2024届高考化学一轮总复习第六章化学反应与能量第1讲化学反应的热效应课件

第1讲化学反应的热效应第六章内容索引0102强基础增分策略增素能精准突破研专项前沿命题03【本章体系构建】【课程标准】1.能辨识化学反应中的能量转化形式,能解释化学反应中能量变化的本质。2.能进行反应焓变的简单计算,能用热化学方程式表示反应中的能量变化,能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要作用,能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。4.能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题,如煤炭的综合利用等。强基础增分策略一、焓变

热化学方程式1.焓变

反应热2.吸热反应与放热反应放热(吸热)过程≠放热(吸热)反应;因为物理变化过程中也会有能量变化反应类型放热反应吸热反应化学反应中的能量变化与计算

反应类型放热反应吸热反应化学反应中的能量变化与计算①a表示断裂旧化学键

吸收

的能量,也可以表示反应的

活化能

。

②b表示生成新化学键

放出

的能量,也可以表示活化分子变成生成物分子所

放出

的能量。

③c表示反应的

反应热

ΔH=(a-b)kJ·mol-1=-c

kJ·mol-1

ΔH=(a-b)kJ·mol-1=+c

kJ·mol-1

ΔH=H(

生成物

)-H(

反应物

),单位kJ·mol-1

ΔH=

反应物

键能总和-

生成物

键能总和,单位kJ·mol-1

反应类型放热反应吸热反应常见反应①可燃物的燃烧②酸碱中和反应③金属与酸的置换反应④物质的缓慢氧化⑤铝热反应⑥大多数化合反应①弱电解质的电离(不是化学反应)②盐类的水解反应③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应④C和H2O(g)、C和CO2的反应⑤大多数的分解反应3.热化学方程式

易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化。(

√

)(2)放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应。(

×

)(3)NH4NO3固体溶于水时吸热,属于吸热反应。(

×

)应用提升

(1)焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。(2)催化剂能降低反应所需的活化能,但不影响焓变的大小。(3)物质具有的能量越低,物质的稳定性越强。(4)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的“物质的量”,可以是整数,也可以是分数。(5)同素异形体转化的热化学方程式除注明状态外,还要注明名称。二、燃烧热和中和反应反应热1.燃烧热

可燃物为1

mol,产物化学性质稳定、物理状态稳定2.中和反应反应热

中和反应的本质是“H++OH-===H2O”,此处排除稀释(或溶解)过程的热量变化及弱酸(或弱碱)电离过程中的热量变化,以及沉淀生成过程中的热量变化。3.中和反应反应热的测定

具有保温性,减少热量的散失(1)测定原理:通过简易量热计测定体系在反应前后的

温度

变化,再利用有关物质的比热容来计算反应热。

(2)实验装置(3)实验步骤①测量并记录反应前体系的

平均

温度T1

℃,②测量并记录反应后体系的

最高

温度T2

℃,重复上述步骤①②两次。

(4)数据处理:取三次测量所得温度差的平均值T始、T终进行计算。代入公式计算:,c=4.18J·g-1·℃-1=4.18kJ·kg-1·℃-1;n为生成H2O的物质的量。4.能源

易错辨析

判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。

(4)煤、石油、天然气均为化石能源,是可再生能源。(

×

)(5)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。(

√

)应用提升

(1)有关燃烧热的判断,一看是否以1

mol可燃物为标准,二看是否生成稳定化合物。(2)有关中和反应反应热的判断,一看是否以生成1

mol

H2O(l)为标准,二看酸碱的强弱和浓度,应充分考虑弱酸、弱碱电离吸热,浓的酸碱稀释放热等因素。三、盖斯定律

反应热的计算1.盖斯定律(1)内容:一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是

相同

的,即化学反应的反应热只与反应体系的

始态

和

终态

有关,而与反应的途径无关。

(2)意义:可间接计算某些难以直接测定的反应的反应热。(3)应用①计算反应热。如②判断反应热之间的关系

2.反应热大小的判断有以下三个反应:(1)由物质的状态判断物质的气、液、固三态变化时的能量变化如下:如上述反应中:a

>

b。

(2)由ΔH的符号判断比较反应热大小时不能只比较ΔH数值,还要考虑其符号。如上述反应中ΔH1

<

ΔH2。

(3)由化学计量数判断当反应物、生成物的状态相同时,化学计量数越大,放热反应的ΔH越小,吸热反应的ΔH越大。如上述反应中:c=2a,ΔH1

>

ΔH3。

(4)由反应进行的程度判断对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态均相同时,反应进行的程度越大,热量变化越大。旁栏边角

