2023年高考化学复习 大一轮复习讲义 第33讲　反应热

第六章化学反应与能量

第33讲反应热

【复习目标】1.了解反应热、焙变的概念，知道化学反应热效应与反应的婚变之间的关系。

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。

考点一反应热始变

■归纳整合夯实必备知识

1.反应热和焙变

(1)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量。

⑵焙变

①焰(，)：焰是与内能有关的物理量。

②焰变SH)：生成物的熔与反应物的焰之差。

③焰变与反应热的关系

等压条件下的反应热等于反应的婚变，常用△旦表示反应热，常用单位：kJ∙mol1O

2.吸热反应、放热反应

(1)放热反应：释放热量的化学反应。反应物的总能量珏生成物的总能量。反应体系的能量

降低,故ΔW<0,即∖H为负值。

(2)吸热反应：吸收热量的化学反应。反应物的总能量小土生成物的总能量。反应体系的能量

升高,故AHZO,即XH为正值。

(3)常见的吸热反应和放热反应

吸热反应(AH>0)放热反应(A"V0)

Γ易错辨析」

1.浓H2SO4稀释是放热反应（）

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.可逆反应的△”表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关（）

4.吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量（）

5.活化能越大，表明化学反应吸收的能量越大（）

答案1,×2.×3.√4.√5,×

■专项突破提升关键能力

一、理解反应热与物质的能量变化关系图

1.根据如图所示的反应，回答下列问题：

［能量/（kJ∙mol^'）

I生成物.

O反应过程

（1）该反应是放热反应，还是吸热反应？。

⑵反应的AH=。

（3）反应的活化能为。

(4)试在上图中用虚线表示在反应中使用催化剂后活化能的变化情况。

答案(1)放热反应(2)—6kJ∙moΓ∣

(3)nUmol1

(4)

［能量/(kJ∙mol^')

Er

∣⅛■应物Ib

I生成防

O反应过程

2.秘基催化剂对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。

+L-+HC07-+H+

CO2-CO2--HCOO-HCOOH

>O

∙⅛«T

混一Bi催化剂

玄-2

ABiq,催化剂

妾-3

-4g8H二

OO

?OOO反应历程

□Do

HH)

Λ**工

O

P

⑴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:

(2)CO2电化学还原制取HCOOH的反应XHO。

⑶使用Bi催化剂时，最大能垒是，使用Bi2O3催化剂时，最大能垒是。

(4)由*Cθ2生成*HCOO的反应为。

答案(I)BizCh由题图可知，使用BizCh催化剂时，相对能量减小得多，趋于更稳定状态

⑵<

⑶0.38eV0.32eV(4)*C0Γ+HC0?+e-=i,C0Γ+*HC00^

解析(3)使用Bi催化剂时，*CO2-*Cor过程中的活化能为-0.51eV-(-0.89eV)=0.38eV,

使用Bi2O3催化剂时，*CO2^―►'CO,+*HCC)C)-过程的活化能为-2.54eV-(-2.86eV)=

0.32eV»

