1、第六章第六章化学反应与能量化学反应与能量 第第 15 讲讲化学反应与能量变化化学反应与能量变化 高考备考导航 考试要求：1了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2了解化学能 与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解热化学方程式的含义， 能正确书写热化学方程式。4了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决 能源危机中的重要作用。5了解焓变(H)与反应热的含义。6理解盖斯定律，并能运用盖 斯定律进行有关反应焓变的计算。 名师点拨：高考对本讲内容的考查主要体现在四个方面：一是以图像、图表为背景考查 能量变化、化学键键能、正逆反应活化能的关系及简单计算；二
2、是热化学方程式的书写及正 误判断；三是盖斯定律应用于未知反应反应热的计算；四是结合生产、生活考查燃烧热、中 和热和能源的开发利用。 在之前的化学学习中，也许有许多需要大量记忆的内容，但化学理论专题的学习，一定 不能死记硬背，而要真正地理解公式和概念背后的实质性含义。复习这部分知识，我的体会 是：(1)要注意准确理解反应热、燃烧热、中和热、吸热反应、放热反应、焓变等概念，注意 概念的要点、关键词等；对于能量与物质稳定性、能量变化与反应条件之间的关系要理解到 位。(2)要理解放热反应和吸热反应的实质，能解决与此有关的图像问题。(3)热化学方程式的 书写与正误判断要注意物质聚集状态、焓变的数值与化学
3、计量数的对应关系等。(4)利用盖斯 定律书写热化学方程式和计算焓变时，要注意抓住参加反应的物质的聚集状态、前后位置及 化学计量数等，进行准确推断与相关计算。 高考题型以选择题、填空题为主，难度不大，盖斯定律的应用是考查热点。 考点一焓变、反应热与能源 核心知识梳理 1化学反应中的变化和守恒 (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。 (3)化学反应中的能量转化形式：化学能转化为_热能_、_光能_、电能等。 2焓变、反应热 (1)焓(H)。 用于描述物质_所具有的能量_的物理量。 (2)焓变(H)。 生成物与反应物的内能差，
4、称为焓变，符号为H。 HH(_生成物_)H(_反应物_)，单位：_kJmol 1_。 (3)反应热。 指当化学反应在一定温度下进行时，反应所_放出_或_吸收_的热量，通常用符号 Q 表示，单位 kJmol 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，则有如 下关系：_HQP_。 (5)反应热产生的原因。 化学反应过程中旧键断裂_吸收_的能量与新键形成_放出_的能量不相等，故化学反 应均伴随着能量变化。 (6)催化剂对活化能、焓变的影响 催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。 在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆
5、反应的活化能，即 E1E2|H| 或HE1E2。 3吸热反应和放热反应 (1)宏观角度：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： _吸_热反应_放_热反应 (2)微观角度(反应热的量化参数)：从化学键变化的角度分析 (3)反应热H 的基本计算公式： H生成物的总能量反应物的总能量。 H反应物的总键能生成物的总键能。 (4)常见放热反应： 可燃物的燃烧； 酸碱中和反应； 大多数化合反应(特例：CCO2= 高温 2CO 吸热反应)； 金属与酸(或水)的置换反应； 物质的缓慢氧化； 铝热反应(如 2AlFe2O3= 高温 Al2O32Fe)； 少数分解反应，如 TNT 爆炸； 原电池反
6、应； Na2O2与 CO2、H2O 的反应。 (5)常见吸热反应 大多数分解反应(如 NH4Cl= NH3HCl)； 盐的水解； Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 反应； 碳与水蒸气、C 与 CO2、CO 与 CuO、H2与 CuO 等的反应。 特别提醒 (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。 浓 H2SO4、NaOH 固体溶于水放热、
7、NH4NO3溶于水吸热，因为不是化学反应，其放出或吸收 的热量不是反应热。 (4)物质三态变化时，能量的变化形式为固态 吸热 放热 液态 吸热 放热 气态。 4燃烧热、中和热 (1)燃烧热 (2)中和热 定义及表示方法 中 和 热 | 定义 在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成_1 mol H2O_时所放出的热量 单位 kJmol 1或 kJ/mol 表示 强酸和强碱反应的中和热基本上相等， 热化学方程式可表示为_H aqOHaq_ _=H2OlH57.3 kJmol 1_ 注意 必须是强酸和强碱的稀溶液。弱酸、弱碱 电离时需吸收热量，因此中和热比 57.3kJ mol 1要_小_ 中和热的测定
