【创新设计】高考化学一轮复习 第1章 第3节 化学反应中的能量变化 大纲人教

第三节化学反应中的能量变化复习目标展示1.能够根据反应物、生成物能量的变化判断放热反应和吸热反应。2．掌握正确书写热化学方程式的方法并进行简单计算。3．能够判断热化学方程式的正误及反应热的大小比较。4．了解新能源的开发及综合应用。知识点1化学反应中的能量变化问题1：怎样理解放热反应和吸热反应？1．根据化学反应过程中能量的变化情况不同，把化学反应分为放热反应和吸热反应，二者比较如下：放热反应吸热反应定义热量的化学反应

热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量

生成物具有的总能量反应物具有的总能量

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的总能量反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放出的总能量反应物分子断键时吸收的总能量表示方法放出吸收大于小于大于小于DH<0DH>0【思维延伸】（1）化学反应中能量变化主要表现为热量变化，同时还有光能、电能等变化形式。（2）化学反应开始是否需要加热与化学反应是否是放热反应或吸热反应没有直接关系。【特别记忆】识知点2反应热及其分类问题2：你是怎样理解反应热概念的？常见的有哪几种反应热？2．反应热：反应热是指化学反应过程中

的热量。符号

，单位

。3．燃烧热与中和热的比较能量名称燃烧热中和热概念在25℃、101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol水时所放出的热量单位与反应热相同能量变化放热反应ΔH正负ΔH<0反应条件25℃、101kPa稀溶液反应物的量1mol可燃物可能是1mol，也可能不是1mol生成物的量不限量水1mol放出或吸收△HkJ×mol-1【思维延伸】（1）影响反应热大小的因素有①测定反应热的条件(温度、压强)，②反应物、生成物的聚集状态，③反应方程式中物质的计量系数。（2）正确理解燃烧热：①1mol纯物质……变为稳定的氧化物，如“C2H6”……CO2和H2O（l）；②文字叙述时，用正值或“ΔH”表示，如CH4的燃烧热为890kJ/mol或ΔH＝－890kJ/mol。（3）正确理解中和热：①必须是自由的1molH＋和1molOH－结合为1molH2O，②其值为57.3kJ/mol或ΔH＝－57.3kJ/mol。知识点3化学反应方程式问题3：热化学反应方程式与一般反应方程式的区别是什么？4．定义：能够表示化学反应放出或吸收热量多少的化学反应方程式称为热化学方程式。5．意义：它既表示了化学反应中物质的变化情况，也表示了化学反应中的能量变化情况。6．书写热化学方程式的一般步骤（1）依据有关信息写出注明各物质的聚集状态的化学方程式，并配平。（2）根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热的数值，并以“ΔH”形式写在方程式后面。（3）如果题目另有要求，如反应物燃烧热的热化学方程式和有关中和热的热化学方程式，可将热化学方程式的化学计量数变换成分数【思维延伸】（1）ΔH单位为kJ·mol－1，其对象不是某种物质，而是针对一个具体的化学反应方程式。（2）热化学方程式中各物质的计量数只具有宏观意义。考点1热化学反应方程式的书写及正误判断判断一个热化学方程式正误的方法1．各物质的化学式是否正确，方程式是否符合客观事实；2．各物质的聚集状态是否注明；3．方程式是否配平；4．反应热ΔH是否与方程式中各物质的化学计量数相对应，其符号和数值是否正确。反应热的计算方法1．由反应物和生成物的总能量计算反应热ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量2．利用键能计算反应热通常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能，键能常用E表示，单位是kJ/mol。方法：ΔH＝∑E(反应物)－∑E(生成物)，即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。如：反应H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)；ΔH＝E(H－H)＋E(Cl－Cl)－2E(H－Cl)。3．用盖斯定律计算反应热化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。即：【例1】(2009·四川，9)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)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)BaSO4(s)＋2H2O(l)；ΔH＝－57.3kJ/molB．KOH(aq)＋H2SO4(aq)K2SO4(aq)＋H2O(l)；ΔH＝－57.3kJ/mol

