2024高考化学课件 第23讲　化学反应的热效应

课件编辑说明本课件需用office2010及以上版本打开，如果您的电脑是office2007及以下版本或者WPS软件，可能会出现不可编辑的文档。版本要求如您在使用过程中遇到公式不显示或者乱码的情况，可能是因为您的电脑缺少字体，请登录网站/faq下载。乱码问题如您还有其他方面的问题，请登录网站/faq，点击“常见问题”，或致联系我们第六单元

化学反应与能量内容要求核心素养1.体系与能量认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化,能量的转化遵循能量守恒定律。知道内能是体系内物质的各种能量的总和,受温度、压强、物质的聚集状态的影响。2.化学反应与热能认识化学能与热能的相互转化,恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示,了解盖斯定律及其简单应用。[变化观念与平衡思想]认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的转化;能多角度、动态地分析热化学方程式,运用热化学反应原理解决实际问题。内容要求核心素养3.化学反应与电能认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。了解原电池及常见化学电源的工作原理。了解电解池的工作原理,认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。了解金属发生电化学腐蚀的本质,知道金属腐蚀的危害,了解防止金属腐蚀的措施

[证据推理与模型认知]通过分析、推理等方法认识研究反应热的本质,建立盖斯定律模型。[科学态度与社会责任]赞赏化学对社会发展的重大贡献,具有可持续发展意识和绿色化学观念,能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断使用建议一、教学建议化学反应与能量包括化学能与热能、化学能与电能两部分,这两部分内容理论性强且均属于中学化学的核心知识,是高考试题中必考的知识点,考查的层次相对较高、难度相对较大,复习中应注意解决好如下几个方面的问题:1.把握常考热点,提高复习的针对性。化学反应与热能部分的考查点主要有①根据热化学方程式中ΔH与键能的关系求算某一化学键的键能或给出化学键键能求算某一反应的ΔH;②根据几个已知热化学方程式,利用盖斯定律书写某指定反应的热化学方程式或求该反应的反应热或反应热间的关系、活化能(或能垒),ΔH大小比较等;③利用物质能量图或能垒变化图判断反应的热效应或反应的自发性等。使用建议化学能与电能部分常以新型二次电池为素材来考查原电池、电解池的工作原理,以及工作中电极周围的变化,电解质溶液的变化等。另外近几年有关电解池在污水治理、物质制备以及环境保护等方面应用的试题开始频频出现。因此复习过程中,一方面要通过对上述相应基础知识的重组、整合,形成知识网络;另一方面选题时应侧重电化学原理在新问题情境中的应用,训练学生的思维,培养与提高学生解决实际问题的能力。2.总结规律技巧、突破难点与易混点。利用盖斯定律求反应热、电极反应式(尤其是新型原电池)的书写、电极产物种类的判断与数量的计算等是本单元知识的几个难点;电化学装置在工作时,阴离子、阳离子或质子交换膜的作用,特殊电解质条件下电极反应式的书写或正误判断,电子流动方向、离子移动方向、可能的电解产物(H2、O2)以及对应的电极种类等是本单元知识的几个易混点。复习中可通过列表对比、归纳总结、谐音记忆等方法突破上述难点、攻克易混点。使用建议二、课时安排本单元共3讲,建议8课时完成,其中6课时用于在课堂上互动式完成第23~25讲,2课时进行测试及讲评。第23讲

化学反应的热效应考点一焓变与反应热考点二热化学方程式考点三

燃烧热中和反应反应热的测定能源考点四

盖斯定律反应热的计算经典真题·明考向作业手册考点一焓变与反应热知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识1.化学反应的实质与特征2.基本概念(1)体系、环境与热量断裂形成物质

夯实必备知识(2)反应热与焓变[微点拨]反应热与焓变的关系:在等压条件下进行的化学反应,其反应热等于反应的焓变,用符号ΔH表示。HΔH

3.

吸热反应与放热反应(1)化学反应中的能量变化(如图)①a表示断裂旧化学键

的能量,也可以表示正反应的

;b表示逆反应的活化能。

②b表示形成新化学键

的能量,也可以表示活化分子结合成生成物分子所

的能量。

③c表示反应的

,可通过计算焓变求得。

夯实必备知识吸收活化能放出放出反应热夯实必备知识a.从物质所具有的焓角度分析,焓变(ΔH)为生成物的焓与反应物的焓之差:ΔH=

。

b.从化学键角度分析,焓变为反应物的键能和与生成物的键能和之差:ΔH=ΔE(

)-ΔE(

)=

-

(用图中的符号填空)。H(生成物)-H(反应物)反应物生成物ab夯实必备知识(2)常见的吸热反应和放热反应(3)常见的吸热、放热过程放热过程:放热反应;稀释浓硫酸;氢氧化钠固体溶于水等。吸热过程:吸热反应;铵盐溶于水等。放热反应(ΔH<0)吸热反应(ΔH>0)

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

①大多数分解反应;

②盐类的水解;

③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;

