1.1 反应热(8大题型专项训练,黑吉辽蒙专用)【上好课】化学人教版选择性必修1
2025-12-22
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2份
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49页
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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 | 第一节 反应热 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 反应热 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 辽宁省,吉林省,黑龙江省,内蒙古自治区 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.21 MB |
| 发布时间 | 2025-12-22 |
| 更新时间 | 2025-12-24 |
| 作者 | dxsy2018 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-12-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55562441.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第一节 反应热
题型01 反应热与中和热的测定
题型02 焓与焓变
题型03 常见的吸热反应与放热反应
题型04 反应热产生的原因
题型05 反应热计算
题型06 热化学方程式的书写
题型07 燃烧热
题型08 反应热大小的比较
题型01 反应热及中和热的测定
1.反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
2.中和热的测定
(1)实验目的:测定强酸与强碱反应的反应热
(2)实验装置:
(3)实验仪器的作用:
①玻璃搅拌器:使反应物混合均匀充分接触。
②隔热层:减少热量的散失。
③温度计:测定反应前后反应体系的温度。
(4)测定原理
Q=mc△t c=4.18J/(g·℃)
(5)测定数据:反应物温度的测定、反应后体系温度的测定,重复2~3次取平均值进行计算。
【注意事项】
a.酸碱溶液应用强酸、强碱的稀溶液:浓酸、浓碱溶液稀释一般都 放热 ;弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离,电离需要 吸热 。
b.测量时需要使用同一支温度计,且每测量一次温度之前,都需用水冲干净并用滤纸擦干。
c.实验用到的稀盐酸、稀氢氧化钠溶液需冷却至室温。且为保证盐酸完全被中和,NaOH适当过量。
d.为减少热量损失,应将两溶液迅速混合、且不能使用铁制搅拌器;
3.中和热
(1)定义:在25℃和101KPa下,强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时的反应热。
(2)表示方法: △H= - 57.3 kJ/mol
【典例1】(25-26高二上·辽宁朝阳建平县实验中学·期中)利用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热,下列说法错误的是
A.从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器
B.实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和反应反应热也不相等
C.若大烧杯上不盖硬纸板,求得中和反应反应热的偏大
D.测定实验中,取用酸、碱溶液时,不能用同一个量筒
【答案】B
【详解】A.为了使酸碱充分反应,图中尚缺少的一种玻璃仪器是环形玻璃搅拌器,A项正确;
B.中和反应反应热是指生成时所放出的热量,稀溶液中强酸与强碱反应的中和反应反应热一般是定值,和酸碱的用量无关,B项错误;
C.烧杯不盖纸板,会使热量散失,实验测得的热量数值减小,但中和反应反应热是负值,则测得中和反应反应热偏大,C项正确;
D.为了防止酸碱发生反应而干扰实验,取用酸、碱溶液时,不能用同一个量筒,D项正确;
答案选B。
【变式1-1】(25-26高二上·辽宁朝阳建平县高级中学·月考)某同学设计如图所示实验,探究化学反应中的能量变化,下列判断正确的是
A.由实验可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所涉及的反应都是放热反应
B.实验Ⅲ中若用浓硫酸测定中和反应的反应热,则测定的ΔH偏低
C.实验Ⅲ中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器对实验结果没有影响
D.将实验Ⅰ中的镁片更换为等质量的镁粉后释放出的热量增多
【答案】B
【详解】A.Ⅰ中为镁与盐酸反应置换氢气的过程,属于放热反应,Ⅱ为与NH4Cl反应的过程,属于吸热反应,Ⅲ涉及的是稀盐酸与氢氧化钠溶液发生中和的反应,属于放热反应,A错误;
B.浓硫酸溶于水放出热量,所以实验Ⅲ中若用浓硫酸测定中和反应的反应热,则测定的ΔH数值会变大,对应ΔH会偏低,B正确;
C.铜导热性好,所以实验Ⅲ中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器会使放出的热量有损失,C错误;
D.将实验Ⅰ中的镁片更换为等质量的镁粉,固体的接触面积增大,会加快反应速率,但不会增大反应生成氢气的量,所以不会改变反应放出的热量,D错误;
故答案为:B。
【变式1-2】(25-26高二上·内蒙古赤峰二中·月考)下列操作规范且合理的是
A.测定中和热
B.测定溶液的
C.测定醋酸溶液的浓度
D.制备
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.测定中和热时,环形搅拌器应为玻璃材质,铜是热的良导体,会导致热量散失,故A错误;
B.NaClO溶液水解生成HClO,HClO具有强氧化性和漂白性,会漂白pH试纸,也不能把试纸伸入溶液中测pH,故B错误;
C.用NaOH标准溶液滴定醋酸,锥形瓶中装醋酸,滴定管为聚四氟乙烯活塞可盛装NaOH标准溶液,滴定终点溶液呈碱性,选用酚酞作指示剂,故C正确;
D.MnO2与浓盐酸反应制备Cl2需要加热,图中缺少加热装置,故D错误;
选C。
【变式1-3】(25-26高二上·内蒙古呼伦贝尔海拉尔第二中学·)I.用如图所示的装置测定中和反应反应热。
实验药品:盐酸、氢氧化钠溶液、氨水。
实验步骤:略。
已知弱碱电离时吸热。回答下列问题。
(1)从实验装置上看,还缺少 ,其能否用铜质材料替代? (填“能”或“不能”),理由是 。
(2)装置中隔热层的作用是 。
(3)将浓度为的酸溶液和的碱溶液各混合(溶液密度均为),生成的溶液的比热容,测得温度如下:
反应物
起始温度
最高温度
甲组()
15.0
18.3
乙组()
15.0
18.1
①两组实验结果存在差异的原因是 。
②的 (保留一位小数)。
③某同学利用上述装置重新做甲组实验,测得反应热偏大,则可能的原因是 (填序号)。
A.测完盐酸的温度直接测NaOH溶液温度 B.做该实验时室温较高
C.杯盖未盖严 D.NaOH溶液一次性迅速倒入
Ⅱ.某实验小组采用下列实验探究外界条件对化学反应速率及其化学平衡的影响。
(4)室温下,向盛有溶液的试管中加入的KSCN溶液,溶液变为 色。发生反应的离子方程式为 。
(5)现将上述溶液均分为两份置于甲、乙两支试管中。
①向甲试管中加入4滴饱和溶液,平衡 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”);溶液中的浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),重新达到平衡时转化率 。
