2023年高考化學復習 大一輪復習講義 第33講　反應熱

第六章化學反應與能量

第33講反應熱

【復習目標】1.了解反應熱、焙變的概念，知道化學反應熱效應與反應的婚變之間的關系。

2.知道常見的吸熱反應和放熱反應，能從多角度分析化學反應中能量變化的原因。3.了解熱化

學方程式的含義，能正確書寫熱化學方程式。

考點一反應熱始變

■歸納整合夯實必備知識

1.反應熱和焙變

(1)反應熱：在等溫條件下，化學反應體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量。

⑵焙變

①焰(，)：焰是與內(nèi)能有關的物理量。

②焰變SH)：生成物的熔與反應物的焰之差。

③焰變與反應熱的關系

等壓條件下的反應熱等于反應的婚變，常用△旦表示反應熱，常用單位：kJ?mol1O

2.吸熱反應、放熱反應

(1)放熱反應：釋放熱量的化學反應。反應物的總能量玨生成物的總能量。反應體系的能量

降低,故ΔW<0,即?H為負值。

(2)吸熱反應：吸收熱量的化學反應。反應物的總能量小土生成物的總能量。反應體系的能量

升高,故AHZO,即XH為正值。

(3)常見的吸熱反應和放熱反應

吸熱反應(AH>0)放熱反應(A"V0)

Γ易錯辨析」

1.濃H2SO4稀釋是放熱反應（）

2.放熱反應不需要加熱就能反應，吸熱反應不加熱就不能反應（）

3.可逆反應的△”表示完全反應時的熱量變化，與反應是否可逆無關（）

4.吸熱反應中，反應物化學鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學鍵放出的總能量（）

5.活化能越大，表明化學反應吸收的能量越大（）

答案1,×2.×3.√4.√5,×

■專項突破提升關鍵能力

一、理解反應熱與物質(zhì)的能量變化關系圖

1.根據(jù)如圖所示的反應，回答下列問題：

［能量/（kJ?mol^'）

I生成物.

O反應過程

（1）該反應是放熱反應，還是吸熱反應？。

⑵反應的AH=。

（3）反應的活化能為。

(4)試在上圖中用虛線表示在反應中使用催化劑后活化能的變化情況。

答案(1)放熱反應(2)—6kJ?moΓ∣

(3)nUmol1

(4)

［能量/(kJ?mol^')

Er

∣?■應物Ib

I生成防

O反應過程

2.秘基催化劑對CO2電化學還原制取HCOOH具有高效的選擇性。其反應歷程與能量變化

如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。

+L-+HC07-+H+

CO2-CO2--HCOO-HCOOH

>O

???T

混一Bi催化劑

玄-2

ABiq,催化劑

妾-3

-4g8H二

OO

?OOO反應歷程

□Do

HH)

Λ**工

O

P

⑴使用Bi、Bi2O3兩種催化劑哪個更有利于CO2的吸附？。簡述判斷依據(jù):

(2)CO2電化學還原制取HCOOH的反應XHO。

⑶使用Bi催化劑時，最大能壘是，使用Bi2O3催化劑時，最大能壘是。

(4)由*Cθ2生成*HCOO的反應為。

答案(I)BizCh由題圖可知，使用BizCh催化劑時，相對能量減小得多，趨于更穩(wěn)定狀態(tài)

⑵<

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

解析(3)使用Bi催化劑時，*CO2-*Cor過程中的活化能為-0.51eV-(-0.89eV)=0.38eV,

使用Bi2O3催化劑時，*CO2^―?'CO,+*HCC)C)-過程的活化能為-2.54eV-(-2.86eV)=

0.32eV?

二、根據(jù)鍵能計算焙變

3.CH3—CH/g)-CH2=CH2(g)+H2(g)?H,有關化學鍵的鍵能如下表：

化學鍵C-HC=CC-CH-H

?≡∕(kJ?moΓ,)414615347435

則該反應的反應熱為。

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.已知幾種化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示(亞硝酰氯的結(jié)構式為Cl-N=O)：

化學鍵N≡OCl-ClCl-NN=O

鍵能/(kJ?mol^^∣)630243a607

則反應2NO(g)+Cl2(g)2ClN0(g)的AH=kJ?mol∣(用含a的代數(shù)式表示)。

答案289—2〃

解析根據(jù)AH=反應物總鍵能一生成物總鍵能知，AH=2X630kJ?mol^'+243kJ?mol

l

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

■歸納總結(jié)

