高三化學一輪復習 化學反應與能量變化之化學反應與熱能

2025屆高考化學一輪復習講義

化學反應與能量變化之化學反應與熱能考點1反應熱焓變

1.

反應熱、焓變(1)反應熱：在等溫條件下，化學反應體系向環(huán)境[1]

或從環(huán)境[2]

?

的熱量，稱為化學反應的熱效應，簡稱反應熱。(2)焓變：在[3]

?條件下進行的化學反應，其反應熱等于反應的焓變。對于一

個化學反應，生成物的總焓與反應物的總焓之差稱為焓變，用[4]

?表示，單

位常用kJ/mol(或kJ·mol－1)。(3)放熱反應的Δ

H

為負值，吸熱反應的Δ

H

為正值。釋放吸收等壓Δ

H

2.

吸熱反應和放熱反應放熱反應吸熱反應概念釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應形成原因反應物的內(nèi)能[5]

(填“＞”

或“＜”，下同)生成物的內(nèi)能反應物的內(nèi)能[6]

?生成物的內(nèi)能與化學鍵的關系生成物成鍵時釋放的總能量

[7]

?反應物斷鍵時吸收的總

能量生成物成鍵時釋放的總能[8]

?反應物斷鍵時吸收的總能量＞

＜

＞

＜

放熱反應吸熱反應圖示

E

1為正反應的活化能，

E

2為逆反應的活化能；①放熱反應(Δ

H

＜0)：

E

1＜

E

2②吸熱反應(Δ

H

＞0)：

E

1＞

E

2放熱反應吸熱反應常見反應(1)所有的燃燒反應；(2)酸堿中和反應；(3)金屬與酸或水的反應；(4)原電池反應；(5)大多數(shù)化合反應；(6)用電石制乙炔的反應；(7)鋁熱反應(1)大多數(shù)分解反應；(2)大多數(shù)以H2、CO、C為還原劑

的氧化還原反應；(3)Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應；(4)鹽的水解；(5)碳酸氫鈉與鹽酸的反應注意內(nèi)能是體系內(nèi)物質所含各種微觀粒子的能量總和。內(nèi)能的大小除了與物質的

種類、數(shù)量及聚集狀態(tài)有關外，還與體系的溫度、壓強有關。3.

Δ

H

的計算公式[重點]

4.

燃燒熱反應熱類型燃燒熱能量變化放熱；Δ

H

＜0標準[9]

?純物質反應熱的含義101kPa時，1mol純物質[10]

燃燒生成[11]

?時

放出的熱量；不同的可燃物，其燃燒熱一般不同表示方法燃燒熱為

akJ·mol－1，其對應反應的Δ

H

＝－

akJ·mol－11mol

完全指定產(chǎn)物注意由于燃燒反應均是放熱反應，用文字表述燃燒熱時可不帶“－”，但用Δ

H

表示燃燒熱時，必須帶“－”。如某物質的燃燒熱是

QkJ·mol－1或Δ

H

＝－

QkJ·mol－1。裝置

試劑50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液中和反應反應熱的計算反應后生成的溶液的比熱容

c

近似為4.18J·(g·℃)－1，兩溶液的質量均

近似為50g放出熱量

Q

＝Δ

t

×

m

×

c

反應熱Δ

H

＝－(

m

酸＋

m

堿)×

c

×(

t

終－

)5.

中和反應反應熱的測定注意

(1)魯科選必1，中和反應反應熱的測定實驗中，酸堿的用量相同，其中酸為

100mL1.0mol·L－1鹽酸，堿為100mL1.0mol·L－1NaOH溶液。(2)實驗中最好使用同一支溫度計測酸、堿、混合溶液的溫度以減小誤差。

1.

易錯辨析。(1)物質發(fā)生化學變化都伴有能量的變化。

(

√

)(2)放熱反應中，生成物的總能量高于反應物的總能量。

(

?

