專題01-反應(yīng)熱、焓變與熱化學(xué)方程式(知識串講+專題過關(guān))(原卷版)

專題01反應(yīng)熱、焓變與熱化學(xué)方程式【知識梳理】【歸納總結(jié)】一．反應(yīng)熱及其測定1．反應(yīng)熱(1)體系與環(huán)境——以鹽酸與NaOH溶液之間為例環(huán)境：與體系相互影響的其他部分，如試管、空氣等。體系：包括鹽酸、NaOH溶液、發(fā)生的反應(yīng)。(2)體系與環(huán)境的熱量交換——反應(yīng)熱熱量：因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量。反應(yīng)熱：在等溫條件下，化學(xué)反應(yīng)體系向環(huán)境釋放或從環(huán)境吸收的熱量，稱為化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，簡稱反應(yīng)熱。【點撥】反應(yīng)熱概念中的“等溫條件”是指化學(xué)反應(yīng)發(fā)生后，使反應(yīng)后體系的溫度恢復(fù)到反應(yīng)前體系的溫度，即反應(yīng)前后體系的溫度相等。2．中和反應(yīng)熱的測定【實驗原理】通過測定一定量的酸、堿溶液在反應(yīng)前后溫度的變化，計算反應(yīng)放出的熱量，由此求得反應(yīng)熱。【實驗裝置】【實驗步驟】=1\*GB3①往小燒杯中加入50mL0.50mol/L的鹽酸，并用溫度計測量鹽酸的溫度，用水把溫度計上的酸沖洗干凈。=2\*GB3②用量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液，并用溫度計測量其溫度。=3\*GB3③將NaOH溶液迅速倒入小燒杯中，蓋好蓋板，并用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動溶液，準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度記為終止溫度。=4\*GB3④重復(fù)實驗2～3次?！緦嶒灁?shù)據(jù)處理】=1\*GB3①取三次測量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計算依據(jù)。=2\*GB3②計算反應(yīng)熱ΔH50mL0.5mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時放出的熱量為：其中(m1＋m2)表示溶液質(zhì)量(單位：g)；c為比熱容，c＝4.18J·(g·℃)－1；t1、t2分別為反應(yīng)前、后的溫度(單位：℃)；n(H2O)為反應(yīng)生成的水的物質(zhì)的量(單位：mol)?！咀⒁馐马棥?1\*GB3①隔熱層（碎泡沫塑料(或紙條)）及杯蓋的作用是隔熱保溫，減少熱量散失。=2\*GB3②為保證酸、堿完全中和，常使堿稍稍過量。=3\*GB3③實驗中若使用弱酸或弱堿，會使測得數(shù)值偏小。（弱酸、弱堿的電離吸熱）二．焓變1．內(nèi)能：體系內(nèi)物質(zhì)的各種能量的總和，受溫度、壓強和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。符號為U。2．焓：與物質(zhì)內(nèi)能有關(guān)的物理量，單位為KJ，符號為H。3．焓變(ΔH)：生成物與反應(yīng)物的焓值差，單位為KJ/mol。恒壓條件下反應(yīng)的熱效應(yīng)等于焓變。4．焓變與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的關(guān)系當(dāng)ΔH為“負值”或ΔH<0時,為放熱反應(yīng)；當(dāng)ΔH為“正值”或ΔH>0時,為吸熱反應(yīng)。5．化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的原因a.微觀角度（1）化學(xué)鍵與能量的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂和生成物中化學(xué)鍵的形成?；瘜W(xué)鍵是物質(zhì)內(nèi)部微粒之間強烈的相互作用，斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵需要吸收能量，形成生成物中的化學(xué)鍵要釋放能量。鍵能：標(biāo)況下，將1mol氣態(tài)分子AB斷裂成理想氣態(tài)原子所吸收的能量，單位（KJ·mol-1）氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)是在一定的條件下，氫氣分子和氯氣分子中的H-H鍵和Cl-Cl鍵斷開，氫原子和氯原子通過形成H-Cl鍵而結(jié)合成HCl分子。H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)反應(yīng)的能量變化如圖所示：則：吸收總能量為：436+243=679KJ釋放總能量為：431×2=862KJ反應(yīng)中放出的熱量：862-679=183KJ這樣，由于破壞舊鍵吸收的能量少于形成新鍵放出的能量，根據(jù)“能量守恒定律”，多余的能量就會以熱量的形式釋放出來。常見1mol物質(zhì)中化學(xué)鍵數(shù)目：物質(zhì)金剛石SiO2P4CO2CH4化學(xué)鍵C—CSi—OP—PC=OC—H化學(xué)鍵數(shù)目2NA4NA6NA2NA4NA（3）化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系斷開化學(xué)鍵要吸收能量，形成化學(xué)鍵要釋放能量；化學(xué)鍵的變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。b.宏觀角度（1）一個確定的化學(xué)反應(yīng)完成后的結(jié)果是吸收能量還是放出能量，決定于反應(yīng)物總能量和生成物總能量相對大小。（2）化學(xué)反應(yīng)中的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，吸熱或者放熱。吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)與反應(yīng)物和生成物總能量的關(guān)系如下：放熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量；吸熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量（3）以能量為縱坐標(biāo)，畫出放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的簡單示意圖反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量ΔH<0時,為放熱反應(yīng)；ΔH>0時,為吸熱反應(yīng)。