④碳和水蒸气、C和CO2的反应等夯实必备知识1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)放热反应在任何条件下都可以发生,吸热反应不加热就不能发生(

)(2)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(

)×[解析]有的放热反应的发生也需要加热,如铝热反应;有的吸热反应不加热也能发生,如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。×[解析]焓变与反应条件无关,所以同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同。[解析]可逆反应的ΔH表示完全反应时的能量变化,与方程式中的化学计量数有关,与反应是否可逆无关。夯实必备知识(4)反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH可通过下式估算:ΔH=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和(

)(5)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)

ΔH的“每摩尔反应”表示1molH2(g)与1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)(

)(6)物质发生化学变化都伴有能量变化,伴有能量变化的物质变化都是化学变化(

)×√(3)可逆反应的ΔH表示完全反应时的能量变化,与反应是否可逆无关(

)√[解析]任何化学反应都伴随着能量的变化,但物质的状态变化也伴随能量变化,而物质的状态变化属于物理变化。×夯实必备知识2.下列变化过程属于放热反应的是(

)①工业合成氨②酸碱中和反应③水蒸气变成液态水④固体NaOH溶于水⑤Na在Cl2中燃烧⑥食物腐败⑦浓H2SO4稀释

A.①③④⑦ B.②③④⑤

C.①②⑤⑥ D.①②⑤⑦C[解析]①属于放热反应;②属于放热反应;③不属于化学反应;④不属于化学反应;⑤属于放热反应;⑥属于放热反应;⑦不属于化学反应。夯实必备知识3.已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ·mol-1,若向一定容积的密闭容器中加入1molN2和3molH2,充分反应后,放出的热量

(填“>”“<”或“=”)92.4kJ。

<[解析]题述反应为可逆反应,1molN2和3molH2不可能完全反应,因此放出的热量小于92.4kJ。1.图为碳酸钙的热分解示意图,下列说法中错误的是(

)A.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量B.该反应的焓变大于零C.该反应中有离子键断裂也有共价键断裂,化学键断裂吸收能量,化学键形成放出能量D.由该反应可推出凡是需要加热才能发生的反应均为吸热反应提升关键能力题组一焓变和反应热概念的理解及应用D提升关键能力

提升关键能力2.根据如图所示能量关系示意图,下列说法正确的是(

)A.1molC(s)与1molO2(g)的能量之和为393.5kJB.反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)中,生成物的总能量大于反应物的总能量C.由C(s)→CO(g)的热化学方程式为2C(s)+O2(g)=2CO(g)

ΔH=-221.2kJ·mol-1D.热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,则CO的热值ΔH=-10.1kJ·mol-1C提升关键能力[解析]A项,由图可知1molC(s)与1molO2(g)的能量和比1molCO2(g)的能量高393.5kJ,错误;B项,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)为放热反应,生成物的总能量小于反应物的总能量,错误;提升关键能力

提升关键能力题组二化学反应中能量变化的图像1.等物质的量的CH2

=CHCH=CH2与HBr加成生成两种主要产物X、Y的能量与反应过程如图所示。下列说法正确的是(

)A.产物Y比产物X更稳定B.CH2

=CHCH=CH2+HBr→W的过程放出能量C.W→X正反应的活化能比W→Y正反应的活化能大D.CH2

=CHCH=CH2+HBr→W的速率比W→X(或Y)的快A提升关键能力[解析]能量越低越稳定,则产物Y比产物X更稳定,A正确;CH2=CHCH=CH2与HBr的总能量比W的总能量低,为吸热反应,B错误;由图可知W→X正反应的活化能小,W→Y正反应的活化能大,C错误;活化能越小,反应速率越快,则CH2

=CHCH=CH2+HBr→W的速率比W→X(或Y)的慢,D错误。提升关键能力

Bi2O3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<提升关键能力

0.38eV

0.32eV

[规律小结]正确理解活化能与反应热的关系①E1为正反应活化能,E2为逆反应活化能,ΔH=E1-E2。②催化剂能降低反应所需的活化能,但不影响焓变的大小。提升关键能力考点二热化学方程式知识梳理

夯实必备知识|提升关键能力夯实必备知识

释放或吸收能量

3.

热化学方程式的书写方法

一写方程式——写出配平的化学方程式

二标状态

——用s、l、g、aq标明物质的聚集状态

三标条件

——标明反应的温度和压强(101kPa、25℃时可不标注)

四标ΔH

——在方程式后写出ΔH,并根据信息注明ΔH的“+”或“-”

五标数值

——根据化学计量数计算写出ΔH的值夯实必备知识4.

