高考化學(xué)專(zhuān)題四第1講化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)學(xué)案

笫1講化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)

【2020?備考】

最新考綱：1.能說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的主要原因，知道化學(xué)變化中常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。

2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱（焰變）等概念。

3.能正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式，能根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。

新課標(biāo)要求：能說(shuō)明化學(xué)變化中的能量轉(zhuǎn)化，能分析化學(xué)變化中能量吸收或釋放的原因。能

定量分析化學(xué)變化的熱效應(yīng)。能依據(jù)化學(xué)變化中能量轉(zhuǎn)化的原理，提出利用化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)能

量?jī)?chǔ)存和釋放的有實(shí)用價(jià)值的建議。

最新考情：化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的考查，一是在選擇題中單獨(dú)設(shè)題,考查反應(yīng)中的能量變化、

反應(yīng)熱的比較及蓋斯定律的計(jì)算，如2017年、2016年、2014年高考；二是在選擇題中某一

選項(xiàng)出現(xiàn)，多與圖像分析相結(jié)合，如2016年T10A,2015年T3B,2011年T10A；三是在填

空題中考查，考查蓋斯定律的計(jì)算或結(jié)合蓋斯定律的熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)，如2015年、2013

年高考。預(yù)測(cè)2020年高考延續(xù)這一命題特點(diǎn)，一是在選擇題某一選項(xiàng)中出現(xiàn)，二是考查有

關(guān)蓋斯定律的熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)。

考點(diǎn)一婚變與反應(yīng)熱

［知識(shí)梳理］

1.反應(yīng)熱和熔變

（1）反應(yīng)熱：化學(xué)反應(yīng)中吸收或放出的熱量。

（2）焰變：在恒壓條件下化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，其符號(hào)為且避，單位是kJ?mo「'或kj/mol。

2.吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)

吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)

定義吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)放出熱量的化學(xué)反應(yīng)

表示方法△於0△水0

形成原因￡￡（反應(yīng)物（生成物）￡￡（反應(yīng)物生成物）

|毗心.||啜黑反腐|

,_1__.

形成實(shí)質(zhì)國(guó)袤困|~|QE"”

圓新化丁形成圉Ly〃<0|

|一出一-.||最|

能量

Z-K能量k1x〕&

圖示./L〃產(chǎn)物惺曲下〃7

反向:物?-…生沸,

反應(yīng)過(guò)直反應(yīng)過(guò)程

日——活化能（反應(yīng)物分子變成活化分子所需的能量）

四一一活化能（生成物分子變成活化分子所需的能量）

圖示①△仁￡一區(qū)①A〃=￡-E2

②使用催化劑，￡減小，氏減小，&H②使用催化劑，后逆L，良城

謾小，△〃不變

①所有的水解反應(yīng)①所有的中和反應(yīng)

②大多數(shù)的分解反應(yīng)②所有的燃燒反應(yīng)

③Ba（OH）2?8H2O與NH..C1的反應(yīng)③大多數(shù)的化合反應(yīng)

反應(yīng)類(lèi)型或?qū)嵗?/p>

④活潑金屬與水、較活潑金屬

@C+H2O（g）==CO+H2

與酸的反應(yīng)

⑤C+CO建S2co

⑤鋁熱反應(yīng)

名師助學(xué)：①有能量變化的過(guò)程不一定是放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng),如水結(jié)成冰放熱但不屬于放

熱反應(yīng)。②化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱與反應(yīng)發(fā)生的條件沒(méi)有必然聯(lián)系,如吸熱反應(yīng)NH,C1與

盟（QH）2?期2。在常溫賞壓下即可進(jìn)行9_

［題組診斷］

題組=反應(yīng)過(guò)程中能量變化圖像

1.（2012?江蘇化學(xué)，4）某反應(yīng)的反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示（圖中￡表示正反應(yīng)的活化

能，員表示逆反應(yīng)的活化能）。下列有關(guān)敘述正確的是（）

A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B.催化劑能改變?cè)摲磻?yīng)的焰變

C.催化劑能降低該反應(yīng)的活化能

D.逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能

解析從圖中看，反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，故為吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；烙變是指

反應(yīng)物與生成物之間的能量差值，與反應(yīng)過(guò)程無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；加入催化劑之后，￡、員都變

小，即活化能減小，C正確；從圖知，逆反應(yīng)的活化能小于正反應(yīng)的活化能，D錯(cuò)誤。

答案C

2.（2018?南京、鹽城一模）也與IC1的反應(yīng)分①②兩步進(jìn)行，其能量曲線如下圖所示，下列

有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.反應(yīng)①、反應(yīng)②均為放熱反應(yīng)

