专题01 化学反应的热效应(知识清单)(全国通用)2027年高考化学一轮复习讲练测
2026-08-18
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摘要:
该高中化学高考复习知识清单聚焦“化学反应的热效应”专题,涵盖知识脑图搭建、5大考点(反应热焓变、热化学方程式等)、素养进阶(技法提炼与易错剖析)及优题精练,构建完整知识体系。
清单采用基础梳理与重难突破分层设计,如焓变计算要点提炼键能关系,技法点拨“四看法”比较反应热、盖斯定律“三调一加”技巧,易错剖析标注热化学方程式书写误区,培养科学思维与化学观念。优题精练结合真题,助力学生自主复习,教师可依此优化教学策略。
内容正文:
专题01 化学反应的热效应
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01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架,搭建知识体系
02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点,突破重点难点
考点01 反应热 焓变
考点02 热化学方程式
考点03 反应热的测量
考点04 燃烧热 能源的综合利用
考点05 反应热的计算
03素养进阶·答题技法突破——提炼解题范式,提升答题素养
▶技法提炼·审题点拨
技法点拨01 键能与反应热的关系
技法点拨02 热化学方程式的书写正误判断
技法点拨03 燃烧热和中和反应反应热的注意事项
技法点拨04 运用盖斯定律的技巧和注意事项
技法点拨05 “四看法”比较反应热(ΔH)的大小
▶易错剖析·避坑攻略
易错剖析01 放热反应和吸热反应的认识易错易混点
易错剖析02 热化学方程式表示中和热和燃烧热的易错点
易错剖析03 应用盖斯定律时要注意的问题
04优题精练·专题实战通关——精选优质试题,强化实战应用
知识脑图·核心脉络搭建
考点深研·知能分层突破
考点01 反应热 焓变
基础梳理・自主夯基——核心背记
1.焓变、反应热
(1)焓(H):用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH):ΔH=________________________,单位____________。
(3)反应热:指当化学反应在一定______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____________。
(4)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:____________。
2.吸热反应与放热反应
(1)化学反应中能量变化与反应物和生成物焓(H)的关系
反应物总焓大于生成物总焓,反应______
反应物总焓小于生成物总焓,反应______
(2)从微观化学反应过程化学键的变化的角度
用键能计算ΔH时,ΔH=______的总键能—______的总键能,其中:
各物质的键能=该物质的物质的量×______数目之和。
(3)常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
常见反应
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盐类的水解反应
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
③C和H2O(g)、C和CO2的反应
④大多数分解反应
⑤需要持续加热的反应
3.活化能与焓变的关系
a.催化剂能______反应的活化能,但不影响焓变的______及平衡转化率。
b.在无催化剂的情况,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=________,活化能大小影响____________。
c.起点、终点能量高低判断反应的ΔH,并且物质的能量越低,物质越______。
重难突破・考向深研——要点提炼
1.对焓和焓变的理解
(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。
(3)物质的物理变化过程中,也会有能量的变化,不属于吸热反应或放热反应;
(4)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体在常温常压下即可进行,而很多放热反应需要在加热的条件下引发才能进行,如铝热反应。
2.焓变与物质能量和键能的关系
(1)焓变与反应中物质能量变化的关系
①焓变与能量变化的关系:ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量);
②焓变与活化能(Ea)的关系:ΔH=Ea(正反应)-Ea(逆反应)。
(2)焓变与物质总键能的关系
ΔH=∑E(反应物的总键能)-∑E(生成物的总键能)
考点02 热化学方程式
基础梳理・自主夯基——核心背记
1.热化学方程式
(1)概念:表示参加反应物质的量和______的关系的化学方程式。
(2)意义:不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的______变化。
例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,表示在25 ℃和1.01×105 Pa下,1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol______时____________的热量。
2.热化学方程式的书写
(1)写出化学方程式并注明各物质的聚集状态。
热化学方程式的化学计量数表示的是________,可以是______或______。
物质的聚集状态:固态用“____”,液态用“____”,气体用“____”,溶液用“____”。
(2)注明反应时的温度和压强。常用的ΔH的数据,一般都是____________时的数据,可以不特别注明。
(3)用ΔH表示化学反应热,ΔH必须与化学方程式一一对应,注意“+”“-”和单位_________。
(4)ΔH的单位中“mol-1”的含义
对一个化学反应,ΔH的单位中“mol-1”不是指每摩尔具体物质,而是指“每摩尔______”。
重难突破・考向深研——要点提炼
1.热化学方程式的书写要点
(1)热化学方程式与化学(离子)方程式的3个不同点
①热化学方程式一般不注明反应条件;
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。
(2)ΔH应包括“+”或“-”、数值和单位(kJ·mol-1)。
(3)可逆反应的ΔH表示完全反应的热量变化,与反应是否可逆无关。如N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,表示在101 kPa、25 ℃时,1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应,不可能生成2 mol NH3(g),故实际反应放出的热量小于92.4 kJ。正、逆反应的ΔH的绝对值相等,符号相反。
(4)同素异形体之间转化的热化学方程式(如金刚石和石墨)除了要注明物质的聚集状态之外,还要注明物质的名称。
考点03 反应热的测量
基础梳理・自主夯基——核心背记
1.强酸和强碱中和反应反应热的测定原理
ΔH=-
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。
2.实验装置
仪器各部分的作用
①搅拌器或环形玻璃搅拌棒的作用是使________________________。
②保温层的作用是__________________。
③温度计的作用是测定反应前后反应体系的______。
3.注意事项
(1)所用装置要尽可能做到______、______;实验操作时动作______,尽量减少热量的损失。
(2)所用溶液的配制必须准确,且浓度要小;为保证酸完全被氢氧化钠中和,要使氢氧化钠______。
(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)要使用同一支温度计,温度计读数要尽可能准确;水银球部位一定要完全浸没在溶液中,且要稳定一段时间后再读数,以提高测量的______;两次读数的时间间隔要短,这样才能读到______温度,即最终温度。
(5)实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱酸或弱碱的电离______,会使测得的反应热数值的绝对值______。
(6)可采用多次测量取平均值的方法,减小实验误差。
重难突破・考向深研——要点提炼
1.中和反应反应热的测量实验操作要点
(1)使用隔热层(碎泡沫塑料或纸条)及杯盖——减少热量损失。
(2)量取反应物,测反应前温度——要用NaOH稀溶液、稀盐酸。
(3)混合反应物,测反应后温度——测反应后混合液的最高温度。
(4)重复实验2~3次,减小系统误差。
2.中和反应反应热的测量误差分析
(1)大量的实验测得,25 ℃和101 kPa下,强酸和强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时,放出57.3 kJ的热量。测得的数据小于57.3,分析产生误差的可能原因有:
