资源简介

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第01讲 化学反应的热效应
目录
01 考情透视·目标导航
02 知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 反应热与焓变
知识点1 反应热与焓变
知识点2 化学反应放热和吸热的原因
考向1 焓变或反应热的理解及应用
考向2 化学反应能量变化的图像
考点二 热化学方程式书写及正误判断
知识点1 热化学方程式
知识点2 热化学方程式的书写
考向1 热化学反应方程式的理解与判断
考向2 热化学方程式的书写
考点三 燃烧热和中和反应反应热
知识点1 燃烧热
知识点2 中和反应反应热的测定
考向1 燃烧热和中和反应反应热概念的理解
考向2 中和反应的反应热测定
考点四 盖斯定律及应用
知识点1 盖期定律
知识点2 反应热大小的比较方法
知识点3 盖斯定律及应用
考向1 利用键能求反应热
考向2 反应热大小比较
04真题练习·命题洞见
考点要求 考题统计 考情分析
能源及其综合利用 2021全国乙卷卷1题，6分；2022广东卷3题，2分； 能源问题越来越受到重视，一般以综合题中的某一设问为主，也不排除以选择题的形式对盖斯定律的应及ΔH的大小比较进行考查，主要涉及化学键与化学反应中能量变化关系、化学能与热能的相互转化、吸热反应和放热反应判断、热化学方程式正误判断、盖斯定律、燃烧热和中和热等；对此题型的考查体现在“创新”，训练时要对以图象、图表为背景考查能量变化、化学键键能、正逆反应的活化能关系及简单计算多加关注。
反应热的计算 2022浙江6月选考18题，2分；2021浙江1月选考20题，2分；
盖斯定律运用 2022浙江1月选考18题，2分；2021浙江6月选考21题，2分；2021北京卷14题，3分；
化学反应历程与反应机理图像分析 2024·甘肃卷10题，3分；2024·广东卷15题，3分；2024·安徽卷10题，3分；2024·河北卷14题，3分；2024·北京卷13题，3分；2023浙江1月选考14题，3分；2021浙江1月选考24题，2分；2021广东卷14题，4分；2021湖北卷12题，3分；
复习目标： 1．认识化学能可以与热能等其他形式能量之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。 2．认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。 3．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 4．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。
考点一 反应热与焓变
知识点1 反应热和焓变
1．反应热和焓变
(1)反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。
(2)焓变：恒压条件下的反应热，称之为焓变，符号为ΔH，单位为kJ·mol－1。
2．常见的放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
常见反应 ①可燃物的燃烧 ②酸碱中和反应 ③金属与酸的置换反应 ④物质的缓慢氧化 ⑤铝热反应 ⑥大多数化合反应 ①弱电解质的电离 ②盐类的水解反应 ③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ④C和H2O(g)、C和CO2的反应 ⑤大多数分解反应
【名师点晴】
1．焓是与内能有关的相对抽象的一种物理量，焓变的值只与反应体系的始末状态有关，而与过程无关。
2．过程(包括物理过程、化学过程)与化学反应的区别，有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热，但不属于放热反应。
3．化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件(如是否加热)没有必然的联系，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体在常温常压下即可发生反应，该反应是吸热反应。
知识点2 化学反应放热和吸热的原因
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。
3． 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。
【易错提醒】【名师提醒】【方法技巧】
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．物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。
考向1 焓变或反应热的理解及应用
【例1】(2024·甘肃卷，10)甲烷在某含Mo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( )
A．E2=1.41eV B．步骤2逆向反应的ΔH=+0.29eV
C．步骤1的反应比步骤2快 D．该过程实现了甲烷的氧化
【答案】C
【解析】A项，由能量变化图可知，E2=0.70eV-(-0.71eV)=1.41eV，A项正确；B项，由能量变化图可知，步骤2逆向反应的ΔH=0.71eV-(-1.00eV)=+0.29eV，B项正确；C项，由能量变化图可知，步骤1的活化能E1=0.70eV，步骤2的活化能E3=-0.49eV-(-0.71eV)=0.22eV，步骤1的活化能大于步骤2的活化能，步骤1的反应比步骤2慢，C项错误；D项，该过程甲烷转化为甲醇，属于加氧氧化，该过程实现了甲烷的氧化，D项正确；故选C。
【名师点睛】
【变式训练】（2024·北京市朝阳区高三二模）土壤中的微生物可将大气中的H2S经两步反应氧化成SO42-，两步反应的能量变化如图。
下列说法不正确的是( )
A．O的非金属性大于S，推知热稳定性：H2O＞H2S
B．两步反应中化学键断裂吸收的总能量均小于化学键形成释放的总能量
C．H2S(g)＋2O2(g)= 2H+(aq)+SO42-(aq) ΔH＝-364.01kJ·mol 1
D．结合S(s)的燃烧热，可求算2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)的
【答案】C
【解析】A项，非金属性越强的元素简单气态氢化物稳定性越强，O的非金属性大于S，推知热稳定性H2O＞H2S，A正确；B项，由图可知两步反应均为放热反应，所以反应物化学键断裂吸收的能量小于生成物化学键形成放出的能量，B正确；C项，由图可知，第一步热化学反应为ΔH＝-221.19kJ·mol 1，第二步反应为ΔH＝-585.20kJ·mol 1，根据盖斯定律两步反应式相加H2S(g)＋2O2(g)= 2H+(aq)+SO42-(aq) ΔH＝-806.39kJ·mol 1，C错误；D项，结合S(s)的燃烧热可得到代表S(s)的燃烧热的热化学方程式，再结合第一步热化学方程式，按盖斯定律，可求算2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)的ΔH，D正确；故选C。
考向2 化学反应能量变化的图像
【例2】(2024·安徽卷，10)某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g)Y(g)( ΔH1＜0)，Y(g)Z(g)( ΔH2＜0)，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( )
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】由图可知，反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大，后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大，说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率，则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。A项，X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0，而图像显示Y的能量高于X，即图像显示X(g)Y(g)为吸热反应，A项不符合题意；B项，图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0，且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能，B项符合题意；C项，图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0，但图像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，C项不符合题意；D项，图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都大于0，且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能，D项不符合题意；故选B。
【变式训练】（2024·广东省普通高中学科综合素养评价高三联考）反应X→Y的物质能量随反应过程的变化如图中曲线①所示，使用催化剂M后反应中物质能量随反应过程的变化如图中曲线②所示，下列说法不正确的是( )
A．稳定性：XB．使用催化剂降低了该反应的焓变
C．使用催化剂后，反应历程分3步进行
D．使用催化剂后，反应历程中的决速步为X·M=Y·M
【答案】B
【解析】A项，由图可知，该反应为X的能量高于生成物Y的能量的放热反应，物质的能量越高越不稳定，则X的稳定性弱于Y，A正确；B项，催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但反应的焓变不改变，B错误；C项，由图可知，使用催化剂发生的反应为X+M=X·M、X·M=Y·M、Y·M=Y+M，则反应历程分3步进行，C正确；D项，反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步，由图可知，使用催化剂后，反应历程中的决速步为X·M=Y·M，D正确；故选B。
【思维建模】
三步突破能量变化能垒图
通览全图，理清坐标含义 能量变化能垒图的横坐标一般表示反应的历程，横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化，不同阶段的最大能垒即该反应的活化能
细看变化，分析各段反应 仔细观察曲线的变化趋势，分析每一阶段发生的反应是什么，各段反应是放热还是吸热，能量升高的为吸热，能量降低的为放热
综合分析，作出合理判断 综合整合各项信息，紧扣题目要求，作出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，不改变反应的反应热，也不会改变反应物的转化率
考点二 热化学方程式书写及正误判断
知识点1 热化学方程式
1．概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2．意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105 Pa下，1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ的热量。
【名师提醒】
1．热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘以该数。
2．热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。
