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第二节 反应热的计算
课时2 反应热的计算
一、知识目标
掌握有关反应热计算的方法和技巧，如利用键能、能量图、盖斯定律、燃烧热、活化能以及根据题目信息等计算，进一步提高计算能力。
理解标准摩尔生成焓的概念，并能运用其计算反应的焓变。
二、核心素养目标
宏观辨识与微观探析：能从宏观的化学反应热效应现象，微观的化学键、能量变化等角度理解反应热的计算原理。
证据推理与模型认知：通过对不同类型反应热计算的实例分析，建立反应热计算的思维模型，依据证据进行分析推理得出反应热。
科学态度与社会责任：认识反应热计算在实际生产生活中的重要应用，如火箭燃料的选择、工业合成氨等，培养科学态度和社会责任感。
一、学习重点
多种反应热计算方法和技巧的掌握与应用，包括利用键能、能量图、盖斯定律等计算。
二、学习难点
灵活运用不同方法进行反应热的计算。
对标准摩尔生成焓概念的理解和应用。
一、反应热的计算
1．根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成______。例如，
aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)　ΔH
　a　　　b　　　　c　　　d　　|ΔH|
n(A)　　n(B)　　n(C)　n(D)　　Q
则＝______＝______＝______＝______。
2．根据反应物、生成物的键能计算
ΔH＝________________________。
3．根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)＝________________________。
4．根据图像计算
5．根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH______或______，得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
二、ΔH的大小比较
1．同一物质不同聚集状态
H2O(s)===H2O(l)　ΔH1 H2O(s)===H2O(g)　ΔH2
由物质的能量E大小比较知热量：Q12．同一反应，物质的聚集状态不同
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
由物质的能量(E)的大小知热量：Q1>Q2，此反应为放热反应，则ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1，ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1得ΔH1<ΔH2。
3.注意
（1）ΔH的大小比较时包含“＋”“－”比较。
（2）先画出物质的能量E的草图，比较热量的大小，再根据吸、放热加上“＋”“－”进行比较。
（3）可逆反应的ΔH为完全反应时的值，因不能完全反应，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|。
（一）课堂导入
问题思考
在实际应用（火箭发射、“嫦娥五号”着陆月球、“祝融号”火星车在火星表面进行科学实验、工业合成氨、水煤气变换等反应）中，常常需要计算反应热。请思考有关反应热计算的依据和方法可能有哪些呢？
