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2027届高考化学第一轮复习
第三章 化学反应与能量转化
第1讲 热化学基础
第1课时 反应热 热化学方程式
1.反应热和焓变及相关概念
(1)反应热
整合必备知识
考点一 反应热及相关概念
(2)焓和焓变
这些确定系统状态的物理量称为“状态函数”
广度性质：又称容量性质，具有加和性（如m、V、n等）；强度性质：其数值与系统中物质的量无关，可由系统中每一点确定，如T、P、c、ρ、黏度、折射率、Vm等；两个广度性质的状态函数之比是强度性质的状态函数
反应进度1mol时的焓变，单位才是kJ · mol 1
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整合必备知识
2.反应热的实质
(1)从能量图的角度分析(宏观角度)
放热反应
吸热反应
(2)从化学键的角度分析(微观角度)
吸热
>
<
放热
化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
3.常见吸热反应和放热反应
有下列常见的化学反应：
①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应　②大多数的分解反应　③大多数的化合反应　④大多数的盐类水解　⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应　⑥中和反应　⑦可燃物的燃烧　⑧金属与酸的置换反应　⑨铝热反应　⑩柠檬酸与碳酸氢钠的反应
其中属于放热反应的是　　 　　(填序号，下同)，属于吸热反应的是　　　　 。
③⑥⑦⑧⑨
①②④⑤⑩
整合必备知识
1.物质发生化学变化时都伴有能量的变化(　　)
2.加热条件下发生的反应均为吸热反应(　　)
3.浓硫酸溶于水，体系的温度升高，该过程属于放热反应(　　)
4.石墨转化为金刚石需要吸收能量，所以石墨更稳定(　　)
5.由反应2SO2(g)＋O2(g)　　 2SO3(g)　ΔH=－197 kJ·mol－1可知，反应物的总能量低于生成物的总能量(　　)
√
×
×
×
√
一、反应过程中能量变化图像
1.臭氧层中O3分解过程如图所示，回答下列问题。
(1)ΔH　 (填“>”或“<”)0。
提升关键能力
(2)催化反应①是　　　(填“吸热”或“放热”，下同)反应，催化反应②是　　　反应。
(3)总反应的活化能是　　　，催化反
应①的活化能是　 ，催化反应②对应的逆反应的活化能是　　　　　，总反应对应的逆反应活化能为　　　　。
<
吸热
放热
E
E1
E2＋|ΔH|
E＋|ΔH|
［变式1］ (2024·广东湛江期末)某反
应由两步反应 完成，它的
反应能量变化曲线如图所示。下列叙
述正确的是( )
C
A.两步反应均为放热反应 B.反应A生成C的值为
C.三种物质中B最不稳定 D. 的反应一定需要加热
2.(2024·安徽卷，10)某温度下，在密闭容器中
充入一定量的 ，发生下
列反应：， ，
测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。
下列反应进程示意图符合题意的是( )
1.(2024·甘肃卷,10)甲烷在某含 催化剂作用下部分反应的能量变化
如图所示，下列说法错误的是( )
C
A.