②向乙试管中加入KCl固体,平衡 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
【答案】(1) 环形玻璃搅拌棒(或环形玻璃搅拌器) 不能 金属铜易散热会使实验误差增大
(2)减少实验过程中热量损失
(3) 为弱碱,电离需要吸热 AC
(4)红色;
(5) 正向移动 增大 减小 不移动
【详解】(1)由简易量热计的构造可知该装置缺少的仪器是玻璃搅拌器;金属材料易散热,会使实验误差增大,所以不可以用铜质材料替代玻璃搅拌器。
(2)做中和反应反应热的测定实验要做好保温工作,隔热层的作用是减少实验过程中的热量损失。
(3)①两组实验一个是强酸和强碱的反应,一个是强酸和弱碱的反应,为弱碱,电离时要吸热,导致放热较少。
②50 mL 0.50 mol⋅L−1的酸溶液和50 mL 0.50 mol⋅L−1的碱溶液(溶液密度均为1g⋅mL−1)的混合溶液总质量为,生成的溶液的比热容,则反应生成0.025 mol水放出的热量为,所以生成1mol水放出的热量为,则反应的;
③A.测完盐酸的温度直接测NaOH溶液温度时,温度计上残留的酸液未用水冲洗干净,酸碱中和会放热,导致一部分反应物损失,使测得的ΔH偏大,A项可能;
B.做该实验时室温较高,不会影响实验结果,B项不可能;
C.杯盖未盖严会导致热量散失,使测得的ΔH偏大,C项可能;
D.NaOH溶液一次性迅速倒入可以减少实验误差,减少热量损失,D项不可能;
(4)的检验用KSCN溶液,现象是溶液变红色;发生的反应为;
(5)①三价铁离子可以和硫氰酸根离子之间发生络合反应:,溶液是红色的,增大任何一种反应物的浓度促使化学平衡向正反应的方向移动,所以增加铁离子的浓度,可以使得溶液颜色加深,化学平衡正向移动,但溶液中的c (Fe3+)增大,重新达到平衡时Fe3+转化率减小;
②向乙试管中加入KCI固体,不影响参加反应离子浓度,平衡不移动。
【点睛】本题考查化学反应速率,为高频考点,把握物质的性质、速率的影响因素、控制变量法、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意变量的判断,题目难度中等。
题型02 焓与焓变
1.内能
①内能是体系内物质的各种能量的总和。
②符号:U
③影响因素:温度、压强和物质的聚集状态。
同一物质,聚集状态不同,内能不同,从大到小的顺序是 气体 > 液体 > 固体 。
2.焓及焓变
①焓的意义:焓是一个物理量,用来表示物质所具有的能量,符号为H,用焓的变化来描述与反应热有关的能量变化。
②焓变:表示反应产物的总焓与反应物的总焓之差,符号用 ΔH 表示。
A.数学表达式:ΔH =H(反应产物)-H(反应物)
B.单位: kJ/mol或(kJ·mol-1)
C.意义:在一定条件下,可以通过焓变(ΔH)来确定一个反应是吸热反应还是放热反应。
D.图示:根据规定,当反应体系放热时其焓减小,ΔH < 0。当反应体系吸热时其焓增大,ΔH > 0。
如图:
【典例2】(25-26高二上·黑龙江黑河九校·开学考)在超临界水中进行加成反应时存在两条不同的路径,其反应机理如图所示。下列有关说法错误的是
A.经过过渡态Ⅰ进行加成的路径最终为吸热反应
B.比稳定
C.在超临界水中进行加成反应时,涉及H—O键断裂
D.选择适当的催化剂,可以加快两反应的化学反应速率
【答案】A
【详解】A.经过过渡态Ⅰ进行加成的路径最终产物为,由能量关系图可知,该过程属于放热反应,A错误;
B.由图可知:的能量比低,所以更稳定,B正确;
C.反应中有H2O参与,加成过程中H2O的H—O键断裂,C正确;
D.催化剂可降低反应活化能,加快化学反应速率,适当催化剂能同时加快两条路径的反应速率,D正确;
故选A。
【变式2-1】(25-26高二上·内蒙古呼和浩特第二中学·期中)下列说法不正确的是
A.需要加热才能发生的化学反应不一定是吸热反应
B.放热反应在常温下一定很容易发生
C.在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓值差即焓变(ΔH)决定
D.化学反应除了生成新的物质外,还伴随着能量的变化
【答案】B
【详解】A. 需要加热才能发生的化学反应不一定是吸热反应,例如物质燃烧等,A正确;
B. 放热反应在常温下不一定很容易发生,例如碳燃烧等,B错误;
C. 在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓值差即焓变(ΔH)决定,反应物总能量高于生成物总能量是放热反应,反之是吸热反应,C正确;
D. 化学反应除了生成新的物质外,还伴随着能量的变化,这也是化学变化的特征之一,D正确。
答案选B。
【变式2-2】(25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔齐普通高中联考·期中)科学家用计算机模拟钼基催化下被氧化的部分反应历程,如图所示。
下列说法正确的是
A.上述历程包括3个基元反应且都放出热量
B.第一个基元反应的速率最快
C.上述反应有非极性键的断裂和形成
D.上述历程生成时放出热量为
【答案】D
【详解】A.由图可知,反应历程中包括2个过渡态,包含2个基元反应,A错误;
B.反应的活化能越大,反应速率越慢,由图可知,第1个基元反应的活化能大于第2个基元反应, 所以第2个基元反应的速率最快,B错误;
C.由图可知,反应中没有非极性键的断裂和形成,C错误;
D.由图可知,反应的热化学方程式为,则反应生成2 mol甲醇时放出的热量为,D正确;
故选D。
【变式2-3】(25-26高二上·黑龙江牡丹江第二高级中学·月考)回答下列问题。
(1)一定条件下,化学反应的能量变化如图所示,则反应生成液态水的热化学方程式可表示为 。
(2)已知一些化学键的键能数据如表所示:
化学键
键能
414
489
565
155
请根据键能数据估算和反应生成和的热化学方程式: 。
(3)已知25℃、时,部分物质的燃烧热为:
化学式
-283.0
-285.8
-726.51
-890.31
根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式: 。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)断裂1 mol H2(g)的能量+ 0.5 mol O2(g)吸收的能量是a kJ,生成1 mol H2O(l)释放的能量(b +c) kJ,焓变ΔH =反应物的键能和-生成物的键能和,由图知:氢气和氧气反应生成液态水的热化学方程式可表示为:。
(2)焓变ΔH =反应物总键能−生成物总键能;和反应生成和,ΔH=(4×414+4×155) kJ•mol-1-(4×489+4×565) kJ•mol-1=-1940 kJ•mol-1,则热化学方程式:。
(3)已知:部分物质的燃烧热,可得到:
ⅰ:
ⅱ:
ⅲ:
按盖斯定律,反应ⅰ+2×ⅱ-ⅲ可得热化学方程式:
题型03 常见的吸热反应与放热反应
【知识总结】常见的放热反应与吸热反应
放热反应:
①大多数化合反应 ②所有的燃烧反应 ③金属与酸或水的置换反应 ④酸碱中和反应 ⑤铝热反应 ⑥物质的缓慢氧化
吸热反应:
①大多数分解反应 ②以C、CO做还原剂的反应 ③Ba(OH)2•H2O与NH4Cl的反应
【特别提醒】
1、并不是所有的分解反应都是吸热反应,如H2O2的分解、KClO3的分解,属于放热反应;
2、需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,比如铝热反应为放热反应。(反应的吸放热与是否需要加热无关)
【典例3】(24-25高三下·广东惠州惠东县·三模)在的催化作用下,向200℃的恒温恒容密闭容器中充入和,发生反应,反应过程及能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,反应i和反应ii均为放热反应
