第01讲 化学反应的热效应(复习讲义)(广东专用) 2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-08-12
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精品
摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦化学反应的热效应专题,涵盖焓变、热化学方程式、燃烧热、中和热、盖斯定律及反应热计算等核心考点,按概念理解、实验应用、计算技巧的逻辑层次构建知识框架,通过考情分析、知识解构、考向破译、真题演练的教学流程,帮助学生系统突破难点。
讲义突出科学思维与科学探究,如通过“五看”法判断热化学方程式、“三步流程”应用盖斯定律,结合中和热测定实验培养操作能力,设置分层变式题与真题训练,助力学生高效掌握解题范式,为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。
内容正文:
第01讲 化学反应的热效应
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
) (
思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
(
0
3
) (
考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一
焓变 热化学方程式
知识解构
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
考向破译
考向1 化学反应中能量变化图形探析
∣
考向
2
热化学方程式的书写与判断
解题妙招1
反应过程能量分析的注意事项
解题妙招2
判断热化学方程式正误的“五看”
考点二
燃烧热 中和反应反应热和能源
知识解构
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
考向破译
考向1 燃烧热和中和反应反应热的概念
∣
考向2 中和反应反应热的测定
考向3 能源的开发与利用
解题妙招
中和反应反应热的测定实验中的注意事项
考点
三
盖斯定律 反应热计算
知识解构
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
考向破译
考向1 盖斯定律的应用
∣
考向2 反应热的相关计算
考向3 考查反应热大小的比较
解题妙招1
利用盖斯定律求反应热的三步流程
解题妙招2
计算反应热模型构建
)
(
0
4
) (
真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
反应热 焓变 热化学方程式
T2,2分
T4,2分
T12,4分
燃烧热 中和热
能源
T4,2分
T2,2分
T17,4分
盖斯定律 反应热的计算
T19,2分
T19,2分
T19,2分
T17,2分
T17,2分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
近三年高考对该专题的命题呈现以下规律:
一、考查形式与内容
以选择、非选择两种题型考查,核心聚焦三方面:反应热的概念与计算;热化学方程式的书写与判断;盖斯定律及其应用。
二、命题思路与特点
侧重结合能量变化图像、反应历程及燃烧热等情境,考查能量变化分析与反应热计算。一是以基本概念命题,考查能量转化形式与反应热计算;二是以盖斯定律命题,在非选择题中以小问形式考查热化学方程式书写和反应热计算,分值2~3分。
三、复习备考建议
1. 能量变化:从总能量变化和键能两个角度理解。
2.热化学方程式:掌握书写规则,关注题目条件设置。
3.盖斯定律:理解本质,熟悉图像型、字母型、数值型等高考常考题型。
►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。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 焓变 热化学方程式
知●识●解●构
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______。
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。
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。
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。
(2)化学反应中的两大守恒:______守恒和______守恒。
得分速记
化学反应中的能量转化形式有热能、光能、电能等。
知识点2 焓变 反应热
1.焓与焓变
①焓(H):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(ΔH):ΔH=________________________,单位____________。
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。
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______。
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:ΔH=______。
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ΔH______0,即ΔH为______。
(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ΔH______0,即ΔH为______。
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,如图所示。
(2)从反应热的量化参数——键能______的角度分析
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
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和______、C和______的反应
⑤大多数______反应
4.理解反应历程与反应热的关系
图示
意义
a表示______的活化能;b表示______的活化能。c表示该反应的______。
ΔH
图1:ΔH=______kJ·mol-1=______kJ·mol-1,表示______反应
图2:ΔH=______kJ·mol-1=______kJ·mol-1,表示______反应
得分速记
(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属于放热反应。
(4)物质三态变化时,能量的变化形式为固态液态气态。
5.图解反应热与活化能的关系
(1)在无催化剂的情况下,E1为______的活化能,E2为______的活化能,ΔH=______。
(2)催化剂能______反应所需活化能,但______焓变的大小。
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。
2.意义:表明了化学反应中的______变化和______变化。
得分速记
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,表示:2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。
3.书写要求
①注明反应的____________(25 ℃、101 kPa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ΔH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ΔH______,如果化学计量数加倍,则ΔH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______。
得分速记
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s、l、g、aq等标出物质的______。
③热化学方程式的化学计量数只表示______,其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。
5.判断热化学方程式正误的“五看”
一看状态―→看各物质的______是否正确;
二看符号―→看ΔH的______是否正确;
三看单位―→看反应热的单位是否为______;
四看数值―→看反应热数值与____________是否相对应;
五看概念―→看燃烧热、中和热的热化学方程式。
考●向●破●译
考向1 化学反应中能量变化图形探析
例1(25-26高三上·广东广州·阶段检测)转化为的反应为 。在有、无催化剂条件下氧化成过程中能量的变化如图所示。450℃、作催化剂时,该反应经两步实现,第一步①: 第二步②:
下列说法正确的是
A.
B.无论是否使用催化剂,该反应的焓变均相同
C.作催化剂时,降低了反应的活化能,进而提高反应的平衡转化率
D.作催化剂时,第二步反应速率大于第一步反应速率
解题妙招 反应过程能量分析的注意事项
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,但不属于放热反应。
【变式1】【新情境——反应机理与有机化学结合】(2026·广东广州·二模)催化乙炔氢氯化反应过程中能量变化示意图如下。下列说法错误的是
A.该反应的,属于放热反应
B.过程②由得到时,有键的断裂和键的生成
C.反应过程有四步基元反应
D.乙炔氢氯化总反应速率由过程②决定
【变式2】与反应的能量随反应进程的变化如下图所示。已知:分别与、、反应的历程相似;直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。下列说法不正确的是
A.反应中存在极性键的断裂和形成
B.反应的决速步骤为步骤Ⅰ
C.若与反应,步骤Ⅱ的活化能不变
D.若与反应,生成的氘代甲醇只有1种
【变式3】下图表示A2+3B22AB3在催化剂表面的反应历程和能量变化,其中*表示吸附在催化剂表面的微粒。下列说法错误的是
A.反应过程主要包含了两个基元反应
B.催化剂表面吸附AB3时会吸收能量
C.热化学方程式为A2(g)+3B2(g)2AB3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1
D.整个反应的决速步骤是2*A+6*B=2*AB3
考向2 热化学方程式的书写与判断
例2(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)下列说法正确的是
A.同温同压下,在放电和加热条件下的不同
B.已知,则
C.含的溶液与含的溶液混合反应,放出的热量即为中和热
D.燃烧热的热化学方程式:
解题妙招 判断热化学方程式正误的“五看”
一看状态―→看各物质的聚集状态是否正确;
二看符号―→看ΔH的“+”“-”是否正确;
三看单位―→看反应热的单位是否为kJ/mol;
四看数值―→看反应热数值与化学计量数是否相对应;
五看概念―→看燃烧热、中和热的热化学方程式。
【变式1】(25-26高三上·广东深圳·期中)下列说法正确的是
A.常温下红磷在空气中不易自燃,则反应常温下
B.反应放热
C. 恒温下增大压强,平衡正移,平衡常数增大
D. 则
【变式2】下列化学反应表示正确的是
A.已知氮气与足量氢气反应生成1mol氨气放出热量为46.2kJ,工业合成氨的热化学方程式:
B.催化氧化的反应:
C.用惰性电极电解制的阳极反应:
D.甲醛溶液中加入足量的银氨溶液并加热:
【变式3】下列热化学方程式正确的是
选项
已知条件
热化学方程式
A
的燃烧热为
B
、完全反应,放出热量
C
D
白磷()比红磷能量多
考点二 燃烧热 中和反应反应热和能源
知●识●解●构
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
ΔH及其单位
不同点
反应物的量
生成物的量
反应热的含义
表示方法
特点
得分速记 对完全燃烧的理解
燃烧元素
C
H
S
N
知识点2 中和反应反应热的测定
1.实验装置
2.测定原理
ΔH=-
得分速记
公式中的物理量:c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用1 g·mL-1进行计算。
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2~3次实验―→⑥求平均温度差(t终-t始)―→⑦计算中和热ΔH。
4.误差分析
若实验时有热量损失,所测中和热偏小,ΔH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______。
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______。
③中和热是强酸强碱的稀溶液生成______H2O放出的热量,为______ kJ,弱酸弱碱电离时吸热,生成1 mol H2O时放出的热量____________。若用浓硫酸发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量____________。
