注明反应时的温度和压强。因为反应时的温度和压强不同,其ΔH也不同。但常用的ΔH的数据,一般都是在 25 ℃、101 kPa 时数据,可以不特别注明。
(2)需注明反应物和生成物的 。固体:s;液体:l;气体:g;溶液:aq。
(3)书写热化学方程式时,ΔH必须与化学方程式一一对应。
归|纳|总|结
燃烧热和中和反应反应热的比较
燃烧热
中和反应反应热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
表示方法
燃烧热为a kJ·mol-1或ΔH=-a kJ·mol-1
中和反应反应热为57.3 kJ·mol-1或ΔH=-57.3 kJ·mol-1
注意:中文叙述燃烧热、中和反应反应热时可以不带“负号”,但凡用ΔH表示时一定要有“负号”。例:语言表述——CH4的燃烧热为890.3 kJ/mol;符号表示——ΔH=-890.3 kJ/mol。
要点05 燃烧热
1.定义:101 kPa时,1 mol纯物质 生成指定产物时所放出的热量。
2.单位:kJ/mol。
3.测定:通常利用 实验测得。
4.特别说明:指定产物一般指可燃物中的碳元素变为CO2(g),氢元素变为H2O(l),硫元素变为SO2(g),氮元素变为N2(g)等。
归|纳|总|结
1.书写或判断表示燃烧热的热化学方程式要做到“三看”:
“一看”可燃物的化学计量数是否为1;
“二看”元素完全燃烧生成的物质是否为指定产物;
“三看”ΔH是否为“-”及单位是否正确。
2.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量的计算:Q放=n(可燃物)×|ΔH|。
要点06 盖斯定律
1.盖斯定律的内容
(1)定义:化学家盖斯从大量的实验中总结出一条规律:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成,其反应热是 的,这就是盖斯定律。
(2)内容:一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的 有关,而与反应的 无关。
(3)实例:如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是一样的。
即:
ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
2.盖斯定律的意义和应用
盖斯定律在科学研究中具有重要意义。在众多的反应中,有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应往往伴有副反应发生,利用盖斯定律可以间接地将他们的反应热计算出来。
要点07 反应热的计算
1.根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。示例如下:
则====
2.根据反应物、生成物的键能计算
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
3.根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)=n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。
4.根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
5.用反应物和生成物的总能量计算反应热
(1)反应热ΔH的计算公式:
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量:
(2)实例(图甲、图乙)
图甲
ΔH=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1
图乙
ΔH=(a-b) kJ·mol-1=+c kJ·mol-1
题型01 吸热反应和放热反应
【典例1】化学反应伴随着能量变化,下列反应或过程的能量变化与其他三项不同的是( )
A.金属钠投入水中
B.Cl2与H2在光照条件下反应
C.向碳酸钠溶液中加入足量盐酸
D.Ba·8H2O与NH4Cl晶体混合
方|法|点|拨
判断吸热反应和放热反应的两种方法
(1)根据反应物总能量和生成物总能量的相对大小判断——反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应,反之为吸热反应(宏观角度)。
(2)根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断——断裂反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量的反应为吸热反应,反之为放热反应(微观角度)。
【变式1-1】下列反应既属于氧化还原反应,又属于放热反应的是( )
A.镁条与盐酸反应
B.稀硫酸与NaOH溶液反应
C.生石灰溶于水
D.C与H2O(g)反应
【变式1-2】如图所示装置(气密性良好)中,启动甲、乙发生化学反应,一段时间后U形管左侧液面高,右侧液面低。下列推断正确的是( )
A.甲和乙一定发生了复分解反应
B.甲和乙一定发生了氧化还原反应
C.甲和乙一定发生了放热反应
D.甲和乙一定发生了吸热反应
题型02 中和反应热的测定
【典例2】中和反应的反应热测定实验中,下列操作一定会降低实验准确性的是( )
A.实验过程中应使用同一个温度计测量温度
B.NaOH溶液在倒入量热计内筒时,有少量溅出
C.反应后读取温度计的最高温度而不是不再变化的温度
D.测量HCl溶液的温度计用水洗净后才用来测NaOH溶液的温度
方|法|点|拨
不考虑装置的隔热因素,能引起实验误差的因素有以下两个方面:
【变式2-1】分别取40 mL 0.50 mol·L-1盐酸与40 mL 0.55 mol·L-1氢氧化钠溶液进行中和反应反应热的测定实验。下列说法错误的是( )
A.加入稍过量的氢氧化钠的目的是确保盐酸完全反应
B.仪器A的名称是玻璃搅拌器
C.在实验过程中,测量完盐酸的温度后,把温度计上的酸用水冲洗干净后再测量NaOH溶液的温度
D.用稀醋酸代替稀盐酸,结果是一样的
【变式2-2】在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是( )
A.在测定中和反应反应热实验中需要使用的仪器有:天平、量筒、烧杯、温度计、玻璃棒