二、根据键能计算焙变

3.CH3—CH/g)-CH2=CH2(g)+H2(g)∖H,有关化学键的键能如下表：

化学键C-HC=CC-CH-H

⅛≡∕(kJ∙moΓ,)414615347435

则该反应的反应热为。

答案+125kJ∙moΓ1

解析XH=E(C-C)+6E(C-H)-E(C=C)—4£(C—H)-E(H-H)=(347+6X414-615—

4×414-435)kJ∙mol^l=+125kJ∙mol^l,

4.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)：

化学键N≡OCl-ClCl-NN=O

键能/(kJ∙mol^^∣)630243a607

则反应2NO(g)+Cl2(g)2ClN0(g)的AH=kJ∙mol∣(用含a的代数式表示)。

答案289—2〃

解析根据AH=反应物总键能一生成物总键能知，AH=2X630kJ∙mol^'+243kJ∙mol

l

2X(«kJ∙moΓ'+607kJ∙moL)=(289—2a)kJ-moΓo

■归纳总结

(1)婚变与反应中物质能量的变化关系

反应

能量生成

的

物

的

物

谕

能

能

总

Δ总

量

≡量

⅛数Δ

生

®反

应

成

物

物

的

的

总

总

能

能

量

反应过程量反应过程

放热反应吸热反应

物质能量变化与焙变的关系：ΔH=E(生成物的总能量)一E(反应物的总能量)。

(2)婚变与键能的关系

①AH=反应物键能之和一生成物键能之和。

②常见1mol物质中化学键数目：

物质金刚石

SiO2P4CO2CH4

化学键C-CSi-OP-PC=OC-H

化学键数目2NA4NA6NA2NA4NA

考点二热化学方程式

■归纳整合夯实必备知识

1.热化学方程式既表示化学反应的物庾变化，也表示化学反应的能量变化。

如2H2(g)+θ2(g)=2H2O⑴AH=-571.6kJ∙moL表示在25°C>101kPa条件下，2mol

与1molO2(g)反应生成2mol液态水时放出的热量为571.6kJ。

2.热化学方程式中必须标明反应物和生成物的状态，固体⑤、液体①、气体(g)、水溶液(再)，

若为同素异形体，还要注明名称。

3.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°C和IOlkPa下测定。

4.热化学方程式中的化学计量数为物质的量。故化学计量数可以是整数,也可以是分数。当

化学计量数改变时，其XH也同等倍数的改变。

5.要注明△”的符号：“+”代表吸热,“一”代表放热以及单位：kJ∙mol1

Γ易错辨析」

1.C(石墨，S)==C(金刚石，s)ΔW>0,说明石墨比金刚石稳定()

2.对于SO2(g)+∣O2(g)SO3(g)AH=-QkJ∙moC,增大压强平衡右移，放出的热量增

大，减小()

3.热化学方程式H2(g)+∣O2(g)=H2O(g)Δ//=-241.8kJ∙moΓ1表示的意义：25℃、IolkPa

时，发生上述反应生成ImolH20(g)后放出241.8kJ的热量()

4.热化学方程式前面的化学计量数既表示分子数也表示物质的量()

5.CH4(g)+2θ2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔW=-890.3kJ()

答案1.√2.×3.√4.×5.×

■专项突破

1.依据事实书写热化学方程式。

(I)Ig碳与适量水蒸气反应生成CO和电，需要吸收10.94kJ热量，此反应的热化学方程式

为

⑵已知2.0g燃料肿(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4kJ的热量，则表示朋

燃烧的热化学方程式为

(3)CUel(S)与02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1moɪCUCl(S)放热44.4kJ,该反应的热化学方程式是

答案(I)C(S)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔW=+131.28kJ∙mol

(2)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)

Δ∕7=-534.4kJ-mol^l

(3)4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s)Δ∕7=-177.6kJ∙mol

2.分析图像书写热化学方程式。

I

G

S1G

飒

6)/∖C(+5,63)

矍r

34(∕B(+L60).、、、、

.)M()、、■

X2

HfH

2(<i

f/A(-l,())

I'I'I

—1+1+3+5+7

氯元素的化合价

丙

⑴图甲表示的是NCh和CC)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NCh和CO

反应的热化学方程式:

(2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、猫在生成ImoI气态氢化物时的焰变数据，根据焰变

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：

O

(3)图丙表示一定条件下，在水溶液中Imole1、CloX(X=I,2,3,4)的能量相对大小，

①D是(填离子符号)。

②B-A+C反应的热化学方程式为

(用离子符号表示)。

答案(I)NO2(g)+C0(g)=N0(g)+C02(g)

Δ∕∕=-234kJ∙moΓl

Q)H2Se(g)=Se⑸+H2(g)NH=-81kJ∙moΓ'

1

⑶①ClO4②3C10(aq)=CIO3(aq)+2CΓ(aq)Δ∕∕=-lI7kJ∙mol

解析(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)

ΔW=(134-368)kJ∙mol^l=-234kJ∙mol-l(>

(2)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分别代表硫、硒、硫、氧元素。b代表硒元素，生成1molI⅛Se(g)的NH

=+81kJ∙moΓl,则其分解反应的热化学方程式为H2Se(g)=Se(s)+H2(g)Δ∕7=-8IkJ-

mollo

(3)D中氯元素的化合价为+7价，应为CloL写出B-A+C的化学方程式，利用生成物

的总能量减去反应物的总能量求得AH=(63—60X3)kJ∙moΓl=-117kJ∙moΓ',写出热化学

方程式即可。

真题演练明确考向

1.(2020•浙江1月选考，22)在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量

变化如图。下列说法正确的是(

A.EI为逆反应活化能，Ea'为正反应活化能

B.该反应为放热反应，AH=Ej-Ea

C.所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量

D.温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应速率加快幅度，使平衡逆移

答案D

2.(2020・天津，10)理论研究表明，在IOlkPa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()

