大单元4 第9章 第26讲 化学反应的热效应-【优化探究】2027年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（人教版 双选）

该高中化学高考复习课件聚焦“化学反应的热效应”核心模块，依据高考评价体系梳理了反应热、焓变、热化学方程式、中和反应反应热、燃烧热及能源六大核心考点，对应新课标要求的理解概念、测定方法、方程式书写等考查维度。通过考点分布分析明确反应热计算、能量图像分析、热化学方程式书写为高频考点，占比超60%，归纳出键能计算、图像解读、规范书写三大常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”的备考设计，通过2024全国甲卷能源题、2023海南卷燃烧热题等真题训练，培养学生科学思维和科学探究与实践素养。针对反应热计算，提炼“键能差值法”“能量图像法”等突破方法，如利用Si—O键能计算SiO₂生成焓变；热化学方程式书写强调“状态标注、ΔH符号、数值匹配”规范，纠正聚集状态遗漏等易错点。助力学生高效掌握答题技巧，教师可依托考点权重和题型归纳实现精准复习指导。

第九章　化学反应与能量 第26讲　化学反应的热效应 优化探究 大单元四　化学反应原理 　　[导航·复习目标]　1.知道常见的吸热反应和放热反应,理解反应热、焓变及相关概念。2.了解中和反应反应热的测定方法。3.能正确书写热化学方程式。4.会分析化学反应过程中能量变化图像。5.了解燃烧热的含义和能源及其利用的意义。 考点一　反应热　焓变 考点二　中和反应反应热　燃烧热　能源 练真题 明考向 3 考点一　反应热　焓变 梳理 必备知识 1.化学反应中的能量变化 (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。 (3)化学反应中的能量转化形式:热能、光能、电能等。通常主要表现为 的变化。 热量 2.反应热和焓变及相关概念 (1)反应热 (2)焓和焓变 等于 3.吸热反应与放热反应 (1)从能量(或焓)高低的角度理解 < 放热 > 吸热 (2)从化学键的角度理解 吸热 放热 [问题思考] 1.有下列常见的化学反应: (1)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应　(2)大多数的分解反应　(3)大多数的化合反应　(4)大多数的盐类水解　(5)C和H2O(g)、C和CO2的反应　 (6)中和反应　(7)可燃物的燃烧　(8)金属与酸的置换反应　(9)铝热反应 其中属于放热反应的是　　　　　　　　(填序号,下同),属于吸热反应的是　　　　　　　　。  (3)(6)(7)(8)(9) (1)(2)(4)(5) 2.已知:H2(g)+O2(g)===H2O(g),反应过程中的能量变化如图所示,回答下列问题。 (1)a、b、c分别代表的意义是: a:　 ;  b:　 ;  c:　 。  (2)该反应是　　　　(填“放热”或“吸热”)反应,ΔH　　　　(填“>”或“<”)0。   旧键断裂吸收的能量 新键形成放出的能量 反应热 放热 < 4.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。 正反应 逆反应 E1-E2 降低 不影响 [问题思考] 根据如图所示的反应,回答下列问题。 (1)该反应是　　　　(填“放热”或“吸热”)反应。  (2)反应的ΔH=　　　　　　　。  (3)从化学键角度分析,a kJ·mol-1代表　　　　 　 　。  (4)从过渡态理论分析,反应的活化能为　　 　　。  (5)试在图中用虚线表示在反应中使用催化剂后活化能的变化情况。 答案： 放热 -b kJ·mol-1 反应物断键吸收的能量 a kJ·mol-1 5.热化学方程式 (1)概念 表明反应所 或 的热量的化学方程式。 (2)意义 表明了化学反应中的 变化和 变化。例如: 2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)　ΔH=-571.6 kJ·mol-1,表示25 ℃、101 kPa下, ____________________________________________________________________。   释放 吸收 物质 能量 2 mol气态H2和1 mol气态O2反应生成2 mol液态H2O时放出571.6 kJ的热量 (3)热化学方程式的书写 [问题思考] 判断下列热化学方程式的正误,错误的指明原因。 (1)2NO2===O2+2NO　ΔH=+116.2 kJ·mol-1。(　　)   (2)1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气,放出642 kJ的热量: N2H4(l)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g)　ΔH=+642 kJ·mol-1。(　　)   × 物质未标明聚集状态。 × 液态肼的燃烧为放热反应,ΔH应为“-”号。 (3)在一定温度和压强下,1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应后,放出热量a kJ,则气态SO2转化为气态SO3的热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH=-2a kJ·mol-1。(　　) ______________________________________________________________   (4)若31 g白磷的能量比31 g红磷多b kJ,则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(s)===4P(s)　ΔH=-4b kJ·mol-1。(　　)   × SO2与O2的反应为可逆反应,1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应,消耗的SO2的物质的量小于1 mol。 × 同素异形体应指明名称。 提升 关键能力 考向一　反应热的计算 1.有关键能数据如表,SiO2晶体部分微观结构如图,晶体硅在O2中燃烧的热化学方程式:Si(s)+O2(g)===SiO2(s)　ΔH=-989.2 kJ·mol-1,则表中的x值为　　　　。  化学键 Si—O O==O Si—Si 键能/(kJ·mol-1) x 498.8 176 460 解析:已知Si(s)+O2(g)===SiO2(s)　ΔH=-989.2 kJ·mol-1,由图可知,1 mol SiO2晶体中含有4 mol Si—O,1 mol O2中含有1 mol O==O,1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si,则根据反应热与键能关系可得:ΔH=2×176 kJ·mol-1 +498.8 kJ·mol-1-4x kJ·mol-1=-989.2 kJ·mol-1,解得x=460。 