①量热计保温效果不好;
②溶液混合时速度不够快;
③反应不充分;
④测量盐酸后温度计没有洗净就测量NaOH溶液的温度。
(2)中和反应反应热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热,其数值与反应物的量的多少无关。
(3)若用NaOH固体或NaOH浓溶液代替NaOH溶液,NaOH固体溶于水(NaOH溶液稀释)时放热,使测得的反应热的数值偏大。
(4)用浓硫酸代替盐酸,浓硫酸溶于水时放热,使所测反应热的数值偏大;用醋酸代替盐酸,弱酸、弱碱电离时吸热,使所测反应热的数值偏小;若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定反应热,生成BaSO4沉淀时还会放出一部分热量,使所测反应热的数值偏大。
考点04 燃烧热 能源的综合利用
基础梳理・自主夯基——核心背记
1.燃烧热
(1)概念:在101 kPa时,______纯物质完全燃烧生成____________时所放出的热量。
单位:______,通常利用量热计由实验测得。
燃烧元素
C
H
S
N
稳定产物及状态
(2)意义:
甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,或ΔH=-890.3 kJ·mol-1,它表示25 ℃、101 kPa时,______甲烷完全燃烧生成____________和____________时______890.3 kJ的热量。
(3)表示燃烧热的热化学方程式的书写
书写燃烧热的热化学方程式时,以燃烧______可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成____________。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
2.能源的分类
重难突破・考向深研——要点提炼
1.对燃烧热的理解
反应条件
25 ℃和101 kPa(书中给出的燃烧热数值均为此条件下测得)
可燃物用量
1 mol
完全燃烧生成产物
是指单质或化合物燃烧后变为指定产物,即完全燃烧时,下列元素要生成对应的物质:C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)、N→N2(g)
ΔH
为放热反应,ΔH均为负值
文字叙述燃烧热
用正值或ΔH表示,例如,CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1或 ΔH=-890.3 kJ·mol-1
考点05 反应热的计算
基础梳理・自主夯基——核心背记
1.盖斯定律
(1)盖斯定律:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是______的,这就是盖斯定律。
(2)盖斯定律表明,在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的______和______有关,而与反应进行的______无关。
则有:ΔH=____________=____________
2.盖斯定律的应用
根据盖斯定律,可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。
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
反应Ⅰ:aA(g)===B(g) ΔH1
反应Ⅱ:A(g)===B(g) ΔH2
——
即:若一个化学方程式可由n个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为这n个化学反应焓变的代数和。
3.反应热大小的比较
(1)根据反应物的量的大小关系比较反应焓变大小
①H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2
反应②中H2的量更多,因此放热更多,反应①和②都是______反应,故ΔH1____ΔH2。
(2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
③C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH3
④C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH4
反应④中,C完全燃烧,放热更多,反应③和④都是______反应,故ΔH3____ΔH4。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
物质的气、液、固三态变化时的能量变化如下:
⑤S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH5
⑥S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH6
由于S(g)的能量大于S(s)的能量,故反应⑤放热更多,故ΔH5____ΔH6。
(4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
⑦2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s) ΔH7
⑧2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH8
由⑦-⑧可得2Al(s)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+Al2O3(s) ΔH=ΔH7-ΔH8,已知铝热反应为______反应,即ΔH____0,ΔH7____ΔH8。
重难突破・考向深研——要点提炼
1.应用盖斯定律计算ΔH的方法
根据如下两个反应:
Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
选用两种方法,计算出C(s)+O2(g)===CO(g)的反应热ΔH3。
(1)虚拟路径法
反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的途径可设计如图:
ΔH1=ΔH3+ΔH2,则ΔH3=-110.5 kJ·mol-1。
(2)加合法
依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数,调整已知方程式,最终加合成目标方程式,ΔH同时作出相应的调整和运算。
①写出目标反应的热化学方程式,确定各物质在各反应中的位置:C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH3;
②将已知热化学方程式Ⅰ-Ⅱ,可得目标热化学方程式:C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH3=ΔH1-ΔH2,则ΔH3=-110.5 kJ·mol-1。
2.反应热大小的比较方法
(1)比较反应热(ΔH)时,要带上“+”、“—”号比较,不能只比较数值。对于放热反应(ΔH<0),ΔH的数值越大,放出的热量越少;对于吸热反应(ΔH>0), ΔH的数值越大,吸收的热量越多。
(2)同一反应,生成物的状态不同时:
A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0 A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0 存在ΔH2<ΔH1。
(3)同一反应,反应物的状态不同时:
A(s)+B(g)===C(l) ΔH1<0 A(g)+B(g)=C(l) ΔH2<0 存在ΔH2<ΔH1。
(4)同种燃料燃烧时,燃烧产物越稳定,放出的热量越多,ΔH越小。
素养进阶·答题技法突破
技法提炼・审题点拨——技巧总结
【技法点拨01】键能与反应热的关系
(1)化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示:
其中,E1可看作反应物断裂化学键吸收的总能量,E2可看作生成物形成化学键放出的总能量,E1与E2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反应为放热反应。故焓变计算公式:ΔH=E(反应物的总键能)-E(生成物的总键能)。
(2)化学键断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。
(3)利用键能计算反应热的关键,是弄清物质中化学键的数目,清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。
物质(化学键)
CO2
(C==O)
CH4
(C—H)
P4
(P—P)
SiO2
(Si—O)
石墨
(C—C)
金刚石
(C—C)
S8
(S—S)
Si
(Si—Si)
每个微粒所含键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
【技法点拨02】热化学方程式的书写正误判断