B.完成一次中和反应反应热测定实验,温度计需要使用2次,分别用于测混合液的初始温度和反应最高温度
C.用50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液与60 mL 0.50 mol/L的盐酸反应,测得的中和反应反应热数值偏大
D.使用玻璃搅拌器是为了使反应物充分混合减小实验误差
题型03 反应热的计算
【典例3】已知H2(g)+Br2(g)===2HBr(g)
ΔH=-102 kJ/mol,其他相关数据如下表:
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为( )
A.404 B.260
C.230 D.200
方|法|点|拨
焓变的两种计算方法
(1)根据物质具有的能量来计算。
ΔH=E(总生成物)-E(总反应物)
(2)根据化学键来计算。
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量
【变式3-1】科研人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如图所示。
已知:几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键
H—O键
O===O键
H—H键
O—O键
键能/(kJ/mol)
463
496
436
138
若反应过程中分解了2 mol H2O,则下列说法不正确的是( )
A.总反应为2H2O2H2↑+O2↑
B.过程Ⅰ吸收了926 kJ能量
C.过程Ⅱ放出了574 kJ能量
D.过程Ⅲ属于放热反应
【变式3-2】工业上常利用CO2和NH3合成尿素[CO(NH2)2],该可逆反应分两步进行,整个过程中的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.NH2COONH4为合成尿素反应的中间产物
B.利用CO2和NH3合成尿素是放热反应
C.2 mol NH3(g)的能量一定大于1 mol NH2COONH4(s)的能量
D.反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)的焓变ΔH=E2-E1
题型04 热化学方程式的书写及正误判断
【典例4】下列热化学方程式书写正确的是( )
A.CH4(g)燃烧的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJ·mol-1
B.2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2 kJ·mol-1
C.一定条件下,1 mol H2与1 mol I2(g)充分反应生成HI(g)放热a kJ,其热化学方程式为H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=-a kJ·mol-1
D.已知:1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)时,放出184.6 kJ的热量,则有:H2(g)+Cl2(g)===HCl(g) ΔH=-92.3 kJ·mol-1
方|法|点|拨
1.“五查”法判断热化学方程式书写正误
①看方程式是否配平;
②看各物质的聚集状态是否正确;
③看ΔH 的“+”“-”是否正确;
④看反应热的单位是否为kJ·mol-1;
⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应。
2. 热化学方程式的书写步骤和方法
(1)书写符合质量守恒定律的化学方程式;
(2)注明反应物和生成物的聚集状态:
①标明各物质的聚集状态:(固体s、液体l、气体g、溶液aq);
②不需要标记“↓”和“↑”;
③不用写“点燃”“加热”等引发条件。
(3)用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量:
①ΔH 只放右边,吸热用“+”,放热用“-”,单位是kJ/mol;
②ΔH 的值与系数相匹配。
【变式4-1】CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.该反应为放热反应
B.该反应中CO(g)与H2O(g)的总能量大于CO2(g)和H2(g)的总能量
C.该反应的热化学方程式:CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1
D.1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ的热量
【变式4-2】下列关于热化学方程式的说法中,正确的是( )
A.P(s,红磷)===P(s,黑磷),ΔH=-39.3 kJ/mol;P(s,白磷)===P(s,红磷),ΔH=-17.6 kJ/mol,由此推知,最稳定的是白磷
B.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放出19.3 kJ热量,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ/mol
C.NaOH(s)+H2SO4(浓)===Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ/mol
D.2.00 g C2H2气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳气体,放出99.6 kJ的热量,该反应的热化学方程式为2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2 589.6 kJ/mol
题型05 燃烧热
【典例5】下列热化学方程式中,正确的是( )
A.甲烷燃烧热为890.3 kJ·mol-1,热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+890.3 kJ·mol-1
B.已知乙炔的燃烧热为1 300 kJ·mol-1,则表示乙炔燃烧热的热化学方程式为C2H2(g)+O2(g)===2CO2(g)+H2O(g) ΔH=-1 300 kJ/mol
C.H2燃烧热为285.8 kJ·mol-1,燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
