1、专题7 第一单元 化学反应中的热效应第一单元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.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斯定律及其简单计算aacbaab考点一化学反应中的热量(一)化学反应中的热量从两个角度理解放热反应和吸
2、热反应(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应：可燃物的燃烧；酸碱中和反应；大多数化合反应；金属跟酸的置换反应；物质的缓慢氧化等。吸热反应：大多数分解反应；盐类的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应；碳和水蒸气、C和CO2的反应等。注意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，需要加热的不一定是吸热反应，如CO2CO2H0，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。浓硫酸、NaOH固体溶于水放热，NH4NO3溶于水吸热，但此
3、类热效应属于溶解热，不属于放热反应或吸热反应。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。(二)能源的充分利用1能源的分类能源2燃料的充分燃烧(1)化石燃料主要包括煤、石油、天然气。(2)可燃物燃烧的条件是与O2接触、温度达到着火点。(3)充分燃烧的必要条件是O2要充足，与O2接触面积要大。(4)不充分燃烧则产热少，浪费资源，污染环境。(5)列举三个煤的充分利用及新技术开发的实例：煤的气化或液化，制成水煤气或干馏煤气，新型煤粉燃烧器。3煤作燃料的利弊问题(1)煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。(2)煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，
4、对环境造成严重污染。(3)煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。(4)可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。4新能源的开发(1)调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。(2)最有希望的新能源是太阳能、风能、氢能和燃料电池等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，对环境没有污染或污染少。1(2017浙江11月选考，5)下列不属于化石燃料的是()A煤 B石油C天然气 D甲醇答案D解析三大化石燃料包括：煤、石油、
5、天然气，D不是化石燃料。2(2016浙江10月选考，9)下列属于可再生能源的是()A氢能B石油 C煤D天然气答案A解析石油、煤、天然气属于传统能源，均不能再生。3(2016浙江4月选考，11)下列说法正确的是()A煤是无机化合物，天然气和石油是有机化合物B利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向C化学电源放电、植物光合作用都发生化学变化，并伴随能量的转化D若反应过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量，则反应放热答案C4(2017浙江11月选考，19)根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：下列说法正确的是()AH50BH1H20CH3H4H5DH1H2
6、H3H4H50答案D解析根据气态水变为液态水放热，故A错误；由转化关系图可知H1H20，故B错误；由转化关系图可知H3H4H5，故C错误；由转化关系图可知，经过一个循环之后回到原始状态，H1H2H3H4H50，故D正确。备考导向在学考中，本部分主要考查放热反应、吸热反应的判断及其图示表示，能源的开发和利用等。题目比较简单。题组一全面认识化学反应中的能量变化1(2017浙江省台州中学高三上学期第四次统练)下列变化属于吸热反应的是()A碘的升华B生石灰溶于水C酸碱中和DBa(OH)28H2O与NH4Cl晶体混合答案D解析碘的升华属于物理变化，吸热反应属于化学变化，A项错误；生石灰与水的反应属于放热
7、反应，B项错误；酸碱中和反应是放热反应，C项错误；铵盐与碱的反应是吸热反应，D项正确。2(2017浙江省“七彩阳光”新高考研究联盟高三下学期期初)化学反应A2(g) B2(g)=2AB(g)H，其能量变化如图所示，下列叙述正确的是()A断裂1molA2和1molB2中的化学键，放出akJ能量BH(ab)kJmol1C每生成2个AB分子吸收bkJ热量D该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量答案B解析断裂1molAA键和1molBB键，吸收akJ能量，故A错误；形成化学键放出热量，每生成2molAB放出bkJ热量，故C错误；该反应焓变断裂化学键所吸收热量形成化学键所放出热量，所以焓变为H(ab)
8、 kJmol1，B正确；反应是吸热反应，依据能量守恒可知，反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，故D错误；故选B。3(2017浙江省温州市“十五校联合体”高二下学期期中)下图为反应BrH2HBrH的能量对应反应过程的示意图，下列叙述中正确的是()A此反应一定要加热后才能发生B反应物总能量低于生成物总能量C人类利用的能源都是通过化学反应获得的D升高温度可增大正反应速率，降低逆反应速率答案B解析从图示分析出反应物的能量低于生成物，BrH2HBrH是个吸热过程，但与是否需要加热无关，故A错误；从图示分析出反应物的总能量低于生成物，故B正确；人类利用的能源如太阳能就不是通过化学反应获得的，故C错误；
9、升高温度时正逆反应速率都增大，故D错误。题组二能源的开发和利用4(2017浙江绍兴市高三3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，属不可再生的能源，而氢气、沼气、酒精及太阳能、风能等属可再生能源，故答案为B。5(2017浙江台州市高三2月选考科目教学质量评估测试)下列做法不符合绿色化学原则的是()A大力开发太阳能，尽量减少化石燃料的使用B对废旧电池进行回收利用C农作物秸秆露天焚烧以制肥料D汽车使用尾气净化装置，减少有害气体排放答案C解析绿色化学的核心是无污染，原子利用率100%。减少化石燃料的使用，减少碳排放减少污染，故A符合
10、；对废旧电池进行回收利用，减少土壤、水污染，故B符合；秸秆露天焚烧，产生烟尘污染，故C不符合；汽车使用尾气净化装置，减少NO、CO等有害气体排放，故D符合。6(2017浙江衢州市高三1月教学质量检测)H2是一种很有前途的能源，以水为原料大量制取H2，最理想的途径是()A在光分解催化剂存在下，利用太阳能分解水制H2B以焦炭和水为原料制水煤气后再分离出H2C以金属钠与水反应生成H2D由热电站提供电力电解水产生H2答案A解析太阳能环保，资源相当丰富，故利用太阳能直接使水分解制氢气是最理想的途径，故A说法符合题意；以焦炭和水为原料制水煤气后再分离出氢气，在制取过程中，要消耗另一种能源，也会对环境造成污
