人教版（2019）高中化学选择性必修第一册 第一章《化学反应的热效应》单元复习讲义（原卷+解析卷）

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人教版（2019）高中化学选择性必修第一册 第一章《化学反应的热效应》单元复习讲义（原卷）化学反应中能量变化的认识视角1.反应热、焓变(1)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环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。(2)焓变：生成物与反应物的焓值差,等压条件下的反应热也可称为“焓变”，符号：ΔH，单位：kJ/mol或kJ·mol－1。(3)焓变与反应热的关系：对于恒压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有关系：ΔH＝Qp。2.燃烧热和中和热的比较【典例1】下列说法正确的是A．500℃、30MPa下，将和置于密闭容器中充分反应生成放热19.3kJ，其热化学方程式为：  B．HCl和NaOH反应的中和热，则和反应的反应热C．在101kPa时，完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为：  D．充分燃烧一定量的丁烷气体生成二氧化碳和液态水放出的热量为QkJ。完全吸收它生成的生成正盐，需5mol/L的NaOH溶液100ml，则丁烷的燃烧热为3.中和热的测定(1)实验装置(2)测定原理ΔH＝－eq \f(（m酸＋m碱）·c·（t终－t始）,n)c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。(3)实验步骤①绝热装置组装―→②量取一定体积酸、碱稀溶液―→③测反应前酸碱液温度―→④混合酸碱液测反应时最高温度―→⑤重复2～3次实验―→⑥求平均温度差(t终－t始)―→⑦计算中和热ΔH。(4)误差分析若实验时有热量损失，所测中和热偏小，ΔH偏大。(5)注意事项①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温。②为保证酸完全中和，采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等，可采用碱体积稍过量。③中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量，为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。若用浓硫酸发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。④中和热测定实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动，不能用金属丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是金属传热快，热量损失大。⑤计算时应注意单位的统一，且要注意数据的取舍，无效数据要舍去。【典例2】为了测定酸碱反应的中和反应反应热，计算时至少需要的数据是①酸的浓度和体积  ②反应后溶液的质量  ③比热容  ④碱的浓度和体积  ⑤生成水的物质的量  ⑥反应前后溶液温度变化  ⑦操作所需的时间。A．①②③⑥B．①③④⑥C．③④⑤⑥D．全部【典例3】下列关于中和反应反应热测定的说法正确的是A．用足量的NaOH溶液中和等量的盐酸或醋酸时，反应热相同B．为了保证反应充分，将NaOH溶液分多次加入酸中C．实验时使用金属搅拌棒，则测定的反应热的数值偏小D．根据反应前后的温差和比热容即可计算反应热4.盖斯定律(1)内容对于一个化学反应，无论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)意义间接计算某些反应的反应热。(3)应用【典例4】（1）[2024年山东高考]水煤气是的主要来源，研究对体系制的影响，涉及主要反应如下：回答列问题：的焓变_______（用代数式表示）。（2）[2023·全国甲卷，28（1）]已知下列反应的热化学方程式:①3O2(g)==2O3(g)　K1　ΔH1=285 kJ·mol-1②2CH4(g)+O2(g)==2CH3OH(l)　K2　ΔH2=-329 kJ·mol-1反应③CH4(g)+O3(g)==CH3OH(l)+O2(g)的ΔH3=　　 kJ·mol-1。（3）[2023·全国乙卷，28（2）]已知下列热化学方程式:FeSO4·7H2O(s)==FeSO4(s)+7H2O(g)　ΔH1=a kJ·mol-1FeSO4·4H2O(s)==FeSO4(s)+4H2O(g)　ΔH2=b kJ·mol-1FeSO4·H2O(s)==FeSO4(s)+H2O(g)　ΔH3=c kJ·mol-1则FeSO4·7H2O(s)+FeSO4·H2O(s)==2(FeSO4·4H2O)(s)的ΔH=　　　　　 kJ·mol-1。（4）[2023·山东卷，20（1）]一定条件下,水气变换反应CO+H2OCO2+H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程,研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应。Ⅰ.HCOOHCO+H2O(快)Ⅱ.HCOOHCO2+H2(慢)一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2,则该条件下水气变换反应的焓变ΔH=　　　　(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。5.反应热的计算(1)根据热化学方程式计算热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，aA(g) ＋bB(g) ===cC(g) ＋dD(g)　 ΔH　a　　　b　　　　c　　　d　　 |ΔH|n(A)　　n(B)　　 n(C)　 n(D)　　Q则eq \f(n(A),a)＝eq \f(n(B),b)＝eq \f(n(C),c)＝eq \f(n(D),d)＝eq \f(Q,|ΔH|)(2)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。(3)根据反应物、生成物的键能计算ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。注意特殊物质中键数的判断(4)根据物质的燃烧热数值计算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。(5)根据盖斯定律计算将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式及其ΔH。【典例5】1.[2024年甘肃高考]是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。（1）由制备：已知时，由制备硅________（填“吸”或“放”）热________。升高温度有利于制备硅的原因是________。2.已知：。若生成键、键释放的能量分别为，则断裂键需要吸收的能量为A．B．C．D．3.