Γ

o

E

p∙

o

/

停

混

r

fK

⅛

A.HCN比HNC稳定

B.该异构化反应的AH=+59.3kJ∙moir

C.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

答案D

解析A对，HCN的能量低于HNC的能量，能量越低越稳定；B对，根据题图可知反应为

吸热反应，该反应的AH=+59.3kJ∙moL;C对，正反应的活化能为186.5kJ∙mol^',逆反应

的活化能为186.5kJ∙moΓl-59.3kJ∙moΓ'=127.2kJ∙moΓl,故正反应的活化能大于逆反应的

活化能；D错，催化剂只能改变反应速率，不影响反应热。

3.(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：

共价键H-HH-O

键能/(kJ-mor|)436463

,

热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)NH=-482kJ∙moΓ

则20(g)=02(g)的AH为()

A.428kJ∙moΓ'B.-428kJmoΓl

C.498kJ∙moΓ1D.-498kJ-moΓl

答案D

解析设Q=O的键能为X,则(2X436kJ∙mol-∣+x)-2X2X463kJ∙moC=-482kJ∙mol-∣,

ll

x=498kJ∙moΓ,所以2O(g)=O2(g)的ΔW=-498kJ∙mol^,D正确。

4.[2017∙天津，7(3)]0.111101。2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

答案2Cb(g)+Tiθ2(s)+2C(s)=TiC14⑴+2CO(g)ΔW=-85.6kJ-moΓl

5.[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)

AH,相关物质的燃烧热数据如下表所示：

物质

C2H6(g)C2H4(g)H2(g)

燃烧热A4/

-1560-1411-286

(kJ∙moΓ1)

则Aa=kJmol^1O

答案+137

解析先写出三种气体的燃烧热的热化学方程式，然后根据盖斯定律，∆∕∕l=-l560kJ.

mol^l-(-1411kJ∙moΓl)-(―286kJ∙moll)=÷137kJmol^lo

课时精练

一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。

1.下列物质间的反应，其能量变化符合下图的是(

I能量

反应物总能量

生成物总能量

反应过理

A.合成氨反应

B.碳与水蒸气高温制水煤气

C.Ba(OH)2SH2O晶体和NH4Cl晶体混合

D.碳酸钙的分解

答案A

2.已知2H2(g)+CO(g)CH.QH(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1molCH.QH(g)的能量

C.相同条件下，2molFh(g)和ImOleo(g)的总能量一定高于ImOlCH3()H(g)的能量

D.达到平衡时，Co的浓度与CFhOH的浓度一定相等

答案C

解析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，2moltth(g)与1molCO(g)的总能量和一定高于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。

3.已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)AH=+100kJ∙moir的能量变化如图所示，判断

下列叙述正确的是()

'能量/(kJ∙mol^l)

)2molAB(g)

ImolA2(g)+1molB2(g)

反应过程

加入催化剂，该反应的反应热△，变小

每形成2molA-B,将吸收bkJ能量

每生成2分子AB吸收(a—〃)kJ热量

该反应正反应的活化能大于IookJ-mo「I

答案D

解析催化剂不影响始变的大小，A错误；形成化学键，释放能量，B错误；每生成2molAB(g)

吸收3—份kJ热量，C错误。

4.根据如图所示的NMg)和OMg)反应生成No(g)过程中能量变化情况，判断下列说法错误的

是()

NO

m…\放出能量

吸收能里吸收能量∖2×632kJ∙mol'1

946kJ-moɪ-'498kJ∙mol^'∖

QOuuQQQQ

N2O2NO

A.2mol气态氧原子结合生成O2(g)时，能放出498kJ能量

B.断裂ImOlNo分子中的化学键，需要吸收632kJ能量

C.ImoɪN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量

D.1molN2和1molO2反应的焰变

ΔW=-180kJ∙moΓ'

答案D

解析反应热就是断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出的能量的差值，该反应的反

应热是946kJ∙moΓl÷498kJ∙moll-2×632kJ∙moΓ'=÷180kJ∙moΓ',所以该反应是吸热反

应，反应物总能量小于生成物总能量，D项错误。

5.298K、IOIkPa时•，合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.38

kJ-

mol1在该温度下，取0.5molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在的情况

下进行反应，最后反应放出的热量()

