1.1 反应热(8大题型,举一反三题型专练,浙江专用)化学人教版选择性必修1
2026-10-09
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内容正文:
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第一节
反应热(题型突破举一反三)
题型01反应热产生的原因
典例精析
【典例01】C
三
举一反三
【变式11】D
【变式1-2】B
【变式1-3】B
题型02反应热与焓变的送系
三典例精析
【典例02】B
三举一反目
【变式2-1】C
【变式22】C
【变式2-3B
题型03常见的吸热反应与放热反应
典例精析
【典例03】D
举一反三
【变式31】A
【变式32】C
【变式33】C
第1页共3页
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题型04反应热与中和热的测定
典例精析
【典例04】(1)环形玻璃搅拌棒
最高温度
(2)-55.2
(3)①②④⑤
(4②>③>①
举一反三
【变式41】D
【变式42】A
【变式43】1)玻璃搅拌棒
使反应物迅速混合,充分反应
最高温度
(2)防止热量损失(其他合理答案均可)
更大
更小
-55.2
(3)①②④⑤
(4)②>③>①
题型05反应热的简单计算
典例精析
【典例05】D
三举-反目
【变式51】A
【变式52】A
【变式53】D
题型06热化学方程式的书写及正误判断
典例精析
【典例06】C
第2页共3页
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举一反三
【变式61】C
【变式6-2】B
【变式6-3】D
题型07反应热、燃烧热和中和热的区别
典例精析
【典例07】C
举一反三
【变式71】B
【变式72】B
【变式7-3】C
题型08反应热与反应机理
典例精析
【典例8】A
三举一反目
【变式81】B
【变式82】A
【变式83】D
第3页共3页
第一节 反应热(题型突破·举一反三)
题型01 反应热产生的原因
题型02 反应热与焓变的关系
题型03 常见的吸热反应与放热反应
题型04 反应热与中和热的测定
题型05 反应热的简单计算
题型06 热化学方程式的书写及正误判断
题型07 反应热、燃烧热和中和热的区别
题型08 反应热与反应机理
▌题型01 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679kJ能量,形成新的化学键需要放出862kJ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。
(1)放热反应:断键吸收的能量_______成键放出的能量
(2)吸热反应:断键吸收的能量_______成键放出的能量
【典例01】(2025·浙江温州十校联合体高二期中)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.Cl2(g)转化为氯原子是一个吸热过程
B.1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量比2molHCl(g)的总能量高
C.1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量
D.1molH2(g)和1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)的反应热ΔH=-183kJ·mol−1
【变式1-1】(2026·浙江宁波高二期中)已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6kJ·mol−1,下列说法中正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.该反应为放热反应,故不必加热就可发生反应
C.在该条件下,1个氢分子与1个氯分子反应生成2个氯化氢分子放出184.6 kJ热量
D.在该条件下,1 mol氢气与1 mol氯气的能量总和大于2 mol氯化氢气体的能量
【变式1-2】(2025·浙江强基联盟高二期中)中国学者在水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如图:
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程
B.图示过程中的H2O均参与了反应过程
C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
D.过程Ⅲ只生成了H2O、O2
【变式1-3】(2025·浙江宁波高二期末)碳酸钠晶体[Na2CO3∙10H2O(s)]失水可得到Na2CO3∙H2O(s)或Na2CO3 (s),两个化学反应的能量变化示意图如图,下列说法正确的是( )
A.Na2CO3∙H2O(s)失水生成Na2CO3(s):∆H =-(∆H2 -∆H1)
B.向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度升高
C.碳酸钠可用于治疗胃酸过多
D.碳酸钠晶体[Na2CO3∙10H2O(s)]失水是物理变化
▌题型02 反应热与焓变的关系
1.内能(U)、焓(H)及焓变(ΔH)
(1)内能(U):体系内物质的各种_______的总和,受_______、_______和物质的______________等影响。
(2)焓(H):与_______有关的物理量。
(3)焓变(ΔH):等压条件下反应热等于反应的焓变,用ΔH表示,单位:_______或_______。(注:此处的每摩尔指的是______________)
2.反应热
(1)定义:在等温条件下,化学反应体系向环境释放或从环境吸收的_______,称为化学反应的热效应,简称反应热。热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的_______。
(2)符号:_______。
(3)单位:_______或_______。
3.反应热与焓变的关系:
4.反应热和焓变的比较
类别
项目
反应热
焓变
不同点
概念
化学反应释放或吸收的热量
化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差
相同点
“+”“-”的意义
“+”表示反应_______热,“-”表示反应_______热
数据来源
可以通过实验直接测得,也可以利用已知数据通过计算求得
联系
①等值关系:恒压条件下反应的反应热_______焓变
②等价关系:符号是ΔH,单位是_______
注意
①焓、焓变、反应热代表的意义不同。
②焓(H)只有正值,而焓变(ΔH)有正负之分。
③可以通过焓变来判断一个反应是吸热反应还是放热反应。
④任何化学反应都有反应热。
⑤物质三态之间变化的焓变不能叫反应热,反应热是化学变化的焓变
【典例02】(2026·浙江杭州高二期末)下列关于反应热与焓变的说法正确的是( )
A.放热反应不需要加热就能发生,吸热反应必须加热才能发生
B.化学反应的焓变与反应路径无关,只与反应物和生成物总能量有关
C.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D.反应物总能量低于生成物总能量的反应为放热反应
【变式2-1】(2024·浙江省宁波市奉化区高二期末)下列关于内能和焓变的说法正确的是( )
A.化学反应过程中内能的变化等于焓变
B.气态水和液态水所具有内能一定不相同
C.焓的大小受体系的温度、压强等因素的影响
D.内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关
【变式2-2】(2024·浙江台州高二期中)下列说法正确的是( )
A.质量相等而状态不同的同种物质,它们的焓相等
B.当反应放热时,ΔU>0;反应吸热时,ΔU<0(反应过程中体系没有做功)
C.在一个确定的化学反应中,反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同
D.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
【变式2-3】(2025·浙江杭州高二阶段检测)下列说法正确的是( )
A.焓值越大的物质越稳定
B.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同
C.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
D.工业上常用氯气和氢气直接化合的方法生产氯化氢以制得盐酸。同温同压下,H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)在点燃或光照条件下的△H不同
▌题型03 常见的吸热反应与放热反应
1.放热反应和吸热反应的判断
(1)从反应物和生成物的______________的角度分析,如图所示。
(2)从反应热的量化参数——_______的角度分析
2.常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
①所有的燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数______________
④活泼金属与水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应
①大多数______________
②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应,如C与H2O(g)反应,C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
【典例03】(2026·浙江温州高二期中)下列属于放热反应的是( )
A.浓硫酸溶于水 B.盐酸与碳酸氢钠反应
C.氯化铵分解 D.灼热的碳与氧气反应
【变式3-1】(2026·浙江舟山高二期中)下列过程中需要吸收能量的是( )
A.小苏打固体溶于少量水中 B.氧化钙溶于水
C. D.铝热反应
【变式3-2】(2025·浙江省s9联盟高二期中)下列反应属于吸热反应的是( )
A.锌粒与稀H2SO4反应制取H2 B.Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O
C.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖 D.葡萄糖在人体内氧化分解
【变式3-3】(2025·浙江强基联盟高二期中)下列既属于吸热反应又属于氧化还原反应的是( )
A.铝热反应 B.葡萄糖氧化分解
C.CO2与C高温下生成CO D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
▌题型04 反应热与中和热的测定
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_______;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_______时的反应热。
(2)表示方法: △H=_______kJ/mol
【典例04】(2026·浙江绍兴高二期中)中和反应反应热的测定是中学化学重要的定量实验。实验步骤如下:
I.反应物温度的测量
用量筒量取50ml 0.50 mol/L盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录温度,洗净温度计,擦干备用;用另一量筒量取50ml 0.55 mol/L的NaOH溶液,用温度计测其温度并记录。
II.反应后体系温度的测量
打开杯盖,将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒,立即盖上杯盖,密切关注温度变化,记录反应后体系温度(t2)。
III.重复上述步骤三次
IV.数据处理
取盐酸、NaOH溶液平均温度记为反应前体系温度t1计算温度差(t2-t1),填入下表:
次数
反应物温度/℃
反应前体系温度
反应后体系温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t2-t1)/°C