注意事项(1)热化学方程式不标“↑”“↓”,但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。(2)热化学方程式的化学计量数表示物质的量,可以是整数,也可以是分数,其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。(3)ΔH应包括“+”或“-”、数值和单位(kJ·mol-1)。(4)正、逆反应ΔH的数值相等、符号相反。(5)可逆反应的ΔH表示完全反应的热量变化,与反应是否可逆无关。如N2(g)+3H2(g)⇌

2NH3(g)

ΔH=-92.4kJ·mol-1,表示在101kPa、25℃时,1molN2(g)和3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出92.4kJ的热量。(6)同素异形体之间转化的热化学方程式除了注明物质的聚集状态外,还要注明名称。夯实必备知识1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(ΔH的绝对值均正确)(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-890.3kJ(

)(2)NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O

ΔH=+57.3kJ·mol-1(

)××(3)S(s)+O2(g)=SO2(g)

ΔH=+296.8kJ·mol-1(

)×[解析]反应热的单位应该是kJ·mol-1。夯实必备知识[解析]水未注明聚集状态,且酸碱中和反应ΔH<0。[解析]燃烧反应是放热反应,ΔH<0。

×√[解析]能量越低,物质越稳定。×夯实必备知识夯实必备知识2.(1)1molC(石墨,s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ热量,热化学方程式为

。

(2)1.7gNH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67kJ的热量,热化学方程式为

。

(3)已知2.0g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和液态水时,放出33.4kJ的热量,则表示肼燃烧热的热化学方程式为

。

C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

ΔH=+131.3kJ·mol-1

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

ΔH=-534.4kJ·mol-1夯实必备知识(4)图是1molNO2和1molCO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)=CO2(g)+NO(g)

ΔH=-234kJ·mol-1[解析]由题给信息可知,反应物:NO2(g)+CO(g),生成物:CO2(g)+NO(g);反应物→过渡态的E1=134kJ·mol-1,过渡态→生成物的E2=368kJ·mol-1,则反应NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)的ΔH=134kJ·mol-1-368kJ·mol-1=-234kJ·mol-1。1.碳和水蒸气反应生成1molH2和1molCO,吸收131.3kJ热量,该反应的热化学方程式是 (

)A.C(s)+H2O(l)=H2(g)+CO(g)

ΔH=-131.3kJ·mol-1B.C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)

ΔH=-131.3kJ·mol-1C.C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)

ΔH=+131.3kJ·mol-1D.C(s)+H2O(l)=H2(g)+CO(g)

ΔH=+131.3kJ·mol-1提升关键能力题组一热化学方程式的正误判断[解析]碳和水蒸气反应生成1molH2和1molCO,吸收131.3kJ热量,因此该反应的热化学方程式是C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g)

ΔH=+131.3kJ·mol-1。C提升关键能力

C提升关键能力

提升关键能力

[方法技巧]

“五审”突破热化学方程式的正误判断一审ΔH的“+”“-”—放热反应ΔH为“-”,吸热反应ΔH为“+”二审单位

—单位一定为“kJ·mol-1”,易错写成“kJ”或漏写三审状态

—物质的聚集状态必须正确,特别是溶液中的反应易写错四审数据对应性

—反应热的数值必须与方程式的化学计量数相对应,即化学计量数

与ΔH的绝对值成正比。当反应逆向进行时,其反应热与正反应的

反应热数值相等,符号相反五审是否符合概念—如燃烧热、中和热的热化学方程式提升关键能力提升关键能力题组二热化学方程式的书写1.(1)2.3g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃,恰好完全燃烧,生成2.7g液态水和2.24LCO2(标准状况)并放出68.35kJ的热量。写出此反应的热化学方程式:

。

C2H6O(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)

ΔH=-1367kJ·mol-1

提升关键能力(2)化学反应N2+3H2

⇌2NH3的能量变化如图所示(假设该反应完全)。试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式:

。N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(l)

ΔH=-2(c+b-a)kJ·mol-1

提升关键能力

提升关键能力

放热

提升关键能力

提升关键能力3.[2022·河北卷节选]298K时,1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ,1molH2O(l)蒸发吸热44kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为

。

[规律小结]书写热化学方程式的“四注意”(1)热化学方程式中需注明各物质的聚集状态,在方程式后面注明热量变化,吸热反应ΔH>0,放热反应ΔH<0。(2)ΔH是一定温度和压强下的反应热,在25℃、101kPa下测定的ΔH可不注明温度和压强。(3)热化学方程式中的化学计量数表示物质的物质的量,可以是整数也可以是分数,化学计量数改变时,ΔH会相应改变。(4)正反应和逆反应的ΔH数值相等,符号相反。提升关键能力考点三

燃烧热中和反应反应热的测定能源知识梳理

夯实必备知识

|提升关键能力夯实必备知识1.燃烧热1mol指定产物1molC(s)CO2(g)[微点拨1]

理解燃烧热的注意事项(1)对于燃烧热,由于反应放热是确定的,所以文字描述时可不带“-”,但其焓变为负值。(2)当用热化学方程式表示燃烧热时,可燃物的物质的量必须为1mol。(3)物质完全燃烧生成的指定产物示例:H→H2O(l),C→CO2(g),S→SO2(g),N→N2(g)。夯实必备知识

夯实必备知识(3)实验装置简易量热计示意图[微点拨2]实验中的注意事项①隔热层及杯盖的作用是保温、隔热,减少热量损失。②为保证酸、碱完全中和,常采用碱稍稍过量(0.50mol·L-1