11、染，故B说法不符合题意；用Na和水反应制氢气，消耗Na成本高，反应速率快，不易控制，安全系数小，故C说法不符合题意；由热电厂提供电力电解水制氢气，在制取过程中，要消耗另一种能源，也会对环境造成污染，故D说法不符合题意；故选A。考点二热化学方程式1热化学方程式的书写(1)H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”，“”可省略。H值的单位一般为kJmol1。(2)反应热H与测定条件(温度、压强)有关。因此书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大多数H是在25、101kPa下测定的，可不注明温度和压强。(3)热化学方程式中各物质化学式前面的化
12、学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示该物质的分子或原子数。因此，化学计量数可以是整数，也可以是分数。(4)反应物和产物的聚集态不同，反应热的数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(s、l、g、aq)才能完整地体现热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“”和“”，不用“”而用“=”表示。(5)热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中物质前面的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要相应加倍。(6)无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热H都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。2通常用“四看”法判断热化学方程式的
13、正误(1)“一看”各物质的聚集状态是否正确；(2)“二看”H变化的“”“”是否正确；(3)“三看”反应热的单位是否为kJmol1；(4)“四看”反应热数值与化学计量数是否对应。1(2017浙江4月选考，19)已知断裂1molH2(g)中的HH键需要吸收436.4kJ的能量，断裂1molO2(g)中的共价键需要吸收498kJ的能量，生成H2O(g)中的1molHO键能放出462.8kJ的能量。下列说法正确的是()A断裂1molH2O中的化学键需要吸收925.6kJ的能量B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H480.4kJmol1C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H471.6kJmol1
14、DH2(g)O2(g)=H2O(l)H240.2kJmol1答案B解析未说明1molH2O的状态，不能计算能量变化，A错误；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H436.4kJmol12498kJmol14462.8kJmol1480.4kJmol1，B正确；未标明气态水转化为液态水时放出的热量不能计算焓变，C错误，D错误。2(2016浙江10月选考，19)根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是()AN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(ba) kJmol1BN2(g)3H2(g)=2NH3(g)H(ab) kJmol1C2NH3(l)=N2(g)3H2(g)H2(abc) kJm
15、ol1D2NH3(l)=N2(g)3H2(g)H2(bca) kJmol1答案D解析根据图示，N2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(ba) kJmol1，所以，A、B两项错误；根据图示：2NH3(l)=N2(g)3H2(g)H2(bca) kJmol1，所以C项错误，D项正确。3(2015浙江10月选考，12)已知1molCH4气体完全燃烧生成气态CO2和液态H2O，放出890.3kJ热量，则表示该反应的热化学方程式正确的是()ACH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3kJmol1BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3kJmol1CCH4
16、(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3kJmol1DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3kJmol1答案B备考导向在学考中，本部分主要考查热化学方程式的书写与判断，应注意掌握根据键能计算反应热，根据图示观察反应热的变化等。题组一多角度书写热化学方程式角度一依据反应事实书写热化学方程式1依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2gSiH4自燃放出热量89.2kJ。SiH4自燃的热化学方程式为。(2)在25、101kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q
17、kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为。答案(1)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1427.2kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2QkJmol1解析(1)2gSiH4自燃放出热量89.2kJ,1molSiH4自燃放出热量1427.2kJ，故热化学方程式为SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1427.2kJmol1。(2)根据C原子守恒有：C2H5OH2CO22CaCO3。生成100gCaCO3沉淀，则乙醇为0.5mol，据此可写出反应的热化学
18、方程式。角度二依据能量图像书写热化学方程式2已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式：。答案A2(g)B2(g)=2AB(g)H(ab) kJmol1解析由图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，故该反应为吸热反应，H(ab) kJmol1。题组二热化学方程式的正误判断3(2017浙江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)O2(g)=CO2(g)H(E4E1)kJmol1B2C(石墨，s)O2(g)=2CO(g)H(E2E3)kJmol1CC(石墨，s)=C(金刚石，s)H(E3E4)kJmol
19、1D2CO2(g)=2CO(g)O2(g)H2(E2E1)kJmol1答案D解析金刚石燃烧是放热反应，H0，A错误；根据图像可知1 mol石墨不完全燃烧生成1 mol CO放热是(E3E2)kJ，则2C(石墨，s)O2(g)=2CO(g)H2(E2E3)kJmol1，B错误；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(E4E3)kJmol1，C错误；CO2分解生成CO和氧气是吸热反应，则根据图像可知2CO2(g)=2CO(g)O2(g)H2(E2E1) kJmol1，D正确，答案选D。42017浙江省杭州地区(含周边)重点中学高三上学期期中下列热化学方程式书写正确