3．将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“+”“-”也随之改变，但数值不变。
4．由于反应热是指反应完全反应时的热效应，所以对于可逆反应的热量要小于完全反应时的热量。
知识点2　热化学方程式的书写
【易错提醒】
1．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。
5． 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－1
②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1
③S(s，单斜)===S(s，正交) ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1
考向1 热化学反应方程式的理解与判断
【例1】已知一定温度和压强下：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-a kJ·mol-1。下列叙述不正确的是(　　)
A．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol H2O(g)时放出a kJ的热量
B．2 mol H2O(g)完全分解为2 mol H2(g)和1 mol O2(g)时吸收a kJ的热量
C．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol H2O(l)时放出的热量小于a kJ
D．1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)完全反应生成1 mol H2O(g)时放出0.5a kJ的热量
【答案】C
【解析】由热化学方程式可知，A项正确；反应逆向发生时，热量的数值不变，B项正确；等量的反应物生成液态水比生成气态水放出的热量多，C项错误；反应物的物质的量减半，反应热也减半，D项正确。
【思维建模】
【变式训练】下列有关热化学方程式的评价合理的是(　　)。
选项 实验事实 热化学方程式 评价
A 若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1，将稀硫酸和NaOH溶液混合 H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1 正确
B 醋酸和稀NaOH溶液混合 CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1 不正确，因为醋酸的状态为“l”，而不是“aq”
C 160 g SO3气体与足量液态水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ· mol-1 不正确，因为反应热ΔH=-260.6 kJ· mol-1
D 1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，放出2082 kJ的热量 2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l)　ΔH=-4164 kJ· mol-1 正确
【答案】D
【解析】将稀硫酸和NaOH溶液混合生成2 mol水时发生反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6 kJ· mol-1，A项错误；因醋酸是弱酸，电离时需要吸热，所以反应热ΔH>-57.3 kJ· mol-1，即CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)　ΔH>-57.3 kJ· mol-1，B项错误；因160 g (2 mol)SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4，放出热量260.6 kJ，则1 mol SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4，放出热量130.3 kJ，热化学方程式为SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)　ΔH=-130.3 kJ· mol-1，C项错误；1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，放出2082 kJ的热量，则发生反应的热化学方程式为2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l)ΔH=-4164 kJ· mol-1，D项正确。
考向2 热化学方程式的书写
【例2】（2024·浙江省高中化学奥林匹克竞赛模拟）已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应：2A+B=C+3D+4E。现将mg相对分子质量为M的A气体与适量的B气体充入一密闭容器中，恰好完全反应且有少量液滴生成。在相同温度下测得反应前后容器内的压强为6.06×106Pa和1.01×107Pa，且测得反应共放出热量QkJ。则该反应的热化学方程式为( )
A．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
B．2A(g)+B(g)=C(l)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
C．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(l)　△H=-kJ/mol
D．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(l)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
【答案】D
【解析】该反应放热，所以△H<0；在密闭容器中气体的压强与其物质的量成正比，即压强之比等于物质的量之比，反应前后压强之比=6.06×106Pa：1.01×107Pa=3：5，所以反应前后气体的物质的量之比为3：5，物质的量之比等于计量数之比，所以，反应前气体的计量数之和是3，反应后气体的计量数之和是5，mgA放出QkJ热量，即A完全反应放出QkJ的热量，则2molA放出热量为：kJ，由此可知 D符合；故选D。
【思维建模】
(1)物质后面括状态，式前系数要配平。
(2)正负表示吸放热，反应条件须注明。
(3)热量随着系数变，kJ·mol-1记心中。
【变式训练】（2024·重庆市高三模拟节选）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1mol SO2、0.51mol O2充分反应，放出热量 （填“>”“<”或“=”）。
【答案】2V2O4(s)+ O2(g)2V2O5(s) △H=—222kJ/mol <
【解析】由图可知，第二步反应为四氧化二钒与氧气反应生成五氧化二钒，反应的反应热△H=—222kJ/mol，反应的热化学方程式为2V2O4(s)+ O2(g) 2V2O5(s) △H=—222kJ/mol，总反应的反应热△H=—(222kJ/mol—24kJ/mol)=—198kJ/mol，该反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以1mol二氧化硫与0.5mol氧气完全反应放出的热量小于198kJ/mol×1mol×=99 kJ。
考点三 燃烧热和中和反应反应热
知识点1 燃烧热
【名师提醒】
1．有关燃烧热的判断，一看是否以1 mol可燃物为标准，二看是否生成指定产物。
2．由于它们的反应放热是确定的，所以描述燃烧热不带“-”，但焓变为负值。
3．当用热化学方程式表示中和反应反应热时，生成H2O(l)的物质的量必须是1 mol；当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。
4．物质完全燃烧生成的指定产物示例：HH2O(l)，CCO2(g)，SSO2(g)，NN2(g)。
知识点2 中和反应反应热的测定
1．中和反应反应热及测定
2．中和反应反应热及测定原理
ΔH＝－c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用1 g·mL－1进行计算。
3．装置如图
【易错警示】
1．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。
2．酸碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5 mol·L-1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。
3．使用两只量筒分别量取酸和碱。
4．使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
5．取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一、
6．中和反应中生成1 mol水放出的热量与酸碱的用量无关。
考向1 燃烧热和中和反应反应热概念的理解
【例1】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H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1
B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×
283.0 kJ·mol－1
C．氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.5 kJ·mol－1
D．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H2O时的反应热叫作中和热，中和热是以生成1 mol 液态H2O为基准的，A项错误；CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·
mol－1，则CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，则2CO(g)＋O2(g)===2CO2(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 H2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。
【名师点睛】
燃烧热和中和热的比较
燃烧热 中和热
相同点 能量变化 放热
ΔH及其单位 ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1
不同点 反应物的量 1 mol 不一定为1 mol
生成物的量 不确定 生成水的量为1 mol
反应热的含义 101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量 在稀溶液里，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量
表示方法 燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) 中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
【变式训练】25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热ΔH为-57.3 kJ·mol-1，辛烷的燃烧热ΔH为-5518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是(　　)。
