1、第1讲化学反应中的热效应考试说明知识内容考试要求(1)化学反应中能量转化的主要形式b(2)吸热反应和放热反应a(3)从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应b(4)化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系c(5)热化学方程式的书写b(6)利用热化学方程式进行的简单计算c(7)合理利用化石燃料，提高燃料燃烧效率的方法a(8)太阳能开发利用的途径和方式a(9)生物质能的利用途径a(10)氢能的优点、开发与利用a(11)了解化石燃料的不可再生性及其给环境带来的问题a(12)反应热a(13)焓变的含义a(14)焓变与键能的关系c(15)中和热的测定b(16)标准燃烧热的概念a
2、(17)热值的概念a(18)盖斯定律及其简单计算b反应热与焓变能源学生用书P381反应热和焓变(1)反应热：化学反应中放出或吸收的热量。(2)焓变：在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为H，单位是kJ/mol。2从两个角度理解化学反应的热效应(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值，如图所示：a表示旧化学键断裂吸收的能量；b表示新化学键形成放出的能量；c表示反应热。(2)从宏观的角度说，是反应物具有的总能量与生成物具有的总能量的差值，如图所示：a表示反应的活化能；b表示活化分子变成生成物分子所释放的能量；c表示反应热。3反应热的量化参数键能H等于反应物的键能
3、总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。4能源(1)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，其不属于吸热反应或放热反应。但在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。(2)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与Ba(OH)28H2O在常温常压下即可发生反应，而很多放热反应需要在加热的条件下才能发生反应。(3)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。 题组一反应热与焓变1由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1 mol N2，其H_kJmol1。答案：1392某反应使用
4、催化剂后，其反应过程中能量变化如图。下列说法错误的是()A总反应为放热反应B使用催化剂后，活化能不变C反应是吸热反应，反应是放热反应DHH1H2解析：选B。由题图可知，反应是吸热反应，反应是放热反应，总反应是放热反应，且HH1H2，A、C、D项正确；使用催化剂能降低反应所需的活化能，B项错误。3.美国研究人员将CO和O附着在一种钌催化剂表面，用激光脉冲将其加热到2 000 K，成功观察到CO与O形成化学键生成CO2的全过程。下列说法不正确的是()ACO2属于酸性氧化物BCO与O形成化学键的过程中放出能量C钌催化剂可以改变该反应的焓变DCO与O形成化学键的过程中有电子转移解析：选C。CO2为碳酸
5、的酸酐，属于酸性氧化物，A项正确；形成化学键的过程中放出能量，B项正确；催化剂不能改变反应的焓变，C项错误；CO与O形成化学键的过程中CO被氧化，O被还原，有电子转移，D项正确。活化能与反应热的关系(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。(2)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，HE1E2。 题组二能源的开发和利用4(2017浙江11月选考，T5)下列不属于化石燃料的是()A煤B石油C天然气 D甲醇答案：D5氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好。氢能具有的优点包括()资源丰富易燃烧、热值高储存方便 制备工艺廉价易行A BC D解析：选A。氢能是易
6、燃烧、热值高、资源丰富的新能源；但它也有储存难、制备成本高等缺点。6能源危机是当前全球性的问题，“开源节流”是应对能源危机的重要举措。下列做法不利于能源“开源节流”的是()A大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源B大力开采煤、石油和天然气，以满足人们日益增长的能源需求C开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少煤、石油等化石燃料的使用D减少资源消耗，增加资源的重复使用，注重资源的循环再生答案：B热化学方程式的书写与判断学生用书P401五个注意(1)注意H的符号和单位若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位为kJmol1或kJ/mol。(2)注意热化学方程式中的化学
7、计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。(3)注意物质的聚集状态反应物和生成物的聚集状态不同，反应热(H)不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“”和“”。(4)注意H的数值热化学方程式中的H的值应是表示反应已完成的热量变化。由于H与反应完成的物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相
