第七章 化学反应的热效应
第 1 节 化学反应中的能量变化
5%#
1.反应热和焓变
反应热 在等温条件下 化学反应体系向环
(１) : ,
境释放或从环境吸收的热量 称为化学反应
,
的热效应 简称反应热
, .
常见的吸热 放热反应
焓变 在等压条件下进行的化学反应 其反应 (４) 、
(２) : ,
吸热反应 大多数分解反应 与
热等于焓变
,
符号为
Δ
H
,
常用单位是
kJ/mol
:① ;②HCl
或 的反应 与
kJmol －１ . NaHCO３ ;③Ba(OH)２８H２O
2.吸热反应和放热反应 的反应 和水蒸气 和 的
NH４Cl ;④C 、C CO２
从能量高低角度理解
反应等
(１)
.
吸热反应
:
E生成物
＞
E反应物
,Δ
H
＞０; 放热反应 可燃物的燃烧 中和反应
:① ;② ;
放热反应
:
E生成物
＜
E反应物
,Δ
H
＜０. 大多数化合反应 金属与酸的置换反
③ ;④
应 缓慢氧化等
;⑤ .
注意 需要加热或高温才能发生的反应,不一定为吸
热反应.
3.燃烧热与中和反应反应热
吸热反应 放热反应 燃烧热
(１)
L1BUNPM3'B&&*
E 正反应的活化能 反应物分子变成
１——— (
'+&F
活化分子所需的能量 E 逆反应的
); ２———
L+eNPM
活化能 生成物分子变成活化分子所需的
(
能量 )+&&&?) L+eNPMU=.
).
L1BUNPM) H &&*
从化学键角度理解
(２) )0 M L++&F
6F& &
注意 燃烧热的 H ; 测定燃烧热时可燃物
① Δ ＜０ ②
& &U?) 中元素对应的指定产物为 (), (),
* C→CO２ g H→H２Ol S→
J=
(), ()等.
' J ' SO２ g N→N２ g
& &U?)
中和反应反应热
(２)
6F& & 在稀溶液里 酸和碱发生中和反应时所放出
,
的热量 在 和 下 强酸的稀
催化剂的影响 . ２５℃ １０１kPa ,
(３)
溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成
催化剂能够降低反应的活化能 但不影
,
响 H 时 放出 的热量
Δ . １molH２O , ５７．３kJ .
７２ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
即练即清 H －１ 若将含
学生用书 P66 H２O(l) Δ ＝－５７．３kJmol ,
的稀硫酸与
１下列反应中 不属于氧化还原反应同时反应
０．５molH２SO４ １molNaOH
． ,
固体混合 放出的热量大于
物总能量比生成物总能量低的是 , ５７．３kJ
( )
答案 D
生石灰与水反应
A．
３化学反应中常常伴随有能量变化 某反应的
与盐酸反应 ． ,
B．NaHCO３
能量变化图如图所示 下列叙述正确的是
灼热的炭与 反应 ,
C． CO２
与 合成氨气 ( )
D．N２ H２
6F
答案 B
&
２下列关于热化学反应的描述中正确的是 & *'
． ( )
'
在恒容条件下进行的化学反应 其反应热
A． ,
0
/
等于焓变
该反应需要加热
在 时 石墨转化为金刚石 吸
B． １００kPa ,１mol , A．
收 的能量 可知金刚石比石墨 H E E
１．８９５kJ , B．Δ ＝ ２－ １
稳定 加入催化剂 E E 及 H 均减小
C． ,１、２ Δ
该反应断开所有反应物化学键所吸收的能量
氢气的燃烧热为 则氢气燃烧
C． ２８５８．kJmol －１ , D．
大于形成所有生成物化学键所释放的能量
的热化学方程式可表示为
２H２(g)＋O２(g)
答案 D
２H２O(l) Δ
H
＝－２８５．８kJmol
－１
在稀溶液中
＋ －
D． ,H (aq)＋OH (aq)
第七章 化学反应的热效应 ７３
第 2 节 热化学方程式 盖斯定律
5%# 三、反应热的计算方法与大小比较
1.计算反应热的常用方法
一、热化学方程式
根据反应物和生成物的能量计算
1.意义:表明了化学反应中的物质变化和能量变 (１)
H 生成物的总能量 反应物的总能量
化 例如 H Δ ＝ －
. ２H２(g)＋O２(g)２H２O(l) Δ ＝ 根据反应物和生成物的键能计算
(２)
表示 和 下
－５７１．６kJmol －１ , ２５℃ １０１kPa , H 反应物的键能总和 生成物的键能
Δ ＝ －
氢气和 氧气反应生成 液态
总和
２mol １mol ２mol
水时放出 的热量
根据反应的活化能计算
５７１．６kJ . (３)
2.“四步”书写热化学方程式 H 正反应的活化能 逆反应的活化能
Δ ＝ －
/ F+/ 根据盖斯定律计算
(４)
! , / -/UA
' *TMHBR 'B+5K'
! -/+@F, /+
+# U
@F7U"?) E=D0
L1B "U
, /+' *'UE
?) / ?)
