反应热的核心知识提高.docx
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反应热的核心知识提高
反应热的核心知识（提高）
考纲要求
1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。
2．了解化学能与热能的相互转化。
了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3．了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。
了解化学在解决能源危机中的重要作用。
4．了解焓变与反应热的含义。
知识点一、反应热（焓变）
１．定义：
化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以热量（或转换成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称为“焓变”，符号：
ΔH，单位：
kJ/mol或kJ·mol-1
２．反应热的表示方法：
反应热用ΔH表示，其实是从体系的角度分析的。
放热反应：
体系
环境，体系将能量释放给环境，体系的能量降低，因此，放热反应的ΔH＜0，为“－”。
吸热反应：
环境
体系，体系吸收了环境的能量，体系的能量升高，因此，吸热反应的ΔH＞0，为“+”。
化学变化过程中的能量变化见下图：
表示方法——热化学方程式：
既能表明化学反应中物质的变化，又能表明能量的变化的化学方程式，叫做热化学方程式。
３．化学反应中能量变化的原因
化学反应的本质：
旧的化学键断裂和新的化学键生成。
任何化学反应都有反应热，这是由于在化学反应过程中，反应物分子间相互作用时，旧的化学键断裂，需要吸收能量；当生成物分子生成时，新的化学键形成，需要放出能量，而吸收的总能量和放出的总能量总是有差距的。
如果反应完成时，生成物释放的总能量比反应物吸收的总能量大，这是放热反应。
对于放热反应，由于反应后放出能量（释放给环境）而使反应体系的能量降低。
因此，规定放热反应的ΔH为“负”。
反之，对于吸热反应，由于反应吸收能量（能量来自环境）而使反应体系的能量升高。
因此，规定吸热反应的ΔH为“正”。
当ΔH为“负”或ΔH＜0时，为放热反应；
当ΔH为“正”或ΔH＞0时，为吸热反应。
结论：
根据质量守恒定律和能量守恒定律，特定反应的反应热等于反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量与生成物分子化学键形成时所释放的总能量之差。
即ΔH=E反应物分子化学键总键能－E生成物分子化学键总键能
４．键能的概念：
断开1mol某化学键所吸收的能量叫做该键的键能，形成1mol该化学键所放出的能量也叫做该键的键能。
例如：
（1）断开化学键吸收能量：
1molH2中含有1molH—H键，常温常压下使1molH2变为2molH原子，即断开了1molH—H键，需要吸收436kJ的热量。
（2）形成化学键放出能量
由2molH原子生成1molH2，有1molH—H键生成，生成过程中向外界释放436kJ的热量。
结论：
形成1molH—H键释放的能量与断开1molH—H键吸收的能量相等。
故H—H键的键能为436kJ/mol。
５．活化能：
活化分子高出反应物分子平均能量的部分。
E1：
活化能
E2：
活化分子变成生成物分子放出的能量
E１-E２：
化学反应前后的能量变化
ΔH=E１-E２
６．反应热数据的用途：
⑴判断吸热反应、放热反应 ⑵计算燃料的用量 ⑶比较反应物、生成物能量的高低
７．放热反应和吸热反应的比较
比较
放热反应
吸热反应
定义
放出热量的化学反应
吸收热量的化学反应
ΔH的正负
ΔH＜0
ΔH＞0
键能大小
反应物总键能小于生成物总键能
反应物总键能大于生成物总键能
体系能量大小
反应物的总能量大于生成物的总能量
反应物的总能量小于生成物的总能量
形成原因
反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量比生成物分子化学键形成时所释放的总能量小
反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量比生成物分子化学键形成时所释放的总能量大
反应过程图示
实例
①大多数化合反应
②所有的燃烧反应
③物质的缓慢氧化
④酸碱中和反应
⑤金属与酸反应
⑥铝热反应
①大多数分解反应
②盐的水解
③Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应
④C和CO2、C和H2O（g）反应
⑤弱电解质的电离
应用
比较反应物和生成物的相对稳定性，能量越低越稳定
注意：
反应条件和反应放热和吸热没有直接的关系。
吸热反应开始加热，后来需要持续加热维持反应，放热反应开始加热，后来反应放出热量可以维持反应。
８．金刚石和石墨的比较
已知：
C（金刚石）=C（石墨）；ΔH＜0。
试比较金刚石和石墨，完成下表：
金刚石
石墨
键能
较低
较高
体系能量
较高
较低
燃烧等量二者放热多少
较多
较少
稳定性
稳定
更稳定
熔点
较低
较高
知识点二、燃烧热和中和热
１．燃烧热
（1）．定义：
在101kPa时，1mol某物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
如C完全燃烧应生成CO2（g），而生成CO（g）属于不完全燃烧。
又如H2燃烧生成液态H2O，而不是气态水蒸气。
要点诠释：
①条件：
101kPa（但是书中表格提供的数据都是在25℃的条件下测得的）
②燃烧的物质一定为1mol
③生成的物质一定要稳定
a、状态要稳定（例如：
CO2为气体，H2O为液体）；
b、要完全燃烧
一般指：
C→CO2（g） S→SO2（g） H2→H2O（l） 一般有机物→CO2（g）和H2O（l）
（２）．表示的意义：
如：
表示C2H4燃烧热的△H为-1141.0kJ/mol，含义：
1molC2H4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O放热1141.0kJ。