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,不能用____________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。
得分速记
(1)中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ,弱酸弱碱电离时吸热,生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热,生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
(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H2O的物质的量必须是1 mol,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1 mol。
知识点3 能源及利用
1.能源分类
2.解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率:a.改善开采、运输、加工等各个环节;b.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。
考●向●破●译
考向1 燃烧热和中和反应反应热的概念
例1下列说法正确的是
A.已知稀溶液中,,则稀氨水与稀盐酸反应生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ
B.已知葡萄糖燃烧热,则
C.已知,则该反应的正反应活化能比逆反应活化能高
D.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成时放出热量79.2kJ,则该反应的热化学方程式为
【变式1】下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.若2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1,则H2的标准燃烧热为-241.8kJ·mol-1
B.若C(石墨;s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1,则20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔHl;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔHl>ΔH2
【变式2】已知充分燃烧乙炔气体时生成二氧化碳气体和液态水,并放出热量,则下列表示乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A.,
B.,
C.,
D.,
【变式3】已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ/mol
2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-452kJ/mol
下列说法正确的是
A.28克CO完全燃烧,放出热量为283J
B.Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=+226kJ/mol
C.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数为1.204×1024
D.CO的燃烧热为283kJ/mol
考向2 中和反应反应热的测定
例2(25-26高三上·广东·阶段检测)下列实验装置能达到相应实验目的的是
A.验证酸性:硫酸>碳酸>苯酚
B.测定中和反应的反应热
C.分离乙酸乙酯与乙醇溶液
D.制备并收集纯净的氯气
解题妙招
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。
【变式1】(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)下列图示中,实验操作或方法符合操作规范的是
A.制备乙酸乙酯
B.测定中和热
C.溶液蒸发结晶
D.喷泉实验
【变式2】(2026·广东梅州·模拟预测)下列实验装置及操作正确,且能达到实验目的的是
A.用甲装置探究反应物浓度对化学反应速率的影响
B.用装置乙制备溴苯和验证HBr的生成
C.用装置丙测定中和反应的反应热
D.用装置丁标定醋酸溶液的浓度
【变式3】下列实验能达到对应目的是
A.制取氯气
B.检验乙炔
C.中和反应反应热的测定
D.制备氢氧化铁胶体
考向3 能源的开发与利用
例3(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)化学与科技、社会发展密切相关,下列说法不正确的是
A.我国自主研发的5G通信芯片核心材料是硅,其晶体属于共价晶体
B.北京冬奥场馆采用的碲化镉发电玻璃,属于无机非金属材料
C.十五运会的“源火”采自南海深处的可燃冰,可燃冰属于清洁可再生能源
D.“华龙一号”核电站利用核裂变反应发电,其中核燃料235U与238U互为同位素
【变式1】(2026·广东深圳·模拟预测)科技发展见证国家强大,下列有关说法中正确的是
A.问天实验舱使用了石墨烯储存器,石墨烯属于有机高分子材料
B.长征6号丙运载火箭采用液氧煤油发动机,煤油属于可再生能源
C.磁悬浮列车使用钇钡铜氧化物作为超导材料,铜位于元素周期表的d区
D.最新投产的光量子通信芯片中所含的铌酸锂(LiNbO3)是一种无机盐
【变式2·变情境】(2026·广东茂名·二模)能源利用的每一次变革都推动人类文明巨大进步。下列说法正确的是
A.太阳能、风能、地热能都是新能源
B.钻木取火是将热能转化为化学能的过程
C.甲醇燃料电池中,通入甲醇一端的电极为正极
D.煤的干馏和石油的分馏原理一致,都是物理变化
【变式3·变考法】(25-26高三下·广东·阶段检测)目前,我国已经建成全世界规模最大、产业链最齐全的新能源产业体系。以下不属于新能源使用的是
A.研制大推力氢氧火箭发动机
B.推广使用电动汽车
C.火电厂燃煤发电
D.光伏发电
考点三 盖斯定律 反应热计算
知●识●解●构
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,其反应热是______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。
2.意义:______计算某些反应的反应热。
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:aA(g)===B(g) ΔH1
反应Ⅱ:B(g)===aA(g) ΔH2
Ⅰ=-Ⅱ
反应Ⅰ:aA(g)===B(g) ΔH1
反应Ⅱ:A(g)===1/aB(g) ΔH2
Ⅰ=a×Ⅱ
/
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。
2.根据燃烧热数据,计算反应放出的热量
计算公式:Q=__________________
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E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=______。
4.利用键能计算反应热的方法
(1)熟记反应热ΔH的计算公式:ΔH=________________________
(2)注意特殊物质中键数的判断
物质(1 mol)
P4
C(金刚石)
石墨
Si
SiO2
CO2
CH4
化学键
P—P
C—C
C—C
Si—Si
Si—O
C==O
C—H
键数(mol)
5.利用盖斯定律计算
(1)运用盖斯定律的技巧——“三调一加”
一调: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______位置,改写已知的热化学方程式。
二调:根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的______。
三调:调整中间物质的化学______。
一加:将调整好的热化学方程式及其ΔH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,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
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:
2.看ΔH的______。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小,还要考虑其符号。
3.看化学______。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ΔH越小,吸热反应的ΔH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。
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______。
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______。
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______。
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:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时,放出的热量为197 kJ,实际上向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),反应达到平衡后,放出的热量要______197 kJ。
(2)盖斯定律比较法
①同一反应,生成物状态不同时
如A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0
C(g)===C(l) ΔH3<0
ΔH1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,
所以ΔH2<ΔH1。
②同一反应,反应物状态不同时
如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
S(g)===S(s) ΔH3<0
ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。
考●向●破●译
考向1 盖斯定律的应用
例1(2026·广东·一模)在标准状况下,1mol离子晶体完全分离成气态阳离子、阴离子所吸收的能量可以用(U)来表示,是离子晶体,其(U)的实验值可通过玻恩—哈伯热力学循环图计算得到。下列说法不正确的是
已知 ;
A.
B.键能为
C.
D.Li第一电离能
解题妙招
利用盖斯定律求反应热的三步流程
找出
根据待求解的热化学方程式中的反应物和生成物找出可用的已知热化学方程式
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ΔH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ΔH的值
加和求ΔH
将调整好的热化学方程式和ΔH分别进行加和。确定目标反应的焓变ΔH
【变式1】(2026·广东·模拟预测)在密闭容器中,和会发生反应:
① ;
② ;
③ 。
反应①②③的吉布斯自由能变随温度的变化关系如图所示,其中a为反应①的随温度的变化曲线。下列说法错误的是
A.
B.c表示反应②的随温度的变化关系
C.压缩容器体积,平衡时的体积分数会增大
D.
【变式2】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
+89
+121.5
-349
-717
-436.5
A. B.
C. D.
【变式3】如图为铑(Rh)配合物催化醛酮氢化反应的机理示意图,1、2、3、4四步反应的焓变分别为、、、,R、、代表某特定基团。下列说法中错误的是
A.为该反应的催化剂
B.若,则总反应放热
C.若步骤2的活化能最大,则该步骤为反应的决速步
D.若反应物分别为乙醛和,则反应产物为
考向2 反应热的相关计算
例2(25-26高三上·重庆·阶段检测)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a kJ/mol,O-H键能为b kJ/mol,CO( g)中碳氧键键能为c kJ/mol,则键能(单位:kJ/mol)为
A. B. C. D.
解题妙招
计算反应热模型构建
【变式1·变载体】第十四届全国人民代表大会第三次会议在北京召开,《政府工作报告》指出“加强污染防治和生态建设。持续深入推进蓝天、碧水、净土保卫战。”工业上常用在复合组分的催化剂作用下还原大气污染物,生成固体,同时生成和液态。已知一些物质的燃烧热如下表所示:
物质
燃烧热/
下列说法正确的是
A.燃烧生成,放出的热量
B.