D.若H2的燃烧热为a kJ·mol-1,则热化学方程式为H2+Cl2===2HCl ΔH=-a kJ·mol-1
方|法|点|拨
(1)热反应方程式化学计量数表示其物质的量,因此可以是整数,也可以是分数。
(2)化学计量数改变,反应热要相应改变;逆反应的ΔH 数值与正反应的ΔH 数值相等,符号相反。
(3)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。若在 25 ℃、101 kPa 时进行的反应,可以不注明。
【变式5-1】下列热化学反应方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)( )
A.C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 367.0 kJ/mol(燃烧热)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=+57.3 kJ/mol (中和反应反应热)
C.S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-296.8 kJ/mol(反应热)
D.2NO2===O2+2NO ΔH=+116.2 kJ/mol(反应热)
【变式5-2】101 kPa时,下列热化学方程式中的ΔH可表示燃烧热的是( )
A.C(g)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
B.H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
C.NH3(g)+O2(g)===NO(g)+H2O(g) ΔH=-226 kJ·mol-1
D.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
题型06 盖斯定律及其应用
【典例6】石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是( )
A.石墨的燃烧热为110.5 kg·mol-1
B.反应C(s,石墨)+CO2(g)===2CO(g)的ΔH=+910 kJ·mol-1
C.由图可知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1
D.已知C(s,金刚石)===C(s,石墨)ΔH<0,则金刚石比石墨稳定
方|法|点|拨
利用盖斯定律求反应热的步骤:
(1)确定要求反应热的待求方程式(目标方程式)。
(2)分析其反应物、生成物在条件方程式中的位置,明确根据已知方程式如何得到目标方程式(加减乘除)。“同边相减,不同边相加”(消元)
(3)根据方程式的运算方式得出ΔH的计算方式(ΔH必须带符号进行计算)。
【变式6-1】如图1、图2分别表示1 mol H2O和1 mol CO2分解时的能量变化情况(单位:kJ)。下列说法错误的是( )
A.CO的燃烧热ΔH=-285 kJ·mol-1
B.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+134 kJ·mol-1
C.O===O的键能为494 kJ·mol-1
D.无法求得CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)的反应热
【变式6-2】已知:①N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ/mol;②N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH=-534 kJ/mol。下列关于肼和NO2反应的热化学方程式中,正确的是( )
A.2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(l) ΔH=-1 135.7 kJ/mol
B.2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 000.3 kJ/mol
C.N2H4(g)+NO2(g)===N2(g)+2H2O(l) ΔH=-1 135.7 kJ/mol
D.2N2H4(g)+2NO2(g)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 135.7 kJ/mol
题型07 反应热的计算
【典例7】结合下图信息分析,反应N2O(g)+CO(g)===N2(g)+CO2(g)的ΔH为( )
A.-436 kJ·mol-1 B.+436 kJ·mol-1
C.-359 kJ·mol-1 D.+359 kJ·mol-1
方|法|点|拨
计算依据
计算反应热方法
热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变正负号,各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
根据盖斯定律
根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式
根据燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×|燃烧热|
根据化学键的变化
ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的能量和-生成物的化学键形成所放出的能量和
根据反应物和
生成物的总能量
ΔH=E(生成物)-E(反应物)
【变式7-1】半导体工业用石英砂作原料通过三个重要反应生产单质硅:
SiO2(s,石英砂)+2C(s)===Si(s,粗硅)+2CO(g) ΔH1=+682.44 kJ·mol-1
Si(s,粗硅)+2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH2=-657.01 kJ·mol-1
SiCl4(l)+2Mg(s)===2MgCl2(s)+Si(s,纯硅) ΔH3=-625.63 kJ·mol-1
用石英砂生产1.00 kg纯硅放出的热量为( )
A.21.44 kJ B.21 435.71 kJ
C.600.20 kJ D.1 965.10 kJ