【技法点拨03】燃烧热和中和反应反应热的注意事项
(1)强酸、强碱的稀溶液反应发生中和反应生成1 mol液态H2O放出的热量为57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热,与碱反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ。当中和反应有沉淀生成时,生成1 mol H2O(l)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,所以文字描述时可不带“-”,但其焓变(ΔH)为负值。
(3)当用热化学方程式表示中和热时,生成H2O(l)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。
(4)燃烧热概念中的“完全燃烧生成稳定氧化物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的物质。完全燃烧时,下列元素要生成对应的物质:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g),N→N2(g)等。
(5)根据燃烧热计算物质完全燃烧放出的热量:Q=n(可燃物)×|ΔH|,其中ΔH代表燃烧热。
【技法点拨04】运用盖斯定律的技巧和注意事项
(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,焓变ΔH也必须乘上该数。
②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,焓变ΔH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,但绝对值不变。
【技法点拨05】“四看法”比较反应热(ΔH)的大小
易错剖析・避坑攻略——易错归纳
【易错点01】放热反应和吸热反应的认识易错易混点
(1)吸热反应和放热反应均为化学变化。
(2)吸热反应和放热反应与反应条件没有必然联系,需要加热的反应也可能是放热反应。
(3)一般来说,物质具有的能量越低,物质越稳定;物质内的总键能越大,物质越稳定。
(4)物质的物理变化过程中,也会有能量的变化,不属于吸热反应或放热反应。
常见的放热过程有:①浓硫酸稀释、NaOH溶于水;②物态变化:气态→液态→固态。
常见的吸热过程有:①NH4NO3溶于水;②弱电解质的电离;③物态变化:固态→液态→气体。
【易错点02】热化学方程式表示中和热和燃烧热的易错点
(1)中和热是强酸、强碱的稀溶液反应生成1 mol液态H2O放出的热量,为57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热,与碱反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ。当中和反应有沉淀生成时,生成1 mol H2O(l)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,所以文字描述时可不带“-”,但其焓变(ΔH)为负值。
(3)当用热化学方程式表示中和热时,生成H2O(l)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。
【易错点03】应用盖斯定律时要注意的问题
(1)叠加各反应式时,有的反应要逆向写,ΔH符号也相反,有的反应式要扩大或缩小,ΔH也要相应扩大或缩小。
(2)比较反应热大小时,反应热所带“+”“-”均具有数学意义,参与大小比较。
(3)利用键能计算反应热时,要注意物质中化学键的个数。如1 mol NH3中含有3 mol N—H键,1 mol P4中含有6 mol P—P键等。
(4)同一物质的三态变化(固、液、气),状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
优题精练·专题实战通关
1.(26-27高三上·湖北武汉·开学考试)中华文化源远流长。下列诗句或谚语中涉及吸热反应的是
A.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲
B.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
C.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
D.天窗尽见千山雪,雪未消时月正明
2.(2026·浙江宁波·模拟预测)利用石膏可以制备生成硫酸的原料SO2,主要发生如下反应:
①
②
③
下列说法不正确的是
A.
B.反应①在较高温度下可自发进行
C.恒温下增大压强,再次达到平衡时,SO2浓度增加
D.利用CaSO4与SiO2的混合物制备SO2有利于节约能耗
3.工业上由和合成气态甲醇的热化学方程式为: 。已知该反应是放热反应。下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图正确的是
A. B.
C. D.
4.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A.已知:正丁烷(g)===异丁烷(g) ΔH<0,则正丁烷比异丁烷稳定
B.已知:C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 478.8 k·mol-1,则C2H4的燃烧热ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,但稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量大于57.3 kJ
D.已知:S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
5.已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热,Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2 放热。下列关于ΔH的判断正确的是( )
CO(aq)+H+(aq) HCO(aq) ΔH1
HCO(aq)+H+(aq) H2CO3(aq) ΔH2
H2CO3(aq)H2O(l)+CO2(g) ΔH3
OH-(aq)+H+(aq) H2O(l) ΔH4
A.ΔH1<0 ΔH2>0 B.ΔH2+ΔH3>0
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3>0 D.ΔH2<ΔH4
6.(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
7.(2026·重庆·模拟预测)下表为某些化学键的键能化学键键能:
化学键
N-N
N-H
键能(kJ/mol)
154
500
942
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法不正确的是
A.相同条件下N2比O2稳定
B.表中的x=391
C.
D.图中的
8.(25-26高三上·江西景德镇·期末)下列选项正确的是
A.图①可表示 的能量变化
B.图②中表示碳的燃烧热
C.实验的环境温度为20℃,将物质的量浓度相等、体积分别为、的、溶液混合,测得混合液最高温度如图③所示
D.某反应过程中的能量变化曲线如图④所示,可知反应由两步构成:;稳定性:
9.(2026·重庆·三模)化学兴趣小组探究Na2CO3固体溶解过程中的能量变化,设计如下过程:
已知:Na2CO3存在多种水合物Na2CO3·xH2O(x=1,7,10)。
下列说法正确的是
A.
B.利用图乙装置可直接测定、和
C.碳酸钠溶液呈碱性,搅拌器可以用铜质搅拌器
D.,且
10.(2026·浙江杭州·二模)酸催化下与混合溶液的反应:
已知:
下列说法正确的是
A.
B.室温下,若,则溶解度:
C.其他条件不变时,将换成,反应速率减慢
D.溶解过程的能量变化,取决于固体中微粒间作用力的强弱
11.(25-26高三下·重庆·阶段检测)物质溶解包括两个过程:①溶质分子或离子的解离过程;②溶质分子或离子和溶剂分子进行新的结合,即溶剂化过程。NaCl固体溶于水过程示意图如图,下列说法错误的是
A.
B.,且
C.若改用乙醇溶解NaCl,乙醇与离子的溶剂化作用强度弱于水,会变大
D.若将NaCl固体粉碎为纳米颗粒,离子离散时与水分子接触更充分,会减小
12.标准摩尔生成焓,是指标准状态下由元素最稳定的单质生成1 mol化合物时的焓变。最稳定单质的标准摩尔生成焓为0。一定条件下,在水溶液中1 mol含氯的阴离子的生成焓与氯元素的化合价关系如图所示。下列叙述正确的是
A.在含氯阴离子中,最不稳定
B.的标准摩尔生成焓最大,最不稳定
C.
D.氯的化合价越高,对应的阴离子越活泼
13.(2026·重庆·二模)在时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
则 为
A. B.
C. D.
14.(2026·浙江·二模)卤化铵()的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.