C.同一条件下,相同质量的完全燃烧放出的热量比多
D.的,其反应物的键能之和小于生成物的键能之和
【变式2】 (25-26高三上·山西·阶段检测)已知一定条件下的热化学方程式: , (a、b均大于0),为提供分解所需的能量,理论上需要燃烧的物质的量为
A. B. C. D.
【变式3·变考法】(2026·海南儋州·二模)恒压下,由最稳定的单质生成1 mol某纯物质时的焓变,叫做该物质的标准摩尔生成焓,用()表示,有关物质的如图所示。
下列有关判断正确的是
A.H2O(l)的
B.金刚石比石墨稳定
C.金刚石的燃烧热为393.5 kJ·mol-1
D.1 mol石墨与O2(g)的键能之和大于2 mol CO的键能之和
考向3 反应热大小的比较
例3(25-26高三上·天津武清·阶段检测)下列依据热化学方程式得到的结论正确的是
A.已知:P(s,白磷)=P(s,红磷),则白磷比红磷稳定
B.已知: ,则氢气的燃烧热为
C.已知: ,则含40.0gNaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和,放出热量57.3kJ
D.已知: ; ,则
【变式1·变载体】(25-26高三上·山东泰安·阶段检测)下列有关叙述正确的是
A.在任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
B.将等体积的的盐酸和醋酸分别加水稀释至,盐酸需要加入的水的体积更大
C.已知 ,则固体与足量稀盐酸充分混合放出热量
D.相同条件下,若、所具有的能量分别为、,则
【变式2】(25-26高三上·山西运城·阶段检测)下列说法正确的是
A. ,加入催化剂,降低
B.利于反应自发进行的条件为高温
C. ,则正反应的活化能小于逆反应的活化能
D. , ,
【变式3·变考法】世界各国科学家正在加强能源技术的开发与创新。下列说法错误的是
A.开发使用锂离子电池能够有效提高电池的能量密度
B.测定中和反应的反应热,用温度计采集锥形瓶内溶液温度的变化
C.若 , ,则
D. ,则正反应的活化能小于逆反应的活化能
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·广东卷)中国科技多方位成就世界之最。下列说法正确的是
A.“氢”装上阵:兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机研制成功。燃烧属于放热反应
B.“黑色黄金”:T1200级超高强度碳纤维实现百吨级量产。碳纤维是天然高分子
C.“会飞的电站”:高空风力发电捕风伞使用氦气球升空。和中子数相同
D.“镁铈”成双:嫦娥五号月壤中发现含镁、含铈两种新矿物。镁和铈位于同周期
2.(2026·广东卷)我国科学家在深海发现化能合成生物群落,硫化物的氧化可为生物活动提供能量。
则___________(用和表示)。
3.(2025·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
A. B. C. D.
4.(2025·北京卷)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是
A.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,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关
5.(2025·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,中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
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
6.(2025·北京卷)依据下列事实进行的推测正确的是
事实
推测
A
固体与浓硫酸反应可制备气体
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
盐酸和溶液反应是吸热反应
D
的沸点高于
的沸点高于
7.(2024·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
A. B. C. D.
8.(2024·海南卷)已知时,,的临界温度(能够液化的最高温度)为,下列说法错误的是
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
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第01讲 化学反应的热效应
内容导航
(
01
) (
命题透视·考情前瞻
) (
对标素养,研判高考命题趋势
)
(
0
2
) (
思维建模·脉络梳理
) (
搭建知识框架,构建系统思维
)
(
0
3
) (
考点精讲·靶向突破
) (
拆解核心考点,归纳解题范式
)
(
考点一
焓变 热化学方程式
知识解构
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
考向破译
考向1 化学反应中能量变化图形探析
∣
考向
2
热化学方程式的书写与判断
解题妙招1
反应过程能量分析的注意事项
解题妙招2
判断热化学方程式正误的“五看”
考点二
燃烧热 中和反应反应热和能源
知识解构
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
考向破译
考向1 燃烧热和中和反应反应热的概念
∣
考向2 中和反应反应热的测定
考向3 能源的开发与利用
解题妙招
中和反应反应热的测定实验中的注意事项
考点
三
盖斯定律 反应热计算
知识解构
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
考向破译
考向1 盖斯定律的应用
∣
考向2 反应热的相关计算
考向3 考查反应热大小的比较
解题妙招1
利用盖斯定律求反应热的三步流程
解题妙招2
计算反应热模型构建
)
(
0
4
) (
真题溯源·考向感知
) (
溯源真题逻辑,感知高考考向
)
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
反应热 焓变 热化学方程式
T2,2分
T4,2分
T12,4分
燃烧热 中和热
能源
T4,2分
T2,2分
T17,4分
盖斯定律 反应热的计算
T19,2分
T19,2分
T19,2分
T17,2分
T17,2分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
近三年高考对该专题的命题呈现以下规律:
一、考查形式与内容
以选择、非选择两种题型考查,核心聚焦三方面:反应热的概念与计算;热化学方程式的书写与判断;盖斯定律及其应用。
二、命题思路与特点
侧重结合能量变化图像、反应历程及燃烧热等情境,考查能量变化分析与反应热计算。一是以基本概念命题,考查能量转化形式与反应热计算;二是以盖斯定律命题,在非选择题中以小问形式考查热化学方程式书写和反应热计算,分值2~3分。
三、复习备考建议
1. 能量变化:从总能量变化和键能两个角度理解。
2.热化学方程式:掌握书写规则,关注题目条件设置。
3.盖斯定律:理解本质,熟悉图像型、字母型、数值型等高考常考题型。
►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。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 焓变 热化学方程式
知●识●解●构
知识点1 化学反应的实质与特征
1.实质:反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。
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热量的变化。
3.化学反应中的能量转化形式
①吸热反应:热能―→化学能。
②放热反应:化学能―→热能。
③光合作用:光能―→化学能。
④燃烧反应:化学能―→热能,化学能―→光能。
⑤原电池反应:化学能―→电能。
⑥电解池反应:电能―→化学能。
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:物质变化和能量变化。
(2)化学反应中的两大守恒:质量守恒和能量守恒。
得分速记
化学反应中的能量转化形式有热能、光能、电能等。
知识点2 焓变 反应热
1.焓与焓变
①焓(H):焓是与内能有关的物理量,用于描述物质所具有能量的物理量。
②焓变(ΔH):ΔH=生成物的焓与反应物的焓之差,单位kJ·mol-1。
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。
2.反应热:指当化学反应在一定压强下进行时,反应所放出或吸收的热量,通常用符号Q表示,
单位kJ·mol-1。
3.焓变与反应热的关系:对于恒压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:ΔH=Qp。
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。反应物的总能量大于生成物的总能量。反应体系的能量降低,故ΔH<0,即ΔH为负值。
(2)吸热反应:吸收热量的化学反应。反应物的总能量小于生成物的总能量。反应体系的能量升高,故ΔH>0,即ΔH为正值。
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相对大小的角度分析,如图所示。
(2)从反应热的量化参数——键能相对大小的角度分析
3.记忆常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
①可燃物的燃烧
②酸碱中和反应
③金属与酸的置换反应
④物质的缓慢氧化
⑤铝热反应
⑥大多数化合反应
①弱电解质的电离
②盐类的水解反应
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和H2O(g)、C和CO2的反应
⑤大多数分解反应
4.理解反应历程与反应热的关系
图示
意义
a表示正反应的活化能;b表示逆反应的活化能。c表示该反应的反应热。
ΔH
图1:ΔH=(a-b) kJ·mol-1=-c kJ·mol-1,表示放热反应
图2:ΔH=(a-b) kJ·mol-1=c kJ·mol-1,表示吸热反应
得分速记
(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属于放热反应。
(4)物质三态变化时,能量的变化形式为固态液态气态。
5.图解反应热与活化能的关系
(1)在无催化剂的情况下,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。
(2)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。
知识点4 热化学方程式
1.概念:表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2.意义:表明了化学反应中的物质变化和能量变化。
得分速记
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,表示:2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。
3.书写要求
①注明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明)。
②注明反应物和生成物的状态:固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。
③热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的物质的量,而不表示分子个数(或原子个数),故化学计量数可以是整数,也可以是分数。
④热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
⑤由于ΔH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ΔH相对应,如果化学计量数加倍,则ΔH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,符号相反。
⑥同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外,还要注明名称。
得分速记
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反应条件;
②热化学方程式不标“↑”“↓”,但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。
③热化学方程式的化学计量数只表示物质的量,其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。
5.判断热化学方程式正误的“五看”
一看状态―→看各物质的聚集状态是否正确;
二看符号―→看ΔH的“+”“-”是否正确;
三看单位―→看反应热的单位是否为kJ/mol;
四看数值―→看反应热数值与化学计量数是否相对应;
五看概念―→看燃烧热、中和热的热化学方程式。
考●向●破●译
考向1 化学反应中能量变化图形探析
例1(25-26高三上·广东广州·阶段检测)转化为的反应为 。在有、无催化剂条件下氧化成过程中能量的变化如图所示。450℃、作催化剂时,该反应经两步实现,第一步①: 第二步②:
下列说法正确的是
A.