1
26.9
27.1
30.3
2
27.1
27.1
30.3
3
27.0
27.0
29.3
4
27.1
27.1
30.5
(1)仪器a的名称是 ;取反应时溶液的 (填“最低温度”“最高温度”或“平均温度”)作为反应后体系温度。
(2)实验中酸、碱溶液的密度均为1 g/mL,且比热容与水的相同,发生中和反应后溶液的比热容c=4.18J·g-1·C-1,上述实验测得的中和反应反应热ΔH= kJ/mol。
(3)又知25℃、101 kPa下,中和反应反应热为-57.3 kJ/mol,实验值与理论值相差较大的原因可能是: 。
①保温效果差、能量损失大
②温度计测量酸溶液后没有清洗
③量取盐酸溶液时仰视量筒
④反应过程中碱溶液分步加入
⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动
(4)进行中和反应反应热ΔH的测定时,保持其他条件相同,使用下列酸碱组合:
①稀硫酸、Ba(OH)2溶液 ②醋酸溶液、氨水 ③稀硫酸、NaOH溶液
理论上测得的中和反应反应热由大到小的顺序为 (填标号且用“>”号表示)。
【变式4-1】(2026·浙江温州高二期中)下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是( )
A.和足量的水 B.溶液和足量的稀硫酸
C.和足量的稀硫酸 D.和足量的溶液
【变式4-2】(2026·浙江浙东北ZBD联盟高二期中)在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验操作中,若未用水把温度计上的酸冲洗干净,直接测碱的温度,实验测得的中和反应反应热的数值将偏小
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与内筒底部接触
C.用0.50 mol/LNaOH溶液分别与0.50 mol/L的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积均相等,则测得的中和反应反应热ΔH相同
D.测定中和反应反应热的实验中,不可用耐酸碱的塑料材质的搅拌棒代替玻璃搅拌棒
【变式4-3】(2025·浙江省台州市十校联盟高二期中)中和反应反应热的测定是中学化学重要的定量实验。实验步骤如下:
Ⅰ.反应物温度的测量
用量筒量取50ml 0.50mol/L盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录温度,洗净温度计,擦干备用;用另一量筒量取50ml 0.55mol/L的NaOH溶液,用温度计测其温度并记录。
Ⅱ.反应后体系温度的测量
打开杯盖,将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒,立即盖上杯盖,密切关注温度变化,记录反应后体系温度(t2)。
Ⅲ.重复上述步骤三次
Ⅳ.数据处理
取盐酸、NaOH溶液平均温度记为反应前体系温度t1计算温度差(t2- t1),填入下表:
次数
反应物温度/℃
反应前体系温度
反应后体系温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t2- t1)/℃
1
26.9
27.1
30.3
2
27.1
27.1
30.3
3
27.0
27.0
29.3
4
27.1
27.1
30.5
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ,搅拌的目的是 ;取反应时溶液的 (填“最低温度”“最高温度”或“平均温度”)作为反应后体系温度。
(2)量热计内筒与外壳上口相平且垫隔热层的原因是 ;若将盐酸浓度改为1mol/L,NaOH溶液浓度改为1.1mol/L,测得的温度差 (填“更大”“更小”或“相同”,下同),测得的中和反应反应热 。
设实验所用的酸、碱溶液的密度均为1g/ml,且比热容与水的相同,发生中和反应后溶液的比热容,上述实验测得的中和反应反应热 KJ/mol[提示];
(3)又知25℃、101kPa下,中和反应反应热为-57.3KJ/mol,实验值与理论值相差较大的原因可能是: 。
①保温效果差、能量损失大 ②温度计测量酸溶液后没有清洗
③量取盐酸溶液时仰视量筒 ④反应过程中碱溶液分步加入
⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动
(4)进行中和反应反应热ΔH的测定时,保持其他条件相同,使用下列酸碱组合:
①稀硫酸、Ba(OH)2溶液 ②醋酸溶液、氨水 ③稀硫酸、NaOH溶液
理论上测得的中和反应反应热由大到小的顺序为 (填标号且用“>”号表示)。
▌题型05 反应热的简单计算
1.宏观角度计算:ΔH=生成物总焓-反应物总焓。
2.微观角度计算:ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。可以简单记忆为反应热(ΔH)等于反应物断键吸热与生成物成键放热的代数和,吸热取“+”值,放热取“-”值。
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。
(1)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=_______ kJ
(2)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= _______kJ。
(3)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)。
【特别提醒】常见物质(1 mol)中化学键数目
物质
CO2(C===O)
CH4(C—H)
P4(P—P)
SiO2(Si—O)
键数
2
4
6
4
物质
石墨(C—C)
金刚石(C—C)
S8(S—S)
Si(Si—Si)
键数
1.5
2
8
2
3.ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。
(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。
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
(2)微观角度
ΔH=断裂反应物的化学键吸收的总能量-形成生成物的化学键释放的总能量
【典例05】(2025·浙江省杭州市等4地高二期中)下列说法中正确的是( )
A.已知S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1;S(g)+O2(g) SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.由C(s,金刚石)==C(s,石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定
C.500℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,则热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
D.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将1 mol NaOH固体溶于含0.5 mol H2SO4的稀硫酸中,放出的热量大于57.3 kJ
【变式5-1】(2025·浙江强基联盟高二期中)下列有关反应热的描述中正确的是( )
A.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.H2的燃烧热为285.8kJ•mol-1,则H2燃烧的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ•mol-1
C.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,则NaOH稀溶液与CH3COOH稀溶液反应生成1molH2O(l)时放出的热量为57.3kJ
D.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216kJ•mol-1,则反应物的总能量小于生成物的总能量
【变式5-2】(2025·浙江省温州新力量联盟高二期中)下列说法正确的是( )
A.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的相同
B.S(g)+O2(g)==SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)==SO2(g) ΔH2;ΔH1>ΔH2
C.一定条件下,将1mol NH3(g)置于密闭容器中充分反应生成N2(g)和H2(g),吸收热量19.3kJ,其热化学方程式可表示为2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH=+38..6kJ·mol−1
D.在稀溶液中: kJ·mol-1,若将含1molHCl的盐酸与含1molNH3·H2O的氨水混合,放出的热量等于57.3kJ
【变式5-3】(2025· 浙江省温州环大罗山联盟高二期中)下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2;则ΔH1>ΔH2
B.已知稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol−1,则稀醋酸溶液和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出的热量大于57.3kJ
C.已知在一定条件下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1;则将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2 kJ
D.甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol−1,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol−1
【答案】D
▌题型06 热化学方程式的书写及正误判断
1.定义:表明反应所放出或吸收的_______的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.意义:不仅表示化学反应中的_______变化,也表明了化学反应中的_______变化。
3.热化学方程式的书写步骤和方法
(1)书写符合质量守恒定律的化学方程式;
(2)注明反应物和生成物的______________:
①标明各物质的聚集状态:(固体s、液体l、气体g、溶液aq);
②不需要标记“↓”和“↑”;
③不用写“点燃”“加热”等引发条件。
(3)用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量:
①ΔH 只放右边,吸热用“_______”,放热用“_______”,单位是_______;
②ΔH 的值与系数相匹配。
4.“五查”法判断热化学方程式书写正误
①看方程式是否配平;
②看各物质的聚集状态是否正确;
③看ΔH 的“+”“-”是否正确;
④看反应热的单位是否为kJ·mol-1;
⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应。
5.热化学方程式书写中的常见错误
(1)物质的状态标注错误或漏写,物质的状态不同,ΔH的值不同。
(2)ΔH的正、负及单位书写错误,放热反应的ΔH为“-”,吸热反应的ΔH为“+”。
(3)ΔH与热化学方程式中化学计量数不对应,相同的反应,化学计量数不同时,ΔH不同。
【典例06】(2026·浙江丽水期末)下列关于热化学方程式的叙述不正确的是( )
A.已知 ΔH1=-57.3kJ·mol−1,则浓硫酸和反应生成1mol时的反应热ΔH2<-57.3kJ·mol−1
B. , ,则
C.氢气燃烧热为285.5kJ·mol−1,则分解水的热化学方程式为 ΔH=+571kJ·mol−1