8、 A装置 碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是_隔热防止热量散失_。 B计算公式：Hm 碱m酸ct2t1 n kJmol 1 t1起始温度，t2终止温度，n生成水的物质的量，c中和后生成的溶液的 比热容，一般为 4.18 J/(g )。 C实验步骤。 绝热装置的准备 减少热量损失 量取反应物，测反应前温度 用 NaOH 稀溶液、稀盐酸 混合反应物，测反应后温度 测反应后混合液的最高温度 重复实验 减小实验误差 计算反应热 D几个注意问题。 a酸、碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液，因为浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。若用 弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量，会使测得的数值偏小。 b测量酸、碱
9、溶液温度时要过一段时间再读数，测量反应混合液温度时应随时读取温 度值以记录最高温度。 c溶液混合要迅速，尽量减少热量的散失。 d为保证实验结果的准确性，重复实验 23 次，取其平均值。 e为了保证实验中盐酸完全反应，使用的碱稍微过量，计算中和热时按酸来算。 f做好保温工作是本实验成功的关键，如为什么用环形玻璃棒，不能用铁质或铜质环形 棒，还应注意环形玻璃棒的使用方法。 特别提醒 (1)中和热、燃烧热的焓变均为负值。 (2)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。 5能源 基础小题自测 1判
10、断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)物质发生化学变化都伴随着能量变化。() (2)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应需要加热才能反应。() (3)催化剂能加快 H2O2的分解，同时改变了该反应的反应热。() (4)同一物质的聚集状态不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般来说气态液 态固态。() (5)同温同压下，反应 H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H 不同。() (6)由“4P(红磷，s)=P4(白磷，s)H0”可知，白磷比红磷稳定。() (7)甲烷的燃烧热H890 kJmol 1，则甲烷燃烧的热化学方程式为 CH4(g) 2O2(g)=CO2(g)
11、2H2O(g)H890 kJmol 1。( ) 提示燃烧热生成的水是液态。 (8)S(s)3 2O 2(g)=SO3(g)H315 kJmol 1(燃烧热)(H 的数值正确)。( ) (9)N2分子中含 3 个共价键，键能大，故 N2的能量(焓)也大。() (10)反应 HCHOO2 催化剂 CO2H2O 为吸热反应。() (11)在稀溶液中： H (aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol 1， 若将含 0.5 mol H2SO4 的浓硫酸与含 1 mol NaOH 的溶液混合，放出的热量为 57.3 kJ。() (12)已知稀溶液中，H (aq)OH(aq)=H2O(l)
12、H57.3 kJmol 1，则稀醋酸与稀氢 氧化钠溶液反应生成 1 mol 水时放出 57.3 kJ 的热量。() 提示醋酸为弱酸，存在电离平衡，电离吸热，故放出的热量小于 57.3 kJ。 (13)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是 CH3OH(g)1 2O 2(g)=CO2(g) 2H2(g) H192.9 kgmol 1，则 CH3OH(g)的燃烧热为 192.9 kJmol1。( ) (14)可逆反应的H 表示完全反应时的热量变化。() 2(1)已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g) H92.4 kJmol 1，若向一定体积密闭容器中加入 1 mol N2和 3 mol
13、 H2，充分反应后， 放出热量_(填“”“”或“”)92.4 kJ，理由是_合成氨反应为可逆反应，1_mol_N2和 3_mol_H2不可能完全反应，因而放出的热量小于 92.4_kJ_。 若体积不变，向密闭容器中再充入 2 mol NH3，则反应 N23H22NH3的焓变H _92.4_kJmol 1_。 (2)已知某反应 A(g)B(g)C(g)D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问 题。 该反应是_吸热_反应(填“吸热”或“放热”)， 该反应的H_E1E2_kJmol 1(用 含 E1、E2的代数式表示)，1 mol 气体 A 和 1 mol 气体 B 具有的总能量比 1 m