B.无论是否使用催化剂,该反应的焓变均相同
C.作催化剂时,降低了反应的活化能,进而提高反应的平衡转化率
D.作催化剂时,第二步反应速率大于第一步反应速率
【答案】B
【解析】A.根据盖斯定律,总反应可由反应①反应②得到,故,代入数据得,,A错误;
B.焓变只由反应物和生成物的总能量差决定,催化剂仅改变反应路径,不改变反应的焓变,B正确;
C.催化剂降低反应活化能,可加快反应速率,但不改变平衡状态,无法提高反应的平衡转化率,C错误;
D.反应活化能越大,反应速率越慢,由图可知第二步反应的活化能高于第一步,故第二步反应速率小于第一步,D错误;
故选B。
解题妙招 反应过程能量分析的注意事项
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,但不属于放热反应。
【变式1】【新情境——反应机理与有机化学结合】(2026·广东广州·二模)催化乙炔氢氯化反应过程中能量变化示意图如下。下列说法错误的是
A.该反应的,属于放热反应
B.过程②由得到时,有键的断裂和键的生成
C.反应过程有四步基元反应
D.乙炔氢氯化总反应速率由过程②决定
【答案】C
【解析】A.反应起始反应物相对能量为0,最终生成物相对能量为,根据生成物总能量反应物总能量,得,属于放热反应,A正确;
B.过程②是转化为,中乙炔的碳碳三键含有π键,反应过程中断裂1个π键,同时生成新的C-Cl、C-Cu 键,因此存在π键断裂和σ键生成,B正确;
C.1个基元反应对应1个过渡态,图中只有、两个过渡态,因此该反应只有2步基元反应,不是四步,C错误;
D.总反应速率由活化能最大的步骤决定。过程②()的活化能,过程④(对应)的活化能,过程②活化能更大,速率更慢,因此总反应速率由过程②决定,D正确;
故选C。
【变式2】与反应的能量随反应进程的变化如下图所示。已知:分别与、、反应的历程相似;直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。下列说法不正确的是
A.反应中存在极性键的断裂和形成
B.反应的决速步骤为步骤Ⅰ
C.若与反应,步骤Ⅱ的活化能不变
D.若与反应,生成的氘代甲醇只有1种
【答案】D
【解析】A.极性键的断裂和形成分析反应中,中的键属于极性键发生断裂,后续反应过程中会形成键和键,二者均为极性键,因此反应存在极性键的断裂和形成,A选项正确;
B.决速步骤的判断决速步骤是反应中活化能最大的步骤,因为活化能越大,反应速率越慢,会决定整个反应的速率。从能量变化图可知,步骤I的活化能即反应物到第一个过渡态的能量差远大于步骤II的活化能,因此步骤I是决速步骤,B选项正确;
C.同位素替换对步骤II活化能的影响题目指出“直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢”。步骤II的反应是中间产物转化为,该过程中中的或替换后的未直接参与化学键的断裂或形成,因此替换为时,步骤II的活化能不变,C选项正确;
D.氘代甲醇的产物种类分析中存在和两种不同的化学键:若断裂键,生成中间产物,最终产物为;若断裂键,生成中间产物,最终产物为。二者是两种不同的氘代甲醇,因此生成的氘代甲醇有2种,D选项错误;
故选D。
【变式3】下图表示A2+3B22AB3在催化剂表面的反应历程和能量变化,其中*表示吸附在催化剂表面的微粒。下列说法错误的是
A.反应过程主要包含了两个基元反应
B.催化剂表面吸附AB3时会吸收能量
C.热化学方程式为A2(g)+3B2(g)2AB3(g) ΔH=-92.2 kJ·mol-1
D.整个反应的决速步骤是2*A+6*B=2*AB3
【答案】B
【解析】A.该反应主要分为两个基元步骤:第一步是吸附后的断键生成,第二步是成键生成,因此反应过程主要包含两个基元反应,A正确;
B.由图可知,吸附态的能量比气态的能量低,因此被催化剂表面吸附()的过程能量降低,为放热过程,B错误;
C.由图可知,,两式加和得,热化学方程式正确,C正确;
D.总反应的决速步骤是活化能最大的一步,第一步()活化能为,第二步()活化能为,第二步活化能更大,反应速率更慢,是整个反应的决速步骤,D正确;
故选B。
考向2 热化学方程式的书写与判断
例2(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)下列说法正确的是
A.同温同压下,在放电和加热条件下的不同
B.已知,则
C.含的溶液与含的溶液混合反应,放出的热量即为中和热
D.燃烧热的热化学方程式:
【答案】B
【解析】A.焓变()是状态函数,只取决于反应的始态和终态,与反应条件(如放电或加热)无关,因此同温同压下该反应的ΔH相同,A错误;
B.已知反应为放热反应,其逆反应的应为正值,且为原,B正确;
C.中和热定义为稀溶液中强酸强碱反应生成1 mol液态水时放出的热量。该反应涉及与生成沉淀和,且反应物比例(0.5 mol 与1 mol )导致生成1 mol ,但沉淀形成会释放额外热量,不符合中和热的定义,C错误;
D.燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定产物(包括液态水)时的。该方程式中为气态(g),而非液态(l),因此不表示标准燃烧热,D错误;
故选B
解题妙招 判断热化学方程式正误的“五看”
一看状态―→看各物质的聚集状态是否正确;
二看符号―→看ΔH的“+”“-”是否正确;
三看单位―→看反应热的单位是否为kJ/mol;
四看数值―→看反应热数值与化学计量数是否相对应;
五看概念―→看燃烧热、中和热的热化学方程式。
【变式1】(25-26高三上·广东深圳·期中)下列说法正确的是
A.常温下红磷在空气中不易自燃,则反应常温下
B.反应放热
C. 恒温下增大压强,平衡正移,平衡常数增大
D. 则
【答案】B
【解析】A.红磷不自燃是因为活化能大,反应为熵减的放热反应,,,常温下,其吉布斯自由能,A错误;
B.反应的焓变等于正反应活化能与逆反应活化能之差,即,这是一个普适的定义式,其成立与具体反应以及反应是吸热还是放热无关。该定义式本身是正确的,B正确;
C.反应 为气体体积缩小的放热反应,恒温下增大压强,平衡正移,但平衡常数与温度有关,恒温平衡常数不变,C错误;
D.根据盖斯定律,离子水合过程的焓变等于物质的溶解热减去其晶格能。将反应 减去反应 ,可得反应,其焓变=
。由于晶格能(ΔH1)的数值远大于溶解热(ΔH2),故 ΔH<0,D错误;
答案选B。
【变式2】下列化学反应表示正确的是
A.已知氮气与足量氢气反应生成1mol氨气放出热量为46.2kJ,工业合成氨的热化学方程式:
B.催化氧化的反应:
C.用惰性电极电解制的阳极反应:
D.甲醛溶液中加入足量的银氨溶液并加热:
【答案】C
【解析】A.由氮气与足量氢气反应生成1mol氨气放出热量为46.2kJ可知,合成氨反应的反应热,反应的热化学方程式为 ,A错误;
B.催化剂作用下氨气与氧气共热发生催化氧化反应生成一氧化氮和水,反应的化学方程式为,B错误;
C.由题意可知,电解尿素溶液制备氮气的阳极反应为碱性条件下尿素在阳极失去电子发生氧化反应生成氮气、碳酸根离子和水,电极反应式为,C正确;
D.甲醛的结构中含有两个醛基,所以离子方程式应为:,D错误;
故答案选C。
【变式3】下列热化学方程式正确的是
选项
已知条件
热化学方程式
A
的燃烧热为
B
、完全反应,放出热量
C
D
白磷()比红磷能量多
【答案】D
【解析】A.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量,应是1mol气态H2和气态O2反应生成1mol液态水放出的热量,故A错误;
B.根据1molSO2、0.5molO2完全反应后,放出热量98.3kJ可知,则2molSO2、1molO2完全反应后,放出热量196.6kJ,因此2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=−196.6 kJ∙mol−1,故B错误;
C.根据 ΔH=−57.3 kJ∙mol−1,生成BaSO4沉淀,放出的热量大于114.6 kJ ,故H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH<−114.6 kJ∙mol−1,故C错误;
D.根据31g即0.25mol白磷比31g即1mol红磷能量多bkJ,白磷转化为红磷会释放能量,1mol白磷固体变为4mol红磷固体释放4bkJ的热量,因此,故D正确。
综上所述,答案为D。
考点二 燃烧热 中和反应反应热和能源
知●识●解●构
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
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
反应热的含义
101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,即C―→CO2(g)、H―→H2O(l)、S―→SO2(g)。
在稀溶液里,酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量
表示方法
燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
强酸与强碱反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1
特点
物质燃烧一定放热,ΔH一定为负值
弱酸、弱碱电离吸热,中和热数值比57.3小
得分速记 对完全燃烧的理解
燃烧元素
C
H
S
N
知识点2 中和反应反应热的测定
1.实验装置
2.测定原理
ΔH=-
得分速记
公式中的物理量:c=4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用1 g·mL-1进行计算。
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2~3次实验―→⑥求平均温度差(t终-t始)―→⑦计算中和热ΔH。
4.误差分析
