2024届高考一轮复习（新教材鲁科版）第6章 第34讲 化学反应的热效应 课件（73张）

第34讲化学反应的热效应1.了解反应热、内能、焓变的概念，知道化学反应热效应与内能和反应的焓变之间的

关系。2.知道常见的吸热反应和放热反应，能从多角度分析化学反应中能量变化的原因。3.了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4.了解摩尔燃烧焓的概念及能源利用的意义。复习目标内容索引考点一

反应热焓变考点二

热化学方程式摩尔燃烧焓课时精练真题演练明确考向反应热焓变><1.体系与环境(1)体系：人为划定的

。(2)环境：体系

。2.反应热与内能(1)反应热(Q)：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所

或

的热量称为该反应在此温度下的热效应。必备知识归纳整合研究对象(物质系统)以外的其他部分释放吸收(2)内能能量吸热种类、数量及聚集状态温度、压强ΔU＝U(反应产物)－U(反应物)Q放热3.反应热与焓变等压反应的反应热种类、数量及聚集状态温度、压强kJ·mol－1反应前后体系的焓的变化吸放热热4.吸热反应、放热反应(1)放热反应：释放热量的化学反应。反应物的总能量

反应产物的总能量。反应体系的能量

，故ΔH

0，即ΔH为

。(2)吸热反应：吸收热量的化学反应。反应物的总能量

反应产物的总能量。反应体系的能量

，故ΔH

0，即ΔH为

。大于降低＜负值小于升高＞正值(3)常见的吸热反应和放热反应吸热反应(ΔH＞0)放热反应(ΔH＜0)①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应②大多数的分解反应③弱电解质的电离④盐类水解⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应①中和反应②燃烧反应③金属与酸或与氧气的反应④铝热反应⑤酸性氧化物或碱性氧化物与水的反应⑥大多数的化合反应5.反应热产生的原因(1)从能量图分析(2)从化学键变化分析<>吸热放热1.浓H2SO4稀释是放热反应(

)2.放热反应不需要加热就能发生，吸热反应不加热就不能发生(

)3.石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定(

)4.可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关(

)5.吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于反应产物形成化学键放出的总能量(

)6.活化能越大，表明化学反应吸收的能量越多(

)×√×√××1.科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图。一、对反应过程能量图的理解关键能力专项突破回答下列问题：(1)从状态Ⅰ到状态Ⅲ为______(填“吸热”或“放热”)反应。(2)从状态Ⅰ到状态Ⅱ需要______(填“吸收”或“释放”)能量，CO分子_____(填“是”或“否”)需要断键形成C和O。放热吸收否(3)从状态Ⅱ到状态Ⅲ形成的化学键是___________________。(4)将相同物质的量的CO转化为CO2，CO与O比CO与O2反应放出的热量_____(填“多”或“少”)，可能的原因是________________________________________________________。(5)由该反应过程可知，在化学反应中，旧化学键________(填“一定”或“不一定”)完全断裂，但一定有新化学键的______。碳氧双键(或C==O)多CO与O2反应生成CO2需要先吸收能量断裂O2分子中的共价键不一定形成2.臭氧层中O3分解过程如图所示，回答下列问题。(1)ΔH_____(填“>”或“<”)0。(2)催化反应①是______(填“吸热”或“放热”，下同)反应，催化反应②是______反应。<吸热放热(3)总反应的活化能是______，催化反应①的活化能是______，催化反应②对应的逆反应的活化能是___________，总反应对应的逆反应活化能为__________。E＋|ΔH|EE1E2＋|ΔH|3.铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效的选择性。其反应历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。(1)使用Bi、Bi2O3两种催化剂哪个更有利于CO2的吸附？________。简述判断依据：_________________________________________________________________。由题图可知，使用Bi2O3催化剂时，相对能量减小得多，趋于更稳定状态Bi2O3(2)CO2电化学还原制取HCOOH反应的ΔH________(填“>”或“<”)0。(3)使用Bi催化剂时，最大能垒是_________，使用Bi2O3催化剂时，最大能垒是_________。＜0.38eV0.32eV(4)由

