2025版高考化学一轮总复习第6章化学反应与能量第20讲反应热及计算课件

这是一份2025版高考化学一轮总复习第6章化学反应与能量第20讲反应热及计算课件，共60页。PPT课件主要包含了考点1反应热焓变，反应物，焓变和反应热，＋908，2书写步骤及要求，lgaq，3实验装置，保温隔热防止热量散失，碱稍过量，mol－1等内容，欢迎下载使用。
知识梳理1．化学反应的实质与特征
2．体系和环境(1)体系：__________及发生的________看作一个反应体系。(2)环境：盛反应物的仪器及周围的________等看作环境。
4．吸热反应和放热反应(1)从物质的总能量角度分析
(2)从键能的角度分析
(3)常见的吸热反应和放热反应
5.科学思维：图解反应热与活化能的关系
(1)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。(2)催化剂能降低反应所需活化能。但不影响焓变的大小。
[微点归纳]　(1)焓是与内能有关的相对比较抽象的一个物理量，焓变的值只与始末状态有关而与过程无关。(2)物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。(3)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应；(4)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下引发才能进行，如铝热反应。
自主小练1．易错辨析：正确的打“√”，错误的打“×”。(1)物质发生化学变化时一定伴随能量变化。(　　 )[提示]　反应物中化学键断裂吸收能量，生成物中形成化学键释放能量。(2)有化学键断裂的变化一定是化学反应，且反应吸热。(　　)[提示]　化学反应既有化学键的断裂，又有化学键的形成，例如HCl溶于水断裂共价键，但没有新键形成，是物理变化过程；反应的吸、放热取决于旧键断裂吸收的能量与新键形成释放的能量相对大小。
(3)体系吸热能量增加，焓不一定增大。(　　)[提示]　体系吸热转化为内能，内能增大，焓一定增大。(4)物质发生化学变化时伴有能量变化，故有能量变化的过程都是化学变化。(　　)(5)在常温下，吸热反应不能发生，放热反应可以发生。(　　)(6)放热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量低于生成物形成化学键放出的总能量。(　　)
(7)NH4NO3固体溶于水时吸热，属于吸热反应。(　　)[提示]　NH4NO3固体溶于水是物理变化，不属于吸热反应。(8)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同。(　　)[提示]　焓变与反应条件无关，此反应在光照和点燃条件下的ΔH相同。
(9)活化能越大，表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越大。(　　)[提示]　断裂旧化学键所需要克服的能量总和就等于该反应的活化能，故说法正确。(10)催化剂能加快H2O2的分解，同时改变了该反应的反应热。(　　)(11)同一物质的聚集状态不同，所具有的能量也不同，“焓”也不同，一般来说气态>液态>固态。(　　)(12)物质的物理变化过程中，也会有能量变化，但不属于吸热反应和放热反应。(　　 )
2．H2O2分解反应过程能量变化如图所示：
(1)该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝_________________________。(2)使用MnO2催化剂，E3将________(填“升高”“降低”或“不变”)。[提示]　根据图示可知，该反应是放热反应；根据图中数据，2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝2(E1－E2)kJ·ml－1；使用催化剂，能降低反应的活化能。
2(E1－E2)kJ·ml－1
微考点1　反应热与能量变化的关系
2．(2024·湖南长沙高三检测)CO2的转化一直是世界范围内的研究热点。利用两种金属催化剂，在水溶液体系中将CO2分别转化为CO和HCOOH的反应过程示意图如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．在转化为CO的路径中，只涉及碳氧键的断裂和氧氢键的形成B．在转化为HCOOH的路径中，CO2被氧化为HCOOHC．两个转化路径均有非极性键的形成D．上述反应过程说明催化剂具有选择性
[解析]　由图看出路径中有碳氧键的断裂、氧氢键的形成和碳氧三键的形成，A错误；HCOOH的C元素化合价为＋2，CO2为＋4，化合价降低，CO2被还原为HCOOH，B错误；根据转化示意图可知，两个转化路径中，不存在非极性键的形成，C错误；由该示意图可知CO2在两种金属催化剂作用下生成两种不同产物，即催化剂具有选择性，D正确。
A．一分子HCN中的总键能比一分子HNC的总键能小B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·ml－1C．过渡态不稳定，故无法观察也无法分离D．使用催化剂可以改变活化分子百分数
2．(2024·吉林市二调)1868年狄青和洪特发现了用空气中的氧气来氧化氯化氢气体制取氯气的方法：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)。该反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．该反应为吸热反应B．若H2O为液态，则生成物总能量将变大C．该反应发生时向环境释放能量D．断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键所释放的总能量