A．2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B．KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C．C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518 kJ·mol-1
D．2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时的反应热，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应放出的热量会增加，生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ，错误；C项，燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，产物中的水应为液态水，错误；D项，当2 mol辛烷完全燃烧时，产生的热量为11036 kJ，且辛烷应为液态，错误。
考向2 中和反应的反应热测定
【例2】利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入内筒中，测出盐酸温度；
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；
③将NaOH溶液倒入内筒中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是_______(填字母)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次少量倒入 C．一次迅速倒入
(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_______(填字母。
A．用温度计小心搅拌 B．揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯 D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(3)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为_______。
(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3，又知中和反应后生成溶液的比热容4．18 kJ·kg-1·℃-1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：
实验序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1
2
3
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH =_______(结果保留一位小数)。
(5)若计算生成1 mol H2O时的放出的热量小于57．3 kJ，产生偏差的原因可能是_______ (填字母)。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取盐酸的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d．用温度计测定盐酸起始温度后直接测定NaOH溶液的温度
e．使用玻璃搅拌器搅拌不均匀
f．实验中用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器
【答案】(1)C (2)D (3)ΔH1=ΔH2＜ΔH3 (4)－51．8 kJ·mol-1 (5)acdef
【解析】(1)倒入氢氧化钠溶液时，必须一次迅速的倒入，目的是减少热量的散失，不能分几次倒入氢氧化钠溶液，否则会导致热量散失，影响测定结果。故答案为C。(2)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动；温度计是测量温度的，不能使用温度计搅拌；也不能轻轻地振荡内筒，否则可能导致液体溅出或热量散失，影响测定结果；更不能打开杯盖用玻璃棒搅拌，否则会有热量散失。故答案为D。(3)中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量，一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和1L 1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应放热57．3kJ；一水合氨是弱电解质，存在电离平衡，电离过程是吸热程，稀氨水和1L 1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应放热小于57．3kJ，反应焓变是负值，所以ΔH1=ΔH2＜ΔH3。(4)根据表格数据分析可知，温度差平均值=3．1℃；50 mL 0.55 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行中和反应生成水的物质的量为，溶液的质量为：，温度变化的值为℃，则生成水放出的热量为，即，所以实验测得的中和热；(5)b．仰视读数时，实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积，会导致放出的热量变多；d．实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时，使用同一支温度计可减小实验误差，且测量完一种溶液后 ，温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。测完酸溶液的温度计表面附着酸，未冲洗就直接测定碱溶液的温度，导致测定的碱溶液温度偏高，从而使测定的温度差值偏小，测得的中和热数值偏小；f．铜容易导热，使热量损失，所以测量的中和反应反应热数值偏小；故选acdef。
【思维建模】
50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应的误差分析：
引起误差的实验操作 t终-t始 |ΔH|
保温措施不好 偏小 偏小
搅拌不充分 偏小 偏小
所用酸、碱浓度过大 偏大 偏大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液 偏小 偏小
用同浓度的醋酸代替盐酸 偏小 偏小
用50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液 偏小 偏小
【变式训练】中和热测定实验中，用50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55mol/LNaOH进行实验，下列说法错误的是( )
A．改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液反应，求得中和热数值和原来相同
B．测了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度，否则中和热数值偏小
C．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应慢慢倒入小烧杯中以免溶液溅出，再用环形玻璃搅拌棒搅拌
D．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失
【答案】C
【解析】A项，中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应，测得中和热数值相等，故A正确；B项，测了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度，否则碱液的起始温度偏高，从而导致中和热数值偏小，故B正确；C项，量筒中NaOH溶液应慢慢倒入小烧杯中，热量散失，导致反应后的温度低，ΔT偏小，由Q=m c ΔT可知测量结果偏低，故C错误；D项，大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是：保温、隔热、减少实验过程中的热量散失，故D正确；故选C。
考点四 盖斯定律及应用
知识点1 盖期定律
1．定律内容：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同，即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
2．常用关系式
热化学方程式 焓变之间的关系
aA===B　ΔH1
A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2
aA===B　ΔH1
B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
【方法技巧】
利用盖斯定律计算反应热的两种方法
1．虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。
2．加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。 流程如下：
知识点2　反应热大小的比较方法
1．利用盖斯定律比较。
2．同一反应的生成物状态不同时，如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。
3．同一反应物状态不同时，如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。
4．两个有联系的反应相比较时，如C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1①，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2②。
比较方法：利用反应①(包括ΔH1)乘以某计量数减去反应②(包括ΔH2)乘以某计量数，即得出ΔH3＝ΔH1×某计量数－ΔH2×某计量数，根据ΔH3大于0或小于0进行比较。
【方法技巧】
看物质状态 物质的气、液、固三态转化时的能量变化
看ΔH的符号 比较反应热大小时，不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号
看化学计量数 当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大
看反应的程度 对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大
考向1 盖斯定律及应用
【例1】MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg)：
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1+ΔH2＞ΔH3
【答案】C
【解析】根据盖斯定律可得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3，又易知Ca2+半径大于Mg2+半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。A项，ΔH1表示断裂CO32-和M2+的离子键所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，A项正确；B项，ΔH2表示断裂CO32-中共价键形成O2-和CO2吸收的能量，与M2+无关，因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)＞0，B项正确；C项，由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)＜0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)＞ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)＞0，C项错误；D项，ΔH1+ΔH2＞0，ΔH3＜0，故ΔH1+ΔH2＞ΔH3，D项正确。故选C。
