大單元四　第十章　第38講　反應(yīng)熱　熱化學(xué)方程式-2025年高中化學(xué)大一輪復(fù)習(xí)講義人教版

第38講反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.知道常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，理解反應(yīng)熱、焓變及相關(guān)概念。2.了解中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定方法。3.能正確書寫熱化學(xué)方程式。4.會(huì)分析化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化圖像。5.了解燃燒熱的含義和能源及其利用的意義?？键c(diǎn)一反應(yīng)熱焓變1．反應(yīng)熱和焓變及相關(guān)概念(1)反應(yīng)熱(2)焓和焓變2．識(shí)記常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)有下列常見的化學(xué)反應(yīng)：①Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)②大多數(shù)的分解反應(yīng)③大多數(shù)的化合反應(yīng)④大多數(shù)的鹽類水解⑤C和H2O(g)、C和CO2的反應(yīng)⑥中和反應(yīng)⑦可燃物的燃燒⑧金屬與酸的置換反應(yīng)⑨鋁熱反應(yīng)其中屬于放熱反應(yīng)的是______________(填序號(hào)，下同)，屬于吸熱反應(yīng)的是__________。3．反應(yīng)過程中能量變化的原因(1)從化學(xué)鍵變化分析(2)從反應(yīng)過程能量圖理解放熱反應(yīng)(ΔH<0)吸熱反應(yīng)(ΔH>0)圖示解釋與說明①E1代表反應(yīng)物斷鍵吸收的能量，即反應(yīng)物的鍵能之和。過渡態(tài)理論認(rèn)為E1為正反應(yīng)的活化能②E2代表形成化學(xué)鍵時(shí)釋放的能量，即生成物的鍵能之和。過渡態(tài)理論認(rèn)為E2為逆反應(yīng)的活化能③ΔH為該反應(yīng)過程的反應(yīng)熱ΔH＝∑E(生成物)－∑E(反應(yīng)物)ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能ΔH＝E(正反應(yīng)活化能)－E(逆反應(yīng)活化能)1．放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)()2．弱電解質(zhì)的電離是吸熱反應(yīng)，濃硫酸溶于水是放熱反應(yīng)()3．反應(yīng)體系的焓就是體系的內(nèi)能()4．活化能越大，表明化學(xué)反應(yīng)吸收的能量越多()一、中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定1．某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組用簡易量熱計(jì)(裝置如圖)，采用50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)，測量中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。測定操作Ⅰ.用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸倒入量熱計(jì)內(nèi)筒中，測出鹽酸的溫度；Ⅱ.用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用同一溫度計(jì)測出其溫度；Ⅲ.將NaOH溶液倒入量熱計(jì)內(nèi)筒中，使之混合均勻，測得混合液最高溫度。重復(fù)上述步驟，記錄數(shù)據(jù)?；卮鹣铝袉栴}：(1)NaOH溶液與鹽酸混合均勻的正確操作是________(填字母)。a．把NaOH溶液分多次倒入量熱計(jì)內(nèi)筒小燒杯中與鹽酸反應(yīng)b．用溫度計(jì)小心攪拌c．揭開杯蓋用玻璃棒攪拌d．用套在溫度計(jì)上的玻璃攪拌器上下輕輕地?cái)噭?dòng)e．實(shí)驗(yàn)時(shí)可用銅質(zhì)攪拌器代替玻璃攪拌器(2)NaOH溶液稍過量的原因：______________________________________________。(3)稀鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都視為1g·cm－3，溶液的比熱容c＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1。某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)起始溫度t1/℃最高溫度t2/℃鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6計(jì)算生成1mol水的反應(yīng)熱。ΔH＝－eq\f(m1＋m2·c·t2－t1,nH2O)＝__________(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。(4)問題討論①在中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實(shí)驗(yàn)中，使用弱酸或弱堿會(huì)使測得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱數(shù)值____(填“偏高”“不變”或“偏低”)，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________。L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1NaOH溶液。實(shí)驗(yàn)ⅰ、ⅱ反應(yīng)放出的熱量______(填“相等”或“不相等”，下同)，測得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱________，原因是___________________________________________________________________________________________________。二、反應(yīng)過程中物質(zhì)能量變化圖像2．臭氧層中O3分解過程如圖所示，回答下列問題。(1)ΔH________(填“>”或“<”)0。(2)催化反應(yīng)①是________(填“吸熱”或“放熱”，下同)反應(yīng)，催化反應(yīng)②是________反應(yīng)。(3)總反應(yīng)的活化能是________，催化反應(yīng)①的活化能是________，催化反應(yīng)②對(duì)應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能是____________，總反應(yīng)對(duì)應(yīng)的逆反應(yīng)活化能為____________。3．