D.若CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol−1 ,则1molCO(g)和1molH2O(g)置于密闭容器中充分反应,放出的热量小于41.2kJ
【变式6-1】(2026·浙江浙里特色联盟高二期中)在25℃和101 kPa下,下列热化学方程式书写正确的是( )
A.4 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-37kJ·mol−1
B.4 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-142.9kJ·mol−1
C.乙炔的燃烧热是1299.6 kJ·mol−1: ΔH=-1299.6kJ·mol−1
D.若NaOH溶液和稀盐酸反应的中和热为57.3kJ·mol−1,则氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应: ΔH=-57.3kJ·mol−1
【变式6-2】(2025·浙江省s9联盟高二期中)下列热化学方程式正确的是( )
A.已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-55.625kJ·mol−1
B.已知充分燃烧V L乙烯气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2bkJ·mol−1
C.通常状况下,将1 g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=+184.8kJ·mol−1
D.12 g碳与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120 kJ的热量:C+H2OCO+H2 ΔH=+120kJ·mol−1
【变式6-3】(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)已知 ,下列说法正确的是( )
A.稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应的热化学方程式为
B.已知H2的燃烧热,则
C.已知 ,则
D.已知 , ,则
▌题型07 反应热、燃烧热和中和热的区别
1.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。
(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→N2(g)。
(2)燃烧物的物质的量:1mol
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
2.描述反应热时,无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用ΔH表示,其后所跟数值都需要带“+”“-”符号。如:某反应的反应热(或焓变)为ΔH=-Q kJ·mol-1或ΔH=+Q kJ·mol-1。
3.由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“-”号。如:某物质的燃烧热为ΔH=-Q kJ·mol-1或Q kJ·mol-1。
4.燃烧热与中和热的判断误区
(1)燃烧热的热化学方程式以可燃物1 mol为标准。
(2)中和热的热化学方程式以生成1 mol水为标准。
(3)用文字描述燃烧热、中和热时,反应热不带“+、-”符号,而用焓变表示时需带“+、-”符号。如甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1或ΔH=-890.3 kJ·mol-1。
5.“表示燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。写前者时可燃物必须为1 mol,写后者时不强调可燃物的物质的量,可为任意值。
【典例07】(2026·浙江温州高二期中)下列说法或表示方法中正确的是( )
A.在101 kPa时,1 molH2完全燃烧生成1 mol水蒸气时所放出的热量为H2的燃烧热
B.在101 kPa时,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198kJ·mol−1,则SO2燃烧热ΔH=-198kJ·mol−1
C.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1,若将含1 mol NaOH稀溶液和过量稀盐酸混合充分反应,放出的热量为57.3kJ
D.2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol−1,说明N2O4比NO2稳定,分子内共价键键能N2O4比NO2小
【变式7-1】(2026·浙江精诚联盟高二期中联)下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890kJ·mol−1
B.31g白磷比31g红磷能量高,
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1,则H2SO4和Ba(OH)2反应:
D.已知: ΔH1;ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【变式7-2】(2025·浙江省绍兴会稽联盟高二期中)在下列各说法中,正确的是( )
A.ΔH>0表示放热反应,ΔH<0表示吸热反应
B.热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数
C.1molH2SO4与1mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
D.1mol H2与0.5mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
【变式7-3】(2025·浙江省嘉兴八校联盟高二期中)下列热化学方程式书写正确的是( )
A.甲醇的标准燃烧热为ΔH=-725.76kJ·mol-1,其燃烧热化学方程式为: ΔH=-725.76kJ·mol-1
B.500℃、30MPa下,将0.5mol N2(g)和1.5mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1
C.在101kPa时,2Gh2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1
D.和反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则稀硝酸溶解Cu(OH)2在相同条件下的热化学方程式为ΔH=-114.6kJ·mol-1
【答案】C
▌题型08 反应热与反应机理
1.图像核心构成
(1)横坐标为反应进程,纵坐标为体系能量;
(2)标注反应物(HCOOH)、生成物(CO2)、中间体(能量低谷,可存在,如HCOOH*、HCOO*、H*)、过渡态(能量高峰,反应中间状态,不可分离);
(3)能垒=某步过渡态能量-该步起始态(反应物/中间体)能量,即该步基元反应的活化能。
2.分步拆解分析
(1)定反应本质:热效应+反应步数
①热效应:ΔH=生成物总能量-反应物总能量,ΔH>0吸热、ΔH<0放热;
②反应步数:过渡态的个数=基元反应的步数,中间体为基元反应间的产物。
(2)判关键环节:决速步+反应快慢
①决速步:能垒最大的基元反应(活化能最大),其速率决定总反应速率;
②步速比较:同一反应中,能垒越小,对应基元反应速率越快。
(3)辨物质作用:催化剂+中间体
①催化剂:参与反应(出现在起始/中间步骤),最终再生(出现在生成物端),仅降低正/逆反应的能垒,不改变ΔH、反应物/生成物能量;
②中间体:反应过程中生成又消耗,仅出现在中间步骤,无始无终。
(4)析路径差异:优势路径+催化剂选择性
①优势路径:相同反应物生成相同产物时,“能垒总和更低(尤其是决速步能垒低)”的路径,反应更易发生;
②催化剂选择性:不同催化剂对应不同反应路径,可使反应物优先生成某一目标产物(对应路径能垒显著更低)。
3.应用
(1)定量计算——活化能/ΔH/键能:根据图像数据计算某步基元反应的活化能(能垒数值)、总反应ΔH;结合键能公式,实现能垒、键能、反应热的相互换算。
(2)机理验证——判断机理合理性:结合实验测得的总反应速率(或决速步信息),对比图像中能垒大小,验证推测的反应历程是否符合“决速步速率匹配总速率”的规律。
(3)实际推导——工业反应条件选择:根据图像分析不同催化剂的能垒降低效果、不同路径的产物差异,推导工业最优条件(如选择高效催化剂、控制温度匹配优势路径)。
【特别提醒】(1)混淆过渡态与中间体:过渡态是能量高峰(瞬间存在),中间体是能量低谷(可检测);
(2)错误认为总反应能垒=各步能垒之和:总反应无统一能垒,仅决速步能垒决定总速率;
(3)误判催化剂对能垒的影响:催化剂同等程度降低正、逆反应的能垒,不改变平衡状态;
(4)忽略相对能量:图像纵坐标可为“相对能量”,计算ΔH时直接用相对能量差值即可,无需考虑绝对能量。
【典例8】(2026·浙江温州十校高二期中)H2与ICl的反应分两步完成,其能量曲线如图所示。
反应①:H2(g)+2ICl(g)=HCl(g)+HI(g)+ ICl(g) ΔH1
反应②:HI(g)+2HCl(g)+ ICl(g)=2HCl(g)+I2(g) ΔH2
(已知: )
下列有关说法不正确的是( )
A.加入适当的催化剂,可以改变该反应的焓变
B.I2(g)+2HCl(g)=2ICl(g)+H2(g) ΔH=+218kJ·mol−1
C.反应①、②均是放热反应
D.反应①为该化学反应的决速步
【变式8-1】(2026·浙江温州新力量联盟高二期中)有研究表明,CO2和H2在铁系催化剂作用下生成乙烯的反应分两步进行:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
②2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2
反应过程中能量变化如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH2<0
B.加入合适的催化剂可以改变ΔH1和ΔH2的大小
C.CO2和H2生成乙烯的总反应速率由反应①决定
D.增大体系的压强,可提高反应速率,但不影响ΔH的大小
【变式8-2】(2026·浙江浙南名校联盟高二联考)硫酸工业中,在接触室中催化氧化SO2的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。该反应在V2O5的催化作用下分两步进行,能量变化如图:下列说法不正确的是( )
A.第一步反应的活化能为24kJ/mol
B.2molSO2(g)和1molO2(g)的总能量大于2molSO3(g)的总能量
C.升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快
D.第二步反应的热化学方程式:2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s)ΔH=-222kJ/mol
【变式8-3】(2026·浙江浙东北ZBD联盟高二期中期中)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CH3CH2CH3(g) CH3CH=CH2(g)+H2(g),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)。
下列说法错误的是( )
A.总反应是吸热反应
B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数相同
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
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第一节 反应热(题型突破·举一反三)
题型01 反应热产生的原因
题型02 反应热与焓变的关系
题型03 常见的吸热反应与放热反应
题型04 反应热与中和热的测定
题型05 反应热的简单计算
题型06 热化学方程式的书写及正误判断
题型07 反应热、燃烧热和中和热的区别
题型08 反应热与反应机理