【思维建模】
【变式训练】氢氟酸是一种弱酸，可用于刻蚀玻璃。
HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l)ΔH1=a kJ·mol-1
②H3O+(aq)+OH-(aq)=2H2O(l)　ΔH2=b kJ·mol-1
③HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F-(aq)ΔH3=c kJ·mol-1
④F-(aq)+H2O(l)HF(aq)+OH-(aq) ΔH4=d kJ·mol-1
已知：aA．HF的电离过程吸热 B．c=a-b，c<0 C．c>0，d<0 D．d=b+c，d<0
【答案】B
【解析】由题可知，③式是电离方程式，③=①-②，ΔH3=c=a-b，而a0，C、D两项不正确。
考向2 利用键能求反应热
【例2】（2024·重庆市名校联盟高三全真模拟）下表为某些化学键的键能化学键键能
化学键
键能(kJ/mol) 154 500 942 a
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化为：N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝-534kJ·mol 1，则下列说法正确的是( )
A．表中的a=391
B．相同条件下O2比N2稳定
C．N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH＞-534kJ·mol 1
D．图中的ΔH3＝-2218kJ·mol 1
【答案】A
【解析】依据盖斯定律，△H3=(-△H2)-(-△H1)=(2752-534)kJ mol-1=2218 kJ mol-1。A项，△H3=(154+4a+500)kJ mol-1=2218 kJ mol-1，则a=391，A正确；B项，表中数据显示，O=O键的键能小于N≡N键的键能，键能越大，共价键越牢固，分子越稳定，则相同条件下N2比O2稳定，B不正确；C项，N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH相当于发生反应N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝-534kJ·mol 1和反应2H2O(g)=2H2O(l) H＜0，所以N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH＜-534kJ·mol 1，C不正确；D项，图中的ΔH3＝2218kJ·mol 1，D不正确；故选A。
【思维建模】
1．计算公式：ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
2．常见物质中的化学键数目
物质 CO2(C=O) CH4(C—H) P4(P—P) SiO2(Si—O)
键数 2 4 6 4
物质 石墨(单层) 金刚石 S8(S—S) Si
键数 1.5 2 8 2
【变式训练】(2024·浙江名校协作体高三联考)已知1 mol下列物质分解为气态原子消耗能量与热化学方程式信息如下表：
物质 NO CO N2
能量/(kJ·mol－1) 632 1 076 946
热化学方程式 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－742 kJ·mol－1
则CO2的碳氧双键键能为(　　)
A．－1 606 kJ·mol－1 B．1 606 kJ·mol－1
C．803 kJ·mol－1 D．－803 kJ·mol－1
【答案】C
【解析】1 mol物质分解为气态原子消耗的能量即该物质的键能，设CO2的碳氧双键键能为x，由ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝(2×632 kJ·mol－1＋2×1 076 kJ·mol－1)－(946 kJ·mol－1＋2×2x)＝－742 kJ·mol－1，解得x＝803 kJ·mol－1，故选C。
考向3　反应热大小比较
【例2】下列各组热化学方程式中，Q1＜Q2的是 (　　)
A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
CH4(g)＋3/2O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
C．H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
【答案】C
【解析】A项，生成CO2放出热量多，Q1＞Q2；B项，气态硫燃烧放出热量多，Q1＞Q2；C项，HCl比HBr稳定，放出热量多，Q1＜Q2；D项，电离需吸热，Q1＞Q2。
【名师点晴】
比较反应热的大小时要注意：①反应中各物质的聚集状态；②ΔH有正负之分，比较时要连同“＋”、“－”一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较；③若只比较放出或吸收热量的多少，则只比较数值的大小，不考虑正、负号。
【变式训练】室温下，将1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。下列判断正确的是(　　)
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
【答案】B
【解析】根据题意知，CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液的温度降低，热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1＞0；CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热化学方程式为CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH2＜0；根据盖斯定律知，CuSO4·5H2O受热分解的热化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，ΔH3＝ΔH1—ΔH2＞0。根据上述分析知，ΔH2＜0，ΔH3＞0，则ΔH2＜ΔH3，A错误；根据上述分析知，ΔH1＞0，ΔH2＜0，ΔH3＝ΔH1—ΔH2，结合相关数学知，ΔH1＜ΔH3，B正确；根据上述分析知，ΔH3＝ΔH1—ΔH2，C错误；根据上述分析知，ΔH1＞0，ΔH2＜0，ΔH1＋ΔH2＜ΔH3，D错误。
1．(2024·广东卷，15)对反应S(g)T(g) (I为中间产物)，相同条件下：①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；②提高反应温度，增大，减小。基于以上事实，可能的反应历程示意图(——为无催化剂，------为有催化剂)为( )
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】提高反应温度，增大，说明反应S(g)T(g)的平衡逆向移动，即该反应为放热反应，减小，说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动，属于吸热反应，由此可排除C、D选项，加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短，即反应的决速步骤的活化能下降，使得反应速率大幅加快，活化能大的步骤为决速步骤，符合条件的反应历程示意图为A，故A正确，故选A。
2．(2024·北京卷，13)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是( )
A．从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B．X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物
C．由苯得到M时，苯中的大π键没有变化
D．对于生成Y的反应，浓H2SO4作催化剂
【答案】C
【解析】A项，生成产物Ⅱ的反应的活化能更低，反应速率更快，且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定，以上2个角度均有利于产物Ⅱ，故A正确；B项，根据前后结构对照，X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物，故B正确；C项，M的六元环中与-NO2相连的C为sp3杂化，苯中大π键发生改变，故C错误；D项，苯的硝化反应中浓H2SO4作催化剂，故D正确；故选C。
3．(2024·河北卷，14)对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。
下列说法错误的是( )
A．PDA捕获CO2的反应为
B．路径2优先路径，速控步骤反应式为
C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同
D．三个路径速控步骤均涉及*CO2*-转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生
【答案】D
【解析】放电时CO2转化为MgC2O4，碳元素化合价由+4价降低为+3价，发生还原反应，所以放电时，多孔碳纳米管电极为正极、Mg电极为负极，则充电时多孔碳纳米管电极为阳极、Mg电极为阴极：
电极 过程 电极反应式
Mg电极 放电 Mg-2e-=Mg2+
充电 Mg2++2e-= Mg
多孔碳纳米管电极 放电 Mg2++2CO2+2e-=MgC2O4
充电 MgC2O4-2e-= Mg2++2CO2↑
A项，根据题给反应路径图可知，PDA(1，3-丙二胺)捕获CO2的产物为，因此PDA捕获CO2的反应为，A正确；B项，由反应进程－相对能量图可知，路径2的最大能垒最小，因此与路径1和路径3相比，路径2是优先路径，且路径2的最大能垒为*CO2*-→*C2O42-的步骤，据反应路径2的图示可知，该步骤有参与反应，因此速控步骤反应式为，B正确；C项，根据反应路径图可知，路径1、3的中间产物不同，即经历了不同的反应步骤，但产物均为*MgCO3，而路径2、3的起始物均为，产物分别为*MgC2O4和*MgCO3，C正确；D项，根据反应路径与相对能量的图像可知，三个路径的速控步骤中*CO2*-都参与了反应，且由B项分析可知，路径2的速控步骤伴有PDA再生，但路径3的速控步骤为*CO2*-得电子转化为*CO和*CO32-，没有PDA的生成，D错误；故选D。
4．(2023 浙江省1月选考，14)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是 ( )
A．E6-E3=E5-E2
B．可计算Cl-Cl键能为2(E2-E3)kJ mol-1
C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程II>历程I
D．历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) H=(E5-E4)kJ mol-1
【答案】C
【解析】对比两个历程可知，历程Ⅱ中增加了催化剂，降低了反应的活化能，加快了反应速率。A项，催化剂能降低活化能，但是不能改变反应的焓变，因此E6-E3=E5-E2，A正确；B项，已知Cl2(g)的相对能量为0，对比两个历程可知，Cl(g)的相对能量为(E2-E3)kJ mol-1，则Cl-Cl键能为2(E2-E3)kJ mol-1，B正确；C项，催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ=历程Ⅰ，C错误；D项，活化能越低，反应速率越快，由图像可知，历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) H=(E5-E4)kJ mol-1，D正确；故选C。
