考點01化學反應與能量變化【核心考點梳理】一、系統的內能1、系統在自然科學研究中，被研究的對象稱為系統。系統以外的，與系統相關的其他部分稱為環境。例如，研究水的蒸發，水和水蒸氣就是系統，周邊的其他部分是環境。研究鹽酸與氫氧化鈉溶液的反應，溶液就是系統，而盛溶液的燒杯和溶液周圍的空氣等便是環境。系統與環境可以根據需要來劃分，有一定的人為性。2、內能與功內能是系統內物質各種能量的總和，用符號U表示。當系統處于一定狀態時，系統就具有確定的內能，當溫度、壓強、物質的聚集狀態等發生改變，內能也隨之改變。熱與功系統與環境之間由于溫度差交換或傳遞的能量稱為熱，用符號Q表示。除熱以外，其他各種形式傳遞的能量都稱為功，用符號W表示。系統因體積變化所做的功稱為體積功，除體積功以外，其他的功如電功、機械功、光能等都稱為非體積功，或稱其他功。一定壓強下，0℃時1.0mol的水和0℃時1.0mol的冰，哪個系統的內能更大？一定壓強下，25℃時1.0mol的水和25℃時10.0mol的水，哪個系統的內能更大？系統內能的變化用符號ΔU來表示。幾乎所有化學反應的發生，都伴隨著能量的變化，能量通過功和熱這兩種形式在系統與環境之間實現轉化或傳遞。我們可以通過測定系統變化過程中的功和熱得到系統內能的變化量。二、反應的焓變1、化學反應的熱效應在一定溫度下，化學反應過程中吸收或釋放的熱稱為化學反應的熱效應，也稱反應熱，用符號Q表示。系統從環境吸熱，則Q>0；系統對環境放熱，則Q<0。實驗：碳酸氫鈉與檸檬酸反應的熱效應取一只100mL燒杯，加入10g碳酸氫鈉固體和10g檸檬酸固體（為防止反應過快液體沖出燒杯，所加固體不宜太多），再向燒杯中注入少量蒸餾水后攪拌，觀察現象。待反應稍平緩后，用手小心觸摸燒杯壁，感受反應的熱效應。現象記錄：反應放出大量的氣體，且燒杯壁出現水滴。實驗結論：碳酸氫鈉與檸檬酸該反應為吸熱反應，水蒸氣冷凝在燒杯壁。2、焓（1）焓的定義及焓變的計算焓（H）是一種與內能有關的物理量。系統狀態發生變化，焓也隨之改變。在科學研究與生產實踐中，大多數化學反應是在等壓或接近等壓的條件下進行，此時的反應熱稱為等壓反應熱，用符號Qp表示。人們常用系統的焓的變化，即焓變（ΔH）來表示在等壓、只做體積功條件下的反應熱，單位常用kJ?·?mol—1，此時：ΔH=Qp在一定條件下，一個化學反應是吸熱還是放熱，是在等壓條件下由生成物和反應物的焓的差值決定的，即：ΔH=∑H（生成物）—∑H（反應物）當ΔH<0時，為放熱反應；當ΔH>0時，為吸熱反應。如以下兩個反應：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)2HgO(s)=2Hg(l)+O2(g)ΔH=—484kJ·mol—1ΔH=182kJ·mol—1氫氣與氧氣化合是放熱反應，而氧化汞的分解則是吸熱反應。兩個化學反應中的焓變如圖1.3所示。（2）化學反應與吸放熱反應化學反應的本質是化學鍵的斷裂和形成。化學反應的熱效應主要與化學鍵重組時鍵能的變化有關。斷裂原有的化學鍵需要吸收能量，生成新的化學鍵會釋放能量。若反應物斷鍵時吸收的能量小于生成物成鍵時放出的能量，該反應是放熱反應，反之為吸熱反應。在放熱反應中，反應物所具有的化學能轉化為熱釋放出來；在吸熱反應中，吸收的熱轉化為化學能儲存在生成物之中。一定條件下，1mol氣態H2與1mol氣態Br2斷鍵時分別需要吸收436kJ和193kJ的熱量，而1mol氣態HBr成鍵時會放出366kJ的熱量。據此推算，反應：H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)是吸熱反應還是放熱反應？相同條件下，發生下列兩個化學反應：簡述ΔH1與ΔH2的聯系和差別。●上述兩個反應的共同點在于：反應條件、反應物的聚集狀態及物質的量是相同的，表明兩者反應物的焓［∑H（反應物）］相等。差別在于：一個反應的生成物是液態水，另一個反應的生成物是氣態水。由于液態水要吸收能量才能變為水蒸氣，因此生成物液態水和水蒸氣的焓不同，這就導致了ΔH1和ΔH2數值的差異。習指南【核心歸納】1、化學反應的熱效應化學反應過程中發生物質變化的同時，常常伴有能量的變化。這種能量的變化常以熱能的形式表現出來，叫做反應熱。類型比較放熱反應吸熱反應定義有熱量放出的化學反應吸收熱量的化學反應形成原因反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學鍵強弱關系生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放出的總能量小于反應物分子斷裂舊鍵時吸收的總能量表示方法Q>0Q<0圖示2.常見的放熱反應和吸熱反應（1）常見的放熱反應：能自發進行的氧化還原反應（較活潑的金屬與酸反應、燃燒反應、中和反應、金屬的氧化反應）、鋁熱反應、由不穩定物質變為穩定物質的反應、多數化合反應、氯酸鉀的分解、高壓下石墨轉化為金剛石。（2）常見的吸熱反應：多數的分解反應，氯化銨和氫氧化鋇晶體的反應，碳、一氧化碳和氫氣作還原劑的反應，電離和水解，常壓下石墨轉化為金剛石。【必備知識基礎練】下列說法正確的是(????)A.反應物總能量高于生成物總能量，此反應釋放能量