2.(1)已知:CO(g)+O2(g)===CO2(g)　ΔH=-283 kJ·mol-1。25 ℃、101 kPa时,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知 O==O、C≡O的键焓分别为495 kJ·mol-1、799 kJ·mol-1,CO2(g)分子中碳氧键的键焓为 　　　　kJ·mol-1。  664.75 (2)根据如图中的能量关系,可求得C—H的键能为　　　 　。  414 kJ·mol-1 解析:C(s)===C(g)　ΔH1=+717 kJ·mol-1,2H2(g)===4H(g)　ΔH2=+864 kJ·mol-1,C(s)+2H2(g)===CH4(g)　ΔH3=-75 kJ·mol-1。根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能可得,-75 kJ·mol-1=(+717 kJ·mol-1)+(+864 kJ·mol-1)-4E(C—H),解得E(C—H)=414 kJ·mol-1。 1.熟记常见1 mol物质中的化学键数目 1 mol物质 CO2 (C==O) CH4 (C—H) P4 (P—P) SiO2 (Si—O) 化学键数目 2NA 4NA 6NA 4NA 1 mol物质 石墨 (C—C) 金刚石 (C—C) S8 (S—S) Si (Si—Si) 化学键数目 1.5NA 2NA 8NA 2NA 2.反应焓变计算的3种方法 (1)ΔH=生成物总焓-反应物总焓。 (2)ΔH=反应物总键能-生成物总键能。 (3)ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。　 考向二　物质能量与反应历程图像 3.臭氧层中O3分解过程如图所示,回答下列问题。 (1)ΔH　　　　(填“>”或“<”)0。  (2)催化反应①是　　　　(填“吸热”或“放热”,下同)反应,催化反应②是 　　　　反应。  (3)总反应的活化能是　　　　,催化反应①的活化能是　　　　,催化反应②对应的逆反应的活化能是　　　　　,总反应对应的逆反应活化能为　　　　　。  < 吸热 放热 E E1 E2+|ΔH| E+|ΔH| 4.我国学者结合实验与计算机模拟结果, 研究了在金催化剂表面上水煤气变换的 反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂 表面上的物种用*标注。 水煤气变换的ΔH　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)0。该历程中最大能垒(活化能)E正=　　　　eV,写出该步骤的化学方程式: 　 。  小于 2.02 COOH*+H*+H2O*===COOH*+2H*+OH*(或H2O*===H*+OH*) 解析:观察始态物质与终态物质的相对能量可知,终态物质的相对能量低于始态物质的相对能量,说明该反应是放热反应,ΔH小于0。过渡态物质的相对能量与其对应始态物质的相对能量相差越大,活化能越大,由题图可知,最大活化能E正=1.86 eV-(-0.16 eV)=2.02 eV,该步骤始态物质为COOH*+H*+H2O*,产物为COOH*+2H*+OH* 。 考向三　热化学方程式的书写与判断 5. (双选)根据图中所给信息,得出的结论正确的是(　　) A.48 g碳完全燃烧放出热量为1 574 kJ B.2C(s)+O2(g)===2CO(g)　ΔH=-221.0 kJ/mol C.2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)　ΔH=+283.0 kJ/mol D.C(s)+O2(g)===CO2(s)　ΔH=-393.5 kJ/mol AB 解析:48 g C完全燃烧放热为393.5 kJ/mol×4 mol=1 574 kJ, 故A正确;据图示可知,1 mol C燃烧生成CO放热393.5 kJ-283.0 kJ=110.5 kJ,所以2 mol C燃烧生成CO放热221.0 kJ,故B正确;1 mol CO燃烧生成1 mol二氧化碳放热283.0 kJ,所以2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)　ΔH=+566.0 kJ/mol,故C错误;应该生成二氧化碳气体,不是固态,故D错误。 6.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。 (1)合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时,反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式:  　 。  从能量角度分析,铁触媒的作用是 　 。  N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH=-(a-b) kJ·mol-1 降低反应的活化能 (2)已知25 ℃、101 kPa时,1 mol 葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出2 804 kJ热量,写出25 ℃、101 kPa时,CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式:   　 。  (3)SiH4是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为　 。  (4)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g),在25 ℃、101 kPa下,已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ,该反应的热化学方程式为   　 。  6CO2(g)+6H2O(l)===C6H12O6(s)+6O2(g)　ΔH=+2 804 kJ·mol-1 SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l)　ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1 NaBH4(s)+2H2O(l)===NaBO2(s)+4H2(g)　ΔH=-216 kJ·mol-1 考点二　中和反应反应热　燃烧热　能源 梳理 必备知识 1.