專(zhuān)題01化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)（原卷版）

專(zhuān)題01化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)目錄考點(diǎn)聚焦：復(fù)習(xí)要點(diǎn)+知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，有的放矢重點(diǎn)速記：知識(shí)點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)梳理，查漏補(bǔ)缺題型歸納：歸納?？紵狳c(diǎn)題型，高效解題難點(diǎn)強(qiáng)化：難點(diǎn)內(nèi)容標(biāo)注與講解，能力提升學(xué)以致用：真題感知+提升專(zhuān)練，全面突破復(fù)習(xí)要點(diǎn)聚焦1.熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)與判斷。2.燃燒熱和中和熱的辨析。3.蓋斯定律及其應(yīng)用。4.反應(yīng)熱的比較與計(jì)算知識(shí)網(wǎng)絡(luò)聚焦一、反應(yīng)熱焓變（一）反應(yīng)熱及其測(cè)定1、體系與環(huán)境被研究的物質(zhì)系統(tǒng)稱(chēng)為體系，與體系相互影響的其他部分稱(chēng)為環(huán)境。2、反應(yīng)熱在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放正正或從環(huán)境吸收正正的熱量，稱(chēng)為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡(jiǎn)稱(chēng)反應(yīng)熱。3、實(shí)驗(yàn)探究：中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定（1）測(cè)定原理：環(huán)境溫度不變時(shí)，根據(jù)測(cè)得的體系的正正溫度變化和有關(guān)物質(zhì)的比熱容等來(lái)計(jì)算反應(yīng)熱。即利用公式：正Q＝cmΔt進(jìn)行計(jì)算。（2）實(shí)驗(yàn)裝置①實(shí)驗(yàn)裝置中各儀器安裝如圖。②各部分儀器的作用玻璃攪拌器的作用是正使反應(yīng)物混合均勻充分接觸。隔熱層的作用是減少熱量的散失。溫度計(jì)的作用是測(cè)定反應(yīng)前后反應(yīng)體系的溫度。（3）實(shí)驗(yàn)步驟①反應(yīng)物溫度測(cè)量(t1)：測(cè)量混合前50mL0.50mol·L－1鹽酸、50mL0.55mol·L－1氫氧化鈉溶液的溫度，取兩溫度平均值，記錄為起始溫度t1。②反應(yīng)后體系溫度測(cè)量(t2)：將酸堿溶液迅速混合，用正玻璃攪拌器輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記錄為終止溫度t2。③重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作兩次，記錄每次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，取其平均值作為計(jì)算依據(jù)。（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理設(shè)溶液的密度均為1g·cm－3，中和后溶液的比熱容c＝4.18J·g－1·℃－1，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出該反應(yīng)放出的熱量Q≈1.42kJ，則生成1molH2O時(shí)放出的熱量為56.8正正kJ。（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論大量實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在25℃和101kPa下，強(qiáng)酸的稀溶液與強(qiáng)堿的稀溶液，發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)，放出57.3kJ的熱量。（二）反應(yīng)熱與焓變1、內(nèi)能內(nèi)能是體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強(qiáng)和物質(zhì)的正正正正正等影響。3、焓與焓變（1）焓(H)：是一個(gè)與內(nèi)能有關(guān)的物理量。（2）焓變(△H)：在恒壓下，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中吸收或釋放的熱量稱(chēng)為該反應(yīng)的焓變。常用單位kJ/mol或kJ·mol1。（3）反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱等于反應(yīng)的焓變，因此常用Δ正正表示反應(yīng)熱。（4）焓變與吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的關(guān)系①放熱反應(yīng)：反應(yīng)體系向環(huán)境釋放能量，反應(yīng)體系的焓減小，ΔH為負(fù)值，即ΔH<0。②吸熱反應(yīng)：反應(yīng)體系從環(huán)境中吸收能量，反應(yīng)體系的焓增大，ΔH為正值，即ΔH>0。4、從微觀角度理解反應(yīng)熱的實(shí)質(zhì)以H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)的能量變化為例說(shuō)明，如圖所示：由圖可知：化學(xué)鍵反應(yīng)中能量變化斷裂或形成1mol化學(xué)鍵的能量變化斷裂或形成化學(xué)鍵的總能量變化H—H吸收436kJ共吸收679kJCl—Cl吸收243kJH—Cl放出431kJ共放出862kJ結(jié)論H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)熱ΔH＝－183kJ·mol－1①圖示：化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中形成化學(xué)鍵、斷裂化學(xué)鍵能量變化可用如圖表示：其中，正正正表示反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵吸收的總熱量，E正表示生成物形成化學(xué)鍵放出的總熱量，E1與E2的差值表示反應(yīng)熱。