▌题型01 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679kJ能量,形成新的化学键需要放出862kJ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。
(1)放热反应:断键吸收的能量小于成键放出的能量
(2)吸热反应:断键吸收的能量大于成键放出的能量
【典例01】(2025·浙江温州十校联合体高二期中)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.Cl2(g)转化为氯原子是一个吸热过程
B.1molH2(g)和1molCl2(g)的总能量比2molHCl(g)的总能量高
C.1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量
D.1molH2(g)和1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)的反应热ΔH=-183kJ·mol−1
【答案】C
【解析】A项,Cl2(g)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项,1molH2(g)和1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)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项,1mol HCl(g)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项,由B分析可知,1molH2(g)和1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)的反应热ΔH=-183kJ·mol−1,D正确;故选C。
【变式1-1】(2026·浙江宁波高二期中)已知H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184.6kJ·mol−1,下列说法中正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.该反应为放热反应,故不必加热就可发生反应
C.在该条件下,1个氢分子与1个氯分子反应生成2个氯化氢分子放出184.6 kJ热量
D.在该条件下,1 mol氢气与1 mol氯气的能量总和大于2 mol氯化氢气体的能量
【答案】D
【解析】A项,ΔH<0,则该反应为放热反应,A错误;B项,反应条件和反应是否放热或吸热无直接关系,B错误;C项,ΔH的单位是kJ·mol-1,对应1 mol反应放出184.6 kJ热量,而非单个分子,C错误;D项,放热反应中反应物总能量高于产物总能量,则1 mol H2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HCl的总能量,D正确;故选D。
【变式1-2】(2025·浙江强基联盟高二期中)中国学者在水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如图:
下列说法正确的是( )
A.过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程
B.图示过程中的H2O均参与了反应过程
C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH
D.过程Ⅲ只生成了H2O、O2
【答案】B
【解析】A.根据反应过程示意图,过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,过程Ⅲ形成化学键,为放热过程,故A错误;B.根据反应过程示意图,过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂,过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂的过程,过程Ⅲ中形成了水分子,因此H2O均参与了反应过程,B正确;C.催化剂不能改变反应的始态和终态,不能改变反应的焓变ΔH,故C错误;D.根据反应过程示意图,过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水、和氢气,故D错误;故选B。
【变式1-3】(2025·浙江宁波高二期末)碳酸钠晶体[Na2CO3∙10H2O(s)]失水可得到Na2CO3∙H2O(s)或Na2CO3 (s),两个化学反应的能量变化示意图如图,下列说法正确的是( )
A.Na2CO3∙H2O(s)失水生成Na2CO3(s):∆H =-(∆H2 -∆H1)
B.向Na2CO3(s)中滴加几滴水,温度升高
C.碳酸钠可用于治疗胃酸过多
D.碳酸钠晶体[Na2CO3∙10H2O(s)]失水是物理变化
【答案】B
【解析】A项,由图可知,反应1:Na2CO3∙10H2O(s)=Na2CO3∙H2O(s)+9H2O(g) ∆H1 kJ∙mol-1,反应2:Na2CO3∙10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g) ∆H2 kJ∙mol-1,将反应2-反应1得,Na2CO3∙H2O(s)=Na2CO3(s)+H2O(g) ∆H =(∆H2 -∆H1) kJ∙mol-1,A不正确;B项,向Na2CO3(s)中滴加几滴水,生成Na2CO3∙xH2O(s),发生碳酸钠晶体失水反应的逆反应,由于碳酸钠晶体失水是吸热反应,所以碳酸钠生成水合碳酸钠的反应放热,固体的温度升高,B正确;C项,碳酸钠虽然能中和胃酸,但碳酸钠的碱性强,对胃壁有强烈的腐蚀性,会损伤胃壁,不可用于治疗胃酸过多,C不正确;D项,碳酸钠晶体(Na2CO3·10H2O)失水,发生分解反应,是化学变化,D不正确;故选B。
▌题型02 反应热与焓变的关系
1.内能(U)、焓(H)及焓变(ΔH)
(1)内能(U):体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强和物质的聚集状态等影响。
(2)焓(H):与内能有关的物理量。
(3)焓变(ΔH):等压条件下反应热等于反应的焓变,用ΔH表示,单位:kJ·mol-1或kJ/mol。(注:此处的每摩尔指的是每摩尔反应)
2.反应热
(1)定义: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。热量是指因温度不同而在体系与环境之间交换或传递的能量。
(2)符号:ΔH。
(3)单位:kJ·mol-1或kJ/mol。
3.反应热与焓变的关系:
4.反应热和焓变的比较
类别
项目
反应热
焓变
不同点
概念
化学反应释放或吸收的热量
化学反应中生成物的总焓与反应物的总焓之差
相同点
“+”“-”的意义
“+”表示反应吸热,“-”表示反应放热
数据来源
可以通过实验直接测得,也可以利用已知数据通过计算求得
联系
①等值关系:恒压条件下反应的反应热等于焓变
②等价关系:符号是ΔH,单位是kJ·mol-1
注意
①焓、焓变、反应热代表的意义不同。
②焓(H)只有正值,而焓变(ΔH)有正负之分。
③可以通过焓变来判断一个反应是吸热反应还是放热反应。
④任何化学反应都有反应热。
⑤物质三态之间变化的焓变不能叫反应热,反应热是化学变化的焓变
【典例02】(2026·浙江杭州高二期末)下列关于反应热与焓变的说法正确的是( )
A.放热反应不需要加热就能发生,吸热反应必须加热才能发生
B.化学反应的焓变与反应路径无关,只与反应物和生成物总能量有关
C.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定
D.反应物总能量低于生成物总能量的反应为放热反应
【答案】B
【解析】A项,反应的吸放热与反应条件无必然关联,部分放热反应(如燃烧)需要加热引发,部分吸热反应常温下即可发生,A错误;B项,焓变是状态函数,根据盖斯定律,化学反应的焓变只与反应始态(反应物总能量)和终态(生成物总能量)有关,与反应路径无关,B正确;C项,该反应ΔH>0,说明石墨总能量低于金刚石,能量越低物质越稳定,因此石墨比金刚石稳定,C错误;D项,反应物总能量低于生成物总能量时,反应需要从外界吸收能量,属于吸热反应,D错误;故选B。
【变式2-1】(2024·浙江省宁波市奉化区高二期末)下列关于内能和焓变的说法正确的是( )
A.化学反应过程中内能的变化等于焓变
B.气态水和液态水所具有内能一定不相同
C.焓的大小受体系的温度、压强等因素的影响
D.内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关
【答案】C
【解析】A项,在恒压、只做体积功的条件下,化学反应的反应热等于焓变,而内能的变化等于焓变减去体积功,两者一般不相等,A错误;B项,内能是与物质的量、温度、压强均有关的广度性质,未说明水的物质的量、温度和压强的前提下,无法判断气态水和液态水的内能大小,B错误;C项,焓是体系的状态函数,状态函数的数值只和体系当前的状态有关,而温度、压强是决定体系状态的核心宏观参数,因此焓的大小会随体系的温度、压强改变而发生变化,C正确;D项,内能除与物质的种类、数量、聚集状态有关外,还与温度、压强等因素有关,如相同聚集状态的同种物质,温度越高内能越大,D错误;故选C。
【变式2-2】(2024·浙江台州高二期中)下列说法正确的是( )
A.质量相等而状态不同的同种物质,它们的焓相等
B.当反应放热时,ΔU>0;反应吸热时,ΔU<0(反应过程中体系没有做功)
C.在一个确定的化学反应中,反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同
D.焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化
【答案】C
【解析】A项,焓是与物质状态相关的物理量,同种物质不同状态下自身焓值不同,比如等质量的液态水和气态水,气态水的焓更高,因此质量相等、状态不同的同种物质焓不相等,故A错误;B项,反应放热时ΔU<0,吸热时ΔU>0,B错误;C项,化学反应一定伴随能量变化,只要发生化学反应,焓变一定不为 0,所以反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同,C正确;D项,焓变是反应产物的总焓与反应物的总焓之差,不限制反应物或反应产物的量,D错误;故选C。
【变式2-3】(2025·浙江杭州高二阶段检测)下列说法正确的是( )
A.焓值越大的物质越稳定
B.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同
C.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示标准状况下的数据
D.工业上常用氯气和氢气直接化合的方法生产氯化氢以制得盐酸。同温同压下,H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)在点燃或光照条件下的△H不同
【答案】B
【解析】A项,焓与内能有关,一般来讲,焓值越大,物质所含的内能越大,该物质越不稳定,故A错误;B.反应物的总焓与生成物的总焓的差值为反应的热效应;化学反应的发生,体现了吸热或放热两个过程;因此针对一个确定的化学反应,反应物的总焓与生成物的总焓一定不同,故B正确;C.热化学方程式未注明温度和压强时,ΔH表示在25℃,101kPa下测定的数据,故C错误;D.化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关;同温同压下,对于同一个反应来讲,反应条件不同,反应的热效应是相同的,故D错误;故选B。
▌题型03 常见的吸热反应与放热反应
1.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——键能的角度分析
2.常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
①所有的燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属与水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应,如C与H2O(g)反应,C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