B.该反应在任何温度下都不能自发进行
C.其他条件不变,降低温度可以提高总反应中甲烷的转化率
D.其他条件不变,升高温度,该反应化学平衡常数增大
【答案】C
【详解】A.由图可知,反应i的反应物总能量低于生成物总能量,属于吸热反应;反应ii的反应物总能量高于生成物总能量,属于放热反应,A错误;
B.反应,是气体分子数增加的反应,即ΔS>0,由能量变化图可知,该反应是放热反应(即ΔH<0),始终有,则该反应在任何温度下都能自发进行,B错误;
C.总反应是放热反应,其他条件不变,降低温度,平衡正向移动,可以提高总反应中甲烷的转化率,C正确;
D.总反应是放热反应,其他条件不变,升高温度,平衡逆向移动,该反应化学平衡常数减小,D错误;
故选C。
【变式3-1】(24-25高二上·山西部分学校·月考)下列应用涉及的反应属于吸热反应的是
A.N2H4和NO2反应作为火箭推进剂 B.Al和Fe2O3反应焊接钢轨
C.煅烧石灰石制取生石灰 D.乙炔与氧气反应用于切割金属
【答案】C
【详解】A.N2H4和NO2反应作为火箭推进剂,该反应为放热反应,A项不符合题意;
B.A1和Fe2O3的反应为铝热反应,反应时放出大量热,可用于焊接钢轨,B项不符合题意;
C.煅烧石灰石的反应为吸热反应,C项符合题意;
D.乙炔燃烧为放热反应,D项不符合题意。
故选C。
【变式3-2】(24-25高二上·辽宁部分名校·)物质a和物质b在图甲装置中发生反应,一段时间后,U形管内红墨水的液面高度如图乙所示,则物质a和物质b可能是
选项
物质a
物质b
A
水
生石灰
B
稀盐酸
固体
C
稀硫酸
锌粉
D
稀盐酸
小苏打
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【分析】左边支管的红墨水液面上升,说明装置内气体压强减小,由于热胀冷缩的原理,可知物质溶于水吸热,使瓶内气体缩小,压强减小。
【详解】A.生石灰和水反应生成氢氧化钙,属于放热反应,故A不选;
B.稀盐酸和氢氧化钠的反应生成氯化钠和水,属于放热反应,故B不选;
C.锌粉与稀硫酸的反应生成氢气和硫酸锌,属于放热反应,故C不选;
D.稀盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,属于吸热反应,故D选;
故选:D。
【变式3-3】(23-24高二上·安徽县中联盟·)《天工开物》中提到“明年,田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是
A.乙醇燃烧 B.碳酸钙高温分解 C.铝热反应 D.酸碱中和
【答案】B
【分析】尽发炎火说明为放热的反应;
【详解】A.燃烧为放热反应,故A不符合题意;
B.碳酸钙高温分解为吸热反应,故B符合题意;
C.铝热反应为放热反应,故C不符合题意;
D.酸碱中和为放热反应,故D不符合题意;
故选B。
题型04 反应热产生的原因
任何化学反应都伴随能量的变化,通常表现为热量的变化,还有的以电能、光能等形式表现出来。
1.宏观角度:反应物与生成物的总能量不同,从而变现为化学反应吸收热量或放出热量。
放热反应:反应物所具有的总能量 大于 生成物所具有的总能量
吸热反应:反应物所具有的总能量 小于 生成物所具有的总能量
2.微观角度:化学反应过程中旧键断裂需要 吸收 能量,新键形成需要 放出 能量,吸收的能量与放出的能量不同,从而表现为化学反应吸收能量或放出能量。
1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)为例,反应物断键需要吸收 679 kJ能量,形成新的化学键需要放出 862 kJ能量,断键吸收的能量 小于 成键放出的能量,故该反应为 放热 反应。
【总结】
放热反应:断键吸收的能量 小于 成键放出的能量
吸热反应:断键吸收的能量 大于 成键放出的能量
【典例4】(25-26高二上·辽宁鞍山·期中)根据下图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法不正确的是
A.转化为氯原子是一个吸热过程
B.和的总能量比的总能量高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.和反应生成的反应热
【答案】C
【详解】A.转化为氯原子是化学键断裂的过程,需要吸收热量,是一个吸热过程,A正确;
B.和反应生成的反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol,属于放热反应,因此1molH2和1molCl2的总能量比2molHCl的总能量高,B正确;
C.1mol分子中化学键断裂时需要吸收431kJ能量,而不是1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量,C错误;
D.由B分析可知,和反应生成的反应热,D正确;
故选C。
【变式4-1】(25-26高二上·辽宁营口普通高中·期中)下列叙述与图示相符的是
A.标准液的配制
B.中和反应反应热的测定
C.研究温度对反应速率的影响
D.稳定性:石墨<金刚石
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A. 配制 NaOH 标准液时,不能在容量瓶中直接溶解固体(容量瓶仅用于定容,溶解应在烧杯中进行),图示操作错误,A错误;
B. 中和热测定实验中,反应物应使用强酸、强碱的稀溶液(如盐酸与 NaOH 溶液),而图示中用了 “氨水”(弱碱,电离吸热会影响测定结果),且缺少环形玻璃搅拌棒(图示为普通玻璃搅拌器),B错误;
C. 通过 “热水、冷水” 控制温度变量,可观察颜色变化判断反应速率 / 平衡移动,操作合理,C正确;
D. 从焓变图可知,金刚石的焓(H)高于石墨,焓越高物质越不稳定,因此稳定性:石墨 > 金刚石,D错误;
故选C。
【变式4-2】(25-26高二上·辽西重点高中·期中)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
【详解】A.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;
B.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;
C.根据图像,,,两式相减得,则,C错误;
D.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。
【变式4-3】(25-26高二上·黑龙江新时代高中教育联合体·期中)已知反应,使用催化剂和未使用催化剂时的能量变化与反应历程如图。下列说法正确的是
A.该反应
B.使用催化剂可以降低反应的
C.曲线表示的反应:正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.曲线表示的反应:该反应分两步进行,决速步骤是②
【答案】C
【详解】A.由能量图可见,生成物能量低于反应物能量,说明该反应为放热反应(ΔH<0),但图中标注的E1、E2是两步反应的正反应的活化能,逆反应的活化能未知,无法求ΔH ,A不符合题意;
B.使用催化剂可以降低反应的活化能,但不变,B不符合题意;
C.曲线a表示的反应为放热反应,正反应的活化能小于逆反应的活化能,C符合题意;
D.曲线b表示的反应:该反应分两步进行,从图可见第一步的活化能高于第二步,故决速步骤是①,D不符合题意;
故选C。
题型05 反应热的计算
知识积累
反应热的计算:
1、宏观角度
△H= H(生成物的总焓值) - H(反应物的总焓值)
放热反应△H < 0 吸热反应△H > 0
2、微观角度
键能:拆开1mol共价键所要吸收的能量,单位是 kJ·mol-1。
同一个化学键断裂与形成所吸收和放出的能量 相等 ,都等于键能。
物质越稳定,其本身具有化学能越 低 ,其化学键键能越 大 。