（3）．表示燃烧热的热化学方程式的书写：
应以燃烧物计量系数为1的标准来配平其余物质的化学计量数。
（4）．根据燃烧热计算一定量可燃物完全燃烧时放出的热量时要注意单位的换算。
2．中和热
（1）概念：
在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O，这时的反应热叫中和热。
（2）中和热的表示：
H+（aq）+OH-（aq）=H2O
（1）；△H=-57.3kJ／mol。
要点诠释：
①稀溶液是指电解质已经完全电离成离子。
②强酸和强碱中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。
③弱碱和强酸反应或弱酸与强碱反应的中和热：
△H＞-57.3kJ／mol
④中和反应的实质是H+和OH-化合生成H2O，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。
３．燃烧热和中和热的比较
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
均为放热反应
ΔH
ΔH＜0，单位：
kJ·mol－1
不同点
反应物的量
1mol可燃物（O2的量不限）
可能是1mol，也可能是0.5mol
生成物的量
不限量
H2O（l）是1mol
反应热的含义
25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；不同反应物，燃烧热不同
稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时所释放的热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为57.3kJ·mol－1
４．中和热的测定
（１）实验步骤：
①用大、小烧杯、泡沫塑料、温度计和环形搅拌棒组装反应装置。
（也可在保温杯中进行）
②用量筒量取50mL0.5mol/L的盐酸倒入小烧杯中并用温度计测量温度，记入下表。
③用另一量筒量取50mL0.55mol/L的NaOH溶液并测量温度，记入下表。
④把温度计和环形搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯，用环形搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为最终温度，记入下表。
⑤重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。
⑥根据实验数据计算中和热。
（具体计算不要求）
要点诠释：
要精确地测定反应中的能量变化，一是要注重“量的问题”，二是要最大限度地减小实验误差。
①所用装置要尽可能做到保温、隔热。
②所用药品溶液浓度的配制必须准确，且浓度尽可能的要小。
③为保证盐酸完全被氢氧化钠中和，须使氢氧化钠溶液的浓度稍大于盐酸的浓度。
④温度计刻度要小点，读数要尽可能准确，且估读至小数点后两位。
⑤水银球部位一定要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数，以提高测量的精度。
⑥两次读数的时间间隔要短，这样才能读到最高温度，即最终温度。
⑦实验操作时动作要快，以尽量减少热量的损失。
（２）实验原理：
Q=mcΔt ①
Q:
中和反应放出的热量。
m:
反应混合液的质量。
c：
反应混合液的比热容。
Δt：
反应前后溶液温度的差值。
Q=（V酸ρ酸＋V碱ρ碱）·c·（t2－t1）②
V酸=V碱=50mL。
c酸=0.50mol/Lc碱=0.55mol/L
ρ酸=ρ碱=1g/cm3
c=4.18J/（g·℃）
Q=0.418（t2－t1）kJ③
知识点三、能源
1．概念：
能源就是提供能量的自然资源，其它能源包括：
化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。
２．能源的分类及应用：
标准
分类
举例
按转换
过程分
一次能源
煤、石油、天然气等化石能源、水能、风能、生物质能、太阳能等
二次能源
各种石油制品、煤气、蒸气、电力、氢能、沼气等
标准
分类
举例
按性质分
可再生能源
风能、水能、生物质能、太阳能、潮汐能等
非再生能源
石油、煤、天然气等化石能源、核能
按利用
历史分
常规能源
煤、石油、天然气、水能、生物能等
新能源
地热能、氢能、核能、风能、太阳能、海洋能等
３．煤作燃料的利弊问题
①煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。
②煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。
③煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。
④可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。
４．新能源的开发
①调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源等就显得尤为重要和迫切。
②新能源是太阳能、氢能、风能、地热能和生物质能等。
这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。
５．燃料充分燃烧的条件
①要有足够的空气；
②燃料与空气要有足够大的接触面积。
６．提高燃料燃烧效率的措施
①通入空气足量，使燃料充分燃烧。
空气足量但要适当，否则，过量的空气会带走部分热量。
②增大燃料与空气的接触面积。
通常将大块固体燃料粉碎，液体燃料雾化。
③将煤气化或液化。
煤的气化或液化更易增大燃料与空气的接触面积，使燃烧更充分，同时又防止煤炭直接燃烧。
一、选择题：
（每题只有1个选项符合题意）
1.下列说法正确的是
A．需要加热的化学反应都是吸热反应
B．中和反应都是放热反应
C．原电池是将电能转化为化学能的一种装置
D．水力发电是将化学能转化为电能的过程