鉍基催化劑對(duì)CO2電化學(xué)還原制取HCOOH具有高效的選擇性。其反應(yīng)歷程與相對(duì)能量變化如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。CO2eq\o(→,\s\up7(＋e－))COeq\o\al(－,2)eq\o(→,\s\up7(＋HCO\o\al(－,3)),\s\do5(＋e－))HCOO－eq\o(→,\s\up7(＋H＋))HCOOH(1)使用Bi、Bi2O3兩種催化劑，哪種更有利于CO2的吸附？________。簡述判斷依據(jù)：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)CO2電化學(xué)還原制取HCOOH反應(yīng)的ΔH________(填“>”或“<”)0。(3)使用Bi催化劑時(shí)，最大能壘是__________，使用Bi2O3催化劑時(shí)，最大能壘是______________________________________________________________________________。(4)由*COeq\o\al(－,2)生成*HCOO－的反應(yīng)為________________________________________________________________________________________________________________________________。三、化學(xué)反應(yīng)的焓變與鍵能的相互計(jì)算4．CH3—CH3(g)=CH2=CH2(g)＋H2(g)ΔH，有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表：化學(xué)鍵C—HC=CC—CH—H鍵能/(kJ·mol－1)414615347436則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為____________。5．有關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如表，SiO2晶體部分微觀結(jié)構(gòu)如圖，晶體硅在O2中燃燒的熱化學(xué)方程式：Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH＝－989.2kJ·mol－1，則表中的x值為________?；瘜W(xué)鍵Si—OO=OSi—Si鍵能/(kJ·mol－1)x498.8176考點(diǎn)二熱化學(xué)方程式1．概念表明反應(yīng)所釋放或吸收的熱量的化學(xué)方程式。2．意義既表明了化學(xué)反應(yīng)中的________變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的________變化。如2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示在25℃、101kPa條件下，____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。一、熱化學(xué)方程式的書寫及注意事項(xiàng)1．判斷下列熱化學(xué)方程式的正誤，錯(cuò)誤的指明原因。(1)2NO2=O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ·mol－1()______________________________________________________________________________(2)3.2gCH4完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時(shí)放出178kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ()______________________________________________________________________________(3)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1，則NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH＝＋46kJ·mol－1()______________________________________________________________________________(4)在一定溫度和壓強(qiáng)下，1molSO2、0.5molO2混合反應(yīng)后，放出熱量akJ，則氣態(tài)SO2轉(zhuǎn)化為氣態(tài)SO3的熱化學(xué)方程式為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－2akJ·mol－1()______________________________________________________________________________(5)若31g白磷的能量比31g紅磷多bkJ，則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為P4(s)=4P(s)ΔH＝－4bkJ·mol－1()______________________________________________________________________________(6)1mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642kJ的熱量：N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋642kJ·mol－1()______________________________________________________________________________2．計(jì)算反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式。(1)已知2.0g燃料肼(N2H4)氣體完全燃燒生成N2和水蒸氣時(shí)，放出33.4kJ的熱量，則表示肼燃燒的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)CuCl(s)與O2反應(yīng)生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25℃、101kPa下，已知該反應(yīng)每消耗1molCuCl(s)放熱44.4kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是____________________________________________________________________________________________________________。(3)斷開1molH—H,1molN—H,1molN≡N分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，寫出2molNH3分解的熱化學(xué)方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________。