D)-/
注意 无论化学反应是否可逆,热化学方程式中的
① & O+"U&
反应热 H都表示反应进行到底时的能量变化. 对于 @0
Δ ②
互为同素异形体的物质(如金刚石和石墨等),还要注明
物质的名称. 注意 热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数
①
值也必须乘上该数. 将一个热化学方程式颠倒时,
3.“五审”判断热化学方程式的正误 ②
H的“ ”“ ”随之改变,但绝对值不变. 热化学方
Δ ＋ － ③
程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减.
2.反应热大小的比较
放热反应和吸热反应的比较 由于 H 带
(１) : Δ
和 所以吸热反应的反应热大于放
“＋” “－”,
热反应的反应热
.
同一反应 反应物 或生成物 状态不同 常
(２) , ( ) ,
用的比较方法有 运用盖斯定律结合物质
:①
的聚集状态比较 H 的大小 利用能量图
二、盖斯定律 Δ ;②
进行比较 如
1.内容 . :
不管化学反应是一步完成还是分几步完成 其
,
反应热是相同的 即化学反应的反应热只与反
,
应体系的始态和终态有关 而与反应的途径
,
无关
.
2.应用 H
a．２H２(g)＋O２(g)２H２O(g) Δ １
有些反应很难直接测其反应热 可用盖斯定律 H
, b．２H２(g)＋O２(g)２H２O(l) Δ ２
间接计算 方法一 可得
. :a－b, ２H２O(l)２H２O(g)
７４ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
H H H 则 H H 答案 D
Δ ＝Δ １－Δ ２＞０, Δ １＞Δ ２.
方法二 在图像上可以看出放出或吸收热量 ２黑火药是中国古代的四大发明之一 其爆炸
: ． ,
的多少 若是放热反应 放出热量越多 H 的热化学方程式为
, , ,Δ S(s)＋２KNO３(s)＋
越小 若是吸热反应 吸收热量越多 H 越 H
; , ,Δ ３C(s)K２S(s)＋N２(g)＋３CO２(g) Δ ＝
大 上述反应 均为放热反应 从图中可 x －１
. a、b , kJmol
看出 放出热量更多 故 H H 已知碳的燃烧热 H a －１
b , Δ ２＜Δ １. Δ １＝ kJmol
两个有联系的不同反应 常利用已知的知识 H b
(３) , S(s)＋２K(s) K２S(s) Δ ＝ kJ
进行比较 如
－１
. : mol
H
①C(s)＋O２(g)CO２(g) Δ １＜０ ２K(s)＋N２(g)＋３O２(g)２KNO３(s)
H c －１
１ H Δ ＝ kJmol
②C(s)＋
２
O２(g)CO(g) Δ ２＜０
则x为
( )
反应 为 的完全燃烧 反应 为 的不完全
① C , ② C a b c c a b
A ．３ ＋ － B．＋３ －
燃烧 H H 所以 H H
,|Δ １|＞|Δ ２|, Δ １＜Δ ２. a b c c a b
C．＋ － D．＋ －
即练即清 学生用书 P67 答案 A
１下列热化学方程式或离子方程式中 正确的是 ３下列各组热化学方程式中 化学反应的 H
． , ． , Δ
前者大于后者的是
( ) ( )
甲烷燃烧热为 则甲烷 H
A． －８９０．３kJmol －１ , ①C(s)＋O２(g)CO２(g) Δ １
燃烧的热化学方程式为
CH４(g)＋２O２(g) １ H
C(s)＋ O２(g)CO(g) Δ ２
H ２
CO２(g)＋２H２O(g) Δ ＝－８９０３．kJ
H
－１ ②S(s)＋O２(g)SO２(g) Δ ３
mol
H
下 将 和 S(g)＋O２(g)SO２(g) Δ ４
B．５００℃、３０MPa , ０．５molN２ １．５mol
置 于 密 闭 的 容 器 中 充 分 反 应 生 成 １ H
H２ ③H２(g)＋ O２(g) H２O(l) Δ ５
放热 其热化学方程式为 ２
NH３(g), １９．３kJ, H
２H２(g)＋O２(g)２H２O(l) Δ ６
５００℃
H
N２(g)＋３H２(g) ２NH３(g) ④CaCO３(s)CaO(s)＋CO２(g) Δ ７
３０MPa
H
Δ H ＝－３８．６kJmol －１ CaO(s)＋H２O(l)Ca(OH)２(s) Δ ８
放热反应不需要加热就能反应 吸热反应
C． , A．① B．④ C．②③④ D．①②③
不加热就不能反应 答案 C
催化剂只能改变活化能 不能改变焓变
D． ,
第七章 化学反应的热效应 ７５
考法突破 11 反应历程图像分析
1.曲线图式
曲线图中 通过始态与终态的能量高低可以
(１) ,
判断反应是吸热还是放热
.