5．(2022·浙江省1月选考，18)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示：
下列推理不正确的是( )
A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B．ΔH2＜ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定
C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D．ΔH3-ΔH1＜0，ΔH4-ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性
【答案】A
【解析】A项，2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比，但是不能是存在相互作用的两个碳碳双键，故A错误；B项，ΔH2＜ΔH3，即单双键交替的物质能量低，更稳定，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定，故B正确；C项，3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键，故C正确；D项，ΔH3-ΔH1＜0，ΔH4-ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性，故D正确；故选A。
6．(2021 广东选择性考试，3)“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是
A．煤油是可再生能源
B．H2燃烧过程中热能转化为化学能
C．火星陨石中的20Ne质量数为20
D．月壤中的3He与地球上的3H互为同位素
【答案】C
【解析】A项，煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；B项，氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B错误；C项，元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的 20Ne 质量数为20，故C正确；D项，同位素须为同种元素，3He 和 3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误；故选C。
7．(2021 浙江1月选考，20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键 H- H H-O
键能/(kJ·mol-1) 436 463
热化学方程式 2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g) ΔH= -482kJ·mol-1
则2O(g)=O2(g)的ΔH为( )
A．428 kJ·mol-1 B．-428 kJ·mol-1 C．498 kJ·mol-1 D．-498 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】反应的ΔH=2(H-H)+(O-O)-4(H-O)；-482kJ/mol=2×436kJ/mol+(O-O)-4×463kJ/mol，解得O-O键的键能为498kJ/mol，2个氧原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此2O(g)=O2(g)的ΔH=-498kJ/mol。
8．(2021 浙江1月选考，24)在298.15 K、100 kPa条件下，N2(g) +3H2 (g)=2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1，N2 (g) 、H2(g)和NH3(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1。一定压强下，1 mol反应中，反应物[N2(g) +3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量随温度T的变化示意图合理的是( )
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，根据题目中给出的反应物与生成物的比热容可知，升高温度反应物能量升高较快，反应结束后反应放出的热量也会增大，比较4个图像B符合题意，故选B。
9．(2021 北京卷，14)已知C3H8脱H2制烯烃的反应为C3H8 = C3H6+H2。固定C3H8浓度不变，提高CO2浓度，测定出口处C3H6、H2、CO浓度。实验结果如下图。
已知：
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) △H=-2043.9kJ/mol
C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g) △H=-1926.1kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ/mol
下列说法不正确的是( )
A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H=+124kJ/mol
B．C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势的差异是因为发生了CO2+H2CO+H2O
C．相同条件下，提高C3H8对CO2的比例，可以提高C3H8的转化率
D．如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各气体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)
【答案】C
【解析】A项，根据盖斯定律结合题干信息①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) △H1=-2043.9kJ/mol ②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g) △H2=-1926.1kJ/mol ③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H3=-241.8kJ/mol 可知，可由①-②-③得到目标反应C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)，该反应的△H=△H1-△H2-△H3==(-2043.9kJ/mol)-( -1926.1kJ/mol)-( -241.8kJ/mol)=+124kJ/mol，A正确；B项，仅按C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可知C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势应该是一致的，但是氢气的变化不明显，反而是CO与C3H6的变化趋势是一致的，因此可以推断高温下能够发生反应CO2+H2CO+H2O，从而导致C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势出现这样的差异，B正确；C项，从图中可知，相同条件下，C3H6的百分含量随着CO2的浓度增大，C3H6的百分含量增大，即表示C3H8的转化率增大，而增大CO2的浓度，相当于减小C3H8对CO2的比例，C错误；D项，根据质量守恒定律，抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各气体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)，D正确；故选C。
10．(2021 浙江6月选考)相同温度和压强下，关于反应的，下列判断正确的是( )
A．ΔH1＞0，ΔH2＞0 B．ΔH3=ΔH1+ΔH2
C．ΔH1＞ΔH2，ΔH3＞ΔH2 D．ΔH2=ΔH3+ΔH4
【答案】C
【解析】一般的烯烃与氢气发生的加成反应为放热反应，但是，由于苯环结构的特殊性决定了苯环结构的稳定性，苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯时，破坏了苯环结构的稳定性，因此该反应为吸热反应。A项，环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此，ΔH1＜0，ΔH2＜0，A不正确；B项，苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即ΔH3≠ΔH1+ΔH2，B不正确；C项，环己烯、1，3-环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放反应，ΔH1＜0，ΔH2＜0，由于1mol 1，3-环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，其ΔH1＞ΔH2；苯与氢气发生加成反应生成1，3-环己二烯的反应为吸热反应(ΔH4＞0)，根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热ΔH3=ΔH4+ΔH2，因此ΔH3＞ΔH2，C正确；D项，根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热ΔH3=ΔH4+ΔH2，因此ΔH2=ΔH3-ΔH4，D不正确。故选C。
11．(2020·天津卷，10)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)??HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．HCN比HNC稳定
B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
【答案】D
【解析】A对，HCN的能量低于HNC的能量，能量越低越稳定；B对，根据题图可知反应为吸热反应，该反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1；C对，正反应的活化能为186.5 kJ·mol－1，逆反应的活化能为186.5 kJ·mol－1－59.3 kJ·mol－1＝127.2 kJ·mol－1，故正反应的活化能大于逆反应的活化能；D错，催化剂只能改变反应速率，不影响反应热。
12．(2019·浙江4月选考，23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是(　　)
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
【答案】C
【解析】根据盖斯定律，得ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3，又已知Ca2＋半径大于Mg2＋半径，所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3，CaO的离子键强度弱于MgO。A项，ΔH1表示断裂MCO3中的离子键形成M2＋和CO所吸收的能量，离子键强度越大，吸收的能量越大，因而ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0，正确；B项，ΔH2表示断裂CO中共价键形成O2－和CO2吸收的能量，与M2＋无关，因而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0，正确；C项，由上可知ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)<0，而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量，ΔH3为负值，CaO的离子键强度弱于MgO，因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO)，ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)>0，错误；D项，由以上分析可知ΔH1＋ΔH2>0，ΔH3<0，故ΔH1＋ΔH2＞ΔH3，正确。