中和反应的反应热及其测定 装置   原理 ΔH=- 常温下,稀溶液的比热容c通常为4.18 J·g-1·℃-1=4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度通常用 1 g·mL-1进行计算 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计算中和反应的反应热ΔH 实验 准确 性问 题 (1)小烧杯口与大烧杯口相平,碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是 。 (2)实验时不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器,理由是铜丝导热性好,比用玻璃搅拌器误差大。 (3)为保证酸、碱完全中和,常使 稍稍过量(实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得数值 )。 (4)实验操作时要快,酸和碱混合过程中,要 倒入烧杯,以减少热量的损失。 (5)酸和碱混合之后,记录的温度必须是 温度 隔热,防止热量散失 碱 偏小 一次性 最高 2.燃烧热 (1)概念:在101 kPa时,1 mol纯物质 生成指定产物时所放出的热量。 (2)意义:衡量燃料燃烧时放出热量的多少。 (3)熟记常见元素完全燃烧生成的指定物质 元素 C H S N 指定产物 及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) 完全燃烧 [问题思考] 下列说法错误的是　　 　　(填序号)。   ①向汽油中添加甲醇后,该混合燃料的热值不变。 ②1 mol H2燃烧放出的热量为H2的燃烧热。 ③甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)　ΔH=-890.3 kJ·mol-1。 ④氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)　ΔH=+285.5 kJ·mol-1。 ①②③④ 3.燃料的选择、能源 (1)燃料选择的原则要综合考虑 ①环境保护;②热值大小;③其他因素,如来源、价格、运输、稳定性等。 (2)能源分类及利用 煤 石油 天然气 [问题思考] 正误判断 (1)煤油是可再生能源。(　　) (2)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能。(　　) (3)开发利用各种新能源,减少对化石燃料的依赖,可以降低空气中PM2.5的含量。(　　) (4)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用。(　　) (5)随着科技的发展,氢气将成为主要能源之一。(　　) × √ √ √ √ 提升 关键能力 考向一　中和反应反应热的测定 1.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下。 ①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入内筒中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入内筒中,设法使之混合均匀,测得混合液的最高温度。 回答下列问题: (1)NaOH溶液稍过量的原因是　 。  (2)倒入NaOH溶液的正确操作是　　　　(填字母,下同)。  A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C.一次迅速倒入 确保盐酸被完全中和 C (3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是　　　　。  A.用温度计小心搅拌 B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌 C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动 (4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和 1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,三者的大小关系为　　　　　　　　　　。  D ΔH1=ΔH2<ΔH3 (5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18 J·g-1·℃-1。为了计算中和反应反应热,某学生实验记录数据如下。 依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和反应反应热ΔH= 　　　　　　　(结果保留一位小数)。  实验 序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 3 20.5 20.6 23.6 -51.8 kJ·mol-1 考向二　中和反应反应热和燃烧热 2. (双选)25 ℃、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,辛烷的燃烧热ΔH=-5 518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是(　　) A.2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)===BaSO4(s)+2H2O(l)　 ΔH=-57.3 kJ·mol-1 B.KOH(aq)+H2SO4(aq)===K2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ·mol-1 C.C8H18(l)+O2(g)===8CO2(g)+9H2O(l)　ΔH=-5 518 kJ·mol-1 D.2C8H18(g)+25O2(g)===16CO2(g)+18H2O(l)　ΔH=-5 518 kJ·mol-1 BC 解析:A项所给热化学方程式中有两处错误,一是中和反应反应热指的是反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量,二是当有BaSO4沉淀生成时,反应放出的热量会增加,即该反应生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ, A项错误;2 mol辛烷完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出的热量为11 036 kJ,且辛烷应为液态,D项错误。 3.