【变式7-2】已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:
共价键
H—H
H—O
键能/(kJ/mol)
436
463
热化学方程式
2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-482 kJ/mol
则2O(g)===O2(g)的ΔH为( )
A.+428 kJ/mol B.-428 kJ/mol
C.+498 kJ/mol D.-498 kJ/mol
题型08 反应热大小比较
【典例8】下列各组反应中关于反应热的比较正确的是( )
①CH3OH(g)+O2(g)===CO (g)+2H2O(l) ΔH1;CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH2;ΔH1<ΔH2
②2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH1; 2Na(s)+2H2O(l)===2NaOH(aq)+H2(g) ΔH2;ΔH1>ΔH2
③H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1; H2(g)+Cl2(g)===HCl (g) ΔH2;ΔH1>ΔH2
④C(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH2则ΔH1>ΔH2。
A.①③ B.②④
C.③④ D.①④
方|法|点|拨
几种ΔH大小比较方法
(1)如果化学计量数加倍,ΔH的绝对值也要加倍
(2)同一反应,反应物或生成物的状态不同,反应热不同
(3)根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同,燃烧越充分,放出热量越多,ΔH越小,如C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH1;C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
②对于可逆反应,由于反应物不可能完全转化为生成物,所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),发生上述反应,达到平衡后,放出的热量小于197 kJ,但ΔH仍为-197 kJ·mol-1。
(4)中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时,放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时,放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时,反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2+反应生成BaSO4沉淀会放热)
【变式8-1】根据以下3个放热反应的热化学方程式:
2H2S(g)+3O2(g)===2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1
2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(l) ΔH2
2H2S(g)+O2(g)===2S(s)+2H2O(g) ΔH3
对ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系的判断正确的是( )
A.ΔH1<ΔH3<ΔH2 B.ΔH1<ΔH2<ΔH3
C.ΔH3<ΔH2<ΔH1 D.ΔH2<ΔH1<ΔH3
【变式8-2】已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(Q1、Q2 均为正值):H2(g)+Cl2(g)→2HCl(g)+Q1 kJ;H2(g)+Br2(g)→2HBr(g)+Q2 kJ 根据上述反应做出的判断不正确的是( )
A.Q1>Q2
B.生成物总能量均低于反应物总能量
C.生成 2 mol HCl(g)放出Q1 kJ 热量
D.若反应生成 2 mol 液态溴化氢,放出的热量低于Q2 kJ
期末基础通关练(测试时间:15分钟)
1.(24-25高二下·上海徐汇·期末)下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A.灼热的碳与反应 B.碳酸钙受热分解
C.铁与稀硫酸反应 D.甲烷在氧气中燃烧
2.(24-25高二下·河北衡水·期末)下列反应中,属于氧化还原反应且反应物能量比生成物能量低的是
A.天然气的燃烧
B.过氧化钠中加水
C.碳和二氧化碳的化合反应
D.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应
3.(24-25高二上·广东茂名·期中)下列实验现象或图像信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是
A.温度计的水银柱不断上升
B.反应开始后,针筒活塞向右移动
C.反应开始后,甲处液面低于乙处液面
D.反应物总能量大于生成物总能量
A.A B.B C.C D.D
4.(2025高二上·江苏连云港·学业考试)对于反应,下列说法正确的是
A.维持反应进行需要提供能量
B.上图可表示该反应的能量变化
C.断开CH3OH中的化学键需要吸收能量
D.用甲醇作燃料能缓解温室效应
5.(24-25高二上·安徽亳州·期末)2024年10月30日将神舟十九号载人航天飞船发射升空的运载火箭使用偏二甲肼、作推进剂,相关反应为 。下列有关说法正确的是
A.是燃料
B.若反应物是气态,则反应的焓变
C.值比较小
D.该推进剂使用过程中不会污染环境
6.(25-26高二上·陕西安康·期中)某小组同学在实验室用盐酸和溶液进行中和反应反应热的测定实验,实验装置如图所示。下列说法正确的是
A.若改用盐酸和溶液,测得的中和反应反应热偏大
B.实验过程中,盐酸和NaOH溶液要少量多次混合
C.该实验若改用醋酸溶液和NaOH溶液,则测得的中和反应反应热偏大
D.将NaOH溶液与盐酸混合后,立即测混合液的温度,该温度为反应后的温度
7.(25-26高二上·江苏苏州·月考)已知的燃烧热。下列表示燃烧热的热化学方程式正确的是
A.。
B.
C.
D.