生成*HCOO－的反应为_____________________________________。二、根据键能计算焓变4.CH3—CH3(g)―→CH2==CH2(g)＋H2(g)

ΔH，有关化学键的键能如下表：化学键C—HC==CC—CH—H键能/(kJ·mol－1)414615347435则该反应的反应热为_______________。＋125kJ·mol－1ΔH＝E(C—C)＋6E(C—H)－E(C==C)－4E(C—H)－E(H—H)＝(347＋6×414－615－4×414－435)kJ·mol－1＝＋125kJ·mol－1。5.已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为Cl—N==O)：则反应2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1(用含a的代数式表示)。289－2a根据ΔH＝反应物总键能－生成物总键能知，ΔH＝2×630kJ·mol－1＋243kJ·mol－1－2×(akJ·mol－1＋607kJ·mol－1)＝(289－2a)kJ·mol－1。化学键N≡OCl—ClCl—NN==O键能/(kJ·mol－1)630243a607熟记常见1mol下列物质中化学键数目：得分技巧物质金刚石SiO2P4CO2CH4化学键C—CSi—OP—PC==OC—H化学键数目2NA4NA6NA2NA4NA返回热化学方程式摩尔燃烧焓><1.热化学方程式的概念和意义(1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。(2)意义：既表明了化学反应中的

变化，也表明了化学反应中的

变化。如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示在25℃、101kPa条件下，

。必备知识归纳整合物质能量2molH2(g)与1molO2(g)反应生成2mol液态水时放出的热量为571.6kJ2.书写热化学方程式的注意事项(1)热化学方程式中必须标明反应物和生成物的

，固体(

)、液体(

)、气体(

)、水溶液(

)，若为同素异形体，还要注明名称。(2)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25℃和101kPa下测定。(3)热化学方程式中的化学计量数为

。故化学计量数可以是

，也可以是

。当化学计量数改变时，其ΔH也

的改变。(4)要注明ΔH的符号：“＋”代表

、“－”代表

，以及单位：

。聚集状态slgaq物质的量整数分数同等倍数吸热放热kJ·mol－13.摩尔燃烧焓(1)概念：在一定反应温度和压强条件下，

mol纯物质

氧化为同温下的指定产物时的焓变。(2)注意以下几点：①研究条件：298K、101kPa。②反应程度：完全氧化，产物是稳定的指定产物。③研究对象：可燃物，物质的量为

mol。燃烧元素CHSN稳定产物及状态CO2(g)H2O(l)SO2(g)N2(g)1完全14.燃料的选择能源(1)燃料的选择原则首先：

；其次：

；其他：稳定性、来源、价格、运输等。保护环境热值大小(2)能源及利用再生煤石油天然气不可再生可1.开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量(

)2.CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－890.3kJ(

)3.根据2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1可知，氢气的摩尔燃烧焓为－571.6kJ·mol－1(

)4.对于SO2(g)＋SO3(g)

ΔH＝－QkJ·mol－1，增大压强平衡右移，放出的热量增大，ΔH减小(

)5.已知N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)

ΔH＝－92kJ·mol－1，则NH3(g)===ΔH＝＋46kJ·mol－1(

)√×××√1.据某网报道，欧洲一集团公司拟在太空建立巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢，其反应可表示为2H2O

2H2↑＋O2↑。有下列几种说法：①水分解反应是放热反应；②若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可改善生存条件；③使用氢气作燃料有助于控制温室效应；④氢气是一级能源。其中叙述正确的是A.①② B.③④C.②③ D.①②③④一、能源摩尔燃烧焓概念的理解关键能力专项突破√①水分解反应是吸热反应；②若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可以减少二氧化碳的量，同时得到新能源甲醇，可改善生存条件；③氢气燃烧只生成水，不生成CO2，有助于控制温室效应；④氢气是二级能源。2.油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)＋80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出3.8×104kJ热量，油酸甘油酯的摩尔燃烧焓为A.3.8×104kJ·mol－1B.－3.8×104kJ·mol－1C.3.4×104kJ·mol－1D.－3.4×104kJ·mol－1√二、热化学方程式的书写3.依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)已知2.0g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为___________________________________________________。(2)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗1molCuCl(s)放热44.4kJ，该反应的热化学方程式是________________________________________________________。N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－534.4kJ·mol－1＋2CuO(s)