（二）利用键能计算
问题思考
化学反应的本质是什么？为什么说键的断裂和形成会伴随着能量的变化？
答案：
利用键能计算反应热的公式是什么？
答案：
典例分析
联氨是喷气式发动机和火箭常用的燃料，已知，相关化学键的键能如下表所示，则为（ ）
化学键
键能
A. B.
C. D.
工业上可用和反应制备合成气和，、、和的结构如下：共价键：、键能分别为、，利用上述信息估算的键能（用含、、的代数式表示）。
（三）利用能量图计算
问题思考
能量图能给我们提供哪些关于反应热的信息？
答案：
从能量图中计算反应热的方法是什么？
答案：
典例分析
标准状态下，气态反应物和气态生成物的相对能量与反应历程如图所示 [已知和的相对能量为]，下列说法正确的是（ ）
A. 的
B. 在历程 II 中作催化剂
C. 相同条件下，的平衡转化率：历程 II > 历程 I
D. 历程 II 中的一步反应的
（四）利用盖斯定律计算
问题思考
什么是盖斯定律？它在反应热计算中有什么作用？
答案：
如何利用盖斯定律通过多个热化学方程式的组合来计算反应热？
答案：
典例分析
植物不能缺少氮磷钾，钾元素同植物体内的许多代谢过程密切相关。已知和存在如图的热化学循环过程，可得为（ ）
A. B.
C. D.
用溶液吸收热电企业产生的废气时，涉及如下转化，由下图关系可得：______。
（五）利用燃烧热计算
问题思考
什么是燃烧热？其概念中有哪些关键要点？
答案：
利用燃烧热计算反应热的公式是什么？
答案：
典例分析
“嫦娥五号”着陆月球采样返回，“天问一号”着陆巡视器在火星着陆，“祝融号”火星车在火星表面进行科学实验。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、液态肼、煤油等化学品。肼的燃烧热为，下列有关说法错误的是（ ）
A. 煤油是不可再生资源
B. “祝融号”火星车使用的太阳能电池板将太阳能转化为电能
C. 运载火箭燃料使用的液氢燃烧的产物不污染环境，有利于实现“碳中和”
D. 表示肼燃烧热的热化学方程式：
（六）利用活化能计算
问题思考
反应的活化能与反应热之间有什么关系？
答案：
如何从能量图中确定正反应的活化能、逆反应的活化能和反应热？
答案：
典例分析
反应分两步进行：①，②。反应过程能量变化曲线如图所示 (、、、表示活化能)。下列说法不正确的是（ ）
A. 三种化合物的稳定性： B. 反应的活化能为
C. 反应的 D. 加入催化剂不能改变反应的焓变
（七）根据题目信息计算
问题思考
在实际题目中，如何根据题目所给的不同信息选择合适的方法计算反应热？
答案：
典例分析
氨用途十分广泛，如氨是制造硝酸和氮肥的重要原料。工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。合成氨反应的历程和能量的变化如图所示，符号“·”可视为催化剂。在合成氨的基元反应中，决速步骤的活化能为 ________。
水煤气变换是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用 * 标注。
水煤气变换的______ (填“”、“”或“”)。该历程中最大能垒 (活化能)_______。
1．杭州第19届亚运会火炬命名“薪火”，表达了亚运精神薪火相传，中华文明生生不息之意；“薪火”采用丙烷为燃料，火焰呈橙色。主火炬塔“钱江潮涌”采用废碳再生的绿色甲醇作为燃料，实现循环内碳的零排放，被称为“零碳甲醇”，助力打造首届碳中和亚运会。下列叙述正确的是
A．丙烷和甲醇的燃烧，实现了零碳排放的绿色亚运
B．废碳(CO )再生绿色甲醇原子利用率100%
C．丙烷燃烧的热效应就是其燃烧热
D．丙烷和甲醇完全燃烧产物对大气无污染
2．在25°C，101kPa下，由稳定单质生成1mol化合物的反应焓变即为该化合物的标准摩尔生成焓根据下表所给的数据，下列说法正确的是
化合物 (NaCl s) (NaBr s) (NaI s)
-411 -361 -288
A．根据标准摩尔生成焓定义可知稳定单质的为0
B．可推知键能：Cl - Cl > Br - Br > I - I
C．可推知热稳定性：(NaCl s) < (NaBr s) < (NaI s)
D．和NaI反应的热化学方程为
3．已知：。下列与化学反应能量变化相关的描述正确的是
A．中学阶段，反应热等于反应的焓变，用符号“”表示
B．有热量变化时一定发生了化学反应
C．石墨的燃烧热与金刚石的燃烧热，二者数值相同
D．常温下1mol与1mol在水溶液中反应，放出热量114.6kJ
4．下列说法中不正确的是
A．已知Sn(s，灰锡) Sn(s，白锡) ，则灰锡更不稳定
B．1mol与足量反应生成1mol放出285.8kJ的热量，则的燃烧热为285.8kJ·mol
C．；在一容器中通入1mol和3mol发生反应，测得放出的热量为9.2kJ，则a > 9.2
D．反应物的总能量高于生成物总能量的反应是放热反应
5．和均是有害气体，可在表面转化为无害气体，其反应原理如下：。有关化学反应的能量变化过程(图1)及物质变化过程(图2)如下。
回答下列问题：
（1）图1中反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，该反应 (填“需要”或“不需要”)环境先提供能量，该反应的ΔH= 。
（2）该反应的逆反应活化能是 。
（3）若没有参与该转化过程，Ea ，ΔH 。
一、反应热的计算
1．根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，
aA(g)＋bB(g)＝cC(g)＋dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则＝＝＝＝
2．根据反应物、生成物的键能计算：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
3．根据物质的燃烧热数值计算：Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。
4．根据盖斯定律计算
根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
5．根据比热公式计算：Q＝cmΔt。
二、反应热(ΔH)的比较
1．如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍。
2．同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同。
在同一反应里，反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g)A(l)A(s)，或者从三状态自身的能量比较：E(g)＞E(l)＞E(s)，可知反应热大小亦不相同。
3．晶体类型不同，产物相同的反应，反应热不同
4．根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小。
②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。
5．中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)。
6．根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
2Al(s)＋O2(g)＝Al2O3(s) ΔH1……①
