《金新学案》高三化学一轮复习 化学反应与能量变化（）

第1讲化学反应与能量变化最新展示1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出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、中和热等概念。3.了解热化学方程式的含义。热点定位1.吸热反应和放热反应的判断。2.热化学方程式的书写。3.利用化学键断裂(或形成)时吸收(或释放)能量的数据计算反应热。一、反应热(焓变)1．焓变(1)概念：在

条件下进行反应的

。(2)符号及单位：表示符号：ΔH；单位： 。恒压反应热kJ·mol－1(或kJ/mol)2．吸热反应和放热反应(1)产生原因(2)表示方法①吸热反应：ΔH为“”或ΔH

0；②放热反应：ΔH为“”或ΔH

0。><负正1．如何从微观和宏观两个角度判断一个反应是放热反应还是吸热反应？【提示】微观上：旧键断裂吸收的能量大于新键形成放出的能量，则反应吸热，称为吸热反应；旧键断裂吸收的能量小于新键形成放出的能量，则反应放热，称为放热反应。宏观上：反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，反应放热；反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，反应吸热。二、热化学方程式1．概念：表明

的化学方程式。2．表示意义：不仅表明了化学反应中的

，也表明了化学反应中的

。例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH(298K)＝－571.6kJ/mol表示 。

反应所吸收或放出热量物质变化能量变化在298K时，2mol气态氢气与1mol气态氧气反应完成后，生成2mol液态水，放出571.6kJ的热量2．热化学方程式与普通化学方程式有何异同？【提示】相同的是：①表示意义相同：表示反应物和生成物各是什么及它们之间的物质的量的关系。②都遵守质量守恒定律，都需要配平。不同的是：热化学方程式重在体现化学反应中的能量变化关系，故①须注明反应的温度和压强，②须注明物质的聚集状态，③化学计量数可以是分数。三、中和反应反应热的测定1．中和热(1)定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成

所

的热量。(2)举例：稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的中和热为

，表示该反应中和热的热化学方程式为： 。1_mol水放出57.3kJ/molHCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ/mol2．中和反应反应热的测定(1)装置如下图(2)注意事项①碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是 。②为保证酸、碱完全中和，常采用

，稍稍过量。③实验中若使用弱酸或弱碱，因中和过程中电离，会使测得数值

。防止热量散失碱(或酸)吸收热量偏小1．(上海高考题)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 (

)A．碳酸钙受热分解B．乙醇燃烧C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．氧化钙溶于水【解析】生成物总能量高于反应物总能量的反应属于吸热反应，选项A中的反应是吸热反应，选项B、C、D中的反应是放热反应。【答案】

A2．(全国卷Ⅱ)已知：①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量下列叙述正确的是 (

)A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)B．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝＋183kJ/molC．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ/molD．氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183kJ/mol【解析】

根据H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)

ΔH＝E(H—H)＋E(Cl—Cl)－2E(H—Cl)＝436kJ/mol＋243kJ/mol－2×431kJ/mol＝－183kJ/mol，故选项C正确。【答案】

C3．(2009年四川高考题)25℃，101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是 (

)A．2H＋(aq)＋(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ/molB．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)

ΔH＝－57.3kJ/molC．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)

ΔH＝－5518kJ/molD．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)

ΔH＝－5518kJ/mol【解析】

A项，生成的是2molH2O及BaSO4沉淀；C项，应生成液态水；D项，辛烷应为1mol。【答案】

B4．(2009年全国卷Ⅱ)已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890kJ·mol－1现有H2与CH4的混合气体112L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3695kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是 (

)A．1∶1 B．1∶3C．1∶4 D．2∶3【解析】设H2、CH4的物质的量分别是x和y，则x＋y＝112L/22.4L·mol－1＝5mol， ＋890kJ·mol－1y＝3695kJ，解得x＝1.25mol，y＝3.75mol，故原混合气体中H2与CH4物质的量之比是1∶3。【答案】

B一、放热反应与吸热反应的比较类型比较放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量表示方法ΔH＜0ΔH＞0类型比较放热反应吸热反应图示类型比较放热反应吸热反应常见反应①活泼金属与水或酸的反应。例如：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑②酸碱中和反应。例如：2KOH＋H2SO4===K2SO4＋2H2O③燃烧反应。例如：2CO＋O22CO2④多数的化合反应。例如：CaO＋H2O===Ca(OH)2⑤铝热反应①多数的分解反应。例如：CaCO3CaO＋CO2↑②盐的水解。例如：NH4Cl＋H2ONH3·H2O＋HCl③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应④C和CO2、C和H2O(g)反应【应用指南】

(1)化学反应表现为吸热或放热与反应开始是否需要加热无关，需要加热的反应不一定是吸热反应(如C＋O2CO2为放热反应)，不需要加热的反应也不一定是放热反应。(2)虽然浓H2SO4、NaOH固体溶于水明显放热，NH4NO3溶于水明显吸热，但均不能称为吸热反应或放热反应，因为都是物理变化。已知化学反应2C(s)＋O2(g)2CO(g)，2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法中不正确的是 (

)A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B．56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量C．12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多【思路点拨】解答本题应抓住以下两点：(1)从物质所具有的能量角度理解放热反应。(2)C(s)与O2(g)反应生成CO2(g)可理解为先后发生题给两反应。【尝试解答】据2C(s)＋O2(g)2CO(g)为放热反应可知，12gC(s)和16gO2(g)所具有的总能量高于28gCO(g)所具有的能量，但12gC所具有的能量与28gCO所具有的能量无法比较；根据2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)是放热反应知，56gCO(g)和32gO2(g)的总能量大于88gCO2(g)的能量；由C(s)＋O2(g)CO2(g)为放热反应知12gC(s)和32gO2(g)的总能量大于44gCO2(g)的能量；C燃烧生成CO2放出的热量应等于同质量的C燃烧生成CO放出的热量加上CO燃烧生成CO2放出的热量。【答案】

