2026年高考化学二轮复习专题七：化学反应与能量

专题七：化学反应与能量变化 一、 高考定位与命题规律 “化学反应与能量变化”是衔接宏观化学反应与微观能量变化的桥梁，是化学反应原理的重要组成部分。本专题是高考的必考内容，考查频率高，常与热化学、电化学、反应速率与平衡等内容综合，要求考生具备定量分析和计算能力。 高考命题特点： 考查形式：选择题中考查基本概念判断、反应热大小比较、热化学方程式正误；非选择题中结合盖斯定律进行计算，或融入反应原理综合题、工业流程题中考查能量分析。 核心考点：反应热与焓变概念、热化学方程式书写、盖斯定律计算、燃烧热与中和热、能源利用。 能力要求：重点考查信息提取与加工能力、定量计算能力（尤其是盖斯定律的应用）、用能量观分析实际问题的能力。 二、 核心知识体系梳理 1. 基本概念辨析 2. 热化学方程式 表示反应热效应的化学方程式。 书写注意事项： 概念 定义与要点 说明与易错点 反应热 在等温条件下，化学反应释放或吸收的热量。 通常指在压强恒定（101 kPa）下测定的热效应，即焓变（ΔH）。 焓变 (ΔH) 生成物与反应物的焓值差。ΔH = H(生成物) - H(反应物)。 单位：kJ·mol⁻¹。“+”表示吸热，“-”表示放热。其数值与化学计量数成正比。 放热反应 ΔH < 0（为“-”）。反应物总能量 > 生成物总能量。 常见：所有燃烧、中和、金属与酸、大多数化合、活泼金属与水、生石灰与水等。 吸热反应 ΔH > 0（为“+”）。反应物总能量 < 生成物总能量。 常见：大多数分解、Ba(OH)₂·8H₂O与NH₄Cl、C/CO/H₂还原金属氧化物、水解、电离等。 燃烧热 1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物（C→CO₂(g)，H→H₂O(l)等）时放出的热量。 正值（ΔH为负值）。必须是1 mol物质，且为完全燃烧。 中和热 在稀溶液中，强酸与强碱反应生成1 mol H₂O(l) 时所放出的热量。 ΔH ≈ -57.3 kJ·mol⁻¹。必须是稀溶液、强酸强碱、生成1 mol水。 1.注明状态：必须标明各物质的聚集状态：s（固态）、l（液态）、g（气态）、aq（稀溶液）。 2.注明ΔH：ΔH后必须带单位（kJ·mol⁻¹）和正负号。“+”吸热，“-”放热。 3。注明条件：ΔH的值与测定条件（温度、压强）有关，若不注明则默认为25℃，101 kPa。 4.化学计量数：ΔH的数值必须与方程式的化学计量数对应。化学计量数加倍，ΔH也加倍。 例如：H₂(g) + ½O₂(g) = H₂O(l) ΔH = -285.8 kJ·mol⁻¹ 写为：2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O(l) ΔH = -571.6 kJ·mol⁻¹ 3. 反应热的计算 （一）利用键能计算 ΔH 公式：ΔH = 反应物总键能 - 生成物总键能 理解：拆开旧化学键（反应物）吸热（+），形成新化学键（生成物）放热（-）。故ΔH = 吸热总和 - 放热总和。 注意：必须清楚物质结构，明确哪些键断裂、哪些键生成。计算时用“总键能”。 （二）利用盖斯定律计算 ΔH 定律内容：化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与具体的反应途径无关。 应用方法： 方程叠加法：将已知的热化学方程式进行适当的加减乘除，得到目标方程式，其ΔH进行相应的代数运算。 虚拟路径法：设计一个从始态到终态的虚拟反应路径，各分步的ΔH之和等于总反应的ΔH。 核心技巧： 目标方程式中不要的物质，想方设法消去（通过加减）。 调整方程式时，ΔH要同步调整（系数变化、方向颠倒时ΔH符号改变）。 （三）反应热大小的比较 同一反应，物质的量不同，反应热数值不同。 同一反应，生成物状态不同，ΔH不同。如生成H₂O(g)比生成H₂O(l)放热少（|ΔH|小），ΔH值更大（负得少）。 不同反应比较： 比较燃烧热、中和热的绝对值大小。 放热反应ΔH越小（负得越多），放热越多；吸热反应ΔH越大，吸热越多。 注意比较对象是否可比（如等物质的量燃料完全燃烧放热）。 4. 反应历程与能量变化图 活化能 (Eₐ)：普通分子变为活化分子所需吸收的最低能量。 正反应活化能 (Eₐ正) = 活化络合物能量 - 反应物能量。 逆反应活化能 (Eₐ逆) = 活化络合物能量 - 生成物能量。 反应热 (ΔH)：ΔH = Eₐ正 - Eₐ逆。 若Eₐ正 > Eₐ逆，则ΔH > 0，为吸热反应。 若Eₐ正 < Eₐ逆，则ΔH < 0，为放热反应。 催化剂作用：降低反应的活化能（同等程度降低正、逆反应活化能），不改变反应的ΔH，不改变化学平衡，但能缩短达到平衡的时间。 