化学反应的实质是旧键断裂 和 新键形成,化学键断裂需要吸收能量,化学键形成需要放出能量。
△H = 反应物的总键能 - 生成物的总键能
以1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量为例,从微观角度解释化学反应过程中的能量变化。
A、化学键断裂时需要吸收能量,吸收的总能量为436kJ + 243kJ = 679 kJ,即反应物的总键能= 679 kJ
B、化学键形成时需要释放能量释放的总能量为2×431kJ = 862 kJ,即生成物的总键能= 862 kJ。
C、反应热的计算:△H= 679 - 862 = - 183 kJ·mol-1。显然,分析结果与实验测得的该反应的反应热184.6 kJ·mol-1很接近(一般用实验数据来表示反应热)。
【典例5】(24-25高二上·内蒙古鄂尔多斯·期中)下列有关热化学方程式的书写或判断错误的是
A.已知同温同压下: ; ,则
B.据上图可知:
C.已知的燃烧热(又称标准燃烧热、摩尔燃烧焓),则101kPa下
D.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3kJ,其热化学方程式为
【答案】D
【详解】A.醋酸是弱酸,电离时会吸热,故与强酸和OH-反应时比较,在物质的量相同时,放出的热量的变小,则会变大,故,故A正确;
B.由上图可知,的反应热,计量数加倍则反应热加倍,故 ,故B正确;
C.的燃烧热指的是1mol完全燃烧生成N2(g)和液态水时放出的热量,故其燃烧热的热化学方程式: ,故C正确;
D.和的反应为可逆反应,0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,消耗的氮气的物质的量小于0.5mol,而热化学方程式中的反应热指的是完全反应时的反应热,即消耗的氮气的物质的量为1mol,放出的热量大于38.6kJ,故D错误;
答案选D。
【变式5-1】(24-25高二上·内蒙古鄂尔多斯西四旗·期中)是电子工业使用的一种新型蚀刻气体。实验分别测得断裂所需的能量如图:
下列说法错误的是
A.相同条件下,化学性质比稳定
B.的能量一定比和总和高
C.
D.断裂化学键需要吸收能量,则形成化学键一定放出能量
【答案】B
【详解】A.断裂的化学键所需能量高,故比更稳定,A项正确;
B.没有指明具体物质的量,无法比较,B项错误;
C.根据反应物的键能之和与生成物的键能之和的差值计算出反应热,,C项正确;
D.断裂化学键需要吸收能量,则形成化学键一定放出能量,D项正确;
故选B。
【变式5-2】(24-25高二上·内蒙古鄂尔多斯西四旗·期中)热值指单位质量可燃物完全燃烧时生成稳定氧化物时放出的热量。几种物质热值如下表所示:
可燃物
燃烧热
890
1367
1560
2220
其中,热值最高的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】由题意可知,甲烷的热值为≈55.6kJ/g、乙醇的热值为≈29.7kJ/g、乙烷的热值为=52kJ/g、丙烷的热值为≈50.5kJ/g,则四种物质中热值最高的是甲烷,故选A。
【变式5-3】(24-25高二上·内蒙古呼伦贝尔海拉尔第二中学·期中)在一定条件下,和CO燃烧的热化学方程式如下:
如果有和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9kJ,生成的用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50g白色沉淀。则混合气体中和CO的体积比为
A.1:2 B.1:3 C.2:3 D.3:2
【答案】C
【详解】设CH4为amol,CO为bmol,石灰水过量时只生成碳酸钙,根据CaCO3~CO2,根据碳元素守恒:amol+bmol= =0.5mol, 由CH4和CO的燃烧的热化学方程式及放出的热量,可得:890kJ/mol×amol+kJ/mol×bmol=262.9kJ,解得a=0.2、b=0.3,则混合气体中CH4和CO的体积比=物质的量之比=0.2mol:0.3mol=2:3,故选C。
题型06 热方程式的书写
热化学方程式是表示反应所释放或吸收的热量的化学方程式,叫热化学方程式;表明的化学反应中的物质变化和能量变化。
书写注意事项:
(1)需表明物质的聚集状态:气体 g ,液体 l ,固体 s ,溶液 aq 。
(2)各物质前的化学计量数只表示物质的物质的量,可以写整数,也可以写分数。
(3)△H表示的是每mol反应,当热化学方程式的系数改变时,△H的数值也应随之变化。
(4)热化学方程式不需要标“↓”“↑”。
(5)不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的△H都表示反应进行到底时的能量变化。
(6)需标明反应的温度和压强,101KPa、25℃时可以不注明。
【典例6】(25-26高二上·吉林吉化第一中学·月考)298 K、101 kPa时,1 g氨完全分解为氮气和氢气,吸收2.72 kJ的热量。则下列热化学方程式正确的是
A.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=+92.4 kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=+46.2 kJ·mol-1
C.NH3(g)=N2(g)+H2(g)ΔH=+46.2 kJ·mol-1
D.2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1
【答案】C
【详解】A.方程式表示合成2molNH3时ΔH为+92.4kJ/mol,但合成氨是放热反应,ΔH应为负值,A错误;
B.方程式表示合成2molNH3时ΔH为+46.2 kJ/mol,但实际合成2molNH3应放出92.4kJ热量,ΔH应为-92.4 kJ/mol,B错误;
C.方程式表示1molNH3分解为molN2和molH2,ΔH=+46.2kJ/mol,与1gNH3分解吸热2.72kJ的计算结果一致,C正确;
D.方程式表示2molNH3分解,分解反应应吸热,ΔH应为正值,D错误;
故选C。
【变式6-1】(22-23高二上·吉林长春四县区四校联考·期末)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A.与溶液反应为
B.氢气燃烧热为-285.5kJ/mol,则分解水的热化学方程式为
C.已知,则在一定条件下将1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4kJ的热量
D.已知:,则石墨的燃烧热为-110.5kJ/mol
【答案】B
【详解】A.H2SO4与Ba(OH)2的反应生成BaSO4沉淀和水:,ΔH与其不对应,A错误;
B.氢气燃烧热为-285.5kJ/mol,分解2mol水需吸收热量,热化学方程式为:,B正确;
C.可逆反应无法完全进行,实际放热量小于理论值92.4kJ,C错误;
D.燃烧热必须生成稳定的氧化物,对C来说只能生成二氧化碳,无法据此得出石墨的燃烧热,D错误;
故选B。
【变式6-2】(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热,1 mol硫酸与足量反应放热114.6 kJ
B.在稀溶液中, 。向1 L 1 mol/L NaOH溶液中加入浓硫酸,恰好完全反应的热效应为,则
C.2 mol 和1 mol 充分反应后放热196.6 KJ,则 kJ/mol
D.已知: ;将1 mol 和过量的充分反应,放出热量92.4 kJ
【答案】B
【详解】A.中和热ΔH=-57.3 kJ/mol对应生成1molH2O,但1molH2SO4与Ba(OH)2反应生成2mol H2O和BaSO4沉淀,沉淀生成会额外放热,总放热应大于114.6kJ,A错误;