2Fe(s)＋O2(g)＝Fe2O3(s) ΔH2……②
由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)＝2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH＜0，ΔH1＜ΔH2。
考点一　反应热的计算
1．通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能，键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热。已知：1 mol Si(s)含2 mol Si—Si，
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/(kJ·mol－1) 460 360 436 431 176 347
工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的ΔH为(　　)
A．＋236 kJ·mol－1 B．－236 kJ·mol－1
C．＋412 kJ·mol－1 D．－412 kJ·mol－1
2．已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1　
②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ·mol－1
H—H、O==O和O—H的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　)
A．－332 B．－118
C．＋350 D．＋130
3．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1。现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况下)，使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，若实验测得反应放热3 845.8 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(　　)
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3
考点二　ΔH大小比较
1．已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝c kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝d kJ·mol－1
下列关系中正确的是(　　)
A．a＜c＜0 B．b＞d＞0
C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0
2．已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式用离子方程式可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，又知弱电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中分别加入下列物质：①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸，恰好完全反应时的焓变分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是(　　)
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2
C．ΔH1＝ΔH3＞ΔH2 D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2
1第二节 反应热的计算
课时2 反应热的计算
一、知识目标
掌握有关反应热计算的方法和技巧，如利用键能、能量图、盖斯定律、燃烧热、活化能以及根据题目信息等计算，进一步提高计算能力。
理解标准摩尔生成焓的概念，并能运用其计算反应的焓变。
二、核心素养目标
宏观辨识与微观探析：能从宏观的化学反应热效应现象，微观的化学键、能量变化等角度理解反应热的计算原理。
证据推理与模型认知：通过对不同类型反应热计算的实例分析，建立反应热计算的思维模型，依据证据进行分析推理得出反应热。
科学态度与社会责任：认识反应热计算在实际生产生活中的重要应用，如火箭燃料的选择、工业合成氨等，培养科学态度和社会责任感。
一、学习重点
多种反应热计算方法和技巧的掌握与应用，包括利用键能、能量图、盖斯定律等计算。
二、学习难点
灵活运用不同方法进行反应热的计算。
对标准摩尔生成焓概念的理解和应用。
一、反应热的计算
1．根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，
aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)　ΔH
　a　　　b　　　　c　　　d　　|ΔH|
n(A)　　n(B)　　n(C)　n(D)　　Q
则＝＝＝＝。
2．根据反应物、生成物的键能计算
ΔH＝E(反应物的键能总和)－E(生成物的键能总和)。
3．根据物质的燃烧热数值计算
Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|(燃烧热)。
4．根据图像计算
5．根据盖斯定律计算
将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
二、ΔH的大小比较
1．同一物质不同聚集状态
H2O(s)===H2O(l)　ΔH1 H2O(s)===H2O(g)　ΔH2
由物质的能量E大小比较知热量：Q12．同一反应，物质的聚集状态不同
S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2
由物质的能量(E)的大小知热量：Q1>Q2，此反应为放热反应，则ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1，ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1得ΔH1<ΔH2。
3.注意
（1）ΔH的大小比较时包含“＋”“－”比较。
（2）先画出物质的能量E的草图，比较热量的大小，再根据吸、放热加上“＋”“－”进行比较。
（3）可逆反应的ΔH为完全反应时的值，因不能完全反应，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|。
（一）课堂导入
问题思考
在实际应用（火箭发射、“嫦娥五号”着陆月球、“祝融号”火星车在火星表面进行科学实验、工业合成氨、水煤气变换等反应）中，常常需要计算反应热。请思考有关反应热计算的依据和方法可能有哪些呢？
（二）利用键能计算
问题思考
化学反应的本质是什么？为什么说键的断裂和形成会伴随着能量的变化？
答案：化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成。化学键是原子间强烈的相互作用，断裂化学键需要吸收能量来克服原子间的相互作用，形成化学键时原子间相互靠近释放能量，所以键的断裂和形成会伴随着能量的变化。