三、 专题专练（精选10题） 1. 下列说法正确的是 A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B. 放热反应在常温下一定很容易发生 C. 同温同压下，H₂(g) + Cl₂(g) = 2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同 D. 已知：C(石墨，s) = C(金刚石，s) ΔH > 0，则金刚石比石墨稳定 2. 在25℃、光照条件下，产生氯自由基，引发丙烷一氯代反应： i． ii． 反应体系中产物n(2-氯丙烷)：n(1-氯丙烷)。下列说法错误的是 A．活化能：反应i<反应ii B．丙烷中的键能：的的 C．当丙烷消耗2 mol时上述反应体系的焓变为 D．相同条件下正丁烷与发生一氯代反应，产物n(2-氯丁烷)：n(1-氯丁烷) 3. 根据以下热化学方程式判断Q₁、Q₂、Q₃的大小关系是 2H₂S(g) + 3O₂(g) = 2SO₂(g) + 2H₂O(l) ΔH = -Q₁ kJ·mol⁻¹ 2H₂S(g) + O₂(g) = 2S(s) + 2H₂O(l) ΔH = -Q₂ kJ·mol⁻¹ 2H₂S(g) + O₂(g) = 2S(s) + 2H₂O(g) ΔH = -Q₃ kJ·mol⁻¹ A. Q₁ > Q₂ > Q₃ B. Q₁ > Q₃ > Q₂ C. Q₃ > Q₂ > Q₁ D. Q₂ > Q₁ > Q₃ 4. 根据键能数据估算反应 CH₄(g) + 4F₂(g) = CF₄(g) + 4HF(g) 的反应热ΔH。 键能 (kJ/mol)：C⁻H: 413， F⁻F: 155， C⁻F: 489， H⁻F: 565。 A. -1940 kJ·mol⁻¹ B. +1940 kJ·mol⁻¹ C. -485 kJ·mol⁻¹ D. +485 kJ·mol⁻¹ 5. 已知：① C(s) + O₂(g) = CO₂(g) ΔH₁ ② 2CO(g) + O₂(g) = 2CO₂(g) ΔH₂ ③ TiO₂(s) + 2Cl₂(g) = TiCl₄(l) + O₂(g) ΔH₃ 则反应 TiO₂(s) + 2Cl₂(g) + 2C(s) = TiCl₄(l) + 2CO(g) 的ΔH为 A. ΔH₃ + 2ΔH₁ - 2ΔH₂ B. ΔH₃ + ΔH₁ - ΔH₂ C. ΔH₃ + 2ΔH₁ - ΔH₂ D. ΔH₃ + ΔH₁ - 2ΔH₂ 8. （综合计算）已知：① H₂(g) + ½O₂(g) = H₂O(l) ΔH = -285.8 kJ/mol ② C(石墨，s) + O₂(g) = CO₂(g) ΔH = -393.5 kJ/mol ③ CH₃CH₂OH(l) + 3O₂(g) = 2CO₂(g) + 3H₂O(l) ΔH = -1366.8 kJ/mol 则乙醇的燃烧热ΔH为 ______ kJ/mol。计算由C(石墨，s)、H₂(g)、O₂(g)合成1 mol CH₃CH₂OH(l)的ΔH = ______ kJ/mol。 9. 氢能是一种理想的绿色能源。有科学家预言，氢能将成为人类未来的主要能源。请回答： （1）已知断开1 mol H⁻H、1 mol O=O、1 mol H⁻O键需要吸收的能量分别为436 kJ、496 kJ、463 kJ。则H₂与O₂反应生成2 mol H₂O(g)的ΔH = ______ kJ/mol。 （2）通过计算比较，等质量的H₂和C₂H₅OH完全燃烧，放出热量更多的是 ______（填化学式）。 （已知：H₂的燃烧热为285.8 kJ/mol，C₂H₅OH的燃烧热为1366.8 kJ/mol） 10. （工艺流程与能量）工业上常利用甲烷与水蒸气反应制合成气（CO和H₂）。已知： ① CH₄(g) + H₂O(g) = CO(g) + 3H₂(g) ΔH₁ = +206.2 kJ·mol⁻¹ ② CH₄(g) + 2H₂O(g) = CO₂(g) + 4H₂(g) ΔH₂ = +165.0 kJ·mol⁻¹ 则反应 CO(g) + H₂O(g) = CO₂(g) + H₂(g) 的ΔH = ______ kJ·mol⁻¹。该反应常用于合成气中CO的除去，其名称为 ______ 反应。 参考答案及解析 1. C 【解析】A项，很多放热反应也需要加热引发（如煤的燃烧）；B项，放热反应不一定容易发生，如合成氨是放热但需高温高压催化剂；C项，ΔH只与始态终态有关，与反应条件、途径无关，正确；D项，ΔH>0说明石墨能量更低，更稳定。 2. C 【详解】A．由题干可知：反应体系中产物n(2-氯丙烷)：n(1-氯丙烷)，反应ii的反应速率小于i，反应的活化能越低，反应速率越快，故反应ii的活化能大于i，A正确； B．