B.浓硫酸溶解时放热,导致总反应放热量增加,ΔH2更负(即ΔH2<ΔH1),因此ΔH1>ΔH2,B正确;
C.SO2与O2反应为可逆反应,无法完全转化,实际放热196.6 kJ小于理论值, kJ/mol,C错误;
D.合成氨为可逆反应,1molN2无法完全反应,实际放热小于92.4kJ,D错误;
故选B。
【变式6-3】(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·期中)钌(Ru)是极好的催化剂,常用于氢化、异构化、氧化等重要反应。用钌基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应时,每生成92 g液态HCOOH时放出62.4 kJ的热量,反应机理如图所示,下列说法正确的是
A.该反应的热化学方程式为H2(g)+CO2(g)=HCOOH(g) ΔH=-31.2 kJ·mol-1
B.图示中参与循环的物质有CO2、H2和H2O
C.反应的活化能为62.4 kJ·mol-1
D.图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂
【答案】D
【详解】A.根据题意,生成92 g(2 mol)液态HCOOH时放出62.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式为 ,A错误;
B.图示中参与循环的物质有催化剂和水,CO2和H2是反应物,B错误;
C.62.4 kJ的热量是生成92 g液态HCOOH时反应物与生成物的能量差值,不是反应的活化能,C错误;
D.图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂,D正确;
故答案选D。
题型07 燃烧热
知识积累
燃烧热:
在101KPa时, 1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
【概念解读】
(1)物质完全燃烧,生成指定产物
碳元素→ CO2(g) 氢元素→ H2O(l) S元素→ SO2(g) N元素→ NO2(g)
(2)燃烧物的物质的量: 1 mol
如:甲烷的燃烧热的热化学方程式为:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -890.3 kJ/mol
【典例7】(25-26高二上·黑龙江佳木斯实验中学·)25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.3 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是
A.C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1
【答案】D
【详解】A.生成物一氧化碳不是稳定氧化物,二氧化碳是稳定氧化物,A错误;
B.生成物气态水不是稳定氧化物,液态水是稳定氧化物,B错误;
C.生成物气态水不是稳定氧化物,液态水是稳定氧化物,C错误;
D.葡萄糖的燃烧热是1mol葡萄糖完全燃烧生成6mol CO2(g)和6mol H2O放出2800 kJ的热量,则mol葡萄糖完全燃烧生成3mol CO2(g)和3mol H2O放出1400 kJ的热量,D正确;
故选D。
【变式7-1】(25-26高二上·吉林通化梅河口第五中学·)下列说法正确的是
A.高温条件下发生的反应一定是吸热反应
B.冬天水结成冰为放热反应
C.由可知,CO的燃烧热为
D.乙炔的燃烧热为,则反应的
【答案】C
【详解】A.高温条件下发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应需要高温引发,但为放热反应,A错误;
B.水结冰是物理变化,不属于化学反应,B错误;
C.燃烧热为1mol物质完全燃烧的焓变,反应中2mol CO对应ΔH=-566kJ·mol-1,则1mol CO的燃烧热为283kJ·mol-1,C正确;
D.燃烧热要求可燃物和氧气反应生成液态水,乙炔的燃烧热为,则反应的,D错误;
故选C。
【变式7-2】(24-25高二上·吉林松原五校·联考)下列有关反应热的说法正确的是
A.已知S(正交,s)(单斜,s) ,则单斜硫比正交硫稳定
B. ,b不属于碳的燃烧热,
C.的燃烧热是,则反应的反应热
D.25℃、101kPa时, ,则含0.5mol的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为57.3kJ
【答案】B
【详解】A.S(正交,s)(单斜,s) kJ·mol-1,反应吸热,说明单斜硫的内能比正交硫的内能高,由“能量越低越稳定”得,正交硫比单斜硫稳定,故A错误;
B.对于碳单质来说,1mol碳完全燃烧生成稳定的时,放出的热量才属于燃烧热,即b不属于碳的燃烧热,故B正确;
C.对于来说,燃烧热是指1mol完全燃烧生成液态水时放出的能量,即的燃烧热是285.8kJ·mol-1,则其燃烧热的热化学方程式为 kJ·mol-1,故的(kJ·mol-1)kJ·mol-1,故C错误;
D.含0.5mol的稀硫酸与足量氢氧化钡反应时,会生成硫酸钡沉淀,离子状态的变化也会引起体系能量的变化,则放出的热量不等于中和热,故D错误;
故答案为:B。
【变式7-3】(25-26高二上·吉林松原前郭尔罗斯蒙古族自治县第五高级中学·)下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A.下,将和置于密闭的容器中充分反应生成,放出热量,其热化学方程式为:
B.稀醋酸与稀溶液反应:
C.已知,则
D.的燃烧热为,则
【答案】D
【详解】A.和反应属于可逆反应,在该条件下,将和置于密闭的容器中充分反应参加反应的小于生成的物质的量小于,当放出热量为,可知当完全反应时放出的热量大于,即,A错误;
B.醋酸为弱酸属于弱电解质应写成化学式,醋酸电离会吸热,因此,B错误;
C.相同量的碳完全燃烧生成二氧化碳放出的能量大于碳不完全燃烧生成一氧化碳放出的能量,则,C错误;
D.燃烧热是可燃物完全燃烧生成指定产物放出的能量,已知的燃烧热为,可写出,即,D正确;
故选D。
题型08 反应热大小的比较
反应热大小比较应注意以下几方面:
1、比较反应热或△H的大小时,必须带“+”“-”;
2、参加反应的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的变化;
3、对于可逆反应,明确化学计量数与反应热的关系;
4、同一反应中物质的聚集状态不同,反应热数值也不同;
5、中和反应反应热为强酸、强碱的稀溶液反应生成1mol水时的反应热。若酸为浓硫酸,由于浓硫酸稀释放热,此时生成1 mol水时放出的热量大于57.3kJ;若酸为弱酸,由于弱酸电离吸热,此时生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ。
【典例8】(25-26高二上·辽宁阜新百师联盟·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
【详解】A.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;
B.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;
C.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;
D.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;
故答案选C。
【变式8-1】(24-25高二上·内蒙古包头第八十一中学·期中)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.正丁烷异丁烷 ,则正丁烷比异丁烷稳定
B. ,则的燃烧热为