若实验时有热量损失,所测中和热偏小,ΔH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1 mol H2O放出的热量,为57.3 kJ,弱酸弱碱电离时吸热,生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。若用浓硫酸发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
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,不能用金属丝搅拌棒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。
得分速记
(1)中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ,弱酸弱碱电离时吸热,生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热,生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。
(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H2O的物质的量必须是1 mol,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1 mol。
知识点3 能源及利用
1.能源分类
2.解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率:a.改善开采、运输、加工等各个环节;b.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。
考●向●破●译
考向1 燃烧热和中和反应反应热的概念
例1下列说法正确的是
A.已知稀溶液中,,则稀氨水与稀盐酸反应生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ
B.已知葡萄糖燃烧热,则
C.已知,则该反应的正反应活化能比逆反应活化能高
D.一定条件下,将和置于密闭容器中充分反应生成时放出热量79.2kJ,则该反应的热化学方程式为
【答案】A
【解析】A.一水合氨为弱电解质,弱电解质电离需要吸热,则放出的热量会小于57.3kJ,A正确;
B.葡萄糖的燃烧热,表示1mol葡萄糖完全燃烧生成CO2和液态H2O放热2800kJ,则相应的热化学方程式为: ,B错误;
C.反应热等于正反应活化能减去逆反应活化能,该反应,则正反应活化能比逆反应活化能低,C错误;
D.该反应是可逆反应,而热化学方程式是指完全反应时的热效应,故,D错误;
故选A。
【变式1】下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A.若2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1,则H2的标准燃烧热为-241.8kJ·mol-1
B.若C(石墨;s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则石墨比金刚石稳定
C.已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4kJ·mol-1,则20.0gNaOH固体与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量
D.已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔHl;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2,则ΔHl>ΔH2
【答案】B
【解析】A.燃烧热是在25℃、101kP下用1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化来进行测定的,因为所给方程式中水的状态不是液态,所以不能确定氢气的燃烧热数值,故A错误;
B.物质的能量越低越稳定,因为石墨转化为金刚石为吸热反应,可知石墨的能量低于金刚石的能量,所以石墨比金刚石稳定,故B正确;
C.中和热是指稀的强酸强碱溶液发生中和反应生成1mol水时放出的热量,而氢氧化钠固体溶于水时会放出大量的热,所以20.0 g NaOH固体与稀盐酸完全中和时,放出的热量大于28.7 kJ,故C错误;
D.ΔH1为碳单质完全燃烧时的反应热,ΔH2为碳单质不完全燃烧时的反应热,燃烧反应为放热反应所以ΔH均为负数,所以ΔH1小于ΔH2,故D错误;
故选:B。
【变式2】已知充分燃烧乙炔气体时生成二氧化碳气体和液态水,并放出热量,则下列表示乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A.,
B.,
C.,
D.,
【答案】A
【分析】燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知,乙炔燃烧生成2mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量2bkJ,以此来解答。
【解析】A.由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知,2mol乙炔燃烧生成4mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量4bkJ,故A正确;
B.由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知,生成2mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量2bkJ,,故B错误;
C.由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知,2mol乙炔燃烧生成4mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量4bkJ,故C错误;
D.由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知,生成4mol二氧化碳气体和液态水,并放出热量4bkJ,则热化学方程式为,故D错误;
故选:A。
【变式3】已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566kJ/mol
2Na2O2(s)+2CO2(g)=2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-452kJ/mol
下列说法正确的是
A.28克CO完全燃烧,放出热量为283J
B.Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=+226kJ/mol
C.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数为1.204×1024
D.CO的燃烧热为283kJ/mol
【答案】D
【解析】A.28克CO完全燃烧,相当于1molCO完全燃烧。第一个热化学方程式中ΔH是2molCO完全燃烧所产生的热量,所以由此可知1molCO完全燃烧,放出的热量为KJ,故A错误;
B.Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g)与第二个热化学方程式有关,相当于第二个热化学方程式除以2,所以Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226kJ/mol ,故B错误;
C.①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol、②Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+O2(g) ΔH=-226 kJ/mol,则根据盖斯定律可知①×+②即得到Na2O2(s)+CO(g)=Na2CO3(s),所以该反应的反应热△H=-566 kJ/mol×-226 kJ/mol=-509kJ/mol。在反应中碳元素化合价从+2价升高到+4价,失去2个电子。因此CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时,电子转移数为2×6.02×1023 ,但CO(g)与Na2O2(s)反应未指明生成物状态,故C错误;
D.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol,所以CO的燃烧热为△H=-566 kJ/mol×=-283 kJ/mol ,故D正确;
故选D。
考向2 中和反应反应热的测定
例2(25-26高三上·广东·阶段检测)下列实验装置能达到相应实验目的的是
A.验证酸性:硫酸>碳酸>苯酚
B.测定中和反应的反应热
C.分离乙酸乙酯与乙醇溶液
D.制备并收集纯净的氯气
【答案】A
【解析】A.稀硫酸与反应生成,通入苯酚钠溶液生成苯酚,根据强酸制弱酸规律可验证酸性:硫酸>碳酸>苯酚,A正确;
B.银质搅拌器为金属材质,导热性强,会导致中和反应放出的热量快速散失,无法准确测定中和反应的反应热,B错误;
C.乙酸乙酯与乙醇互溶,分液操作仅适用于分离互不相溶的液体混合物,无法分离二者,C错误;
D.浓盐酸具有挥发性,与浓盐酸反应生成的中混有和水蒸气,装置无除杂环节,无法收集到纯净的氯气,D错误;
故选A。
解题妙招
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。
【变式1】(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)下列图示中,实验操作或方法符合操作规范的是
A.制备乙酸乙酯
B.测定中和热
C.溶液蒸发结晶
D.喷泉实验
【答案】D
【解析】A.乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解,收集乙酸乙酯应该用饱和碳酸钠溶液,A错误;
B.测定中和热需要环形玻璃搅拌棒搅拌,使溶液温度均匀,该装置缺少环形玻璃搅拌棒,操作不规范,B错误;
C.蒸发结晶溶液应该使用蒸发皿,图中仪器是坩埚,坩埚用于高温灼烧固体,不能用于蒸发溶液,C错误;