)(3)放熱反應不需要加熱就能發(fā)生，吸熱反應不加熱就不能發(fā)生。

(

?

)

(5)物質的物理變化過程中，也會有能量變化，但不屬于吸熱反應和放熱反應。

(

√

)(6)在測定中和反應反應熱的實驗中，應把NaOH溶液分多次倒入。

(

?

)√???√?(7)對于同一反應來說，中和反應的反應熱的測定結果與所用酸、堿溶液的用量有

關。

(

?

)?

－45

3.[2021湖南改編]在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。相關化學鍵的

鍵能數(shù)據(jù)如下：化學鍵N≡NH—HN—H鍵能

E

/(kJ·mol－1)946436.0390.8

＋90.8

4.

某反應的反應過程與能量關系如圖所示：(1)該反應的Δ

H

(填“＞”或“＜”)0。(2)過程

?為有催化劑條件的反應。(3)寫出

E

1的含義

?。＜

b

使用催化劑降低的活化能5.

寫出下列燃燒元素對應的穩(wěn)定產(chǎn)物及狀態(tài)(1)C→

?；(2)H→

?；(3)S→

?；(4)N→

?。CO2(g)

H2O(l)

SO2(g)

N2(g)

6.

[2022海南]已知：電解液態(tài)水制備1molO2(g)，電解反應的Δ

H

＝＋572kJ·mol－1。由此計算H2(g)的燃燒熱(焓)Δ

H

＝

kJ·mol－1。－286

7.

關于中和反應反應熱的測定實驗，請回答下列問題：(1)反應試劑若使用濃酸、濃堿溶液，濃酸或濃堿溶液稀釋時

(填“吸收”

或“放出”)大量的熱，使所測中和反應反應熱數(shù)值的絕對值

(填“偏大”

或“偏小”)。(2)反應試劑若使用弱酸、弱堿溶液，弱酸或弱堿電離時

(填“吸熱”或

“放熱”)，使所測中和反應反應熱數(shù)值的絕對值

(填“偏大”或“偏

小”)。(3)若中和反應生成沉淀，沉淀的生成會

(填“吸熱”或“放熱”)，使所測

中和反應反應熱數(shù)值的絕對值

(填“偏大”或“偏小”)。放出偏大吸熱偏小放熱偏大

命題點1

吸熱反應與放熱反應的判斷1.

[結合反應能量變化圖示判斷][北京高考]最新報道：科學家首次用X射線激光技術

觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下：下列說法正確的是(

C

)CA.

CO和O生成CO2是吸熱反應B.

在該過程中，CO斷鍵形成C和OC.

CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D.

狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程[解析]根據(jù)能量變化示意圖可知，CO和O(狀態(tài)Ⅰ)→CO2(狀態(tài)Ⅲ)過程中放出熱量，

A項錯誤；根據(jù)反應過程的示意圖可以看出CO中的碳氧鍵沒有斷裂，B項錯誤；

CO2中含有極性共價鍵，C項正確；狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO和O形成CO2的過程，D項

錯誤。2.

[2023北京]二十世紀初，工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強下合成尿

素。反應分兩步：ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4；ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。結合反應過程中能量變化示意圖，下列說法正確的是

(填序號)。ab

a.活化能：反應ⅰ＜反應ⅱb.ⅰ為放熱反應，ⅱ為吸熱反應

Δ

H

＝

E

1－

E

4[解析]由題圖可知，反應ⅰ的活化能

E

1＜反應ⅱ的活化能

E

3，a項正確；從題圖中反

應物和生成物能量的相對大小可看出，反應ⅰ為放熱反應，反應ⅱ為吸熱反應，b項正

確；根據(jù)蓋斯定律，可知該反應的Δ

H

＝

E

1－

E

2＋

E

3－

E

4，c項錯誤。命題點2

化學鍵與焓變的關系3.

[2022浙江]相關有機物分別與氫氣發(fā)生加成反應生成1mol環(huán)己烷(

)的能量變

化如圖所示：下列推理不正確的是(

A

)AA.

