资源简介

解密08 化学反应与热能
高考考点
考查内容
三年高考探源
考查频率
反应热的有关概念 热化学方程式的书写
1．了解化学反应中能量转化的原因及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．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式
4．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
5．了解焓变（ΔH）与反应热的含义
6．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
2017课标全国Ⅰ28；
2017课标全国Ⅱ27；
2017课标全国Ⅲ28；
2016课标全国Ⅰ27
2016课标全国Ⅱ26、27；
2016课标全国Ⅲ27；
2015课标全国Ⅰ28；
2015课标全国Ⅱ27。
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反应热的计算 盖斯定律
★★★★★
考点1 反应热的有关概念 热化学方程式的书写
1．理解化学反应热效应的两种角度
（1）从微观的角度说，是旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量的差值，如下图所示：
a表示旧化学键断裂吸收的能量；
b表示新化学键形成放出的能量；
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能量的差值，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。
2．反应热的量化参数——键能
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。
3．反应热的表示方法——热化学方程式
热化学方程式书写或判断的注意事项。
（1）注意ΔH的符号和单位：ΔH的单位为kJ·mol－1。
（2）注意测定条件：绝大多数的反应热ΔH是在25 ℃、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。
（3）注意热化学方程式中的化学计量数：热化学方程式化学计量数可以是整数，也可以是分数。
（4）注意物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。
（5）注意ΔH的数值与符号：如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。
（6）对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。
如①S(单斜，s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1
②S(正交，s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1
③S(单斜，s)===S(正斜，s) ΔH3＝－0.33 kJ·mol－1
4．对比法理解反应热、燃烧热与中和热
“三热”是指反应热、燃烧热与中和热，可以用对比法深化对这三个概念的理解，明确它们的区别和联系，避免认识错误。
（1）化学反应吸收或放出的热量称为反应热，符号为ΔH，单位常用kJ·mol－1，它只与化学反应的化学计量数、物质的聚集状态有关，而与反应条件无关。中学阶段研究的反应热主要是燃烧热和中和热。
（2）燃烧热：在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。单位：kJ·mol－1。需注意：①燃烧热是以1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量来定义的，因此在书写燃烧热的热化学方程式时，一般以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数；②燃烧产物必须是稳定的氧化物，如C→CO2、H2→H2O(l)等。
（3）中和热：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。需注意：①稀溶液是指物质溶于大量水中；②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；③中和反应的实质是H＋和OH－化合生成H2O，即H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。
（4）反应热是指反应完全时的热效应，所以对于可逆反应，其热量要小于反应完全时的热量。
热化学方程式表示燃烧热和中和热的比较
5．中和热实验
【实验目的】 测定强酸与强碱反应的反应热，体验化学反应的热效应。
【实验原理】 通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此得中和热。
【实验装置】
【实验用品】
大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL)、环形玻璃搅拌棒、量筒（50 mL)两个、温度计、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、盐酸（0.50 mol·L?1）、氢氧化钠溶液（0. 55 mol·L?1）
【实验步骤】
【误差分析】
中和热的计算公式 ΔH= kJ·mol?1
误差分析依据 各因素主要影响（）。若（）偏大，则|ΔH |偏大；若（）偏小，则|ΔH |偏小。
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
用等浓度的NaOH溶液和盐酸实验
偏小
偏小
中和热是反应热的一种，其ΔH<0；中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离吸收的热量等。
只有强酸和强碱的稀溶液才能保证H＋(aq)＋OH?(aq)H2O(l)的中和热为57.3 kJ/mol，因为浓酸和浓碱在稀释时会放热，而弱酸和弱碱在中和反应中电离时吸收能量，其中和热一般小于57.3 kJ/mol，。
