1、1专题九 化学反应中的热效应考试标准知识条目 必考要求 加试要求1.化学反应中的热量化学反应中能量转化的主要形式吸热反应和放热反应从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系热化学方程式的书写利用热化学方程式进行简单计算合理利用化石燃料，提高燃料燃烧效率的方法aabbabababcbca2.太阳能、生物质能和氢能的利用太阳能开发利用的途径和方式生物质能的利用途径氢能的优点、开发与利用，了解化石燃料的不可再生性及其给环境带来的问题aaaaaa3.化学反应中的热效应反应热焓变的含义焓变与键能的关系中和热的测定标准燃烧热的概念热值的概念盖
2、斯定律及其简单计算aacbaab考点一 化学反应中的热量、热化学方程式1燃料的充分燃烧和反应热(1)燃料的充分燃烧2化石燃料主要包括煤、石油、天然气。可燃物燃烧的条件是与 O2接触，温度达到着火点。充分燃烧的必要条件是 O2要充足，与 O2的接触面积要大。不充分燃烧则产热少，浪费资源，污染环境。(2)反应热(焓变)定义：在恒温、恒压的条件下，反应过程中吸收或释放的热量。符号： H。单位：kJ/mol 或 kJmol1 。测量：可用量热计测量。表示方法：吸热反应的 H0；放热反应的 H0。产生原因：化学反应过程中旧键断裂吸收的能量与新键形成放出的能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化。(3)放热
3、反应和吸热反应的比较放热反应 吸热反应定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量表示方法 H0 H0实例H2(g)Cl 2(g)=2HCl(g) H184.5 kJmol 1C(s)H 2O(g)=CO(g)H 2(g) H131.3 kJmol 1特别提醒 (1)化学反应表现为吸热或放热与反应开始是否需要加热无关。需要加热的反应不一定是吸热反应，如 C(s)O 2(g)
4、=CO2(g) H0；不需要加热的反应也不一定是放热反应，如 Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 的反应。(2)浓硫酸、NaOH 固体溶于水放热，NH 4NO3溶于水吸热，但此类热效应属于溶解热，不属于放热反应或吸热反应。(3)利用放热反应和吸热反应可以比较反应物和生成物的相对稳定性，能量越低越稳定。2太阳能、生物质能和氢能的利用(1)太阳能的利用绿色植物的光合作用是太阳能的主要利用形式，地球上每年通过光合作用储存的太阳能，相当于全球能耗的 10 倍左右。主要是通过3光能 化学能6CO26H 2O C6H12O66O 2。 光 叶 绿 素化学能 热能(C6H10O5)n nH2O nC6H
5、12O6。 催 化 剂 C6H12O66O 2 6CO26H 2O。 催 化 剂 (2)生物质能的利用农业废弃物(如植物的秸秆、枝叶)、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等这些物质中蕴藏着丰富的能量，我们把这些来自于植物及其加工产品所贮存的能量叫做生物质能。生物质能利用的主要方式：直接燃烧(C6H10O5)n6 nO2 6nCO25 nH2O 点 燃 生物化学转换(C6H10O5)n nH2O nC6H12O6 酶 C6H12O6 2C2H5OH2CO 2 酶 热化学转换C6H12O6 3CH43CO 2 发 酵 隔 绝 空 气(C6H10O5)n nH2O 3nCH43 nC
6、O2 发 酵 (3)氢能的开发和利用制氢气的原料是水，氢气燃烧的产物只有水，因此氢气是一种理想的清洁燃料。3热化学方程式的书写(1)注明反应条件反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在 25 、101 kPa 下进行的，可不注明。(2)注明物质状态常用 s、l、g、aq 分别表示固体、液体、气体、溶液。4(3)注意符号单位 H 应包括“”或“”(“”可省略)、数字和单位(kJmol 1 )。(4)注意守恒关系原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(5)区别于普通方程式一般不标注“” 、 “”以及“点燃” 、 “加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面
7、的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与 H 相对应，如果化学计量数加倍，则 H 也要加倍。可逆反应中 H 指完全反应时的热效应。题组一 化学反应中的能量变化1(2016温州中学高一上学期期末)下列说法正确的是( )A需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B任何放热反应在常温条件下一定能够发生C反应物和生成物所具有的总能量的差决定了化学反应是放热还是吸热D化学反应才有伴随能量变化，物理变化没有伴随能量变化答案 C解析 A 项，需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，例如木炭燃烧，错误；B 项，放热反应在常温条件下不一定能够发生，例如木炭燃烧，错误；C 项，