8、反。(5)注意燃烧热和中和热2记忆口诀热化方程要点多，漏掉一点分不得；标清状态配好平，焓变正负千焦摩；系数焓变成正比，逆向反应焓变号。题组一热化学方程式的书写1(1)肼是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，写出肼燃烧的热化学方程式：_。(2)已知：Q的单质是常见的半导体材料，在25 、101 kPa下，Q的气态氢化物在氧气中完全燃烧可得Q的最高价氧化物，反应中每转移1 mol电子放热190.0 kJ。则该反应的热化学方程式是_。解析：(1)根据题干图示可知，肼充分燃烧的产物是N2(g)和H2O(g)，1 mol 肼充分燃烧放出的热量为2 752 kJ2 218 kJ534 kJ，根据
9、要求写出热化学方程式。(2)由信息知Q为Si，其气态氢化物SiH4与O2反应生成SiO2和H2O，1 mol SiH4完全反应转移8 mol电子，故1 mol SiH4参加反应放出1 520.0 kJ热量，即可写出该反应的热化学方程式。答案：(1)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol1(2)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 520.0 kJmol12(1)已知1 mol 钠的单质在足量O2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。(2)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时
10、，该反应的热化学方程式为_。已知温度为T时：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJ/molCO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJ/mol解析：(1)1 mol Na的单质在足量O2中燃烧，放出255.5 kJ热量，则该反应的热化学方程式为2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H511 kJ/mol。(2)由题意知CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJ/molCO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJ/mol应用盖斯定律，由可得CO、H2合成CH4的反应：CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)
11、H206 kJ/mol。答案：(1)2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H511 kJ/mol(2)CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJ/mol题组二热化学方程式的正误判断3下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 367.0 kJ/mol(燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol(中和热)C2NO2=O22NOH116.2 kJ/mol(反应热)DS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJ/mol(反应热)解析：选D。燃烧热
12、是指101 kPa时1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，而气态水不是稳定的氧化物，故A错误。中和反应是放热反应，H”“”或“”)。解析：(1)根据盖斯定律，由22可得，则H42H32H2H1；联氨和N2O4反应释放出大量热、产物无污染、产生大量气体等，故联氨和N2O4可作为火箭推进剂。(2)设三个反应依次为、，根据盖斯定律，由得：SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)HH1H2H3。(3)题中的两个反应都是熵减的反应，由于两个反应均能自发进行，所以两个反应都是放热反应，即H10、H20。根据盖斯定律，将题中两个热化学方
13、程式叠加得：H2(g)O2(g)=H2O2(l)HH1H20。答案：(1)2H32H2H1反应放热量大，产生大量气体(2)H1H2H3(3)题组二反应热的计算及比较4已知丙烷的燃烧热H2 215 kJmol1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为()A55 kJB220 kJC550 kJ D1 108 kJ解析：选A。丙烷分子式是C3H8，燃烧热为H2 215 kJmol1，1 mol丙烷燃烧会产生4 mol水，放热2 215 kJ。丙烷完全燃烧产生1.8 g水，水的物质的量为0.1 mol，则消耗丙烷的物质的量为0.025 mol，所以反应放出的热量Q0.025 mo
14、l2 215 kJmol155.375 kJ，则放出的热量约为55 kJ。5(2019浙江4月选考，T23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(MCa、Mg)：已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是()AH1(MgCO3)H1(CaCO3)0BH2(MgCO3)H2(CaCO3)0CH1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(CaO)H3(MgO)D对于MgCO3和CaCO3，H1H2H3答案：C6(2018浙江11月选考，T21)已知：H2O(g)=H2O(l)H1C6H12O6(g)=C6H12O6(s)H2C6H12O6(s)6O2(g)=6H2O(g)6CO
15、2(g)H3C6H12O6(g)6O2(g)=6H2O(l)6CO2(g)H4下列说法正确的是()AH10，H20，H3H4B6H1H2H3H40C6H1H2H3H40D6H1H2H3H40解析：选B。在H2O(g)=H2O(l)中，H10；在 C6H12O6 (g)=C6H12O6(s)中，H20；在C6H12O6 (s)6O2 (g)=6H2O(g)6CO2(g)中，H30；在C6H12O6 (g)6O2 (g)=6H2O(l)6CO2(g)中，H40，C6H12O6(s)转化为C6H12O6(g)需要吸收热量，H2O(g)转化为H2O(l)需要放出热量，所以H3H4，故A不正确；根据盖斯