B.需要加熱的反應一定是吸收能量的反應

C.分解反應一定是吸收能量的反應

D.若化學鍵斷裂吸收的能量大于化學鍵形成釋放的能量，此反應釋放能量【答案】A【解析】

本題考查了化學反應中能量的變化，題目難度不大，側重于基礎知識的考查，注意把握化學反應中能量變化的原因。

A.物質反應釋放能量，則生成物的能量減小，即反應物的總能量高于生成物的總能量，反應釋放能量，故A正確；

B.某些放熱反應也需要加熱引發反應，如氧氣和氫氣的反應是放熱反應，需要加熱才能發生反應，故B錯誤；

C.化學反應的能量變化由反應物和生成物的總能量大小決定，大多數分解反應吸收能量，但分解反應不一定都是吸收能量的反應，故C錯誤；

D.化學反應中斷鍵要吸收能量，成鍵要放出能量，若化學鍵斷裂吸收的能量大于化學鍵形成釋放的能量，此反應吸收能量，故D錯誤。

故選A。

形成1mol?H-Cl鍵時放出431kJ的能量，斷裂1molCl-Cl鍵時吸收243kJ的能量，斷裂1mol?H-H鍵時吸收436kJ的能量，則1mol?H2(g)與1mol?Cl2(g)A.放出248

kJ的熱量 B.吸收248

kJ的熱量

C.放出183

kJ的熱量 D.吸收183

kJ的熱量【答案】C【解析】解：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反應熱△H=生成物的鍵能-反應物的鍵能=436kJ?mol-1+243kJ?mol-1-2×431

kJ?mol-1=-183kJ?mol-1下列屬于氧化還原反應同時能量的變化符合如圖的是(????)Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl反應

【答案】C【解析】解：A.Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl反應，生成氯化鋇、氨氣和水，元素化合價沒有變化，不是氧化還原反應，故A錯誤；

B.鋁與鹽酸的反應為放熱反應，故B錯誤；

C.灼熱的炭與水蒸氣生成一氧化碳和氫氣的反應，C、H元素化合價變化，屬于氧化還原反應，且為吸熱反應，故C正確；

D.煤與O2的燃燒反應屬于放熱反應，故下列說法正確的是如不小心被同樣溫度的液態水和水蒸氣燙傷，往往是被水蒸氣燙傷更嚴重

B.所有有O2參與的反應都是放熱反應

C.絕熱密閉容器，中間活塞能自由移動，在兩邊各加入等量的反應物，發生如圖的反應，反應達到平衡后，最終活塞仍處于正中間，則這兩個反應放出或吸收的熱量相同

D.已知CH3CH2CH2CH3(g)?=?(CH3)2CHCH3(g)

Δ?H=?-9.0?kJ·mol-1，則常溫下CH3CH2CH2CH3(g)完全燃燒放出的熱量比(CH3)2CHCH3(g)完全燃燒放出的熱量多9kJ【答案】A【解析】