(1)婚變與反應中物質(zhì)能量的變化關系

反應

能量生成

的

物

的

物

諭

能

能

總

Δ總

量

≡量

?數(shù)Δ

生

?反

應

成

物

物

的

的

總

總

能

能

量

反應過程量反應過程

放熱反應吸熱反應

物質(zhì)能量變化與焙變的關系：ΔH=E(生成物的總能量)一E(反應物的總能量)。

(2)婚變與鍵能的關系

①AH=反應物鍵能之和一生成物鍵能之和。

②常見1mol物質(zhì)中化學鍵數(shù)目：

物質(zhì)金剛石

SiO2P4CO2CH4

化學鍵C-CSi-OP-PC=OC-H

化學鍵數(shù)目2NA4NA6NA2NA4NA

考點二熱化學方程式

■歸納整合夯實必備知識

1.熱化學方程式既表示化學反應的物庾變化，也表示化學反應的能量變化。

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

與1molO2(g)反應生成2mol液態(tài)水時放出的熱量為571.6kJ。

2.熱化學方程式中必須標明反應物和生成物的狀態(tài)，固體⑤、液體①、氣體(g)、水溶液(再)，

若為同素異形體，還要注明名稱。

3.熱化學方程式要注明反應時的溫度和壓強。如不注明，即表示在25°C和IOlkPa下測定。

4.熱化學方程式中的化學計量數(shù)為物質(zhì)的量。故化學計量數(shù)可以是整數(shù),也可以是分數(shù)。當

化學計量數(shù)改變時，其XH也同等倍數(shù)的改變。

5.要注明△”的符號：“+”代表吸熱,“一”代表放熱以及單位：kJ?mol1

Γ易錯辨析」

1.C(石墨，S)==C(金剛石，s)ΔW>0,說明石墨比金剛石穩(wěn)定()

2.對于SO2(g)+∣O2(g)SO3(g)AH=-QkJ?moC,增大壓強平衡右移，放出的熱量增

大，減小()

3.熱化學方程式H2(g)+∣O2(g)=H2O(g)Δ//=-241.8kJ?moΓ1表示的意義：25℃、IolkPa

時，發(fā)生上述反應生成ImolH20(g)后放出241.8kJ的熱量()

4.熱化學方程式前面的化學計量數(shù)既表示分子數(shù)也表示物質(zhì)的量()

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

答案1.√2.×3.√4.×5.×

■專項突破

1.依據(jù)事實書寫熱化學方程式。

(I)Ig碳與適量水蒸氣反應生成CO和電，需要吸收10.94kJ熱量，此反應的熱化學方程式

為

⑵已知2.0g燃料腫(N2H4)氣體完全燃燒生成N2和水蒸氣時，放出33.4kJ的熱量，則表示朋

燃燒的熱化學方程式為

(3)CUel(S)與02反應生成CUCl2(s)和一種黑色固體。在25℃、101kPa下，已知該反應每消

耗1mo?CUCl(S)放熱44.4kJ,該反應的熱化學方程式是

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.分析圖像書寫熱化學方程式。

I

G

S1G

颯

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

氯元素的化合價

丙

⑴圖甲表示的是NCh和CC)反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NCh和CO

反應的熱化學方程式:

(2)圖乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、貓在生成ImoI氣態(tài)氫化物時的焰變數(shù)據(jù)，根據(jù)焰變

數(shù)據(jù)可確定a、b、c、d分別代表哪種元素，試寫出硒化氫在熱力學標準狀態(tài)下，發(fā)生分解反

應的熱化學方程式：

O

(3)圖丙表示一定條件下，在水溶液中Imole1、CloX(X=I,2,3,4)的能量相對大小，

①D是(填離子符號)。

②B-A+C反應的熱化學方程式為

(用離子符號表示)。

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)根據(jù)圖甲可知，此反應是放熱反應，熱化學方程式為NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+

NO(g)

ΔW=(134-368)kJ?mol^l=-234kJ?mol-l(>

(2)同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸降低，能量逐漸增大，

則可確定a、b、c、d分別代表硫、硒、硫、氧元素。b代表硒元素，生成1molI?Se(g)的NH

=+81kJ?moΓl,則其分解反應的熱化學方程式為H2Se(g)=Se(s)+H2(g)Δ∕7=-8IkJ-

mollo

(3)D中氯元素的化合價為+7價，應為CloL寫出B-A+C的化學方程式，利用生成物

的總能量減去反應物的總能量求得AH=(63—60X3)kJ?moΓl=-117kJ?moΓ',寫出熱化學

方程式即可。

真題演練明確考向

1.(2020?浙江1月選考，22)在一定溫度下，某反應達到了化學平衡，其反應過程對應的能量

變化如圖。下列說法正確的是(

A.EI為逆反應活化能，Ea'為正反應活化能

B.該反應為放熱反應，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.溫度升高，逆反應速率加快幅度大于正反應速率加快幅度，使平衡逆移

答案D

2.(2020?天津，10)理論研究表明，在IOlkPa和298K下，HCN(g)HNC(g)異構化反應

過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是()

Γ

o

E

p?

o

/

停

混

r

fK

?

