专题八 化学能与热能（讲义）-2025版高考化学二轮复习讲练测合集

专题八化学能与热能（讲义）——高考化学二轮复习讲练测合集核心素养证据推理与模型认知考情预测“反应热”是新高考的必考内容，在选择题中常与反应机理结合考查，在非选择题的常作为某个设问，与化学反应速率、化学平衡及工艺流程相结合；从考查内容上看，均与盖斯定律有关,试题整体难度虽然较大，但涉及本专题的内容都比较容易。预计2025年高考，主要考查能源及能源的利用，热化学方程式的正误判断，及盖斯定律的运用。能源问题是高考热点，特别是反应过程中能量变化图示更是近几年的高频考点，另外利用盖斯定律进行反应热的比较和计算也应加以关注。考法1、化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。1、吸热反应与放热反应（从三个角度理解产生化学反应热效应的原因）（1）从能量高低角度理解ΔH＝H1(生成物的总能量)－H2(反应物的总能量)从微观角度理解ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和从活化能角度理解ΔH＝E1(正反应活化能)－E2(逆反应活化能)【常见的放热反应和吸热反应】放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。燃烧热和中和热(1)燃烧热①概念：在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。其中的“完全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。②在书写热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝-5518kJ·mol－1。(2)中和热①概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1_mol液态H2O时的反应热叫中和热。②用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH＝-57.3kJ·mol－1。3、中和热的测定【注意事项】①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。②为保证酸完全中和，采取的措施是使碱稍过量。4、正确理解活化能与反应热的关系(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1=E2+|ΔH|。5、常见的能源类型真题赏析：【2022·湖南卷】（双选）反应物（S）转化为产物（P或P·Z）的能量与反应进程的关系如下图所示：下列有关四种不同反应进程的说法正确的是()A.进程Ⅰ是放热反应 B.平衡时P的产率：Ⅱ>ⅠC.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D.进程Ⅳ中，Z没有催化作用答案：AD解析：考法2、热化学方程式1、热化学方程式书写步骤【注意】（1）ΔH与反应的“可逆性”可逆反应的ΔH表示反应完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。如ΔH＝－92.4kJ·mol－1。表示在298K时，1molN2(g)和3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出92.4kJ的热量。但实际上1molN2(g)和3molH2(g)充分反应，不可能生成2molNH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4kJ。（2）物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，在进行反应热的有关计算时，必须要考虑到物理变化时的热效应，如物质的三态变化。“五审”法突破热化学方程式的正误判断真题赏析：【2023·1浙江卷】标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是()A.B.可计算Cl—Cl键能为C.相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ>历程ⅠD.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：答案：C解析：图解剖析根据历程Ⅰ，的，根据历程Ⅱ，的反应热，则，A项正确；根据图示，Cl（g）的相对能量为，由于的相对能量为0，故的，即Cl—Cl键能为，B项正确；历程Ⅱ使用了催化剂Cl，催化剂不能使平衡发生移动，则的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，C项错误；历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应为活化能最小的反应，即，D项正确。考法3、反应热的计算与比较1、盖斯定律应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：(1)参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般为2～3个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘或除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，可得出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式ΔH之间的换算关系。(2)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号。(3)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。(4)在涉及反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。步骤如下：2、反应热大小比较法——盖斯定律“矢量三角”(1)同一个反应，生成物的状态不相同有如下两个热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：依据盖斯定律得ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3<0，故ΔH1>ΔH2。（2）同一个反应，反应物的状态不相同有如下两个热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1S(g)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：依据盖斯定律得ΔH3＋ΔH1＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3<0，故ΔH1>ΔH2。（3）对于不同反应，当它们之间有关联时有如下两个热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)==CO(g)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：依据盖斯定律得ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，即ΔH1－ΔH2＝ΔH3<0，故ΔH2>ΔH1。1.下列有关热化学方程式的叙述正确的是()A.已知甲烷燃烧热为，则B．由，可知将1mol（g）置于密闭容器中充分反应后放出热量56.9kJC.由，可知含1mol的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出热量57.3kJD.已知101kPa时，，则1molC（s）完全燃烧放出的热量大于110.5kJ2.反应过程中的能量变化如图所示（图中表示无催化剂时正反应的活化能，表示无催化剂时逆反应的活化能）。下列有关叙述不正确的是()A.该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数B.500℃、101kPa下，将1mol和0.5mol置于密闭容器中充分反应生成放出热量，其热化学方程式为C.该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能D.，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热3.（1）正丁烷除直接用作燃料外，还用作亚临界生物技术提取溶剂、制冷剂和有机合成原料。已知：是以物质的量分数表示的平衡常数，对于反应，，为各组分的物质的量分数。反应1、2、3的与温度的变化关系如图所示：①反应1中正反应的活化能_____逆反应的活化能（填“大于”“等于”或“小于”）。②稳定性A_____B（填“大于”或“小于”）。③的数值范围是_____（填标号）。A.<-1B.-1~0C.0~1D.>1（2）丙烯是工业上合成精细化学品的原料，随着天然气和页岩气的可用性不断提高，制取丙烯的技术越来越得到人们的关注。主反应Ⅰ：；副反应Ⅱ：已知、丙烷（）和丙烯（）的燃烧热（）分别是-285.8、-2220和-2051，则____。主反应Ⅰ在______（填“高温”“低温”或“任意温度”）时能自发进行。4.某反应可有效降低汽车尾气污染物排放，其反应热。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段，反应历程如图所示（TS表示过渡态）。下列说法正确的是()A.B.三个基元反应中只有③是放热反应C.该化学反应的速率主要由反应②决定D.该过程的总反应为

答案以及解析1.答案：D解析：甲烷的燃烧热为890.3，则，A错误；该反应是可逆反应，将1mol置于密闭容器中充分反应，放出的热量小于56.9kJ，B错误；醋酸是弱酸，其电离过程是吸热过程，故含1mol的溶液与含1molNaOH的溶液混合，放出的热量小于57.3kJ，C错误；已知101kPa时，，则1molC（s）完全燃烧生成放出的热量大于110.5kJ，D正确。2.答案：B解析：由图中反应物总能量与生成物总能量的大小关系可知，该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数，A正确；由于该反应为可逆反应，500℃、101kPa下，将1mol（g）和0.5mol（g）置于密闭容器中充分反应得不到1mol（g），所以的反应热不等于，B错误；该反应为放热反应，其<0，所以反应物的总键能小于生成物的总键能，C正确；由题图知，，使用催化剂能改变反应的活化能，但不改变反应热，D正确。3.答案：（1）①小于；②小于；③D（2）+116.8；高温解析：（1）①反应1、2、3的均随温度的升高而降低，说明反应1、2、3均为放热反应，，故反应1的正反应的活化能小于逆反应的活化能。②反应3中A向B的转化是放热反应，则A的能量高，B的能量低，A的稳定性小于B的稳定性。③根据题给3个热化学方程式，运用盖斯定律计算反应热，反应1-反应2=反应3，则，，，，AH2<0，AH3<0，故，。（2）、丙烷和丙烯燃烧的热化学方程式分别为①；②；③