盐酸、0.55mol·L-1NaOH溶液等体积混合)。夯实必备知识③实验时不能用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器的理由是铜丝导热性好,比用玻璃搅拌器误差大。(4)实验结论在稀溶液中,强酸和强碱发生中和反应生成1molH2O(l)时放出57.3kJ的热量。夯实必备知识3.能源(1)能源分类夯实必备知识(2)解决能源问题的措施①提高能源的利用效率:a.改善开采、运输、加工等各个环节;b.科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。②开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。夯实必备知识1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)1molH2燃烧放出的热量为氢气的燃烧热(

)(2)1mol硫完全燃烧生成SO3所放出的热量为硫的燃烧热(

)××(3)

1molN2H4(肼)与足量氧气反应生成NO和液态水所放出的热量是肼的燃烧热(

)×[解析]氢气的燃烧热是指101kPa时1molH2完全燃烧生成液态水时放出的热量。夯实必备知识[解析]1molS完全燃烧生成SO2(g)时所放出的热量为硫的燃烧热。[解析]1molN2H4完全燃烧生成N2(g)和液态水时所放出的热量是肼的燃烧热。[解析]稀醋酸是弱酸,电离过程需要吸热,放出的热量要小于57.3kJ。(5)稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水,放出57.3kJ热量(

)(4)根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH=-571.6kJ·mol-1

可知氢气的燃烧热为571.6kJ·mol-1(

)×√[解析]热化学方程式中氢气的化学计量数为2,因此氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1。×夯实必备知识(6)煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能(

)[解析]地球上矿物燃料都由太阳能转化而来。夯实必备知识2.下列关于热化学反应的描述正确的是 (

)A.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)

ΔH=-57.3kJ·mol-1,用含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸反应测出的中和反应反应热为28.65kJ·mol-1B.CO(g)的燃烧热ΔH=-283.0kJ·mol-1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+(2×283.0)kJ·mol-1C.1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热D.测定中和反应反应热的实验中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响B夯实必备知识[解析]中和反应反应热是以生成1molH2O(l)作为标准的,A项错误;B项正确;有水生成的燃烧反应,必须按液态水计算燃烧热,C项错误;相较于玻璃搅拌器,铁质搅拌器导热快,会造成热量损失,对实验结果有影响,D项错误。

提升关键能力题组一燃烧热的理解B提升关键能力[解析]氢气的燃烧热是指1molH2燃烧放出的热量,故水分解的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)

ΔH=+(2×285.5)kJ·mol-1,A错误;碳的燃烧热是指1mol碳完全燃烧生成CO2(g)对应的反应热,故不能据此确定碳的燃烧热,B正确;H2的燃烧热必须是1mol氢气完全燃烧生成液态水时所放出的热量,C错误;该反应为可逆反应,0.5mol氮气不能完全反应,故D错误。提升关键能力2.[2023·辽宁丹东模拟]工业上,以丁烯为原料制备丙烯的过程涉及反应:反应Ⅰ:C4H8(g)+C2H4(g)⇌2C3H6(g)

ΔH1反应Ⅱ:3C4H8(g)4C3H6(g)

ΔH2(主反应)反应Ⅲ:C4H8(g)2C2H4(g)

ΔH3(副反应)已知三种烃的燃烧热如下表所示:(1)写出表示C4H8(g)的燃烧热的热化学方程式:

。

气体C4H8(g)C2H4(g)C3H6(g)燃烧热(ΔH)/

(kJ·mol-1)-2539-1411-2049C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l)

ΔH=-2539kJ·mol-1提升关键能力2.[2023·辽宁丹东模拟]工业上,以丁烯为原料制备丙烯的过程涉及反应:反应Ⅰ:C4H8(g)+C2H4(g)⇌2C3H6(g)

ΔH1反应Ⅱ:3C4H8(g)4C3H6(g)

ΔH2(主反应)反应Ⅲ:C4H8(g)2C2H4(g)

ΔH3(副反应)已知三种烃的燃烧热如下表所示:(2)根据上述数据计算,反应Ⅰ的ΔH1=

kJ·mol-1。气体C4H8(g)C2H4(g)C3H6(g)燃烧热(ΔH)/

(kJ·mol-1)-2539-1411-2049+148提升关键能力[解析]根据燃烧热写出热化学方程式:①C4H8(g)+6O2(g)=4CO2(g)+4H2O(l)

ΔH=-2539kJ·mol-1;②C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)

ΔH=-1411kJ·mol-1;③2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l)

ΔH=-4098kJ·mol-1。根据盖斯定律,由①+②-③可得反应Ⅰ,则有ΔH1=(-2539kJ·mol-1)+(-1411kJ·mol-1)-(-4098kJ·mol-1)=+148kJ·mol-1。气体C4H8(g)C2H4(g)C3H6(g)燃烧热(ΔH)/