ΔH＝－177.6kJ·mol－14CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)4.分析图像书写热化学方程式。(1)图甲表示的是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：__________________________________________________。NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)

ΔH＝－234kJ·mol－1根据图甲可知，此反应是放热反应，热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)

ΔH＝(134－368)kJ·mol－1＝－234kJ·mol－1。(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1mol气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准状态下，发生分解反应的热化学方程式：____________________________________________。H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)

ΔH＝－81kJ·mol－1同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物的稳定性逐渐降低，能量逐渐增大，则可确定a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧元素。b代表硒元素，生成1molH2Se(g)的ΔH＝＋81kJ·mol－1，则其分解反应的热化学方程式为H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)

ΔH＝－81kJ·mol－1。(3)图丙表示一定条件下，在水溶液中1molCl－、(x＝1，2，3，4)的能量相对大小，①D是______(填离子符号)。②反应B―→A＋C的热化学方程式为______________________________________________________(用离子符号表示)。D中氯元素的化合价为＋7价，应为

；利用生成物的总能量减去反应物的总能量求得ΔH＝(63－60×3)kJ·mol－1＝－117kJ·mol－1，写出热化学方程式即可。3ClO－(aq)===返回真题演练明确考向1.(2020·天津，10)理论研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)

HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1C.正反应的活化能大于逆反应的活化能D.使用催化剂，可以改变反应的反应热√12341234A对，能量越低越稳定；B对，根据题图可知反应为吸热反应，ΔH＝＋59.3kJ·mol－1；C对，正反应的活化能为186.5kJ·mol－1，逆反应的活化能为186.5kJ·mol－1－59.3kJ·mol－1＝127.2kJ·mol－1；D错，催化剂只能改变反应速率，不影响反应热。2.(2022·浙江6月选考，18)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表：1234物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242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－1B.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<H2O2D.H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)

ΔH＝－143kJ·mol－1√1234根据表格中的数据可知，H2的键能为218kJ·mol－1×2＝436kJ·mol－1，A正确；由表格中的数据可知O2的键能为249kJ·mol－1×2＝498kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；由表格中的数据可知HOO===HO＋O，解离其中氧氧单键需要的能量为249kJ·mol－1＋39kJ·mol－1－10kJ·mol－1＝278kJ·mol－1，H2O2中氧氧单键的键能为214kJ·mol－1，C错误；由表中的数据可知H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136kJ·mol－1－(－242kJ·mol－1)－249kJ·mol－1＝－143kJ·mol－1，D正确。3.[2020·全国卷Ⅱ，28(1)①]乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)

ΔH1，相关物质的摩尔燃烧焓数据如下表所示：1234物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)摩尔燃烧焓ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286则ΔH1＝_______kJ·mol－1。＋137先写出三种气体的摩尔燃烧焓的热化学方程式，然后根据盖斯定律，ΔH1＝－1560kJ·mol－1－(－1411kJ·mol－1)－(－286kJ·mol－1)＝＋137kJ·mol－1。4.按要求书写热化学方程式。(1)[2022·河北，16(1)]298K时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ，1molH2O(l)蒸发吸热44kJ，表示H2摩尔燃烧焓的热化学方程式为___________________________________________________。1234ΔH＝－286kJ·mol－1298K时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ，1molH2O(l)蒸发吸热44kJ，则1molH2燃烧生成1molH2O(l)放热286kJ，表示H2摩尔燃烧焓的热化学方程式为H2(g)＋