三．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。例如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，表示2mol氫氣和1mol氧氣反應(yīng)生成2mol液態(tài)水時放出571.6kJ的熱量。3．書寫要求(1)注明反應(yīng)的溫度和壓強(25℃、101kPa下進行的反應(yīng)可不注明)。(2)注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)：固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、水溶液(aq)、氣態(tài)(g)。(3)各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量，而不表示分子個數(shù)(或原子個數(shù))，因此可以寫成整數(shù)，也可以寫成分?jǐn)?shù)。(4)不用標(biāo)注“↑”“↓”。(5)熱化學(xué)方程式能反映該反應(yīng)已完成的量。由于ΔH與反應(yīng)物質(zhì)的量有關(guān)，所以熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)必須與ΔH相對應(yīng)，如果化學(xué)計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。當(dāng)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱的數(shù)值相等，符號相反。四、燃燒熱和中和熱的比較燃燒熱中和熱相同點能量變化放熱ΔH及其單位ΔH＜0，單位均為kJ·mol－1不同點反應(yīng)物的量1mol可燃物不一定為1mol生成物的量不確定生成水的物質(zhì)的量為1mol反應(yīng)熱的含義101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量在稀溶液里，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水時所放出的熱量表示方法燃燒熱ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)強酸與強堿反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3kJ·mol－1【專題過關(guān)】1．下列說法不正確的是A．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)B．任何吸熱反應(yīng)在常溫條件下都不能發(fā)生C．反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小決定了反應(yīng)是放熱還是吸熱D．在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O(l)時的反應(yīng)熱叫做中和熱2．下列物質(zhì)間的反應(yīng)，其能量變化符合下圖的是()A．合成氨反應(yīng)B．碳與水蒸氣高溫制水煤氣C．Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl晶體混合D．碳酸鈣的分解3．下列實驗現(xiàn)象或圖象信息不能充分說明相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)的是ABCD反應(yīng)裝置圖或圖象實驗現(xiàn)象或圖象信息溫度計的水銀柱上升反應(yīng)物總能量大于生成物總能量反應(yīng)開始后，針筒活塞向右移動反應(yīng)開始后，甲處液面低于乙處液面4．2A(g)B(g)?H1(?H1>0)；2A(g)B（1）?H2，下列能量變化示意圖正確的是A． B．C． D．5．強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)為：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3KJ·mol-1。分別向1L0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①濃硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸；④稀醋酸，恰好完全反應(yīng)的熱效應(yīng)分別為△H1、△H2、△H3、△H4，下列關(guān)系正確的是A．△H1>△H2>△H3>△H4 B．△H1＜△H2＜△H3＜△H4C．△H1>△H2=△H3>△H4 D．△H4＜△H1=△H2＜△H36．下列說法中正確的是A．H2SO4與Ba(OH)2溶液反應(yīng)放出的熱量是5.12kJ，那么該反應(yīng)的中和熱為5.12kJ·mol-1B．表示中和熱的熱化學(xué)方程式：H+(l)+OH-(l)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1C．在稀溶液中，強酸與強堿反應(yīng)的中和熱為ΔH=-57.3kJ·mol-1，若將含有0.5molH2SO4的濃硫酸和含有1molNaOH的溶液混合，放出的熱量大于57.3kJD．中和熱的數(shù)值57.3kJ·mol-1表示所有酸堿反應(yīng)生成1molH2O的反應(yīng)熱7．（2021·江蘇省東臺中學(xué)高二期中）下列說法或表示方法正確的是A．吸熱反應(yīng)一定需要加熱才能發(fā)生B．氫氣與氧氣反應(yīng)生成等量的液態(tài)水和水蒸氣，后者放出的熱量多C．硫完全燃燒放熱，其熱化學(xué)方程式為：D．在稀溶液中：，，若將含的稀硫酸與含的稀溶液混合，放出的熱量等于8．（2021·汕頭市第一中學(xué)高二期末）下列熱化學(xué)方程式正確的是A．通常狀況下，將1g氫氣在氯氣中完全燃燒，放出92.4kJ熱量：H2(g)＋Cl2(g)＝HCl(g)；ΔH＝+92.4kJ·mol-1B．已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出bkJ熱量：2C2H2(g)+5O2(g)＝4CO2(g)+2H2O(l)；ΔH=－4bkJ·mol-1C．1g炭與適量水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，需吸收10.94kJ的熱量：C+H2O＝CO+H2ΔH=+10.94kJ·mol-1D．已知甲烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的熱量為55.625kJ?g－1：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH=－55.625kJ·mol-19．