(kJ·mol-1)-2539-1411-2049提升关键能力2.[2023·辽宁丹东模拟]工业上,以丁烯为原料制备丙烯的过程涉及反应:反应Ⅰ:C4H8(g)+C2H4(g)⇌2C3H6(g)

ΔH1反应Ⅱ:3C4H8(g)4C3H6(g)

ΔH2(主反应)反应Ⅲ:C4H8(g)2C2H4(g)

ΔH3(副反应)已知三种烃的燃烧热如下表所示:(3)由表中数据可得,反应2C3H6(g)=3C2H4(g)的ΔH=

kJ·mol-1。气体C4H8(g)C2H4(g)C3H6(g)燃烧热(ΔH)/

(kJ·mol-1)-2539-1411-2049+135[解析]

结合(2)中热化学方程式,由③-②×3可得反应2C3H6(g)=3C2H4(g),则ΔH=(-4098kJ·mol-1)-(-1411kJ·mol-1)×3=+135kJ·mol-1。[易错警示]对燃烧热概念的理解及应用(1)对燃烧热概念的理解①纯物质即纯净物,可以是单质,也可以是化合物。②完全燃烧生成指定产物:可燃物中的碳元素变为CO2(g),氢元素变为H2O(l),硫元素变为SO2(g),氮元素变为N2(g)。(2)根据燃烧热计算反应放出热量:Q=n(可燃物)×|ΔHc|,ΔHc代表燃烧热。提升关键能力提升关键能力题组二中和反应反应热测定1.在测定中和反应反应热的实验中,下列说法正确的是 (

)A.使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率,减小实验误差B.为了准确测定反应混合溶液的温度,实验中温度计的水银球应与小烧杯底部接触C.用0.5mol·L-1NaOH溶液分别与0.5mol·L-1的盐酸、醋酸溶液反应,若所取的溶液体积相等,则测得的反应热数值相同D.在测定中和反应反应热实验中需要使用的仪器有容量瓶、量筒、温度计、玻璃搅拌器A提升关键能力[解析]搅拌可加快反应速率,玻璃搅拌器可减小热量损耗带来的误差,A项正确;实验中温度计的水银球应位于液面以下,但不能与小烧杯底部接触,B项错误;HCl为强酸,醋酸为弱酸,弱酸电离要吸收能量,因此两实验中测得的中和反应反应热的数值不同,C项错误;在测定中和反应反应热实验中不需要容量瓶,D项错误。提升关键能力2.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下:①用量筒量取50mL0.50mol·L-1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50mL0.55mol·L-1

NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液的最高温度。回答下列问题:(1)NaOH溶液稍过量的原因是

。

(2)倒入NaOH溶液的正确操作是

。

(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是

。

A.用温度计小心搅拌

B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌C.轻轻地振荡烧杯

D.用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动确保盐酸被完全中和一次迅速倒入D提升关键能力(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1L1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为

。ΔH1=ΔH2<ΔH3[解析]稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离,它们的中和反应反应热相同,稀氨水中的溶质是弱电解质,它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量,故反应热的数值要小一些。

实验序号起始温度t1/℃终止温度t2/℃盐酸氢氧化钠溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6提升关键能力(5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18J·g-1·℃-1。强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时,所释放的热量称为中和热。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=

(结果保留一位小数)。-51.8kJ·mol-1提升关键能力题组三

能源的开发与利用1.[2020·浙江卷]下列说法不正确的是 (

)A.天然气是不可再生能源B.用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物C.煤的液化属于物理变化D.火棉是含氮量高的硝化纤维C[解析]天然气为化石燃料,是不可再生能源,A项正确;水煤气可合成辛烷、甲醇等有机物,B项正确;煤的液化属于化学变化,C项错误;火棉是含氮量高的硝化纤维,也称作纤维素硝酸酯,D项正确。提升关键能力2.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是(

)A.H2O的分解反应是放热反应B.氢能源已被普遍使用C.2mol液态H2O具有的能量低于2molH2(g)和1molO2(g)的总能量D.氢气不易储存和运输,无开发利用价值C提升关键能力[解析]2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)是吸热反应,说明2mol液态H2O的总能量低于2molH2和1molO2的总能量。因由水制取H2耗能多且H2不易储存和运输,所以氢能源并未普及,但发展前景广阔。考点四

盖斯定律反应热的计算知识梳理

夯实必备知识

|提升关键能力夯实必备知识1.