A.HCN比HNC穩(wěn)定

B.該異構化反應的AH=+59.3kJ?moir

C.正反應的活化能大于逆反應的活化能

D.使用催化劑，可以改變反應的反應熱

答案D

解析A對，HCN的能量低于HNC的能量，能量越低越穩(wěn)定；B對，根據(jù)題圖可知反應為

吸熱反應，該反應的AH=+59.3kJ?moL;C對，正反應的活化能為186.5kJ?mol^',逆反應

的活化能為186.5kJ?moΓl-59.3kJ?moΓ'=127.2kJ?moΓl,故正反應的活化能大于逆反應的

活化能；D錯，催化劑只能改變反應速率，不影響反應熱。

3.(2021.浙江1月選考，20)已知共價鍵的鍵能與熱化學方程式信息如下表：

共價鍵H-HH-O

鍵能/(kJ-mor|)436463

,

熱化學方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)NH=-482kJ?moΓ

則20(g)=02(g)的AH為()

A.428kJ?moΓ'B.-428kJmoΓl

C.498kJ?moΓ1D.-498kJ-moΓl

答案D

解析設Q=O的鍵能為X,則(2X436kJ?mol-∣+x)-2X2X463kJ?moC=-482kJ?mol-∣,

ll

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

4.[2017?天津，7(3)]0.111101。2與焦炭、Tio2完全反應，生成一種還原性氣體和一種易水解

成TiO2?xH2O的液態(tài)化合物，放熱4.28kJ,該反應的熱化學方程式為

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

5.[2020?全國卷II,28(1)①]乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應：C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g)

AH,相關物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表所示：

物質(zhì)

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

燃燒熱A4/

-1560-1411-286

(kJ?moΓ1)

則Aa=kJmol^1O

答案+137

解析先寫出三種氣體的燃燒熱的熱化學方程式，然后根據(jù)蓋斯定律，?∕∕l=-l560kJ.

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

課時精練

一、選擇題：每小題只有一個選項符合題目要求。

1.下列物質(zhì)間的反應，其能量變化符合下圖的是(

I能量

反應物總能量

生成物總能量

反應過理

A.合成氨反應

B.碳與水蒸氣高溫制水煤氣

C.Ba(OH)2SH2O晶體和NH4Cl晶體混合

D.碳酸鈣的分解

答案A

2.已知2H2(g)+CO(g)CH.QH(g)為放熱反應，對該反應的下列說法正確的是()

A.因該反應為放熱反應，故不加熱就可發(fā)生

B.相同條件下，2molH2(g)的能量或1molCo(g)的能量一定高于1molCH.QH(g)的能量

C.相同條件下，2molFh(g)和ImOleo(g)的總能量一定高于ImOlCH3()H(g)的能量

D.達到平衡時，Co的濃度與CFhOH的濃度一定相等

答案C

解析放熱反應與反應條件無關，可能需要加熱才發(fā)生，A錯誤；物質(zhì)的能量與狀態(tài)有關，

由放熱反應可知，相同條件下，2moltth(g)與1molCO(g)的總能量和一定高于1molCH3OH(g)

的能量，B錯誤、C正確；平衡時，各物質(zhì)的濃度不變，濃度是否相等與起始量、轉(zhuǎn)化率有

關，D錯誤。

3.已知化學反應A2(g)+B2(g)=2AB(g)AH=+100kJ?moir的能量變化如圖所示，判斷

下列敘述正確的是()

'能量/(kJ?mol^l)

)2molAB(g)

ImolA2(g)+1molB2(g)

反應過程

加入催化劑，該反應的反應熱△，變小

每形成2molA-B,將吸收bkJ能量

每生成2分子AB吸收(a—〃)kJ熱量

該反應正反應的活化能大于IookJ-mo「I

答案D

解析催化劑不影響始變的大小，A錯誤；形成化學鍵，釋放能量，B錯誤；每生成2molAB(g)

吸收3—份kJ熱量，C錯誤。

4.根據(jù)如圖所示的NMg)和OMg)反應生成No(g)過程中能量變化情況，判斷下列說法錯誤的

是()

NO

m…\放出能量

吸收能里吸收能量?2×632kJ?mol'1

946kJ-mo?-'498kJ?mol^'?