C．C8H18(l)＋O2(g)8CO2(g)＋9H2O(g)；ΔH＝－5518kJ/molD．2C8H18(g)＋25O2(g)16CO2(g)＋18H2O(l)；ΔH＝－5518kJ/mol解析：本题通过热化学方程式来考查中和热和燃烧热的概念，所以解答时要紧扣中和热和燃烧热的含义、表示方法。选项A,2molH＋(aq)和2molOH－(aq)反应应放出57.3kJ×2＝114.6kJ热量，同时Ba2＋与SO反应生成BaSO4沉淀也有热效应，A错误。选项B，符合中和热的定义，B正确。选项C，生成的H2O不是稳定的液态，C错误。选项D，反应热ΔH＝－2×5518kJ/mol，D错误。答案：B方法总结：书写热化学方程式防错诀窍热化学方程式往往是接受容易，书写难。这种“难”主要体现在写不完整，且常有如下漏写之处：①漏写反应物或生成物的聚集状态，其根本点是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。②将ΔH的正、负混淆，其关键是没有体会到“＋”“－”分别表达吸收或放出热量后使反应本身的能量升高或降低了。③未注意到：化学计量数不同，其反应热的数值也不相同。变式练习1．(2010·山东省实验中学期中考试)在298K、1.01×105Pa条件下，将22gCO2通入750mL1mol·L－1NaOH溶液中充分反应，测得反应放出xkJ的热量。已知在该条件下，1molCO2通入1L2mol·L－1NaOH溶液中充分反应放出ykJ的热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是()A．CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)；DH=(2y-x)kJ·mol-1B．CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)；DH=-(2x-y)kJ·mol-1C．CO2(g)+NaOH(aq)NaHCO3(aq)；DH=-(4x-y)kJ·mol-1D．2CO2(g)+2NaOH(l)2NaHCO3(l)；DH=-(8x-2y)kJ·mol-1解析：0.5molCO2与0.75molNaOH反应生成0.25molNa2CO3和0.25molNaHCO3，反应所放出的热量为xkJ，则生成1molNa2CO3和1molNaHCO3放出4xkJ的热量。1molCO2通入含2molNaOH的溶液中生成1molNa2CO3，放出ykJ的热量，则1molCO2与含1molNaOH的溶液反应所放出的热量为(4x－y)kJ。D项中NaOH和NaHCO3的状态标错。答案：C考点2有关反热的定量实验中和热的测定1．实验原理

实验时，先测出盐酸和氢氧化钠溶液的起始温度，求其平均温度

t1℃，两溶液混合充分反应后，读取混合液温度t2℃。为了使计算简便，可以近似地认为：(1)50mL0.5mol/L盐酸和50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液的密度都是1g/cm3，则：盐酸质量m1=50g，氢氧化钠溶液质量m2=50g。近似认为混合溶液的比热容c=4.18J/(g·℃)，所以中和反应放出的热量Q=(m1+m2)×c×(t2-t1)J=0.418(t2-t1)kJ。(2)又因50mL0.5mol/L盐酸中含有0.5mol/L×0.05L=0.025mol的H+

所以跟0.025mol的OH-发生中和反应，生成0.025mol的水，放出热量为Q，所以中和热==kJ/mol。2．实验用品烧杯(500mL、100mL各1个)、温度计(100℃)、量筒(50mL2个)、纸条、硬纸板或泡沫塑料板、环形玻璃搅拌棒；0.50mol/LHCl(aq)、0.55mol/LNaOH(aq)。3．实验步骤（1）安装仪器（2）量取两种反应液并记录起始温度（3）先后加入两种反应液用环形玻璃棒搅拌（4）记录最高温度（5）重复实验两次要点深化测定中和热实验的注意事项（1）酸碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5mol/L)。（2）要使用同一支温度计。分别先后测量酸、碱及混合液的温度时，测定一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。温度计的水银球部分要完全浸入溶液中，且要稳定一段时间再记下读数。（3）实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。（4）操作时动作要快，尽量减少热量的散失。（5）碱液可以稍过量，以确保盐酸被完全中和。【例2】(高考题改编)实验室用50mL0.5mol·L－1盐酸、50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，利用如图所示装置进行测定中和热的实验，得到表中的数据：