D.可以和NaOH溶液快速反应,使烧瓶内压强迅速降低,形成压强差,从而引发喷泉,操作符合规范,D正确;
故选D。
【变式2】(2026·广东梅州·模拟预测)下列实验装置及操作正确,且能达到实验目的的是
A.用甲装置探究反应物浓度对化学反应速率的影响
B.用装置乙制备溴苯和验证HBr的生成
C.用装置丙测定中和反应的反应热
D.用装置丁标定醋酸溶液的浓度
【答案】C
【解析】A.甲装置中,两个试管除了NaHSO3浓度不同外,没有统一的观察指标(如气泡产生速率、褪色时间等),无法准确比较反应速率,且该装置无法对气体生成速率进行定量比较,不能探究浓度对反应速率的影响,A错误;
B.苯和液溴在铁粉催化下发生取代反应生成溴苯和HBr,但苯和溴易挥发,挥发出来的溴单质也能与AgNO3溶液反应生成AgBr沉淀,会干扰HBr的验证,需要在中间加除溴的装置(如盛CCl4的洗气瓶),B错误;
C.装置丙符合中和热测定的要求:隔热层减少热量损失、温度计测量温度、玻璃搅拌器使溶液混合均匀、杯盖减少热量散失,可以准确测定中和反应的反应热,C正确;
D.醋酸是弱酸,用NaOH溶液滴定时,滴定终点呈碱性,甲基橙的变色范围是3.1~4.4(酸性范围),不能准确指示终点,应选用酚酞作指示剂;且滴定管应使用碱式滴定管(图中为酸式滴定管),D错误;
故答案为C。
【变式3】下列实验能达到对应目的是
A.制取氯气
B.检验乙炔
C.中和反应反应热的测定
D.制备氢氧化铁胶体
【答案】A
【解析】A.用MnO2和浓盐酸制取氯气需在加热条件下进行,图中装置为固液加热型,能达到目的,A正确;
B.电石与水反应生成乙炔的同时,会生成H2S等还原性气体,这些气体也能使酸性KMnO4溶液褪色,干扰乙炔检验,不能达到目的,B错误;
C.反应热的测定需环形玻璃搅拌棒使酸碱充分混合,装置中缺少搅拌棒,导致反应不均匀、温度测量不准确,不能达到目的,C错误;
D.制备氢氧化铁胶体时应将饱和FeCl3溶液滴入沸水中;饱和FeCl3溶液滴入NaOH溶液会生成Fe(OH)3沉淀,不能达到目的,D错误;
故答案选A。
考向3 能源的开发与利用
例3(25-26高三上·广东深圳·阶段检测)化学与科技、社会发展密切相关,下列说法不正确的是
A.我国自主研发的5G通信芯片核心材料是硅,其晶体属于共价晶体
B.北京冬奥场馆采用的碲化镉发电玻璃,属于无机非金属材料
C.十五运会的“源火”采自南海深处的可燃冰,可燃冰属于清洁可再生能源
D.“华龙一号”核电站利用核裂变反应发电,其中核燃料235U与238U互为同位素
【答案】C
【解析】A.Si是5G通信芯片的核心材料,Si是半导体材料,其晶体结构中Si原子通过共价键结合,属于共价晶体,A正确;
B.碲化镉为无机化合物,碲化镉发电玻璃属于新型无机非金属材料,常用于太阳能发电,B正确;
C.可燃冰是天然气水合物,主要成分为甲烷,属于化石燃料,不可再生,且燃烧会产生温室气体CO2,不属于清洁可再生能源,C错误;
D.235U和238U质子数相同,中子数不同,互为同位素,核裂变反应以235U为燃料,D正确;
故选C。
【变式1】(2026·广东深圳·模拟预测)科技发展见证国家强大,下列有关说法中正确的是
A.问天实验舱使用了石墨烯储存器,石墨烯属于有机高分子材料
B.长征6号丙运载火箭采用液氧煤油发动机,煤油属于可再生能源
C.磁悬浮列车使用钇钡铜氧化物作为超导材料,铜位于元素周期表的d区
D.最新投产的光量子通信芯片中所含的铌酸锂(LiNbO3)是一种无机盐
【答案】D
【解析】A.石墨烯是碳的单质,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,A错误;
B.煤油是石油分馏的产物,石油属于不可再生的化石能源,因此煤油属于不可再生能源,B错误;
C.铜的价电子排布为,位于元素周期表ds区,不属于d区,C错误;
D.铌酸锂由金属阳离子和酸根阴离子构成,属于无机盐,D正确;
故答案为D。
【变式2·变情境】(2026·广东茂名·二模)能源利用的每一次变革都推动人类文明巨大进步。下列说法正确的是
A.太阳能、风能、地热能都是新能源
B.钻木取火是将热能转化为化学能的过程
C.甲醇燃料电池中,通入甲醇一端的电极为正极
D.煤的干馏和石油的分馏原理一致,都是物理变化
【答案】A
【解析】A.新能源是指传统化石能源之外、正处于开发推广阶段的能源,太阳能、风能、地热能均属于新能源,A正确;
B.钻木取火是通过摩擦将机械能转化为热能,使温度达到木材着火点,燃烧过程是化学能转化为热能,不存在热能转化为化学能的过程,B错误;
C.燃料电池中,通入燃料的电极发生失电子的氧化反应,为负极,甲醇是燃料,因此通入甲醇的一端为负极,C错误;
D.煤的干馏是隔绝空气加强热使煤分解的过程,有新物质生成,属于化学变化;石油分馏是利用各组分沸点差异分离混合物,无新物质生成,属于物理变化,二者原理不同,D错误;
故选A。
【变式3·变考法】(25-26高三下·广东·阶段检测)目前,我国已经建成全世界规模最大、产业链最齐全的新能源产业体系。以下不属于新能源使用的是
A.研制大推力氢氧火箭发动机 B.推广使用电动汽车
C.火电厂燃煤发电 D.光伏发电
【答案】C
【解析】A.氢氧火箭发动机使用氢能,氢能属于清洁新能源,属于新能源使用,A不符合题意;
B.推广电动汽车可替代传统燃油车,使用的电能属于新能源应用范畴,属于新能源使用,B不符合题意;
C.燃煤发电使用的煤是传统化石能源,燃烧会排放大量二氧化碳及污染物,不属于新能源使用,C符合题意;
D.光伏发电利用太阳能,太阳能属于清洁新能源,属于新能源使用,D不符合题意;
故选C。
考点三 盖斯定律 反应热计算
知●识●解●构
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,其反应热是相同的。即:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
2.意义:间接计算某些反应的反应热。
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:aA(g)===B(g) ΔH1
反应Ⅱ:B(g)===aA(g) ΔH2
Ⅰ=-Ⅱ
ΔH1=-ΔH2
反应Ⅰ:aA(g)===B(g) ΔH1
反应Ⅱ:A(g)===1/aB(g) ΔH2
Ⅰ=a×Ⅱ
ΔH1=a×ΔH2
/
ΔH=ΔH1+ΔH2
或ΔH=ΔH3+ΔH4+ΔH5
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“产物”,计算反应放出或吸收的热量。
2.根据燃烧热数据,计算反应放出的热量
计算公式:Q=燃烧热×n(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E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。
4.利用键能计算反应热的方法
(1)熟记反应热ΔH的计算公式:ΔH=E(反应物的总键能之和)-E(生成物的总键能之和)
(2)注意特殊物质中键数的判断
物质(1 mol)
P4
C(金刚石)
石墨
Si
SiO2
CO2
CH4
化学键
P—P
C—C
C—C
Si—Si
Si—O
C==O
C—H
键数(mol)
6
2
1.5
2
4
2
4
5.利用盖斯定律计算
(1)运用盖斯定律的技巧——“三调一加”
一调: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,改写已知的热化学方程式。
二调:根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。
三调:调整中间物质的化学计量数。
一加:将调整好的热化学方程式及其ΔH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,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
知识点3 反应热大小的比较
1.看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:
2.看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小,还要考虑其符号。
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ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。
4.看反应的程度。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。
5.比较方法
(1)直接比较法
①物质燃烧时,可燃物物质的量越大,燃烧放出的热量越多。
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:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时,放出的热量为197 kJ,实际上向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),反应达到平衡后,放出的热量要小于197 kJ。
(2)盖斯定律比较法
①同一反应,生成物状态不同时
如A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0
C(g)===C(l) ΔH3<0
ΔH1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,
所以ΔH2<ΔH1。
②同一反应,反应物状态不同时
如S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
S(g)===S(s) ΔH3<0
ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。
考●向●破●译
考向1 盖斯定律的应用
例1(2026·广东·一模)在标准状况下,1mol离子晶体完全分离成气态阳离子、阴离子所吸收的能量可以用(U)来表示,是离子晶体,其(U)的实验值可通过玻恩—哈伯热力学循环图计算得到。下列说法不正确的是
已知 ;
A.