8、反应物和生成物所具有的总能量的差决定了化学反应是放热还是吸热，正确；D 项，化学反应伴随能量变化，物理变化中也会伴随能量变化，错误。2(2017浙江省东阳中学高一 3 月阶段性考试)(1)下列变化属于吸热反应的是_(填序号)。葡萄糖在人体内被氧化成 CO2；天然气的燃烧；煅烧大理石；稀盐酸与稀氨水混合； 生 石 灰 与 水 反 应 生 成 熟 石 灰 ； 干 冰 的 升 华 ； 钠 与 水 反 应 ； 消 石 灰 与 氯 化 铵 晶 体 的 反 应(2)氢气燃烧生成液态水的热化学方程式为 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H572 kJmol1 ，请回答下列问题：生成物能量总和_(填“
9、大于” “小于”或“等于”)反应物能量总和。反应 2H2(g)O 2(g)=2H2O(l)的能量变化如图所示。已知拆开 1 mol H2、1 mol O2和 1 mol HO 中的化学键分别需要消耗 436 kJ、496 kJ 和 463 kJ 能量，则此反应过程_(填“吸收”或“放出”)_kJ 能量。5(3)已知反应 2HI(g)=H2(g)I 2(g) H11 kJmol1, 1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分 别需要吸收 436 kJ、151 kJ 的能量，则 1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_kJ。答案 (1) (2)小于 放出 4
10、84 (3)299题组二 能源的开发与利用3(2017温州市十五校联合体高一下学期期中联考)下列关于燃料充分燃烧的说法中，错误的是( )A氧气量充足，燃烧充分B固体燃料块越大燃烧越充分C液体燃料燃烧时可以雾状喷出D温度必须达到着火点答案 B解析 A 项，氧气量充足，燃烧充分，正确；B 项，固体燃料块越大，接触面积越小，燃烧越不充分，错误；C 项，液体燃料燃烧时可以雾状喷出增大反应物接触面积，加快反应速率，正确；D 项，温度必须达到着火点，正确。4(2017绍兴市高三 3 月教学质量调测)下列属于不可再生能源的是( )A氢气 B石油 C沼气 D酒精答案 B解析 煤、石油及天然气是化石能源，属于不
11、可再生能源，而氢气、沼气、酒精及太阳能、风能等为可再生能源，故答案为 B。5(2017慈溪市高二上学期期中)下列有关能量转换的说法正确的是( )A煤燃烧是化学能全部转化为热能的过程B化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C动物体内葡萄糖被氧化成 CO2是热能转变成化学能的过程D植物通过光合作用将 CO2转化为葡萄糖是太阳能转化成热能的过程答案 B解析 A 项，煤燃烧是化学能部分转化成热能，部分转化成其他能量的过程，错误；B 项，化石燃料和植物燃料，燃烧时放出的能量最终来自于太阳能，正确；C 项，是化学能转化成热能的过程，错误；D 项，光合作用是把太阳能转化成化学能，错误。题组三 热化
12、学方程式的正误判断6(2017宁波市十校高三 9 月联考)已知：2H 2(g)O 2(g)=2H2O(g) H1483.6 6kJmol12H2(g)O 2(g)=2H2O(l) H2571.6 kJmol 1 ；据此判断，下列说法正确的是( )A2H 2O(l)=2H2(g)O 2(g) H3 x kJmol1 ， x 小于 571.6B2 mol 氢气和 1 mol 氧气的能量大于 2 mol 液态水的能量C1 mol H 2O(l)转变成 1 mol H 2O(g)放出 44.0 kJ 热量D1 mol H 2O(g)转变成 1 mol H 2O(l)放出 88.0 kJ 热量答案 B解
13、析 A 项，热化学反应方程式的正过程热效应的绝对值等于逆过程热效应的绝对值，即 x为 571.6，错误；B 项，氢气燃烧是放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，即 2 mol 氢气和 1 mol 氧气的能量大于 2 mol 液态水的能量，正确；C 项，2H 2(g)O 2(g)=2H2O(g) H1，2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H2，()/2 得 H2O(l) =H2O(g) H( H1 H2)/2 kJmol1 44.0 kJmol1 ，此反应吸收 44.0 kJ 的热量，错误；D项，根据 C 选项分析，1 mol 水蒸气转化成 1 mol 液态水，放出的热量为 44.