选择性必修1第一章第二节1.图1-7三种不同的爬山路线,有何异同?提示三种爬山路线的“路程”不同,但是三种路线的人的“势能变化”相同。2.该图可类比化学反应的焓变有何特点?提示化学反应在不同的催化剂作用下进行反应,可以改变反应的路径,但是不影响化学反应的焓变。3.借助图示启示和盖斯定律,盖斯定律有何应用?提示在众多的化学反应中,有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应往往伴有副反应发生,这给直接测定反应热造成了困难。利用盖斯定律,可以间接地将它们的反应热计算出来。增素能精准突破考点一焓变热化学方程式【能力概述】【新教材·新高考】新教材变化

新教材对体系、环境的介绍变为正文,且对反应热从状态和过程两个方面进行了全面的介绍,注重了图示作用的引入新高考高频考点

反应机理与能量图、热化学方程式的理解与判断仍是考试热点预测考向

预测2023年高考会将反应机理与能量图结合在一起考查,对细节性分析考查得较为细致考向1.反应热与能量变化的关系典例突破(2021福建福州一模)反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)ΔH=-571.6kJ·mol-1过程中的能量变化关系如图。下列说法错误的是(

)A.ΔH1>ΔH2B.ΔH1+ΔH2+ΔH3=ΔH4=-571.6kJ·mol-1C.2mol水蒸气转化为液态水能够释放出的能量为|ΔH3|kJD.若将上述反应设计成原电池,则当氢失4mol电子时能够产生571.6kJ的电能答案

D解析

由题中图示可知,ΔH1>0,ΔH2<0,则ΔH1>ΔH2,A正确;由题中图示可知,图中为各个中间反应的能量变化,由2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)

ΔH=-571.6

kJ·mol-1可知,根据盖斯定律,ΔH4=ΔH1+ΔH2+ΔH3=-571.6

kJ·mol-1,B正确;由题中图示可知,H2O(g)转化为H2O(l)的过程中,能量降低,即2

mol水蒸气转化为液态水能够释放出的能量为|ΔH3|

kJ,C正确;该反应放出的热量不会被全部转化为电能,会有一部分损失,D错误。考题点睛

针对训练1.下列有关说法正确的是(

)A.铝热反应属于吸热反应B.若某反应的反应物的总能量大于生成物的总能量,则该反应为吸热反应C.H2→H+H的变化需要吸收能量D.凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应答案

C解析

铝热反应属于放热反应,A项错误;反应物的总能量大于生成物的总能量,则该反应为放热反应,B项错误;断裂化学键需要吸收能量,C项正确;一个反应是吸热反应还是放热反应取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小,与反应的条件无关,有些放热反应也需要加热,如燃烧反应,D项错误。2.(2022河南商丘一中联考)根据如图所示的示意图,下列说法不正确的是(

)A.反应的热化学方程式可表示为C(s)+H2O(g)══CO(g)+H2(g)

ΔH=+(b-a)kJ·mol-1B.该反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量C.nmolC和nmolH2O反应生成nmolCO和nmolH2吸收的热量一定为131.3nkJD.1molC(g)、2molH(g)、1molO(g)转变成1molCO(g)和1molH2(g)放出的热量为akJ答案

C解析

1

mol

C(s)、1

mol

H2O(g)变成1

mol

C(g)、2

mol

H(g)和1

mol

O(g)吸收b

kJ热量,1

mol

C(g)、2

mol

H(g)和1

mol

O(g)变成1

mol

CO(g)和1

mol

H2(g)放出a

kJ热量,则有C(s)+H2O(g)══CO(g)+H2(g)