B.键能为
C.
D.Li第一电离能
【答案】D
【解析】A.由图可知,和结合为放出的能量为,而代表的是完全分离成和所吸收的能量,A正确;
B.的键能为变为吸收的能量,由图可知,为,B正确;
C.由已知可得,C正确;
D.第一电离能为气态基态原子失去一个电子变为气态基态正离子所吸收的能量,代表变为吸收的能量,即所以。由图可知,所以,D错误;
故选D。
解题妙招
利用盖斯定律求反应热的三步流程
找出
根据待求解的热化学方程式中的反应物和生成物找出可用的已知热化学方程式
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ΔH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ΔH的值
加和求ΔH
将调整好的热化学方程式和ΔH分别进行加和。确定目标反应的焓变ΔH
【变式1】(2026·广东·模拟预测)在密闭容器中,和会发生反应:
① ;
② ;
③ 。
反应①②③的吉布斯自由能变随温度的变化关系如图所示,其中a为反应①的随温度的变化曲线。下列说法错误的是
A. B.c表示反应②的随温度的变化关系
C.压缩容器体积,平衡时的体积分数会增大 D.
【答案】D
【分析】反应②为吸热反应,,若能自发进行,则必须满足,高温下,故c表示反应②的随温度的变化关系,则b表示反应③的随温度的变化关系,据此解答。
【解析】A.反应①、反应③均为反应物分子数目减少的反应,,且低温下满足,则两个反应均为放热反应,故x和y均小于0,A正确;
B.根据分析,c表示反应②的随温度的变化关系,B正确;
C.反应①、反应③均为反应物分子数目减少的反应,压缩容器体积,平衡均正向移动,平衡时的体积分数会增大,C正确;
D.根据盖斯定律可知,则,D项错误;
故选D。
【变式2】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
+89
+121.5
-349
-717
-436.5
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】根据盖斯定律:++++=,解得=;故选B;
【变式3】如图为铑(Rh)配合物催化醛酮氢化反应的机理示意图,1、2、3、4四步反应的焓变分别为、、、,R、、代表某特定基团。下列说法中错误的是
A.为该反应的催化剂
B.若,则总反应放热
C.若步骤2的活化能最大,则该步骤为反应的决速步
D.若反应物分别为乙醛和,则反应产物为
【答案】B
【解析】A.在步骤1中参加反应,在步骤4中又生成,由反应机理知为该反应的催化剂,A正确;
B.由总反应焓变知,根据盖斯定律,若,则,总反应吸热,B错误;
C.活化能最大,说明反应此时反应速率较慢,此步骤为反应的决速步,C正确;
D.由题图可推断该反应原理是:,若反应物分别为乙醛和,则反应产物为,D正确;
故选B。
考向2 反应热的相关计算
例2(25-26高三上·重庆·阶段检测)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a kJ/mol,O-H键能为b kJ/mol,CO( g)中碳氧键键能为c kJ/mol,则键能(单位:kJ/mol)为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】本题结合盖斯定律和键能与反应焓变的关系(反应物总键能−生成物总键能)计算,步骤如下:
首先利用反应②计算键能: 反应②:,含1个键,含2个键,设键能为,根据键能规则:,代入已知条件、,整理得:,利用盖斯定律得到目标反应,代入计算键能: 根据盖斯定律,用反应③反应①得:,设所求键能为,含2个键,反应物中碳氧键键能为,再次用键能规则:,代入和:,整理得:,
故答案选A。
解题妙招
计算反应热模型构建
【变式1·变载体】第十四届全国人民代表大会第三次会议在北京召开,《政府工作报告》指出“加强污染防治和生态建设。持续深入推进蓝天、碧水、净土保卫战。”工业上常用在复合组分的催化剂作用下还原大气污染物,生成固体,同时生成和液态。已知一些物质的燃烧热如下表所示:
物质
燃烧热/
下列说法正确的是
A.燃烧生成,放出的热量
B.