14、0 kJ，错误。7(2017浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三上学期考试)已知 1 mol CH4气体完全燃烧生成气态 CO2和液态 H2O，放出 890.3 kJ 热量，表示该反应的热化学方程式正确的是( )ACH 4 (g)2O 2 (g)=CO2 (g)2H 2O(g) H890.3 kJmol 1BCH 4 (g)2O 2 (g)=CO2 (g)2H 2O(l) H890.3 kJmol 1CCH 4 (g)2O 2 (g)=CO2 (g)2H 2O(l) H890.3 kJmol 1DCH 4 (g)2O 2 (g)=CO2 (g)2H 2O(g) H890.3 kJmol 1答案
15、 B解析 1 mol CH4气体完全燃烧生成气态 CO2和液态 H2O，放出 890.3 kJ 热量，表示该反应的热化学方程式为 CH4 (g)2O 2(g)=CO2 (g)2H 2O(l) H890.3 kJmol1 ，答案选 B。8(2017温州市高三第二次选考模拟)根据能量变化示意图，下列说法正确的是( )AC(金刚石，s)O 2(g)=CO2(g) H( E4 E1) kJmol1B2C(石墨，s)O 2(g)=2CO(g) H( E2 E3) kJmol1CC(石墨，s)= =C(金刚石，s) H( E3 E4) kJmol17D2CO 2(g)=2CO(g)O 2(g) H2( E
16、2 E1) kJmol1答案 D解析 A 项，金刚石燃烧是放热反应， H0，错误；B 项，根据图像可知 1 mol 石墨不完全燃烧生成 1 mol CO 放出( E3 E2) kJ 能量，则 2C(石墨，s)O 2(g)=2CO(g) H2( E2 E3) kJmol1 ，错误；C 项，根据图像可知石墨的总能量低于金刚石，则 C(石墨，s)= =C(金刚石，s) H( E4 E3) kJmol1 ，错误；D 项，CO 2分解生成 CO 和氧气是吸热反应，则根据图像可知 2CO2(g)=2CO(g)O 2(g) H2( E2 E1) kJmol1 ，正确。“四审”快速判断热化学方程式正误考点二
17、标准燃烧热、中和热、盖斯定律(加试)1焓变与反应热(1)焓变、反应热定义：在恒温、恒压条件下进行的反应的热效应。符号： H。单位：kJmol 1 。(2)焓变与键能的关系键能键能是指气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量。 H反应物总键能之和生成物总键能之和。2两类重要的反应热标准燃烧热、中和热(1)标准燃烧热概念：在 101 kPa 下，1 mol 物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热，其单位8一般用 kJmol1 。标准燃烧热的限定词有恒压(101 kPa 时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧”是指物质中下列元素完全转变成对应的
18、氧化物：CCO 2(g)，HH 2O(l)，SSO 2(g)等。表示的意义：例如 C 的标准燃烧热为393.5 kJmol1 ，表示在 101 kPa 时，1 mol C完全燃烧放出 393.5 kJ 的热量。书写热化学方程式：标准燃烧热是以 1 mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写热化学方程式时，应以燃烧 1 mol 纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l) O2(g)=8CO2(g) 9H2O(l) H 5 518 kJmol 1， 即 C8H18的 标 准 燃 烧252热 为 5 518 kJmol1 。标准燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计
19、算方法为 Q 放 n(可燃物) H式中： Q 放 为可燃物燃烧反应放出的热量； n 为可燃物的物质的量； H 为可燃物的标准燃烧热。(2)热值1 g 物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。(3)中和热概念：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。注意几个限定词：稀溶液；生成物是 1 mol 液态 H2O；用离子方程式可表示为OH (aq)H (aq)=H2O(l) H57.3 kJmol 1 。中和热的测定a测定原理 Hm酸 m碱 ct终 t始 nc4.18 Jg 1 1 4.1810 3 kJg1 1 ； n 为生成 H2O 的物质的量。b装