【典例03】(2026·浙江温州高二期中)下列属于放热反应的是( )
A.浓硫酸溶于水 B.盐酸与碳酸氢钠反应
C.氯化铵分解 D.灼热的碳与氧气反应
【答案】D
【解析】A项,浓硫酸溶于水为浓硫酸溶解的物理过程,该过程放热,无新物质生成,不属于化学反应,A不符合题意;B项,盐酸与碳酸氢钠反应是吸热反应,不是放热反应,B不符合题意;C项,氯化铵的分解是吸热反应,C不符合题意;D项,灼热的碳与氧气反应是碳的燃烧,燃烧属于典型放热反应,D符合题意;故选D。
【变式3-1】(2026·浙江舟山高二期中)下列过程中需要吸收能量的是( )
A.小苏打固体溶于少量水中 B.氧化钙溶于水
C. D.铝热反应
【答案】A
【解析】A项,小苏打(碳酸氢钠)溶解于水时,扩散过程吸收的能量大于水合过程放出的能量,整体表现为吸收能量,A正确;B项,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应放出大量热,属于放热过程,B错误;C项,Cl原子结合形成Cl2分子是形成共价键的过程,形成化学键会释放能量,属于放热过程,C错误;D项,铝热反应是铝与金属氧化物在高温下反应生成氧化铝和金属单质,反应放出大量热,属于放热过程,D错误;故选A。
【变式3-2】(2025·浙江省s9联盟高二期中)下列反应属于吸热反应的是( )
A.锌粒与稀H2SO4反应制取H2 B.Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O
C.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖 D.葡萄糖在人体内氧化分解
【答案】C
【解析】A.锌粒与稀H2SO4发生置换反应产生ZnSO4和H2,因此可以用来制取H2,该反应发生放出热量,属于放热反应,A不符合题意;B.Na2CO3与H2O结合形成碳酸钠晶体时,会放出热量,因此反应Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O为放热反应,B不符合题意;C.植物通过光合作用将CO2、H2O转化为葡萄糖,并释放出O2,发生该反应时会吸收能量,因此该反应为吸热反应,C符合题意;D.葡萄糖在人体内缓慢发生氧化反应,产生能量供人们生理、生命活动需要,因此该氧化反应为放热反应,D不符合题意;故选C。
【变式3-3】(2025·浙江强基联盟高二期中)下列既属于吸热反应又属于氧化还原反应的是( )
A.铝热反应 B.葡萄糖氧化分解
C.CO2与C高温下生成CO D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
【答案】C
【解析】A.在铝热反应中Al、Fe元素化合发生了变化,属于氧化还原反应,但铝热反应属于放热反应,A错误;B.葡萄糖氧化分解反应前后C、O元素发生了化合价变化,属于氧化还原反应,但该反应属于放热反应,B错误;C.CO2与C高温下生成CO属于吸热反应,反应前后C元素的化合价发生了变化,属于氧化还原反应,C正确;D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应属于吸热反应,但反应前后没有元素化合价变化,不属于氧化还原反应,D错误;故选C。
▌题型04 反应热与中和热的测定
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= -57.3kJ/mol
【典例04】(2026·浙江绍兴高二期中中和反应反应热的测定是中学化学重要的定量实验。实验步骤如下:
I.反应物温度的测量
用量筒量取50ml 0.50 mol/L盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录温度,洗净温度计,擦干备用;用另一量筒量取50ml 0.55 mol/L的NaOH溶液,用温度计测其温度并记录。
II.反应后体系温度的测量
打开杯盖,将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒,立即盖上杯盖,密切关注温度变化,记录反应后体系温度(t2)。
III.重复上述步骤三次
IV.数据处理
取盐酸、NaOH溶液平均温度记为反应前体系温度t1计算温度差(t2-t1),填入下表:
次数
反应物温度/℃
反应前体系温度
反应后体系温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t2-t1)/°C
1
26.9
27.1
30.3
2
27.1
27.1
30.3
3
27.0
27.0
29.3
4
27.1
27.1
30.5
(1)仪器a的名称是 ;取反应时溶液的 (填“最低温度”“最高温度”或“平均温度”)作为反应后体系温度。
(2)实验中酸、碱溶液的密度均为1 g/mL,且比热容与水的相同,发生中和反应后溶液的比热容c=4.18J·g-1·C-1,上述实验测得的中和反应反应热ΔH= kJ/mol。
(3)又知25℃、101 kPa下,中和反应反应热为-57.3 kJ/mol,实验值与理论值相差较大的原因可能是: 。
①保温效果差、能量损失大
②温度计测量酸溶液后没有清洗
③量取盐酸溶液时仰视量筒
④反应过程中碱溶液分步加入
⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动
(4)进行中和反应反应热ΔH的测定时,保持其他条件相同,使用下列酸碱组合:
①稀硫酸、Ba(OH)2溶液 ②醋酸溶液、氨水 ③稀硫酸、NaOH溶液
理论上测得的中和反应反应热由大到小的顺序为 (填标号且用“>”号表示)。
【答案】(1) 环形玻璃搅拌棒 最高温度
(2)-55.2
(3)①②④⑤
(4)②>③>①
【解析】中和热是指在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量,该实验的实验目的是测定盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应放出的热量,并计算得到中和反应的中和热。
(1)由实验装置图可知,仪器a为玻璃搅拌器;实验时,应取反应液的最高温度作为反应后体系温度,才能准确的测得其反应热。
(2)由表格数据可知,四次实验的温度差为:,第3次实验误差较大,应舍去。则反应温度差的平均值为3.3℃;该反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O,由题意可知,氢氧化钠溶液浓度大于盐酸的浓度,因此反应时盐酸完全反应,生成水的物质的量为,则该反应的中和热。
(3)①实验装置保温效果差,能量损失大,造成达到最高温度较低,因此放出的热量偏少,偏大,①符合题意;②测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,在测碱的温度时,残留的盐酸会与氢氧化钠反应放热,温度偏高,则会导致温度差减小,实验测得中和热的数值偏小,中和反应为放热反应,因此偏大,②符合题意;③量取盐酸时仰视读数,会使得实际量取体积高于所要量取的体积,放出的热量会偏多,也就会使得中和热的测定数据偏高,因此偏小,③不符合题意;④反应过程中碱溶液分步加入,会导致热量损失较大,放出的热量较少,因此偏大,④符合题意;⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动,会导致反应不够充分,反应不完全,放出的热量较少,因此ΔH偏大,⑤符合题意;符合题意的是:①②④⑤。
(4)稀氢氧化钡溶液和硫酸反应生成水和硫酸钡沉淀,放出热量更多,所以实验①中和反应反应热ΔH小于实验③;稀氨水溶于水吸热,与稀硫酸反应放出热量减少,所以实验②中和反应反应热ΔH大于实验③,则中和反应反应热ΔH由大到小的顺序为②>③>①。
【变式4-1】(2026·浙江温州高二期中)下图是简易量热计装置示意图,下列反应的反应热不适宜用该装置测定的是( )
A.和足量的水 B.溶液和足量的稀硫酸
C.和足量的稀硫酸 D.和足量的溶液
【答案】D
【解析】A项,CaO和足量的水反应生成Ca(OH)2,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,A正确;B项,NaOH溶液和足量的稀硫酸的中和反应,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,B正确;C项,ZnO和足量的稀硫酸反应生成ZnSO4和水,为放热反应,无气体生成,反应在溶液中进行,热量损失少,适宜用简易量热计测定,C正确;D项,Al和足量的NaOH溶液反应生成H2气体,气体逸出时会带走部分热量,导致热量测量不准确,不适宜用简易量热计测定,D错误;故选D。
【变式4-2】(2026·浙江浙东北ZBD联盟高二期中)在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是( )
A.实验操作中,若未用水把温度计上的酸冲洗干净,直接测碱的温度,实验测得的中和反应反应热的数值将偏小
B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计水银球应与内筒底部接触
C.用0.50 mol/LNaOH溶液分别与0.50 mol/L的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积均相等,则测得的中和反应反应热ΔH相同
D.测定中和反应反应热的实验中,不可用耐酸碱的塑料材质的搅拌棒代替玻璃搅拌棒
【答案】A
【解析】A项,若未冲洗温度计上的酸直接测碱温度,残留酸与碱提前反应放热,导致碱的初始温度偏高,计算ΔT时温差减小,测得ΔH偏小,故A正确;B项,温度计水银球接触内筒底部会受外界温度干扰,正确操作应浸入溶液且不接触容器,故B错误;C项,醋酸为弱酸,电离吸热,总放热量少于强酸,则测得的中和反应反应热ΔH不相同,故C错误;D项,耐酸碱塑料搅拌棒不影响实验,可代替玻璃,故D错误;故选A。
【变式4-3】(2025·浙江省台州市十校联盟高二期中)中和反应反应热的测定是中学化学重要的定量实验。实验步骤如下:
Ⅰ.反应物温度的测量
用量筒量取50ml 0.50mol/L盐酸,倒入量热计的内筒,盖上杯盖,测量并记录温度,洗净温度计,擦干备用;用另一量筒量取50ml 0.55mol/L的NaOH溶液,用温度计测其温度并记录。
Ⅱ.反应后体系温度的测量
打开杯盖,将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒,立即盖上杯盖,密切关注温度变化,记录反应后体系温度(t2)。
Ⅲ.重复上述步骤三次
Ⅳ.数据处理
取盐酸、NaOH溶液平均温度记为反应前体系温度t1计算温度差(t2- t1),填入下表:
次数
反应物温度/℃
反应前体系温度
反应后体系温度
温度差
盐酸
NaOH溶液
t1/℃
t2/℃
(t2- t1)/℃
1
26.9
27.1
30.3
2
27.1
27.1
30.3
3
27.0
27.0
29.3
4
27.1
27.1
30.5
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 ,搅拌的目的是 ;取反应时溶液的 (填“最低温度”“最高温度”或“平均温度”)作为反应后体系温度。
(2)量热计内筒与外壳上口相平且垫隔热层的原因是 ;若将盐酸浓度改为1mol/L,NaOH溶液浓度改为1.1mol/L,测得的温度差 (填“更大”“更小”或“相同”,下同),测得的中和反应反应热 。
设实验所用的酸、碱溶液的密度均为1g/ml,且比热容与水的相同,发生中和反应后溶液的比热容,上述实验测得的中和反应反应热 KJ/mol[提示];
(3)又知25℃、101kPa下,中和反应反应热为-57.3KJ/mol,实验值与理论值相差较大的原因可能是: 。
①保温效果差、能量损失大 ②温度计测量酸溶液后没有清洗
③量取盐酸溶液时仰视量筒 ④反应过程中碱溶液分步加入
⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动
(4)进行中和反应反应热ΔH的测定时,保持其他条件相同,使用下列酸碱组合:
①稀硫酸、Ba(OH)2溶液 ②醋酸溶液、氨水 ③稀硫酸、NaOH溶液