ΔH=+(b-a)

kJ·mol-1,A项正确;该反应生成物的总能量大于反应物的总能量,是吸热反应,则反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量,B项正确;n

mol

C(s)和n

mol

H2O(g)反应生成n

mol

CO(g)和n

mol

H2(g)吸收的热量为131.3n

kJ,若反应物和生成物的状态改变,则吸收热量的数值不同,C项错误;由题图可知,1

mol

C(g)、2

mol

H(g)、1

mol

O(g)转变成1

mol

CO(g)和1

mol

H2(g)放出的热量为a

kJ,D项正确。归纳总结有关反应热的注意事项(1)任何化学反应一定伴有能量变化,原因是旧键断裂吸收的能量与新键形成释放的能量不相等。(2)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。即反应放热或吸热与反应条件无关。(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。(4)焓变ΔH的数值都需要带“+”或“-”符号。如某反应的ΔH=-QkJ·mol-1或ΔH=+QkJ·mol-1。考向2.化学反应中能量变化图像分析典例突破(2021山东泰安模拟)环氧乙烷是口罩制作过程中的消毒剂。通过氧气与乙烯在石墨烯界面反应可制得环氧乙烷,其原理为石墨烯活化氧分子生成活化氧,活化氧再与乙烯反应生成环氧乙烷。氧气与乙烯在石墨烯界面反应的能量变化如图所示。下列说法错误的是(

)A.石墨烯不能改变氧气与乙烯反应的焓变B.反应历程的各步能量变化中的最小值为0.51eVC.活化氧分子的过程中生成了C—OD.氧气与乙烯在石墨烯界面的反应属于加成反应答案

B解析

石墨烯是该反应的催化剂,催化剂不影响反应物和生成物的总能量大小,不改变反应的焓变,A正确;由能量变化图可知,能量变化最小值为0.49

eV,B错误;由题图可知,活化氧分子过程中,氧气中的双键断开与石墨烯中的碳原子形成C—O,C正确;氧气与乙烯在石墨烯界面的反应中,乙烯中的碳碳双键断裂连接氧原子,符合加成反应的特征,D正确。针对训练1.(2022河南高三联考)丙烷与氯气反应可得到两种一氯代物,其反应机理为自由基(电中性的原子或原子团)间的反应,部分反应过程如图所示,下列说法正确的是(

)A.自由基的形成过程中只断裂了极性键B.生成自由基CH3CH2CH2的速率较快C.主要有机产物是CH3CHClCH3D.生成一氯代物的反应可能是吸热反应答案

C解析

由图中信息知,自由基的形成是丙烷与Cl·作用的结果,原料中的Cl2转化为Cl·时断裂了非极性键,A项错误;由图可知,过渡态Ⅰ活化能较高,相应的反应速率较慢,即生成自由基CH3CH2CH2的速率较慢,B项错误;由于生成CH3CHCH3的速率较快且CH3CHCH3的能量更低,故主要有机产物是CH3CHClCH3,C项正确;含碳自由基与Cl·结合可得到一氯代物,结合中会形成共价键,释放出能量,故产物总能量低于反应物总能量,反应是放热反应,D项错误。2.(2021天津一模)CO与N2O在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步为①N2O+Fe+══N2+FeO+(慢)、②FeO++CO══CO2+Fe+(快)。下列说法正确的是(

)A.分子构型:CO2为直线型,N2O为V形(已知N2O中每个原子都满足8电子稳定结构)B.反应①的活化能比反应②大C.反应中每转移1mol电子,生成N2的体积为11.2LD.两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应②决定答案

B解析

CO2的结构式为O=C=O,N2O的结构式为O—N≡N,均为直线型分子,A错误;反应①N2O+Fe+══N2+FeO+(慢),反应②FeO++CO══CO2+Fe+(快),则反应①活化能比反应②大,B正确;气体所处的状态未知,不能计算生成的气体的体积,C错误;总反应的化学反应速率由反应较慢的一步决定,即由反应①决定,D错误。归纳总结正确理解活化能与反应热的关系(1)E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2。(2)催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。(3)从活化能的角度分析,正反应的活化能大于逆反应的活化能时,反应吸热,反之,反应放热;从焓变的角度分析,ΔH>0,反应吸热,ΔH<0,反应放热。考向3.热化学方程式的正误判断与书写典例突破铁系氧化物材料在光催化、电致变色、气敏传感器以及光电化学器件中有着广泛的应用和诱人的前景。实验室中可利用FeCO3和O2为原料制备少量铁红,每生成160g固体铁红放出130kJ热量,则下列有关该反应的热化学方程式书写正确的是(

)A.4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=-130kJ·mol-1B.4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=+260kJ·mol-1C.4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=-260kJ·mol-1D.4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=+130kJ·mol-1答案

