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专题10 化学反应中的能量变化从2016年高考考纲和近几年高考试题上看，化学反应与能量的内容是高考的重要知识点之一，备受命题者的青睐和关注。考试大纲要求注重理论联系实际，主要突出在能源、环保、化学工业等问题。理解反应热、燃烧热和中和热等概念；能正确书写热化学方程式。高考中有关试题以判断热化学方程式的书写是否正确、比较反应热的大小等为主，有关化学反应中的能量变化题型，在高考中以选择题为主。预测2017年化学反应中的能量变化是高考重点考察内容之一，主要有（1）热化学方程式的书写及正误判断；（2）反应热的计算、盖斯定律的应用；（3）比较反应热的大小，吸热、放热反应的判断；（4）反应热与能源的综合考查。对于燃烧热和中和热的概念及计算将是高考考查的重点，预计会在填空题、选择题、实验题中有所体现，难度不会太大。重点考查学生灵活应用知识，接受新知识的能力。2016高考考纲要求：1、了解化学反应中的能量变化，吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热、中和热等概念。 2、理解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式3、掌握有关燃烧热的简单计算。4、初步了解新能源 的开发。围绕考纲我们应掌握如下要点：化学反应中的能量变化，吸热反应，放热反应 反应热的概念，化学反应过程中能量变化与放热、吸热的关系。热化学方程式的概念，正确书写热化学方程式。燃烧热、中和热的概念及简单计算化石燃料、新能源的开发，燃料的充分燃烧。考点一：吸热放热反应的判断 吸热反应和放热反应的判断一般从两个角度来判断，即总能量的相对高低和反应过程中断开化学键吸收的能力和形成化学键放出能量的相对高低。在实际应用中，我们更多的根据经验来判断。常见的放热反应有：所有的燃烧反应；酸碱中和反应；金属与酸生成H2的反应；浓H2SO4 、固体NaOH 、CaO 溶于水。常见的吸热反应有：需要持续加热的反应，如NH4CI与Ca(OH)2制NH3、H2还原CuO 、乙醇制C2H2、浓盐酸制CI2以及CaCO3 、KCIO3 、Mg(OH)2等分解反应；盐的水解反应；弱电解质的电离。【例1】【2014年高考上海卷第9题】1,3丁二烯和2丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：CH2=CHCH=CH2(g)2H2(g)CH3CH2CH2CH3(g)236.6kJCH3CCCH3(g)2H2(g)CH3CH2CH2CH3(g)272.7kJ由此不能判断A1,3丁二烯和2丁炔稳定性的相对大小B1,3丁二烯和2丁炔分子储存能量的相对高低C1,3丁二烯和2丁炔相互转化的热效应D一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小【答案】D能量的差值，但由于不能确定碳碳单键和碳氢单键键能，因此根据热化学方程式不能确定一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的相对大小，D不正确，答案选D。【命题意图】本题主要是考查反应热的有关判断与计算，侧重盖斯定律的应用，明确物质稳定性与能量高低的关系是关键，旨在培养学生分析问题的能力，题目难度不大。考点二：燃烧热和中和热的概念在101KPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。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。概念理解需要注意：（1）量的关系，燃烧热是1mol反应物，中和热是生成1mol水；（2）生成物，燃烧热是稳定的氧化物，中和热是液态水；（3）对与反应本身状态的限制，燃烧热中燃烧物质本身在通常情况下的状态，中和热是稀的强酸和强碱（保证能完全电离出氢离子和氢氧根离子）计算时注意：（1）各物质化学式前面的化学计量数与H（H取正值）成正比。（2）可燃物前的化学计量数为1；中和所得H2O前的化学计量数为1。（3）当用文字说明物质燃烧放出多少热量时，不标“-”符号（“-”仅表示放热）。【例2】【2015海南化学】己知丙烷的燃烧热H=-2215KJmol-1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水，则放出的热量约为（ ）A55 kJ B220 kJ C550 kJ D1108 kJ【答案】A【考点定位】本题从知识上考查燃烧热的概念、反应热的计算，从能力上考查学生分析问题、解决问题的能力及计算能力。【名师点睛】本题以丙烷为载体考查燃烧热的概念、反应热的计算。准确把握燃烧热的概念：298K、101Kpa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。抓住丙烷的分子式C3H8，利用原子守恒确定生成物水和热量的关系：4molH2O(l)2215KJ，结合题给数据解决此题。考点三：热化学方程式的书写书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外，还应注意以下几方面：（6）书写燃烧热的热化学方程式，应以燃烧1mol物质为标准来配平其他物质化学式前面的化学计量数。 