B.反應(yīng)①、反應(yīng)②均為氯化還原反應(yīng)

C.反應(yīng)①比反應(yīng)②的速率慢，與相應(yīng)正反應(yīng)的活化能無(wú)關(guān)

D.反應(yīng)①、反應(yīng)②的婚變之和為△〃=-218kJ?mol-1

解析A項(xiàng)，由圖示知，兩步反應(yīng)的反應(yīng)物的能量均比產(chǎn)物的能量大，所以均為放熱反應(yīng)，

正確；B項(xiàng)，第一步有單質(zhì)H,參加，第二步有單質(zhì)I?生成，故均為氧化還原反應(yīng)，正確；C

項(xiàng)，反應(yīng)的活化能越小，反應(yīng)越容易進(jìn)行，且反應(yīng)速率也快，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由蓋斯定律知，

兩步反應(yīng)的總?cè)圩兣c一步總反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物的能量有關(guān)，由圖知，反應(yīng)物的能量比生

成物的能量大，故為放熱反應(yīng)，Ai^-218kJ-mol-1,正確。

答案C

【歸納總結(jié)】

解答能量變化圖像題的“三”關(guān)鍵

L注意活化能在圖示中的意義。

(1)從反應(yīng)物至最高點(diǎn)的能量數(shù)值表示正反應(yīng)的活化能；

(2)從最高點(diǎn)至生成物的能量數(shù)值表示逆反應(yīng)的活化能。

2.催化劑只影響正、逆反應(yīng)的活化能，而不影響反應(yīng)的△仇

3.設(shè)計(jì)反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算時(shí)，要切實(shí)注意圖示中反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量。

題組目反應(yīng)熱與鍵能關(guān)系

3.已知：①1mol晶體硅中含有2molSi—Si鍵。?Si(s)+02(g)=Si02(s)△//,其反

應(yīng)過(guò)程與能量變化如圖所示。

化學(xué)鍵Si—00=0Si—Si

斷開(kāi)1mol共價(jià)鍵所需能量/kJ460500176

下列說(shuō)法正確的是()

A.晶體硅光伏發(fā)電是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的

B.二氧化硅穩(wěn)定性小于硅的穩(wěn)定性

C.AQ-988kj/mol

D.A//=a—c

解析晶體硅光伏發(fā)電是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能判斷，斷裂1mol

二氧化硅需要的能量為4X460kj=l840kJ,斷裂1mol晶體硅需要的能量為2X176kJ

=354kJ,故二氧化硅穩(wěn)定性大于硅的穩(wěn)定性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Si(s)+02(g)=Si02(s)△仁

(+176X2+500-460X4)kJ/mo1=-988kJ/mo1,C項(xiàng)正確；根據(jù)圖中信息可知，△〃=一

c,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案C

4.SF6分子結(jié)構(gòu)中只存在S—F鍵。已知：1molS(s)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,

斷裂1molF—F、S—F鍵需吸收的能量分別為160kJ、330kJ。則S(s)+30(g)=S&(g)

的反應(yīng)熱八〃為()

A.-1780kj/molB.+430kj/mol

C.-450kj/molD.-1220kj/mol

解析△〃=反應(yīng)物鍵能總和一生成物鍵能總和，所以該反應(yīng)的A//=280kJ/mol4-3X160

kj/mol—6X330kj/mol=-1223kj/mol,D項(xiàng)正確。

答案D

【歸納總結(jié)】

⑴AQ斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量一形成化學(xué)鍵所釋放的總能量；△〃=反應(yīng)物的鍵能總和

一生成物的鍵能總和。

(2)鍵能、穩(wěn)定性和物質(zhì)能量的關(guān)系：某物質(zhì)的鍵能越大，破壞其化學(xué)鍵吸收的能量就越大,

其物質(zhì)就越穩(wěn)定，但是其自身含有的能量就越低。即物質(zhì)越穩(wěn)定，則自身含有的能量越低。

(3)常見(jiàn)物質(zhì)中的化學(xué)鍵數(shù)目

CO2(C=OCHi(C—PKP-PSiO2(Si石金剛

物質(zhì)(S-S)Si

甲

)H))—0)3E石

鍵數(shù)24641.5282

考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式

［知識(shí)梳理］

1.概念

表示參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量和反應(yīng)熱關(guān)系的化學(xué)方程式。

