化学反应的热效应课件2027届高三化学一轮复习

第七单元 化学反应与能量 1 考点一 焓变与反应热 2 (2024安徽卷)某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g) ⇌Y(g) (ΔH1<0)，Y(g) ⇌Z(g) (ΔH2<0)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是（ ） B 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 2025年 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 (1)常见的吸热反应和放热反应 放热反应 吸热反应 ①可燃物的燃烧； ②酸碱中和反应； ③大多数化合反应； ④金属跟酸的置换反应； ⑤物质的缓慢氧化等 ①大多数分解反应； ②盐类的水解； 与 反应； ④碳和水蒸气、C和 的反应等 夯实必备知识 5 2.化学反应中能量变化的原因 从能量变化角度分析(宏观角度) 物质能量变化与反应焓变的关系:(生成物的总能量) (反应物的总能量)。 夯实必备知识 6 3.从化学键变化角度分析(微观角度) 利用键能计算反应焓变 反应物的键能之和-生成物的键 能之和。 吸收 放出 夯实必备知识 7 4.从定量上看。 ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量 ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能 ΔH=断键吸收的能量-成键释放的能量 ΔH=反应物的活化能-生成物的活化能 规避两个易失分点。 ①旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程都不是化学变化。 ②计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2中含4 mol Si—O键。 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 反应焓变的计算 化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。请利用提供的键能计算方程式的ΔH 。 2CH3OH(l) + 3O2(g) == 2CO2(g) + 4H2O(l) ΔH= ？ ΔH=反应物的总键能 - 生成物的总键能 化学键 C－H C－O C = O O = O O－H 键能／kJ·mol-1 a b c d e 断键吸收的能量：2×(3a+b+e) + 3d = 6a+2b+2e+3d 成键放出的能量：2×2c + 4×2e = 4c+8e ΔH = [(6a+2b+2e+3d) — (4c+8e)]kJ·mol-1 = (6a+2b+3d-4c-6e)kJ·mol-1 标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表： 可根据HO(g)＋HO(g)＝H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214kJ∙mol－1。下列说法不正确的是 A. H2的键能为436kJ∙mol－1 B. O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C. 解离氧氧单键所需能量：HOO＜H2O2 D. H2O(g)＋O(g)＝H2O2(g) △H＝－143kJ∙mol－1 物质(g) O H HO HOO H2 O2 H2O2 H2O 能量/kJ∙mol－1 249 218 39 10 0 0 －136 －242 5.从实验的角度来看 中和反应反应热的测定 (1)实验目的 测定在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成<m></m>时所放 出的热量。 夯实必备知识 11 (2)测定原理 <m></m> <m></m>；<m></m>为生成<m></m>的 物质的量。稀溶液的密度用<m></m>进行计算。 夯实必备知识 12 简易量热计示意图 (3)实验装置(如图) 夯实必备知识 13 (3)实验用品。 简易量热计、量筒(50 mL)两个、0.50 mol·L-1盐酸、0.55 mol·L-1 NaOH溶液。 注意　如图所示，简易量热计由温度计、玻璃搅拌器、内筒、外壳及隔热层等组成，内筒是反应容器，温度计用于测量反应前后体系的温度变化，玻璃搅拌器起使反应物充分混合、保持体系温度均匀变化的作用，内筒与外壳之间的隔热层起保温作用。 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 (4)实验步骤。 ①酸溶液温度的测量：用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测量并记录盐酸的初始温度(数据如表)。用水把温度计上的酸冲洗干净，擦干备 用。 ②碱溶液温度的测量：用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液，用温度计测量并记录NaOH溶液的温度(数据如表)。 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 ③反应后体系温度的测量：打开杯盖，将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒中，立即盖上杯盖，插入温度计，用搅拌器匀速搅拌。密切关注温度变化，将最高温度记为反应后体系的温度(t2)(数据如表)。 ④重复步骤①~③两次，记录数据。 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 (5)数据处理。 ①取盐酸温度与NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度(t1)，计算温度差(t2-t1)。 实验 次数 反应物的温度/℃ 反应前体系 的温度t1/℃ 反应后体系 的温度t2/℃ 温度差 (t2-t1)/℃ 盐酸 NaOH溶液 1 20.1 20.3 20.2 23.7 3.5 2 20.3 20.5 20.4 23.8 3.4 3 21.6 21.6 21.6 24.9 3.3 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 ②取三次测量所得温度差的平均值作为计算依据。 ③反应热计算：根据温度差和比热容等计算反应热。 近似认为酸、碱稀溶液的密度与水的密度相同(1.0 g·cm-3)，比热容也与水的比热容相同(4.18×10-3 kJ·g-1·℃-1)，并忽略量热计的比热容。 (t2-t1)/℃ =3.4 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 (6)误差分析。 本次实验数据和理论数据有差异，可能的原因： ①量取液体体积不准确；②温度计读数有误(未读到最高值)；③实验过程中有液体外溅；④混合酸碱时，动作过慢；⑤隔热措施不到 位，实验过程中有热量损失；⑥测量盐酸温度后温度计未清洗； ⑦溶液浓度不准确；⑧未做重复实验，未取平均值。 (7)为了提高测定的准确度，可以采取的措施。 ①本实验中盐酸和氢氧化钠溶液的体积相同，NaOH溶液浓度略大于盐酸，目的是保证盐酸反应完全。 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 ②盐酸和NaOH溶液的浓度要小，若使用浓溶液，混合瞬间相互稀释会放热，放出的热量增多。 ③量取液体体积应准确无误，否则后面计算会产生误差，反应物应一次性迅速加入，反应前和反应后温度计读数要准确。 ④实验测定温度时应该用同一支温度计，以减小实验系统误差；测完酸溶液温度后，温度计要用水清洗干净，擦干后再测碱溶液温 度，否则温度计上附着的酸会中和一部分碱而放热，导致所测得的碱溶液起始温度偏高。 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 ⑤实验所用的酸和碱溶液应当用稀溶液(0.1~0.5 mol·L-1)，否则会造成较大误差。 ⑥取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，计算时应注意单位的统一。 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 (8)实验结论 在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成 时放出 的热量。 夯实必备知识 22 4.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 盐酸倒入内筒中，测出盐酸温度； ②用另一量筒量取 溶液， 并用同一温度计测出其温度； ③将 溶液倒入内筒中，立即盖上杯盖，插入温度计，设法使溶 液混合均匀，测得混合液的最高温度。回答下列问题： P163 提升关键能力 23 (1) 溶液稍过量的原因是____________________。 (2)倒入 溶液的正确操作是________________。 (3)使盐酸与 溶液混合均匀的正确操作是___(填字母)。 确保盐酸完全被中和 一次性迅速倒入 A.用温度计小心搅拌 B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌 C.轻轻地振荡简易量热计 D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅拌 √ 提升关键能力 24 (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 的稀盐酸恰好完全反应， 其反应热分别为、、，则、 、 的大小关系为_________________。 [解析] 稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们 的中和反应反应热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的 反应中，一水合氨的电离要吸收热量，故反应放热要少一些。 提升关键能力 25 (5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是 ，又知中和反应后 生成溶液的比热容 。强酸、强碱的稀溶液发生 中和反应生成 时，所释放的热量称为中和反应反应热。 为了计算中和反应反应热，某学生实验记录数据如表： 提升关键能力 26 实验序号 起始温度 终止温度 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 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 ________________(结果保留一位小数)。 提升关键能力 27 [解析] 3次实验反应前后温度差分别为 、、 ，平 均温度差为， 。 实验序号 起始温度 终止温度 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 提升关键能力 28 题组三 化学反应中能量变化的图像 5.[2025·河北沧州示范高中联考] 生产水煤气的原理为 ，反应过程的能量变化如图。 下列说法正确的是( ) 提升关键能力 29 A.该反应为吸热反应，故反应过程中只有能量的吸收 B.容器内加入、后充分反应，吸收 的热量 C. D.加入催化剂可以减小 的值， 从而提高反应速率 下列说法正确的是( ) √ 提升关键能力 30 6.铋基催化剂对 电化学还原制取 具有高效的选择性。其 反应过程与能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用 “*”标注。 提升关键能力 31 (1)使用、两种催化剂中的哪种更有利于 的吸附？______。 简述判断依据：_____________________________________________ _________。 使用催化剂时，相对能量减小得多，趋于更 稳定状态 (2)电化学还原 制取的反应 ___(填“ ”“ ” 或“ ”)0。 提升关键能力 32 (3)使用催化剂时，最大能垒是________，使用 催化剂时，最 大能垒是________。 提升关键能力 33 (4)由生成 的反应为 _______________________________________。 提升关键能力 34 考点二 热化学方程式 35 1.概念 表示参加反应的__________和________关系的化学方程式，不仅表 明了化学反应中的______变化，也表明了化学反应中的______变化。 物质的量 反应热 物质 能量 夯实必备知识 36 2.书写步骤及要求 夯实必备知识 37 【对点自测】 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)的绝对值均正确 (1) ( ) × [解析] 反应热的单位应该是 。 (2) ( ) × [解析] 水未注明聚集状态，且酸碱中和反应的 。 夯实必备知识 38 (3) ( ) × [解析] 燃烧反应是放热反应， 。 (4)若 ，则反应 ( ) × (5)反应， 的“每摩尔反应”表示 和 反应达到平衡状态( ) × 夯实必备知识 39 2.