C.相同条件下,的比的大
D.相同条件下,的比的大
15.(25-26高三下·重庆九龙坡·开学考试)设计如下路线探究固体溶解过程的能量变化。下列说法不正确的是
注:①离子在水中往往以水合离子形式存在,如水合钠离子,简写作。
②碳酸钠水合物有和三种。
A.由于和还可能生成等物质,难以实验直接测定
B.水合钠离子的示意图:
C.根据盖斯定律,
D.根据各微粒的状态,可推测和均大于0
16.(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示:
反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)的焓变ΔH= kJ·mol-1。
(2)制备该合成气的一种方法是以CH4和H2O为原料,有关反应的能量变化如图所示。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(3)1 mol CH4(g)完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下,CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2,写出该反应的热化学方程式:
。
(4)如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程,则总反应的热化学方程式为
。
(5)已知用NaAlO2制备αAl(OH)3及能量转化关系如图:
反应②的热化学方程式为 。
(6)在αFe(Ⅲ)铁原子簇表面,以N2和H2为原料合成氨的反应机理如下:
①H2(g)===2H(g) ΔH1
②N2(g)+2H(g)2(NH)(g) ΔH2
③(NH)(g)+H(g)(NH2)(g) ΔH3
④(NH2)(g)+H(g)NH3(g) ΔH4
总反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH。则ΔH4= (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH的式子表示)。
$专题01 化学反应的热效应
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01知识脑图·核心脉络搭建——梳理专题框架,搭建知识体系
02考点深研·知能分层突破——深挖高频考点,突破重点难点
考点01 反应热 焓变
考点02 热化学方程式
考点03 反应热的测量
考点04 燃烧热 能源的综合利用
考点05 反应热的计算
03素养进阶·答题技法突破——提炼解题范式,提升答题素养
▶技法提炼·审题点拨
技法点拨01 键能与反应热的关系
技法点拨02 热化学方程式的书写正误判断
技法点拨03 燃烧热和中和反应反应热的注意事项
技法点拨04 运用盖斯定律的技巧和注意事项
技法点拨05 “四看法”比较反应热(ΔH)的大小
▶易错剖析·避坑攻略
易错剖析01 放热反应和吸热反应的认识易错易混点
易错剖析02 热化学方程式表示中和热和燃烧热的易错点
易错剖析03 应用盖斯定律时要注意的问题
04优题精练·专题实战通关——精选优质试题,强化实战应用
知识脑图·核心脉络搭建
考点深研·知能分层突破
考点01 反应热 焓变
基础梳理・自主夯基——核心背记
1.焓变、反应热
(1)焓(H):用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH):ΔH=H(生成物)-H(反应物),单位kJ·mol-1。
(3)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。
(4)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:ΔH=Qp。
2.吸热反应与放热反应
(1)化学反应中能量变化与反应物和生成物焓(H)的关系
反应物总焓大于生成物总焓,反应放热
反应物总焓小于生成物总焓,反应吸热
(2)从微观化学反应过程化学键的变化的角度
用键能计算ΔH时,ΔH=反应物的总键能—生成物的总键能,其中:
各物质的键能=该物质的物质的量×化学键数目之和。
(3)常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
常见反应
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盐类的水解反应
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
③C和H2O(g)、C和CO2的反应
④大多数分解反应
⑤需要持续加热的反应
3.活化能与焓变的关系
a.催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小及平衡转化率。
b.在无催化剂的情况,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2,活化能大小影响反应速率。
c.起点、终点能量高低判断反应的ΔH,并且物质的能量越低,物质越稳定。
重难突破・考向深研——要点提炼
1.对焓和焓变的理解
(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。
(3)物质的物理变化过程中,也会有能量的变化,不属于吸热反应或放热反应;
(4)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体在常温常压下即可进行,而很多放热反应需要在加热的条件下引发才能进行,如铝热反应。
2.焓变与物质能量和键能的关系
(1)焓变与反应中物质能量变化的关系
①焓变与能量变化的关系:ΔH=E(生成物的总能量)-E(反应物的总能量);
②焓变与活化能(Ea)的关系:ΔH=Ea(正反应)-Ea(逆反应)。
(2)焓变与物质总键能的关系
ΔH=∑E(反应物的总键能)-∑E(生成物的总键能)
考点02 热化学方程式
基础梳理・自主夯基——核心背记
1.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:不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,表示在25 ℃和1.01×105 Pa下,1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ的热量。
2.热化学方程式的书写
(1)写出化学方程式并注明各物质的聚集状态。
热化学方程式的化学计量数表示的是物质的量,可以是整数或分数。
物质的聚集状态:固态用“s”,液态用“l”,气体用“g”,溶液用“aq”。
(2)注明反应时的温度和压强。常用的ΔH的数据,一般都是25 ℃和101 kPa时的数据,可以不特别注明。
(3)用ΔH表示化学反应热,ΔH必须与化学方程式一一对应,注意“+”“-”和单位kJ·mol-1。
(4)ΔH的单位中“mol-1”的含义
对一个化学反应,ΔH的单位中“mol-1”不是指每摩尔具体物质,而是指“每摩尔反应”。
重难突破・考向深研——要点提炼
1.热化学方程式的书写要点
(1)热化学方程式与化学(离子)方程式的3个不同点
①热化学方程式一般不注明反应条件;
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。
(2)ΔH应包括“+”或“-”、数值和单位(kJ·mol-1)。
(3)可逆反应的ΔH表示完全反应的热量变化,与反应是否可逆无关。如N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,表示在101 kPa、25 ℃时,1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应,不可能生成2 mol NH3(g),故实际反应放出的热量小于92.4 kJ。正、逆反应的ΔH的绝对值相等,符号相反。
(4)同素异形体之间转化的热化学方程式(如金刚石和石墨)除了要注明物质的聚集状态之外,还要注明物质的名称。
考点03 反应热的测量
基础梳理・自主夯基——核心背记
1.强酸和强碱中和反应反应热的测定原理
ΔH=-
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。
2.实验装置
仪器各部分的作用
①搅拌器或环形玻璃搅拌棒的作用是使反应物混合均匀,充分接触。
②保温层的作用是减少热量的散失。
③温度计的作用是测定反应前后反应体系的温度。
3.注意事项
(1)所用装置要尽可能做到保温、隔热;实验操作时动作要快,尽量减少热量的损失。
(2)所用溶液的配制必须准确,且浓度要小;为保证酸完全被氢氧化钠中和,要使氢氧化钠稍过量。
(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)要使用同一支温度计,温度计读数要尽可能准确;水银球部位一定要完全浸没在溶液中,且要稳定一段时间后再读数,以提高测量的精度;两次读数的时间间隔要短,这样才能读到最高温度,即最终温度。
(5)实验中若用弱酸代替强酸,或用弱碱代替强碱,因中和过程中弱酸或弱碱的电离吸热,会使测得的反应热数值的绝对值偏小。
(6)可采用多次测量取平均值的方法,减小实验误差。
重难突破・考向深研——要点提炼
1.中和反应反应热的测量实验操作要点
(1)使用隔热层(碎泡沫塑料或纸条)及杯盖——减少热量损失。
(2)量取反应物,测反应前温度——要用NaOH稀溶液、稀盐酸。