2Δ

H

1≈Δ

H

2，說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目成正比B.

Δ

H

2＜Δ

H

3，說明單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵間存在相互作用，有利于物質穩(wěn)定C.

3Δ

H

1＜Δ

H

4，說明苯分子中不存在三個完全獨立的碳碳雙鍵D.

Δ

H

3－Δ

H

1＜0，Δ

H

4－Δ

H

3＞0，說明苯分子具有特殊穩(wěn)定性[解析]

含有兩個碳碳雙鍵，而2Δ

H

1＜Δ

H

3，說明碳碳雙鍵加氫放出的熱量與

分子內(nèi)碳碳雙鍵數(shù)目不一定成正比，A項錯誤；

與

加氫均生成

時，Δ

H

2＜

Δ

H

3，說明

穩(wěn)定性較強，對比二者結構知，單雙鍵交替的兩個碳碳雙鍵之間存

在有利于物質穩(wěn)定的相互作用，B項正確；3Δ

H

1＜Δ

H

4，說明苯分子中不存在三個

完全獨立的碳碳雙鍵，C項正確；Δ

H

3－Δ

H

1＜0，Δ

H

4－Δ

H

3＞0，說明苯分子比

單雙鍵交替的結構穩(wěn)定，具有特殊的穩(wěn)定性，D項正確。4.

[2022浙江]標準狀況下，下列物質氣態(tài)時的相對能量如下表：物質(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242

CA.

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)

Δ

H

＝－143kJ·mol－1[解析]由氣態(tài)時H、H2的相對能量可知，H2的鍵能為218kJ·mol－1×2＝436kJ·mol－1，A項正確；由表格中數(shù)據(jù)可知O2的鍵能為249kJ·mol－1×2＝498kJ·mol－1，而

H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1，214kJ·mol－1×2＜498kJ·mol－1，B項正

確；HOO中解離O—O鍵所需能量為249kJ·mol－1＋39kJ·mol－1－10kJ·mol－1＝278

kJ·mol－1，H2O2中解離O—O鍵所需能量為214kJ·mol－1，C項錯誤；Δ

H

＝－136

kJ·mol－1－(－242kJ·mol－1＋249kJ·mol－1)＝－143kJ·mol－1，D項正確。考點2熱化學方程式

1.

定義表明[1]

?的化學方程式，叫作熱化學方程式。

反應所釋放或吸收的熱量1molH2(g)與0.5molO2(g)反應生成1molH2O(g)時，釋放241.8kJ的熱

量步驟1寫方程式——寫出配平的化學方程式；步驟2標狀態(tài)——用“s”“l(fā)”“g”“aq”標明物質的聚集狀態(tài)；步驟3標條件——標明反應的溫度和壓強(101kPa、25℃時可不標注)；步驟4標Δ

H

——在方程式后寫出Δ

H

；步驟5標數(shù)值——根據(jù)化學計量數(shù)計算并寫出Δ

H

的數(shù)值及單位。2.

“五步”書寫熱化學方程式注意

(1)區(qū)別于普通化學方程式：一般不標“↑”“↓”，不寫“點燃”“

加熱”

等反應條件。(2)熱化學方程式中各物質化學式前的化學計量數(shù)僅表示該物質的物質的量，可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)。且化學計量數(shù)必須與Δ

H

相對應，若化學計量數(shù)加倍，則Δ

H

數(shù)值的絕對值也要加倍。焓變的比較和計算要含正、負號。

(4)同素異形體之間的轉化，其熱化學方程式除了注明物質的聚集狀態(tài)外，還要注明

名稱。

1.

易錯辨析。

????2.

請寫出298K、101kPa時，下列反應的熱化學方程式。(1)一定量N2(g)與一定量H2(g)反應生成2molNH3(g)，放出92.4kJ熱量。

?(2)N2(g)與O2(g)反應生成0.5molNO(g)，吸收34kJ熱量。

?