【例3】【2014年高考海南卷第4题】标准状态下，气态分子断开l mol化学键的焓变称为键焓。已知H-H、H-O和O-O键的键焓H分别为436 kJ/mol、463 kJ/mol和495kJ/mol。下列热化学方程式正确的是AH2O (g)= H2(g)+O2(g); H= -485 kJ/mol BH2O (g)=H2(g)+O2(g); H=+485 kJ/molC2H2(g)+ O2 (g)= 2H2O(g) H = +485 kJ/mol D2H2(g)+ O 2(g)=2H2O(g) H = -485 kJ/mol【答案】D+242. 5kJ/mol。A.B错误。则若是2mol的气态水分解产生2mol的氢气和1mol的氧气的能量变化是：+485kJ.物质分解吸收的热量与产物燃烧放出的热量数值相等。即热挥发方程式是2H2(g)+ O2 (g)= 2H2O(g) H = -485 kJ/mol 。 C错误，D正确。 【命题意图】本题从能量变化角度考查了化学反应的实质和原理。化学反应的过程就是原子重新组合的过程，在这个过程中要断裂化学键，吸收热量，还要形成化学键，释放热量。这个能量变化数值就是反应物的键能与生成物键能的差。本题考查了考生对化学键的键能与反应热的关系的掌握和灵活运用的能力。考点四：反应热的计算、盖斯定律的应用反应热的计算的形式有如下几种：（1）根据反应方程式中的比例关系进行计算（注意：可逆反应不能进行到底，所以实际热量比计算的要低）；（2）根据某一物质的量进行计算；（3）根据盖斯定律来计算。盖斯定律：当某一物质在定温定压下经过不同的反应过程，生成同一物质时，无论反应是一步完成还是分几步完成，总的反应热是相同的。即反应热只与反应始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应的途径无关。应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程，同时注意：（1）当反应式乘以或除以某数时，H也应乘以或除以某数。（2）反应式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“+”、“-”符号，即把H看作一个整体进行运算。（3）通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把H看作一个整体。（4）在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。（5）当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。【例4】【2016年高考江苏卷】通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是（ ）太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)2H2（g）+ O2（g） H1=571.6kJmol1焦炭与水反应制氢：C（s）+ H2O(g) CO（g）+ H2（g）H2=131.3kJmol1甲烷与水反应制氢：CH4（g）+ H2O(g)CO（g）+3H2（g）H3=206.1kJmol1A反应中电能转化为化学能B反应为放热反应C反应使用催化剂，H3减小D反应CH4（g）C（s）+2H2（g）的H=74.8kJmol1【答案】D【考点定位】本题主要是考查化学反应与能量转化的有关判断以及反应热计算等【名师点晴】应用盖斯定律进行反应热的简单计算的关键在于设计反应过程，同时还需要注意：参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般23个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的H与原热化学方程式之间H的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时，H也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“”“”符号，即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时，H的符号也随之改变，但数值不变。在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。答题时注意灵活应用。1【2016年高考海南卷】油酸甘油酯（相对分子质量884）在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)+80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8104kJ。油酸甘油酯的燃烧热H为（ ）A3.8104kJmol-1 B3.8104kJmol-1C3.4104kJmol-1 D3.4104kJmol-1【答案】D【解析】试题分析：燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1kg油酸甘油酯释放出热量3.8104kJ，则燃烧1mol油酸甘油酯释放出热量为3.4104kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热H=3.4104kJmol-1考点：考查燃烧热及化学反应中的能量【名师点睛】考纲明确要求：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。