16、定律可知B正确，C和D都不正确。7(2018浙江4月选考，T21)氢卤酸的能量关系如图所示：下列说法正确的是()A已知HF气体溶于水放热，则HF的H10B相同条件下，HCl的H2比HBr的小C相同条件下，HCl的(H3H4)比HI的大D一定条件下，气态原子生成1 mol HX键放出a kJ能量，则该条件下H2a kJmol1答案：D计算反应热时常出现的错误(1)根据已知的热化学方程式进行计算时，要清楚已知热化学方程式的化学计量数表示的物质的量与已知物质的物质的量之间的比例关系，然后进行计算。 (2)运用盖斯定律进行计算，在调整方程式时，要注意H的正负和数值也要随之调整。(3)根据化学键断裂和形
17、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，必须是断键和成键时吸收或放出的总能量。课后达标检测学生用书P115(单独成册)一、选择题1下列物质中，属于可再生的能源是()A氢气B石油C煤 D天然气解析：选A。氢气燃烧发热量高；生成物是水，无污染；生成的水可以再次分解生成氢气。因此氢气是一种完全清洁的新能源和可再生能源。2已知1 mol CH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H2O，放出890.3 kJ热量，则表示该反应的热化学方程式正确的是()ACH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890
18、.3 kJmol1CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1答案：B3根据下图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况，判断下列说法正确的是()AN2(g)与O2(g)反应生成NO(g)是放热反应B2 mol O原子结合生成O2(g)时需要吸收498 kJ能量C1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量DN2(g)O2(g)=2NO(g)的反应热H1 444 kJmol1答案：C4已知Zn(s)H2SO4(aq)=ZnSO4(a
19、q)H2(g)H0；则下列叙述不正确的是()A该反应的H值与反应物用量无关B该反应的化学能可以转化为电能C反应物的总能量高于生成物的总能量D该反应中反应物的化学键断裂放出能量，生成物的化学键形成吸收能量解析：选D。反应放出或吸收的热量与反应物的用量成正比，但H值是与化学方程式相对应的，与反应物的用量无关，与化学方程式中各物质的化学计量数有关，故A对；能自发进行的氧化还原反应中的化学能可以通过原电池转化为电能，故B对；H0，说明反应放热，反应物的总能量高于生成物的总能量，故C对；断键时吸收能量，成键时放出能量，故D不对。52A(g)B(g)H1(H1E(l)。6(2017浙江4月选考，T19)已
20、知断裂1 mol H2(g)中的HH键需要吸收436.4 kJ的能量，断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成H2O(g)中的1 mol HO键能放出462.8 kJ的能量。下列说法正确的是()A断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H480.4 kJmol1C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H471.6 kJmol1DH2(g)O2(g)=H2O(l)H240.2 kJmol1答案：B7(2019丽水高三质检)已知：H2O(g)=H2O(l)HQ1 kJmol1；C2H5OH(g)=C2H5OH
21、(l)HQ2 kJmol1；C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)HQ3 kJmol1。下列判断正确的是()A酒精的燃烧热HQ3 kJmol1B由可知1 mol C2H5OH(g)的能量高于2 mol CO2(g)和3 mol H2O(g)的总能量CH2O(g)H2O(l)释放出了热量，所以该过程为放热反应D23 g液体酒精完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放热量为(0.5Q30.5Q21.5Q1) kJ解析：选D。C2H5OH(g)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)HQ3 kJmol1，反应中生成的水是气体，不是稳定氧化物，故该反应的焓变不是燃烧热，A项
22、错误；是放热反应，1 mol C2H5OH(g)和3 mol O2(g)的总能量高于2CO2(g)和3H2O(g)的总能量，B项错误；H2O(g)H2O(l)是物理变化，C项错误；根据盖斯定律：3得：C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H(Q3Q23Q1)kJmol1，23 g是0.5 mol C2H5OH，所以释放出的热量为(0.5Q30.5Q21.5Q1) kJ，D项正确。8(2019舟山高三选考模拟)固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下：H2(g)I2(？)2HI(g)H19.48 kJ/molH2(g)I2(？)2HI(g)H226.48 kJ/mol下