中和热通常是由实验测得的。在书写表示中和热的热化学方程式时，应以生成1 mol H2O为基准，配平其余物质的化学计量数。
写中和热的热化学方程式时生成的水必须为1 mol，而写中和反应的热化学方程式时生成水的物质的量可为任意值。
调研1 某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是
A．反应过程可表示为
B．E1为反应物的能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能
C．正反应的热效应为ΔH=E1?E2，且E2>E1，所以正反应为放热反应
D．此图中逆反应的热效应为ΔH=E1?E2，逆反应为吸热反应
【答案】D
调研2 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ΔH＝－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ΔH＝－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时的反应热叫做中和热，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ΔH＝－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101 kPa 时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物(水应为液态)时所放出的热量是该物质的燃烧热，D项错误。
调研3 下列有关叙述正确的是
A．如图所示，测定中和热时，大小两烧杯间填满碎纸条或泡沫塑料的目的是固定小烧杯
B．若用50 mL 0.55 mol·L?1的氢氧化钠溶液，分别与50 mL 0.50 mol·L?1的盐酸和50 mL 0.50 mol·L?1的硫酸充分反应，两反应测定的中和热不相等
C．中和热测定实验也可以用稀硫酸与氢氧化钠溶液反应
D．为了简化装置，中和热测定实验中的环形玻璃搅拌棒可以由温度计代替
【答案】C
考点2 反应热的计算 盖斯定律
一、反应热的计算
1．运用盖斯定律计算反应热
第一步，找目标 确定目标方程式，找出目标方程式中各物质出现在已知化学方程式中的位置。
第二步，定转变 根据目标方程式中各物质计量数和所在位置对已知化学方程式进行转变：或调整计量数，或调整方向。
第三步，相加减 对热化学方程式进行四则运算得到目标方程式及其ΔH。
应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时需要注意以下问题：
①参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2～3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ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。
②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。
③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
④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。
热化学方程式
焓变之间的关系
mAB ΔH1
AB ΔH2
ΔH2=ΔH1或ΔH1=mΔH2
mAB ΔH1
BmA ΔH2
ΔH1=?ΔH2
mAB ΔH1
BnC ΔH2
mAnC ΔH
ΔH=ΔH1+ΔH2
2．根据热化学方程式的反应热计算
计算依据：反应热与反应物中各物质的物质的量成正比。若题目给出了相应的热化学方程式，则按照热化学方程式与ΔH的关系计算反应热；若没有给出热化学方程式，则根据条件先得出热化学方程式，再计算反应热。
3．根据反应物和生成物的能量计算
（1）计算公式：ΔH=生成物的总能量?反应物的总能量。?
（2）根据燃烧热计算要紧扣反应物为“1 mol”、生成物为稳定的氧化物来确定。Q放=n(可燃物)×ΔH。
4．根据反应物和生成物的键能计算
计算公式：ΔH=反应物的键能总和?生成物的键能总和。
根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目。
常见物质的共价键数目
物质
CH4
(C—H)
Si
（Si—Si）
SiO2
(Si—O)
金刚石
（C—C）
石墨
（C—C）
P4
（P—P））
1 mol微粒所含共价键数目/NA
4
2
4
2
1.5
6
二、反应热大小比较的技巧
直接比较法
ΔH 是一个有正负的数值，比较时应连同“+”、“?”号一起比较。
（1）吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大(前者大于0，后者小于0)。
（2）同种物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多，ΔH 越小。
（3）等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多，对应ΔH 越小。
（4）产物相同时，同种气态物质燃烧放出的热量比等量的固态物质燃烧放出的热量多，放出的热量多对应ΔH 越小。
反应物相同时，生成同种液态物质放出的热量比生成等量的气态物质放出的热量多，放出的热量多对应ΔH越小。
（5）生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多，放出的热量多对应ΔH 越小。
（6）对于可逆反应，热化学方程式中的反应热是完全反应时的反应热，若按方程式反应物对应物质的量投料，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值，放出的热量少对应ΔH 越大。
例如：
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=?197 kJ/mol，
则向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。
