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1、专题五化学反应中的能量变化专题五化学反应中的能量变化2021/8/8 星期日1热点题型突破热点题型突破考情分析考情分析:反应热是近几年高考的重点考查内容之一反应热是近几年高考的重点考查内容之一 题型为题型为选择题和填空题选择题和填空题 考查的内容主要有考查的内容主要有:1.热化学方程式的正误判断热化学方程式的正误判断 2.比较反应热的大小比较反应热的大小 3.有关反应热的简单计算有关反应热的简单计算 由于能源问题已成为社会热点由于能源问题已成为社会热点,有关能源的试题也将成为今后有关能源的试题也将成为今后命题的重点命题的重点,从能源问题切入从能源问题切入,从不同的角度设问从不同的角度设问,结合
2、新能结合新能源的开发源的开发,将是今后命题的方向将是今后命题的方向 2021/8/8 星期日2考点考点1反应热、中和热、燃烧热的比较反应热、中和热、燃烧热的比较反反应热应热中和中和热热燃燃烧热烧热含含义义化学反化学反应过应过程程中放出或吸收中放出或吸收的的热热量量在稀溶液中，在稀溶液中，酸与碱反酸与碱反应应生生成成1 mol水水时时放放出的出的热热量量在在101 kPa时时，1 mol物物质质完全燃完全燃烧烧生成生成稳稳定的定的氧化物氧化物时时放出放出的的热热量量反反应应特点特点任何反任何反应应中和反中和反应应燃燃烧烧反反应应物物质质状状态态物物质质的状的状态态确确定定稀溶液稀溶液生成物在常温
3、生成物在常温下下为稳为稳定定态态方程式配平方程式配平标标准准任意物任意物质质的量的量以生成以生成1 mol水水为标为标准准以燃以燃烧烧1 mol可可燃物燃物为标为标准准2021/8/8 星期日3H符号符号放放热热取取负值负值、吸、吸热热取正取正值值负值负值负值负值能量数能量数值值的描述的描述必必须须指出是放指出是放热热还还是吸是吸热热或用或用H表示表示直接描述直接描述热热量量变变化化时时不必再指明不必再指明是放出的是放出的热热量，也可用量，也可用H表示表示备备注注HE(生生成物成物)E(反反应应物物)H值值与与书书写写形式有关形式有关电电离吸离吸热热、溶、溶解解时时吸吸热热或放或放热热稀的稀的
4、强强酸与稀酸与稀的的强强碱反碱反应应的中的中和和热为热为57.3 kJ/mol稳稳定氧化物如定氧化物如CO2、SO2、H2O(l)、P2O5等等比比较较H的相的相对对大小大小时时要考要考虑虑其数其数值值的的“”或或“”的的问题问题2021/8/8 星期日4考点考点2 热化学方程式的书写热化学方程式的书写1.书写原则书写原则:(1)标明反应物和生成物的聚集状态标明反应物和生成物的聚集状态(2)化学计量数只表示物质的量化学计量数只表示物质的量,可以用分数可以用分数(3)H要注意要注意“+”“-”,其单位为其单位为kJ/mol(4)要标明温度和压强要标明温度和压强,不标明时不标明时,即指即指25 1
5、01 kPa,不注明反不注明反应条件应条件,不用不用“”“”2.表示燃烧热的热化学方程式表示燃烧热的热化学方程式,要注意可燃物的化学计量数为要注意可燃物的化学计量数为1 mol,且完全燃烧且完全燃烧,生成稳定的氧化物生成稳定的氧化物,2021/8/8 星期日52021/8/8 星期日63.表示中和热的热化学方程式表示中和热的热化学方程式,要注意生成要注意生成1 mol H2O,强酸和强酸和强碱反应的中和热数值恒定为强碱反应的中和热数值恒定为57.3,若有弱酸或弱碱参加若有弱酸或弱碱参加,则中和热数值小于则中和热数值小于57.3 考点考点3 反应热的计算反应热的计算反应热的计算方法反应热的计算方
6、法1.根据反应物和生成物的总能量计算根据反应物和生成物的总能量计算H=E(生成物生成物)-E(反应物反应物)2.根据键能计算根据键能计算H=反应物键能总和一生成物键能总和反应物键能总和一生成物键能总和2021/8/8 星期日73.燃烧热和中和热的计算燃烧热和中和热的计算(1)燃烧热燃烧热:Q放放=n(可燃物可燃物)HC n(可燃物可燃物)为可燃物的物质的量为可燃物的物质的量,HC为该可燃为该可燃物的燃烧热物的燃烧热(2)中和热中和热:Q放放=n(H2O)HCn(H2O)为生成水的物质的量为生成水的物质的量,HC为中和热为中和热 2021/8/8 星期日84.据盖斯定律计算据盖斯定律计算(1)理