[解析]　由图示可知，4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH0)。则表示甲烷燃烧热的热化学方程式为_________________________________________________________。(5)0.3 ml的气态乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，则其热化学方程式为__________________________________________________________。
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－a 　
B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJ·ml－1
1．(2024·河北衡水高三检测)硫酸工业中的钒催化剂参与反应的相对能量变化如图所示，下列热化学方程式错误的是(　　)
微考点1　热化学方程式的书写
2．(2024·山东潍坊高三检测)写出下列反应的热化学方程式：(1)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示：
写出该反应的热化学方程式：___________________________________________________________。
CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋
H2O(g)　ΔH＝－46 kJ·ml－1
(2)已知：在25 ℃和101 kPa时，H2的燃烧热为285.8 kJ·ml－1，则在相同条件下，水分解生成氢气的热化学方程式为_____________________________________________。
ΔH＝＋285.8 kJ·ml－1
“六看法”快速判断热化学方程式的书写是否正确
【对点训练】　1．(2023·天津大学附中模拟)反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g)放出的热量为110.5 kJB．该反应的热化学方程式为2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·ml－1C．由图可得，C(s)的燃烧热为110.5 kJ·ml－1D．该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差
[解析]　由题图可知，生成1 ml CO(g)放出热量为110.5 kJ，则生成14 g CO(g)(即0.5 ml)放出的热量为110.5 kJ·ml－1×0.5 ml＝55.25 kJ，A错误；生成1 ml CO(g)放出热量为110.5 kJ，则反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH＝－110.5 kJ·ml－1×2＝－221 kJ·ml－1，B正确；题图中是C(s)燃烧生成CO(g)，不能据此确定C(s)的燃烧热，C错误；根据反应热与键能的关系，该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子和C(s)中化学键断裂时所吸收的总能量的差，D错误。
2．(2024·山东青岛高三检测)依据事实写出下列反应的热化学方程式：(1)1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为__________________________________________________________________。
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝
＋131.28 kJ·ml－1
(2)已知2.0 g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4 kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为_________________________________________________________。(3)2 ml Al(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的热量。此反应的热化学方程式为________________________________________________________。
N2H4(g)＋O2(g)===
4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝　
－3 339.6 kJ·ml－1
N2(g) ＋2H2O(g)　ΔH＝－534.4 kJ·ml－1
(4)硅粉与HCl在300 ℃时反应生成1ml SiHCl3气体和H2，放出225 kJ热量，该反应的热化学方程式为___________________________________________________________。
H2(g) ΔH＝－225 kJ·ml－1
(5)在1 100 ℃下用镓与氨气制得氮化镓，该可逆反应每生成1 g H2放出5.15 kJ热量。该反应的热化学方程式是_________________________________________________________。(已知金属镓的熔点是29.8 ℃，沸点是2 403 ℃；氮化镓的熔点为1 700 ℃)。
3H2(g)　ΔH＝－30.9 kJ·ml－1
1．(2024·河北衡水高三检测)已知：反应HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·ml－1。现分别取50 mL 0.50 ml·L－1醋酸溶液与50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液进行反应，用如图实验装置测定该反应的反应热ΔH，下列说法错误的是(　　)A．小烧杯和大烧杯的杯口应相平B．使用玻璃搅拌器是为了使反应更充分C．为了让反应充分进行，NaOH分三次倒入D．该实验测得的反应热ΔH>－57.3 kJ·ml－1
微考点2　中和反应反应热的测量