C解析

160

g铁红的物质的量为1

mol,每生成160

g固体铁红放出130

kJ热量,生成2

mol

Fe2O3放出260

kJ热量,所以热化学方程式为4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)

ΔH=-260

kJ·mol-1,C正确。针对训练1.下列热化学方程式正确的是(

)答案

D解析

符合已知条件的是H2和O2的反应,A项错误;ΔH应为-196.6

kJ·mol-1,B项错误;由于生成BaSO4沉淀,放出的热量大于114.6

kJ,C项错误。2.写出下列反应的热化学方程式。(1)0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物,放热4.28kJ,该反应的热化学方程式为

。

(2)Si与Cl两元素的单质反应生成1molSi的最高价化合物,恢复至室温,放热687kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69℃和58℃。写出该反应的热化学方程式:

。

(3)在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。①写出表示S8燃烧热的热化学方程式:

。

②写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式:

。

方法技巧“五审”突破热化学方程式的正误判断考点二燃烧热中和反应反应热【能力概述】【新教材·新高考】新教材变化

新教材将老教材的“中和热”改为“中和反应反应热”,引入了简易量热计测量反应热

新高考高频考点

高考中可能会考查燃烧热的概念,以及中和反应反应热的测量实验预测考向

预测新高考对该部分主要是以概念判断的方式在选择题中考查考向1.对燃烧热、中和反应反应热含义的理解典例突破已知反应:①101kPa时,2C(s)+O2(g)===2CO(g)ΔH=-221kJ·mol-1;②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1。下列结论正确的是(

)A.碳的燃烧热ΔH<-110.5kJ·mol-1B.①的反应热为221kJ·mol-1C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的反应热ΔH=-2×57.3kJ·mol-1D.稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1molH2O,放出57.3kJ的热量答案

A解析

由于2C(s)+O2(g)===2CO(g)生成的CO不是指定产物,因此1

mol

C(s)反应生成CO的反应热

=-110.5

kJ·mol-1不是碳的燃烧热,由于CO转化为CO2放出热量,故碳的燃烧热ΔH<-110.5

kJ·mol-1,A正确;反应热的表示包含三部分:“符号”“数值”和“单位”,而B项中没有表示出符号,B错误;强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1

mol

H2O(l)的ΔH=-57.3

kJ·mol-1,但反应的稀硫酸和稀NaOH的物质的量未知,不能计算ΔH,C错误;由于醋酸是弱电解质,电离时吸收热量,故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成

1

mol

H2O时放出的热量小于57.3

kJ,D错误。针对训练1.(2022福建漳州高三质检)下列关于化学反应与能量的说法正确的是(

)A.已知正丁烷的燃烧热为2878kJ·mol-1,则表示正丁烷燃烧热的热化学方程式为2CH3CH2CH2CH3(g)+13O2(g)══8CO2(g)+10H2O(l)

ΔH=-2878kJ·mol-1B.已知在一定条件下,2molSO2与1molO2充分反应后,释放出98kJ的热量,则其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)══2SO3(g)

ΔH=-98kJ·mol-1C.已知稀盐酸与稀NaOH溶液反应的中和反应反应热为57.3kJ·mol-1,则表示稀硫酸与稀NaOH溶液反应的热化学方程式为D.已知CuSO4(s)+5H2O(l)══CuSO4·5H2O(s),该反应为熵增加的反应答案

C解析

正丁烷燃烧热的热化学方程式正确的是CH3CH2CH2CH3(g)+O2(g)══4CO2(g)+5H2O(l)ΔH=-2

878

kJ·mol-1,A项错误;不知道该条件下物质的状态,且该反应是可逆反应,2

mol

SO2与1

mol

O2充分反应后,参加反应的反应物的量不知,所以不能写出热化学方程式,B项错误;在稀溶液中酸和碱发生中和反应生成1

mol

H2O放出的热量是中和反应反应热,C项正确;从液态H2O到固态CuSO4·5H2O,且物质的量减小,该反应是熵减的反应,D项错误。2.下列热化学方程式的书写正确的是(

)A.CH4的燃烧热ΔH=-890kJ·mol-1:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)

ΔH=-890kJ·mol-1B.强酸与强碱的稀溶液反应只生成1molH2O(l)时ΔH=-57.3kJ·mol-1:CH3COOH(aq)+NaOH(aq)===H2O(l)+CH3COONa(aq)