(3)混合反应物,测反应后温度——测反应后混合液的最高温度。
(4)重复实验2~3次,减小系统误差。
2.中和反应反应热的测量误差分析
(1)大量的实验测得,25 ℃和101 kPa下,强酸和强碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时,放出57.3 kJ的热量。测得的数据小于57.3,分析产生误差的可能原因有:
①量热计保温效果不好;
②溶液混合时速度不够快;
③反应不充分;
④测量盐酸后温度计没有洗净就测量NaOH溶液的温度。
(2)中和反应反应热是指酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时的反应热,其数值与反应物的量的多少无关。
(3)若用NaOH固体或NaOH浓溶液代替NaOH溶液,NaOH固体溶于水(NaOH溶液稀释)时放热,使测得的反应热的数值偏大。
(4)用浓硫酸代替盐酸,浓硫酸溶于水时放热,使所测反应热的数值偏大;用醋酸代替盐酸,弱酸、弱碱电离时吸热,使所测反应热的数值偏小;若用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液测定反应热,生成BaSO4沉淀时还会放出一部分热量,使所测反应热的数值偏大。
考点04 燃烧热 能源的综合利用
基础梳理・自主夯基——核心背记
1.燃烧热
(1)概念: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。
单位:kJ·mol-1,通常利用量热计由实验测得。
燃烧元素
C
H
S
N
稳定产物及状态
CO2(g)
H2O(l)
SO2(g)
N2(g)
(2)意义:
甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,或ΔH=-890.3 kJ·mol-1,它表示25 ℃、101 kPa时,1 mol甲烷完全燃烧生成1 mol CO2(g)和2 mol H2O(l)时放出890.3 kJ的热量。
(3)表示燃烧热的热化学方程式的书写
书写燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
2.能源的分类
重难突破・考向深研——要点提炼
1.对燃烧热的理解
反应条件
25 ℃和101 kPa(书中给出的燃烧热数值均为此条件下测得)
可燃物用量
1 mol
完全燃烧生成产物
是指单质或化合物燃烧后变为指定产物,即完全燃烧时,下列元素要生成对应的物质:C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)、N→N2(g)
ΔH
为放热反应,ΔH均为负值
文字叙述燃烧热
用正值或ΔH表示,例如,CH4的燃烧热为890.3 kJ·mol-1或 ΔH=-890.3 kJ·mol-1
考点05 反应热的计算
基础梳理・自主夯基——核心背记
1.盖斯定律
(1)盖斯定律:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的,这就是盖斯定律。
(2)盖斯定律表明,在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应进行的途径无关。
则有:ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5
2.盖斯定律的应用
根据盖斯定律,可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热。
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)===B(g) ΔH2
Ⅰ=a×Ⅱ
ΔH1=a×ΔH2
——
ΔH=ΔH1+ΔH2
即:若一个化学方程式可由n个化学方程式相加减而得到,则该化学反应的焓变即为这n个化学反应焓变的代数和。
3.反应热大小的比较
(1)根据反应物的量的大小关系比较反应焓变大小
①H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH2
反应②中H2的量更多,因此放热更多,反应①和②都是放热反应,故ΔH1>ΔH2。
(2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小
③C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH3
④C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH4
反应④中,C完全燃烧,放热更多,反应③和④都是放热反应,故ΔH3>ΔH4。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小
物质的气、液、固三态变化时的能量变化如下:
⑤S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH5
⑥S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH6
由于S(g)的能量大于S(s)的能量,故反应⑤放热更多,故ΔH5<ΔH6。
(4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
⑦2Al(s)+O2(g)===Al2O3(s) ΔH7
⑧2Fe(s)+O2(g)===Fe2O3(s) ΔH8
由⑦-⑧可得2Al(s)+Fe2O3(s)===2Fe(s)+Al2O3(s) ΔH=ΔH7-ΔH8,已知铝热反应为放热反应,即ΔH<0,ΔH7<ΔH8。
重难突破・考向深研——要点提炼
1.应用盖斯定律计算ΔH的方法
根据如下两个反应:
Ⅰ.C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1
选用两种方法,计算出C(s)+O2(g)===CO(g)的反应热ΔH3。
(1)虚拟路径法
反应C(s)+O2(g)===CO2(g)的途径可设计如图:
ΔH1=ΔH3+ΔH2,则ΔH3=-110.5 kJ·mol-1。
(2)加合法
依据目标方程式中各物质的位置和化学计量数,调整已知方程式,最终加合成目标方程式,ΔH同时作出相应的调整和运算。
①写出目标反应的热化学方程式,确定各物质在各反应中的位置:C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH3;
②将已知热化学方程式Ⅰ-Ⅱ,可得目标热化学方程式:C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH3=ΔH1-ΔH2,则ΔH3=-110.5 kJ·mol-1。
2.反应热大小的比较方法
(1)比较反应热(ΔH)时,要带上“+”、“—”号比较,不能只比较数值。对于放热反应(ΔH<0),ΔH的数值越大,放出的热量越少;对于吸热反应(ΔH>0), ΔH的数值越大,吸收的热量越多。
(2)同一反应,生成物的状态不同时:
A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0 A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0 存在ΔH2<ΔH1。
(3)同一反应,反应物的状态不同时:
A(s)+B(g)===C(l) ΔH1<0 A(g)+B(g)=C(l) ΔH2<0 存在ΔH2<ΔH1。
(4)同种燃料燃烧时,燃烧产物越稳定,放出的热量越多,ΔH越小。
素养进阶·答题技法突破
技法提炼・审题点拨——技巧总结
【技法点拨01】键能与反应热的关系
(1)化学反应过程中形成化学键、断裂化学键能量变化可用如图表示:
其中,E1可看作反应物断裂化学键吸收的总能量,E2可看作生成物形成化学键放出的总能量,E1与E2的差值表示反应热。上述反应过程表示该反应为放热反应。故焓变计算公式:ΔH=E(反应物的总键能)-E(生成物的总键能)。
(2)化学键断裂和形成是化学反应过程中伴随能量变化的根本原因。
(3)利用键能计算反应热的关键,是弄清物质中化学键的数目,清楚中学阶段常见单质、化合物中所含共价键的种类和数目。
物质(化学键)
CO2
(C==O)
CH4
(C—H)
P4
(P—P)
SiO2
(Si—O)
石墨
(C—C)
金刚石
(C—C)
S8
(S—S)
Si
(Si—Si)
每个微粒所含键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
【技法点拨02】热化学方程式的书写正误判断
【技法点拨03】燃烧热和中和反应反应热的注意事项
(1)强酸、强碱的稀溶液反应发生中和反应生成1 mol液态H2O放出的热量为57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热,与碱反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ。当中和反应有沉淀生成时,生成1 mol H2O(l)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,所以文字描述时可不带“-”,但其焓变(ΔH)为负值。
(3)当用热化学方程式表示中和热时,生成H2O(l)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。