(1)[2023·天津卷节选] 二氧化硫催化氧化生成三氧化硫，若每生成 气体三氧化硫，放出 能量，写出生成三氧化硫的反应的热 化学方程式：______________________________________________。 提升关键能力 40 热化学方程式的书写 依据事实写出下列反应的热化学方程式。 (1)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为_______________________________________ ________________________。  (2)已知2.0 g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4 kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为_____________________ ______________________________。  C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)　ΔH= +131.28 kJ·mol-1 N2H4(g)+O2(g)===N2(g) +2H2O(g)　ΔH=-534.4 kJ·mol-1 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 考点三 燃烧热 42 1.燃烧热 指定产物 夯实必备知识 43 ［微点拨］理解燃烧热的注意事项 ①对于燃烧热,由于反应放热是确定的,所以文字描述时可不带“-”,但 其焓变为负值。 ②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 。 ③物质完全燃烧生成的指定产物示例:, , , 。 夯实必备知识 44 题组一 燃烧热的理解及应用 1.[2026·湖北武汉六中检测] 已知： ， 的燃烧热 。下列说法正确的是( ) A.由反应热化学方程式可知，低温下通入 中会迅速燃烧 B. C.燃烧生成 的反应中反应物总键能小于生成物总键能 D.能表示燃烧热的热化学方程式为 √ 提升关键能力 45 2.[2024· 黑吉辽卷节选] 为实现氯资源循环利用，工业上采用 催化氧化法处理 废气： 结合以下信息，可知的燃烧热________ 。 提升关键能力 46 2.中和反应的反应热 1 mol kJ/mol(或kJ·mol-1) 57.3 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 1.下列关于热化学反应的描述正确的是( ) A.HCl和NaOH反应的反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1。则H2SO4和Ca(OH)2反应的反应热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1 B.CO(g)的燃烧热ΔH是-283.0 kJ·mol-1，则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+(2×283.0)kJ·mol-1 C.25 ℃、101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 D.稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量 高考复习顶层设计 化学 第 页 微在字里 赢在行间 考点四 盖斯定律 49 1.盖斯定律的内容 对于一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应 热是相同的。即一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的 ____________有关，而与____________无关。如：由反应物A生成产 物B可以设计如下两条途径，则、、 的关系可以表示为 ________________。 始态和终态 反应的途径 夯实必备知识 50 2.盖斯定律的理解 夯实必备知识 51 3.盖斯定律的应用 (1)根据盖斯定律计算反应热(虚拟路径法) 转化关系 反应热间的关系 、 ______ ______ ___________ 夯实必备知识 52 如已知在、 时： ， ，则 的 为_______________。 夯实必备知识 53 (2)根据盖斯定律书写热化学方程式(加和法) 根据已知热化学方程式,运用加减运算法转化为目标热化学方程式。 夯实必备知识 54 1.(1)[2025·安徽卷节选] 通过甲酸分解可获得超高纯度的 。甲酸有 两种可能的分解反应： ① ② 则反应的_______ 。 [解析] 由盖斯定律，可以得到目标反应，则 。 提升关键能力 55 (2)[2025·湖北卷节选] 粉末可在较低温度下还原 。 已知一定温度下： 则的 ______ (用和 表示)。 提升关键能力 56 题组二 反应热大小的比较 2.[2025·浙江金华十校联考] 相同温度和压强下，关于反应的 ，下 列判断正确的是( ) A., B. C., D. √ 提升关键能力 57 4.[2025·湖南长郡中学模拟] 根据以下热化学方程式，和 的大 小比较错误的是( ) A. ，则有 B. ，则有 C. ，则有 D. ，则有 √ 提升关键能力 58 经典真题·明考向 59 1.(1)[2024·河北卷节选] 硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制 备原理如下： 。若正反应的 活化能为，则逆反应的活化能 ___________ (用含 的代数式表示)。 [解析] 根据 正反应活化能-逆反应活化能可知，该反应的 。 60 (2)[2024·安徽卷节选] 氧化脱氢反应： 计算：______ 。 [解析] 将两个反应依次标号为①和②，反应①-反应 可得目标 反应，则 。 61 (3)[2025·黑吉辽内蒙古卷节选] 乙二醇是一种重要化工原料，以合成 气、 为原料合成乙二醇具有重要意义。直接合成法： ，已知、 、 的燃烧热分别为 、 、，则上述合成反应的 ___________________________(用、和 表示)。 (或) 62 2.(1)[2025·山东卷节选] 利用循环再生可将燃煤尾气中的 转化生产 单质硫，涉及的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 反应的焓变 ___________ (用含、 的代数式表示)。 [解析] 目标方程式 可由反应Ⅰ和 反应Ⅱ相加得到，由盖斯定律得 。 63 (2)[2025·广东卷节选] 以为原料可制备。将 与 放入容积为 的恒容密闭容器中，反应体系存在下列过程。 编号 过程 ________ 。 64 $