QOuuQQQQ

N2O2NO

A.2mol氣態(tài)氧原子結(jié)合生成O2(g)時，能放出498kJ能量

B.斷裂ImOlNo分子中的化學鍵，需要吸收632kJ能量

C.Imo?N2(g)和1molO2(g)具有的總能量小于2molNO(g)具有的總能量

D.1molN2和1molO2反應的焰變

ΔW=-180kJ?moΓ'

答案D

解析反應熱就是斷裂舊化學鍵吸收的能量和形成新化學鍵放出的能量的差值，該反應的反

應熱是946kJ?moΓl÷498kJ?moll-2×632kJ?moΓ'=÷180kJ?moΓ',所以該反應是吸熱反

應，反應物總能量小于生成物總能量，D項錯誤。

5.298K、IOIkPa時?，合成氨反應的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.38

kJ-

mol1在該溫度下，取0.5molN2(g)和3molH2(g)放在一密閉容器中，在催化劑存在的情況

下進行反應，最后反應放出的熱量()

A.等于46.19kJB.大于46.19kJ

C.小于46.19kJD.無法確定

答案C

解析N2與Hz的反應為可逆反應，達到平衡狀態(tài)時，0.50101κ(8)和30101比佰)不能完全反

應，因而放出的熱量小于46.19kJ。

6.中國研究人員研制出一種新型復合光催化劑，利用太陽光在催化劑表面實現(xiàn)高效分解水,

其主要過程如圖所示。

鳧亮不。C-V8-8髓等

已知：幾種物質(zhì)中化學鍵的鍵能如下表所示：

HO'PO2中H2中H2O2中H2O2中

化學鍵2

H-OC)=OH-H0—0O-H

鍵能/(kJ?molI)463496436138463

若反應過程中分解了2mol水，則下列說法不正確的是()

A.總反應為2H2。辭＞2H2t+Of

惟化∕pj2

B.過程I吸收了926kJ能量

C.過程H放出了574kJ能量

D.過程HI屬于放熱反應

答案D

解析由圖可知，總反應為水分解生成氫氣和氧氣，實現(xiàn)了光能向化學能的轉(zhuǎn)化，反應的化

學方程式為2H2O而言2H2t+O2t,故A正確；過程I為2molH2O分子變成2mo?氨原

子和2mol羥基的過程，吸收的能量為463kJ?mol-∣X2mol=926kJ,故B正確：過程∏為

2mol氫原子和2mol羥基生成1mol氫氣和1mol過氧化氫，放出的能量為436kJ÷138kJ

=574kJ,故C正確；過程ΠI為1mol過氧化氫生成Imol氧氣和1mol氧氣，吸收的能量為

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

能量，該過程為吸熱反應，故D錯誤。

二、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題目要求。

7.已知斷裂1molH2(g)中的H-H需要吸收436.4kJ的能量，斷裂ImolCh(g)中的共價鍵需

要吸收498kJ的能量，生成H2O(g)中的1molH-O能放出462.8kJ的能量。下列說法正確

的是()

A.斷裂1molH2O中的化學鍵需要吸收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)

Δ?=-240.2kJmoΓl

答案B

解析未說明1molH2O的狀態(tài)，不能計算能量變化，A錯誤；2H2(g)+θ2(g)=2H2O(g)ΔH

=436.4kJ?mol^'×2+498kJ?moΓl-4×462.8kJ?moΓ1=-480.4kJ?mol^1,B正確；氣態(tài)水轉(zhuǎn)

化為液態(tài)水時放出的熱量未知，不能計算婚變，C、D錯誤。

8.實驗測得：10IkPa時，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ的熱量；ImOlCH4

完全燃燒生成液態(tài)水和CO2,放出890.3kJ的熱量。下列熱化學方程式的書寫正確的是()

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項A，=-890.3kJ-mo「，B項蛤變的單位不正確，C項水的狀態(tài)不正確。

9.下列依據(jù)熱化學方程式得出的結(jié)論正確的是()

A.已知：正丁烷(g)=異丁烷(g)ΔW<O,則異丁烷比正丁烷穩(wěn)定

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

燒熱NH=-1478.8kJ?moΓ'

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

完全反應生成1molFhO⑴時，放出57.3kJ熱量

D.已知：S⑸+O2(g)=SO2(g)?∕∕∣;S(g)+O2(g)=SO2(g)Δ?-貝IJAHI>A42

答案AD

解析正丁烷轉(zhuǎn)化為異丁烷的反應為放熱反應，說明等物質(zhì)的量的異丁烷的能量比正丁烷低,

物質(zhì)能量越低越穩(wěn)定，A項正確；燃燒熱為IOlkPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物

時放出的熱量，已知熱化學方程式中生成物水為氣態(tài)，則對應的AH不是C2H4(g)的燃燒熱，

B項錯誤；反應還生成了BaSO4(s),放出的熱量應大于57.3kJ,