ΔH=-57.3kJ·mol-1C.一定条件下,0.5molN2与1.5molH2充分反应后放出35.5kJ的热量:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH=-71kJ·mol-1D.96gO2的能量比96gO3的能量低bkJ:3O2(g)2O3(g)

ΔH=+bkJ·mol-1答案

D解析

表示燃烧热时,生成的水必须为液态,A错误;强酸强碱的稀溶液反应只生成1

mol液态水时放出的热量为57.3

kJ·mol-1,醋酸为弱酸,B错误;0.5

mol

N2与1.5

mol

H2充分反应后放出35.5

kJ的热量,可逆反应不能彻底,则N2+3H2(g)2NH3(g)ΔH<-71

kJ·mol-1,C错误;反应热与化学计量数成正比关系,反应物总能量比生成物低则为吸热反应,3O2(g)2O3(g)ΔH=+b

kJ·mol-1,D正确。考向2.中和反应反应热的测定典例突破(双选)在如图所示的量热计中,将100mL0.50mol·L-1CH3COOH溶液与100mL0.55mol·L-1NaOH溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃。下列说法错误的是(

)A.若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测ΔH偏小B.搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器C.若选用同浓度同体积的盐酸,则溶液温度将升高至不超过27.7℃D.所加NaOH溶液过量,目的是保证CH3COOH溶液完全被中和答案

AC解析

若量热计的保温瓶绝热效果不好,则会损失一部分热量,则测出的放出的热量偏少,因为ΔH为负值,则所测ΔH偏大,故A错误;搅拌选用导热性差的玻璃搅拌器,故B正确;若选用盐酸,则放出的热量将更多,所以温度将升高至超过27.7

℃,故C错误;酸和碱反应测中和反应反应热时,为了保证一方完全反应,往往需要另一试剂稍稍过量,减少实验误差,所以加过量NaOH溶液的目的是保证CH3COOH溶液完全被中和,故D正确。针对训练1.为了测量某酸碱反应的中和反应反应热,计算时至少需要的数据有(

)①酸的浓度和体积②碱的浓度和体积③比热容④反应后溶液的质量⑤生成水的物质的量⑥反应前后温度变化⑦操作所需的时间A.仅需①②③④B.仅需①③④⑤C.仅需③④⑤⑥D.全部答案

C解析

在测量并计算反应放出的热量时用到的公式为Q=mcΔT,理解各符号表示的物理意义即可:m表示④反应后溶液的质量,c表示③比热容,ΔT表示⑥反应前后温度变化,C正确。2.某实验小组用0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液进行反应热的测定。实验装置如图所示。(1)仪器a的名称是

。

(2)取50mLNaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,测得起止温度差的平均值为4.0℃。近似认为0.50mol·L-1NaOH溶液和0.50mol·L-1硫酸溶液的密度都是1g·cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。则计算得反应热ΔH=

(取小数点后一位)。

(3)上述实验结果与-57.3kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是

(填字母)。

A.实验时搅拌速度慢B.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数C.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度答案

(1)玻璃搅拌器(2)-53.5kJ·mol-1

(3)ACD解析

(1)仪器a的名称是玻璃搅拌器。(2)计算可得生成的H2O(l)的物质的量为0.025

mol,(3)53.5<57.3,则测定的温度差偏小。A项,实验时搅拌速度慢,导致热量散失,测定的温度差偏小;B项,用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数,NaOH所取体积偏大,释放的热量偏多,测定的温度差偏大;C项,分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,在加入过程中导致热量损失,测定的温度差偏小;D项,用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定硫酸溶液的温度,因温度计上附着的NaOH与硫酸反应放热,导致硫酸的起始温度偏高,测定的温度差偏小。归纳总结中和反应反应热的测定实验中的注意事项(1)实验所用的酸和碱溶液应当用稀溶液,否则会造成较大误差。(2)量取酸和碱时,应当分别使用不同的量筒量取。(3)使用同一温度计分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度时,测完一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测另一种溶液的温度。(4)取多次实验起始温度(T1)、终止温度(T2)的平均值代入公式计算,计算时应注意单位的统一。考点三盖斯定律与反应热的计算【能力概述】【新教材·新高考】新教材变化