23、列判断不正确的是()A中的I2为气态，中的I2为固态B的反应物总能量比的反应物总能量低C反应的产物比反应的产物热稳定性更好D1 mol固态碘升华时将吸热35.96 kJ解析：选C。根据反应热H生成物的总能量反应物的总能量，H10，说明中反应物的总能量大于中反应物的总能量，由于物质在气态时的能量大于在固态时的能量，则中的I2为气态，中的I2为固态，A项、B项正确；由于两个反应的产物相同、状态相同，故热稳定性也相同，C项错误；根据盖斯定律，即得I2(s)I2(g)HH2H126.48 kJ/mol(9.48 kJ/mol)35.96 kJ/mol，说明1 mol固态碘升华为碘蒸气需要吸收 35.9
24、6 kJ的热量，D项正确。9已知H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H72 kJ/mol，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a369则表中a为()A404 B260C230 D200解析：选D。首先根据盖斯定律求出H2(g)Br2(g)=2HBr(g)的H为102 kJ/mol，然后根据反应热H反应物的键能之和生成物的键能之和，则436a3692102，解得：a200，故D项正确。10根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是()AN2(g)3H2(g)=2N
25、H3(g)H(ba) kJmol1BN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(ab) kJmol1C2NH3(l)=N2(g)3H2(g)H2(abc) kJmol1D2NH3(l)=N2(g)3H2(g)H2(bca) kJmol1答案：D11下列图像分别表示有关反应的反应过程与能量变化的关系。据此判断下列说法中正确的是()A由图1知，石墨转变为金刚石是放热反应B由图2知，S(g)O2(g)=SO2(g)H1，S(s)O2(g)=SO2(g)H2，则H1H2C由图3知，白磷比红磷稳定D由图4知，CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H0解析：选B。金刚石的能量高于石墨，所以石墨转变为
26、金刚石是吸热反应，A不正确；固态S的能量低于气态S的能量，所以气态S燃烧放出的热量多，但放热越多，H越小，B正确；白磷的能量高于红磷的能量，所以红磷比白磷稳定，C不正确；D项反应为放热反应，H0，D不正确。二、非选择题122SO2(g)O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如下图所示：已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H99 kJmol1。请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示_、_，E的大小对该反应的反应热有无影响？_；(2)该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？_，理由是_；(3)图中H_kJmol1；(4)已知单质硫的燃烧热H
27、296 kJmol1，计算由S(s)生成1 mol SO3(g)的H(写出计算过程)。答案：(1)反应物总能量生成物总能量无影响(2)降低催化剂(V2O5)改变了反应的历程，使活化能E降低(3)198(4)S(s)O2(g)=SO2(g)H1296 kJmol1，SO2(g)1/2O2(g)=SO3(g)H299 kJmol1，S(s)3/2O2(g)=SO3(g)HH1H2395 kJmol1。13过渡态理论认为化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是从反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图1是1 mol NO2与1 mol CO恰好反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图
28、。(1)试写出NO2和CO反应的热化学方程式：_。该反应的活化能是_kJmol1。(2)在密闭容器中进行的上述反应是可逆反应，则其逆反应的热化学方程式为_，该反应的活化能为_kJmol1。(3)图2是某学生模仿图1画出的NOCO2=NO2CO的能量变化示意图。则图中E3_kJmol1，E4_kJmol1。解析：(1)图中E1是活化能，即该反应的活化能为134 kJmol1。生成物和反应物之间的能量差即为反应热。(2)可逆反应的逆反应的反应热应该与正反应的数值相等，但符号相反。(3)E3即为逆反应的活化能，E4是反应物与生成物的能量之差的绝对值。答案：(1)NO2(g)CO(g)=NO(g)CO
29、2(g)H234 kJmol1134(2)NO(g)CO2(g)=NO2(g)CO(g)H234 kJmol1368(3)36823414已知25 、101 kPa下，稀的强酸与强碱溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol。(1)写出表示稀硫酸与稀烧碱溶液发生反应的中和热的热化学方程式：_。(2)学生甲用稀硫酸与稀烧碱溶液测定中和热的装置如图：实验时所需的玻璃仪器除烧杯、量筒外还需_。该装置中有一处错误是_，如果用该错误装置测定，结果会_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。如果该同学用50 mL 0.25 mol/L的稀硫酸与50 mL 0.55 mol/L的稀烧碱溶液，他所取用试剂的用量的理由是_。在该实验中需要测定某种数据，完成一次实验，需要测定该数据的次数为_次。若反应前溶液以及中和后的混合液的密度均设为1 g/cm3，混合前酸与碱的温度均为t1 ，混合后溶液的温度为t2 ，比热容为4.18 J/(g )。那么该学生测定的中和热H_。答案：(1)H2SO4(aq)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol(2)温度计、环形玻璃搅拌棒未用硬纸板(或塑料板)盖住烧杯偏低保证硫酸完全反应3 kJ/mol- 18 -