根据考纲的这一要求将化学反应中的物质变化和能量变化综合起来考查将成为一种热门的题型，同时注意到由于能源日益匮乏，因此有关燃烧热、中和热、盖斯定律等问题必将成为今后命题的重点。新课程背景下的高考热化学方程式试题大多是一些思路型题型，题目变化较多，但思路变化却较少，主干知识依然是重点考查的内容。此类试题比较贴近当前的教学实际，虽然形式上有各种各样的变化，但只要学会了基础题型的解题思路和应对策略，缜密分析、逐层递解，再经过一些变化演绎，就可以准确解答相关题型。此外，通过此类题型的解题策略探究还有利于培养学生科学素养、创新精神和灵活运用所学知识综合解决实际问题的能力。2【2016年高考海南卷】由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是（ ）A由反应的H=E5E2B由反应的H”、“ S2-C还原性：H2S0 D常温下，0.01mol/L的Na0H 溶液中由水电离的c(H+)=1.010-2mol/L【答案】C考点：考查溶度积的影响因素，反应焓变的判断。6【黑龙江省双鸭山一中2015届高三上学期期末考试】已知下列反应的热化学方程式：6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l) H1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H2 C(s)+O2(g)=CO2(g) H3 H2O(g)=H2O(l) H4则反应4 C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的H为（ ）A12H3+5H2-2H1+10H4 B2H1-5H2-12H3+10H4C12H3-5H2-2H1+10H4 DH1-5H2-12H3+10H4【答案】A【解析】试题分析：根据盖斯定律，将所给热化学方程式中的C（s）、H2O(g)、H2(g)消去，2C3H5(ONO2)3(l)= 5H2(g)+3N2(g)+3O2(g)+6CO2(g) H=6H3-H1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=H2+2H4；所以4 C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)+10H2O(l)+O2(g)+6N2(g)的H为12H3+5H2-2H1+10H4，答案选A。考点：考查盖斯定律的应用7【上海市崇明县2015届高三上学期期末考试（一模）化学试题】已知：H2(g) + Br2(g) 2HBr(g) H= 72 kJ/mol，1mol Br2(g)液化放出的能量为30 kJ，其它相关数据如下表：则上述表格中的a值为（）一定状态的分子H2(g)Br2(l)HBr(g)1 mol该分子中的化学键断裂吸收的能量/kJ436a369A404B344C260D200【答案】C【解析】试题分析：H2(g) + Br2(g) 2HBr(g) H= 72 kJ/mol，1mol Br2(g)液化放出的能量为30 kJ，则H2(g) + Br2(g) 2HBr(g) H= 42 kJ/mol，由于反应热就是断裂化学键吸收的热量与形成化学键释放的热量的差，所以Br-Br的键能是436+a-3692=42 kJ，解得a=+260KJ/mol，故选项是C。考点：考查反应热与物质存在的状态、化学键的键能的关系的知识。8【北京市东城区普通高中示范校2015届上学期高三年级综合能力测试】已知： ，且、均大于零，则下列说法正确的是（ ）A断开键所需的能量为B，则氢分子具有的能量高于氯气分子具有的能量C D向中通入，发生反应时放热 【答案】C考点：考查对化学反应热效应的判断，反应热与键能的关系9【北京市朝阳区20142015学年度高三年级第一学期期末统一考试】H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g) I2(g) 2HI(g) H= a kJ/mol已知：（a、b、c均大于零）下列说法正确的是（ ）A. H2、I2和HI分子中的化学键都是非极性共价键B. 断开2 mol HI分子中的化学键所需能量约为(c+b+a) kJC. 相同条件下，1 mol H2 (g)和1mol I2 (g)总能量小于2 mol HI (g)的总能量D. 向密闭容器中加入2 mol H2 (g)和2 mol I2 (g)，充分反应后放出的热量为2a kJ【答案】B考点：考查反应热的有关应用与计算10【2014虹口期末】镁粉与碘粉均匀混合，滴加几滴水，发生剧烈反应，并产生大量紫色蒸气。以下叙述错误的是（ ）AH2O作催化剂 B紫色蒸气是I2C该反应是放热反应 D反应后物质的总能量升高【答案】D【解析】试题分析：能量是守恒的，由于该反应是放热的，故反应物的总能量等于放出的能量加上生成物的总能量，故反应后的总能量是降低的，错误。考点：本题考查通过现象对反应的本质的分析。