上述反應(yīng)過(guò)程表示該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②焓變計(jì)算公式：ΔH＝E總(斷鍵)－E總(成鍵)二、熱化學(xué)方程式1、定義：表明反應(yīng)所釋放或吸收的熱量的化學(xué)方程式。2、意義：不僅表示化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。實(shí)例：已知25℃、101kPa下，熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，其表示在25℃、101kPa，2molH與1molO完全反應(yīng)生成2mol液態(tài)水時(shí)放出的熱量是571.6kJ。3、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)方法（1）熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示其物質(zhì)的量，可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)。（2）標(biāo)注反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)。沒(méi)有特殊說(shuō)明是指正25℃、101kPa。不用標(biāo)明反應(yīng)條件（如“加熱”“高溫”“催化劑”等）。（3）標(biāo)注各物質(zhì)聚集狀態(tài)。在物質(zhì)后面用括號(hào)標(biāo)注各物質(zhì)的聚集狀態(tài)：氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，正溶液用“aq”。（4）標(biāo)注ΔH的正負(fù)。化學(xué)方程式后面空一格標(biāo)注ΔH，若為放熱反應(yīng)，ΔH為“正－”；若為吸熱反應(yīng)，ΔH為“正＋”。（5）正－1。4、ΔH的單位中“mol－1”的含義對(duì)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，ΔH的單位中“mol－1”不是指每摩爾具體物質(zhì)，而是指“正每摩爾反應(yīng)”。因此ΔH必須與化學(xué)方程式一一對(duì)應(yīng)。三、燃燒熱1、概念：在101kPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量。2、單位：kJ·mol－1或kJ/mol。3、意義：甲烷的燃燒熱為890.3kJ·mol－1，或ΔH＝正－890.3kJ·mol－1，它表示25℃、101kPa時(shí)，1mol甲烷完全燃燒生成1molCO正(g)和2molH正O(l)時(shí)放出890.3kJ的熱量。4、熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)書(shū)寫(xiě)表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，以燃燒1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，同時(shí)可燃物要完全燃燒且生成指定產(chǎn)物。例如：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－15、燃燒熱的熱化學(xué)方程式是否正誤“一看”可燃物的化學(xué)計(jì)量數(shù)是否為1。“二看”元素完全燃燒生成的物質(zhì)是否為指定產(chǎn)物?！叭础宝是否為“－”及單位是否正確。四、蓋斯定律1、蓋斯定律：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。換句話說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。2、蓋斯定律的計(jì)算方法（1）“虛擬路徑”法：若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個(gè)途徑。①由A正直接變成D，反應(yīng)熱為ΔH；②由A經(jīng)過(guò)B變成C，再由C變成D，每步的反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。如圖所示：則有ΔH＝正正正正正。（2）加合法：加合法就是運(yùn)用所給熱化學(xué)方程式通過(guò)加減乘除的方法得到所求的熱化學(xué)方程式。例：根據(jù)如下兩個(gè)反應(yīng)，選用上述兩種方法，計(jì)算出C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)CO(g)的反應(yīng)熱ΔH。C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ·mol－1反應(yīng)C(s)＋O2(g)=CO2(g)的途徑可設(shè)計(jì)如下：則ΔH＝正正正正正正＝－110.5kJ·mol－1。五、反應(yīng)熱的計(jì)算1、根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算熱化學(xué)方程式中反應(yīng)熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。例如，aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔHabcd|ΔH|n(A)n(B)n(C)n(D)Q則eq\f(nA,a)＝eq\f(nB,b)＝eq\f(nC,c)＝eq\f(nD,d)＝eq\f(Q,|ΔH|)2、根據(jù)反應(yīng)物、生成物的鍵能計(jì)算ΔH＝反應(yīng)物的正鍵能總和－生成物的鍵能總和。3、根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計(jì)算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃燒熱)|。4、根據(jù)蓋斯定律計(jì)算將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH正相加或相減，得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式及其ΔH。