若有多步反应 活化能最大的那一步是决速
(２) ,
步 决定整个反应速率的步骤
( ).
通过能量高低判断物质的稳定性时 能量越
(３) ,
低 物质越稳定
使用 和 反应历程都分 步进行
, .
A． Ⅰ Ⅱ, ４
具体分析如下 反应达平衡时 升高温度 的浓度增大
: B． , ,R
6F 6 使用 时 反应体系更快达到平衡
C． Ⅱ ,
0D# F 使用 时 反应过程中 所能达到的最高浓
0D# D． Ⅰ , M
图 像 & B $ & B & & * 度更大
" # 答案 C
'
?)
% '
0 0 2.能垒图式
D/ D/
能垒图中 过渡态左侧相邻物质 爬坡 至过渡
无催化剂时 E 为 , “ ”
(１) , １ 态所需的能量即为能垒 最大能垒对应的步骤
正反应的活化能 E 为 ,
,２
逆反应的活化能 E 即为决速步
, １－ .
E 为 此 反 应 的 焓 变
该反应的反应物为 ２
(１)
H
中间体为 生成 (Δ )
A、B, C, 有催化剂时 总反应
物为 (２) ,
D 分成了两个反应步骤 反
为吸热反 ,
(２)A＋B→C 应 为吸热反应 反应
分 应 为放热反应 ① , ①
,C→D , 的产物为总反应的中间
析
总反应 为放
A＋B→D 产物 反应 为放热反
热反应 ; ②
应 总反应为放热反应
第一步为慢反应 第 ,
(３) , 催化剂的作用 降低
二步为快反应 决定总 (３) :
, E E 但不影响 H
反应快慢的是慢反应 １、２, Δ ,
反应是放热反应还是吸
热反应取决于起点 反 即练即清
( 学生用书 P69
应物 能量和终点 生成
) (
物 能量的相对大小 典例 2 ( 湖南师大附中二模, )丙烷脱氢是
) ２０２４ １２
制备丙烯的一种常见方法 如图是某催化剂催
即练即清 ,
学生用书 P68
化该过程的能量变化图 表示吸附在催化剂表
,
典例 1 ( 广东, , 分)催化剂 和 均能
２０２３ １５４ Ⅰ Ⅱ 面的物种 下列有关说法正确的是
催化反应 反应历程 如图 中
. ( )
R(g)P(g). ( ) ,
为中间产物 其他条件相同时 下列说法不
M . ,
正确的是
( )
７６ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
P M
N
+ e $)$) $) ) )
L
F $)$) $) ) 6
$)$)$) )
,
$)$)$)
/
在该条件下 所得丙烯中不含其他有机物
A． ,
该过程中发生了碳碳键的断裂与形成
B．
丙烷中的总键能大于 丙烯及
C．１mol １mol
氢气的总键能之和
１mol
相同条件下在该催化剂表面
D． ,CH３CH２CH３
比 脱氢更困难
CH３CHCH２
答案 C
3.循环图式
分析循环图时 重点在于判断反应物 生成物
, 、 、
催化剂和中间产物 一般来说
. :
通过箭头进入循环且 只进不出 的是反应
(１) “ ”
物 如图中 HO OH
, ;
通过箭头离开循环且 只出不进 的是生成
(２) “ ”
O 物 如图中
, 、
第七章 化学反应的热效应 ７７
、
H H
)0 0)
0
)0
0 0 0
0 .P
0
0
0 0 )0 0)
0 )0
) )
O
、H２O;
先参加反应 又在后续反应中生成 有进有
(３) , (“
出 的是催化剂 如图中 是该反应的
”) , MoO３
催化剂
;
先生成后又消耗掉 自生自灭 的是中间 (４) (“ ”)
产物 如图中剩余的三种物质均为中间
,
产物
.
0 0
.P
0 0
.P
0
0 0
.P
丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理
１,２－
考查角度 总反应方程式的书写 催化剂的
: 、
判断 化学键的变化 能量的转化形式 反应
、 、 、
机理的分析等
.
即练即清
学生用书 P69
典例 3 ( 长沙市一中第八次月考,) 和
２０２４ ６CO２
甲醇在 钌铑 基催化剂表面加氢可以
Ru－Rh( )
制取乙酸 其反应机理如图所示 下列说法错
, .
误的是
( )
$)$00)
)0 )
)*
<3V > $)$003I *
-J* -J0) 3I
$0
$)3I * $)0) $)*
起到催化作用
A．LiI
反应 和 的反应类型不同
B． ② ⑤
反应 中有极性键的断裂和非极性键的形成
C． ③
0)
根据该反应机理 可以由
D． , )$$)$)
制备
CH３CH２CH２COOH
答案 D