盖斯定律(1)内容:对于一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的

有关,而与

无关。如:由反应物A生成产物B可以设计如下两条途径,则ΔH、ΔH1、ΔH2的关系可以表示为

。

始态和终态反应的途径ΔH=ΔH1+ΔH2转化关系反应热间的关系ΔH1=

ABΔH1=

ΔH=

夯实必备知识(2)应用①根据盖斯定律书写热化学方程式:根据已知热化学方程式,运用加减运算法转化为目标热化学方程式。②根据盖斯定律计算反应热:aΔH2-ΔH2ΔH1+ΔH2

夯实必备知识-283kJ·mol-1小大(2)比较化学反应ΔH大小的方法①吸热反应的ΔH

放热反应的ΔH。

②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<0因为C(g)=C(l)

ΔH3

0,且ΔH3=

(用ΔH2、ΔH1表示),所以ΔH2

ΔH1。

夯实必备知识大于<ΔH2-ΔH1<

夯实必备知识<ΔH1-ΔH2<<ΔH1-ΔH2>3.反应热的计算(1)根据热化学方程式计算:Q放=|ΔH|×n(反应物)=|ΔH|×n(生成物)。(2)根据反应物和生成物的总能量计算:ΔH=E(生成物)-E(反应物)。(3)根据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算:ΔH=Σ(反应物的键能)-Σ(生成物的键能)。(4)根据盖斯定律进行计算。(5)根据物质燃烧热(ΔH)数值计算:Q(放)=

。夯实必备知识n(可燃物)×|ΔH|[解析]1gH2燃烧生成0.5molH2O(g)放出热量为0.5akJ。1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)一个反应一步完成或分几步完成,二者相比,经过的步骤越多,放出的热量越多(

)

××[解析]一个反应的ΔH大小只与反应体系的始态和终态有关,与途径无关。夯实必备知识

√√夯实必备知识[解析]

,ΔH2+ΔH3=ΔH1,则ΔH3=ΔH1-ΔH2,又因ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。夯实必备知识

B夯实必备知识

提升关键能力题组一盖斯定律的应用D提升关键能力

提升关键能力2.[2022·全国甲卷节选]TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:(ⅰ)直接氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)

ΔH1=+172kJ·mol-1(ⅱ)碳氯化:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g)

ΔH2=-51kJ·mol-1反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)的ΔH为

kJ·mol-1。-223[解析]根据盖斯定律,将“反应ⅱ-反应ⅰ”得到反应2C(s)+O2(g)=2CO(g),则ΔH=-51kJ·mol-1-172kJ·mol-1=-223kJ·mol-1。[方法技巧]利用盖斯定律书写热化学方程式(1)运用盖斯定律的技巧——“三调一加”一调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写已知的热化学方程式。二调:根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。三调:调整中间物质的化学计量数。一加:将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。(2)运用盖斯定律的三个注意事项①热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。提升关键能力提升关键能力题组二利用键能计算反应热1.[2023·浙江舟山开学联考]NH3和NO是有毒气体,在一定条件下,二者可通过反应转化为无害的N2和H2O。已知:断开1molN≡N、1molN—H、1molN=O、1molH—O的键能分别为946kJ·mol-1、391kJ·mol-1、607kJ·mol-1、464kJ·mol-1,则该反应4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)的反应热ΔH为(

)A.-1964kJ·mol-1 B.+430kJ·mol-1C.-1780kJ·mol-1 D.-450kJ·mol-1A提升关键能力[解析]根据反应的反应热与物质键能之间的关系,可进行如下计算:该反应4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)的反应热ΔH=∑E(反应物的键能)-∑E(生成物的键能)=12E(N—H)+6E(N=O)-5E(N≡N)-12E(H—O)=12×391kJ·mol-1+6×607kJ·mol-1-5×946kJ·mol-1-12×464kJ·mol-1=-1964kJ·mol-1。提升关键能力2.

(1)已知白磷和PCl3的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1):P—P198,Cl—Cl243,P—Cl331。则反应P4(白磷,s)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH=

。

-1326kJ·mol-1[解析]根据题图所示,1分子P4、PCl3中分别含有6个P—P、3个P—Cl,反应热为断裂6molP—P、6molCl—Cl吸收的能量和形成12molP—Cl放出的能量之差,即ΔH=6×198kJ·mol-1+6×243kJ·mol-1-12×331kJ·mol-1=-1326kJ·mol-1。提升关键能力(2)科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子,其结构为正四面体(如图所示),与白磷分子相似,已知断裂1molN—N吸收193kJ热量,断裂1molN≡N吸收941kJ热量,则1molN4气体转化为2molN2时的ΔH=

。-724kJ·mol-1[解析]1molN4气体转化为2molN2时,要断裂6molN—N、形成2molN≡N,已知断裂1molN—N吸收193kJ热量,断裂1molN≡N吸收941kJ热量,则1molN4气体转化为2molN2时的ΔH=(193×6-941×2)kJ·mol-1=-724kJ·mol-1。提升关键能力[方法技巧]

1.熟记反应热ΔH的基本计算公式ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和2.常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)石墨(单层)金刚石S8(S—S)Si键数24641.5282提升关键能力题组三反应热大小的比较1.[2021·浙江卷]相同温度和压强下,关于反应的ΔH,下列判断正确的是(

) (g)+H2(g)→

(g)

ΔH1 (g)+2H2(g)→

(g)

ΔH2 (g)+3H2(g)→(g)

ΔH3 (g)+H2(g)→(g)