20、的是()AH2(g)O2(g)=H2O(g)H241.8kJmol1BCH42O2=CO22H2OH802.3kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6kJmol1DCO(g)O2(g)=CO2H283kJmol1答案C解析氢气燃烧是放热反应，A错误；没有标明物质的状态，B错误；方程式正确，C正确；CO2没有注明状态，D错误，答案选C。考点三焓变与反应热、反应热的计算与比较(加试)(一)焓变与反应热1焓变、反应热(1)定义：在恒温、恒压条件下进行的反应的热效应。(2)符号：H。(3)单位：kJmol1。2焓变与键能的关系(1)键能键能是指气态基态原子形成1mol化学键释放
21、的最低能量。(2)H反应物总键能之和生成物总键能之和。(二)两类重要的反应热标准燃烧热、中和热1标准燃烧热(1)概念：在101kPa下，1mol物质完全燃烧的反应热叫做该物质的标准燃烧热，其单位一般用kJmol1。(2)标准燃烧热的限定词有恒压(101kPa时)、可燃物的物质的量(1mol)、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氧化物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)等。(3)表示的意义：例如C的标准燃烧热为393.5kJmol1，表示在101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。(4)书写热化学方程式：标准燃烧热是以1m
22、ol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1mol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)H5518kJmol1，即C8H18的标准燃烧热为5518kJmol1。(5)标准燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为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1g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。3中和热(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热叫中和热。(2)注意几个限定词：稀溶液；生成物
23、是1mol液态H2O；用离子方程式可表示为OH(aq)H(aq)=H2O(l)H57.3kJmol1。(3)中和热的测定测定原理Hc4.18Jg114.18103kJg11；n为生成H2O的物质的量。装置如图(在横线上填写仪器的名称)(三)反应热的计算与比较1H的比较比较H的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，H越小；对吸热反应，吸热越多，H越大。2反应热的有关计算(1)根据热化学方程式计算根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。(2)根据物质标准燃烧热的数值计算：Q(放)n(可燃物)|H|。如：已
24、知H2的标准燃烧热为H285.8kJmol1，则1gH2完全燃烧生成液态水放出的热量为142.9kJ。(3)根据盖斯定律计算、比较。根据下列反应过程，试判断H的关系：aABAB则H1aH2。ABaBaA则H2aH1。则HH1H2。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。12017浙江11月选考，30(一)(3)十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘(C10H18)四氢萘(C10H12)萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知：C10H18(l)C10H12(l)3H2(g)H1C10H12(l)C10H8(l)2H2
25、(g)H2H1H20，C10H18C10H12的活化能为Ea1，C10H12C10H8的活化能为Ea2，十氢萘的常压沸点为192；在192，液态十氢萘脱氢反应的平衡转化率约为9%。(3)在图2中绘制“C10H18C10H12C10H8”的“能量反应过程”示意图。答案(一)(3)22017浙江4月选考，30(1)已知：2Al2O3(s)=4Al(g)3O2(g)H13351kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H2221kJmol12Al(g)N2(g)=2AlN(s)H3318kJmol1碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是。答案Al2O3(s)3C(s)N2(g)=2AlN
26、(s)3CO(g)H1026kJmol132016浙江10月选考，30(2)已知：Cl2(g)2NaOH(aq)=NaCl(aq)NaClO(aq)H2O(l)H1102kJmol13Cl2(g)6NaOH(aq)=5NaCl(aq)NaClO3(aq)3H2O(l)H2422kJmol1写出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式：。答案3NaClO(aq)=2NaCl(aq)NaClO3(aq)H116kJmol1备考导向在选考加试题第30题，某一问中考查盖斯定律的应用，涉及到根据盖斯定律书写热化学方程式，根据盖斯定律求焓变关系等。题组一正确理解反应热的概念与类型1下列说法正确
27、的是()ANa转化为Na时，吸收的能量就是该过程的反应热B水蒸气变为液态水时，放出的能量就是该变化的反应热C同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同D可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关答案D2下列说法正确的是()AS(s)O2(g)=SO3(g)H315kJmol1(标准燃烧热)(H的数值正确)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3kJmol1(中和热)(H的数值正确)C已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3kJmol1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的中和热H2(57.3) kJmol1D已知101kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221kJmol1，则该反应的标准燃烧热为221kJmol1答案B3下列说法正确的是()A葡萄糖的标准燃烧热是2800kJmol1，则C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1400kJmol1B已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3kJmol1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57.3kJ的热量C已知HCl和NaOH反应的中和热H57.3kJmol1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热