实验次数起始温度t1/℃终止温度t2/℃盐酸NaOH溶液120.220.323.7220.320.523.8321.521.624.9请回答下列问题：（1）实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是

，不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是

。（2）数据处理，t2－t1＝3.4℃。则该实验测得的中和热ΔH＝

盐酸和NaOH溶液的密度按1g/cm3计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18J/(g·℃)计算]。（3）若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水，测得中和热为ΔH1，则ΔH1与ΔH的关系为：ΔH1______ΔH（填“<”“>”或“＝”），理由是

上下抽动铜传热快，热量损失多，导致测量结果不准确－56.8kJ·mol－1>因为NH3·H2O是弱电解质，电离时本身会吸收一定的热量，故生成等量的水时放出的热量较少变式练习2．“中和热的测定”（1）准备反应装置如图所示。（2）用一个量筒量取50mL0.50mol·L－1盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度并记录。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。（3）用另一个量筒量取50mL0.50mol·L－1NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度并记录。（4）把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次性倒入小烧杯中(注意不要洒到外面)。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度。（5）__________________________________________________。（6）根据实验数据计算中和热。请回答下列问题：（1）补上第5步(填在横线上)。（2）第2步如果不把温度计上的酸用水冲洗干净直接测量NaOH溶液的温度，则测得的ΔH________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。（3）怎样才能确保读取混合溶液的最高温度？____________________________________________________重复操作2～3次，记录结果偏大不断读取温度数据，并记录，直到出现下降，取最大值（4）近似认为50mL0.50mol·L－1盐酸和50mL0.55mol·L－1NaOH溶液的密度都是1g·mL－1，中和后生成的溶液的比热容c＝4.18J·g－1·℃－1，起始平均温度为t1℃，反应后最高温度为t2℃，则中和热（不用化简）：ΔH＝_____________________________________。（5）________(填“能”或“不能”)直接用浓硫酸代替50mL0.50mol·L－1盐酸。若配制1000mL0.25mol·L－1的硫酸溶液，需要98%(密度1.84g·mL－1)的浓硫酸________mL。定容时俯视刻度，会使所配硫酸溶液的浓度

(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。（6）________(填“能”或“不能”)用稀Ba(OH)2和稀硫酸代替盐酸和NaOH溶液，理由_________________________________________________。不能13.6偏大不能还会发生Ba2＋与SO的反应，该反应也会有热效应客观题考查反应热的概念和热化学方程式的计算、正误判断及应用。