14、ol 气体 C 和 1 mol 气体 D 具有的总能量_一定低_(填“一定高”“一定低”或“高低不一定”)。 若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，E1和 E2的变化是：E1_减小_，E2_减 小_，H_不变_(填“增大”“减小”或“不变”)。 3深度思考： (1)同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？ (2)中和热的测定实验中怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，能不能用铁质搅拌棒代替？能 不能用铜质搅拌棒代替？ 提示(1)在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故 放出的热量少。 (2)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动，因为铁可以和盐酸反应
15、而且铁、铜传热快，热 量损失大，所以不能用铁质搅拌棒或铜质搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。 考点突破提升 微考点 1焓变、活化能等有关概念与图像分析 典例1 (1)(2021安徽定远重点中学高三月考)已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g) 的能量变化如图所示，判断下列叙述正确的是(B) A每生成 2 分子 AB 吸收 b kJ 热量 B该反应热H(ab)kJmol 1 C该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 D断裂 1 mol AA 键和 1 mol BB 键，放出 a kJ 能量 解析1 mol A2(g)和 1 mol B2(g)反应生成 2 mol AB(g)，每生成 2 molA
16、B(g)吸收(ab)kJ 热量，A 项错误；反应热H断开旧键吸收的能量形成新键放出的能量，故反应热H (ab)kJmol 1，B 项正确；依据能量图像分析可知反应物总能量低于生成物总能量，C 项错 误；断裂 1 molAA 键和 1 mol BB 键共吸收 a kJ 能量，D 项错误。 (2)(2021北京模拟)我国科研人员提出了由 CO2和 CH4转化为高附加值产品 CH3COOH 的 催化反应历程。该历程示意图如下： 下列说法不正确的是(D) A生成 CH3COOH 总反应的原子利用率为 100% BCH4CH3COOH 过程中，有 CH 键发生断裂 C放出能量并形成了 CC 键 D该催化
17、剂可有效提高反应物的平衡转化率 解析原子利用率为 100%，即反应物中的原子全部转化为期望产品。CO2和 CH4反应 生成乙酸的总反应方程式为 CH4CO2 催化剂 CH3COOH，该反应为化合反应，原子利用率 为 100%，故 A 项正确，不符合题意；观察过程可以发现 CH4中 CH 键发生断裂，故 B 项正确，不符合题意；由图可知，过程中能量降低，即放出能量，过渡态到状态形 成了 CC 键，故 C 项正确，不符合题意；催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，但对 化学平衡没有影响，因此不会提高反应物的平衡转化率，故 D 项错误，符合题意。 萃取精华： 对能量图像的全面剖析 对点集训 1 (1
18、)(2021河南洛阳高三尖子生联考)已知 25 、101 kPa 下，石墨的燃烧热H1393.5 kJmol 1，金刚石的燃烧热H2395.4 kJmol1，如图所示：下列表达正确的是( B) A金刚石比石墨稳定 BC(s，石墨)=C(s，金刚石)H1.9 kgmol 1 CH1H2 D如果使用催化剂，H1和H2都变小 解析由题意并结合图像可知石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：C(s，石墨) O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol 1，C(s，金刚石)O2(g)=CO2(g) H2395.4 kJmol 1，二者相减可得 C(s，石墨)=C(s，金刚石) H1.9 kJmol
19、1。相同质量时金刚 石燃烧放出能量较多，则说明金刚石总能量较大，石墨比金刚石稳定，故 A 项错误；由以上 分析可知 C(s，石墨)=C(s，金刚石)H1.9 kJmol 1，故 B 项正确；反应放热，则H 0，金刚石放出的热量多，则有H1H2，故 C 项错误；催化剂不改变反应热的大小，故 D 项错误。 (2)(2021山东潍坊高三检测)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示 (图中 E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能)：下列有关叙 述不正确的是(B) A该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数 B 500 、 101