键能越小，越易断裂，反应生成更多的2-氯丙烷，说明丙烷中中的键能小于的，B正确； 3. A 【解析】比较Q₁、Q₂、Q₃。三个反应均放热，ΔH为负，Q为正值（放热量）。反应①生成SO₂，是H₂S完全燃烧，放热最多（Q₁最大）。反应②和③相比，生成物中H₂O状态不同，生成液态水比气态水放热多，所以Q₂ > Q₃。综上，Q₁ > Q₂ > Q₃。 4. A 【解析】ΔH = 反应物总键能 - 生成物总键能 反应物键能：4×C⁻H + 4×F⁻F = 4×413 + 4×155 = 1652 + 620 = 2272 kJ 生成物键能：4×C⁻F + 4×H⁻F = 4×489 + 4×565 = 1956 + 2260 = 4216 kJ ΔH = 2272 - 4216 = -1944 kJ/mol ≈ -1940 kJ/mol。 5. C 【解析】目标方程式：TiO₂(s) + 2Cl₂(g) + 2C(s) = TiCl₄(l) + 2CO(g) 已知：③ TiO₂(s) + 2Cl₂(g) = TiCl₄(l) + O₂(g) ΔH₃ ① C(s) + O₂(g) = CO₂(g) ΔH₁ ② 2CO(g) + O₂(g) = 2CO₂(g) ΔH₂ 为了得到目标，可将③ + 2×① - ②： [TiO₂+2Cl₂] + [2C²⁺O₂] + [-2CO - O₂] = [TiCl₄+O₂] + [2CO₂] + [-2CO₂] 化简：TiO₂+2Cl₂+2C = TiCl₄+2CO 所以ΔH = ΔH₃ + 2ΔH₁ - ΔH₂。 8. 【第一空】-1366.8；【第二空】-277.6（或+277.6?） 【解析】燃烧热定义：1 mol物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量。③中已是1 mol乙醇完全燃烧，故其ΔH即为燃烧热：-1366.8 kJ/mol。 计算合成乙醇的ΔH：目标反应：2C(石墨,s) + 3H₂(g) + ½O₂(g) = CH₃CH₂OH(l) 由盖斯定律：2×② + 3×① - ③ 即：2C + 2O₂ = 2CO₂ ΔH=2×(-393.5) 3H₂ + 1.5O₂ = 3H₂O ΔH=3×(-285.8) +) CH₃CH₂OH + 3O₂ = 2CO₂ + 3H₂O ΔH= -(-1366.8)（逆反应） 相加得：2C + 3H₂ + ½O₂ = CH₃CH₂OH ΔH = 2×(-393.5) + 3×(-285.8) - (-1366.8) = -787 -857.4 +1366.8 = -277.6 kJ/mol。 9. (1) -484 (2) H₂ 【解析】 (1) ΔH = 反应物总键能 - 生成物总键能 = (436×2 + 496) - (463×4) = (872+496) - 1852 = 1368 - 1852 = -484 kJ/mol。 （注意：生成2 mol H₂O(g)，断2 mol H⁻H，1 mol O=O，形成4 mol H⁻O） (2) 比较等质量：假设均为1 g。 1 g H₂燃烧放热：285.8 kJ/mol ÷ 2 g/mol = 142.9 kJ/g。 1 g C₂H₅OH燃烧放热：1366.8 kJ/mol ÷ 46 g/mol ≈ 29.71 kJ/g。 所以H₂放热更多。 10. 【第一空】-41.2；【第二空】水煤气变换（或CO变换） 【解析】目标反应：CO(g) + H₂O(g) = CO₂(g) + H₂(g) 已知：① CH₄(g) + H₂O(g) = CO(g) + 3H₂(g) ΔH₁ = +206.2 ② CH₄(g) + 2H₂O(g) = CO₂(g) + 4H₂(g) ΔH₂ = +165.0 ② - ① 得：H₂O(g) = CO₂(g) + H₂(g) - CO(g) - 2H₂(g) 整理：CO(g) + H₂O(g) = CO₂(g) + H₂(g) ΔH = ΔH₂ - ΔH₁ = 165.0 - 206.2 = -41.2 kJ/mol。 备考策略 夯实概念：准确理解反应热、焓变、燃烧热、中和热等概念的内涵与外延，注意易混点（如ΔH的正负、燃烧热的定义）。 规范书写：严格按照要求书写热化学方程式（状态、ΔH符号、单位、系数对应）。 精通计算： 键能计算：明确断键和成键数目。 盖斯定律：掌握方程叠加法，熟练进行代数运算，这是高考计算题的核心。 读懂图像：能识别反应过程能量图，区分活化能、反应热，理解催化剂的作用。 联系实际：关注能源问题（氢能、燃料电池等）中的能量转化与计算，培养用能量观分析生产生活问题的能力。 学科网（北京）股份有限公司 $