7、论依据理论依据:一定条件下一定条件下,一个化学反应不管一一个化学反应不管一步完成步完成,还是分步完成还是分步完成,反应的总热效应相同反应的总热效应相同,即反应热的大小与反应的途径无关即反应热的大小与反应的途径无关,只与始只与始态态 终态有关终态有关 2021/8/8 星期日9(3)注意事项注意事项合理进行方程式的叠加合理进行方程式的叠加热化学方程式的叠加类似于整式的运算热化学方程式的叠加类似于整式的运算,叠加时应遵循数学的运算规则叠加时应遵循数学的运算规则,当当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时,各物质前的化学计各物质前的化学计量数和量数和
8、H需同乘以该化学计量数需同乘以该化学计量数 当某物质或当某物质或H移到移到“”另一边时另一边时就变为异号即就变为异号即“+”变变“-”或或“-”变变“+”“H”在进行加在进行加 减减 乘等运算时乘等运算时,一定要注意其符号的改变一定要注意其符号的改变,即即H的运算的运算包括数值和符号的双重运算包括数值和符号的双重运算 2021/8/8 星期日10题型一题型一 有关反应热的概念有关反应热的概念【例例1】下列热化学方程式书写正确的是下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正的绝对值均正确确)()A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(g);H=-1367.0 kJ/mol(
9、燃烧燃烧热热)B.NaOH(aq)+HCl(aq)NaCl(aq)+H2O(l);H=+57.3 kJ/mol(中和中和热热)C.S(s)+O2(g)SO2(g);H=-296.8kJ/mol(反应热反应热)D.2NO2O2+2NO;H=+116.2 kJ/mol(反应热反应热)2021/8/8 星期日11解析解析 选项选项A,H2O呈气态时不稳定呈气态时不稳定,不是表示不是表示燃烧热的热化学方程式燃烧热的热化学方程式 选项选项B,中和反应为中和反应为放热反应放热反应,H0,H=-57.3 kJ/mol,B错误错误 选项选项C,S燃烧生成燃烧生成SO2的反应是放热反应的反应是放热反应,H0,同
10、同时表明了物质的聚集状态等时表明了物质的聚集状态等,C正确正确 选项选项D,未注明物质的聚集状态未注明物质的聚集状态,D错误错误 答案答案 C 2021/8/8 星期日12点拨点拨 燃烧热燃烧热 中和热中和热 反应热三者之间的联系反应热三者之间的联系弄清燃烧热的含义弄清燃烧热的含义:在在101 kPa时时,1 mol物质完全燃烧生成稳物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量定的氧化物时所放出的热量,叫该物质的燃烧热叫该物质的燃烧热,例如例如:C(s)+O2(g)CO2(g);H=-393.5 kJ/mol,碳的燃烧热是碳的燃烧热是393.5 kJ/mol 弄清中和热的含义弄清中和热的含义:中
11、和热是在稀溶液中中和热是在稀溶液中,强酸与强碱发生强酸与强碱发生中和反应生成中和反应生成1 mol水时放出的热量水时放出的热量,中和热为中和热为57.3 kJ/mol,反应热为反应热为H=-57.3 kJ/mol 反应热随反应物的物质的量的变化而变化反应热随反应物的物质的量的变化而变化,一个一个“可逆的可逆的”化学反应化学反应,它的正反应和逆反应的焓变大小相等它的正反应和逆反应的焓变大小相等 符号相符号相反反 2021/8/8 星期日13三者既有联系又有区别三者既有联系又有区别,燃烧热和中和燃烧热和中和热都是正值热都是正值,并且都是定值并且都是定值,反应热既有反应热既有正值正值(正号不能省略正