[2021·浙江卷] 已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表:则2O(g) =O2(g)的ΔH为(　 )A.428 kJ·mol-1B.-428 kJ·mol-1 C.498 kJ·mol-1D.-498 kJ·mol-1二、化学反应的热效应请完成下表。H2 (g) + Cl2 (g) = 2HCl (g) ∆H= -184.6kJ/mol 2H2O(l) = 2H2(g) +O2(g) ∆H＝+571.6kJ/mol1.化学反应中能量变化的原因(1)从微观角度理解反应热的实质以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示：(2)焓变与吸热反应和放热反应的关系①放热反应：反应体系向环境释放能量，反应体系的焓减小，ΔH为负值，即ΔH0。(3)理解反应历程与反应热的关系2.常见的吸热反应和放热反应①常见的吸热反应：大多数的分解反应，碳和二氧化碳、碳和水的反应，Ba(OH)2·8H2O与铵盐的反应等。②常见的放热反应：中和反应、金属与酸(或水)的反应、燃烧反应及缓慢氧化、化合反应(大多数)、铝热反应等。【典例6】1.下列图示变化为吸热反应的是A．  B．  C．  D．  2.H2和Cl2反应生成HCl的能量变化如图所示。下列说法正确的是  A．断裂1molHCl中的化学键吸收能量862kJB．形成1mol键吸收能量243kJC．一定条件下，、和HCl中，最稳定的为HClD．，3.反应热(ΔH)的比较(1)ΔH大小比较时注意事项ΔH是有符号“＋”“－”的，比较时要带着符号比较。①吸热反应的ΔH为“＋”，放热反应的ΔH为“－”，所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。②放热反应的ΔH为“－”，所以放热越多，ΔH越小。(2)常见的几种ΔH大小比较方法①如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍例如，H2(g)＋eq \f(1,2)O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，其中ΔH2＜ΔH1＜0，且b＝2a。②同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同在同一反应里，反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g)eq \o(,\s\up7(放热),\s\do5(吸热))A(l)eq \o(,\s\up7(放热),\s\do5(吸热))A(s)，或者从三状态自身的能量比较：E(g)＞E(l)＞E(s)，可知反应热大小亦不相同。如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1③晶体类型不同，产物相同的反应，反应热不同如C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1④根据燃料是否完全燃烧比较反应热大小其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小，如C(s)＋eq \f(1,2)O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。⑤中和反应中反应热的大小不同浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SOeq \o\al(2－,4)和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)。⑥根据反应进行的程度比较对于可逆反应,如3H2(g)+N2(g) ===2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1,是指生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量,而不是指3 mol H2和1 mol N2在一定条件下混合反应就可放出92.4 kJ的热量,实际上3 mol H2和1 mol N2在一定条件下混合反应放出的热量小于92.4 kJ,因为该反应的反应物不能完全转化为生成物。【典例7】比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小(填“>”“b=cD．a=b＜c8.下列热化学方程式书写正确的是A．　B．　C．　D．　9.已知电解液态水制备和的能量变化如图所示：  则下列表示在足量氧气中完全燃烧的热化学方程式正确的是A．B．C．D．10.下列说法正确的是A．甲烷的燃烧热，则B．时，和的燃烧热相等C．一定条件下，将和置于密闭的容器中充分反应生成，放热，热化学方程式为：D．在稀溶液中：，若将含的醋酸稀溶液与含的稀溶液混合，放出的热量大于11.查表得焓变数据()，下列能正确表示物质燃烧热的热化学方程式是A．石墨：                   B．：       C．：         D．：       燃烧热中和热相同点能量变化放热ΔH及其单位ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1不同点反应物的量1 mol不一定为1 mol生成物的量不确定生成水的量为1 mol反应热的含义101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，即C―→CO2(g)、H―→H2O(l)、S―→SO2(g)。在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量表示方法燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)强酸与强碱反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1转化关系反应热间的关系aAeq \o(――→,\s\up7(ΔH1))B、Aeq \o(――→,\s\up7(ΔH2))eq \f(1,a)BΔH1＝aΔH2Aeq \o(,\s\up7(ΔH1),\s\do5(ΔH2))BΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH2物质(1 mol)P4C(金刚石)石墨SiSiO2键数(mol)621.524共价键H—HH—O键能/(kJ·mol-1)436463热化学方程式2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)  ΔH=-482 kJ·mol-1反应类型放热反应（以H2与Cl2反应生成HCl为例）吸热反应[以H2O(g)分解生成H2和O2为例]体系与环境间的热交换体系向环境释放热量体系从环境吸收热量体系内能变化的主要原因（从化学键断裂和形成的角度说明）反应物断裂化学键吸收的能量小于生成物化学键形成释放的能量反应物断裂化学键吸收的能量大于生成物化学键形成释放的能量符号表征（△H） △H为负值 △H0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，表示吸热反应化学键Si－OSi－ClH－HH－ClSi－SiSi－C键能/kJ·mol-1460360436431176347