专题七化学反应与能量剖析

考点一正确理解反应热的概念

1．理解化学反应热效应的两种角度

(1)从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值，如

下图所示

a表示旧化学键断裂吸收的热量；

b表示新化学键形成放出的热量；

c表示反应热。

(2)从宏观的角度说，是反应物自身的能量与生成物的能量差值，在上图中：

a表示活化能；

b表示活化分子结合成生成物所释放的能量；

c表示反应热。

2．反应热的量化参数——键能

反应热与键能的关系

反应热：ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。

题组一反应热概念的理解

1．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”

(1)催化剂能改变反应的焓变(×)

(2012·江苏，4B改编)

(2)催化剂能降低反应的活化能(√)

(2012·江苏，4C 改编)

(3)同温同压下，H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同

(×)

(2010·山东理综，10D)

2． 下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是

( )

A ．HCl 和NaOH 反应的中和热ΔH ＝－57.3 kJ·mol －

1，则H 2SO 4和Ca(OH)2反应的中和

热ΔH ＝2×(－57.3) kJ·mol －

1

B ．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol －1，则2CO 2(g)===2CO(g)＋O 2(g)反应的ΔH ＝＋2×

283.0 kJ·mol －

1

C ．氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol －

1，则电解水的热化学方程式为2H 2O(l)=====电解

2H 2(g)＋O 2(g)

ΔH ＝＋285.5 kJ·mol －

1

D ．1 mol 甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 答案 B

解析 在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol 液态H 2O 时的反应热叫作中和热，中和热是以生成1 mol 液态H 2O 为基准的，A 项错误；CO(g)的燃烧热是283.0 kJ· mol －1，则CO(g)＋1

2O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－283.0 kJ·mol －1，则2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g)

ΔH ＝－2×283.0 kJ·mol －1，逆向反应时反应热的数值相等，符号相反，B 项正确；电解2 mol 水吸收的热量和2 mol H 2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等，C 项中的ΔH 应为＋571.0 kJ·mol －1；在25 ℃、101 kPa 时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时(水应为液态)所放出的热量是该物质的燃烧热，D 项错误。

失误防范

(1)化学反应的焓变只与化学反应的计量系数，物质的聚集状态有关，而与反应条件无关。 (2)燃烧热：在101 kPa 时，1 mol 物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。单位：kJ·mol －1。需注意：①燃烧热是以1 mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的热化学方程式时，一般以燃烧1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量数；②燃烧产物必须是稳定的氧化物，如C →CO 2、H 2→H 2O(l)等。

(3)中和热：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol 液态H 2O 时的反应热。需注意：①稀溶液是指物质溶于大量水中；②中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应；③中和反应的实质是H ＋和OH －化合生成H 2O ，

即H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1。 题组二 反应热的变化与图像

3． (2012·大纲全国卷，9)反应 A ＋B ―→C(ΔH ＜0)分两步进行：①A ＋B ―→X (ΔH ＞0)，

②X ―→C(ΔH ＜0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是

( )

答案 D

解析 根据反应物和生成物能量的高低来分析、解决问题。化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。反应①的ΔH >0，为吸热反应，故可排除A 项和C 项。反应②的ΔH <0，为放热反应，B 项错误，故选D 。 题组三 反应热与键能

4． (2012·重庆理综，12)肼(H 2NNH 2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如下图所示。

已知断裂1 mol 化学键所需的能量(kJ)：N ≡N 为942、O===O 为500、N —N 为154，则断裂1 mol N —H 键所需的能量(kJ)是

( )

A ．194

B ．391

C ．516

D ．658

答案 B

解析 由题图可知ΔH 3＝－(ΔH 2－ΔH 1)＝－[－2 752 kJ·mol －1－(－534 kJ·mol －1)]＝ 2 218 kJ·mol －1，断裂1 mol N —H 键所需能量＝(2 218 kJ －500 kJ －154 kJ)×14

＝391 kJ 。

5． (2013·重庆理综，6)已知：P 4(g)＋6Cl 2(g)===4PCl 3(g)

ΔH ＝a kJ·mol －

1

P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －

1

P 4具有正四面体结构，PCl 5中P —Cl 键的键能为c kJ·mol －

1，PCl 3中P —Cl 键的键能为1.2c kJ·mol －

1

下列叙述正确的是

( )

A ．P —P 键的键能大于P —Cl 键的键能

B ．可求Cl 2(g)＋PCl 3(g)===PCl 5(s)的反应热ΔH

C ．Cl —Cl 键的键能b －a ＋5.6c 4 kJ·mol －

1

D ．P —P 键的键能为5a －3b ＋12c 8 kJ·mol －

1

答案 C

解析 A 项，由于氯原子半径小于磷原子半径，所以P —P 键的键能应小于P —Cl 键的键能，错误。B 项，由于不知PCl 5(g)===PCl 5(s)对应的ΔH ，所以无法根据盖斯定律求得该反应的ΔH ，错误。

C 项，P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －1① P 4(g)＋6Cl 2(g)===4PCl 3(g) ΔH ＝a kJ·mol －1② ①－②得

Cl 2(g)＋PCl 3(g)===PCl 5(g) ΔH ＝b －a 4 kJ·mol －1

E Cl －Cl ＋3×1.2c kJ·mol －1－5×c kJ·mol －1＝b －a

4

kJ·mol －1 E Cl －Cl ＝b －a ＋5.6c 4

kJ·mol －1，正确。

D 项，根据P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －1得 6

E p －p ＋10×b －a ＋5.6c 4 kJ·mol －1－4×5c kJ·mol －1＝b kJ·mol －1

E p －p ＝

5a ＋12c －3b

12

kJ·mol －1，错误。

失误防范

利用键能计算反应热，其关键是算清物质中化学键的数目。在中学阶段要掌握常见单质、