理论上测得的中和反应反应热由大到小的顺序为 (填标号且用“>”号表示)。
【答案】(1)玻璃搅拌棒 使反应物迅速混合,充分反应 最高温度
(2)防止热量损失(其他合理答案均可) 更大 更小 -55.2
(3)①②④⑤
(4)②>③>①
【解析】中和热是指在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量,该实验的实验目的是测定盐酸和过量的氢氧化钠溶液反应放出的热量,并计算得到中和反应的中和热,需要注意的是中和反应的反应热和中和热的区别。
(1)由实验装置图可知,仪器a为玻璃搅拌器;反应时使用玻璃搅拌器搅拌的作用是加快反应速率以减小误差;实验时,应取反应液的最高温度作为反应后体系温度。
(2)量热计内筒与外壳上口相平且垫隔热层可以减少热量散失,减小实验误差;若将盐酸浓度改为1.0mol·L-1,NaOH溶液浓度改为1.1mol·L-1,反应消耗盐酸的物质的量增大,反应放出更多的热量,所以测得的温度差更大;该反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O,由于使用的溶质量更多,因此放出的热量更多,导致该中和反应的反应热更小;由表格数据可知,四次实验的温度差为(30.3-27.0)℃=3.3℃、(30.3-27.1)℃=3.2℃、(29.3-27.0)℃=2.3℃、(30.5-27.1)℃=3.4℃,第3次实验误差较大,应舍去,则反应温度差的平均值为3.3℃;该反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O,由题意可知,氢氧化钠溶液浓度大于盐酸的浓度,因此反应时50mL 0.50mol/L盐酸完全反应,生成水的物质的量为0.50mol/L×0.05L=0.025mol,则该反应的中和热。
(3)①实验装置保温效果差,能量损失大,造成达到最高温度较低,因此放出的热量偏少,ΔH偏大,故①符合题意;②测量盐酸的温度后,温度计没有用水冲洗干净,在测碱的温度时,残留的盐酸会与氢氧化钠反应放热,温度偏高,则会导致温度差减小,实验测得中和热的数值偏小,中和反应为放热反应,因此ΔH偏大,故②符合题意;③量取盐酸时仰视读数,会使得实际量取体积高于所要量取的体积,放出的热量会偏多,也就会使得中和热的测定数据偏高,因此ΔH偏小,故③不符合题意;④反应过程中碱溶液分步加入,会导致热量损失较大,放出的热量较少,因此ΔH偏大,故④符合题意;⑤反应过程中没有使用仪器a上下反复搅动,会导致反应不够充分,反应不完全,放出的热量较少,因此ΔH偏大,故⑤符合题意;符合题意的是:①②④⑤。
(4)稀氢氧化钡溶液和硫酸反应生成水和硫酸钡沉淀,放出热量更多,所以实验①中和反应反应热ΔH小于实验③;稀氨水溶于水吸热,与稀硫酸反应放出热量减少,所以实验②中和反应反应热ΔH大于实验③,则中和反应反应热ΔH由大到小的顺序为②>③>①。
▌题型05 反应热的简单计算
1.宏观角度计算:ΔH=生成物总焓-反应物总焓。
2.微观角度计算:ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。可以简单记忆为反应热(ΔH)等于反应物断键吸热与生成物成键放热的代数和,吸热取“+”值,放热取“-”值。
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。
(1)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
(2)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。
(3)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)。
【特别提醒】常见物质(1 mol)中化学键数目
物质
CO2(C===O)
CH4(C—H)
P4(P—P)
SiO2(Si—O)
键数
2
4
6
4
物质
石墨(C—C)
金刚石(C—C)
S8(S—S)
Si(Si—Si)
键数
1.5
2
8
2
3.ΔH=正反应活化能-逆反应活化能。
(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。
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
(2)微观角度
ΔH=断裂反应物的化学键吸收的总能量-形成生成物的化学键释放的总能量
【典例05】(2025·浙江省杭州市等4地高二期中)下列说法中正确的是( )
A.已知S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH1;S(g)+O2(g) SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.由C(s,金刚石)==C(s,石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1可知,金刚石比石墨稳定
C.500℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,则热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
D.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)==H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将1 mol NaOH固体溶于含0.5 mol H2SO4的稀硫酸中,放出的热量大于57.3 kJ
【答案】D
【解析】A.因为S(s)S(g) △H>0,所以ΔH1>ΔH2,A不正确;B.由C(s,金刚石)==C(s,石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1可知,反应物具有的能量比生成物高,所以石墨比金刚石稳定,B不正确;C.0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应,参加反应的N2小于0.5mol,则1molN2完全反应放热大于19.3 kJ,热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<-38.6 kJ·mol-1,C不正确;D.若将1 mol NaOH固体溶于含0.5 mol H2SO4的稀硫酸中,由于NaOH固体溶于水放为,所以放出的热量大于57.3 kJ,D正确;故选D。
【变式5-1】(2025·浙江强基联盟高二期中)下列有关反应热的描述中正确的是( )
A.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,则ΔH1<ΔH2
B.H2的燃烧热为285.8kJ•mol-1,则H2燃烧的热化学方程式可表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6kJ•mol-1
C.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,则NaOH稀溶液与CH3COOH稀溶液反应生成1molH2O(l)时放出的热量为57.3kJ
D.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216kJ•mol-1,则反应物的总能量小于生成物的总能量
【答案】A
【解析】A.S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2,气态硫比固态硫能量高,反应放出的热量多,则ΔH1<ΔH2,A正确;B.H2燃烧的热化学方程式产物水应为液态,B错误;C.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ•mol-1,CH3COOH是弱酸,电离过程吸热,则NaOH稀溶液与CH3COOH稀溶液反应生成1molH2O(l)时放出的热量少于57.3kJ,C错误;D.Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216kJ•mol-1,该反应是放热反应,则反应物的总能量大于生成物的总能量,D错误;故选A。
【变式5-2】(2025·浙江省温州新力量联盟高二期中)下列说法正确的是( )
A.同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的相同
B.S(g)+O2(g)==SO2(g) ΔH1,S(s)+O2(g)==SO2(g) ΔH2;ΔH1>ΔH2
C.一定条件下,将1mol NH3(g)置于密闭容器中充分反应生成N2(g)和H2(g),吸收热量19.3kJ,其热化学方程式可表示为2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH=+38..6kJ·mol−1
D.在稀溶液中: kJ·mol-1,若将含1molHCl的盐酸与含1molNH3·H2O的氨水混合,放出的热量等于57.3kJ
【答案】A
【解析】A.反应热ΔH=生成物具有的能量-反应物具有的能量,只与物质的起始状态有关,与反应条件无关,所以同温同压下,在光照和点燃条件下的ΔH相等,A项正确;B.固态硫燃烧时要先变为气态硫,需要吸收热量,因此气态硫的反应比固态硫的反应产生的热量多,但燃烧反应为放热反应,因此ΔH1<ΔH2,B项错误;C.合成氨的反应为可逆反应,不能进行到底,因此无法计算热量的变化,C项错误;D.NH3·H2O是弱碱,存在电离平衡,电离过程是吸热过程,若将含1molHCl的盐酸与含1mol NH3·H2O的氨水混合,放出的热量小于57.3kJ,D项错误。故选A。
【变式5-3】(2025· 浙江省温州环大罗山联盟高二期中)下列关于热化学反应的描述中正确的是( )
A.2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2;则ΔH1>ΔH2
B.已知稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol−1,则稀醋酸溶液和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出的热量大于57.3kJ
C.已知在一定条件下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1;则将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2 kJ
D.甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol−1,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol−1
【答案】D
【解析】A.相同量的碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧放出的热量,2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2;则ΔH1>ΔH2,故A错误;B.稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol−1,醋酸是弱酸,电离吸热,则稀醋酸溶液和稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水放出的热量小于57.3kJ,故B错误;C.在一定条件下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1;将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应生成氨气的物质的量小于1mol,放出热量小于46.2 kJ,故C错误;D.甲烷的燃烧热是1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量,甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3kJ·mol−1,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol−1,故D正确;选D。