20、kPa下， 将1 mol SO2(g)和0.5 mol O2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g) 放热 a kJ，其热化学方程式为 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H2a kJmol 1 C该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能 DHE1E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热 解析根据图中信息可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应的正反应为放 热反应， 则逆反应为吸热反应， A 项正确； SO2与 O2的反应是可逆反应， 1 mol SO2(g)和 0.5 mol O2(g)不可能反应完全，B 项错误；该反应是放热反应，故反应物的总键能小于生成物的总键 能，C 项
21、正确；使用催化剂能改变反应的活化能，但不会影响反应热，D 项正确。 微点拨升高温度、使用催化剂均可提高活化分子百分数，从而使单位体积内活化分子 数增多，加快反应速率；对气体参加的反应体系加压，可使单位体积内活化分子数增多，反 应速率加快，而活化分子百分数不变。 微考点 2燃烧热与中和热的理解 典例 2 (1)(2021经典习题汇编)下列关于反应能量的说法正确的是(A) AZn(s)CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)Cu(s)H216 kJmol 1，则反应物总能量生 成物总能量 B相同条件下，如果 1 mol 氢原子的能量为 E1,1 mol 氢分子的能量为 E2，则 2E1E2 C25
22、，101 kPa 时，2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol 1，则 H2 的燃烧 热为 571.6 kJmol 1 DH (aq)OH(aq)H2O(l) H57.3 kJmol 1，含 1 mol NaOH 的氢氧化钠溶液与 含 0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出 57.3 kJ 的热量 解析该反应的H0，为放热反应，故反应物的总能量生成物的总能量，故 A 项正 确；1 mol 氢原子的能量为 E1,1 mol 氢分子的能量为 E2，由分子变为原子要吸收能量，故 2E1 E2，故 B 项错误；燃烧热是指 1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热
23、量，则氢 气的燃烧热为571.6 kJmol 1 2 285.8 kJmol 1，故 C 项错误；浓硫酸稀释时要放热，故含 1 mol NaOH 的溶液与含 0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合后放出的热量大于 57.3 kJ，故 D 项错误。 (2)(2021吉林实验中学高三期中)下列有关热化学方程式及其叙述正确的是(B) A 氢气的燃烧热为285.5 kJmol 1， 则水电解的热化学方程式为 2H2O(l)=2H2(g)O2(g) H285.5 kJmol 1 B 1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和H2O(l)时放出890 kJ热量， 它的热化学方程式为： 1 2CH 4(g) O2(
24、g)=1 2CO 2(g)H2O(l)H445 kJmol 1 C已知 2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol 1，则 C(s)的燃烧热为110.5 kJmol 1 DHF 与 NaOH 溶液反应：H (aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol 1 解析根据燃烧热的定义推断， 水电解的热化学方程式为 2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H 571 kJmol 1，故 A 项错误；1 mol 甲烷完全燃烧放出的热量为 890 kJ，则 0.5 mol CH4燃 烧放出的热量为 8900.5 kJ445 kJ，热化学方程式为 1 2CH 4(g)O2(g)=1 2