5、ΔH大小比較時(shí)注意事項(xiàng)（1）吸熱反應(yīng)的ΔH為“＋”，放熱反應(yīng)的ΔH為“－”，所以正吸熱反應(yīng)的ΔH一定大于放熱反應(yīng)的ΔH。（2）放熱反應(yīng)的ΔH為“－”，所以放熱越多，ΔH越小。題型一熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及判斷典例1在25℃、101kPa下，1g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68kJ，下列熱化學(xué)方程式正確的是()A．CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋725.8kJ·mol－1B．2CH3OH(l)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1452kJ·mol－1C．2CH3OH(l)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－725.8kJ·mol－1D．2CH3OH(l)＋3O2(g)2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝＋1452kJ·mol－1典例2下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是(ΔH的絕對(duì)值均正確)()A．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2ΔH＝－24.8kJ·mol－1(反應(yīng)熱)B．CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1(反應(yīng)熱)C．C4H10(g)＋eq\f(13,2)O2(g)4CO2(g)＋5H2O(g)ΔH＝－2658.0kJ·mol－1(燃燒熱)D．NaOH(aq)＋HCl(aq)NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝＋57.3kJ·mol－1題型二化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算及大小比較典例3已知H2的燃燒熱為285.8kJ·mol－1，CO的燃燒熱為282.8kJ·mol－1。現(xiàn)有H2和CO組成的混合氣體56.0L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，經(jīng)充分燃燒后，一共放出熱量710.0kJ，并生成液態(tài)水。下列說(shuō)法正確的是()A．CO燃燒的熱化學(xué)方程式為2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH＝＋282.8kJ·mol－1B．H2燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)ΔH＝－571.6kJ·mol－1C．燃燒前的混合氣體中，H2的體積分?jǐn)?shù)為40%D．混合氣體燃燒后與足量的過(guò)氧化鈉反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為2NA典例4室溫下，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1mol的CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2，CuSO4·5H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3，則下列判斷正確的是()A．ΔH2＞ΔH3B．ΔH1＜ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3題型二圖像在化學(xué)反應(yīng)能量變化中的應(yīng)用典例5已知：①1mol晶體硅中含有2molSi—Si，1molSiO2晶體中含有4molSi—O。②Si(s)＋O2(g)SiO2(s)ΔH，其反應(yīng)過(guò)程與能量變化如圖所示。③化學(xué)鍵Si—OOOSi—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B．二氧化硅的穩(wěn)定性小于硅的穩(wěn)定性C．ΔH＝－988kJ·mol－1D．ΔH＝a－c典例6如圖所示，E1＝393.5kJ·mol－1，E2＝395.4kJ·mol－1，下列說(shuō)法或熱化學(xué)方程式正確的是()A．石墨與金剛石之間的轉(zhuǎn)化是物理變化B．C(石墨，s)C(金剛石，s)ΔH＝＋1.9kJ·mol－1C．金剛石的穩(wěn)定性強(qiáng)于石墨D．?dāng)嗔?mol石墨的化學(xué)鍵吸收的能量比斷裂1mol金剛石的化學(xué)鍵吸收的能量少?gòu)?qiáng)化點(diǎn)一“五審法”判斷熱化學(xué)方程式的正誤一審“＋”“－”——放熱反應(yīng)的ΔH一定為“－”，吸熱反應(yīng)的ΔH一定為“＋”。二審單位——單位一定為“kJ·mol－1”，易錯(cuò)寫(xiě)成“kJ”或漏寫(xiě)。三審狀態(tài)——物質(zhì)的狀態(tài)必須正確，特別是溶液中的反應(yīng)易寫(xiě)錯(cuò)。四審數(shù)值——反應(yīng)熱的數(shù)值必須與方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)相對(duì)應(yīng)，即ΔH與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。五審是否符合概念——如燃燒熱(燃料的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，生成指定產(chǎn)物)。強(qiáng)化點(diǎn)二辨析兩個(gè)易混概念——燃燒熱和中和熱(1)燃燒熱和中和熱的比較燃燒熱中和熱相同點(diǎn)能量變化放熱反應(yīng)ΔH及其單位ΔH<0，單位均為kJ·mol－1不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1mol不一定為1mol生成物的量不確定生成水的量為1mol表示方法燃燒熱為akJ·mol－1或ΔH＝－akJ·mol－1中和熱為57.3kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1(2)反應(yīng)熱答題規(guī)范指導(dǎo)①描述反應(yīng)熱時(shí)，無(wú)論是用“反應(yīng)熱”“焓變”表示還是用ΔH表示，其后所跟數(shù)值都需要帶“＋”“－”符號(hào)。