1已知下列热化学方程式：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) H=-24.8kJmol-13Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) H=-47.2kJmol-1Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) H=640.5kJmol-1则14gCO气体与足量FeO充分反应得到Fe单质和CO2气体时的反应热为A-109kJmol-1 B-218 kJmol-1 C+109 kJmol-1 D+218 kJmol-1【答案】A考点：考查盖斯定律的应用的知识。2下列热化学方程式书写正确的是(H的绝对值均正确)AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1367.0 kJ/mol(燃烧热)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol(中和热)CS(s)O2(g)=2SO2(g)H296.8 kJ/mol(反应热)D2NO2=O22NOH116.2 kJ/mol(反应热)【答案】C【解析】试题分析：A、燃烧热要求可燃物的物质的量必须为1mol，得到的氧化物必须是稳定的氧化物，H2O的状态必须为液态，故A错；B、中和反应是放热反应，H应小于0，故B错；C、热化学方程式的书写注明了物质的聚集状态、H的正负号、数值、单位，故C正确；D、热化学反应方程式要注明物质在反应时的状态，故D错；故选C。【考点定位】考查热化学方程式【名师点晴】本题考查燃烧热以及热化学方程式的书写正误判断，重在搞清书写热化学方程式的注意事项。书写热化学方程式时，需注明物质的聚集状态、H的正负号、数值、单位，燃烧热抓住1mol可燃物燃烧生成稳定氧化物、中和热抓住生成1mol水。3下列说法不正确的是A已知冰的熔化热为6.0 kJ mol-1，冰中氢键键能为20 kJ mol-1，假设1 mol 冰中有2 mol氢键，且熔化热完全用于破坏冰的氢键，则最多只能破坏冰中15 %的氢键B已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为a, 电离常数。若加水稀释，则CH3COOHCH3C00-+H+向右移动，a增大， Ka不变C甲烷的标准燃烧热为-890.3 kjJ 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（1） H=-890.3 kJ mol-1D500、30 MPa下，将0.5 mol N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，其热化学方程式为：【答案】D【考点定位】本题主要是考查反应热的有关判断与计算以及电离平衡常数应用等【名师点晴】掌握反应热的概念、热化学方程式的书写以及弱电解质的电离特点是解答的关键。热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中各物质的系数必须与H相对应，因此在可逆反应中计算反应热需要特别注意。4火箭推进器常以联氨(N2H4) 为燃料、过氧化氢为助燃剂。已知下列各物质反应的热化学方程式：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H1=-533.23 kJmol1 H2O(g)H2O (l) DH244 kJmol12H2O2(l)2H2O(l)+ O2(g) DH3196.4 kJmol1则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为（ ）AN2H4(g)+2H2O2(l)= N2(g)+4H2O(l) H817.63 kJmol1BN2H4(g)+2H2O2(l)= N2(g)+4H2O(g) H-641.63 kJmol1CN2H4(g)+2H2O2(l)= N2(g)+4H2O(l) H-641.63 kJmol1DN2H4(g)+2H2O2(l)= N2(g)+4H2O(g) H-817.63 kJmol1【答案】B考点：热化学方程式的书写5指常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是（ ）共价键HHFFHFHClHIE(kJmol-1)436157568432298A 432 kJmol-1E(HBr)298 kJmol-1B表中最稳定的共价键是HF键CH2(g)2H (g) H436 kJmol-1DH2(g)F2(g)2HF(g) H25 kJmol-1【答案】D【解析】试题分析：A、Br的非金属性介于Cl、I之间，所以E(HBr)介于E(HCl)、E(HI)之间，即432 kJmol-1E(HBr)298 kJmol-1，正确；B、根据表中的数据，HF键的键能最大，所以表中最稳定的共价键是HF键，正确；C、破坏化学键需要吸收能量，所以H2(g)2H (g) H436 kJmol-1，正确；D、H2(g)F2(g)2HF(g) H436kJmol1+157kJmol1-2568kJmol1= -543kJmol1，错误。考点：本题考查化学反应的热效应。 22
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