2025版高考化學(xué)全程一輪復(fù)習(xí)第33講反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式課件

第33講反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式1.了解反應(yīng)熱、焓變的概念，知道化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。2．知道常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，能從多角度分析化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。3．了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書寫熱化學(xué)方程式。考點一考點二考點一考點一反應(yīng)熱、焓變1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化(1)化學(xué)反應(yīng)中的兩大變化：物質(zhì)變化和能量變化。(2)化學(xué)反應(yīng)中的兩大守恒：質(zhì)量守恒和能量守恒?！編熣f·助學(xué)】

化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式有熱能、光能、電能等。2．焓變、反應(yīng)熱(1)焓(H)：用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。(2)焓變(ΔH)：ΔH＝________________，單位kJ·mol－1。(3)反應(yīng)熱：指當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定壓強(qiáng)下進(jìn)行時，反應(yīng)所放出或吸收的熱量，通常用符號Q表示，單位kJ·mol－1。(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系：對于恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有____________。H(生成物)－H(反應(yīng)物)ΔH＝Qp3．吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)(1)常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)：①大多數(shù)分解反應(yīng)；②鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)；④碳和水蒸氣；⑤C和CO2的反應(yīng)等。

放熱反應(yīng)：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應(yīng)；③大多數(shù)化合反應(yīng)；④金屬跟酸的置換反應(yīng)；⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。(2)從能量高低角度理解【師說·助學(xué)】

物質(zhì)具有的能量越低，穩(wěn)定性越強(qiáng)。<放熱>吸熱(3)從化學(xué)鍵角度理解吸熱放熱【易錯診斷】判斷正誤，錯誤的說明理由。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．可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)：____________________________________________________。3．吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量：_____________________________________。4．活化能越大，表明化學(xué)反應(yīng)吸收的能量越大：____________________________________________________。錯誤。有的放熱反應(yīng)需要加熱才能反應(yīng)，多數(shù)吸熱反應(yīng)需要加熱才能反應(yīng)。正確。正確。錯誤。活化能越大，化學(xué)反應(yīng)越難進(jìn)行，但與化學(xué)反應(yīng)放出或吸收的能量無關(guān)。

答案：－45

128解析：由C40H20和C40H18的結(jié)構(gòu)式和反應(yīng)歷程可以看出，C40H20中斷裂了2根碳?xì)滏I，C40H18形成了1根碳碳鍵，所以C40H20(g)?C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝(431×2－298－436)kJ·mol－1＝＋128kJ·mol－1。【師說·延伸】物質(zhì)能量變化與焓變的關(guān)系：ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)。

典例3[2022·浙江6月，18]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：可根據(jù)HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是(

)A．H2的鍵能為436kJ·mol－1B．O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C．解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2D．H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)ΔH＝－143kJ·mol－1物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242答案：C

【師說·延伸】利用鍵能計算反應(yīng)熱的方法(1)熟記反應(yīng)熱ΔH的計算公式ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)(2)注意特殊物質(zhì)中鍵數(shù)的判斷物質(zhì)(1mol)P4C(金剛石)石墨SiSiO2鍵數(shù)(mol)621.524【對點演練】考向一反應(yīng)熱與能量變化關(guān)系1．根據(jù)如圖所示的反應(yīng)，回答下列問題：(1)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？________。(2)反應(yīng)的ΔH＝____________。(3)反應(yīng)的活化能為____________。(4)試在圖中用虛線表示在反應(yīng)中使用催化劑后活化能的變化情況。放熱反應(yīng)－bkJ·mol－1akJ·mol－12．水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過程。我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注?？芍簹庾儞Q的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式：________________________________________________________。小于2.02COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*解析：觀察計算機(jī)模擬結(jié)果，據(jù)ΔH＝生成物總能量－反應(yīng)物總能量，可知ΔH＝－0.72－0<0；該歷程中最大能壘(活化能)E正＝1.86eV－(－0.16eV)＝2.02eV，該步驟的化學(xué)方程式為COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*或H2O*===H*＋OH*。考向二根據(jù)鍵能計算焓變3．已知反應(yīng)2HI(g)

H2(g)＋I(xiàn)2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為________kJ。解析：形成1molH2(g)和1molI2(g)共放出436kJ＋151kJ＝587kJ能量，設(shè)斷裂2molHI(g)中化學(xué)鍵吸收2akJ能量，則有2a－587＝11，得a＝299。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11kJ·mol－1＋436kJ·mol－1＋151kJ·mol－1＝598kJ·mol－1，則E(H—I)＝299kJ·mol－1。]2994．通常把拆開1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)，化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)，供計算使用。工業(yè)上的高純硅可通過下列反應(yīng)制?。篠iCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH為____________。化學(xué)鍵Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C鍵能/(kJ·mol－1)460360436431176347＋236kJ·mol－1解析：SiCl4、H2和HCl分子中共價鍵的數(shù)目容易計算，而產(chǎn)物硅屬于共價晶體，可根據(jù)共價晶體的結(jié)構(gòu)計算晶體硅中的共價鍵的數(shù)目。1mol晶體硅中所含的Si—Si鍵為2mol，即制取高純硅反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝4×360kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－(2×176kJ·mol－1＋4×431kJ·mol－1)＝＋236kJ·mol－1。1mol常見物質(zhì)中的化學(xué)鍵物質(zhì)金剛石硅SiO2化學(xué)鍵C—CSi—SiSi—O化學(xué)鍵數(shù)/mol224考點二考點二熱化學(xué)方程式1.概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。2．意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化?！編熣f·助學(xué)】