如某反應(yīng)的反應(yīng)熱(或焓變)為ΔH＝－QkJ·mol－1或ΔH＝＋QkJ·mol－1。②由于中和反應(yīng)和燃燒均是放熱反應(yīng)，表示中和熱和燃燒熱時(shí)可不帶“－”號(hào)。如某物質(zhì)的燃燒熱為ΔH＝－QkJ·mol－1或QkJ·mol－1。真題感知1．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）二氧化碳加氫制甲烷過(guò)程中的主要反應(yīng)為在密閉容器中，、時(shí)，平衡轉(zhuǎn)化率、在催化劑作用下反應(yīng)相同時(shí)間所測(cè)得的實(shí)際轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如題圖所示。的選擇性可表示為。下列說(shuō)法正確的是A．反應(yīng)的焓變B．的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加C．用該催化劑催化二氧化碳反應(yīng)的最佳溫度范圍約為480~530℃D．450℃時(shí)，提高的值或增大壓強(qiáng)，均能使平衡轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值2．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）氫元素及其化合物在自然界廣泛存在且具有重要應(yīng)用。、、是氫元素的3種核素，基態(tài)H原子的核外電子排布，使得H既可以形成又可以形成，還能形成、、、、等重要化合物；水煤氣法、電解水、光催化分解水都能獲得，如水煤氣法制氫反應(yīng)中，與足量反應(yīng)生成和吸收131.3kJ的熱量。在金屬冶煉、新能源開(kāi)發(fā)、碳中和等方面具有重要應(yīng)用，如在催化劑作用下與反應(yīng)可得到。我國(guó)科學(xué)家在氫氣的制備和應(yīng)用等方面都取得了重大成果。下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是A．水煤氣法制氫：

B．催化加氫生成的反應(yīng)：C．電解水制氫的陽(yáng)極反應(yīng)：D．與水反應(yīng)：3．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）各相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如下表。下列熱化學(xué)方程式正確的是物質(zhì)A．B．C．D．4．（2023·廣東·統(tǒng)考高考真題）催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應(yīng)。反應(yīng)歷程(下圖)中，M為中間產(chǎn)物。其它條件相同時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應(yīng)歷程都分4步進(jìn)行 B．反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，升高溫度，R的濃度增大C．使用Ⅱ時(shí)，反應(yīng)體系更快達(dá)到平衡 D．使用Ⅰ時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中M所能達(dá)到的最高濃度更大5．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）一種分解氯化銨實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物分離的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系如下，其中代表或中的一種。下列說(shuō)法正確的是A．a(chǎn)、c分別是B．既可以是，也可以是C．已知為副產(chǎn)物，則通入水蒸氣可減少的產(chǎn)生D．等壓條件下，反應(yīng)①、②的反應(yīng)熱之和，小于氯化銨直接分解的反應(yīng)熱提升專(zhuān)練1．(2020·南京月考)已知在398K、1×105Pa條件下，2molH2燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是()A．H2O(g)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋242kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)ΔH＝－484kJ·mol－1C．H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)H2O(g)ΔH＝＋242kJ·mol－1D．2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)ΔH＝＋484kJ·mol－12．(2020·武漢聯(lián)考)已知在25℃、1.01×105Pa下，1mol氫氣在氧氣中燃燒生成氣態(tài)水的能量變化如下圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．H2O分解為H2與O2時(shí)放出熱量B．熱化學(xué)方程式為：2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)ΔH＝－490kJ·mol－1C．甲、乙、丙中物質(zhì)所具有的總能量大小關(guān)系為甲＞乙＞丙D．乙→丙的過(guò)程中若生成液態(tài)水，釋放的能量將小于930kJ3．(2020·南寧月考)一定條件下，在水溶液中1molCl－、ClOeq\o\al(－,x)(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相對(duì)大小如圖所示，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．e是ClOeq\o\al(－,3)B．反應(yīng)b→a＋c的活化能為60kJ·mol－1C．a(chǎn)、b、c、d中c最穩(wěn)定D．反應(yīng)b→d＋a的熱化學(xué)方程式為3ClO－(aq)4．CO對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境的影響很大，CO治理問(wèn)題屬于