▌题型06 热化学方程式的书写及正误判断
1.定义:表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式,叫做热化学方程式。
2.意义:不仅表示化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的能量变化。
3.热化学方程式的书写步骤和方法
(1)书写符合质量守恒定律的化学方程式;
(2)注明反应物和生成物的聚集状态:
①标明各物质的聚集状态:(固体s、液体l、气体g、溶液aq);
②不需要标记“↓”和“↑”;
③不用写“点燃”“加热”等引发条件。
(3)用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量:
①ΔH 只放右边,吸热用“+”,放热用“-”,单位是kJ/mol;
②ΔH 的值与系数相匹配。
4.“五查”法判断热化学方程式书写正误
①看方程式是否配平;
②看各物质的聚集状态是否正确;
③看ΔH 的“+”“-”是否正确;
④看反应热的单位是否为kJ·mol-1;
⑤看反应热的数值与化学计量数是否相对应。
5.热化学方程式书写中的常见错误
(1)物质的状态标注错误或漏写,物质的状态不同,ΔH的值不同。
(2)ΔH的正、负及单位书写错误,放热反应的ΔH为“-”,吸热反应的ΔH为“+”。
(3)ΔH与热化学方程式中化学计量数不对应,相同的反应,化学计量数不同时,ΔH不同。
【典例06】(2026·浙江丽水期末)下列关于热化学方程式的叙述不正确的是( )
A.已知 ΔH1=-57.3kJ·mol−1,则浓硫酸和反应生成1mol时的反应热ΔH2<-57.3kJ·mol−1
B. , ,则
C.氢气燃烧热为285.5kJ·mol−1,则分解水的热化学方程式为 ΔH=+571kJ·mol−1
D.若CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol−1 ,则1molCO(g)和1molH2O(g)置于密闭容器中充分反应,放出的热量小于41.2kJ
【答案】C
【解析】A项,浓硫酸稀释过程放热,与NaOH反应生成水时总放热量大于稀溶液中和反应,故ΔH2更负,A正确;B项,钠从固态变为液态需吸热(熔化热),液态钠能量更高,反应生成相同产物时放热更多,ΔH1更负,故ΔH1 < ΔH2,B正确;C项,氢气燃烧热对应生成液态水,分解水时若为气态水,需额外吸收蒸发焓,故2H2O(g)分解的ΔH应小于571 kJ·mol−1,C不正确;D项,该反应为可逆反应,ΔH = -41.2kJ·mol−1表示完全反应时的焓变,但密闭容器中反应达平衡时不完全,实际放热量小于41.2 kJ,D正确;故选C。
【变式6-1】(2026·浙江浙里特色联盟高二期中)在25℃和101 kPa下,下列热化学方程式书写正确的是( )
A.4 g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量:S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-37kJ·mol−1
B.4 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-142.9kJ·mol−1
C.乙炔的燃烧热是1299.6 kJ·mol−1: ΔH=-1299.6kJ·mol−1
D.若NaOH溶液和稀盐酸反应的中和热为57.3kJ·mol−1,则氢氧化钡稀溶液与稀硫酸反应: ΔH=-57.3kJ·mol−1
【答案】C
【解析】A项,4 g硫粉的物质的量为0.125 mol,完全燃烧生成SO2放出37 kJ热量,则1 mol硫燃烧放热为,故热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296kJ·mol−1,A错误;B项,4 g H2为2 mol,完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量,故热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-142.9kJ·mol−1,B错误;C项,乙炔的燃烧热为1299.6 kJ∙mol-1,对应1 mol乙炔完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),故热化学方程式为 ,C正确;D项,中和热为生成1 mol H2O(l)时所放出的热量,但Ba(OH)2与H2SO4反应生成BaSO4沉淀会额外放热,故的ΔH应小于-57.3 kJ∙mol-1,D错误;故选C。
【变式6-2】(2025·浙江省s9联盟高二期中)下列热化学方程式正确的是( )
A.已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-55.625kJ·mol−1
B.已知充分燃烧V L乙烯气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2bkJ·mol−1
C.通常状况下,将1 g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=+184.8kJ·mol−1
D.12 g碳与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120 kJ的热量:C+H2OCO+H2 ΔH=+120kJ·mol−1
【答案】B
【解析】放热反应,反应热△H<0,吸热反应的反应热△H>0。书写热化学方程式要注明物质的聚集状态。热化学方程式中化学计量数仅表示物质的量,反应热的数值要与发生反应的物质的物质的量相对应。A.CH4的摩尔质量是16 g/mol,已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ,则1 mol(即16 g)甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ/g×16 g=890 kJ,故表示甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890 kJ/mol,A错误;B.乙烯分子式是C2H4,充分燃烧V L乙烯气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量,则燃烧C2H4气体生成2 mol二氧化碳气体和液态水,放出热量为2b kJ,故表示乙烯燃烧的热化学方程式为C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2bkJ·mol−1,B正确;C.1 g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ,说明反应是放热反应,△H<0,则2 gH2即1 mol氢气在氯气中完全燃烧,放出热量为2×92.4 kJ=184.8 kJ,故其燃烧的热化学方程式应该为:H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH=-184.8kJ·mol−1,C错误;D.同一物质,物质的聚集状态不同,含有的能量多少不同,因此书写热化学方程式要注明物质的聚集状态,12 g碳即1 molC与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120 kJ的热量,其相应的热化学方程式应该为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+120kJ·mol−1,D错误;故选B。
【变式6-3】(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)已知 ,下列说法正确的是( )
A.稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应的热化学方程式为
B.已知H2的燃烧热,则
C.已知 ,则
D.已知 , ,则
【答案】D
【解析】A项,稀硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,该过程不仅包含中和反应(放热),还包含沉淀形成(额外放热),给定ΔH = -114.6 kJ/mol仅对应生成2 mol水的中和热(2 × -57.3 kJ/mol),但忽略了BaSO4沉淀的放热效应,因此实际|ΔH|应更大(ΔH更负),A错误;B项,H2的燃烧热ΔH = -285.8 kJ/mol表示1 mol H2完全燃烧生成H2O(l)的焓变。对于反应2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O(l),ΔH应为2倍燃烧热,即-571.6 kJ/mol,而非-285.8 kJ/mol,B错误;C项,由HF(aq) + OH⁻(aq) = F⁻(aq) + H2O(l) ΔH = -67.7 kJ/mol和H⁺(aq) + OH⁻(aq) = H2O(l) ΔH = -57.3 kJ/mol,可得HF电离反应HF(aq) ⇌ H⁺(aq) + F⁻(aq)的ΔH = -67.7 kJ/mol - (-57.3 kJ/mol) = -10.4 kJ/mol < 0,而非ΔH>0,C错误;D项,ΔH2为NaCl(s)解离成气态离子的焓变(晶格能,正值且较大);ΔH1为溶解焓,包含晶格能和离子水合焓ΔH3(水合焓为负值),故ΔH1 = ΔH2+ ΔH3 <ΔH2(因ΔH3<0),D正确;故选D。
▌题型07 反应热、燃烧热和中和热的区别
1.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。
(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→N2(g)。
(2)燃烧物的物质的量:1mol
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
2.描述反应热时,无论是用“反应热”、“焓变”表示还是用ΔH表示,其后所跟数值都需要带“+”“-”符号。如:某反应的反应热(或焓变)为ΔH=-Q kJ·mol-1或ΔH=+Q kJ·mol-1。
3.由于中和反应和燃烧均是放热反应,表示中和热和燃烧热时可不带“-”号。如:某物质的燃烧热为ΔH=-Q kJ·mol-1或Q kJ·mol-1。
4.燃烧热与中和热的判断误区
(1)燃烧热的热化学方程式以可燃物1 mol为标准。
(2)中和热的热化学方程式以生成1 mol水为标准。
(3)用文字描述燃烧热、中和热时,反应热不带“+、-”符号,而用焓变表示时需带“+、-”符号。如甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1或ΔH=-890.3 kJ·mol-1。
5.“表示燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。写前者时可燃物必须为1 mol,写后者时不强调可燃物的物质的量,可为任意值。
【典例07】(2026·浙江温州高二期中)下列说法或表示方法中正确的是( )
A.在101 kPa时,1 molH2完全燃烧生成1 mol水蒸气时所放出的热量为H2的燃烧热
B.在101 kPa时,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198kJ·mol−1,则SO2燃烧热ΔH=-198kJ·mol−1
C.稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1,若将含1 mol NaOH稀溶液和过量稀盐酸混合充分反应,放出的热量为57.3kJ
D.2NO2(g)N2O4(g) ΔH=-56.9kJ·mol−1,说明N2O4比NO2稳定,分子内共价键键能N2O4比NO2小
【答案】C
【解析】A项,燃烧热定义要求生成液态水H2O(l),而选项中生成的是气态水H2O(g),不符合燃烧热定义,故A错误;B项,燃烧热应为1 mol物质完全燃烧的焓变,而反应式中2 mol SO2对应的ΔH为-198 kJ/mol,SO2的燃烧热应为-99 kJ/mol,故B错误;C项,中和热为生成1 mol液态水H2O(l)的热量变化,1 mol NaOH与过量HCl反应生成1 mol水,放热57.3 kJ,故C正确;D项,根据ΔH = 反应物总键能 - 产物总键能 < 0,可知N2O4的总键能大于2NO2的总键能,共价键键能应为:N2O4> NO2,故D错误;故选C。