2.下列过程一定释放出能量的是
A．化合反应 B．分解反应
C．分子拆成原子 D．原子组成分子
3.根据碘与氢气反应的热化学方程式：
①I2（g）+H2（g）
2HI（g）；△H1=-9.48kJ/mol
②I2（S）+H2（g）
2HI（g）；△H2=+26.48kJ/mol
下列判断正确的是：
A．254gI2（g）中通入2gH2（g），反应放热9.48kJ
B．1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差17.00kJ
C．反应①的产物比反应②的产物稳定
D．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低
4.下列热化学方程式正确的是（
的绝对值均正确）
A．
（燃烧热）
B．
（中和热）
C．
D．
（反应热）
5.已知反应：
①101kPa时，2C（s）＋O2（g）＝2CO（g）；△H＝－221kJ/mol
②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O
（1）；△H＝－57.3kJ/mol
③红磷的化学式为P，白磷的化学式为P4，已知：
P4（s）+5O2（g）=P4O10（s） △H＝－3093.2kJ/mol
4P（s）+5O2（g）=P4O10（s） △H＝－2954.0kJ/mol
下列结论正确的是
A．由于红磷转化为白磷是放热反应，等质量的红磷能量比白磷低
B．碳的燃烧热大于110.5kJ/mol
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热△H＝57.3kJ/mol
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量
6.灰锡（以粉末状存在）和白锡是锡的两种同素异形体。
已知：
①Sn（s、白）＋2HCl（aq）＝SnCl2（aq）＋H2（g） △H1
②Sn（s、灰）＋2HCl（aq）＝SnCl2（aq）＋H2（g） △H2
③Sn（s、灰）
Sn（s、白） △H3＝＋2.1kJ·mol-1
下列说法正确的是
A．△H1＞△H2
B．锡在常温下以灰锡状态存在
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中，会自行毁坏
7.已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为（ ）
C（石墨）+O2（g）===CO2（g） △H=－393.51kJ·mol-1
C（金刚石）+O2（g）===CO2（g） △H=－395.41kJ·mol-1
据此判断，下列说法中正确的是
A．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
B．由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
C．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低
D．由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高
8.化学反应N2+3H2==2NH3的能量变化如下图所示，该反应的热化学方程式是（ ）
A．N2（g）+3H2（g）=2NH3（l） ΔH=2（a―b―c）kJ·mol―1
B．N2（g）+3H2（g）==2NH3（g） ΔH=2（b―a）kJ·mol―1
C．
N2（g）+
H2（g）==NH3（l） ΔH=（b+c―a）kJ·mol―1
D．
N2（g）+
H2（g）==NH3（g） ΔH=（a+b）kJ·mol－1
9.已知反应：
①101kPa时，2C（s）＋O2（g）＝2CO（g）；△H＝－221kJ/mol
②稀溶液中，H＋（aq）＋OH－（aq）＝H2O
（1）；△H＝－57.3kJ/mol
下列结论正确的是
A、碳的燃烧热大于110.5kJ/mol
B、①的反应热为221kJ/mol
C、稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3kJ/mol
D、稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量
10.甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的
两种反应原理是
①CH3OH（g）+H2O（g）=CO2（g）+3H2（g）； △H=+49．0kJ·mol－1
②CH3OH（g）+1/2O2（g）=CO2（g）+2H2（g）；△H=－192．9kJ·mol－1
下列说法正确的是
A．CH3OH的燃烧热为192．9kJ·mol－1
B．反应①中的能量变化如右图所示
C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D．根据②推知反应：
CH3OH（l）+1/2O2（g）=CO2（g）+2H2（g）的△H＞－192．9kJ·mol－1
11.下列说法正确的是
A．任何化学反应都伴随着能量的变化
B．1molH2SO4和1molBa（OH）2完全反应所放出的热量称为中和热
C．在101kPa时，1mol碳燃烧放出的热量就是碳的燃烧热
D．在化学反应中需要加热的反应就是吸热反应
12.下列热化学方程式中的反应热为可燃物的燃烧热的是
A．H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）；△H=－241.8kJ·mol—1
B．CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）；△H=－846.3kJ·mol—1
C．C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=－393.5kJ·mol—1
D．C（s）+1/2O2（g）=CO（g）；△H=－110.5kJ·mol—1