C. ,则稀和稀完全反应生成时,放出热量
D. ; ,则
【答案】D
【详解】A.该反应为放热反应,说明正丁烷比异丁烷所具有的能量更高,能量越低越稳定,说明异丁烷更稳定,A错误;
B.的燃烧热是指1mol完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时所放出的热量,而热方程式中生成的是气态水,所以的燃烧热不是,B错误;
C.和稀完全反应生成的同时,还生成了硫酸钡沉淀,会放出更多热量,C错误;
D.等质量时,固态硫的能量小于气态硫,物质的量相等的固态硫完全燃烧放出的热量小于气态硫,所以;,则,D正确;
答案选D。
【变式8-2】(24-25高二上·黑龙江新时代高中教育联合体·期末)下列热化学方程式及其描述正确的是
A. kJ·mol-1(燃烧热)
B. kJ·mol-1(中和热)
C.已知C(石墨,s)(金刚石,s) kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
D. , ,则
【答案】D
【详解】A. C8H18的燃烧热是1mol C8H18完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水放出的能量,故A错误;
B.中和热是稀强酸和稀强碱生成1mol水放出的能量,故B错误;
C. C(石墨,s)(金刚石,s) kJ·mol-1,等质量金刚石的能量高于石墨,能量越低越稳定,则石墨比金刚石稳定,故C错误;
D. , ,相同物质的量的碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,则,故D正确;
选D。
【变式8-3】(24-25高二上·黑龙江哈尔滨第三中学·期中)下列两组热化学方程式中,有关ΔH的比较正确的是
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH2
②NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH3
NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH4
A.ΔH1>ΔH2;ΔH3>ΔH4 B.ΔH1>ΔH2;ΔH3<ΔH4
C.ΔH1=ΔH2;ΔH3<ΔH4 D.ΔH1<ΔH2;ΔH3>ΔH4
【答案】B
【详解】A.ΔH1对应生成H2O(g),ΔH2对应生成H2O(l),生成液态水释放更多热量,由于ΔH1<0,ΔH2<0,所以ΔH2更小,故ΔH1>ΔH2正确;但ΔH3(强酸中和)释放热量更多,ΔH4(弱酸中和)释放热量更小,由于ΔH3<0,ΔH4<0,所以ΔH3<ΔH4,A错误;
B.ΔH1>ΔH2正确;ΔH3(强酸中和)释放热量更多,ΔH3更小,故ΔH3<ΔH4,B正确;
C.ΔH1=ΔH2错误(产物状态不同);ΔH3<ΔH4正确,C错误;
D.ΔH1<ΔH2错误;ΔH3>ΔH4错误,D错误;
故答案选B。
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第一节 反应热
题型01 反应热与中和热的测定
题型02 焓与焓变
题型03 常见的吸热反应与放热反应
题型04 反应热产生的原因
题型05 反应热计算
题型06 热化学方程式的书写
题型07 燃烧热
题型08 反应热大小的比较
题型01 反应热及中和热的测定
1.反应热
在等温条件下,化学反应体系向环境 或从环境 的热量,称为化学反应的热效应,简称反应热。
2.中和热的测定
(1)实验目的:测定强酸与强碱反应的反应热
(2)实验装置:
(3)实验仪器的作用:
①玻璃搅拌器: 。
②隔热层: 。
③温度计: 。
(4)测定原理
Q=mc△t c=4.18J/(g·℃)
(5)测定数据:反应物温度的测定、反应后体系温度的测定,重复2~3次取平均值进行计算。
【注意事项】
a.酸碱溶液应用强酸、强碱的稀溶液:浓酸、浓碱溶液稀释一般都 ;弱酸、弱碱在水溶液中不能完全电离,电离需要 。
b.测量时需要使用同一支温度计,且每测量一次温度之前,都需用水冲干净并用滤纸擦干。
c.实验用到的稀盐酸、稀氢氧化钠溶液需冷却至室温。且为保证盐酸完全被中和,NaOH适当 。
d.为减少热量损失,应将两溶液迅速混合、且不能使用铁制搅拌器;
3.中和热
(1)定义:在25℃和101KPa下, 的稀溶液与 的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时的反应热。
(2)表示方法: △H= kJ/mol
【典例1】(25-26高二上·辽宁朝阳建平县实验中学·期中)利用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热,下列说法错误的是
A.从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器
B.实验中改用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等,所求中和反应反应热也不相等
C.若大烧杯上不盖硬纸板,求得中和反应反应热的偏大
D.测定实验中,取用酸、碱溶液时,不能用同一个量筒
【变式1-1】(25-26高二上·辽宁朝阳建平县高级中学·月考)某同学设计如图所示实验,探究化学反应中的能量变化,下列判断正确的是
A.由实验可知,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ所涉及的反应都是放热反应
B.实验Ⅲ中若用浓硫酸测定中和反应的反应热,则测定的ΔH偏低
C.实验Ⅲ中将玻璃搅拌器改为铜质搅拌器对实验结果没有影响
D.将实验Ⅰ中的镁片更换为等质量的镁粉后释放出的热量增多
【变式1-2】(25-26高二上·内蒙古赤峰二中·月考)下列操作规范且合理的是
A.测定中和热
B.测定溶液的
C.测定醋酸溶液的浓度
D.制备
A.A B.B C.C D.D
【变式1-3】(25-26高二上·内蒙古呼伦贝尔海拉尔第二中学·)I.用如图所示的装置测定中和反应反应热。
实验药品:盐酸、氢氧化钠溶液、氨水。
实验步骤:略。
已知弱碱电离时吸热。回答下列问题。
(1)从实验装置上看,还缺少 ,其能否用铜质材料替代? (填“能”或“不能”),理由是 。
(2)装置中隔热层的作用是 。
(3)将浓度为的酸溶液和的碱溶液各混合(溶液密度均为),生成的溶液的比热容,测得温度如下:
反应物
起始温度
最高温度
甲组()
15.0
18.3
乙组()
15.0
18.1
①两组实验结果存在差异的原因是 。
②的 (保留一位小数)。
③某同学利用上述装置重新做甲组实验,测得反应热偏大,则可能的原因是 (填序号)。
A.测完盐酸的温度直接测NaOH溶液温度 B.做该实验时室温较高
C.杯盖未盖严 D.NaOH溶液一次性迅速倒入
Ⅱ.某实验小组采用下列实验探究外界条件对化学反应速率及其化学平衡的影响。
(4)室温下,向盛有溶液的试管中加入的KSCN溶液,溶液变为 色。发生反应的离子方程式为 。
(5)现将上述溶液均分为两份置于甲、乙两支试管中。
①向甲试管中加入4滴饱和溶液,平衡 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”);溶液中的浓度 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),重新达到平衡时转化率 。
②向乙试管中加入KCl固体,平衡 (填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)。
题型02 焓与焓变
1.内能
①内能是体系内物质的各种能量的总和。
②符号:U
③影响因素:温度、压强和物质的 。
同一物质,聚集状态不同,内能不同,从大到小的顺序是 。
2.焓及焓变
①焓的意义:焓是一个物理量,用来表示物质所具有的能量,符号为H,用焓的变化来描述与反应热有关的能量变化。