(4)燃烧热概念中的“完全燃烧生成稳定氧化物”是指单质或化合物燃烧后变为最稳定的物质。完全燃烧时,下列元素要生成对应的物质:C→CO2(g),H→H2O(l),S→SO2(g),N→N2(g)等。
(5)根据燃烧热计算物质完全燃烧放出的热量:Q=n(可燃物)×|ΔH|,其中ΔH代表燃烧热。
【技法点拨04】运用盖斯定律的技巧和注意事项
(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,焓变ΔH也必须乘上该数。
②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,焓变ΔH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,但绝对值不变。
【技法点拨05】“四看法”比较反应热(ΔH)的大小
易错剖析・避坑攻略——易错归纳
【易错点01】放热反应和吸热反应的认识易错易混点
(1)吸热反应和放热反应均为化学变化。
(2)吸热反应和放热反应与反应条件没有必然联系,需要加热的反应也可能是放热反应。
(3)一般来说,物质具有的能量越低,物质越稳定;物质内的总键能越大,物质越稳定。
(4)物质的物理变化过程中,也会有能量的变化,不属于吸热反应或放热反应。
常见的放热过程有:①浓硫酸稀释、NaOH溶于水;②物态变化:气态→液态→固态。
常见的吸热过程有:①NH4NO3溶于水;②弱电解质的电离;③物态变化:固态→液态→气体。
【易错点02】热化学方程式表示中和热和燃烧热的易错点
(1)中和热是强酸、强碱的稀溶液反应生成1 mol液态H2O放出的热量,为57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热,与碱反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ。当中和反应有沉淀生成时,生成1 mol H2O(l)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,所以文字描述时可不带“-”,但其焓变(ΔH)为负值。
(3)当用热化学方程式表示中和热时,生成H2O(l)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。
【易错点03】应用盖斯定律时要注意的问题
(1)叠加各反应式时,有的反应要逆向写,ΔH符号也相反,有的反应式要扩大或缩小,ΔH也要相应扩大或缩小。
(2)比较反应热大小时,反应热所带“+”“-”均具有数学意义,参与大小比较。
(3)利用键能计算反应热时,要注意物质中化学键的个数。如1 mol NH3中含有3 mol N—H键,1 mol P4中含有6 mol P—P键等。
(4)同一物质的三态变化(固、液、气),状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
优题精练·专题实战通关
1.(26-27高三上·湖北武汉·开学考试)中华文化源远流长。下列诗句或谚语中涉及吸热反应的是
A.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲
B.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
C.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
D.天窗尽见千山雪,雪未消时月正明
【答案】A
【解析】A.诗句描述煅烧石灰石的过程,发生反应,该分解反应属于吸热反应,A符合题意;
B.爆竹爆炸涉及火药燃烧,燃烧均为放热反应,B不符合题意;
C.蜡烛燃烧属于典型的放热反应,C不符合题意;
D.雪融化是固态水变为液态水的物理变化,不属于化学反应,不是吸热反应,D不符合题意;
故选A。
2.(2026·浙江宁波·模拟预测)利用石膏可以制备生成硫酸的原料SO2,主要发生如下反应:
①
②
③
下列说法不正确的是
A.
B.反应①在较高温度下可自发进行
C.恒温下增大压强,再次达到平衡时,SO2浓度增加
D.利用CaSO4与SiO2的混合物制备SO2有利于节约能耗
【答案】C
【解析】A.根据盖斯定律,反应③=反应①-反应②,故,A正确;
B.反应①的,反应后生成气体、体系混乱度增大,,根据,较高温度下满足,反应可自发进行,B正确;
C.恒温下平衡常数仅与温度有关,反应的平衡常数表达式为,且平衡时,因此为定值,增大压强再次平衡时浓度不变,C错误;
D.反应③的小于反应①的,反应所需吸收的热量更少,有利于节约能耗,D正确;
故选C。
3.工业上由和合成气态甲醇的热化学方程式为: 。已知该反应是放热反应。下列表示合成甲醇的反应的能量变化示意图正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.放热反应中反应物总能量高于产物总能量,且同物质气态能量高于液态,故气态产物能量高于液态产物(液态产物在气态产物下方),A图符合反应物能量最高、气态产物次之、液态产物最低的放热反应特征,A正确;
B.液态产物能量高于气态产物,违背同物质气态能量高于液态的规律,B错误;
C.反应物能量低于产物能量,为吸热反应,与题目中ΔH<0(放热反应)矛盾,C错误;
D.反应物能量低于产物能量,为吸热反应,不符合放热反应特征,D错误;
故选A。
4.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A.已知:正丁烷(g)===异丁烷(g) ΔH<0,则正丁烷比异丁烷稳定
B.已知:C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1 478.8 k·mol-1,则C2H4的燃烧热ΔH=-1 478.8 kJ·mol-1
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,但稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成1 mol H2O(l)时,放出的热量大于57.3 kJ
D.已知:S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1;S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】C
【解析】A项,能量越低物质越稳定,根据热化学方程式可知正丁烷的能量高于异丁烷,因此异丁烷比正丁烷稳定,A项错误;B项,1 mol C2H4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)释放的热量是燃烧热,B项错误;C项,强酸强碱的稀溶液反应生成可溶性盐和1 mol液态水时放出的热量是中和热,稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反应生成了难溶性盐BaSO4,因此放出的热量大于57.3 kJ,C项正确;D项,固态变为气态要吸收热量,因此S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH2,ΔH1<ΔH2,D项错误。
5.已知NaHCO3溶液与盐酸反应生成CO2吸热,Na2CO3溶液与盐酸反应生成CO2 放热。下列关于ΔH的判断正确的是( )
CO(aq)+H+(aq) HCO(aq) ΔH1
HCO(aq)+H+(aq) H2CO3(aq) ΔH2
H2CO3(aq)H2O(l)+CO2(g) ΔH3
OH-(aq)+H+(aq) H2O(l) ΔH4
A.ΔH1<0 ΔH2>0 B.ΔH2+ΔH3>0
C.ΔH1+ΔH2+ΔH3>0 D.ΔH2<ΔH4
【答案】B
【解析】由题意可知,碳酸氢钠溶液与盐酸反应生成二氧化碳的反应为吸热反应,ΔH2>0,碳酸钠溶液与盐酸反应生成二氧化碳的反应为放热反应,ΔH1<0,将已知反应依次编号为①②③④,由盖斯定律可知,②+③可得HCO(aq)+H+(aq) H2O(l)+CO2(g) ΔH′=ΔH2+ΔH3>0,①+②+③可得CO(aq)+2H+(aq) H2O(l)+CO2(g) ΔH″=ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,②—④可得碳酸氢根离子的水解反应HCO(aq)+ H2O(l) H2CO3(aq)+OH-(aq),盐类水解反应为吸热反应,则ΔH‴=ΔH2—ΔH4>0。A项,由分析可知,ΔH2+ΔH3>0,ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,则ΔH1<0,碳酸的分解反应为吸热反应,ΔH3>0,由ΔH2+ΔH3>0可知,ΔH2可能大于0,也可能小于0,故A错误;B项,由分析可知,ΔH2+ΔH3>0,故B正确;C项,由分析可知,ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,故C错误;D项,由分析可知,ΔH2—ΔH4>0,则ΔH2>ΔH4,故D错误。
6.(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。
7.(2026·重庆·模拟预测)下表为某些化学键的键能化学键键能:
化学键
N-N
N-H
键能(kJ/mol)
154
500
942
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化如图所示,则下列说法不正确的是
A.相同条件下N2比O2稳定
B.表中的x=391
C.