ΔH4A.ΔH1>0,ΔH2>0

B.ΔH3=ΔH1+ΔH2C.ΔH1>ΔH2,ΔH3>ΔH2

D.ΔH2=ΔH3+ΔH4C提升关键能力[解析]环己烷比环己烯、环己二烯稳定,则环己烷能量低,ΔH1<0,ΔH2<0,A项错误;根据反应方程式,结合盖斯定律,ΔH3=ΔH2+ΔH4,B项错误;将反应2减去反应1,得

(g)+H2(g)→(g)

ΔH=ΔH2-ΔH1,由于环己烯比环己二烯稳定,则ΔH2-ΔH1<0,即ΔH2<ΔH1,同理,将反应3减去反应2,得反应4

(g)+H2(g)→(g)

ΔH4=ΔH3-ΔH2,

比

稳定,则ΔH3-ΔH2>0,即ΔH3>ΔH2,C项正确;根据盖斯定律,ΔH2=ΔH3-ΔH4,D项错误。提升关键能力

B提升关键能力[解析]等量H2(g)完全燃烧生成H2O(l)放出的热量比生成H2O(g)放出的热量多,则有ΔH1>ΔH2,A错误;等量S(g)具有的能量高于S(s)具有的能量,等量S(g)反应放出热量比S(s)反应放出的热量多,则有ΔH2>ΔH1,B正确;等量C(s)完全燃烧生成CO2(g)放出的热量比生成CO(g)放出的热量多,则有ΔH1>ΔH2,C错误;HCl(g)分解生成H2(g)和Cl2(g)是吸热反应,H2(g)和Cl2(g)生成HCl(g)是放热反应,则有ΔH1>ΔH2,D错误。提升关键能力[规律小结]

反应热大小比较(1)看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下:(2)看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小,还要考虑其符号。(3)看化学计量数。当反应物与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。(4)看反应的程度。对于可逆反应,参加反应的物质的量和状态相同时,反应的程度越大,热量变化越大。经典真题·明考向知识梳理

1.[2022·浙江卷]标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表: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-1C物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/

(kJ·mol-1)249218391000-136-242[解析]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;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(g)=HO(g)+O(g),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,所以解离氧氧单键所需能量:HOO>H2O2,C错误;H2O(g)+O(g)=H2O2(g)的ΔH=-136kJ·mol-1-249kJ·mol-1-(-242kJ·mol-1)=-143kJ·mol-1,D正确。物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/

(kJ·mol-1)249218391000-136-2422.[2021·浙江卷]已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:则2O(g)=O2(g)的ΔH为 (

)A.428kJ·mol-1

B.-428kJ·mol-1C.498kJ·mol-1

D.-498kJ·mol-1D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[解析]反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的ΔH=2E(H—H)+E(O=O)-4E(H—O)=-482kJ·mol-1,则2×436kJ·mol-1+E(O=O)-4×463kJ·mol-1=-482kJ·mol-1,解得E(O=O)为498kJ·mol-1,2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量,因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ·mol-1。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

[解析]根据盖斯定律可得,①+②+2×③可得反应CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)=Ca2+(aq)+2[Al(OH)4]-(aq)+3H2(g),则ΔH4=ΔH1+ΔH2+2ΔH3=(-65.17kJ·mol-1)+(-16.73kJ·mol-1)+2×(-415.0kJ·mol-1)=-911.9kJ·mol-1。-911.9(2)[2022·全国乙卷节选]已知下列反应的热化学方程式:①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)

ΔH1=-1036kJ·mol-1②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)

ΔH2=+94kJ·mol-1③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH3=-484kJ·mol-1计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的ΔH4=

kJ·mol-1。

+1704.(1)[2021·湖南卷节选]氨热分解法制氢气,一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。相关化学键的键能数据:反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)

ΔH=

kJ·mol-1。[解析]ΔH=6E(N—H)-E()-3E(H—H)=6×390.8kJ·mol-1-946kJ·mol-1-3×436.0kJ·mol-1=+90.8kJ·mol-1。+90.8化学键H—HN—H键能E/(kJ·mol-1)946436.0390.8(2)[2021·广东卷节选]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:a)CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)

ΔH1b)CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)

ΔH2c)CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)

ΔH3d)2CO(g)⇌CO2(g)+C(s)

ΔH4e)CO(g)+H2(g)⇌H2O(g)+C(s)

ΔH5根据盖斯定律,反应a的ΔH1=

(写出一个代数式即可)。

[解析]根据题目所给出的反应方程式可知,a=b+c-e=c-d,根据盖斯定律则有ΔH1=ΔH2+ΔH3-ΔH5=ΔH3-ΔH4。ΔH2+ΔH3-ΔH5或ΔH3-ΔH4(3)[2021·河北卷节选]大气中的二氧化碳主要来自于煤、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下表:则25℃时H2(g)和C(石墨,s)生成C6H6(l)的热化学方程式为

。6C(石墨,s)+3H2(g)=C6H6(l)

ΔH=+49.1kJ·mol-1物质H2(g)C(石墨,s)C6H6(l)燃烧热ΔH/

(kJ·mol-1)-285.8-393.5-3267.5

物质H2(g)C(石墨,s)C6H6(l)燃烧热ΔH/

(kJ·mol-1)-285.8-393.5-3267.51.