O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－286kJ·mol－1。(2)[2021·海南，16(1)]已知25℃，100kPa时：1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804kJ热量。则25℃时，CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式为_________________________________________________________。12346CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)

ΔH＝＋2804kJ·mol－1(3)[2021·天津，13(3)]合成氨反应常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时，反应的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式：___________________________________________。从能量角度分析，铁触媒的作用是__________________。1234ΔH＝－(a－b)kJ·mol－1降低反应的活化能返回课时精练1234567891.(2022·济南高三月考)下列说法正确的是A.焓的大小受体系的温度、压强等因素的影响B.化学反应的反应热等于反应前后焓的变化C.浓硫酸溶于水是放热反应D.煤的液化有利于实现碳达峰、碳中和等压条件下，化学反应的反应热等于反应的焓变，B错误；浓硫酸溶于水是物理变化，C错误；煤的液化能提高煤的能量利用率，但CO2气体的排放量不变，D错误。√10112.“太阳能燃料”国际会议于2019年10月在我国武汉举行，旨在交流和探讨太阳能光催化分解水制氢、太阳能光催化二氧化碳转化为燃料等问题。下列说法错误的是A.太阳能燃料属于一次能源B.直接电催化CO2制取燃料时，燃料是阴极产物C.光催化分解水产生的H2是理想的绿色能源D.研发和利用太阳能燃料，有利于经济的可持续发展1234567891011√太阳能燃料属于二次能源，故A错误；直接电催化CO2制取燃料时，C元素化合价降低，在阴极反应，故B正确；光催化分解水产生H2，H2燃烧放出的热量多，产物为H2O，无污染，故C正确；太阳能燃料可重复利用，避免对环境造成污染，故D正确。12345678910113.已知2H2(g)＋CO(g)

CH3OH(g)为放热反应，对该反应的下列说法正确的是A.因该反应为放热反应，故不加热就可发生B.相同条件下，2molH2(g)的能量或1molCO(g)的能量一定高于1molCH3OH(g)的

能量C.相同条件下，2molH2(g)和1molCO(g)的总能量一定高于1molCH3OH(g)的能量D.达到平衡时，CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等√12345678910111234567891011放热反应与反应条件无关，可能需要加热才发生，A错误；物质的能量与状态有关，由放热反应可知，相同条件下，2molH2(g)与1molCO(g)的总能量一定高于1molCH3OH(g)的能量，B错误、C正确；平衡时，各物质的浓度不变，浓度是否相等与起始量、转化率有关，D错误。4.已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)

ΔH＝＋100kJ·mol－1的能量变化如图所示，判断下列叙述正确的是A.加入催化剂，该反应的反应热ΔH变小B.每形成2molA—B，吸收bkJ能量C.每生成2分子AB吸收(a－b)kJ热量D.该反应正反应的活化能大于100kJ·mol－1√1234567891011催化剂不影响反应热的大小，A错误；形成化学键，释放能量，B错误；每生成2molAB(g)吸收(a－b)kJ热量，C错误。5.已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－483.6kJ·mol－1；②H2(g)＋S(g)===H2S(g)