（7）不同单质燃烧，能态高（不稳定）的放热多，对应ΔH 越小。如：金刚石比石墨能态高，两者燃烧，金刚石放热多，对应ΔH 越小。
盖斯定律比较法
（1）同一反应生成物状态不同时：
A(g)+B(g)C(g)　ΔH1<0
A(g)+B(g)C(l)　 ΔH2<0
因为C(g)C(l)　 ΔH3<0，而ΔH3=ΔH2?ΔH1，
所以|ΔH2|>|ΔH1|。
（2）同一反应物状态不同时：
S(s)+O2(g)SO2(g)　ΔH1<0
S(g)+O2(g)SO2(g)　ΔH2<0
S(s)SO2(g)　ΔH3>0
ΔH3+ΔH2=ΔH1，且ΔH3>0，所以|ΔH1|<|ΔH2|。
（3）两个有联系的不同反应相比：
C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1<0
C(s)+O2(g)CO(g)　ΔH2<0

ΔH3+ΔH2=ΔH1，所以|ΔH1|>|ΔH2|。
图示比较法
画出化学变化过程中的能量变化图后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较ΔH的大小。对于反应2A+B2C的能量变化如图所示：
调研1 已知：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=?Q1 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=?Q2 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=?Q3 kJ/mol
常温下，取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(已折合成标准状况)，经完全燃烧后恢复至常温，则放出的热量(kJ)为
A．0.4Q1+0.05Q3 B．0.4Q1+0.05Q2 C．0.4Q1+0.1Q3 D．0.4Q1+0.1Q2
【答案】A
【解析】标准状况下11.2 L混合气体中，甲烷占0.4 mol，H2占0.1 mol，0.4 mol CH4完全燃烧生成液态的水和二氧化碳放出0.4Q1 kJ的热量，0.1 mol H2完全燃烧生成液态的水，放出0.05Q3 kJ的热量。
调研2 已知下列热化学方程式：
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
下列关系式中正确的是
A．a＜c＜0 B．b＞d＞0
C．2a＝b＜0 D．2c＝d＞0
【答案】C
调研3 已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1。在25 ℃时，向恒压密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，达到平衡时放出热量a1；若25 ℃时，在此恒压密闭容器中只通入1 mol SO2和0.5 mol O2，达到平衡时放出热量a2。则下列关系正确的是
A．2a2＝a1＝197 kJ B．197 kJ＞a1＝2a2
C．a2＞a1＞197 kJ D．2a2＜a1＜197 kJ
【答案】B
【解析】恒温恒压下，对于可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，向恒压密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2与只通入1 mol SO2和0.5 mol O2互为等效平衡，达到平衡时反应物的转化率一定相等，则反应放出的热量关系：a1＝2a2；在可逆反应的热化学方程式中，反应热是指完全转化的热量，所以a1＜197 kJ，即197 kJ＞a1＝2a2，故选B。
1．下列各组变化中，前者是放热反应，后者是吸热反应的是
A．生石灰溶于水；锌粒和稀硫酸反应
B．稀释浓硫酸；金属或金属氧化物熔化
C．氨水和醋酸反应；二氧化碳与碳反应
D．工业煅烧石灰石；化石燃料燃烧
【答案】C
【解析】A项中，CaO与H2O反应放热；锌粒和硫酸反应放热。B项中，稀释浓硫酸是放热过程，但不是化学反应；金属或金属氧化物熔化为吸热过程，也不是化学反应。C项中，氨水与醋酸反应放热；CO2与C的反应为吸热反应。D项中，煅烧石灰石发生的为吸热反应；化石燃料的燃烧为放热反应。
2．CO(g)与H2O(g)反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．CO(g)和H2O(g)所具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有总能量
C．热化学方程式为CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=+41 kJ·mol?1
D．1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和H2O(g)要放出41 kJ热量
【答案】B
3．下列说法正确的是
A．测定盐酸和NaOH溶液反应的中和热时，每次实验均应测量三个温度，即盐酸的起始温度、NaOH溶液的起始温度和反应后的终止温度
B．HCl和NaOH反应的中和热ΔH=?57.3 kJ·mol?1，则稀H2SO4和稀Ca(OH)2溶液反应的中和热 ΔH=?2×57.3 kJ·mol?1
C．燃烧热是指在101 kPa时可燃物完全燃烧时所放出的热量
D．S(s)+O2(g)SO3(g) ΔH=?315 kJ·mol?1(燃烧热)
【答案】A
【解析】本题的易错之处是不能正确判断燃烧热的反应产物而错选D项。B项，中和热是指在稀溶液中，强酸与强碱反应生成1 mol H2O时放出的热量，生成微溶物CaSO4时也会产生热量，B项错误。C项，燃烧热是指在101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，C项错误。D项，S完全燃烧生成的稳定氧化物应为SO2气体，D项错误。
4．下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列说法正确的是

A．由MgCl2制取Mg是放热过程
B．热稳定性：MgI2＞MgBr2＞MgCl2＞MgF2
C．常温下氧化性：F2＜Cl2＜Br2＜I2