25、CO 2(g)H2O(l) H445 kJmol 1，故 B 项正确；C 燃烧生成的稳定氧化物为 CO2，C(s)燃烧热的绝对值大 于 110.5 kJmol 1， 故 C 错误； HF 为弱酸， 与 NaOH 反应生成 1 mol H2O， 放出的热量小于 57.3 kJ，且 HF 应写化学式，故 D 项错误。 萃取精华： 由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热可不带“”号。如：某物 质的燃烧热为HQ kJmol 1或 Q kJmol1。 稳定的氧化物是指：CCO2(g)，H2H2O(l)，SSO2(g)等。 在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应，生成 1 mol H2O(l)和可
26、溶性盐时放出的热量为 中和热；不同反应物的中和热大致相同，均约为 57.3 kJmol 1。 对点集训 2(1)(2021山东滨州高三检测)下列关于热化学反应的描述中正确的是 (B) AHCl 和 NaOH 反应的中和热H57.3 kJmol 1。则 H2SO4和 Ca(OH)2反应的中和热 H2(57.3)kJmol 1 BCO(g)的燃烧热H 是283.0 kJmol 1，则 2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H (2283.0)kJmol 1 C1 mol 甲烷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 H2O，放出 5
27、7.3 kJ 热量 解析中和热是以生成 1 mol H2O(l)作为标准的， A 项错误； 燃烧热是指 1 mol 纯物质完 全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，B 项正确；有水生成的燃烧反应，根据水为液态时的 能量变化计算燃烧热，C 项错误；稀醋酸是弱酸，电离过程需要吸热，生成 1 mol H2O 时放出 的热量要小于 57.3 kJ，D 项错误。 (2)(2021河南郑州高三检测)已知反应：101 kPa 时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H 221 kJ/mol稀溶液，H (aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJ/mol 下列结论正确的是(A) A碳的燃烧热大于 110.
28、5 kJ/mol B的反应热为 221 kJ/mol C稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol D稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol 水，放出 57.3 kJ 热量 解析在 101 kPa 时，1 mol 可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热。 使用燃烧热时要注意两个关键点：反应物用量：可燃物为 1 mol；产物要求：充分燃烧生 成稳定氧化物HH2O(l)、CCO2(g)、SSO2(g)，该反应没有生成稳定氧化物，因此碳的燃 烧热比此处反应热的绝对值大，故 A 正确；的反应热为221 kJ/mol，故 B 错误；已知中和 反应为放热反应，则叙述
29、中和热时不用“”即稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热为 57.3 kJmol 1，故 C 错误；醋酸为弱电解质，电离过程为吸热过程，则稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应 生成 1 mol 水，放出的热量小于 57.3 kJ，故 D 错误。 微考点 3利用键能计算H 典例 3 (1)(2021山东青岛二中月考)断裂 1 mol 化学键所需的能量如表，火箭燃料 肼(H2NNH2)的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是(D) 化学键NNO=ONNNH 键能(kJmol 1) 154500942a AN2(g)比 O2(g)稳定 BN2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H1
30、534 kJmol 1 C图中的H32 218 kJmol 1 D表中的 a194 解析由表中数据可知，NN 键的键能大于 O=O 键的键能，则 N2(g)比 O2(g)稳定， A 正确；由能量变化图示可知，反应 N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)的H1534 kJmol 1， B 正确； 根据盖斯定律， 反应 N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)的H1H2H3(2 752 kJmol 1)H3534 kJmol1，则H32 218 kJmol1，C 正确；N2H4(g)O2(g)=2N(g) 4H(g)2O(g)的H32 218 kJmol 1，根据反应热与键能