【考题一】（2009·天津，6）已知：2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)；ΔH＝－566kJ/molNa2O2(s)＋CO2(g)Na2CO3(s)＋O2(g)；ΔH＝－226kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是()A．CO的燃烧热为283kJB．右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)=2Na2CO3(s)＋O2(g)；ΔH>－452kJ/molD．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为6.02×1023审题视点：依据题干给出的两个热化学方程式，联系有关概念，将热化学方程式变形、合并得出问题中需要的热化学方程式，再结合盖斯定律判断或计算所需的ΔH。如A项中CO的燃烧热对应单位是kJ/mol。思路点拨：根据燃烧热的定义判断选项A，根据热化学方程式和能量变化的关系判断选项B，根据ΔH与化学计量数之间的关系判断选项C，根据盖斯定律和氧化还原反应判断选项D。选项A，根据题给热化学方程式可知，CO的燃烧热为283kJ/mol。选项B，CO生成CO2的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，因此图像中CO和CO2的物质的量都应是2mol。选项C，根据Na2O2(s)＋CO2(g)Na2CO3(s)＋O2(g)，ΔH的值与化学计量数成正比，扩大倍数后C项中ΔH＝－452kJ/mol，当CO2由固体汽化为气体时，需要吸收热量，对应放出的热量减小，故有ΔH>－452kJ/mol。选项D，根据已知的热化学反应方程式可得：CO(g)＋Na2O2(s)Na2CO3(s)；ΔH＝－509kJ/mol，分析元素价态变化，1molCO参加反应转移2mol电子，即电子转移数为2×6.02×1023。标准答案：C高分解密很多学生错选了A项，因为对燃烧热的单位不熟悉；部分学生错选了B项，因为没搞清楚反应物、生成物总能量与反应热大小的关系及如何用图示表示。主观题综合考查反应热与化学键、物质总能量、热化学方程式的书写及应用等知识。【考题二】(7分)高炉冶炼铁的工艺流程如图：（1）已知甲烷的燃烧热为889.5kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为

。（2）还原反应室中，1mol合成气(CO、H2)与足量Fe2O3充分反应后，可生成________molFe。CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－889.5kJ·mol－1（3）催化反应室中发生的反应为：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)；ΔH1＝＋216kJ·mol－1CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)；ΔH2已知CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)；ΔH2＝－44kJ·mol－1，则ΔH2＝

。＋260kJ·mol－1作答与批改实录点评（1）－2分，漏写热化学方程式中各物质所对应聚集状态和错写反应热焓变单位而失分。（3）－3分，没有正确理解应用盖斯定律，计算过程路径设计出错得出错误的相反结果。点拨

本题考查了燃烧热的概念，反应热的计算及方程式的简单计算。（1）热化学方程式可直接写出。（2）由可知，1mol混合气体生成molFe。（3）由CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH1＝＋216kJ·mol－1

CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－44kJ·mol－1

可知CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH3＝ΔH1－ΔH3＝＋260kJ·mol－1

题后反思热化学方程式的书写和盖斯定律用于反应热的计算是反应热与能量这一部分的核心考点。热化学方程式中要特别标出物质的聚集状态和ΔH的正负号及单位，这些小要点很易理解，但也很易漏写，这需要特别留意。盖斯定律的使用，关键在于充分对比已知热化学方程式和目标热化学方程式，将已知热化学方程式做以必要的调向，调系数，消去目标热化学方程式中无，而已知热化学方程式中有的物质，仔细计算ΔH，得出最终目标热化学方程式的ΔH。*（2009·宁夏）2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的ΔH＝－99kJ·mol－1。（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？

。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

。（2）图中ΔH＝

kJ·mol－1。反应物能量生成物能量没有影响降低因为催化剂改变了反应历程，使活化能E降低－198（3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式

。（4）如果反应速率v(SO2)为0.05mol·L－1·min－1，则v(O2)＝mol·L－1·min－1、v(SO3)＝______mol·L－1·min－1。（5）已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol－1，计算由S(s)生成3molSO3(g)的ΔH(要求计算过程)。SO2＋V2O5SO3＋2VO2；4VO2＋O22V2O50.0250.05S(s)＋O2(g)SO2(g)；ΔH1＝－296kJ·mol－1SO2(g)＋O2(g)SO3(g)；ΔH2＝－99kJ·mol－13S(s)＋O2(g)3SO3(g)；ΔH＝(ΔH1＋ΔH2)×3＝－1185kJ·mol－1

