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 －1B ．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 －1C ．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 －1D ．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)＋12O 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 ．194B ．391C ．516D ．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 －1P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －1P 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ΔHC ．Cl —Cl 键的键能b －a ＋5.6c 4 kJ·mol －1D ．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 －1E Cl －Cl ＋3×1.2c kJ·mol －1－5×c kJ·mol －1＝b －a4kJ·mol －1 E Cl －Cl ＝b －a ＋5.6c 4kJ·mol －1，正确。

D 项，根据P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －1得 6E p －p ＋10×b －a ＋5.6c 4 kJ·mol －1－4×5c kJ·mol －1＝b kJ·mol －1E p －p ＝5a ＋12c －3b12kJ·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、化合物中所含共价键的数目。

原子晶体：1 mol金刚石中含2 mol C—C键，1 mol硅中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2晶体中含4 mol Si—O键；分子晶体：1 mol P4中含有6 mol P—P键，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中，含有12 mol P—O键、4 mol P===O键，1 mol CH3CH3中含有6 mol C—H键和1 mol C—C键。

考点二热化学方程式书写的正误判断1．热化学方程式是表示反应已完成的数量。

由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。

当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

2．掌握热化学方程式书写中的易错点，明确命题者在该知识点考查中的设错方式，有利于我们快速、准确地判断热化学方程式的正误。

(1)故意漏写物质的聚集状态；(2)忽视反应热ΔH的正负号；(3)错写或漏写ΔH的单位；(4)化学计量数与ΔH不相匹配，化学计量数加倍，而ΔH没有加倍等。

3．对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态之外，还要注明物质的名称。

如①S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1③S(s，单斜)===S(s，正交)ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1题组一反应热的概念与热化学方程式1．判断正误，正确的划“√”，错误划“×”(1)甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 (×)(2010·浙江理综，12A)(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1 367.0 kJ·mol－1(燃烧热) (×)(2009·重庆理综，12A)(3)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝＋57.3 kJ·mol －1(中和热)(×)(2009·重庆理综，12B)(4)25 ℃，101 kPa 时，强酸、强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ·mol －1，则2H ＋(aq)＋SO 2－4(aq)＋Ba 2＋(aq)＋2OH －(aq)===BaSO 4(s)＋2H 2O(l) ΔH ＝－114.6 kJ·mol －1 (×)(2009·四川理综，9A 改编)题组二 反应热与可逆反应2． 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”500 ℃、30 MPa 下，将0.5 mol N 2和1.5 mol H 2置于密闭容器中充分反应生成NH 3(g)，放热19.3 kJ ，其热化学方程式为N 2(g)＋3H 2(g)催化剂500 ℃、30 MPa 2NH 3(g) ΔH ＝－38.6 kJ·mol－1(×)(2010·浙江理综，12B)失误防范(1)对于热化学方程式的正误判断，一般需要注意以下几个方面：①各物质的聚集状态是否符合题目给定的信息；②ΔH 是否和热化学方程式中的化学计量数对应；③ΔH 的符号是否正确；④关于燃烧热和中和热的问题需要紧扣中和热、燃烧热的概念。