B.步骤2逆向反应的
C.步骤1的反应比步骤2快
D.该过程实现了甲烷的氧化
B
A. B. C. D.
活化能
2.根据如图数据计算反应N2(g)＋H2(g)===NH3(g)的ΔH=_____ kJ·mol－1。
－45
提升关键能力
3.CH3—CH3(g)===CH2==CH2(g)＋H2(g)　ΔH，有关化学键的键能如下表：
化学键 C—H C==C C—C H—H
键能/(kJ·mol－1) 414 615 347 436
则该反应的反应热为　　 　　　　。
＋124 kJ·mol－1
4.有关键能数据如表，SiO2晶体部分微观结构如图，晶体硅在O2中燃烧的热化学方程式：Si(s)＋O2(g)===SiO2(s)　ΔH=－989.2 kJ·mol－1，则表中的x值为　　　。
化学键 Si—O O==O Si—Si
键能/(kJ·mol－1) x 498.8 176
460
二、化学反应的焓变与键能的相互计算(没多大意义)
ΔH=E(C—C)＋2E(C—H)－E(C==C)－E(H—H)=(347＋2×414－615－436) kJ·mol－1=＋124 kJ·mol－1。
ΔH=2×176 kJ·mol－1＋498.8 kJ·mol－1－4x kJ·mol－1=－989.2 kJ·mol－1，解得x=460
这是个错题，键能概念用错了
需要熟悉化学键的数目
掌握解答能量变化图像题的四步骤
(1)明确图像纵、横坐标的含义：一般是横轴表示反应过程，纵轴表示能
量变化。
(2)细致观察各个步骤的变化：起始态、过渡态、最终态等。
(3)厘清图像变化与概念间的关系：吸热反应和放热反应、活化能、、
稳定性等的正确判断。
(4)结合题意正确书写或判断：热化学方程式的书写、的计算、决速的
步骤等。
［变式2］(2022广东卷19题（1）②节选) 催化丙烷
脱氢过程中，部分反应过程如图， 过程
的焓变为
【练后反思】反应焓变计算的4种方法
(1)ΔH=生成物总焓－反应物总焓。
(2)ΔH=反应物总键能－生成物总键能。
(3)ΔH=正反应活化能－逆反应活化能。
(4)盖斯定律的应用
回答下列问题：
(1)NaOH溶液与盐酸混合均匀的正确操作是　　(填字母)。
a.把NaOH溶液分多次倒入量热计内筒中与盐酸反应
b.用温度计小心搅拌
c.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
d.用套在温度计上的玻璃搅拌器上下轻轻地搅动
e.实验时可用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器
(2)NaOH溶液稍过量的原因：　　　　 　　　。
d
确保盐酸被完全中和
提升关键能力
三、中和反应反应热的测定
5.某化学实验小组用简易量热计(装置如图)，测量中和反应的反应热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸倒入量热计内
筒中，测出盐酸的温度。用水把温度计冲洗干净，擦干备用；
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度。用水把温度计冲洗干净，擦干备用；
③将NaOH溶液迅速倒入量热计内筒中，使之混合均匀，测得混合液最高温度。
重复上述步骤，记录数据。
(3)稀盐酸和氢氧化钠溶液的密度都视为1 g·cm－3，溶液的比热容c=4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1。某学生实验记录数据如下：
实验 序号 起始温度t1/℃ 最高温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1 20.0 20.1 23.2
2 20.2 20.4 23.4
3 20.5 20.6 23.6
计算生成1 mol H2O(l)时的反应热：ΔH=－=　 　(保留小数点后一位)。
－51.8 kJ·mol－1
(4)问题讨论①在中和反应反应热的测定实验中，使用弱酸或弱碱会使测得的中和反应反应热数值　　　(填“偏高”“不变”或“偏低”)，其原因是
________________________________________________________________________。
②有两组实验：ⅰ.50 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，ⅱ.60 mL 0.50 mol·L－1盐酸和50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液。实验ⅰ、ⅱ反应放出的热量　　 　(填“相等”或“不相等”，下同)，测得生成1 mol H2O(l)时中和反应反应热　　　，原因是_______________________________________________________。
偏低
弱酸或弱碱在溶液中部分电离，在反应过程中，弱酸或弱碱会继续电离，而电离是吸热的过程
不相等
相等
生成1 mol液态水时的中和反应反应热与反应物的用量无关
1.热化学方程式
(1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。
(2)意义：既表明了化学反应中的　　　变化，也表明了化学反应中的______变化。
如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH=－571.6 kJ·mol－1表示在25 ℃、101 kPa条件下，______________________________________________________
____________。
整合必备知识
物质
能量
2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol液态水时放出的热量为571.6 kJ
考点二 热化学方程式 燃烧热
2.燃烧热
(1)概念：在101 kPa时， 纯物质　　　燃烧生成指定产物时所放出的热量。（注：鲁科版用的是摩尔燃烧焓）
(2)意义：衡量燃料燃烧时放出热量的多少。
(3)熟记常见元素完全燃烧生成的指定物质
1 mol
完全
元素 C H S N
指定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g)
提升关键能力
3.燃料的选择　能源
(1)燃料选择的原则要综合考虑
①环境保护；②热值大小；③其他因素，如来源、价格、运输、稳定性等。
(2)能源分类
整合必备知识
1.101 kPa时，1 mol碳燃烧的焓变为碳的燃烧热(　　)
2.燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型、燃料空气比等提高燃料的燃烧效率(　　)
3.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(　　)
4.氢气的燃烧热ΔH=－285.8 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH=＋285.8 kJ·mol－1(　　)
×
√
×
×
【易错辨析】
“五审法”判断热化学方程式正误
1.判断下列热化学方程式的正误，错误的指明原因。