期末综合拓展练(测试时间:25分钟)
8.(24-25高二上·安徽亳州·期末)一定条件下,和发生反应时,生成、或的能量变化如图所示[反应物和生成物略]。下列有关说法正确的是
A.
B.加入催化剂I可提高图中各反应的速率
C.三个反应中反应物总键能均大于生成物总键能
D.生成的反应中断裂与形成的共价键类型相同
9.(25-26高二上·北京·期中)已知1mol X2(g)中的化学键断裂时需要吸收745 kJ的能量,1mol Y2(g)中的化学键断裂时需要吸收367 kJ的能量,1mol XY(g)中的化学键形成时释放513 kJ的能量,X2(g)与Y2(g)反应生成XY (g)的热化学方程式为
A.X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g) ΔH = -86 kJ•mol-1
B.X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g) ΔH = -599 kJ•mol-1
C.X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g) ΔH = +599 kJ•mol-1
D.X 2(g) + Y2(g) = 2 XY (g) ΔH = +86 kJ•mol-1
10.(25-26高二上·上海·期中)2025年海南大学科研团队设计纳米钯作催化剂,在70℃温和条件下实现了甲烷高效转化为甲醇:。由几种化学键的键能E(kJ·mol-1)计算该反应的(kJ·mol-1)
化学键
E/kJ·mol-1
a
b
c
d
A. B. C. D.
11.(25-26高二上·辽宁阜新·期中)下列关于化学反应与能量的说法正确的是
A.已知正丁烷的燃烧热,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为
B.已知一定条件下,与充分反应生成,释放出的热量,则其热化学方程式为
C.已知稀盐酸与稀溶液发生中和反应生成水的反应热,则表示稀硫酸与稀溶液反应的热化学方程式为
D.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,则两者放出的热量相等
12.(25-26高二上·河北保定·期中)已知在298 K、101 kPa条件下,1 g乙烯气体完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出50.4 kJ热量。下列热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
13.(25-26高二上·广东佛山·月考)下列有关说法正确的是
A.已知,则的燃烧热为
B.已知,则
C.已知,则在密闭容器中充入,充分反应后可以放出的热量
D.和反应的中和热为,则
14.(25-26高二上·天津武清·月考)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.已知 ,则氢气的燃烧热为
B.已知: ,则稀氨水和稀溶液完全反应生成1mol 时,放出热量等于57.3kJ
C.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成1mol 放热46.2kJ,其热化学方程式为
D.已知(白磷,s)=4P(红磷,s) ,则白磷比红磷稳定
15.(25-26高二上·广东深圳·期中)已知:①白磷()和的分子结构和部分化学键的键能分别如下:
化学键
P—P
O=O
P—O
键能
c
②(白磷,)(红磷,) 。
下列说法错误的是
A.白磷和红磷互为同素异形体
B.相同条件下红磷比白磷稳定
C.等质量的白磷、红磷分别完全燃烧,放出热量更多的是红磷
D.
16.(25-26高二上·福建·月考)化学反应的过程及能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.光照和点燃条件下的反应热相同
B.2 mol气态氢原子的能量高于1 mol氢气的能量
C.热化学方程式:
D.键的键能为
17.(25-26高二上·陕西·月考)根据如下能量关系示意图,下列说法正确的是
A.反应中每生成吸收热量
B.反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C.由的热化学方程式为:
D.根据图像可知,相同条件下,比稳定
18.(25-26高二上·河南·月考)已知反应: ,其他相关数据如下表:
化学键
C-H
O=O
C=O
H-O
1 mol化学键断裂时吸收的能量/kJ
498
803
464
下列说法错误的是
A.的摩尔燃烧焓
B.
C.若正反应的活化能为 ,则逆反应的活化能为
D.断开中的化学键形成氧原子,需要吸收能量498 kJ
19.(25-26高二上·山东济宁·月考)利用水煤气可合成甲醇: 。某些常见化学键的键能数据如下表:
化学键
C-O
H-O
H-H
C-H
键能
351
463
436
413
则中键的键能为
A.971 kJ·mol-1 B.981 kJ·mol-1 C.1071 kJ·mol-1 D.1181 kJ·mol-1
20.(25-26高二上·河南焦作·期中)已知:C(石墨,s)在101 kPa下可发生一系列如图所示的变化:
已知:。
下列说法正确的是
A.金刚石和石墨互为同位素
B.
C.表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为
D.
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