②焓变:表示反应产物的总焓与反应物的总焓之差,符号用 表示。
A.数学表达式:ΔH =H(反应产物)-H(反应物)
B.单位:
C.意义:在一定条件下,可以通过焓变(ΔH)来确定一个反应是吸热反应还是放热反应。
D.图示:根据规定,当反应体系放热时其焓减小,ΔH 0。当反应体系吸热时其焓增大,ΔH 0。
如图:
【典例2】(25-26高二上·黑龙江黑河九校·开学考)在超临界水中进行加成反应时存在两条不同的路径,其反应机理如图所示。下列有关说法错误的是
A.经过过渡态Ⅰ进行加成的路径最终为吸热反应
B.比稳定
C.在超临界水中进行加成反应时,涉及H—O键断裂
D.选择适当的催化剂,可以加快两反应的化学反应速率
【变式2-1】(25-26高二上·内蒙古呼和浩特第二中学·期中)下列说法不正确的是
A.需要加热才能发生的化学反应不一定是吸热反应
B.放热反应在常温下一定很容易发生
C.在一定条件下,某一化学反应是吸热反应还是放热反应,由生成物与反应物的焓值差即焓变(ΔH)决定
D.化学反应除了生成新的物质外,还伴随着能量的变化
【变式2-2】(25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔齐普通高中联考·期中)科学家用计算机模拟钼基催化下被氧化的部分反应历程,如图所示。
下列说法正确的是
A.上述历程包括3个基元反应且都放出热量
B.第一个基元反应的速率最快
C.上述反应有非极性键的断裂和形成
D.上述历程生成时放出热量为
【变式2-3】(25-26高二上·黑龙江牡丹江第二高级中学·月考)回答下列问题。
(1)一定条件下,化学反应的能量变化如图所示,则反应生成液态水的热化学方程式可表示为 。
(2)已知一些化学键的键能数据如表所示:
化学键
键能
414
489
565
155
请根据键能数据估算和反应生成和的热化学方程式: 。
(3)已知25℃、时,部分物质的燃烧热为:
化学式
-283.0
-285.8
-726.51
-890.31
根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式: 。
题型03 常见的吸热反应与放热反应
【知识总结】常见的放热反应与吸热反应
放热反应:
①大多数化合反应 ②所有的燃烧反应 ③金属与酸或水的置换反应 ④酸碱中和反应 ⑤铝热反应 ⑥物质的缓慢氧化
吸热反应:
①大多数分解反应 ②以C、CO做还原剂的反应 ③Ba(OH)2•H2O与NH4Cl的反应
【特别提醒】
1、并不是所有的分解反应都是吸热反应,如H2O2的分解、KClO3的分解,属于放热反应;
2、需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,比如铝热反应为放热反应。(反应的吸放热与是否需要加热无关)
【典例3】(24-25高三下·广东惠州惠东县·三模)在的催化作用下,向200℃的恒温恒容密闭容器中充入和,发生反应,反应过程及能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,反应i和反应ii均为放热反应
B.该反应在任何温度下都不能自发进行
C.其他条件不变,降低温度可以提高总反应中甲烷的转化率
D.其他条件不变,升高温度,该反应化学平衡常数增大
【变式3-1】(24-25高二上·山西部分学校·月考)下列应用涉及的反应属于吸热反应的是
A.N2H4和NO2反应作为火箭推进剂 B.Al和Fe2O3反应焊接钢轨
C.煅烧石灰石制取生石灰 D.乙炔与氧气反应用于切割金属
【变式3-2】(24-25高二上·辽宁部分名校·)物质a和物质b在图甲装置中发生反应,一段时间后,U形管内红墨水的液面高度如图乙所示,则物质a和物质b可能是
选项
物质a
物质b
A
水
生石灰
B
稀盐酸
固体
C
稀硫酸
锌粉
D
稀盐酸
小苏打
A.A B.B C.C D.D
【变式3-3】(23-24高二上·安徽县中联盟·)《天工开物》中提到“明年,田有粪肥,土脉发烧,东南风助暖,则尽发炎火,大坏苗穗,此一灾也。”下列反应中能量变化与上述不一致的是
A.乙醇燃烧 B.碳酸钙高温分解 C.铝热反应 D.酸碱中和
题型04 反应热产生的原因
任何化学反应都伴随能量的变化,通常表现为热量的变化,还有的以电能、光能等形式表现出来。
1.宏观角度:反应物与生成物的总能量不同,从而变现为化学反应吸收热量或放出热量。
放热反应:反应物所具有的总能量 生成物所具有的总能量
吸热反应:反应物所具有的总能量 生成物所具有的总能量
2.微观角度:化学反应过程中旧键断裂需要 能量,新键形成需要 能量,吸收的能量与放出的能量不同,从而表现为化学反应吸收能量或放出能量。
1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)为例,反应物断键需要吸收 kJ能量,形成新的化学键需要放出 kJ能量,断键吸收的能量 成键放出的能量,故该反应为 反应。
【总结】
放热反应:断键吸收的能量 成键放出的能量
吸热反应:断键吸收的能量 成键放出的能量
【典例4】(25-26高二上·辽宁鞍山·期中)根据下图所示的过程中的能量变化情况,判断下列说法不正确的是
A.转化为氯原子是一个吸热过程
B.和的总能量比的总能量高
C.1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量
D.和反应生成的反应热
【变式4-1】(25-26高二上·辽宁营口普通高中·期中)下列叙述与图示相符的是
A.标准液的配制
B.中和反应反应热的测定
C.研究温度对反应速率的影响
D.稳定性:石墨<金刚石
A.A B.B C.C D.D
【变式4-2】(25-26高二上·辽西重点高中·期中)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
【变式4-3】(25-26高二上·黑龙江新时代高中教育联合体·期中)已知反应,使用催化剂和未使用催化剂时的能量变化与反应历程如图。下列说法正确的是
A.该反应
B.使用催化剂可以降低反应的
C.曲线表示的反应:正反应的活化能小于逆反应的活化能
D.曲线表示的反应:该反应分两步进行,决速步骤是②
题型05 反应热的计算
知识积累
反应热的计算:
1、宏观角度
△H=
放热反应△H < 0 吸热反应△H > 0
2、微观角度
键能:拆开1mol共价键所要吸收的能量,单位是 kJ·mol-1。
同一个化学键断裂与形成所吸收和放出的能量 ,都等于键能。
物质越稳定,其本身具有化学能越 ,其化学键键能越 。
化学反应的实质是旧键断裂 和 新键形成,化学键断裂需要吸收能量,化学键形成需要放出能量。
△H =
以1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出184.6 kJ的热量为例,从微观角度解释化学反应过程中的能量变化。
A、化学键断裂时需要吸收能量,吸收的总能量为436kJ + 243kJ = kJ,即反应物的总键能= kJ
B、化学键形成时需要释放能量释放的总能量为2×431kJ = kJ,即生成物的总键能= kJ。
C、反应热的计算:△H= - = 。显然,分析结果与实验测得的该反应的反应热184.6 kJ·mol-1很接近(一般用实验数据来表示反应热)。
【典例5】(24-25高二上·内蒙古鄂尔多斯·期中)下列有关热化学方程式的书写或判断错误的是
A.已知同温同压下: ; ,则
B.据上图可知:
C.已知的燃烧热(又称标准燃烧热、摩尔燃烧焓),则101kPa下
D.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成,放热19.3kJ,其热化学方程式为
【变式5-1】(24-25高二上·内蒙古鄂尔多斯西四旗·期中)是电子工业使用的一种新型蚀刻气体。实验分别测得断裂所需的能量如图:
下列说法错误的是
A.相同条件下,化学性质比稳定
B.的能量一定比和总和高
C.