利用键能计算反应热的公式是什么？
答案： 等于反应物的总键能减去生成物的总键能，即反应物的总键能 - 生成物的总键能。
典例分析
联氨是喷气式发动机和火箭常用的燃料，已知，相关化学键的键能如下表所示，则为（ ）
化学键
键能
A. B.
C. D.
答案：C
解析：在反应中，反应物的总键能为键能加上键能，即；生成物的总键能为键能加上键能，即。根据反应物的总键能 - 生成物的总键能，可得。
工业上可用和反应制备合成气和，、、和的结构如下：共价键：、键能分别为、，利用上述信息估算的键能（用含、、的代数式表示）。
答案：，解得
解析：设的键能为，反应物中有键，中有键，所以反应物的总键能为；生成物中有键，中有键（本题未涉及键能变化，不影响计算），生成物的总键能为。根据反应物的总键能 - 生成物的总键能，即，移项可得。
（三）利用能量图计算
问题思考
能量图能给我们提供哪些关于反应热的信息？
答案：能量图能直观地展示反应过程中能量的变化情况，可以从中确定反应物和生成物的能量，进而计算反应热。
从能量图中计算反应热的方法是什么？
答案：反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量，即生成物的总能量 - 反应物的总能量。
典例分析
标准状态下，气态反应物和气态生成物的相对能量与反应历程如图所示 [已知和的相对能量为]，下列说法正确的是（ ）
A. 的
B. 在历程 II 中作催化剂
C. 相同条件下，的平衡转化率：历程 II > 历程 I
D. 历程 II 中的一步反应的
答案：A
解析：A选项，是化学键的断裂过程，吸收能量，从图中可知断裂到吸收的能量为，所以，A 正确；
B选项，在历程 II 中是中间产物，不是催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变，B 错误；
C选项，催化剂只能改变反应速率，不能改变平衡转化率，C 错误；
D选项，历程 II 中的一步反应的，D 错误。
（四）利用盖斯定律计算
问题思考
什么是盖斯定律？它在反应热计算中有什么作用？
答案：盖斯定律是指一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关。它的作用是可以计算一些很难直接测量反应热的化学反应的。