高分解密（1）利用“图示”解答问题时，首先要搞清楚横坐标、纵坐标各代表什么物理量，其次分析“图示”中图或线的变化，找出特殊点或特殊线的意义，如本题中A点代表反应物的起始状态及对应的能量，B点代表反应中间产物的能量，第三要将“图示”中的内容与有关概念规律、反应等知识相联系，如本题中“E”是活化能，E与ΔH无关（可从图示中直接看出）。（2）在利用键能计算反应热时，还往往涉及到晶体结构知识，因此对常见的晶体如石墨、金刚石、SiO2等的空间结构也要很清楚，这样才能计算化学键的总键能。在利用盖斯定律计算反应热时，要注意利用化学方程式进行代数运算时，不要忘记反应热ΔH也要作代数运算。

规律支持（1）在进行反应热ΔH的大小比较中，必须代入“正号”和“负号”后作比较①同一反应生成物状态不同时A(g)＋B(g)C(g)；ΔH1<0A(g)＋B(g)C(l)；ΔH2<0ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，因为ΔH3小于0，所以ΔH1<ΔH2，且据此可写出反应的热化学方程式：CO(g)＋1/2O2(g)CO2(g)；ΔH＝ΔH1－ΔH2（2）应用盖斯定律计算反应热时的注意事项①热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。②热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减。③将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”、“－”号必须随之改变。1．（5分）（2010·模拟题）下列叙述正确的是()A．在化学反应中，需要加热的反应一定是吸热反应B．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多C．由C(S，石墨)C(S，金刚石)，ΔH＝＋1.19kJ/mol可知，石墨比金刚石稳定D．加热可以促进盐类的水解反应，所以盐类的水解反应属于放热反应

解析：A项，有的放热反应也需要加热才能进行；B项，从S(s)到S(g)需要吸收能量，显然B项叙述是错误的；C项，从C(S，石墨)C(S，金刚石)，ΔH＝＋1.19kJ/mol可判断石墨的能量低或者说石墨晶体内键能大，石墨稳定，C项正确；从平衡移动原理判断D项不正确。答案：C2．（5分）（2009·上海单科，5）下列对化学反应认识错误的是()A．会引起化学键的变化B．会产生新的物质C．必然引起物质状态的变化D．必然伴随着能量变化

解析：化学变化的本质是旧化学键的断裂、新化学键的形成，化、学变化中会产生新的物质并伴随能量变化，但物质状态不一定发生变化，如H2(g)＋Cl2(g)2HCl(g)。

答案：C光照3．（5分）（2009·海南，12）已知：Fe2O3(s)＋C(s)CO2(g)＋2Fe(s)；ΔH＝＋234.1kJ·mol－1；C(s)＋O2(g)CO2(g)；ΔH＝－393.5kJ·mol－1；则2Fe(s)＋O2(g)Fe2O3(s)的ΔH

是()A．－824.4kJ·mol－1B．－627.6kJ·mol－1C．－744.7kJ·mol－1D．－169.4kJ·mol－1

解析：本题根据盖斯定律即可求解。观察热化学方程式Fe2O3(s)＋C(s)CO2(g)＋2Fe(s)；ΔH1＝＋234.1kJ·mol－1①；C(s)＋O2(g)CO2(g)；ΔH2＝－393.5kJ·mol－1②；②×－①可得2Fe(s)＋O2(g)Fe2O3(s)，则ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－824.35kJ·mol－1≈－824.4kJ·mol－1

答案：A4．（5分）（2009·全国Ⅱ，11改动）已知：H2(g)和CH4(g)的燃烧热分别为285.8kJ/mol、890kJ/mol。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∶1B．1∶3C．1∶4D．2∶3

解析：本题主要考查燃烧热的概念，根据题干条件可列方程组

得出选项B符合题意。答案：B5．（10分）（2010·南京师大附中期中考题）问题：已知某一化学反应X＋2Y2Z的热效应较大，除了通过手握反应器的实验方法之外，还可以通过什么方法来验证该反应的热效应？

猜想：反应X＋2Y2Z是一

，它可以使反应器及其周围温度升高，设计方案证明温度升高。反应X＋2Y2Z是一

，它可以使反应器及周围温度降低，设计