命題點

熱化學方程式的正誤判斷1.

下列有關熱化學方程式的敘述正確的是(

D

)A.

2H2(g)＋O2(g)

2H2O(g)

Δ

H

＝－483.6kJ·mol－1，則氫氣的燃燒熱為241.8

kJ·mol－1B.

已知C(石墨，s)

C(金剛石，s)的Δ

H

＞0，則金剛石比石墨穩(wěn)定C.

含20.0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7kJ的熱量，則NaOH＋HCl

NaCl＋H2O

Δ

H

＝－57.4kJ·mol－1D.

已知C(s)＋O2(g)

CO2(g)

Δ

H

1，C(s)＋

O2(g)

CO(g)

Δ

H

2，則Δ

H

1＜

Δ

H

2D

2.

[結合能量變化圖示判斷][浙江高考]根據(jù)能量變化示意圖，下列熱化學方程式正確

的是(

D

)A.

N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

Δ

H

＝－(

b

－

a

)kJ·mol－1B.

N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

Δ

H

＝－(

a

－

b

)kJ·mol－1C.

2NH3(l)

N2(g)＋3H2(g)

Δ

H

＝2(

a

＋

b

－

c

)kJ·mol－1D.

2NH3(l)

N2(g)＋3H2(g)

Δ

H

＝2(

b

＋

c

－

a

)kJ·mol－1D

1.

[化學鍵形成過程中的能量變化以及原子核間距變化][2020上海]鹵素原子在形成分

子的過程中能量變化和原子核間距變化如圖所示，其中Cl2、Br2、I2均為氣態(tài)分子，

表示正確的是(

A

)ABACD

2.

[海南高考改編]炭黑是霧霾中的重要顆粒物，研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子，生成

活化氧?；罨^程的能量變化模擬計算結果如圖所示?；罨蹩梢钥焖傺趸趸?/p>

硫。下列說法正確的是(

D

)A.

每活化一個氧分子吸收0.29eV的能量B.

水可使氧分子活化反應的活化能降低0.42eVC.

氧分子的活化是O—O的斷裂過程D.

炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉化為三氧化硫的催化劑D[解析]根據(jù)圖示，每活化一個氧分子放出能量0.29eV，A項錯誤；水可使氧分子

活化反應的活化能降低0.18eV，B項錯誤；根據(jù)圖示，氧分子的活化是O—O鍵的斷

裂和C—O鍵的生成過程，C項錯誤；大氣中二氧化硫轉化為三氧化硫，炭黑顆粒不

參與總反應，為該反應的催化劑，D項正確。3.

[反應熱的測定][2020浙江]100mL0.200mol·L－1CuSO4溶液與1.95g鋅粉在量熱計

中充分反應。測得反應前溫度為20.1℃，反應后最高溫度為30.1℃。已知：反應前后，溶液的比熱容均近似為4.18J·g－1·℃－1、溶液的密度均近似為1.00

g·cm－3，忽略溶液體積、質量變化和金屬吸收的熱量。請計算：(1)反應放出的熱量

Q

＝

J。[解析]根據(jù)

Q

＝

cm

Δ

t

可知，反應放出的熱量

Q

＝4.18J·g－1·℃－1×100

mL×1.00g·cm－3×(30.1℃－20.1℃)＝4.18×103J。4.18×103

1.

[2024江蘇南通考試改編]化學反應中的能量轉化通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。下

列表述正確的是(

B

)A.

一定條件下，將0.5molH2(g)和0.5molI2(g)置于密閉容器中充分反應生成HI(g)放

熱

a

kJ，其熱化學方程式為H2(g)＋I2(g)

2HI(g)

Δ

H

＝－2

a

kJ·mol－1B.

在101kPa時，2gH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ熱量，表示氫氣燃燒熱的

熱化學方程式為H2(g)＋

O2(g)

H2O(l)

Δ

H

＝－285.8kJ·mol－1C.