ΔH＝－20.1kJ·mol－1，下列判断正确的是A.若反应②中改用固态硫，则消耗1molS(s)反应放出的热量小于20.1kJB.从焓变数值知，单质硫与氧气相比，更容易与氢气化合C.由反应①②知，水的热稳定性弱于硫化氢D.氢气的摩尔燃烧焓ΔH＝－241.8kJ·mol－1√12345678910111234567891011固体变为气体，吸收热量，A项正确；由热化学方程式可知，1mol氢气与氧气反应放出的热量比1mol氢气与硫反应放出的热量多221.7kJ，说明氧气与单质硫相比更容易与氢气化合，B项错误；由反应①②无法直接比较水和硫化氢的热稳定性，C项错误；反应①生成的是气态水而不是液态水，D项错误。6.(2022·北京模拟)丙烷与溴原子能发生以下两种反应：①CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g)②CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3HCH3(g)＋HBr(g)反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是A.反应①与②均为吸热反应B.反应②使用了催化剂1234567891011√催化剂能改变反应途径，降低反应的活化能，加快化学反应速率。反应②的活化能低，反应速率快，但反应①与②同时发生，不能确定反应②是否使用催化剂，B说法错误。12345678910117.(2021·浙江1月选考，20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：1234567891011共价键H—HH—O键能/(kJ·mol－1)436463热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－482kJ·mol－1则2O(g)===O2(g)的ΔH为A.＋428kJ·mol－1 B.－428kJ·mol－1C.＋498kJ·mol－1 D.－498kJ·mol－1√1234567891011设O==O的键能为x，则(2×436kJ·mol－1＋x)－2×2×463kJ·mol－1＝－482kJ·mol－1，x＝498kJ·mol－1，所以2O(g)===O2(g)的ΔH＝－498kJ·mol－1，D正确。8.(2022·济南模拟)C2H6在Ni的活化下可放出CH4，其反应历程如图所示：下列关于活化历程的说法正确的是A.该转化过程ΔH>0B.在此反应过程中Ni的成键数目未

发生变化C.该反应过程中，最大能垒(活化

能)为204.32kJ·mol－1D.整个过程中，Ni是该反应的催化剂√1234567891011据反应物和生成物所具有的能量可以判断出，该反应为放热反应，故A错误；根据图示，过渡态1中Ni的成键数目为2，过渡态2中Ni的成键数目为3，反应过程中Ni的成键数目发生了变化，故B错误；根据图示，中间体2到过渡态2的能垒(活化能)最大，为204.32kJ·mol－1，故C正确；根据图示，Ni是反应物不是催化剂，故D错误。12345678910119.(2022·重庆育才中学模拟)甲烷分子结构具有高度对称性，且断开1molC—H需要吸收440kJ能量。无催化剂作用下，甲烷在温度达到1200℃以上才可裂解。在催化剂及一定条件下，CH4可在较低温度下发生裂解反应，甲烷在镍基催化剂上转化过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是A.1mol甲烷催化裂解成C和H2的ΔH＝

＋1760kJ·mol－1B.步骤②③反应均为吸热反应C.催化剂使用一段时间后失活的原因

可能是碳在催化剂表面沉积D.使用该催化剂，反应的焓变减小1234567891011√1234567891011CH4存在4个C—H，断开4molC—H需要吸收的能量为440kJ×4＝1760kJ，但不是甲烷催化裂解成C和H2需要吸收的能量，A错误；由题中图示可知，步骤②③反应物总能量都大于生成物总能量，B错误；由题中图示可知，C可吸附在催化剂的表面，则催化剂使用一段时间后失活的原因可能是碳在催化剂表面沉积，C正确；加入催化剂，反应的路径改变，但反应的焓变不变，D错误。10.燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，其常用单位为kJ·kg－1。已知下列物质的摩尔燃烧焓(25℃、101kPa)：1234567891011燃料H2COCH4C8H18(辛烷)摩尔燃烧焓/(kJ·mol－1)－285.8－283.0－890.3－5518据上表数据回答下列问题：(1)试写出表示辛烷摩尔燃烧焓的热化学方程式：_________________________________________________________。(2)CH4的热值约为_________________(保留3位有效数字)。12345678910115.56×104kJ·kg－1由于CH4的摩尔燃烧焓为－890.3kJ·mol－1，则其热值约为

×103g·kg－1≈5.56×104kJ·kg－1。(3)上表所列燃料的热值最大的是______(填化学式)。1234567891011H211.(1)已知CH3OH(l)的摩尔燃烧焓ΔH＝－726.5kJ·mol－1，CH3OH(l)＋

O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)

ΔH＝－akJ·mol－1，则a____(填“＞”“＜”或“＝”)726.5。1234567891011＜所述反应未完全燃烧，生成的氢气燃烧还要放出热量，则a＜726.5。(2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145.0kJ热量，写出该反应的热化学方程式：______________________________________________________________。1234567891011