31、的关系可得H3(4a kJmol1 154 kJmol 1500 kJmol1)2 218 kJmol1，解得 a391，D 错误。 (2)(2021江苏高三检测)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用 CO2和 H2在催化 剂的作用下合成甲醇，主要发生的反应如下： CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H241.2 kJmol 1 已知化学键的键能如下(CO 表示 CO 的化学键)： 化学键HHCOHO E/(kJmol 1) 4361 076465 碳氧双键的键能为_805.6_kJmol 1_。 解析由反应 CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H241.2 kJmol
32、 1， 根据化学键的 键能计算：2x4361 076465241.2，求出 x805.6 kJmol 1。 萃取精华： 反应热的计算 根据燃烧热数据，求算反应放出的热量 利用公式：Q燃烧热n(可燃物的物质的量) 如已知 H2的燃烧热H285.8 kJmol 1，燃烧 H2的物质的量为 2 mol，则 H2燃烧放出 的热量为 2 mol285.8 kJmol 1571.6 kJ。 依据反应物与生成物的能量计算 HE生成物E反应物 根据键能数据计算 H反应物键能总和生成物键能总和 对点集训 3(1)(2021河北衡水高三检测)已知： C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)Ha kJmol 1
33、2C(s)O2(g)=2CO(g)H220 kJmol 1 HH、O=O 和 OH 键的键能分别为 436 kJmol 1、496 kJmol1和 462 kJmol1，则 a 为(D) A332B118 C350D130 解 析 已 知 C(s) H2O(g)=CO(g) H2(g)H a kJmol 1 ， 2C(s) O2(g)=2CO(g)H220 kJmol 1，2得：2H2O(g)=O2(g)2H2(g) H(2a 220) kJmol 10， H反应物总键能生成物总键能(44624962436) kJmol1(2a 220) kJmol 1，解得 a130 kJmol1。 (2)
34、(2021天津高三检测)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。CO2与 CH4 经催化重整，可制得合成气： CH4(g)CO2(g) 催化剂 2CO(g)2H2(g) 已知上述反应中相关的化学键键能数据如下： 化学键CHC=OHHCO(CO) 键能/(kJmol 1) 4137454361 075 填写下列空白： 该反应的H_120_kJmol 1_。分别在 V L 恒温密闭容器 A(恒容)、B(恒压，容积可 变)中，加入 CH4和 CO2各 1 mol 的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多 的是_B_(填“A”或“B”)。 解析化学反应的焓变等于反应物键能总和减去
35、生成物的键能总和，所以焓变为 (44132745)kJmol 1(21 0752436)kJmol1120 kJmol1。初始时容器 A、B 的压强相等，A 容器恒容，随着反应的进行压强逐渐增大(气体物质的量增加)；B 容器恒压， 压强不变；所以达平衡时 A 中压强大于 B 中压强，由于对此反应减小压强时平衡正向移动， 所以 B 中反应物转化率大，吸热也更多。 易错警示解答化学键与反应热关系题目的“两”注意 (1)熟练掌握常见物质中的化学键数目。 1 mol 物质 CO2 (C=O) CH4 (CH) P4 (PP) SiO2 (SiO) 石墨 (CC) 金刚石 (CC) Si (SiSi)
36、S8 (SS) 化学键 数 2NA4NA6NA4NA1.5NA2NA2NA8NA (2)根据化学键断裂和形成过程中的能量变化计算反应热时，需注意断键和成键的总数， 必须是断键时吸收的总能量和成键时放出的总能量。 考点二热化学方程式 核心知识梳理 1热化学方程式及其意义 (1)定义：表示参加反应的物质的_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)1 2 O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol 1，表示在 25 和 1.01105 Pa 下， _1_mol_H2和 0.5_mol_O2完全反
37、应生成 1_mol 液态 H2O 时放出 285.8_kJ 的热量#。 2热化学方程式的书写 (1)书写步骤。 一写方程式 写出配平的化学方程式 二标状态 用_s、l、g、aq_标明物质的聚集状态 三标条件 标明反应的温度和压强101 kPa、25 时可不标注 四标H 在方程式后写出H，并根据信息注明H 的“”或“” 五标数值 根据化学计量数计算写出 H 的值，并注明_单位_ (2)注意事项。 特别提醒 (1)热化学方程式与化学(离子)方程式的 3 个不同点 热化学方程式一般不注明反应条件； 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； 热化学方程式的化学计量数