D.图中的
【答案】C
【解析】A.由题干表中数据可知,氮氮三键的键能比O=O键的键能大得多,键能越大化学键越稳定,故相同条件下N2比O2稳定,A正确;
B.由题干图中信息可知,形成1mol氮氮三键和4mol氢氧键共放出2752kJ的热量,其中N≡N键能为942kJ/mol,则H-O键能为452.5kJ/mol,已知反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,结合题干图示信息中热化学方程式:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)有,4E(N-H)+E(N-N)+E(O=O)-E(N≡N)-4E(O-H)=-534kJ/mol,即4x+154kJ/mol+500kJ/mol-942kJ/mol-4×(452.5kJ/mol)=-534kJ/mol,解得x=391,B正确;
C.已知H2O(g)转化为H2O(l)是一个放热过程,则N2H4与O2燃烧生成液态水放出的热量比生成气态水更多,故 ,C错误;
D.根据盖斯定律,H1=H2+H3,则H3=H1-H2=(-534kJ/mol)-(-2752kJ/mol)=+2218kJ/mol,D正确。
8.(25-26高三上·江西景德镇·期末)下列选项正确的是
A.图①可表示 的能量变化
B.图②中表示碳的燃烧热
C.实验的环境温度为20℃,将物质的量浓度相等、体积分别为、的、溶液混合,测得混合液最高温度如图③所示
D.某反应过程中的能量变化曲线如图④所示,可知反应由两步构成:;稳定性:
【答案】D
【解析】A.该反应,为吸热反应,吸热反应的生成物总能量应高于反应物总能量。图①中生成物总能量低于反应物总能量,对应放热反应,A错误;
B.燃烧热定义:可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。碳的燃烧热要求完全燃烧生成,图②中是生成,不符合燃烧热定义,B错误;
C.H2SO4与浓度相等,设浓度均为mol/L,恰好中和时满足,即,得;又,因此恰好中和时,图③最高点在,C错误;
D.物质能量越高,稳定性越差。由图④可知能量:,因此稳定性:,D正确;
故答案选D。
9.(2026·重庆·三模)化学兴趣小组探究Na2CO3固体溶解过程中的能量变化,设计如下过程:
已知:Na2CO3存在多种水合物Na2CO3·xH2O(x=1,7,10)。
下列说法正确的是
A.
B.利用图乙装置可直接测定、和
C.碳酸钠溶液呈碱性,搅拌器可以用铜质搅拌器
D.,且
【答案】A
【解析】A.根据盖斯定律,过程iii-过程ii可得过程i,则 -=,A正确;
B.图乙的量热计可以用来测量物质溶解于水时的热量变化。因此,可以直接测定十水合碳酸钠的溶解热和无水碳酸钠的溶解热,但是是固态无水碳酸钠与液态水反应生成固态十水合物的焓变,这个过程不是简单的溶解,很难在量热计中直接进行并准确测量。通常 是通过盖斯定律计算得出的,而不是直接测量,B错误;
C.铜为热的良导体,使用铜质搅拌器易导致热量散失,增大测定误差,C错误;
D.根据盖斯定律, 。因为 ,所以,然而,是将固态离子晶体拆分为气态离子的过程,需要吸收大量能量,是吸热过程,所以,是气态离子与水结合形成水合离子的过程,会放出大量能量,是放热过程,所以,因此 ,D错误;
故选A。
10.(2026·浙江杭州·二模)酸催化下与混合溶液的反应:
已知:
下列说法正确的是
A.
B.室温下,若,则溶解度:
C.其他条件不变时,将换成,反应速率减慢
D.溶解过程的能量变化,取决于固体中微粒间作用力的强弱
【答案】C
【解析】A.根据盖斯定律推导:i:,ii:,iii:,iv:,目标反应为:,目标反应=i-ii-iii+iv,则,A错误;
B.溶解焓说明溶解吸热,越大仅说明溶解吸热越多,溶解度还和熵变等因素有关,实际室温下溶解度:,且即使规律上,也不能推出溶解度更小,B错误;
C.该反应为酸催化反应,在酸性条件下进行,溶液酸性越弱时,反应速率越慢。溶液显弱酸性而溶液显中性,故将换成,反应速率会减慢,C正确;
D.溶解过程的能量变化来自两部分:固体中微粒间作用力断裂吸收的能量,以及离子水合过程放出的能量,因此能量变化不仅取决于固体微粒间作用力的强弱,还与水合过程的能量变化有关,D错误;
故选C。
11.(25-26高三下·重庆·阶段检测)物质溶解包括两个过程:①溶质分子或离子的解离过程;②溶质分子或离子和溶剂分子进行新的结合,即溶剂化过程。NaCl固体溶于水过程示意图如图,下列说法错误的是
A.
B.,且
C.若改用乙醇溶解NaCl,乙醇与离子的溶剂化作用强度弱于水,会变大
D.若将NaCl固体粉碎为纳米颗粒,离子离散时与水分子接触更充分,会减小
【答案】D
【解析】A.溶解总过程的焓变满足 ,已知 ,,,因此 ,A正确;
B. 是晶体解离为气态离子的过程的焓变,断裂离子键吸热,故 ; 是气态离子的溶剂化过程的焓变,形成相互作用放热,故 。总焓变 ,推导得 ,即 ,B正确;
C.乙醇与离子的溶剂化作用弱于水,溶剂化过程放出的热量更少; 本身为负值,放热越少, 的数值越大,因此 会变大,C正确;
D. 是过程焓变,仅由始态和终态决定,将粉碎为纳米颗粒只改变颗粒大小, 不变,D错误;
故选D。
12.标准摩尔生成焓,是指标准状态下由元素最稳定的单质生成1 mol化合物时的焓变。最稳定单质的标准摩尔生成焓为0。一定条件下,在水溶液中1 mol含氯的阴离子的生成焓与氯元素的化合价关系如图所示。下列叙述正确的是
A.在含氯阴离子中,最不稳定
B.的标准摩尔生成焓最大,最不稳定
C.