(1)2NO2===O2＋2NO　ΔH=＋116.2 kJ·mol－1(　　)
提升关键能力
×
答案　物质未标明聚集状态。
(2)3.2 g CH4完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时放出178 kJ的热量，其热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH=－890 kJ(　　)
答案　ΔH单位为kJ·mol－1。
×
一、热化学方程式的正误判断
(3)已知N2(g)＋3H2(g)　　2NH3(g)　ΔH=－92 kJ·mol－1，则NH3(g)　　N2(g)＋H2(g)　ΔH=＋46 kJ·mol－1(　　)
√
(4)在一定温度和压强下，1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应后，放出热量
a kJ，则气态SO2转化为气态SO3的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)　　2SO3(g)　ΔH=－2a kJ·mol－1(　　)
答案　SO2与O2的反应为可逆反应，1 mol SO2、0.5 mol O2混合反应，消耗SO2的物质的量小于1 mol。
×
二、热化学方程式的书写
2.按要求书写热化学方程式。
(1)[2022·河北，16(1)]298 K时，1 g H2燃烧生成H2O(g)放热121 kJ，1 mol
H2O(l)蒸发吸热44 kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为______________
_______________________________。
(2)[2021·海南，16(1)]已知25 ℃，100 kPa时：1 mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2 804 kJ热量。则25 ℃时，CO2(g)与H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式为
　 　　 　。
提升关键能力
(5)若31 g白磷(P4)的能量比31 g红磷(P)多b kJ，则白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(s)===4P(s)　ΔH=－4b kJ·mol－1(　　)
×
答案　同素异形体应指明名称。
答案　液态肼的燃烧为放热反应，ΔH应为“－”号。
×
(6)1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH=＋642 kJ·mol－1(　　)
H2(g)＋O2(g)
===H2O(l)　ΔH=－286 kJ·mol－1
6CO2(g)＋6H2O(l)===C6H12O6(s)＋6O2(g)　ΔH=＋2 804 kJ·mol－1
提升关键能力
3.分析下列图像，按要求书写热化学方程式。
(1)图甲表示的是NO2(g)和CO(g)反应生成CO2(g)和NO(g)的过程中能量变化示意图，请写出NO2(g)和CO(g)反应的热化学方程式：______________
_______________________________________。
===NO(g)＋CO2(g)　ΔH=－234 kJ·mol－1
NO2(g)＋CO(g)
(2)我国科学家研究化合物M(s)催化CO2氢化生成甲酸的机理，其中由化合物M(s)生成化合物N(s)的反应过程和相对能量曲线如图乙所示，TS1、TS2均为过渡态(已知：1 eV=96 kJ·mol－1)。写出该反应的热化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
M(s)＋CO2(g)===N(s)　ΔH=－48.96 kJ·mol－1
提升关键能力
(3)硫酸工业中，在接触室中催化氧化SO2的
反应为2SO2(g)＋O2(g)　　2SO3(g)。
上述反应在V2O5的催化作用下分两步
进行，能量变化如图：
写出第二步反应的热化学方程式：
________________________________
　　　　　　　　　　；通入1 mol SO2、
0.51 mol O2充分反应，
放出热量　　99 kJ(填“>”“<”或“=”)。
2V2O4(s)＋O2(g)　　2V2O5(s)　
ΔH=－222 kJ·mol－1
<
1.(2023·湖北，1)2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，标志着我国航天事业进入到高质量发展新阶段。下列不能作为火箭推进剂的是
A.液氮－液氢 B.液氧－液氢 C.液态NO2－肼 D.液氧－煤油
√
2.[2023·广东，17(2)(3)]化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q=cρV总·ΔT计算获得。
(2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为____________ J(c和ρ分别取4.18 J·g-1·℃-1和1.0 g·mL-1,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
418(T1-T0)
Q=4.18 J·g-1·℃-1×1.0 g·mL-1×(50 mL+50 mL)×(T1-T0) ℃=418(T1-T0) J。
(3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)===FeSO4(aq)
+Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。
序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
i 0.20 mol·L-1CuSO4溶液100 mL 1.20 gFe粉 a b
ii 0.56 gFe粉 a c
①温度：b　　　c(填“>”“<”或“=”)。
>
②ΔH=　　 　　　　(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。
-20.9(b-a)kJ·mol-1[或-41.8(c-a)kJ·mol-1]
3.(2023·重庆卷，17节选)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要
应用。在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷 和乙醛(AA)。
由生成 的热化学方程式为_______________________________
_____。
4.(2022·天津卷，13节选)在和时，与 反应生成
放热 ，写出该反应的热化学方程式：____________
__________________________________________。

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