38、只表示物质的量，其H 必须与化学方程式及物质的聚集状 态相对应。 (2)H 与反应的“可逆性” 可逆反应的H 表示反应完全时的热量变化，与反应是否可逆无关，如 N2(g) 3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol 1，表示在 298 K 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 的热量。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。 3“五审”判断热化学方程式的正误 一审“”“” 放热反应的H 一定为“”，吸热
39、反应的H 一定为“” 二审单位 单位一般为“kJmol 1”，易错写成“kJ”或漏写 三审状态 物质的状态必须正确 四审数值 反应热的数值必须与方程式中的化学计量数相对应，即H 与化学 计量数成正比 五审是否 符合概念 如表示燃烧热、中和热的热化学方程式 基础小题自测 1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。 (1)2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)和 4SO2(g)2O2(g)=4SO3(g)的H 相等。() (2)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，则该反应的热化学方程式为
40、 N2(g)3H2(g)2NH3(g)H38.6 kJmol 1。 () (3)C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，说明石墨比金刚石稳定。() (4)2H2(g) O2(g)=2H2O(g)H1,2H2(g) O2(g)=2H2O(l)H2， 则 H1 H2。 () (5)碳在空气燃烧生成 CO2，该反应中化学能全部转化为热能。() (6)反应 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)HQ kJmol 1(Q0)，则将 2 mol SO2(g)和 1 mol O2(g)置于一密闭容器中充分反应后放出 Q kJ 的热量。() (7)热化学方程式 H2(g)1 2O 2(g)=H2O(g)H241
41、.8 kJmol 1表示的意义：发生上述 反应生成 1 mol H2O(g)时放出 241.8 kJ 的热量。() (8)同温同压下，反应 H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H 相同。() (9)对于 SO2(g)1 2O 2(g)SO3(g)HQ kJmol 1，增大压强平衡右移，放出的热量 增大，H 减小。() (10)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJ。() (11)已知 101 kPa 时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kgmol 1，则单质碳的燃烧热 为 221 kgmol 1。( ) (12)热化学方程式中
42、各物质的化学计量数既表示物质的量又表示分子个数。() (13)S(s)O2(g)=SO2(g)Ha kJmol 1表示 1 mol S 和氧气完全反应生成 1 mol SO2 气体，放出热量为 a kJ。() 2请你写出 298 K、101 kPa 时，下列反应的热化学方程式。 (1)1 mol C 与 1 mol 水蒸气反应生成 1 mol CO 和 1 mol H2，吸热 131.5 kJ：_C(s) H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.5 kJmol 1_。 (2)用 3 mol CO(g)还原 1 mol Fe2O3(s)，放热 24.8 kJ： _3CO(g)Fe2O3(s)
43、=3CO2(g)2Fe(s)H24.8 kJmol 1_。 (3)1 mol HgO(s)分解生成液态汞和氧气，吸热 90.7 kJ：_HgO(s)=Hg(l)1 2O 2(g)H 90.7 kJmol 1_。 (4)H2的燃烧热为 285.8 kJmol 1，写出表示 H2 燃烧热反应的热化学方程式：_H2(g) 1 2O 2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol 1_。 3深度思考： 实验室用 4 mol SO2与 2 mol O2在一定条件下进行下列反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g) H196.64 kJ/mol，当放出 314.624 kJ 热量时，SO2的转化率为多少