【变式7-1】(2026·浙江精诚联盟高二期中联)下列有关热化学方程式的表示及说法正确的是
A.甲烷的燃烧热为,则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890kJ·mol−1
B.31g白磷比31g红磷能量高,
C.已知:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol−1,则H2SO4和Ba(OH)2反应:
D.已知: ΔH1;ΔH2,则ΔH1>ΔH2
【答案】B
【解析】A项,燃烧热要求生成液态水,而选项中生成的是气态水,不符合燃烧热定义,A错误;B项,31g白磷P4(0.25mol)转化为红磷时释放b kJ热量,则1mol白磷转化为红磷时应释放4b kJ热量,B正确;C项,硫酸与氢氧化钡反应生成了BaSO4沉淀,会额外释放热量,导致实际放热更多,ΔH应小于-114.6 kJ/mol,C错误;D项,完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO释放更多热量,由于ΔH是负值,故ΔH1 < ΔH2,D错误;故选B。
【变式7-2】(2025·浙江省绍兴会稽联盟高二期中)在下列各说法中,正确的是( )
A.ΔH>0表示放热反应,ΔH<0表示吸热反应
B.热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数
C.1molH2SO4与1mol Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热
D.1mol H2与0.5mol O2反应放出的热就是H2的燃烧热
【答案】B
【解析】A.ΔH<0表示放热反应,ΔH>0表示吸热反应,A错误;B.热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量,可以是分数,B正确;C.中和热指在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态水时所释放的热量,C错误;D.燃烧热指在一定条件下,1mol物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量;H2的燃烧热指在一定条件下,1mol H2与0.5mol O2反应生成液态水时放出的热量,D错误;故选B。
【变式7-3】(2025·浙江省嘉兴八校联盟高二期中)下列热化学方程式书写正确的是( )
A.甲醇的标准燃烧热为ΔH=-725.76kJ·mol-1,其燃烧热化学方程式为: ΔH=-725.76kJ·mol-1
B.500℃、30MPa下,将0.5mol N2(g)和1.5mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1
C.在101kPa时,2Gh2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1
D.和反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则稀硝酸溶解Cu(OH)2在相同条件下的热化学方程式为ΔH=-114.6kJ·mol-1
【答案】C
【解析】A.燃烧热要求生成物为指定产物,甲醇燃烧应生成液态水[H2O(l)],而非气态[H2O(g)],A错误;B.合成氨(N2(g)+3H2(g)2NH3(g))是可逆反应,0.5mol N2(g)和1.5mol H2(g)无法完全进行,题目中实际放热19.3kJ对应的是( )小于0.5mol N2(g)反应,但ΔH应基于理论完全反应的焓变,故B中ΔH=-38.6kJ·mol-1不准确、应小于-38.6kJ/mol,B错误;C.2gH2为1mol,完全燃烧生成液态水放热285.8kJ,方程式表示2mol H2燃烧,对应ΔH=−571.6 kJ·mol-1,与实验数据一致,C正确;D.中和热(ΔH=-57.3kJ·mol-1)适用于强酸强碱反应生成可溶性盐。Cu(OH)2为弱碱,溶解时需额外吸收热量,总焓变的绝对值应小于2×57.3kJ/mol=114.6kJ/mol,故D中ΔH=-114.6kJ·mol-1不准确,D错误;故选C。
▌题型08 反应热与反应机理
1.图像核心构成
(1)横坐标为反应进程,纵坐标为体系能量;
(2)标注反应物(HCOOH)、生成物(CO2)、中间体(能量低谷,可存在,如HCOOH*、HCOO*、H*)、过渡态(能量高峰,反应中间状态,不可分离);
(3)能垒=某步过渡态能量-该步起始态(反应物/中间体)能量,即该步基元反应的活化能。
2.分步拆解分析
(1)定反应本质:热效应+反应步数
①热效应:ΔH=生成物总能量-反应物总能量,ΔH>0吸热、ΔH<0放热;
②反应步数:过渡态的个数=基元反应的步数,中间体为基元反应间的产物。
(2)判关键环节:决速步+反应快慢
①决速步:能垒最大的基元反应(活化能最大),其速率决定总反应速率;
②步速比较:同一反应中,能垒越小,对应基元反应速率越快。
(3)辨物质作用:催化剂+中间体
①催化剂:参与反应(出现在起始/中间步骤),最终再生(出现在生成物端),仅降低正/逆反应的能垒,不改变ΔH、反应物/生成物能量;
②中间体:反应过程中生成又消耗,仅出现在中间步骤,无始无终。
(4)析路径差异:优势路径+催化剂选择性
①优势路径:相同反应物生成相同产物时,“能垒总和更低(尤其是决速步能垒低)”的路径,反应更易发生;
②催化剂选择性:不同催化剂对应不同反应路径,可使反应物优先生成某一目标产物(对应路径能垒显著更低)。
3.应用
(1)定量计算——活化能/ΔH/键能:根据图像数据计算某步基元反应的活化能(能垒数值)、总反应ΔH;结合键能公式,实现能垒、键能、反应热的相互换算。
(2)机理验证——判断机理合理性:结合实验测得的总反应速率(或决速步信息),对比图像中能垒大小,验证推测的反应历程是否符合“决速步速率匹配总速率”的规律。
(3)实际推导——工业反应条件选择:根据图像分析不同催化剂的能垒降低效果、不同路径的产物差异,推导工业最优条件(如选择高效催化剂、控制温度匹配优势路径)。
【特别提醒】(1)混淆过渡态与中间体:过渡态是能量高峰(瞬间存在),中间体是能量低谷(可检测);
(2)错误认为总反应能垒=各步能垒之和:总反应无统一能垒,仅决速步能垒决定总速率;
(3)误判催化剂对能垒的影响:催化剂同等程度降低正、逆反应的能垒,不改变平衡状态;
(4)忽略相对能量:图像纵坐标可为“相对能量”,计算ΔH时直接用相对能量差值即可,无需考虑绝对能量。
【典例8】(2026·浙江温州十校高二期中)H2与ICl的反应分两步完成,其能量曲线如图所示。
反应①:H2(g)+2ICl(g)=HCl(g)+HI(g)+ ICl(g) ΔH1
反应②:HI(g)+2HCl(g)+ ICl(g)=2HCl(g)+I2(g) ΔH2
(已知: )
下列有关说法不正确的是( )
A.加入适当的催化剂,可以改变该反应的焓变
B.I2(g)+2HCl(g)=2ICl(g)+H2(g) ΔH=+218kJ·mol−1
C.反应①、②均是放热反应
D.反应①为该化学反应的决速步
【答案】A
【解析】A项,催化剂能够降低反应的活化能,但不影响反应的焓变,A项错误;
B项,焓变等于生成物总总能量-反应物总能量,由盖斯定律和反应历程图可知逆反应是吸热反应,热化学方程式为:I2(g)+2HCl(g)=2ICl(g)+H2(g) ΔH=+218kJ·mol−1,B项正确;C项,由反应历程图可知两步反应中反应物总能量均高于生成物总能量,故反应①、②均是放热反应,C项正确;D项,化学反应中活化能大的反应步骤,反应速率慢,是化学反应的决速步,因为,所以反应①是该化学反应的决速步,D项正确;故选A。
【变式8-1】(2026·浙江温州新力量联盟高二期中)有研究表明,CO2和H2在铁系催化剂作用下生成乙烯的反应分两步进行:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
②2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2
反应过程中能量变化如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.ΔH1>0,ΔH2<0
B.加入合适的催化剂可以改变ΔH1和ΔH2的大小
C.CO2和H2生成乙烯的总反应速率由反应①决定
D.增大体系的压强,可提高反应速率,但不影响ΔH的大小
【答案】B
【解析】A项,由图可知,图示第一步反应对应反应①,第二步对应反应②,反应①的生成物总能量大于反应物总能量,所以ΔH1>0,反应②的生成物总能量小于反应物总能量,所以ΔH2<0,A正确;B项,反应的焓变只与始态终态有关,与催化剂无关,B错误;C项,反应①活化能更高,所以反应①为决速步,C正确;D项,增大压强,速率加快,反应的焓变只与始态终态有关,不影响焓变大小,D正确;故选B。
【变式8-2】(2026·浙江浙南名校联盟高二联考)硫酸工业中,在接触室中催化氧化SO2的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。该反应在V2O5的催化作用下分两步进行,能量变化如图:下列说法不正确的是( )
A.第一步反应的活化能为24kJ/mol
B.2molSO2(g)和1molO2(g)的总能量大于2molSO3(g)的总能量
C.升高温度,活化分子百分数增大,反应速率加快
D.第二步反应的热化学方程式:2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s)ΔH=-222kJ/mol
【答案】A
【解析】A项,活化能是反应物分子到达活化态(过渡态)所需的最低能量,即过渡态与反应物的能量差。由图可知,第一步反应中反应物(2molSO2+2molV2O5+1molO2)与中间产物(2molSO3+2molV2O4+1molO2)的能量差为24kJ,此为第一步反应的ΔH(+24kJ/mol),而非活化能(活化能需过渡态能量与反应物能量差值,过渡态能量高于中间产物,故活化能大于24kJ/mol),A错误;B项,总反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)为放热反应(工业常识及图中总能量变化可知),故2molSO2(g)和1molO2(g)的总能量大于2molSO3(g)的总能量,B正确;C项,升高温度,分子能量增加,更多普通分子转化为活化分子,活化分子百分数增大,有效碰撞频率提高,反应速率加快,C正确;D项,第二步反应为V2O4被O2氧化为V2O5(催化剂循环),结合图中第二步能量变化(放热222kJ)及原子守恒,热化学方程式为2V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s)ΔH=-222kJ/mol,D正确;故选A。
【变式8-3】(2026·浙江浙东北ZBD联盟高二期中期中)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CH3CH2CH3(g) CH3CH=CH2(g)+H2(g),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)。
下列说法错误的是( )
A.总反应是吸热反应
B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数相同
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】D
【解析】A. 由题图可知,生成物能量高,总反应为吸热反应,A正确; B项,平衡常数只和温度有关,与催化剂无关,B正确;C项,由题图可知,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项,活化能高的反应速率慢,是反应的决速步骤,故决速步骤为或,D错误;故选D。
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