如何利用盖斯定律通过多个热化学方程式的组合来计算反应热？
答案：先分析目标热化学方程式与已知热化学方程式之间的关系，通过对已知热化学方程式进行加减、乘除等运算，使其组合得到目标热化学方程式，相应的也进行相同的运算。
典例分析
植物不能缺少氮磷钾，钾元素同植物体内的许多代谢过程密切相关。已知和存在如图的热化学循环过程，可得为（ ）
A. B.
C. D.
答案：B
解析：根据盖斯定律，将已知的热化学方程式进行组合。由图可知，反应①，反应②，反应③，目标反应④。将反应①反应② - 反应③可得反应④，所以。
用溶液吸收热电企业产生的废气时，涉及如下转化，由下图关系可得：______。
答案：
解析：根据盖斯定律，通过对已知热化学方程式进行加减运算。观察转化关系，找到与相关的热化学方程式，经过合理的组合（具体组合根据图中转化关系确定），最终得出。
（五）利用燃烧热计算
问题思考
什么是燃烧热？其概念中有哪些关键要点？
答案：燃烧热是指纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量。关键要点有：可燃物的物质的量必须是，燃烧条件为、下完全燃烧，且生成物必须为稳定的物质，如生成，生成等。
利用燃烧热计算反应热的公式是什么？
答案：等于反应物的燃烧热之和减去生成物的燃烧热之和，即反应物的燃烧热之和 - 生成物的燃烧热之和。
典例分析
“嫦娥五号”着陆月球采样返回，“天问一号”着陆巡视器在火星着陆，“祝融号”火星车在火星表面进行科学实验。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、液态肼、煤油等化学品。肼的燃烧热为，下列有关说法错误的是（ ）
A. 煤油是不可再生资源
B. “祝融号”火星车使用的太阳能电池板将太阳能转化为电能
C. 运载火箭燃料使用的液氢燃烧的产物不污染环境，有利于实现“碳中和”
D. 表示肼燃烧热的热化学方程式：
答案：D
解析：燃烧热要求生成稳定的氧化物，元素对应的稳定氧化物是，而 D 选项中生成的是，所以 D 错误。A 选项煤油是化石燃料，属于不可再生资源；B 选项太阳能电池板能将太阳能转化为电能；C 选项液氢燃烧产物是水，不污染环境，有利于实现“碳中和”，均正确。
（六）利用活化能计算
问题思考
反应的活化能与反应热之间有什么关系？
答案：等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，即正反应的活化能 - 逆反应的活化能。
如何从能量图中确定正反应的活化能、逆反应的活化能和反应热？
答案：正反应的活化能是从反应物到过渡态所需的能量，逆反应的活化能是从生成物到过渡态所需的能量，反应热是生成物的总能量减去反应物的总能量，也等于正反应的活化能减去逆反应的活化能。
典例分析
反应分两步进行：①，②。反应过程能量变化曲线如图所示 (、、、表示活化能)。下列说法不正确的是（ ）
A. 三种化合物的稳定性： B. 反应的活化能为
C. 反应的 D. 加入催化剂不能改变反应的焓变
答案：C
解析：A 选项，物质的能量越低越稳定，从图中可知能量，所以稳定性，A 正确；
B 选项，反应的活化能就是从反应物到过渡态所需的能量，即，B 正确；
C 选项，反应的，C 错误；
D 选项，催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的焓变，D 正确。
（七）根据题目信息计算
问题思考
在实际题目中，如何根据题目所给的不同信息选择合适的方法计算反应热？
答案：首先要仔细分析题目所给的信息，若涉及化学键的键能数据，考虑用键能计算；若有能量图，根据能量图计算；若有多个热化学方程式，考虑用盖斯定律；若涉及燃烧反应，考虑用燃烧热计算；若给出活化能相关信息，用活化能计算。同时要结合化学反应的特点和已知条件进行综合判断。
典例分析
氨用途十分广泛，如氨是制造硝酸和氮肥的重要原料。工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。合成氨反应的历程和能量的变化如图所示，符号“·”可视为催化剂。在合成氨的基元反应中，决速步骤的活化能为 ________。
答案：
解析：活化能最大的基元反应对总反应速率影响最大，从图中可知决速步骤基元反应的活化能为。
水煤气变换是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用 * 标注。
水煤气变换的______ (填“”、“”或“”)。该历程中最大能垒 (活化能)_______。
答案：（1） ；（2）
解析：从图中可以看出，反应物的能量高于生成物的能量，所以。该历程中最大能垒（活化能）就是从反应物到过渡态所需的最大能量，即。
1．杭州第19届亚运会火炬命名“薪火”，表达了亚运精神薪火相传，中华文明生生不息之意；“薪火”采用丙烷为燃料，火焰呈橙色。主火炬塔“钱江潮涌”采用废碳再生的绿色甲醇作为燃料，实现循环内碳的零排放，被称为“零碳甲醇”，助力打造首届碳中和亚运会。下列叙述正确的是
A．丙烷和甲醇的燃烧，实现了零碳排放的绿色亚运
B．废碳(CO )再生绿色甲醇原子利用率100%
C．丙烷燃烧的热效应就是其燃烧热
D．丙烷和甲醇完全燃烧产物对大气无污染
【答案】D
【解析】A．丙烷燃烧会产生二氧化碳，不能实现零碳排放，A选项错误；B．废碳(CO )再生绿色甲醇，除了生成甲醇还有其他物质生成，原子利用率不是100%，B选项错误；C．丙烷燃烧的热效应不一定是其燃烧热，燃烧热要求是1mol丙烷完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，C选项错误；D．丙烷和甲醇完全燃烧产物为二氧化碳和水，对大气无污染，D选项正确。
2．在25°C，101kPa下，由稳定单质生成1mol化合物的反应焓变即为该化合物的标准摩尔生成焓根据下表所给的数据，下列说法正确的是
化合物 (NaCl s) (NaBr s) (NaI s)
-411 -361 -288