本部分新教材基本未变,仍然是以盖斯定律为主,同时涉及反应热的相关计算新高考高频考点

传统的盖斯定律与化学反应原理组合考查依然是高考热点预测考向

预测新高考可能会以结合反应历程和能量图示的方式进行考查考向1.利用盖斯定律计算反应热或书写热化学方程式典例突破(2021河北模拟)已知25℃、101kPa下,1mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01kJ,2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)

ΔH=+571.66kJ·mol-1,C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)

ΔH=+131.29kJ·mol-1,则反应C(s)+O2(g)===CO(g)的反应热为(

)A.ΔH=-396.36kJ·mol-1 B.ΔH=-198.55kJ·mol-1C.ΔH=-154.54kJ·mol-1 D.ΔH=-110.53kJ·mol-1答案

D针对训练1.硝酸甘油又叫三硝酸甘油酯,它是一种黄色的油状透明液体,这种液体可因震动而爆炸,属化学危险品。在医药领域,它被稀释后制成0.3%硝酸甘油含片或气雾剂等,在临床主要用于缓解心绞痛。已知下列反应可用于制备硝酸甘油[C3H5(ONO2)3],其热化学方程式为①6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)══2C3H5(ONO2)3(l)

ΔH1②2H2(g)+O2(g)══2H2O(g)

ΔH2③C(s)+O2(g)══CO2(g)

ΔH3④H2O(g)══H2O(l)

ΔH4则反应4C3H5(ONO2)3(l)══12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的ΔH为(

)A.12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1+10ΔH4 B.2ΔH1-5ΔH2-12ΔH3+10ΔH4C.12ΔH3-5ΔH2-2ΔH1+10ΔH4 D.ΔH1-5ΔH2-12ΔH3+10ΔH4答案

A解析

由盖斯定律可知②×5+③×12-①×2+④×10得ΔH=12ΔH3+5ΔH2-2ΔH1+10ΔH4。2.(1)(2021河北卷,16节选)当今,世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。因此,研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时,相关物质的燃烧热数据如表:则25℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为

。

(2)(2021广东卷,19节选)我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应:根据盖斯定律,反应a的ΔH1=

(写出一个代数式即可)。

答案

(1)6C(石墨,s)+3H2(g)===C6H6(l)

ΔH=+49.1kJ·mol-1(2)ΔH2+ΔH3-ΔH5(或ΔH3-ΔH4)解析

(1)根据表格燃烧热数据可知,存在反应:根据盖斯定律,[①×3+②×6]-③得反应:6C(石墨,s)+3H2(g)===C6H6(l)

ΔH=[(-285.8

kJ·mol-1)×3+(-393.5

kJ·mol-1)×6]-(-3

267.5

kJ·mol-1)=+49.1

kJ·mol-1。(2)根据题目所给出的反应方程式关系可知,a=b+c-e=c-d,根据盖斯定律则有ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH5=ΔH3-ΔH4。归纳总结

利用盖斯定律书写热化学方程式考向2.反应热的大小比较典例突破(2021浙江卷,21)相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断正确的是(

)A.ΔH1>0,ΔH2>0B.ΔH3=ΔH1+ΔH2C.ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2D.ΔH2=ΔH3+ΔH4答案

C解析

根据盖斯定律反应存在如下关系:一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应,但是,由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性,苯与氢气发生加成反应生成1,3-环己二烯时,破坏了苯环结构的稳定性,因此该反应为吸热反应。环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应,则ΔH1<0,ΔH2<0,A错误;反应热为ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的四个反应依次编号为反应①、②、③、④,反应①+反应②≠反应③,即ΔH3≠ΔH1+ΔH2,B错误;环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应,ΔH1<0,ΔH2<0,由于1

mol

1,3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯完全加成后消耗的氢气的2倍,故其放出的热量更多,ΔH1>ΔH2,苯与氢气发生加成反应生成1,3-环己二烯的反应为吸热反应(ΔH4>0),根据盖斯定律可知,苯与氢气完全加成的反应热ΔH3=ΔH4+ΔH2,因此ΔH2=ΔH3-ΔH4、ΔH3>ΔH2,C正确、D错误。针对训练1.(2020浙江7月选考)关于下列ΔH的判断正确的是(

)A.ΔH1<0

ΔH2<0 B.ΔH1<ΔH2C.ΔH3<0

ΔH4>0 D.ΔH3>ΔH4答案

B2.MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、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(