2.意義

表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。

如：C(s)+02(g)=C02(g)AQ-393.5kJ?molT表示在25°C,101kPa時(shí)，1你＞1

固體碳和1mol氣氣反應(yīng)牛.成1mol二氧.化碳,同時(shí)放出393.5kJ的熱量。

3.熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)

；:"寫(xiě)出配平的化學(xué)方程式

X■■■■■■■■■■■■■■■■■■

三員螃.用s、l、g、aq標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)

「標(biāo)明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)(101kPa、25t時(shí)

?三標(biāo)家作廠可不標(biāo)注)

向標(biāo)二H-；_；在方程式后寫(xiě)出AH.并根據(jù)信息注明AH

根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)計(jì)算寫(xiě)出AH的值

提醒：①△，與反應(yīng)的“可逆性”

可逆反應(yīng)的△，表示反應(yīng)物完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無(wú)關(guān)。如N2(g)+

3H2(g)\、2NIh(g)21=-92.4kJ?mol~\

表示在298K時(shí)，1molM(g)和3molHz(g)完全反應(yīng)生成2molNH3(g)時(shí)放出92.4kJ

的熱量。但實(shí)際上1molN2(g)和3molIL(g)充分反應(yīng)，不可能生成2molNH3(g),故實(shí)

際反應(yīng)放出的熱量小于92.4kJ。

②△，單位“kJ-mol-"的含義，并不是指每摩爾反應(yīng)物可以放熱多少干焦，而是對(duì)整個(gè)反

應(yīng)而言，是指按照所給的化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)完成反應(yīng)時(shí)，每摩爾反應(yīng)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)。

4.蓋斯定律

(1)內(nèi)容：對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無(wú)論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。即：

化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的姐態(tài)幽態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。

(2)意義：間接計(jì)算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。

已知在25℃、101kPa時(shí):

-1

@C(s)+02(g)=C02(g)△仁一393.5kJ-mol,

1

@2C(s)+02(g)=2C0(g)AQ-221kJ^moP,

l

貝|JCO(g)+^(g)=C02(g)的A〃為一283kJ?mol-o

［題組診斷］

題組:熱化學(xué)方程式的正誤判斷

1.判斷正誤(正確的打“J”，錯(cuò)誤的打“X”)

（1）熱化學(xué)方程式中，化學(xué)計(jì)量數(shù)只代表物質(zhì)的量，不代表分子數(shù)（J）

（2）對(duì)于可逆反應(yīng)，熱化學(xué)方程式后的A〃代表前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的量的物質(zhì)完全

反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)（J）

（3）正逆反應(yīng)的△，相等（X）

（4）反應(yīng)條件（點(diǎn)燃或加熱）對(duì)熱效應(yīng)有影響，所以熱化學(xué)方程式必須注明反應(yīng)條件（X）

（5）比較△〃大小，只需比較數(shù)值，不用考慮正負(fù)號(hào)（X）

（6）熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)與△〃成正比（J）

（7）物質(zhì)的狀態(tài)不同△，的數(shù)值也不同（J）

（8）當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)熱的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反（J）

2.下列熱化學(xué)方程式或敘述正確的是（）

A.1mol液態(tài)腳在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642kJ的熱量：

-1

N2H4（1）+02（g）=N2（g）+2H20（g）AQ+642kJ-mol

B.12g石墨轉(zhuǎn)化為CO時(shí)，放出110.5kJ的熱量：

l

2c（石墨，s）+02（g）=2C0（g）A/^-U0.5kj*mor

C.已知：H2（g）+/）2（g）=H2（）（DA//=-286kJ?mol-1,

則：2H2。⑴=2H2（g）+02（g）的AQ+572kJ-mol-1

D.已知Nz（g）+3H2（g）、一、2NH3（g）△仁一92.4kJ-mol-1,則在一定條件下向密閉容

器中充入0.5molN?（g）和1.5molH?（g）充分反應(yīng)放出46.2kJ的熱量

解析反應(yīng)放熱，>H<0,A項(xiàng)錯(cuò)誤；2mol石墨即24g石墨放出的熱量是221kJ,B項(xiàng)錯(cuò)

誤；氫氣燃燒放熱，則水分解吸熱，C項(xiàng)正確；反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能計(jì)算放出的熱量，D

項(xiàng)錯(cuò)誤。

答案C

3.下列熱化學(xué)方程式正確的是（）

選項(xiàng)已知條件熱化學(xué)方程式

-1

A上的燃燒熱為akJ?mol-1也+CL典蜷2HC1kH=-akJ-mol

1molSO2、0.5mol0：完全反應(yīng)2s02(g)+(Ug)-----12so3(g)