本題主要考查的是反應熱，熟悉常見的吸熱和放熱反應和理解蓋斯定律是解題的關鍵。

A.同樣溫度的氣態水轉化為液態水時，要放出熱量，故A正確；

B.有氧氣參與的反應有可能是吸熱反應，如高錳酸鉀制取氧氣，故B錯誤；

C.兩個反應都是隨著反應的進行，氣體的物質的量不變，活塞能停留在中間，說明兩個反應容器內溫度變化是一致的，但由于比熱不一定相同，熱量變化不一定一致，故C錯誤；

D.根據提示信息，常溫下CH3CH2CH2CH3(g)完全燃燒放出的熱量比(CH3)2CHCH如圖表示某一反應過程中的能量變化曲線．下列說法中不正確的是(????)該反應為放熱反應

B.該反應的焓變為△H=-(E2-E1)

C.曲線b相對曲線【答案】D【解析】解：A.反應物總能量大于生成物總能量，反應為放熱反應，故A正確；

B.由圖象可知該反應的焓變為△H=-(E2-E1)，可B正確；

C.曲線b相對曲線a來說，降低了反應的活化能，使用了催化劑，故C正確；

D.圖象僅能判斷反應的反應熱，不能判斷反應的體積，故D錯誤。

故選：D。

由圖象可知反應物總能量大于生成物總能量，該反應為放熱反應，圖象下列有關化學反應能量的敘述正確的是(????)A.放熱反應都不需要加熱

B.化學反應的熱效應數值與參加反應的物質多少有關

C.任何酸與堿發生中和反應生成1

mol

H2O的過程中，能量變化均相同

D.焓變是指1

【答案】B【解析】解：A.反應條件與反應的吸熱、放熱無關，則放熱反應也需要加熱才可發生，如燃燒反應等，故A錯誤；

B.熱化學反應中，參加反應的物質的物質的量與熱效應數值成正比，所以化學反應熱效應數值與參加反應的物質的多少有關，故B正確；

C.只有強酸和強堿的稀溶液中和生成1mol水時，放出的熱量才相同，弱酸弱堿沒有完全電離，電離時需吸收能量，放出的熱量少，故C錯誤；

D.焓變是反應物和生成物的能量差，不一定是1mol物質反應，故D錯誤．

故選B．

A.反應條件與反應的吸熱、放熱無關；

B.熱化學反應中，參加反應的物質的物質的量與熱效應數值成正比；

C.弱酸弱堿沒有完全電離，電離時需吸收能量，放出的熱量少；

D.焓變是反應物和生成物的能量差．

本題考查化學能與熱能，明確化學反應中能量變化的實質及判斷吸熱反應、放熱反應的方法即可解答，題目難度不大．

【關鍵能力提升練】1.高溫下，某反應達到平衡，平衡常數K=cCO?cH2OA.該反應的焓變為正值

B.恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定減小

C.升高溫度，逆反應速率減小

D.該反應的化學方程式為【答案】A【解析】本題考查影響化學平衡的因素的知識，是高考常考知識，明確平衡常數與化學反應的關系及溫度對化學平衡的影響即可解答，題目難度不大。由平衡常數可知，該反應為CO2+H2?CO+H2O。

A.恒容時，溫度升高，H2濃度減小，則該反應為吸熱反應，所以△H>0，故A正確；

B.恒溫恒容下，增大壓強，若通入氫氣，則H2濃度增大，故B錯誤；

C升高溫度，正逆反應速率都增大，故C錯誤；

D.由平衡常數可知，該反應為CO2反應A(g)+B(g)?C(g)+D(g)

發生過程中的能量變化如圖，△H

表示反應的焓變。下列說法正確的是(????)A.反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1減小，E2增大

B.反應體系中加入催化劑，反應速率增大，△H增大

C.△H<0，反應達到平衡時，升高溫度，A的轉化率減少

D.△H>0，反應達到平衡時，增大壓強，A的轉化率不變

【解析】解：A.反應體系中加入催化劑，反應速率增大，E1減小，E2減小，故A錯誤；

B.反應體系中加入催化劑，反應速率增大，△H不變，故B錯誤；

C.△H<0，反應達到平衡時，升高溫度，平衡逆向移動，A的轉化率減小，故C正確；

D.為氣體體積不變的反應，增大壓強，平衡不移動，A的轉化率不變，故D錯誤；

故選：C。

A.催化劑加快反應速率，降低反應的活化能；

B.催化劑不影響焓變；

C.升高溫度向吸熱的方向移動；

D.已知：C(s)+O2CO(g)+4Fe(s)+33CO(g)+F下列關于上述反應焓變的判斷正確的是(????)A.△H1=△H2+△H3 B.△【答案】A【解析】本題考查了常見的吸熱反應和放熱反應類型、蓋斯定律的計算，難度中等，熟悉常見的吸熱反應和放熱反應類型、根據蓋斯定律利用加合法進行有關計算的步驟是解題的關鍵。