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第01讲 化学反应的热效应
目录
01 考情透视·目标导航
02 知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 反应热与焓变
知识点1 反应热与焓变
知识点2 化学反应放热和吸热的原因
考向1 焓变或反应热的理解及应用
考向2 化学反应能量变化的图像
考点二 热化学方程式书写及正误判断
知识点1 热化学方程式
知识点2 热化学方程式的书写
考向1 热化学反应方程式的理解与判断
考向2 热化学方程式的书写
考点三 燃烧热和中和反应反应热
知识点1 燃烧热
知识点2 中和反应反应热的测定
考向1 燃烧热和中和反应反应热概念的理解
考向2 中和反应的反应热测定
考点四 盖斯定律及应用
知识点1 盖期定律
知识点2 反应热大小的比较方法
知识点3 盖斯定律及应用
考向1 利用键能求反应热
考向2 反应热大小比较
04真题练习·命题洞见
考点要求 考题统计 考情分析
能源及其综合利用 2022浙江6月选考18题，2分；2021浙江1月选考20题，2分； 能源问题越来越受到重视，一般以综合题中的某一设问为主，也不排除以选择题的形式对盖斯定律的应及ΔH的大小比较进行考查，主要涉及化学键与化学反应中能量变化关系、化学能与热能的相互转化、吸热反应和放热反应判断、热化学方程式正误判断、盖斯定律、燃烧热和中和热等；对此题型的考查体现在“创新”，训练时要对以图象、图表为背景考查能量变化、化学键键能、正逆反应的活化能关系及简单计算多加关注。
反应热的计算 2022浙江1月选考18题，2分；2021浙江6月选考21题，2分；2021北京卷14题，3分；
盖斯定律运用 2024·甘肃卷10题，3分；2024·广东卷15题，3分；2024·安徽卷10题，3分；2024·河北卷14题，3分；2024·北京卷13题，3分；2023浙江1月选考14题，3分；2021浙江1月选考24题，2分；2021广东卷14题，4分；2021湖北卷12题，3分；
化学反应历程与反应机理图像分析 2022浙江6月选考18题，2分；2021浙江1月选考20题，2分；
复习目标： 1．认识化学能可以与热能等其他形式能量之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。 2．认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示。 3．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。 4．理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。
考点一 反应热与焓变
知识点1 反应热和焓变
1．反应热和焓变
(1)反应热：化学反应过程中________________________的能量。
(2)焓变：恒压条件下的反应热，称之为____________，符号为ΔH，单位____________。
2．常见的放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
常见反应 ①可燃物的燃烧 ②酸碱中和反应 ③金属与酸的置换反应 ④物质的缓慢氧化 ⑤铝热反应 ⑥大多数化合反应 ①弱电解质的电离 ②盐类的水解反应 ③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 ④C和H2O(g)、C和CO2的反应 ⑤大多数分解反应
【名师点晴】
1．焓是与内能有关的相对抽象的一种物理量，焓变的值只与反应体系的始末状态有关，而与过程无关。
2．过程(包括物理过程、化学过程)与化学反应的区别，有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热，但不属于放热反应。
3．化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件(如是否加热)没有必然的联系，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体在常温常压下即可发生反应，该反应是吸热反应。
知识点2 化学反应放热和吸热的原因
1．从微观的角度说，是旧化学键____________吸收的热量与新化学键____________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____________；b表示活化分子结合成生成物所释放的能量；c表示____________。
3． 反应热与键能的关系
反应热：ΔH＝E1－E2或ΔH＝E4－E3，即ΔH等于____________减去____________，或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。
【易错提醒】【名师提醒】【方法技巧】
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．物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。
考向1 焓变或反应热的理解及应用
【例1】(2024·甘肃卷，10)甲烷在某含Mo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( )
A．E2=1.41eV B．步骤2逆向反应的ΔH=+0.29eV
C．步骤1的反应比步骤2快 D．该过程实现了甲烷的氧化
【名师点睛】
【变式训练】（2024·北京市朝阳区高三二模）土壤中的微生物可将大气中的H2S经两步反应氧化成SO42-，两步反应的能量变化如图。
下列说法不正确的是( )
A．O的非金属性大于S，推知热稳定性：H2O＞H2S
B．两步反应中化学键断裂吸收的总能量均小于化学键形成释放的总能量
C．H2S(g)＋2O2(g)= 2H+(aq)+SO42-(aq) ΔH＝-364.01kJ·mol 1
D．结合S(s)的燃烧热，可求算2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)的
考向2 化学反应能量变化的图像
【例2】(2024·安徽卷，10)某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g)Y(g)( ΔH1＜0)，Y(g)Z(g)( ΔH2＜0)，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( )
A． B．
C． D．
【变式训练】（2024·广东省普通高中学科综合素养评价高三联考）反应X→Y的物质能量随反应过程的变化如图中曲线①所示，使用催化剂M后反应中物质能量随反应过程的变化如图中曲线②所示，下列说法不正确的是( )
A．稳定性：XB．使用催化剂降低了该反应的焓变
C．使用催化剂后，反应历程分3步进行
D．使用催化剂后，反应历程中的决速步为X·M=Y·M
【思维建模】
三步突破能量变化能垒图
通览全图，理清坐标含义 能量变化能垒图的横坐标一般表示反应的历程，横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化，不同阶段的最大能垒即该反应的活化能
细看变化，分析各段反应 仔细观察曲线的变化趋势，分析每一阶段发生的反应是什么，各段反应是放热还是吸热，能量升高的为吸热，能量降低的为放热
综合分析，作出合理判断 综合整合各项信息，紧扣题目要求，作出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加，即得到完整反应；催化剂只改变反应的活化能，不改变反应的反应热，也不会改变反应物的转化率
考点二 热化学方程式书写及正误判断
知识点1 热化学方程式
1．概念：表示参加反应物质的量和____________的关系的化学方程式。
2．意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1，表示在25 ℃和1.01×105 Pa下，1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成________________________________________________。
【名师提醒】
1．热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘以该数。
2．热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。
3．将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“+”“-”也随之改变，但数值不变。
4．由于反应热是指反应完全反应时的热效应，所以对于可逆反应的热量要小于完全反应时的热量。
知识点2　热化学方程式的书写
【易错提醒】
1．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。
5． 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－1
②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1
③S(s，单斜)===S(s，正交) ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1
考向1 热化学反应方程式的理解与判断
【例1】已知一定温度和压强下：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　ΔH=-a kJ·mol-1。下列叙述不正确的是(　　)
A．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol H2O(g)时放出a kJ的热量
B．2 mol H2O(g)完全分解为2 mol H2(g)和1 mol O2(g)时吸收a kJ的热量
C．2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol H2O(l)时放出的热量小于a kJ
D．1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)完全反应生成1 mol H2O(g)时放出0.5a kJ的热量
【思维建模】
【变式训练】下列有关热化学方程式的评价合理的是(　　)。
选项 实验事实 热化学方程式 评价
A 若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1，将稀硫酸和NaOH溶液混合 H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)　ΔH=-57.3 kJ· mol-1 正确
B 醋酸和稀NaOH溶液混合 CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1 不正确，因为醋酸的状态为“l”，而不是“aq”
C 160 g SO3气体与足量液态水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ· mol-1 不正确，因为反应热ΔH=-260.6 kJ· mol-1