12、号不能省略)又有负值又有负值,符号不符号不表示大小而表示吸热或放热表示大小而表示吸热或放热,反应热随反应热随反应物的物质的量的变化而变化反应物的物质的量的变化而变化 2021/8/8 星期日14【变式训练变式训练1】下列关于热化学反应的描述中正确的是下列关于热化学反应的描述中正确的是()A.HCl和和NaOH反应的中和热反应的中和热H=-57.3 kJ/mol,则则H2SO4和和Ca(OH)2反应的中和热反应的中和热H=2(-57.3)kJ/molB.CO(g)的燃烧热是的燃烧热是283.0 kJ/mol,则则2CO2(g)2CO(g)+O2(g)反应反应的的H=2283.0 kJ/molC.
13、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷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的燃烧热2021/8/8 星期日15解析解析 中和热是以生成中和热是以生成1 mol H2O作为标准的作为标准的,因此因此A不正确不正确;燃烧热是指燃烧热是指1 mo l物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量物质完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,因此因此B正确正确,D不正确不正确;有些反应需加热才能发有些反应需加热才能发生生,但却是放热反应但却是放热反应,例如燃料的燃烧需点燃例如燃料的燃烧需点燃引发才能发生引
14、发才能发生,但却是放热反应但却是放热反应,因此因此C不正不正确确 答案答案 B2021/8/8 星期日16题型二题型二 热化学方程式的书写及正误判断热化学方程式的书写及正误判断【例例2】25,101 kPa时时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为应的中和热为57.3 kJ/mol,辛烷的燃烧热为辛烷的燃烧热为5518 kJ/mol 下下列热化学方程式书写正确的是列热化学方程式书写正确的是()2021/8/8 星期日17 解析解析 选项选项A,2 mol H+(aq)和和2 mol OH-(aq)反应应放出反应应放出57.3 kJ2=114.6 kJ热量热量,A
15、错误错误 选项选项B,符合中和热的定义符合中和热的定义,B正确正确 选项选项C,生成的生成的H2O不是稳定的液态不是稳定的液态,C错误错误 选项选项D,不符合燃不符合燃烧热的定义烧热的定义,D错误错误 答案答案 B点拨点拨 判断一个热化学方程式是否正确判断一个热化学方程式是否正确,主要看方程式是否配主要看方程式是否配平平 状态是否注明状态是否注明 H的符号与数值是否正确的符号与数值是否正确 2021/8/8 星期日18【变式训练变式训练2】2008年年8月月8日日,体操王子李宁点燃了位于体操王子李宁点燃了位于“鸟鸟巢巢”的奥运主火炬的奥运主火炬,第第29届奥运会正式开幕届奥运会正式开幕,奥运火
16、炬的燃奥运火炬的燃料为丙烷料为丙烷 已知丙烷的燃烧热为已知丙烷的燃烧热为a kJ/mol 下列有关丙烷燃下列有关丙烷燃烧的化学方程式正确的是烧的化学方程式正确的是()A.C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g);H=a kJ/molB.C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l);H=a kJ/molC.C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(g);H=-a kJ/molD.2C3H8(g)+10O2(g)6CO2(g)+8H2O(l);H=-2a kJ/mol2021/8/8 星期日19解析解析 放热反应的放热反应的H为负值为负值,故故A B不正