44、？ 提示196.64 kJ 为生成 2 mol SO3时放出的热量，因此当放出热量为 314.624 kJ 时，参 加反应的 SO2的物质的量为314.624 kJ 196.64 kJ 2 mol3.2 mol，故 SO2的转化率为3.2 mol 4 mol 100% 80%。 考点突破提升 微考点 1热化学方程式的正误判断 典例 1(1)(2021河北衡水高三检测)HBr 被 O2氧化依次由如下、三步反 应组成，1 mol HBr 被氧化为 Br2放出 12.67 kJ 热量，其能量与反应过程曲线如图所示。 ()HBr(g)O2(g)=HOOBr(g) ()HOOBr(g)HBr(g)=2H
45、OBr(g) ()HOBr(g)HBr(g)=H2O(g)Br2(g) 下列说法中正确的是(B) A三步反应均为放热反应 B步骤()的反应速率最慢 CHOOBr 比 HBr 和 O2稳定 D热化学方程式为 4HBr(g)O2(g)=2H2O(g)2Br2(g)H12.67 kJmol 1 解析放热反应中反应物总能量高于生成物总能量，根据题图可知，第一步反应为吸热 反应，A 项错误；由题图可知步骤()反应的活化能最大，且为吸热反应，故反应速率最慢， B 项正确；HOOBr 的能量比 HBr 和 O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，C 项错误；根 据题意，1 mol HBr 被氧化为 Br2放
46、出 12.67 kJ 热量，则热化学方程式为 4HBr(g) O2(g)=2H2O(g)2Br2(g)H50.68 kJmol 1，D 项错误。 (2)(2021经典习题汇编)下列热化学方程式书写正确的是_(填序号)。 甲烷的燃烧热H890.3 kJmol 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)H890.3 kJmol 1 500 、 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，其热化学方程式为：N2(g)3H2(g) 催化剂 500 、30 MPa
47、2NH3(g) H38.6 kJmol 1 NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l) H57.3 kJmol 1(中和热) S(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol 1(反应热) 2NO2=O22NOH116.2 kJmol 1(反应热) 解析H2O 的状态应为液态， 燃烧热的定义为 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。H2O 的稳定状态是液态(水)，而不是气态(水蒸气)，故错误。 根据热化学方程式的含义，N2(g)3H2(g) 催化剂 500 、30 MPa2NH3(g)对应的热量是 1 mol 氮气完全反
48、应时的热量，但该反应为可逆反应，故投入 0.5 mol 的氮气，最终参加反应的氮气一定小于 0.5 mol，故 0.5 mol N2完全反应，放出热量大于 19.3 kJ，所以H 小于38.6 kJmol 1，故错误。 H应该是57.3 kJmol 1， 中和反应是放热反应， H应小于0， 故错误。 S(s)O2(g)=SO2(g) H296.8 kJmol 1(反应热)，该反应的书写正确，物质状态，反应热的数值均正确，故 正确。2NO2=O22NOH116.2 kJmol 1(反应热)该反应末注明各物质的状态，热化学 反应方程式要注明物质在反应时的状态，故错误。 对点集训 1 (1)(202
49、1山东滨州高三检测)下图分别表示白磷、 红磷燃烧时的能量变化， 下列说法中正确的是(D) A白磷比红磷稳定 B白磷燃烧产物比红磷燃烧产物稳定 C1 mol 白磷转变为红磷放出 2 244.7 kJ 的热量 D红磷燃烧的热化学方程式：4P(s)5O2(g)=P4O10(s) H2 954 kJmol 1 解析本题涉及热化学方程式的书写、物质稳定性与能量大小的关系等知识点，考查计 算能力及信息整合能力，体现证据推理与模型认知的学科核心素养。 A 项，等质量的白磷和红磷完全燃烧时白磷比红磷释放的能量多，白磷能量高于红磷，能 量越低越稳定，所以红磷稳定，故 A 错误；B 项，两者燃烧产物相同，状态相同
50、，所以产物 稳定性相同，故 B 错误；C 项，白磷转化为红磷的化学方程式为 P4(s、白磷)=4P(s、红磷)， 由图可知 1 mol P4(白磷)比 4 mol P(红磷)能量高(2 983.2738.54)kJ29.2 kJ，所以 1 mol 白 磷转变为红磷放出 29.2 kJ 的热量，故 C 错误；D 项，红磷燃烧是放热反应，红磷燃烧的热化 学方程式为 4P(s)5O2(g)=P4O10(s)H738.54 kJmol 12 954 kJmol1，故 D 正 确。 (2)(2021广西高三检测)根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是(D) AN2(g)3H2(g)2NH3(g)H