D 1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，放出2082 kJ的热量 2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l)　ΔH=-4164 kJ· mol-1 正确
考向2 热化学方程式的书写
【例2】（2024·浙江省高中化学奥林匹克竞赛模拟）已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应：2A+B=C+3D+4E。现将mg相对分子质量为M的A气体与适量的B气体充入一密闭容器中，恰好完全反应且有少量液滴生成。在相同温度下测得反应前后容器内的压强为6.06×106Pa和1.01×107Pa，且测得反应共放出热量QkJ。则该反应的热化学方程式为( )
A．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
B．2A(g)+B(g)=C(l)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
C．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(l)　△H=-kJ/mol
D．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(l)＋4E(g)　△H=-kJ/mol
【思维建模】
(1)物质后面括状态，式前系数要配平。
(2)正负表示吸放热，反应条件须注明。
(3)热量随着系数变，kJ·mol-1记心中。
【变式训练】（2024·重庆市高三模拟节选）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1mol SO2、0.51mol O2充分反应，放出热量 （填“>”“<”或“=”）。
考点三 燃烧热和中和反应反应热
知识点1 燃烧热
【名师提醒】
1．有关燃烧热的判断，一看是否以1 mol可燃物为标准，二看是否生成指定产物。
2．由于它们的反应放热是确定的，所以描述燃烧热不带“-”，但焓变为负值。
3．当用热化学方程式表示中和反应反应热时，生成H2O(l)的物质的量必须是1 mol；当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。
4．物质完全燃烧生成的指定产物示例：HH2O(l)，CCO2(g)，SSO2(g)，NN2(g)。
知识点2 中和反应反应热的测定
1．中和反应反应热及测定
2．中和反应反应热及测定原理
ΔH＝－c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量。稀溶液的密度用1 g·mL－1进行计算。
3．装置如图
【易错警示】
1．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。
2．酸碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5 mol·L-1)。若溶液浓度过大，溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大，电离程度达不到100%，这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量，造成较大误差。
3．使用两只量筒分别量取酸和碱。
4．使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
5．取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一、
6．中和反应中生成1 mol水放出的热量与酸碱的用量无关。
考向1 燃烧热和中和反应反应热概念的理解
【例1】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H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3) kJ·mol－1
B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×
283.0 kJ·mol－1
C．氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.5 kJ·mol－1
D．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
【名师点睛】
燃烧热和中和热的比较
燃烧热 中和热
相同点 能量变化 放热
ΔH及其单位 ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1
不同点 反应物的量 1 mol 不一定为1 mol
生成物的量 不确定 生成水的量为1 mol
反应热的含义 101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量 在稀溶液里，强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量
表示方法 燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) 中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
【变式训练】25 ℃、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热ΔH为-57.3 kJ·mol-1，辛烷的燃烧热ΔH为-5518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是(　　)。
A．2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B．KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C．C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518 kJ·mol-1
D．2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
考向2 中和反应的反应热测定
【例2】利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入内筒中，测出盐酸温度；
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；
③将NaOH溶液倒入内筒中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是_______(填字母)。
A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次少量倒入 C．一次迅速倒入
(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_______(填字母。
A．用温度计小心搅拌 B．揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯 D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(3)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为_______。
(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3，又知中和反应后生成溶液的比热容4．18 kJ·kg-1·℃-1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：
实验序号 起始温度t1/℃ 终止温度t2/℃
盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液
1
2
3
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH =_______(结果保留一位小数)。
(5)若计算生成1 mol H2O时的放出的热量小于57．3 kJ，产生偏差的原因可能是_______ (填字母)。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取盐酸的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d．用温度计测定盐酸起始温度后直接测定NaOH溶液的温度
e．使用玻璃搅拌器搅拌不均匀
f．实验中用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器
【思维建模】
50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应的误差分析：
引起误差的实验操作 t终-t始 |ΔH|
保温措施不好 偏小 偏小
搅拌不充分 偏小 偏小
所用酸、碱浓度过大 偏大 偏大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液 偏小 偏小
用同浓度的醋酸代替盐酸 偏小 偏小
用50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液 偏小 偏小
【变式训练】中和热测定实验中，用50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55mol/LNaOH进行实验，下列说法错误的是( )
A．改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液反应，求得中和热数值和原来相同
B．测了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度，否则中和热数值偏小
C．酸碱混合时，量筒中NaOH溶液应慢慢倒入小烧杯中以免溶液溅出，再用环形玻璃搅拌棒搅拌
D．装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失
考点四 盖斯定律及应用
知识点1 盖期定律
1．定律内容：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同，即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。
2．常用关系式
热化学方程式 焓变之间的关系
aA===B　ΔH1
A===B　ΔH2 ΔH2＝ΔH1或ΔH1＝aΔH2
aA===B　ΔH1
B===aA　ΔH2 ΔH1＝－ΔH2
ΔH＝ΔH1＋ΔH2
【方法技巧】
利用盖斯定律计算反应热的两种方法
1．虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应的反应热。
2．加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减运算。 流程如下：
知识点2　反应热大小的比较方法
1．利用盖斯定律比较。
2．同一反应的生成物状态不同时，如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2，则ΔH1____________ΔH2。
3．同一反应物状态不同时，如A(s)＋B(g)===C(g)　ΔH1，A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH2，则ΔH1____________ΔH2。