A.等于46.19kJB.大于46.19kJ

C.小于46.19kJD.无法确定

答案C

解析N2与Hz的反应为可逆反应，达到平衡状态时，0.50101κ(8)和30101比佰)不能完全反

应，因而放出的热量小于46.19kJ。

6.中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,

其主要过程如图所示。

凫亮不。C-V8-8髓等

已知：几种物质中化学键的键能如下表所示：

HO'PO2中H2中H2O2中H2O2中

化学键2

H-OC)=OH-H0—0O-H

键能/(kJ∙molI)463496436138463

若反应过程中分解了2mol水，则下列说法不正确的是()

A.总反应为2H2。辞＞2H2t+Of

惟化∕pj2

B.过程I吸收了926kJ能量

C.过程H放出了574kJ能量

D.过程HI属于放热反应

答案D

解析由图可知，总反应为水分解生成氢气和氧气，实现了光能向化学能的转化，反应的化

学方程式为2H2O而言2H2t+O2t,故A正确；过程I为2molH2O分子变成2moɪ氨原

子和2mol羟基的过程，吸收的能量为463kJ∙mol-∣X2mol=926kJ,故B正确：过程∏为

2mol氢原子和2mol羟基生成1mol氢气和1mol过氧化氢，放出的能量为436kJ÷138kJ

=574kJ,故C正确；过程ΠI为1mol过氧化氢生成Imol氧气和1mol氧气，吸收的能量为

463kJ×2+138kJ=l064kJ,放出的能量为496kJ+436kJ=932kJ,吸收的能量大于放出的

能量，该过程为吸热反应，故D错误。

二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。

7.已知断裂1molH2(g)中的H-H需要吸收436.4kJ的能量，断裂ImolCh(g)中的共价键需

要吸收498kJ的能量，生成H2O(g)中的1molH-O能放出462.8kJ的能量。下列说法正确

的是()

A.断裂1molH2O中的化学键需要吸收925.6kJ的能量

B.2H2(g)+θ2(g)=2H2O(g)

∖H=-480.4kJ∙moΓ'

C.2H2O(l)=2H2(g)+θ2(g)

ΔW≈+471.6kJ∙mol^l

D.H2(g)+∣O2(g)==H2O(l)

Δ⅛=-240.2kJmoΓl

答案B

解析未说明1molH2O的状态，不能计算能量变化，A错误；2H2(g)+θ2(g)=2H2O(g)ΔH

=436.4kJ∙mol^'×2+498kJ∙moΓl-4×462.8kJ∙moΓ1=-480.4kJ∙mol^1,B正确；气态水转

化为液态水时放出的热量未知，不能计算婚变，C、D错误。

8.实验测得：10IkPa时，1molH2完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ的热量；ImOlCH4

完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是()

1

A.CH4(g)+2θ2(g)=CO2(g)+2H2O(1)AH=+890.3kj∙mol

B.CH4(g)+2O2(g)=Cθ2(g)+2H2O(l)∖H=-890.3kJ

C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)AH=-890.3kJ∙moΓ'

1

D.2H2(g)+O2(g)=2H2θ(l)ΔW=-571.6kJ∙moΓ

答案D

解析A项A，=-890.3kJ-mo「，B项蛤变的单位不正确，C项水的状态不正确。

9.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是()

A.已知：正丁烷(g)=异丁烷(g)ΔW<O,则异丁烷比正丁烷稳定

B.已知：C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)△"=—1478.8kJ∙mol∣,则C2H4(g)的燃

烧热NH=-1478.8kJ∙moΓ'

C.已知：H+(叫)+0H(aq)=H2O(l)△，=一57.3kJ∙mol∣,则稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)

完全反应生成1molFhO⑴时，放出57.3kJ热量

D.已知：S⑸+O2(g)=SO2(g)∆∕∕∣;S(g)+O2(g)=SO2(g)Δ⅛-贝IJAHI>A42

答案AD

解析正丁烷转化为异丁烷的反应为放热反应，说明等物质的量的异丁烷的能量比正丁烷低,

物质能量越低越稳定，A项正确；燃烧热为IOlkPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物

时放出的热量，已知热化学方程式中生成物水为气态，则对应的AH不是C2H4(g)的燃烧热，

B项错误；反应还生成了BaSO4(s),放出的热量应大于57.3kJ,