17、确不正确,H与化学计量数成正比与化学计量数成正比,1 mol的丙烷燃烧生成的丙烷燃烧生成液态水时液态水时,放出放出a kJ热量热量,生成气态水放出的生成气态水放出的热量小于热量小于a kJ,故故C不正确不正确,D正确正确 答案答案 D 2021/8/8 星期日20题型三题型三 有关反应热的计算有关反应热的计算【例例3】已知已知:Fe2O3(s)+C(s)CO2(g)+2Fe(s);H=234.1 kJmol-1;C(s)+O2(g)CO2(g);H=-393.5 kJmol-1;则则2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s)的的H是是()A.-824.4 kJmol-1 B.-627.6 kJm
18、ol-1C.-744.7 kJmol-1 D.-169.4 kJmol-1答案答案 A2021/8/8 星期日21解析解析 本题根据盖斯定律即可求解本题根据盖斯定律即可求解 观察热化观察热化学方程式学方程式Fe2O3(s)+C(s)CO2(g)+2Fe(s);H1=234.1 kJmol-1;C(s)+O2(g)CO2(g);H2=-393.5 kJmol-1;-可得可得2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s),则则H=H2-H1=-824.35 kJmol-1-824.4 kJmol-1 2021/8/8 星期日22点拨点拨 (1)根据热化学方程式计算根据热化学方程式计算:解答这类试题的关解
19、答这类试题的关键一是要弄清楚反应热的含义键一是要弄清楚反应热的含义,二是要注意热量与二是要注意热量与反应计量数的关系反应计量数的关系(2)根据键能计算根据键能计算:解答这类试题时一定要将所有反应解答这类试题时一定要将所有反应物和生成物的化学键数目计算清楚物和生成物的化学键数目计算清楚,否则极易出错否则极易出错 书写热化学方程式时易出现不注明物质的聚集状书写热化学方程式时易出现不注明物质的聚集状态态 单位用单位用kJ H不与化学计量数联系不与化学计量数联系 忽视忽视H的的“+”“-”等错误等错误 2021/8/8 星期日23【变式训练变式训练3】已知已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l);
20、H=-571.6 kJ/molCH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l);H=-890 kJ/mol现有现有H2与与CH4的混合气体的混合气体112 L(标准状况标准状况),使其完全燃烧生成使其完全燃烧生成CO2和和H2O(l),若实验测得反应放热若实验测得反应放热3695 kJ,则原混合气体中则原混合气体中H2与与CH4的物质的量之比是的物质的量之比是()A.1:1 B.1:3C.1:4 D.2:32021/8/8 星期日24 解析解析 解答此类题可采用以下两种方法解答此类题可采用以下两种方法:一是列方程组求解一是列方程组求解,二是二是“十字交叉十字交叉”法法 方法二方法二:1
21、mol混合气体完全燃烧放出热量为混合气体完全燃烧放出热量为739 kJ,1 mol H2,1 mol CH4完全燃烧放出热量分别为完全燃烧放出热量分别为285.8 kJ 890 kJ,由由2021/8/8 星期日25得得n(H2):n(CH4)=151:453.2=1:3 答案答案 B2021/8/8 星期日26要点热点探究要点热点探究探究点一反应热及反应热大小比较探究点一反应热及反应热大小比较2021/8/8 星期日27a表示断裂旧化学键吸收的热量；表示断裂旧化学键吸收的热量；b表示新化学键生成放出的热量；表示新化学键生成放出的热量；c表示反应热。表示反应热。(2)从从宏宏观观的的角角度度说