20、置如图(在横线上填写仪器的名称)3盖斯定律(1)1840 年化学家盖斯从实验中总结得出盖斯定律。9(2)内容：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关。(3)根据下列反应过程，试判断 H 的关系： aA 1,B H1 A B H2 1a则 H1 a H2。A B H1 aB aA H2 则 H2 a H1。则 H H1 H2。注意 在反应过程设计中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互变化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。题组一 利用化学键的键能计算焓变1肼(H 2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的
21、能量变化如下图所示，已知断裂 1 mol化学键所需的能量(kJ)：NN 为 942、O= =O 为 500、NN 为 154，则断裂 1 mol NH 键所需的能量(kJ)是( )A194 B391 C516 D658答案 B解析 由图知 N2H4(g)O 2(g)=N2(g)2H 2O(g)， H1534 kJmol1 ，可设断裂 1 mol NH 键所需能量为 x kJ，由图得出： H1 H3 H2154 kJmol1 4 x kJmol1 500 kJmol 1 2 752 kJmol 1 534 kJmol 1 ，可求得 x391，B 项正确。102用 Cl2生产某些含氯有机物时会产生
22、副产物 HCl。利用反应 A，可实现氯的循环利用。反应 A：4HClO 2 2Cl22H 2O。已知： CuO/CuCl2 400i反应 A 中，4 mol HCl 被氧化，放出 115.6 kJ 的热量。ii.(1)A 的热化学方程式是 。(2)断开 1 mol HO 键与断开 1 mol HCl 键所需能量相差约为 kJ，H 2O 中 HO键比 HCl 中 HCl 键 (填“强”或“弱”)。答案 (1)4HCl(g)O 2(g) 2Cl2(g)2H 2O(g) H115.6 kJmol 1 (2)31.9 CuO/CuCl2 400强解 析 (1)由 题 给 条 件 可 知 ， 4 mol
23、 HCl 被 氧 化 ， 放 出 热 量 为 115.6 kJ， 可 知 H 115.6 kJmol 1， 反 应 A 的 热 化 学 方 程 式 是 4HCl(g) O2(g) 2Cl2(g) 2H2O(g) CuO/CuCl2 400 H 115.6 kJmol 1。 (2)由 H 反 应 物 键 能 之 和 生 成 物 键 能 之 和 可 得 ， E(HO) E(HCl) 115.6 (498 2243)/4 kJmol 1 31.9 kJmol 1， 键 能 越 大 ， 化学 键 越 稳 定 、 越 强 ， 所 以 水 中 的 HO 键 比 氯 化 氢 中 HCl 键 强 。解答反应热
24、计算的题目时的注意事项(1)不要把反应热与键能的关系和反应热与物质的总能量的关系相混淆。反应热(焓变) H反应物的键能总和生成物的键能总和生成物的总能量反应物的总能量。(2)要弄清反应前后分子中的化学键类型和数目。如 N2(g)3H 2(g)2NH3(g)中，1 mol NH3分子中含有 3 mol NH 键。题组二 标准燃烧热、中和热325 、101 kPa 下，煤炭、氢气、天然气和甲醇(CH 3OH)等几种燃料的热值(指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量)依次是 33 kJg1 、143 kJg1 、56 kJg1 、23 kJg 1 ，则下列热化学方程式正确的是( )AC(s) O2(g)=CO(g) H 396 kJmol 112BCH 4(g)2O 2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H896 kJmol 1C2H 2(g)O 2(g)=2H2O(l) H286 kJmol 1DCH 3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H 2O(l) H736 kJmol 132