A.已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1②CO2(g)+C(s)=2CO(g)△H2③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H3，由蓋斯定律可知①=②+③，因此△H1=△H2+△H3，故A正確；

B.碳還原二氧化碳的反應屬于吸熱反應，△H2>0，鐵與氧氣的反應屬于放熱反應，△H4<0，故B錯誤；

C.所有的燃燒反應屬于放熱反應，因此△H1CH2=CH2與H2A.該反應為吸熱反應

B.催化劑Ⅱ比催化劑Ⅰ活性更好

C.催化劑可改變反應的活化能和焓變

D.正反應的活化能大于逆反應的活化能【答案】B【解析】

本題考查反應熱與焓變，為高頻考點，把握圖中能量變化、催化劑對反應的影響為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，注意焓變與活化能的關系，題目難度不大。

由圖可知，反應物總能量大于生成物總能量，為放熱反應，催化劑可降低反應的活化能，但不影響焓變，且焓變等于正逆反應活化能之差，以此來解答。

A.反應物總能量大于生成物總能量，為放熱反應，故A錯誤；

B.由圖可知，II對應的活化能小，則催化劑Ⅱ比催化劑Ⅰ活性更好，故B正確；

C.催化劑可改變反應的活化能，但始終態不變，可知焓變不變，故C錯誤；

D.焓變等于正逆反應活化能之差，反應為放熱反應，焓變為負，可知正反應的活化能小于逆反應的活化能，故D錯誤；

故選B。

【學科素養拔高練】能源短缺是全球面臨的問題，用CO2來生產燃料甲醇的反應原理為C化學鍵C—HH—HC—OC===OH—O鍵能/kJ·mo413.4436.0351.0745.0462.8則該反應的焓變ΔH為(????)A.-46.2

kJ/mol B.-181.6

kJ/mol

C.+46.2

kJ/mol D.+181.6

kJ/mol【答案】B【解析】本題考查反應熱的計算，明確利用鍵能計算反應熱的方法，注意知識的運用。△H=反應物的總鍵能-生成物的總鍵能，依據圖表提供的化學鍵的鍵能計算得到△H=2×745kJ?mol-1+3×436.0kJ?下列說法正確的是(????)化學反應中的能量變化只表現為熱量變化

B.所有的吸熱反應都不能自發進行，必須始終給體系加熱

C.爆炸過程中涉及到化學鍵的斷裂與形成，一定屬于化學變化

D.化學反應中的焓變不會因為是否使用催化劑而發生改變【答案】D【解析】

本題主要考查化學反應中的能量轉化，物理變化與化學變化的相關知識，據此進行分析解答。

A.能量變化的形式有熱能、光能、電能等等，不只是熱能，故A錯誤；

B.氫氧化鋇與氯化銨的反應吸熱，常溫下就能發生，故B錯誤；

C.車胎爆炸屬于物理變化，故C錯誤；

D.化學反應中的焓變不會因為是否使用催化劑而發生改變，故D正確。

故選D。

近年科學家提出“綠色自由”構想。把含有CO2的空氣吹入K2CO3溶被中，再把CA.I、II兩步目的是為了富集CO2

B.鉻鋅觸媒催化劑可以改變合成甲醇的焓變

C.從合成塔中及時分離出甲醇可以提高CO2的轉化率

D.【答案】B【解析】

本題旨在考查學生對化學實驗方案設計的應用。

A.I、II兩步目的是為了富集CO2，故A正確；

B.催化劑不能改變反應熱，故B錯誤；

C.從合成塔中及時分離出甲醇可以提高CO2的轉化率，故C正確；

D.過程中K2CO3可以循環使用，故D正確。2007年諾貝爾化學獎授予埃特爾以表彰其對于合成氨反應機理的研究，氮氣和氫氣分子在催化劑表面的部分變化過程如圖所示，下列有關說法正確的是(????)

N2+3HA.高溫下合成氨，能提高原料轉化率

B.圖中①～②過程放熱，②～③過程吸熱

C.【答案】C【解析】解：A.由熱化學方程式可知合成氨的反應為放熱反應，高溫條件下，平衡逆向移動，降低原料轉化率，故A錯誤；

B.圖①→②過程是斷鍵過程，是吸熱的，圖②→③過程是成鍵過程，是放熱的，故B錯誤；

C.由圖可知，轉化過程中反應物和生成物中均存在單質，單質中存在非極性鍵，所以有非極性鍵斷裂與形成，故C正確；

D.催化劑能降低反應所需活化能，不能改變反應的焓變，故D錯誤；

故選：C。

A.由熱化學方程式可知合成氨的反應為放熱反應，高溫條件下，平衡逆向移動；

B.化學反應中斷鍵過程是吸熱的，成鍵過程是放熱的；

C.化學變化中存在化學鍵的斷裂與形成，其中單質中存在非極性鍵；

D.催化劑不能改變反應的焓變。

本題側重考查學生的看圖能力、分析能力、讀取有用信息的能力，同時考查化學反應的本質，對中間產物的理解等，對學生的能力要求較高，難度中等。一定條件下，CH4與H2O(g)發生反應：CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)，設起n(H2O)A.溫度不變時，圖中X點對應的平衡在加壓后中φ(CH4)增大