4．两个有联系的反应相比较时，如C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1①，C(s)＋1/2O2(g)===CO(g)　ΔH2②。比较方法：利用反应①(包括ΔH1)乘以某计量数减去反应②(包括ΔH2)乘以某计量数，即得出ΔH3＝ΔH1×某计量数－ΔH2×某计量数，根据ΔH3大于0或小于0进行比较。
【方法技巧】
看物质状态 物质的气、液、固三态转化时的能量变化
看ΔH的符号 比较反应热大小时，不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号
看化学计量数 当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大
看反应的程度 对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大
考向1 盖斯定律及应用
【例1】MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg)：
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1+ΔH2＞ΔH3
【思维建模】
【变式训练】氢氟酸是一种弱酸，可用于刻蚀玻璃。
HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l)ΔH1=a kJ·mol-1
②H3O+(aq)+OH-(aq)=2H2O(l)　ΔH2=b kJ·mol-1
③HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F-(aq)ΔH3=c kJ·mol-1
④F-(aq)+H2O(l)HF(aq)+OH-(aq) ΔH4=d kJ·mol-1
已知：aA．HF的电离过程吸热 B．c=a-b，c<0 C．c>0，d<0 D．d=b+c，d<0
考向2 利用键能求反应热
【例2】（2024·重庆市名校联盟高三全真模拟）下表为某些化学键的键能化学键键能
化学键
键能(kJ/mol) 154 500 942 a
已知火箭燃料肼(N2H4)有关化学反应的能量变化为：N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝-534kJ·mol 1，则下列说法正确的是( )
A．表中的a=391
B．相同条件下O2比N2稳定
C．N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l) ΔH＞-534kJ·mol 1
D．图中的ΔH3＝-2218kJ·mol 1
【思维建模】
1．计算公式：ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和。
2．常见物质中的化学键数目
物质 CO2(C=O) CH4(C—H) P4(P—P) SiO2(Si—O)
键数 2 4 6 4
物质 石墨(单层) 金刚石 S8(S—S) Si
键数 1.5 2 8 2
【变式训练】(2024·浙江名校协作体高三联考)已知1 mol下列物质分解为气态原子消耗能量与热化学方程式信息如下表：
物质 NO CO N2
能量/(kJ·mol－1) 632 1 076 946
热化学方程式 2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－742 kJ·mol－1
则CO2的碳氧双键键能为(　　)
A．－1 606 kJ·mol－1 B．1 606 kJ·mol－1
C．803 kJ·mol－1 D．－803 kJ·mol－1
考向3　反应热大小比较
【例2】下列各组热化学方程式中，Q1＜Q2的是 (　　)
A．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
CH4(g)＋3/2O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
C．H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
CH3COOH(aq)＋NaOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
【名师点晴】
比较反应热的大小时要注意：①反应中各物质的聚集状态；②ΔH有正负之分，比较时要连同“＋”、“－”一起比较，类似数学中的正、负数大小的比较；③若只比较放出或吸收热量的多少，则只比较数值的大小，不考虑正、负号。
【变式训练】室温下，将1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。下列判断正确的是(　　)
A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
1．(2024·广东卷，15)对反应S(g)T(g) (I为中间产物)，相同条件下：①加入催化剂，反应达到平衡所需时间大幅缩短；②提高反应温度，增大，减小。基于以上事实，可能的反应历程示意图(——为无催化剂，------为有催化剂)为( )
A． B． C． D．
2．(2024·北京卷，13)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下，反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是( )
A．从中间体到产物，无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B．X为苯的加成产物，Y为苯的取代产物
C．由苯得到M时，苯中的大π键没有变化
D．对于生成Y的反应，浓H2SO4作催化剂
3．(2024·河北卷，14)对上述电池放电时CO2的捕获和转化过程开展了进一步研究，电极上CO2转化的三种可能反应路径及相对能量变化如图(*表示吸附态)。
下列说法错误的是( )
A．PDA捕获CO2的反应为
B．路径2优先路径，速控步骤反应式为
C．路径1、3经历不同的反应步骤但产物相同；路径2、3起始物相同但产物不同
D．三个路径速控步骤均涉及*CO2*-转化，路径2、3的速控步骤均伴有PDA再生
4．(2023 浙江省1月选考，14)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是 ( )
A．E6-E3=E5-E2
B．可计算Cl-Cl键能为2(E2-E3)kJ mol-1
C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程II>历程I
D．历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) H=(E5-E4)kJ mol-1
5．(2022·浙江省1月选考，18)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示：
下列推理不正确的是( )
A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B．ΔH2＜ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定
C．3ΔH1＜ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D．ΔH3-ΔH1＜0，ΔH4-ΔH3＞0，说明苯分子具有特殊稳定性
6．(2021 广东选择性考试，3)“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是
A．煤油是可再生能源
B．H2燃烧过程中热能转化为化学能
C．火星陨石中的20Ne质量数为20
D．月壤中的3He与地球上的3H互为同位素
7．(2021 浙江1月选考，20)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：
共价键 H- H H-O
键能/(kJ·mol-1) 436 463
热化学方程式 2H2(g) + O2 (g)=2H2O(g) ΔH= -482kJ·mol-1
则2O(g)=O2(g)的ΔH为( )
A．428 kJ·mol-1 B．-428 kJ·mol-1 C．498 kJ·mol-1 D．-498 kJ·mol-1
8．(2021 浙江1月选考，24)在298.15 K、100 kPa条件下，N2(g) +3H2 (g)=2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1，N2 (g) 、H2(g)和NH3(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6J·K-1·mol-1。一定压强下，1 mol反应中，反应物[N2(g) +3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量随温度T的变化示意图合理的是( )
A． B．
C． D．
9．(2021 北京卷，14)已知C3H8脱H2制烯烃的反应为C3H8 = C3H6+H2。固定C3H8浓度不变，提高CO2浓度，测定出口处C3H6、H2、CO浓度。实验结果如下图。
已知：
C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) △H=-2043.9kJ/mol
C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(g) △H=-1926.1kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ/mol
下列说法不正确的是( )
A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H=+124kJ/mol
B．C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势的差异是因为发生了CO2+H2CO+H2O
C．相同条件下，提高C3H8对CO2的比例，可以提高C3H8的转化率
D．如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各气体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)
10．(2021 浙江6月选考)相同温度和压强下，关于反应的，下列判断正确的是( )
A．ΔH1＞0，ΔH2＞0 B．ΔH3=ΔH1+ΔH2
C．ΔH1＞ΔH2，ΔH3＞ΔH2 D．ΔH2=ΔH3+ΔH4
11．(2020·天津卷，10)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g)??HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．HCN比HNC稳定
B．该异构化反应的ΔH＝＋59.3 kJ·mol－1
C．正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．使用催化剂，可以改变反应的反应热
12．(2019·浙江4月选考，23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M＝Ca、Mg)：
已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是(　　)
A．ΔH1(MgCO3)＞ΔH1(CaCO3)＞0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)＞0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
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