2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示的意義在25℃、101kPa條件下，2molH2(g)和1molO2(g)完全反應(yīng)生成2molH2O(l)，放出571.6kJ的熱量。3．熱化學(xué)方程式的書寫

錯誤。熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的量。錯誤。焓變的單位錯誤，應(yīng)該為kJ·mol－1。

正確?！窘炭笺暯印康淅?[2021·湖南卷，16(1)]氨熱分解法制氫氣相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2，其熱化學(xué)方程式為：________________________________________?！舅悸诽崾尽喀＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)?；瘜W(xué)鍵NNH—HN—H鍵能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8解析：2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)，ΔH＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝＋90.8kJ·mol－1。2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋90.8kJ·mol－1典例2[2023·浙江1月，14改編]標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)反應(yīng)物和生成物的相對能量與反應(yīng)歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]。(1)歷程Ⅰ反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：___________________________________________________________。(2)歷程Ⅰ、歷程Ⅱ中速率最快的一步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：___________________________________________________________。O3(g)＋O(g)===2O2(g)ΔH＝(E6－E3)kJ·mol－1ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)ΔH＝(E5－E4)kJ·mol－1解析：活化能越低，反應(yīng)速率越快，由圖像可知，歷程Ⅱ中第二步反應(yīng)的活化能最低，所以速率最快?！舅悸诽崾尽竣俑鶕?jù)圖示確定反應(yīng)物和生成物；②書寫熱化學(xué)方程式時各物質(zhì)標(biāo)注狀態(tài)；ΔH＝由生成物的相對能量－反應(yīng)物的相對能量。典例3[2023·北京卷，16(2)改編]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。

CO2和NH3生成CO(NH2)2的熱化學(xué)方程式為：__________________________________________。CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)

ΔH＝(E1－E2＋E3－E4)kJ·mol－1【師說·延伸】書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(1)熱化學(xué)方程式中必須標(biāo)明反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)，固體(s)、液體(l)、氣體(g)、水溶液(aq)，若為同素異形體，還要注明名稱。(2)熱化學(xué)方程式要注明反應(yīng)時的溫度和壓強(qiáng)。如不注明，即表示在25℃和101kPa下測定。(3)熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)為物質(zhì)的量。故化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。當(dāng)化學(xué)計量數(shù)改變時，其ΔH也同等倍數(shù)的改變。(4)要注明ΔH的符號：“＋”代表吸熱、“－”代表放熱，以及單位：kJ·mol－1?！緦c演練】考向一依據(jù)反應(yīng)事實書寫熱化學(xué)方程式1．用H2還原SiCl4蒸氣可制取純度很高的硅，當(dāng)反應(yīng)中有1mol電子轉(zhuǎn)移時吸收59kJ熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：___________________________________________________________。解析：在反應(yīng)中硅元素的化合價從＋4價降低到0價，得到4個電子。當(dāng)反應(yīng)中有1mol電子轉(zhuǎn)移時吸收59kJ熱量，則消耗1mol氯化硅吸收的熱量是59kJ×4＝236kJ，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)

ΔH＝＋236kJ·mol－1。SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)ΔH＝＋236kJ·mol－12．在1L密閉容器中，4mol氨氣在一定條件下分解生成氮氣和氫氣。2min時反應(yīng)吸收熱量為46.1kJ，此時氨氣的轉(zhuǎn)化率為25%。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：________________________________________，這段時間內(nèi)v(H2)＝________________。

2NH3(g)?N2(g)＋3H2(g)

ΔH＝＋92.2kJ·mol－10.75mol·L－1·min－13．將36g水蒸氣與足量單質(zhì)碳充分反應(yīng)，生成33.6gCO和一定量的氫氣，同時吸收157.2kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________________。

答案：C(s)＋H2O(g)?H2(g)＋CO(g)

ΔH＝＋131kJ·mol－14．K2S2O8是偏氟乙烯(CH2===CF2)聚合的引發(fā)劑。偏氟乙烯由CH3—CClF2氣體脫去HCl制得，生成0.5mol偏氟乙烯氣體要吸收54kJ的熱，寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________________________。答案：CH3—CClF2（g）===CH2===CF2（g）＋HCl（g）ΔH＝＋108kJ·mol－1解析：根據(jù)題意偏氟乙烯由CH3—CClF2氣體脫去HCl制得，即CH3—CClF2（g）===CH2===CF2（g）＋HCl（g），生成0.5mol偏氟乙烯氣體要吸收54kJ的熱，所以生成1mol偏氟乙烯氣體要吸收108kJ的熱，即ΔH＝＋108kJ·mol－1，CH3—CClF2（g）===CH2===CF2（g）＋HCl（g），ΔH＝＋108kJ·mol－1。5．最近科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状肌Ｈ粲?.2kgCO2與足量H2恰好完全反應(yīng)，生成氣態(tài)的水和甲醇，可放出2473.5kJ的熱量，試寫出合成塔中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________。

考向二依據(jù)能量圖像及轉(zhuǎn)化圖像書寫熱化學(xué)方程式6．化學(xué)反應(yīng)N2＋3H2?2NH3的能量變化如圖所示(假設(shè)該反應(yīng)反應(yīng)完全)。試寫出N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成NH3(l)的熱化學(xué)方程式：___________