[2020·北京卷]依据图示关系,下列说法不正确的是(

)A.石墨燃烧是放热反应B.1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多C.C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)

ΔH=ΔH1-ΔH2D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关备用习题C备用习题

2.已知:①2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)

ΔH1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)

ΔH2③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)

ΔH3④2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

ΔH4⑤CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)

ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是(

)A.ΔH1>0,ΔH2<0

B.ΔH3>ΔH4C.ΔH1=ΔH2+2ΔH3-ΔH5

D.2ΔH5+ΔH1<0备用习题D备用习题[解析]A项,甲醇燃烧是放热反应,ΔH1<0,错误;B项,H2O(g)=H2O(l),放出热量,反应③放出的热量多,ΔH3<ΔH4,错误;C项,根据盖斯定律,ΔH1=ΔH2+2ΔH3-2ΔH5,错误;D项,2CO(g)+4H2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)

ΔH=2ΔH5+ΔH1,相当于CO、H2的燃烧,均为放热反应,正确。3.一氧化碳甲烷化反应为CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g)。下图是使用某种催化剂时转化过程中的能量变化(部分物质省略)。下列说法不正确的是 (

)A.步骤①只有非极性键断裂B.步骤②的原子利用率为100%C.过渡态Ⅱ能量最高,因此其对应的步骤③的反应速率最慢D.该方法可以清除剧毒气体CO,从而保护环境备用习题C备用习题[解析]步骤①涉及H2断键,CO未断键,因此只有非极性键断裂,A正确;步骤②的反应物全部变为生成物,因此原子利用率为100%,B正确;根据图中信息,过渡态Ⅰ与反应物的能量差最高,因此其对应的步骤②的反应速率最慢,C错误;根据反应的历程可知,有毒气体一氧化碳与氢气反应最终转化为甲烷,该方法可以清除剧毒气体CO,从而保护环境,D正确。4.“钙基固硫”是将煤中的硫元素以CaSO4的形式固定脱硫,而煤炭燃烧过程中产生的CO又会发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,导致脱硫效率降低。某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程的能量变化示意图正确的是(

)反应Ⅰ:CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)

ΔH1=+218.4kJ·mol-1反应Ⅱ:CaSO4(s)+4CO(g)⇌CaS(s)+4CO2(g)

ΔH2=-175.6kJ·mol-1A

B

C

D备用习题A备用习题[解析]反应Ⅰ为吸热反应,说明反应Ⅰ生成物的总能量比反应物的总能量高,排除B、C选项;反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),说明反应Ⅰ的活化能较小,反应Ⅱ的活化能较大,排除D选项,选项A正确。考点一焓变与反应热1.下列关于化学反应与能量变化的说法正确的是(

)A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B.水的汽化需要吸收能量,所以水的汽化属于吸热反应C.X(s)=Y(s)是放热反应,则Y比X稳定D.对于吸热反应,生成物总能量一定低于反应物总能量C123456789101112131415161234567891011121314[解析]需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如铝热反应为放热反应,但该反应在高温条件下才能进行,故A错误;吸热反应属于化学反应,水汽化属于物质状态之间的转化,是物理变化,所以水汽化不属于吸热反应,故B错误;X(s)=Y(s)是放热反应,生成物总能量低于反应物总能量,能量越低越稳定,所以Y比X稳定,故C正确;吸热反应的生成物总能量高于反应物总能量,故D错误。15162.某反应过程能量变化如图所示,下列说法正确的是(

)A.改变催化剂,可改变该反应的活化能B.该反应为吸热反应,热效应等于ΔHC.反应过程a有催化剂参与D.在催化剂条件下,反应的活化能等于E1+E2A12345678910111213141516[解析]使用不同的催化剂,反应的活化能不同,故A正确;反应物的能量高于生成物的能量,为放热反应,故B错误;b中使用了催化剂,故C错误;E1、E2分别代表反应过程中各步反应的活化能,整个反应的活化能不是各步反应活化能之和,故D错误。3.已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)

ΔH=-72kJ·mol-1。蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,其他相关数据如下表所示。下列说法正确的是(

)A.Br2(l)=Br2(g)

ΔH=-30kJ·mol-1B.2Br(g)=Br2(g)

ΔH=+230kJ·mol-1C.2HBr(g)=H2(g)+Br2(g)

ΔH=+102kJ·mol-1D.H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)

ΔH=-72kJ·mol-1表示一个氢气分子和一个液溴分子完全反应放出72kJ热量C12345678910111213141516共价键H—HH—Br键能/(kJ·mol-1)436369123456789101112131415[解析]已知蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30kJ,则Br2(l)=Br2(g)

ΔH=+30kJ·mol-1,A项错误;H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)

ΔH=-72kJ·mol-1,由盖斯定律、结合选项A知,H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)

ΔH=-10