S(g)＋O2(g)

SO2(g)

Δ

H

1，S(s)＋O2(g)

SO2(g)

Δ

H

2，則Δ

H

1＞Δ

H

2D.

含1molHCl的溶液與含1molNaOH的溶液發(fā)生中和反應的反應熱Δ

H

＝－57.3

kJ·mol－1，則含0.5molH2SO4的溶液和足量Ba(OH)2溶液反應的反應熱Δ

H

＝－57.3kJ·mol－1B

ABACD[解析]由題目信息可知，X(g)→Y(g)為吸熱反應，Y(g)→Z(g)為放熱反應，結合

Q

2＞

Q

1可知，A正確。

A.

光照和點燃條件下的反應熱相同B.

H—Cl鍵的鍵能為862kJ·mol－1C.

H2(g)＋Cl2(g)

2HCl(g)

Δ

H

＝－183kJ·mol－1D.

2mol氣態(tài)氫原子的能量高于1mol氫氣的能量B

A.

HCN比HNC穩(wěn)定B.

該異構化反應的Δ

H

＝＋59.3kJ·mol－1C.

正反應的活化能大于逆反應的活化能D.

使用催化劑，可以改變反應的反應熱[解析]

HNC的能量比HCN高，能量越低物質穩(wěn)定性越好，則穩(wěn)定性較好的是

HCN，A項正確；該異構化反應的Δ

H

＝＋59.3kJ·mol－1，為吸熱反應，則正反應的

活化能大于逆反應的活化能，B、C項正確；使用催化劑只能改變反應的歷程，不影

響反應的反應熱，D項錯誤。D

A.

1molNO2與1molCO混合經(jīng)充分反應放熱234kJB.

若反應開始時加入催化劑，則

E

1、

E

2都變大C.

正反應的活化能是134kJ·mol－1D.

該反應的反應熱Δ

H

＝

E

2－

E

1C[解析]此反應是可逆反應，不能進行到底，因此1molNO2與1molCO混合經(jīng)充分

反應放出的熱量小于234kJ，A項錯誤；使用催化劑可降低反應活化能，即

E

1和

E

2

都減小，B項錯誤；由題給能量變化圖可知，正反應的活化能是134kJ·mol－1，C項

正確；Δ

H

＝正反應活化能－逆反應活化能＝

E

1－

E

2，D項錯誤。6.

[2023重慶部分學?？荚嚫木嶿下列熱化學方程式書寫正確的是(

A

)A.

31g白磷比31g紅磷的能量多

b

kJ，則P4(白磷，s)

4P(紅磷，s)

Δ

H

＝－4

b

kJ·mol－1B.

1molN2(g)和3molH2(g)在一定條件下反應放出熱量86kJ，則N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

Δ

H

＝－86kJ·mol－1C.

用CH3COOH溶液和NaOH溶液反應來測定中和反應的反應熱，其熱化學方程式為

CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)

CH3COONa(aq)＋H2O(l)

Δ

H

＝－57.3kJ·mol－1D.

S的燃燒熱Δ

H

＝－

a

kJ·mol－1，則2S(s)＋3O2(g)

2SO3(g)

Δ

H

＝－2

a

kJ·mol－1A

2molNO(g)的鍵能小于1molN2(g)與1molO2(g)的總

鍵能B.

合成氨反應的熱化學方程式為N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

Δ

H

＝－91.8kJ·mol－1C.

NH3催化氧化的熱化學方程式為4NH3(g)＋5O2(g)

4NO(g)＋6H2O(g)

Δ

H

＝＋902kJ·mol－1D.

NO與NH3反應的熱化學方程式為6NO(g)＋4NH3(g)

5N2(g)＋6H2O(g)

Δ

H

＝－1815kJ·mol－1C

8.

(1)[2021天津]合成氨反應常使用鐵觸媒提高反應速率。如圖為有、無鐵觸媒時，

反應的能量變化示意圖。寫出該反應的熱化學方程式

?