13.1g氢气在氧气中完全燃烧生成气态水，放出热量120．9kJ，则下列说法正确的是
A．其热化学方程式：
2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） ΔH=+483．6kJ·mol一1
B．氢气的燃烧热为241．8kJ·mol－1
C．1molH2O
（1）的能量大于1molH2O（g）的能量
D．2molH2和1molO2的能量总和大于2molH2O（g）的能量
14.将V1mL1.0mol·L-1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如右图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50mL）
。
下列叙述正确的是
A．做该实验时环境温度为22℃
B．该实验表明化学能可能转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.0mol/L·L-1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
15.某反应的△H=+100kJ/mol，下列有关该反应的叙述正确的是
A.正反应活化能小于100kJ/mol
B.逆反应活化能一定小于100kJ/mol
C.正反应活化能不小于100kJ/mol
D.逆反应活化能比正反应活化能大100kJ/mol
二、填空题
1.如下图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中。
试回答下列问题：
（1）实验中观察到的现象是___________________。
（2）产生上述现象的原因是___________________________________。
（3）写出有关反应的离子方程式：
__________________。
（4）由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量______（填“大于”“小于”或“等于”）镁片和盐酸的总能量。
2．下表中的数据是破坏1mol物质的化学键所消耗的能量：
物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量（kJ）
243
193
151
432
366
298
436
根据上述数据回答
（1）～（6）题。
（1）下列物质本身具有的能量最低的是（ ）
A．H2 B．Cl2 C．Br2 D．I2
（2）下列氢化物中，最稳定的是（ ）
A．HCl B．HBr C．HI
（3）X2+H2==2HX（X代表Cl、Br、I）的反应是________（填“吸热”或“放热”）反应。
（4）相同条件下，X2（X代表Cl、Br、I）分别与氢气反应，消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收热量最多的是________。
（5）若无上表中的数据，你能正确回答出问题（4）吗？
答：
________。
你的根据是________________。
（6）写出H2和Cl2反应的热化学方程式：
________________。
参考答案与解析
一、选择题
1.B
【解析】需要加热的化学反应也可能是放热反应，如可燃物的燃烧反应，A选项错误；原电池是将化学能转化为电能的装置，故C选项错误；水力发电是将机械能转化为电能的过程，故D选项错误。
正确选项为B
2.D
3.D
【解析】反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1mol固态碘与1mol气态碘所含的能量相差35.96kJ；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多。
同样利用盖斯定律可得出选项D正确。
4.C
【解析】A项中CO2应为液体，B项中△H应小于0，D项中无状态。
5.B
【解析】A项中等质量的红磷燃烧比白磷燃烧放热少，说明等质量的红磷能量比低。
B项中碳的燃烧热指生成CO2。
C项中应为△H＝-57.3kJ/mol。
D项中因醋酸是弱酸，电离需吸热，故反应放热应小于57.3kJ
6.D
【解析】②-①可得③，△H2-△H1＞0，故△H2＞△H1，A错，根据③，在常温下，灰锡会向白锡转化故常温下以白锡状态存在，正反应为吸热反应，故B、C错，当锡制器皿长期处于低于13.2℃的环境中会转化为灰锡，灰锡以粉末状存在，故会自行毁坏。
7.A
【解析】有上述两个热化学方程式知：
燃烧等量的石墨和金刚石，后者放热较多，故等量的石墨和金刚石后者能量较高。
8.A
【解析】由盖斯定律及图示可推知N2（g）+3H2（g）==2NH3（l）的反应热ΔH=2akJ·mol―1―2bkJ·mol―1―2ckJ·mol－1=2（a―b―c）kJ·mol―1，A项正确；N2（g）+3H2（g）==2NH3（g）的反应热ΔH=2（a―b）kJ·mol―1，B项错；
N2（g）+
H2（g）==NH3（l）反应热ΔH=（a―b―c）kJ·mol―1，C项错；
N2（g）+
H2（g）==NH3（g）的反应热ΔH=（a―b）kJ·mol―1，D项错。
9.A
【解析】A中碳的燃烧热指生成CO2（g）所放的热，B中①的反应热应为-221kJ/mol，C中反应的中和热应为57.3kJ/mol，D中醋酸为弱酸，最后放出热量小于57.3kJ。
10.D
【解析】CH3OH的燃烧热指生成CO2（l）。
比较△H大小要考虑正负号。
11.A
12.C
13D
14.B
【解析】中和反应为放热反应，B对；中和反应有水生成，但有水生成的不一定是放热反应，如H2+CuO
H2O+Cu是吸热反应，D错；从表中分析当加入HCl溶液5mL、NaOH溶液45mL反应后温度为22℃，故实验时环境温度小于22℃，A错；加入HCl溶液30mL反应放热最多，应是酸碱正好中和，故C（NaOH）=
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