2021高考化学一轮复习第6章化学反应与能量转化第19讲化学反应的热效应学案

第19讲化学反应的热效应

目标要求 1.认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化。

3.能量的转化遵循能量守恒定律，知道内能是体系内物质各种能量的总和，受温度、压强、物质聚集状态的影响。

4.认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示，能进行反应焓变的简单计算，能用热化学方程式表示反应中的能量变化，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。

5.了解盖斯定律及其简单应用。

1．焓变、反应热

(1)焓与焓变

(2)反应热和焓变的关系

反应热是一定条件下化学反应释放或吸收的热量。恒压条件下进行的化学反应的焓变等于反应热，因此常用ΔH表示反应热。

2．焓变计算公式

(1)根据物质具有的能量来计算

ΔH＝E(总生成物)－E(总反应物)

(2)根据化学键的断裂与形成计算

ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和

(3)根据化学反应过程中的能量变化来计算

图示

意义a表示正反应的活化能；b表示逆反应的活化能；c表示该反应的反应热

ΔH 图1：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝－c kJ·mol－1，表示放热反应图2：ΔH＝(a－b) kJ·mol－1＝c kJ·mol－1，表示吸热反应

3.放热反应和吸热反应的判断

(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。

(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析

(3)记忆常见的放热反应和吸热反应

放热反应：①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；

⑤物质的缓慢氧化等。

吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。

4．热化学方程式

(1)概念

表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。

(2)意义

表明了化学反应中的物质变化和能量变化。

如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH＝－571.6 kJ·mol－1

表示：2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。

(3)热化学方程式的书写要求及步骤

理解应用

(1)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，若向一定体积密闭容器中加入1 mol N2和3 mol H2，充分反应后，放出热量________(填“＞”“＜”或“＝”)92.4 kJ，说明判断的理由。

答案＜上述反应为可逆反应，1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应，因而放出的热量小于92.4 kJ。

(2)若向相同体积的密闭容器中充入2 mol NH3，在相同条件下，充分反应后，________(填“放出”或“吸收”)热量，数值与(1)的________(填“相同”或“不同”)。写出该反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。

答案吸收相同2NH3(g)N2(g)＋3H2(g) ΔH＝92.4 kJ·mol－1

(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应(×)

(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化(√)

(3)浓H2SO4稀释是放热反应(×)

(4)活化能越大，表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越高(√)

(5)吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量(√)

(6)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(×)

解析焓变与反应条件无关。

(7)可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关(√)

(8)800 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－38.6 kJ·mol－1(×)

解析该反应可逆，19.3 kJ的热量不是0.5 mol N2完全反应放出的，其次该反应热的数值也不是101 kPa、25 ℃条件下的反应热。

(9)石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定(×)

(1)化学反应一定伴随着能量的变化。化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热，但这并不是唯一的表现形式，其他的还有发光、放电等。

(2)化学反应表现为吸热或放热，与反应开始时是否需要加热无关。

(3)吸热反应、放热反应均指化学反应。

(4)物质能量越高，越不稳定。

题组一化学反应过程中能量变化原因的分析(不定项选择题)

1．CO2和CH4催化重整可制备合成气，对减缓燃料危机具有重要的意义，其反应历程示意图如下：

下列说法不正确的是( )

A．合成气的主要成分为CO和H2

B．①→②既有碳氧键的断裂，又有碳氧键的形成

C．①→②吸收能量

D．Ni在该反应中作催化剂

答案 C

解析由图示可知CO2和CH4在Ni催化作用下，最终生成CO和H2，故A项正确；化学反应的过程中存在构成反应物的键的断裂和生成物中键的形成，由图示可知①→②过程中既有碳氧键的断裂，又有碳氧键的形成，故B项正确；①的能量总和大于②的能量总和，则①→②的过程放出能量，故C项错误；由图示可知CO2和CH4催化重整生成CO和H2的过程中Ni的质量和化学性质没有发生变化，则Ni为催化剂，故D项正确。

2．(2020·焦作联考)已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g) ΔH＝100 kJ·mol－1的能量变化如图所示，判断下列叙述中正确的是( )

A．加入催化剂，该反应的反应热ΔH不变