C.同一条件下,相同质量的完全燃烧放出的热量比多
D.的,其反应物的键能之和小于生成物的键能之和
【答案】D
【解析】A.燃烧热指1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物的反应热,S的稳定氧化物是气态,且表中给出的是的燃烧热,能量低于,生成比生成额外放出液化的热量,因此1mol 燃烧生成放出的热量不等于297.2kJ,A错误;
B.的燃烧热对应生成的含氢产物为液态,该反应生成气态,放出的热量更少,大于,B错误;
C.相同质量下,1 g 完全燃烧放热约为,1 g 完全燃烧放热约为,放出的热量更多,C错误;
D.该反应为放热反应,反应物总键能生成物总键能,因此反应物的键能之和小于生成物的键能之和,D正确;
故选D。
【变式2】 (25-26高三上·山西·阶段检测)已知一定条件下的热化学方程式: , (a、b均大于0),为提供分解所需的能量,理论上需要燃烧的物质的量为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据热化学方程式,分解1 mol CaCO3需要吸收a kJ能量;燃烧CO的反应()中,ΔH = -b kJ·mol-1表示燃烧2 mol CO释放b kJ能量,故燃烧1 mol CO释放kJ能量。设需燃烧x mol CO,则释放能量为kJ,令= a,解得= mol,A正确。
故答案选A。
【变式3·变考法】(2026·海南儋州·二模)恒压下,由最稳定的单质生成1 mol某纯物质时的焓变,叫做该物质的标准摩尔生成焓,用()表示,有关物质的如图所示。
下列有关判断正确的是
A.H2O(l)的
B.金刚石比石墨稳定
C.金刚石的燃烧热为393.5 kJ·mol-1
D.1 mol石墨与O2(g)的键能之和大于2 mol CO的键能之和
【答案】A
【解析】A.,液化过程放热,生成液态水放出更多热量,因此的,A正确;
B.,反应吸热,金刚石能量高于石墨,石墨比金刚石稳定,B错误;
C.,该数值为石墨的燃烧热,金刚石能量高于石墨,其燃烧热不等于,C错误;
D.,反应物总键能生成物总键能,1mol石墨与O2的键能之和小于1molCO的键能之和,则1 mol石墨与O2(g)的键能之和小于2 mol CO的键能之和,D错误;
故选A。
考向3 反应热大小的比较
例3(25-26高三上·天津武清·阶段检测)下列依据热化学方程式得到的结论正确的是
A.已知:P(s,白磷)=P(s,红磷),则白磷比红磷稳定
B.已知: ,则氢气的燃烧热为
C.已知: ,则含40.0gNaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和,放出热量57.3kJ
D.已知: ; ,则
【答案】D
【解析】A.白磷转化为红磷的,为放热反应,说明白磷的总能量高于红磷;物质能量越低越稳定,因此红磷比白磷稳定,A错误;
B.氢气的燃烧热定义为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,题给反应生成的是气态水,因此氢气的燃烧热不是,B错误;
C.浓硫酸稀释过程会放出大量热,因此含(即1mol)的稀溶液与浓硫酸完全中和时,总放出热量大于,C错误;
D.2 mol 碳完全燃烧生成放出的热量多于不完全燃烧生成放出的热量,放热反应的为负值,放出热量越多,越小,因此,D正确;
故答案选D。
【变式1·变载体】(25-26高三上·山东泰安·阶段检测)下列有关叙述正确的是
A.在任何条件下,化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
B.将等体积的的盐酸和醋酸分别加水稀释至,盐酸需要加入的水的体积更大
C.已知 ,则固体与足量稀盐酸充分混合放出热量
D.相同条件下,若、所具有的能量分别为、,则
【答案】D
【解析】A.焓变仅在等压条件下等于化学反应的反应热,并非在任何条件下都成立,A错误;
B.盐酸是强酸,完全电离,稀释时c(H+)变化与体积成正比;醋酸是弱酸,部分电离,稀释时电离度增大,c(H+)变化较慢。因此,将等体积pH=1的溶液稀释至pH=2,醋酸需要更大的稀释倍数,加入的水的体积更大,而盐酸需要的水体积较小,B错误;
C.ΔH=-57.3 kJ/mol 表示溶液中H+和OH-反应的中和热,但KOH固体溶解过程会放热,因此与稀盐酸反应的总放热量大于57.3 kJ,C错误;
D.O2分子由O原子通过化学键结合形成,该过程释放能量,因此2 mol O原子的总能量(2E1)高于1 mol O2分子的能量(E2),即2E₁ > E₂正确,D正确;
故此题选D。
【变式2】(25-26高三上·山西运城·阶段检测)下列说法正确的是
A. ,加入催化剂,降低
B.利于反应自发进行的条件为高温
C. ,则正反应的活化能小于逆反应的活化能
D. , ,
【答案】C
【解析】A.催化剂只改变反应速率,不影响焓变ΔH,因为ΔH是状态函数,与路径无关;A错误;
B.该反应是气体分子数减少的放热反应,ΔH<0、ΔS<0,根据,由于该反应中、,升高温度会使值增大,不利于反应自发进行,因此高温不利于该反应自发;B错误;
C.焓变与活化能的关系为,该反应ΔH<0,因此,即正反应活化能小于逆反应活化能,C正确;
D.固体Na变为气态Na需要吸热:,根据盖斯定律可得,即,与选项描述矛盾,D错误;
故答案为C。
【变式3·变考法】世界各国科学家正在加强能源技术的开发与创新。下列说法错误的是
A.开发使用锂离子电池能够有效提高电池的能量密度
B.测定中和反应的反应热,用温度计采集锥形瓶内溶液温度的变化
C.若 , ,则
D. ,则正反应的活化能小于逆反应的活化能
【答案】B
【解析】A.锂离子电池是典型的高能量密度二次电池,开发使用锂离子电池确实能有效提高电池能量密度,A正确;
B.测定中和反应的反应热时,反应容器是大小烧杯,夹层填充隔热材料减少热量损失,不是锥形瓶,B错误;
C.等量气态硫的能量高于固态硫,二者完全燃烧生成等量时,气态硫放出的热量更多,因此,C正确;
D.反应焓变正反应活化能逆反应活化能,该反应,因此正反应活化能小于逆反应活化能,D正确;
故选B。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2026·广东卷)中国科技多方位成就世界之最。下列说法正确的是
A.“氢”装上阵:兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机研制成功。燃烧属于放热反应
B.“黑色黄金”:T1200级超高强度碳纤维实现百吨级量产。碳纤维是天然高分子
C.“会飞的电站”:高空风力发电捕风伞使用氦气球升空。和中子数相同
D.“镁铈”成双:嫦娥五号月壤中发现含镁、含铈两种新矿物。镁和铈位于同周期
【答案】A
【解析】A.所有燃烧反应均为放热反应,燃烧释放热量,属于放热反应,A正确;
B.碳纤维主要成分为碳单质,是人工合成的高性能材料,不属于天然高分子,B错误;
C.中子数=质量数-质子数,中子数为,中子数为,二者中子数不相同,C错误;
D.镁元素位于第三周期,铈为镧系元素,位于第六周期,二者不位于同周期,D错误;
故选A。
2.(2026·广东卷)我国科学家在深海发现化能合成生物群落,硫化物的氧化可为生物活动提供能量。
则___________(用和表示)。
【答案】
【解析】根据盖斯定律,,故;
3.(2025·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
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据目标方程式与原方程式的特点可知,将原方程式进行(①-3×②+③)变换,可得目标方程式,所以,ΔH应为,据此解答。
【解析】A.选项A的表达式为,但根据推导结果,ΔH应为,与A不符,A错误;B.推导过程中,通过组合反应①、③及反转的反应②×3,得到总ΔH为,再除以4得,与选项B一致,B正确;C.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;D.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。
4.(2025·北京卷)为理解离子化合物溶解过程的能量变化,可设想固体溶于水的过程分两步实现,示意图如下。
下列说法不正确的是
A.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,与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关
【答案】C
【分析】由图可知,固体溶于水的过程分两步实现,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程;第二步为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。
【解析】A.由图可知,固体溶解过程的焓变为,为吸热过程,A正确;B.由图可知,固体溶于水的过程分两步实现,由盖斯定律可知,即,B正确;C.由分析可知,第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-,此过程离子键发生断裂,为吸热过程,a>0;第二步为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,b<0,C错误;D.由分析可知,溶解过程的能量变化,却决于固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量有关,即与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关,D正确;故选C。
5.(2025·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,中部分进程已省略)。
下列说法正确的是
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
【答案】C
【解析】A.由图可知,生成物能量高,总反应为吸热反应,A错误;B.平衡常数只和温度有关,与催化剂无关,B错误;C.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;D.活化能高的反应速率慢,是反应的决速步骤,故决速步骤为*CH3CHCH3→*CH3CHCH2+*H或*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H,D错误;故选C。
6.(2025·北京卷)依据下列事实进行的推测正确的是
事实
推测
A
固体与浓硫酸反应可制备气体
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
盐酸和溶液反应是吸热反应
D
的沸点高于
的沸点高于
【答案】D
【解析】A.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I⁻生成I2,得不到HI,A错误;B.BaSO4不溶于盐酸,不会产生有毒的钡离子,可做钡餐使用,而BaCO3会与胃酸反应生成有毒的Ba2+,不能替代BaSO4,B错误;C.盐酸与NaHCO3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;D.H2O因含有分子间氢键,沸点高于H2S,同理HF也含有分子间氢键,沸点高于HCl,D正确;故选D。
7.(2024·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
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据盖斯定律反应①+②-③可得反应:,该反应,根据反应物键能和-生成物键能和可得:4c+2b-3a-中的碳氧键键能=,中的碳氧键键能=(),故B正确;故选:B。
8.(2024·海南卷)已知时,,的临界温度(能够液化的最高温度)为,下列说法错误的是
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
【答案】D
【解析】A.氢气燃烧热为1mol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;B.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;C.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;D.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2g氢气所需时间不同,消耗的电功不同,故D错误;故选D。
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