[解析]　两烧杯的杯口应该平齐，便于塑料板密封防止热量散失，A项正确；使用玻璃搅拌器搅拌使物质充分混合反应更充分，B项正确；为了防止热量散失，应快速将NaOH倒入且一次性倒入，C项错误；醋酸电离吸热，所以消耗一部分能量，ΔH>－57.3 kJ·ml－1，D项正确。
2．(2024·山东潍坊高三检测)将a mL 0.1 ml·L－1 HCl溶液和b mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后，测量并记录溶液温度，实验结果如图(实验中始终保持a＋b＝50 mL)。下列叙述正确的是(　　)A．做该实验时，环境温度为22 ℃B．该实验表明化学能可能转化为热能C．NaOH溶液的浓度约为0.1 ml·L－1D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
中和反应反应热判断应注意的问题 中和反应为放热反应，中和热为负值；2 有弱电解质或难溶电解质参与的酸碱中和反应，其反应热不是中和反应反应热；3 中和反应反应热是强酸与强碱在稀溶液中的反应热。
【对点训练】　1．(2024·陕西西安长安一中月考)在测定中和反应反应热的实验中，下列说法正确的是(　　)A．使用环形玻璃搅拌棒是为了使酸碱充分反应，减小实验误差B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触C．用0.5 ml·L－1 NaOH溶液分别与0.5 ml·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D．测定中和反应反应热实验中需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、环形玻璃搅拌棒
[解析]　使用环形玻璃搅拌棒是为了使酸碱充分反应，能加快反应速率，减小实验误差，故A正确；温度计测烧杯内混合溶液的温度，水银球不能接触烧杯底部，故B错误；用0.5 ml·L－1 NaOH溶液分别与0.5 ml·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，醋酸是弱酸，电离吸热，测出的中和热数值偏小，故C错误；中和热测定用不到天平，故D错误。
2．(2024·湖南永州高三检测)利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 ml·L－1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 ml·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。
回答下列问题。(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？______________________。(2)倒入NaOH溶液的正确操作是______(填字母，下同)。A．沿玻璃棒缓慢倒入B．分三次倒入C．一次迅速倒入
(3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是______。A．用温度计小心搅拌B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌C．轻轻地振荡烧杯D．用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动(4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 ml·L－1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为__________________。
ΔH1＝ΔH2ΔH2B．CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·ml－1C．CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH>－57.3 kJ·ml－1D．液态水变为水蒸气过程中需要克服分子间作用力
[解析]　若反应②中CH3OH变为气态，则反应物总能量增加，则同样条件下燃烧，放出热量多，即反应热ΔH－57.3 kJ·ml－1，故C正确；液态水变为水蒸气过程中分子间距发生变化，需要克服分子间作用力，故D正确。
C4H8(g)＋6O2(g)===
4CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 539 kJ·ml－1
[解析]　(2)根据燃烧热写出热化学方程式：①C4H8(g)＋6O2(g)===4CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 539 kJ·ml－1；②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 411 kJ·ml－1；③2C3H6(g)＋9O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)　ΔH＝－4 098 kJ·ml－1。根据盖斯定律，由①＋②－③可得反应Ⅰ，则有ΔH1＝(－2 539 kJ·ml－1)＋(－1 411 kJ·ml－1)－(－4 098 kJ·ml－1)＝＋148 kJ·ml－1。
(3)结合(2)中热化学方程式，由③－②×3可得反应2C3H6(g)===3C2H4(g)，则ΔH＝(－4 098 kJ·ml－1)－(－1 411 kJ·ml－1)×3＝＋135 kJ·ml－1。
考点3　盖斯定律及应用
知识梳理1．盖斯定律的内容一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是________的，这就是盖斯定律。
2．盖斯定律的理解盖斯定律表明，在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的________和________有关，而与反应进行的________无关。 则有：ΔH＝____________＝_____________________
ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
3．盖斯定律的应用根据盖斯定律，可以利用已知反应的反应热来计算未知反应的反应热
即：若一个化学方程式可由n个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这n个化学反应焓变的代数和。
(3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小物质的气、液、固三态变化时的能量变化如下：
⑤S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH5⑥S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH6由⑤－⑥可得S(g)===S(s)　ΔH＝ΔH5－ΔH6”“0，ΔH2>0B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4
[解析]　由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成1,3-环己二烯时，破坏了苯环结构的稳定性，该反应为吸热反应。环己烯、1,3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，则ΔH1”“＝”或“0,1 ml C2H4和1 ml H2的总能量大于1 ml C2H6的能量；根据Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分析可知反应Ⅱ和反应Ⅲ相加得反应Ⅰ，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3则ΔH1－ΔH3＝ΔH2>0，即ΔH1>ΔH3。
[解析]　设甲醇的相对能量为x，由反应热与生成物的相对能量之和与反应物相对能量之和的差值相等可得ΔH1＝(－242 kJ·ml－1)＋x－(－393 kJ·ml－1)－0＝－74 kJ·ml－1，解得x＝－225 kJ·ml－1，则反应ΔH2＝(－225 kJ·ml－1)－(－110 kJ·ml－1)－0＝－115 kJ·ml－1，所以ΔH2小于ΔH1。
“四看法”比较反应热(ΔH)的大小
命 题 分 析近几年高考对化学反应热效应的考查，主要以图表、反应历程(或过程)、化学平衡常数或平衡转化率与温度等有关图像为载体，考查吸放热反应、化学键的变化、焓变正负的判断、热化学方程式的书写、燃烧热的应用等；出题类型是选择题和填空题。
近几年的高考对盖斯定律、反应热的计算以及比较，主要考查以盖斯定律为原理的反应热的计算，但从出题形式上有新变化，主要体现在反应热与化学平衡常数及转化率、反应历程及活化能等有机结合，试题难度有所增大。
真 题 演 练1．(2023·北京，13,3分)一种分解氯化铵实现产物分离的物质转化关系如下，其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl中的一种。下列说法正确的是(　　)
A．a、c分别是HCl、NH3B．d既可以是MgO，也可以是Mg(OH)ClC．已知MgCl2为副产物，则通入水蒸气可减少MgCl2的产生D．等压条件下，反应①、②的反应热之和，小于氯化铵直接分解的反应热
[解析]　观察物质转化关系图知，反应①为NH4Cl＋MgO===Mg(OH)Cl＋NH3↑，反应②为Mg(OH)Cl===MgO＋HCl↑，即a为NH3、b为Mg(OH)Cl、c为HCl、d为MgO，A、B项错误；通入水蒸气可以促进MgCl2水解为Mg(OH)Cl，可以减少副产物MgCl2的产生，C项正确；氯化铵直接分解的反应＝反应①＋反应②，依据盖斯定律知，反应①、②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反应热，D项错误。
A．第1步决定整个反应的快慢B．第2步为放热过程C．该反应的焓变大小取决于第1、2、3步正、逆反应的活化能大小D．该反应适宜在碱性条件下进行
[解析]　第1步反应的活化能最大，为决速步骤，A项正确；第2步反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热过程，B项正确；焓变由反应物和生成物总能量决定，不由活化能决定，C项错误；碱性条件下HBr参与反应被消耗，平衡正向移动，故题给反应适宜在碱性条件下进行，D项正确。
3．(2023·全国甲卷，28,15分)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：①3O2(g)===2O3(g)　K1　ΔH1＝285 kJ·ml－1②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)　K2　ΔH2＝－329 kJ·ml－1反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝______kJ·ml－1，平衡常数K3＝______(用K1、K2表示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、C＋、Ni＋等)与O3反应可得MO＋。MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，结果如下图所示。图中300 K的曲线是______(填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO＋的转化率为______________ (列出算式)。
(3)MO＋分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是_____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线______(填“c”或“d”)。(ⅲ)MO＋与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD______CHD2OH(填“>”“＝”或“