)A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3答案

C解析

根据盖斯定律,得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,又已知Ca2+半径大于Mg2+半径,所以离子键强度:MgCO3>CaCO3,MgO>CaO。A项,ΔH1表示断裂MCO3中的离子键形成M2+和

所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,因而ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,正确;B项,ΔH2表示断裂

中的共价键形成O2-和CO2吸收的能量,与M2+无关,因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,正确;C项,由上述分析可知,ΔH(MgCO3)≠ΔH(CaCO3),故ΔH1(MgCO3)+ΔH2+ΔH3(MgO)≠ΔH1(CaCO3)+ΔH2+ΔH3(CaO),则ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)≠ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO),错误;D项,由以上分析可知ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH2>ΔH3,正确。归纳总结比较反应热的常用方法方法一:利用盖斯定律进行比较。如①2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)

ΔH1②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)

ΔH2由①-②可得2H2O(l)===2H2O(g)

ΔH=ΔH1-ΔH2>0,则ΔH1>ΔH2。方法二:利用能量变化图进行比较。由图像可以看出放出或吸收热量的多少,若是放热反应,放出的热量越多,ΔH越小;若是吸热反应,吸收的热量越多,ΔH越大,故ΔH1>ΔH2。研专项前沿命题化学反应历程与能量变化

题型考查内容选择题非选择题考查知识反应机理、活化能、过渡态、焓变等核心素养宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知考向1反应过程中能量变化的相对性例1.(2021全国甲卷,28节选)二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)该反应一般认为通过如下步骤来实现:①CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)

ΔH1=+41kJ·mol-1②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)

ΔH2=-90kJ·mol-1总反应的ΔH=

kJ·mol-1;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是

(填字母),判断理由是

。

思路指导利用盖斯定律计算反应热:第一步,根据总反应的物质变化,确定中间产物是CO。第二步,消去中间产物得到目标反应的热化学方程式。①+②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=(+41kJ·mol-1)+(-90kJ·mol-1)=-49kJ·mol-1。答案

-49

A

ΔH1为正值,ΔH2和ΔH为负值,反应①的活化能大于反应②的活化能突破方法根据盖斯定律,分步进行的化学反应,该反应的总能量变化可以直接观察“始态”和“终态”的能量相对高低;也可以根据分步反应的焓变,消去中间产物进行“四则运算”计算所得。针对训练1.我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应:CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)

ΔH<0,在低温下获得高转化率与高反应速率,反应过程示意图如下:下列说法正确的是(

)A.图中显示:起始时的2个H2O都参与了反应过程B.过程Ⅰ、过程Ⅱ均为放热过程C.过程Ⅲ只生成了极性共价键D.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔH答案

A解析

根据反应过程示意图,起始时的2个H2O分别在过程Ⅰ、过程Ⅱ中发生化学键的断裂,因此起始时的2个H2O都参与了反应过程,A项正确;根据反应过程示意图,过程Ⅰ、Ⅱ都发生了水分子中H—O的断裂,化学键断裂为吸热过程,B项错误;过程Ⅲ中生成了H2,H2中的化学键为非极性共价键,C项错误;催化剂能改变反应的活化能,不能改变反应的ΔH,D项错误。2.(2021北京石景山检测)已知:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g)

ΔH=+571.0kJ·mol-1。以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如下:过程Ⅰ:2Fe3O4(s)===6FeO(s)+O2(g)

ΔH=+313.2kJ·mol-1过程Ⅱ:……下列说法不正确的是(

)A.过程Ⅰ中每消耗232gFe3O4转移2mol电子B.过程Ⅱ的热化学方程式为3FeO(s)+H2O(l)===H2(g)+Fe3O4(s)

ΔH=+128.9kJ·mol-1C.过程Ⅰ、Ⅱ中能量转化的形式依次是太阳能→化学能→热能D.铁氧化合物循环制H2具有成本低、产物易分离等优点答案

C3.研究发现炭黑一定条件下可以活化氧分子,生成活化氧,活化过程能量变化的模拟计算结果如图所示,活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说法错误的是(

)A.氧分子的活化包括O—O键的断裂与C—O键的生成B.每活化一个氧分子放出0.29eV的能量C.水可使氧分子活化反应的活化能降低0.42e