D.断裂化学键需要吸收能量,则形成化学键一定放出能量
【变式5-2】(24-25高二上·内蒙古鄂尔多斯西四旗·期中)热值指单位质量可燃物完全燃烧时生成稳定氧化物时放出的热量。几种物质热值如下表所示:
可燃物
燃烧热
890
1367
1560
2220
其中,热值最高的是
A. B. C. D.
【变式5-3】(24-25高二上·内蒙古呼伦贝尔海拉尔第二中学·期中)在一定条件下,和CO燃烧的热化学方程式如下:
如果有和CO的混合气体充分燃烧,放出的热量为262.9kJ,生成的用过量的饱和石灰水完全吸收,可得到50g白色沉淀。则混合气体中和CO的体积比为
A.1:2 B.1:3 C.2:3 D.3:2
题型06 热方程式的书写
热化学方程式是表示反应所释放或吸收的热量的化学方程式,叫热化学方程式;表明的化学反应中的物质变化和能量变化。
书写注意事项:
(1)需表明物质的聚集状态:气体 ,液体 ,固体 ,溶液 。
(2)各物质前的化学计量数只表示物质的物质的量,可以写整数,也可以写分数。
(3)△H表示的是每mol反应,当热化学方程式的系数改变时,△H的数值也应随之变化。
(4)热化学方程式不需要标“↓”“↑”。
(5)不论化学反应是否可逆,热化学方程式中的△H都表示反应进行到底时的能量变化。
(6)需标明反应的温度和压强,101KPa、25℃时可以不注明。
【典例6】(25-26高二上·吉林吉化第一中学·月考)298 K、101 kPa时,1 g氨完全分解为氮气和氢气,吸收2.72 kJ的热量。则下列热化学方程式正确的是
A.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=+92.4 kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=+46.2 kJ·mol-1
C.NH3(g)=N2(g)+H2(g)ΔH=+46.2 kJ·mol-1
D.2NH3(g)=N2(g)+3H2(g)ΔH=-92.4 kJ·mol-1
【变式6-1】(22-23高二上·吉林长春四县区四校联考·期末)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是
A.与溶液反应为
B.氢气燃烧热为-285.5kJ/mol,则分解水的热化学方程式为
C.已知,则在一定条件下将1molN2和3molH2置于一密闭容器中充分反应后最多可放出92.4kJ的热量
D.已知:,则石墨的燃烧热为-110.5kJ/mol
【变式6-2】(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热,1 mol硫酸与足量反应放热114.6 kJ
B.在稀溶液中, 。向1 L 1 mol/L NaOH溶液中加入浓硫酸,恰好完全反应的热效应为,则
C.2 mol 和1 mol 充分反应后放热196.6 KJ,则 kJ/mol
D.已知: ;将1 mol 和过量的充分反应,放出热量92.4 kJ
【变式6-3】(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·期中)钌(Ru)是极好的催化剂,常用于氢化、异构化、氧化等重要反应。用钌基催化剂催化CO2(g)和H2(g)的反应时,每生成92 g液态HCOOH时放出62.4 kJ的热量,反应机理如图所示,下列说法正确的是
A.该反应的热化学方程式为H2(g)+CO2(g)=HCOOH(g) ΔH=-31.2 kJ·mol-1
B.图示中参与循环的物质有CO2、H2和H2O
C.反应的活化能为62.4 kJ·mol-1
D.图示中物质Ⅰ为该反应的催化剂
题型07 燃烧热
知识积累
燃烧热:
在101KPa时, 1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热。
【概念解读】
(1)物质完全燃烧,生成指定产物
碳元素→ 氢元素→ S元素→ N元素→
(2)燃烧物的物质的量: 1 mol
如:甲烷的燃烧热的热化学方程式为:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H= -890.3 kJ/mol
【典例7】(25-26高二上·黑龙江佳木斯实验中学·)25 ℃、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是ΔH=-393.5 kJ·mol-1、ΔH=-285.8 kJ·mol-1、ΔH=-890.3 kJ·mol-1、ΔH=-2 800 kJ·mol-1,则下列热化学方程式正确的是
A.C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.C6H12O6(s)+3O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1 400 kJ·mol-1
【变式7-1】(25-26高二上·吉林通化梅河口第五中学·)下列说法正确的是
A.高温条件下发生的反应一定是吸热反应
B.冬天水结成冰为放热反应
C.由可知,CO的燃烧热为
D.乙炔的燃烧热为,则反应的
【变式7-2】(24-25高二上·吉林松原五校·联考)下列有关反应热的说法正确的是
A.已知S(正交,s)(单斜,s) ,则单斜硫比正交硫稳定
B. ,b不属于碳的燃烧热,
C.的燃烧热是,则反应的反应热
D.25℃、101kPa时, ,则含0.5mol的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为57.3kJ
【变式7-3】(25-26高二上·吉林松原前郭尔罗斯蒙古族自治县第五高级中学·)下列有关热化学方程式书写与对应表述均正确的是
A.下,将和置于密闭的容器中充分反应生成,放出热量,其热化学方程式为:
B.稀醋酸与稀溶液反应:
C.已知,则
D.的燃烧热为,则
题型08 反应热大小的比较
反应热大小比较应注意以下几方面:
1、比较反应热或△H的大小时,必须带“+”“-”;
2、参加反应的物质的量不同,则反应热的数值也会发生相应的变化;
3、对于可逆反应,明确化学计量数与反应热的关系;
4、同一反应中物质的聚集状态不同,反应热数值也不同;
5、中和反应反应热为强酸、强碱的稀溶液反应生成1mol水时的反应热。若酸为浓硫酸,由于浓硫酸稀释放热,此时生成1 mol水时放出的热量大于57.3kJ;若酸为弱酸,由于弱酸电离吸热,此时生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ。
【典例8】(25-26高二上·辽宁阜新百师联盟·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
【变式8-1】(24-25高二上·内蒙古包头第八十一中学·期中)下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.正丁烷异丁烷 ,则正丁烷比异丁烷稳定
B. ,则的燃烧热为
C. ,则稀和稀完全反应生成时,放出热量
D. ; ,则
【变式8-2】(24-25高二上·黑龙江新时代高中教育联合体·期末)下列热化学方程式及其描述正确的是
A. kJ·mol-1(燃烧热)
B. kJ·mol-1(中和热)
C.已知C(石墨,s)(金刚石,s) kJ·mol-1,则金刚石比石墨稳定
D. , ,则
【变式8-3】(24-25高二上·黑龙江哈尔滨第三中学·期中)下列两组热化学方程式中,有关ΔH的比较正确的是
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH2
②NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH3
NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH4
A.ΔH1>ΔH2;ΔH3>ΔH4 B.ΔH1>ΔH2;ΔH3<ΔH4
C.ΔH1=ΔH2;ΔH3<ΔH4 D.ΔH1<ΔH2;ΔH3>ΔH4
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