B.圖中Z的大小為a>3>b

C.圖中X點對應的平衡混合物中n(H2O)【解析】解：A.增大壓強，平衡逆向移動，n(CO)減小，所以平衡在加壓后φ(CH4)增大，故A正確；

B.起始n(H2O)n(CH4)=Z，Z越小，說明甲烷相對越多，達到平衡時甲烷的含量越多，則Z的大小為a<3<b，故B錯誤；

C.Z=3時，設

n(H2O)=3mol、n(CH4)=1mol，達到平衡狀態時X點消耗的n(CH4)=xmol，根據方程式知，消耗的n(H2O)=xmol，則平衡時n(H2O)=(3-x)mol、n(CH4下列說法正確的是(????)A.放熱反應一定是自發進行的反應

B.吸熱反應一定是非自發進行的

C.自發進行的反應一定容易發生

D.體系混亂度增大有利于反應自發進行【答案】D【解析】解：A.放熱反應、且熵減小的反應，不一定自發進行，故A錯誤；

B.吸熱反應、且熵增加的反應，可能自發進行，故B錯誤；

C.自發進行的反應，不一定容易發生，需要一定條件，故C錯誤；

D.體系混亂度增大，熵增加，有利于反應自發進行，故D正確；

故選：D。

△H-T△S<0的反應可自發進行，自發進行的反應需要一定的條件可發生，一般熵增、焓減的反應可自發進行，以此來解答。

本題考查反應熱與焓變，為高頻考點，把握反應進行方向、綜合判據的應用為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，注意選項C為解答的易錯點，題目難度不大。用酒精(乙醇)涂在皮膚上消毒時，感覺皮膚很涼爽，這是因為酒精

。酒精是否可再生資源：

。請寫出車用乙醇汽油中乙醇(C2H5OH)燃燒的化學方程式：

。燃用乙醇汽油的汽車發動后，內燃機工作時能量轉化是：化學能→內能(熱能)→【答案】汽化吸熱使皮膚溫度降低

是

機械能【解析】本題考查乙醇的性質。該題屬于基礎性試題，難度不大。只要能記住常見物質的性質，就不難得出正確的結論。旨在考查學生對基礎知識的識記，注意基礎知識的積累掌握。用酒精(乙醇)涂在皮膚上消毒時，感覺皮膚很涼爽，這是因為酒精汽化吸熱使皮膚溫度降低。酒精是可再生資源。乙醇(C2H5OH)燃燒生成二氧化碳和水，反應的化學方程式：。燃用乙醇汽油的汽車發動后，內燃機工作時能量轉化是：化學能變成內能(熱能)，內能故答案為：汽化吸熱使皮膚溫度降低；是；；機械能。甲醇是一種基礎化工原料，可以用多種方法合成。(1)用CO已知：CO22H2(g)+O2(g)=2則表示CH3OH(g)要使反應①在一定條件下建立的平衡逆向移動，可采取的措施有_______(填寫字母序號)。a.縮小反應容器的容積

b.擴大反應容器的容積c.升高溫度d.使用合適的催化劑

e.從平衡體系中及時分離出C(2)用CO生產甲醇。已知：CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)，下圖是該反應在不同溫度下CO的轉化率隨時間①該反應的焓變ΔH__________0(填“>”、“<”或“=”)。②T1和T2溫度下的平衡常數大小關系是K1_______K2(填“>”、“③若容器容積不變，下列措施可增加甲醇產率的是______________。A.升高溫度

B.將CHC.使用合適的催化劑

D.充入He，使體系總壓強增大(3)CO2在工業上有多種用途，其中之一是合成低碳烯烴。在體積為1?L的密閉容器中，充入1molCO2和2.5molH2，發生反應：2CO2(g)+6H①圖中低溫時，隨著溫度升高催化劑的催化效率提高，但C02的平衡轉化率卻反而降低，其原因是②250℃時，該反應的平衡常數K值為__________。【答案】(1)2CH3OH(g)