二、提取反應(yīng)過程圖像信息書寫熱化學(xué)方程式3．分析下列圖像，按要求書寫熱化學(xué)方程式。(1)圖甲表示的是NO2(g)和CO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)的過程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫出NO2(g)和CO(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)我國科學(xué)家研究化合物M(s)催化CO2氫化生成甲酸的機(jī)理，其中由化合物M(s)生成化合寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_________________________________________________。(3)圖丙表示一定條件下，在水溶液中1molCl－、ClOeq\o\al(－,x)(x＝1、2、3、4)的能量相對(duì)大小，①D是____________(填離子符號(hào))。②B→A＋C反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________________________________________________(用離子符號(hào)表示)?？键c(diǎn)三燃燒熱能源1．燃燒熱(1)概念：在101kPa時(shí)，____mol純物質(zhì)____________生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量。(2)意義：衡量燃料燃燒時(shí)放出熱量的多少。(3)熟記常見元素完全燃燒生成的指定物質(zhì)元素CHSN指定產(chǎn)物及狀態(tài)CO2(g)H2O(l)SO2(g)N2(g)2.燃料的選擇、能源(1)燃料選擇的原則要綜合考慮①環(huán)境保護(hù)；②熱值大??；③其他因素，如來源、價(jià)格、運(yùn)輸、穩(wěn)定性等。(2)能源分類及利用1．開發(fā)利用各種新能源，減少對(duì)化石燃料的依賴，可以降低空氣中PM2.5的含量()2．使用氫氣作燃料有助于控制溫室效應(yīng)()3．101kPa時(shí)，1mol碳燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱()4．煤、石油、天然氣等燃料的最初來源都可追溯到太陽能()5．燃料燃燒階段，可通過改進(jìn)鍋爐的爐型、燃料空氣比等提高燃料的燃燒效率()6．空氣燃料比越大，燃料燃燒越充分，則燃燒效率一定越高()7．氫氣的燃燒熱ΔH＝－285.8kJ·mol－1，則電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.8kJ·mol－1()1．在一定條件下，S8(s)和O2(g)發(fā)生反應(yīng)依次轉(zhuǎn)化為SO2(g)和SO3(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系可用如圖簡單表示(圖中的ΔH表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。(1)寫出表示S8燃燒熱的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)寫出SO3分解生成SO2和O2的熱化學(xué)方程式：____________________________________。2．長征系列部分火箭采用了肼(N2H4)作燃料，N2H4與NH3有相似的化學(xué)性質(zhì)，回答下列問題：(1)已知肼分子中所有原子最外層都滿足稀有氣體原子結(jié)構(gòu)，則肼的結(jié)構(gòu)式為_______________________________________________________________________________。(2)下表是常見的鍵能數(shù)據(jù)：化學(xué)鍵N—HN—NO=ON≡NO—HH—H鍵能/(kJ·mol－1)386167498946460a已知合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1，則a為________，肼蒸氣在O2(g)中燃燒生成N2(g)與H2O(g)時(shí)的熱化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)火箭推進(jìn)劑通常選擇液態(tài)的H2O2作氧化劑，混合后會(huì)產(chǎn)生大量的氣體從而推動(dòng)火箭升空，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知每12.8g的液態(tài)肼與足量的液態(tài)過氧化氫反應(yīng)生成氣態(tài)產(chǎn)物時(shí)放出熱量256kJ，已知1mol液態(tài)水轉(zhuǎn)化為水蒸氣需要吸收44kJ的熱量，則1mol的液態(tài)肼發(fā)生反應(yīng)生成液態(tài)水放出的熱量為Q＝________。(5)常見的助燃劑有O2、H2O2、NO2，若消耗等物質(zhì)的量的肼，消耗物質(zhì)的量最多的助燃劑為____________________，實(shí)際中火箭選擇的助燃劑是NO2，主要考慮的因素可能是________________________________________________________________________。1．(2023·湖北，1)2023年5月10日，天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船成功發(fā)射，標(biāo)志著我國航天事業(yè)進(jìn)入到高質(zhì)量發(fā)展新階段。下列不能作為火箭推進(jìn)劑的是()A．液氮－液氫 B．液氧－液氫C．液態(tài)NO2－肼 D．液氧－煤油2．[2023·北京，16(2)]二十世紀(jì)初，工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強(qiáng)下合成尿素。反應(yīng)分兩步：ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4；ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。結(jié)合反應(yīng)過程中能量變化示意圖，下列說法正確的是____________(填序號(hào))。a．活化能：反應(yīng)ⅰ<反應(yīng)ⅱb．ⅰ為放熱反應(yīng)，ⅱ為吸熱反應(yīng)c．CO2(l)＋2NH3(l)=CO(NH2)2(l)＋H2O(l)ΔH＝E1－E43．(2022·浙江6月選考，18)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時(shí)的相對(duì)能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)=H2O2(g)計(jì)算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是()A．H2的鍵能