A．根据标准摩尔生成焓定义可知稳定单质的为0
B．可推知键能：Cl - Cl > Br - Br > I - I
C．可推知热稳定性：(NaCl s) < (NaBr s) < (NaI s)
D．和NaI反应的热化学方程为
【答案】AD
【解析】A．根据标准摩尔生成焓的定义，最稳定单质的，A选项正确；B．由表格数据可知生成NaCl、NaBr、NaI的焓变逐渐增大，只能说明生成它们时的能量变化情况，不能直接得出键能大小关系，B选项错误；C．生成化合物时放出的热量越多，化合物越稳定，所以热稳定性：(NaCl s) > (NaBr s) > (NaI s)，C选项错误；D．根据盖斯定律，，D选项正确。
3．已知：。下列与化学反应能量变化相关的描述正确的是
A．中学阶段，反应热等于反应的焓变，用符号“”表示
B．有热量变化时一定发生了化学反应
C．石墨的燃烧热与金刚石的燃烧热，二者数值相同
D．常温下1mol与1mol在水溶液中反应，放出热量114.6kJ
【答案】A
【解析】A．在中学阶段，反应热等于反应的焓变，用符号“”表示，A选项正确；B．有热量变化时不一定发生了化学反应，如物质的溶解过程也可能有热量变化，B选项错误；C．石墨和金刚石是碳的不同单质，它们的能量不同，燃烧热数值不同，C选项错误；D．与反应除了生成水，还有硫酸钡沉淀生成，沉淀生成也会有能量变化，所以放出的热量不是114.6kJ，D选项错误。
4．下列说法中不正确的是
A．已知Sn(s，灰锡) Sn(s，白锡) ，则灰锡更不稳定
B．1mol与足量反应生成1mol放出285.8kJ的热量，则的燃烧热为285.8kJ·mol
C．；在一容器中通入1mol和3mol发生反应，测得放出的热量为9.2kJ，则a > 9.2
D．反应物的总能量高于生成物总能量的反应是放热反应
【答案】A
【解析】A．已知Sn(s，灰锡) Sn(s，白锡) ，说明白锡能量高，能量越低越稳定，所以灰锡更稳定，A选项错误；B．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，1mol与足量反应生成1mol放出285.8kJ的热量，则的燃烧热为285.8kJ·mol ，B选项正确；C．该反应是可逆反应，1mol和3mol不能完全反应，而是完全反应时的焓变，所以a > 9.2，C选项正确；D．反应物的总能量高于生成物总能量的反应是放热反应，D选项正确。
5．和均是有害气体，可在表面转化为无害气体，其反应原理如下：。有关化学反应的能量变化过程(图1)及物质变化过程(图2)如下。
回答下列问题：
（1）图1中反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，该反应 (填“需要”或“不需要”)环境先提供能量，该反应的ΔH= 。
（2）该反应的逆反应活化能是 。
（3）若没有参与该转化过程，Ea ，ΔH 。
【答案】（1） 放热；需要； - 226kJ/mol；（2） 360kJ/mol；（3） 增大；不变
【解析】（1） 由图1可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应是放热反应；反应需要先克服一定的能量障碍，即需要环境先提供能量；反应物总能量 - 生成物总能量 = - 226kJ/mol。（2） 逆反应活化能是指逆反应时反应物需要克服的能量障碍，由图可知为360kJ/mol。（3） 催化剂能降低反应的活化能，若没有参与该转化过程，增大，但只与反应物和生成物的能量有关，所以不变。
一、反应热的计算
1．根据热化学方程式计算
热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如，
aA(g)＋bB(g)＝cC(g)＋dD(g) ΔH
a b c d |ΔH|
n(A) n(B) n(C) n(D) Q
则＝＝＝＝
2．根据反应物、生成物的键能计算：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。
3．根据物质的燃烧热数值计算：Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。
4．根据盖斯定律计算
根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式及其ΔH。
5．根据比热公式计算：Q＝cmΔt。
二、反应热(ΔH)的比较
1．如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍。
2．同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同。
在同一反应里，反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g)A(l)A(s)，或者从三状态自身的能量比较：E(g)＞E(l)＞E(s)，可知反应热大小亦不相同。
3．晶体类型不同，产物相同的反应，反应热不同
4．根据反应进行的程度比较反应热大小
①其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小。
②对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。
5．中和反应中反应热的大小不同
①浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。
②醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。
③稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)。
6．根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小
2Al(s)＋O2(g)＝Al2O3(s) ΔH1……①