D.氯的化合价越高,对应的阴离子越活泼
【答案】B
【解析】A.根据标准摩尔生成焓定义可知,生成焓越小,表明物质能量越低,物质越稳定,从图像可以看出,氯离子生成焓最小,最稳定,A错误;
B.生成焓最大,能量最高,最不稳定,B正确;
C.,当氯元素为由价歧化为价和+5价时,反应热 = 生成物生成焓 −反应物生成焓, ,C错误;
D.从生成焓可以看出,随着氯的化合价升高,生成焓先减小,后增大,生成焓的负值越大,物质越稳定,因此活泼性是先增大后减小,D错误;
故选B。
13.(2026·重庆·二模)在时,天然气脱硫工艺中会发生下列反应:
则 为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】①;
②;
③;
根据盖斯定律,得到,因此;
故答案选B。
14.(2026·浙江·二模)卤化铵()的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A.
B.
C.相同条件下,的比的大
D.相同条件下,的比的大
【答案】C
【解析】A.卤化铵的分解为吸热反应,ΔH2对应的为HX化学键断裂过程,断裂化学键吸收热量,焓变也为正值,则ΔH1>0、ΔH2>0,A错误;
B.根据盖斯定律,总反应的焓变满足:,即,B错误;
C.为断裂键的焓变,断键吸热,。原子半径小于,键的键能大于键,断裂键吸收的能量更多,因此相同条件下,的比的大,C正确;
D.ΔH4为NH3(aq)与H+(aq)反应生成(aq)的焓变,与卤素原子种类无关,D错误;
故选C。
15.(25-26高三下·重庆九龙坡·开学考试)设计如下路线探究固体溶解过程的能量变化。下列说法不正确的是
注:①离子在水中往往以水合离子形式存在,如水合钠离子,简写作。
②碳酸钠水合物有和三种。
A.由于和还可能生成等物质,难以实验直接测定
B.水合钠离子的示意图:
C.根据盖斯定律,
D.根据各微粒的状态,可推测和均大于0
【答案】D
【解析】A.因为碳酸钠和水反应可能生成和等多种水合物,反应过程复杂,很难控制只生成这一种产物,所以难以直接测定,A正确;
B.钠离子呈正电性,吸引水分子中负电性的氧原子,水合钠离子的示意图正确,B正确;
C.根据盖斯定律,由图可知,已知,,则,即,C正确;
D.由图可知,根据盖斯定律,,过程iv为离子键断裂的过程,吸收能量,即,结合,则,D错误;
故选D。
16.(1)工业上利用甲酸的能量关系转换图如图所示:
反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)的焓变ΔH= kJ·mol-1。
(2)制备该合成气的一种方法是以CH4和H2O为原料,有关反应的能量变化如图所示。
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(3)1 mol CH4(g)完全燃烧生成气态水的能量变化和1 mol S(g)燃烧的能量变化如图所示。在催化剂作用下,CH4可以还原SO2生成单质S(g)、H2O(g)和CO2,写出该反应的热化学方程式:
。
(4)如图表示在CuO存在下HCl催化氧化的反应过程,则总反应的热化学方程式为
。
(5)已知用NaAlO2制备αAl(OH)3及能量转化关系如图:
反应②的热化学方程式为 。
(6)在αFe(Ⅲ)铁原子簇表面,以N2和H2为原料合成氨的反应机理如下:
①H2(g)===2H(g) ΔH1
②N2(g)+2H(g)2(NH)(g) ΔH2
③(NH)(g)+H(g)(NH2)(g) ΔH3
④(NH2)(g)+H(g)NH3(g) ΔH4
总反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH。则ΔH4= (用含ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH的式子表示)。
【答案】(1)-31.4
(2)CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+(-p+3n+m) kJ·mol-1
(3)CH4(g)+2SO2(g) 2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+352 kJ/mol
(4)2HCl(g)+O2(g)===H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
(5)NaAlO2(aq)+2H2O(l)===NaOH(aq)+αAl(OH)3(s) ΔH=-50 kJ·mol-1
(6)(ΔH-3ΔH1-ΔH2-2ΔH3)
【解析】(1)根据题图可得如下热化学方程式:①HCOOH(g) CO(g)+H2O(g) ΔH1=+72.6 kJ·mol-1;②CO(g)+O2(g) CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1;③H2(g)+O2(g) H2O(g) ΔH3=-241.80 kJ·mol-1。反应CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)可以由③-①-②得到,由盖斯定律可得ΔH=ΔH3-ΔH1-ΔH2=(-241.80 kJ·mol-1)-(+72.6 kJ·mol-1)-(-283.0 kJ·mol-1)=-31.4 kJ·mol-1。
(2)依据三个能量关系图像写出对应的热化学方程式:CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-m kJ·mol-1;H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH2=-n kJ·mol-1;CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH3=-p kJ·mol-1;由盖斯定律得:CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=ΔH3-3ΔH2-ΔH1=+(-p+3n+m) kJ·mol-1。
(3)根据图像可知:①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=126 kJ/mol-928 kJ/mol=-802 kJ/mol;②S(g)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-577 kJ/mol;根据盖斯定律可知①-②×2即得到CH4和SO2反应的热化学方程式为CH4(g)+2SO2(g) 2S(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=+352 kJ/mol。
(4)根据盖斯定律,不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热都是相同的,由题图可知热化学方程式为2HCl(g)+O2(g)===H2O(g)+Cl2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(5)首先写出反应②的化学方程式并注明状态NaAlO2(aq)+2H2O(l)===NaOH(aq)+αAl(OH)3(s),根据盖斯定律求出该反应的焓变ΔH=(ΔH3-ΔH1)=-50 kJ·mol-1,可得热化学方程式为NaAlO2(aq)+2H2O(l)===NaOH(aq)+αAl(OH)3(s) ΔH=-50 kJ·mol-1。
(6)根据盖斯定律,①×3+②+③×2+④×2可得N2(g)+3H2(g)2NH3(g),ΔH=3ΔH1+ΔH2+2ΔH3+2ΔH4,则ΔH4=(ΔH-3ΔH1-ΔH2-2ΔH3)。
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