在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。 (1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式:____________________________  　 。  (2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式:______________________ 　 。  S8(s)+8O2(g)===8SO2(g)　 ΔH=-8a kJ·mol-1 解析: 1 mol S8(s)和O2(g)发生反应转化为SO2(g)时放出的热量为燃烧热,由图可知生成1 mol SO2(g)放出的热量为a kJ,则表示S8燃烧热的热化学方程式为S8(s)+8O2(g)===8SO2(g)　ΔH=-8a kJ·mol-1。 SO3(g)===SO2(g)+O2(g)　 ΔH=+b kJ·mol-1 练真题 明考向 1.(2024·全国甲卷)人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是(　　) A.木材与煤均含有碳元素 B.石油裂化可生产汽油 C.燃料电池将热能转化为电能 D.太阳能光解水可制氢 C 解析:A.木材的主要成分为纤维素,纤维素中含碳、氢、氧三种元素,煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的变化逐渐形成的固体,是有机物和无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,A正确;B.石油裂化是将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程,汽油的相对分子质量较小,可以通过石油裂化的方式得到,B正确;C.燃料电池是将燃料的化学能变成电能的装置,不是将热能转化为电能,C错误;D.在催化剂作用下,利用太阳能光解水可以生成氢气和氧气,D正确。 2.(2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如表。下列有关热化学方程式书写正确的是(　　) A.C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g)　 ΔH=-1 411 kJ·mol-1 B.C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g)　 ΔH=-137 kJ·mol-1 C.H2O(l)===O2(g)+H2(g)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1 D.C2H6(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) ΔH/(kJ·mol-1) -1 559.8 -1 411 -285.8 D 解析:在101 kPa下,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量称为燃烧热。A项,H2O应该为液态,A错误;B项,C2H6(g)===C2H4(g)+H2(g)　ΔH=+137 kJ·mol-1,B错误;C项,氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,则H2O(l)===O2(g)+H2(g)　ΔH=+285.8 kJ·mol-1,C错误;D项, C2H6(g)+O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 559.8 kJ·mol-1,D正确。 3.(2024·贵州卷)AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应,反应过程中CN-的C原子和N原子均可进攻CH3CH2Br,分别生成腈(CH3CH2CN)和异腈(CH3CH2NC)两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态,Ⅰ、Ⅱ为后续物)。 由图示信息,下列说法错误的是(　　) A.从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应 B.过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3CH2Br的α-C而形成的 C.Ⅰ中“N Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C Ag”之间的作用力弱 D.生成CH3CH2CN放热更多,低温时CH3CH2CN是主要产物 D 解析:A.由反应历程及能量变化图可知,两种路径生成的产物的总能量均低于反应物,故从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应,A项正确;B.与Br原子相连的C原子为α-C,由反应历程及能量变化图可知,过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3CH2Br的α-C,形成碳碳键,B项正确;C.由反应历程及能量变化图可知,后续物Ⅰ、Ⅱ转化为产物,分别断开的是N Ag和C Ag,且后者吸收更多的能量,故Ⅰ中“N Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C Ag”之间的作用力弱,C项正确;D.由于生成CH3CH2CN所需要的活化能高,反应速率慢,故低温时更容易生成CH3CH2NC,CH3CH2NC为主要产物,D项错误。 4.(2023·重庆卷)在银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据图示,回答下列问题: (1)中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为　　　　kJ·mol-1。  83 解析:过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为(-93 kJ·mol-1)-(-176 kJ·mol-1)= 83 kJ·mol-1。 (2)由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为 　 。  EO(g)⥫⥬AA(g)　ΔH=-102 kJ·mol-1 解析:由图可知,EO(g)生成AA(g)放出热量(-117 kJ·mol-1)-(-219 kJ·mol-1) =102 kJ·mol-1,放热焓变为负值,故热化学方程式为EO(g)⥫⥬AA(g)　ΔH=-102 kJ·mol-1。 $