2Fe(s)＋O2(g)＝Fe2O3(s) ΔH2……②
由①－②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)＝2Fe(s)＋Al2O3(s) ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH＜0，ΔH1＜ΔH2。
考点一　反应热的计算
1．通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能，键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热。已知：1 mol Si(s)含2 mol Si—Si，
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/(kJ·mol－1) 460 360 436 431 176 347
工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，该反应的ΔH为(　　)
A．＋236 kJ·mol－1 B．－236 kJ·mol－1
C．＋412 kJ·mol－1 D．－412 kJ·mol－1
答案　A
解析　ΔH＝E(反应物的键能之和)－E(生成物的键能之和)，即ΔH＝360 kJ·mol－1×4＋
436 kJ·mol－1×2－176 kJ·mol－1×2－431 kJ·mol－1×4＝＋236 kJ·mol－1。
2．已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1　
②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ·mol－1
H—H、O==O和O—H的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　)
A．－332 B．－118
C．＋350 D．＋130
答案　D
解析　根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。结合题中给出的键能可得出热化学方程式：③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝(2×436＋496－4×462) kJ·mol－1，即③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3＝－480 kJ·mol－1，题中②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220 kJ·
mol－1，(②－③)×得①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝(ΔH2－ΔH3)×，即a＝(－220＋480)×＝＋130，选项D正确。
3．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1。现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况下)，使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，若实验测得反应放热3 845.8 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是(　　)
A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3
答案　C
解析　设混合气体中含有x mol H2，则CH4的物质的量为(5－x) mol，则x＋890×(5－x)＝3 845.8，得x＝1，C项正确。
考点二　ΔH大小比较
1．已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝c kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝d kJ·mol－1
下列关系中正确的是(　　)
A．a＜c＜0 B．b＞d＞0
C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0
答案　C
解析　热化学方程式中化学计量数表示物质的量，水从气态变为液态，放热，所以①与③比较，③放出的热量多，焓变小于零的反应是放热的，所以0＞a＞c，②与④比较，④放出的热量多，所以0＞b＞d，热化学方程式化学计量数变化，焓变随之变化，所以b＝2a＜0，d＝2c＜0。
2．已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成可溶性盐的热化学方程式用离子方程式可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，又知弱电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中分别加入下列物质：①稀醋酸、②浓硫酸、③稀硝酸，恰好完全反应时的焓变分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，则ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是(　　)
A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3＜ΔH2
C．ΔH1＝ΔH3＞ΔH2 D．ΔH1＞ΔH3＞ΔH2
答案　D
解析　因为稀醋酸是弱酸，电离时吸热，浓硫酸溶于水时会放出较多热量，故中和反应时放出的热量Q(浓硫酸)＞Q(稀硝酸)＞Q(稀醋酸)，又因放热反应中焓变为负值，则ΔH2＜ΔH3＜ΔH1。
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