分析表中的四個熱化學(xué)方程式，判斷氫氣和丙烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別是“嫦娥一號”發(fā)射火箭燃料液氫(H2)①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6kJ?mol-1②2H2(l)+O2(l)=2H2O(g)ΔH=-482.6kJ?mol-1北京奧運會“祥云”火炬燃料丙烷(C3H8)③C3H8(l)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-2013.8kJ?mol-1④C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2221.5kJ?mol-1A．-571.6kJ?mol-1，-2221.5kJ?mol-1 B．-285.5kJ?mol-1，-2013.8kJ?mol-1C．-285.8kJ?mol-1，-2221.5kJ?mol-1 D．-241.3kJ?mol-1，-2013.8kJ?mol-110．（2021·河南駐馬店市·高二期中）已知：的。其中相關(guān)的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示，則x的值為化學(xué)鍵F—FN—F鍵能/kJ·mol-1946x283A．471 B．157 C．138 D．75611．已知4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H=-qkJ·mol-1，相關(guān)數(shù)據(jù)如下表，則下表中z的大小是物質(zhì)NH3(g)O2(g)N2(g)H2O(g)1mol分子中的化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量/kJabzdA．(q+4a+3b-6d) B．(q+12a+3b-12d)C．(q-4a-3b+6d) D．(q+12a+6b-12d)12．根據(jù)如圖所示的N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成NO(g)過程中能量變化情況，判斷下列說法錯誤的是()A．2mol氣態(tài)氧原子結(jié)合生成O2(g)時，能放出498kJ能量B．?dāng)嗔?molNO分子中的化學(xué)鍵，需要吸收632kJ能量C．1molN2(g)和1molO2(g)具有的總能量小于2molNO(g)具有的總能量D．1molN2和1molO2反應(yīng)的焓變ΔH＝－180kJ·mol－113．中國研究人員研制出一種新型復(fù)合光催化劑，利用太陽光在催化劑表面實現(xiàn)高效分解水，其主要過程如圖所示。已知：幾種物質(zhì)中化學(xué)鍵的鍵能如下表所示：化學(xué)鍵H2O中H—OO2中O=OH2中H—HH2O2中O—OH2O2中O—H鍵能/(kJ·mol－1)463496436138463若反應(yīng)過程中分解了2mol水，則下列說法不正確的是()A．總反應(yīng)為2H2Oeq\o(=,\s\up7(光照),\s\do5(催化劑))2H2↑＋O2↑B．過程Ⅰ吸收了926kJ能量C．過程Ⅱ放出了574kJ能量D．過程Ⅲ屬于放熱反應(yīng)14．下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是()A．已知：正丁烷(g)=異丁烷(g)ΔH<0，則正丁烷比異丁烷穩(wěn)定B．已知：C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－1478.8kJ·mol－1，則C2H4(g)的燃燒熱ΔH＝－1478.8kJ·mol－1C．已知：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則稀Ba(OH)2(aq)和稀H2SO4(aq)完全反應(yīng)生成1molH2O(l)時，放出57.3kJ熱量D．已知：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1；S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2，則ΔH1>ΔH215．理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)異構(gòu)化反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是()A．HCN比HNC穩(wěn)定B．該異構(gòu)化反應(yīng)的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1C．正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能D．使用催化劑，可以改變反應(yīng)的反應(yīng)熱16．實驗室測定中和熱的步驟如下(如圖)第一步：量取40.0mL0.25mol/LH2SO4溶液倒入小燒杯中，測量溫度；第二步：量取40.0mL0.55mol/LNaOH溶液，測量溫度；第三步：將NaOH溶液倒入小燒杯中，混合均勻后測量混合液溫度。請回答：(1)圖中儀器A的名稱是_________________________________．(2)NaOH溶液稍過量的原因________________________________．(3)加入NaOH溶液的正確操作是______________(填字母)．A．沿玻璃棒緩慢加入B．分三次均勻加入C．一次迅速加入D．用滴定管小心滴加(4)上述實驗測得的結(jié)果與理論上的57.3kJ/mol有偏差，其原因可能是_______．a(chǎn)．NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中后未及時將蓋板蓋好．b．實驗裝置保溫、隔熱效果不好c．用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后又直接測定H2SO4溶液的溫度d．使用溫度計攪拌混合液體(5)若實驗中若改用60mL0.50mol/L的鹽酸與50mL0.55mol/L的氫氧化鈉溶液進行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量______(填“相等”“不相等”)，若實驗操作均正確，則所求中和熱_______(填“相等”“不相等”)。17．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—HCCC—CH—H鍵能/(kJ·mol－1)414615347435則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為。18．依據(jù)事實書寫熱化學(xué)方程式。(1)1g碳與適量水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2，需要吸收10.94kJ熱量，此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為