B

后，放出熱量98.3kJ△〃=一98.3kJ-mol-1

+-

CH(aq)+0H(aq)=H20(l)H2SOi(aq)+Ba(0H)2(aq)=BaSO4(s)+2H20(l)

△//=-57.3kJ,mol-1△//=-114.6kJ,mol-1

Pi(白磷，s)=4P(紅磷，s)

D31g白磷比31g紅磷能量多bkj

AH=—4bkJ?mol-l

解析選項(xiàng)A中符合已知條件的應(yīng)是出和。2反應(yīng)，A錯(cuò)；A，應(yīng)為

-196.6kJ?mol-1,B錯(cuò)；選項(xiàng)C中由于生成BaSOi沉淀，放出的熱量大于114.6kJ,C錯(cuò)。

答案D

【歸納總結(jié)】

“五審”判斷熱化學(xué)方程式的正誤

題組昌熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)

4.依據(jù)信息書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式

(1)在25°C、101kPa下，一定質(zhì)量的無(wú)水乙醇完全燃燒時(shí)放出熱量0kJ,其燃燒生成的

C6用過(guò)量飽和石灰水吸收可得100gCaCd沉淀，則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為

-1

⑵已知25C、101kPa時(shí)，Mn(s)4-02(g)=Mn02(s)A〃=-520kJ-mol

-1

S(s)+02(g)=S02(g)△人一297kJ?mol

Mn(s)+S(s)+2。2(g)=MnSOi(s)

△〃=-l065kJ?mol-1

SO2與MnO2反應(yīng)生成無(wú)水MnSO4的熱化學(xué)方程式是

⑶用6將HC1轉(zhuǎn)化為Cb,可提高效益，減少污染。

傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過(guò)如下圖所示的催化循環(huán)實(shí)現(xiàn)。

HCl(g)CuOfs)

八O(g)

HQ(g)CuCl2(s)2

其中，反應(yīng)①為2HC1(g)+Cu0(s)=H20(g)+CuCl2(s)AH\

反應(yīng)②生成1molCh的反應(yīng)熱為則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

(反應(yīng)熱用△”和△"表示)。

(4)將CH,與HzO(g)通入聚焦太陽(yáng)能反應(yīng)器，可發(fā)生反應(yīng)：

-1

@CHjg)+H20(g)^CO(g)+3H?(g),該反應(yīng)的AQ+206kJ?mol

-1

已知：@CH4(g)+202(g)=C0?(g)+2H2O(g)△仁一802kJ-mol,寫(xiě)出由CO?和H2O(g)

生成CO的熱化學(xué)方程式

解析⑴根據(jù)C原子守恒有：C2H50H?2c。2?2CaCO3。生成100gCaC<)3沉淀，則乙醇為0.5

mol,據(jù)此可寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。

-1

答案(1)C1150H⑴+302(g)=2C02(g)+3H2O⑴△〃=-20kJ-mol

-

(2)MnO2(s)+SO2(g)=MnSOt(s)A/A=-248kJ?mol'

(3)2HCl(g)+1o2(g)、、卜0十)+Cl2(g)△/U△〃+△"

-1

(4)C02(g)+3H20(g)=202(g)+CO(g)+3H2(g)△仁+1008kJ?mol

5.(1)如圖是298K、101kPa時(shí)，必與H?反應(yīng)過(guò)程中能量變化的曲線圖。該反應(yīng)的熱化學(xué)方

程式為

(2)化學(xué)反應(yīng)沖+3山=2加3的能量變化如圖所示(假設(shè)該反應(yīng)反應(yīng)完全)

能

olH

3m

lN+

Imo

W

E

akJ

增A￡=

加

(g)

olH

-1-m

g)+

N(

mol

2

2

kJ

A

(g)

lNH

1mo

;)

<kJ

AE=

(I)

lNH

1mo

3

：

式

程

方

學(xué)

化

熱

的

KD

NH

成

應(yīng)生

)反

H(g

)和

N(g

出

試寫(xiě)

2

2

-1

mol

kJ?

=-92

△〃

(g)

2NH

(g)=

3H

g)+

(l)N(

答案

3

2

2

-1

?mol

)kJ

+c-a

-2(6

△H=

)

H3(l

)=2N

H(g

g)+3

(2)N(

2

2

】

模型

【思維

程式

化學(xué)方

書(shū)寫(xiě)熱

斯定律

利用蓋

物質(zhì)

中各

程式

學(xué)方

熱化

待求

找出

熱

求的

定待

先確