A【拓展训练】

1.白磷与氧可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P=OckJ·mol－1、O=OdkJ·mol－1。根据上图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是 (

)A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1【解析】

根据焓变的概念ΔH等于反应物键能的总和减去产物键能的总和，即ΔH＝E反应物－E产物，根据反应方程式P4＋5O2===P4O10和模型图分析可知，该反应的反应热ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1，A正确。【答案】

A二、热化学方程式的书写1．书写步骤(1)在化学方程式中每一种反应物和生成物后面加括号，括号中注明聚集状态，并配平，不必注明反应条件；对于同素异形体间的转化，在括号内还要标明物质名称。(2)ΔH写在化学方程式的右边。若为放热反应，则ΔH为“－”；若为吸热反应，则ΔH为“＋”。其单位为kJ/mol或kJ·mol－1。(3)标注ΔH的数值。方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应逆向进行，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。2．注意事项(1)标明ΔH的测定条件反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25℃、101325Pa下测定的，可不注明温度和压强。(2)计量数表示的意义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)可逆反应的热化学方程式①可逆反应的热化学方程式中一般不用可逆号。②若在热化学方程式中用“”连接，仍表示反应按化学计量数完全转化时的反应热。

【应用指南】判断热化学方程式正误要注意“四看”：(1)看各物质的聚集状态是否正确；(2)看ΔH变化的“＋”、“－”是否正确；(3)看反应热的单位是否为kJ·mol－1；(4)看反应热数值与化学计量数是否相对应。化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是 (

)A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)

ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)

ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1【思路点拨】解答本题应抓住以下三点：(1)明确三个能量变化：akJ、bkJ、ckJ表示的意义。(2)热化学方程式中化学方程式部分要与ΔH对应。(3)用代数式表示ΔH的符号和数值时，可以将符号和代数式融为一体。【尝试解答】由图示可知：akJ能量是molN2(g)和molH2(g)断键所吸收的，bkJ能量是1molN和3molH形成1molNH3(g)所放出的能量，1molNH3(g)变为1molNH3(l)释放ckJ能量。若生成NH3(g)，热化学方程式应为：

【答案】

A【拓展训练】

2.(2009年重庆高考)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确) (

)A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)

ΔH＝－1367.0kJ/mol(燃烧热)B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)

ΔH＝＋57.3kJ/mol(中和热)C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH＝－296.8kJ/mol(反应热)D．2NO2===O2＋2NO

ΔH＝＋116.2kJ/mol(反应热)【解析】选项A，H2O的状态是不稳定的气态，不是表示燃烧热的热化学方程式。选项B，中和热为放热反应，ΔH＝－57.3kJ/mol。选项C，S燃烧生成SO2的反应是放热反应，ΔH<0，同时也注明了物质的聚集状态等，正确。选项D，未注明物质的聚集状态，错误。【答案】

C1．参照反应Br＋H2―→HBr＋H的能量与反应历程的示意图，下列叙述中正确的是 (

)A．从图中可看出，该反应的反应热与反应途径有关B．正反应为放热反应C．加入催化剂，该化学反应的反应热增大D．正反应为吸热反应【解析】

根据反应历程的示意图可知：反应物(Br和H2)比生成物(HBr和H)具有的能量低，故该反应为吸热反应。反应热与途径无关，加入催化剂反应热不变。【答案】

D2．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)

ΔH＝－270kJ/mol，下列说法正确的是 (

)A．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应B．1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJC．在相同条件下，1molH2与1molF2的能量总和大于2molHF气体的能量D．该反应中的能量变化可用下图来表示【解析】由热化学方程式可知ΔH<0，H2和F2反应生成HF是放热反应，则氟化氢分解生成H2和F2为吸热反应，故A错。HF(g)转变为HF(l)要放热，则1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF，放出的热量大于270kJ，故B错。该反应为放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，C正确。该反应中能量变化的图示为【答案】

C3．(2010年淮安调研)下列关于热化学反应的描述中正确的是 (

)A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ/molB．CO(g)的燃烧热是283.0kJ/mol，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0)kJ/molC．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D．1mol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【解析】

A项在不考虑“H2SO4与Ca(OH)2不仅生成水，而且还生成CaSO4微溶物，会改变体系热量”的前提下，二者的中和热ΔH＝－57.3kJ/mol；C项，需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如NH3的催化氧化就是一个在加热条件下进行的放热反应；D项，甲烷的燃烧热应指生成液态水时放出的热量。【答案】

B4．已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH1＝－Q1kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH2＝－Q2kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH3＝－Q3kJ·mol－1常温下，取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2L(标准状况下)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为 (

)A．0.4Q1＋0.05Q3 B．0.4Q1＋0.05Q2C．0.4Q1＋0.1Q3 D．0.4Q1＋0.2Q2【解析】

n(气体)＝ ＝0.5mol即混合气体中有0.4molCH4和0.1molH2。燃烧后恢复至室温，水为液态，故放出的热量为：Q＝0.4Q1＋ ＝0.4Q1＋0.05Q3【答案】

A5．根据如下图所示，写出下列反应的热化学方程式并回答相关问题：(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________。Q1与Q2的关系：Q1________Q2(填“大于