22、说，是是反反应应物物自自身身的的能能量量与与生生成成物物的能量差值，在图的能量差值，在图51中：中：a表示活化能；表示活化能；b表示活化分子结合成生成物所释放的能量；表示活化分子结合成生成物所释放的能量；c表示反应热。表示反应热。2021/8/8 星期日282比较反应热大小的方法比较反应热大小的方法(1)根据反应物和生成物的聚集状态比较根据反应物和生成物的聚集状态比较物物质质由由固固态态变变成成液液态态，由由液液态态变变成成气气态态，都都必必定定吸吸收收热热量量；而而由由液液态态变变成成固固态态，由由气气态态变变成成液液态态，或或由由气气态态直直接接变变成成固固态态，则则放放出出热热量量。因因
23、此此在在进进行行反反应应热热计计算算或或大大小小比比较较时时，应应特特别别注注意意各各反反应应物物或或生生成成物物的的状状态态，存存在在同同素素异异形形体体的的要要注注明明其其同同素素异异形形体的名称。体的名称。2021/8/8 星期日29(2)根据热化学方程式中化学计量数比较根据热化学方程式中化学计量数比较热热化化学学方方程程式式中中的的化化学学计计量量数数不不表表示示分分子子个个数数，而而是是表表示示各各反反应应物物和和生生成成物物的的物物质质的的量量，可可以以是是分分数数。当当化化学学计计量量数数发发生生变变化化(如如加加倍倍或或减减半半)时时，反反应应热热也也要要随随之之变变化化。互互
24、为为可可逆逆反反应应的的热热化化学学反反应，其反应热数值相等，符号相反。应，其反应热数值相等，符号相反。2021/8/8 星期日30(3)根据反应物和生成物的性质比较根据反应物和生成物的性质比较对对互互为为同同素素异异形形体体的的单单质质来来说说，由由不不稳稳定定状状态态单单质质转转化化为为稳稳定定状状态态的的单单质质要要放放出出能能量量，因因为为能能量量越越低低越越稳稳定定；对对于于同同一一主主族族的的不不同同元元素素的的单单质质来来说说，与与同同一一物物质质反反应应时时，生生成成物物越越稳稳定定或或反反应应越越易易进进行行，放放出出的的热热量量越越多多；而而有有些些物物质质，在在溶溶于于水
25、水时时吸吸收收热热量量或或放放出出热热量量，在在计计算算总总反反应应热热时时，不不要要忽忽视视这这部部分热量。分热量。2021/8/8 星期日31(4)根据反应进行的程度比较根据反应进行的程度比较对对于于分分几几步步进进行行的的反反应应来来说说，反反应应进进行行得得越越彻彻底底，其其热热效效应应越越大大。如如果果是是放放热热反反应应，放放出出的的热热量量越越多多；如如果果是是吸吸热热反反应应，吸吸收收的的热热量量越越多多。如如等等量量的的碳碳燃燃烧烧生生成成一一氧氧化化碳碳放放出出的的热热量量少少于于生生成成二二氧氧化化碳碳时时放放出出的的热热量量。对对于于可可逆逆反反应应来来说说，反反应应进
26、进行行的的程程度度越越大大，反反应应物物的的转转化化率率越越高高，吸吸收收或或放放出的热量也越多。出的热量也越多。2021/8/8 星期日322021/8/8 星期日332021/8/8 星期日342021/8/8 星期日35【点评点评】本题关键是对燃烧热定义的认识，同时也要判本题关键是对燃烧热定义的认识，同时也要判断同素异形体之间能量的转化。断同素异形体之间能量的转化。2021/8/8 星期日362021/8/8 星期日372021/8/8 星期日38探究点二热化学方程式的书写及正误判断探究点二热化学方程式的书写及正误判断 2021/8/8 星期日392021/8/8 星期日402021/8
27、/8 星期日412021/8/8 星期日422021/8/8 星期日43变式题2021/8/8 星期日442021/8/8 星期日45探究点三盖斯定律及反应热的有关计算探究点三盖斯定律及反应热的有关计算2021/8/8 星期日462021/8/8 星期日472021/8/8 星期日482021/8/8 星期日492021/8/8 星期日50变式题2021/8/8 星期日512021/8/8 星期日522021/8/8 星期日532021/8/8 星期日542021/8/8 星期日552021/8/8 星期日562021/8/8 星期日572021/8/8 星期日582021/8/8 星期日592021/8/8 星期日602021/8/8 星期日612021/8/8 星期日622021/8/8 星期日63