D．由图可知此温度下MgBr2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式：MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g)　ΔH＝－117 kJ·mol－1
【答案】D
5．N2和 H2在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下，用 、、分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是
A．使用催化剂，合成氨反应放出的热量减少
B．在该过程中，N2、H2断键形成N原子和H原子
C．在该过程中，N原子和H原子形成了含有非极性键的NH3
D．合成氨反应中，反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量
【答案】B
6．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为H+(aq)+OH?(aq)H2O(l) ΔH=?57.3 kJ/mol。稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与0.1 mol·L?1的NaOH溶液恰好完全反应，放出的热量与消耗NaOH溶液的体积之间的关系如图所示(CH3COOH电离要吸热)。则下列描述正确的是
A．A表示稀硝酸与NaOH溶液的反应
B．B表示稀醋酸与NaOH溶液的反应
C．b=5.73
D．C表示浓硫酸与NaOH溶液的反应
【答案】C
【解析】CH3COOH是弱酸，电离会吸热，浓硫酸溶解会放出大量热，这些不属于中和热，所以稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸分别与1.0 L 0.1 mol·L?1的NaOH溶液恰好完全反应，实际放出的热量的大小顺序为浓硫酸(A)>稀硝酸(B)>稀醋酸(C)，b点表示生成0.1 mol H2O(l)，所以b=5.73。
7．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是
A．反应生成1 mol N2时转移4 mol e－
B．反应物能量之和大于生成物能量之和
C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g) ΔH＝－139 kJ·mol－1
D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和
【答案】A
8．已知H2的燃烧热为285.8 kJ/mol，CO的燃烧热为282.8 kJ/mol。现有H2和CO组成的混合气体
56.0 L(标准状况)，充分燃烧后，放出热量710.0 kJ，并生成液态水。下列说法正确的是
A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=+282.8 kJ/mol
B．H2燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=?571.6 kJ/mol
C．燃烧前的混合气体中，H2的体积分数为40%
D．混合气体燃烧后与足量的过氧化钠反应，转移电子2 mol
【答案】C
【解析】A项，1 mol CO燃烧生成1 mol CO2放热282.8 kJ，ΔH<0，错误。B项，由于题目中已知H2的燃烧热，因此生成的H2O应为液态，错误。设56.0 L混合气体中含H2的物质的量为x，CO的物质的量为y，列式x+y==2.5 mol ①，285.8 kJ·mol?1x+282.8 kJ·mol?1y=710.0 kJ ②，联立①②解得x=1 mol，则H2的体积分数为×100%=40%，C项正确。混合气体燃烧后生成H2O、CO2共2.5 mol，与足量的过氧化钠反应能产生O2 1.25 mol，转移电子总数为2.5 mol，D项错误。
9．根据下图，下列判断中正确的是
A．石墨与O2生成CO2的反应是吸热反应
B．金刚石、石墨与O2反应，均可生成具有极性共价键的CO2
C．从能量角度看，金刚石比石墨更稳定
D．C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH＝E3－E1
【答案】B
10．在298 K、1.01×105 Pa下，将22 g CO2通入750 mL 1 mol·L?1的NaOH 溶液中充分反应，测得反应放出x kJ的热量。已知在该条件下，1 mol CO2通入1 L 2 mol·L?1的NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式正确的是
A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=?(2y?x) kJ·mol?1
B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=?(2x?y) kJ·mol?1
C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH=?(4x?y) kJ·mol?1
D．2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l) ΔH=?(8x?2y) kJ·mol?1
【答案】C
【解析】0.5 mol CO2与0.75 mol NaOH反应生成0.25 mol Na2CO3和0.25 mol NaHCO3，反应所放出的热量为x kJ，则生成1 mol Na2CO3和1 mol NaHCO3放出热量4x kJ；1 mol CO2通入含2 mol NaOH的溶液中，生成1 mol Na2CO3，放出y kJ的热量，则1 mol CO2与含1 mol。NaOH的溶液反应生成1 mol NaHCO3放出的热量为(4x?y) kJ，A项、B项均错；D项中NaOH和NaHCO3的状态标注错误；只有C项正确。
11．已知：
①2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJ·mol－1
②氢气燃烧的能量变化示意图：
下列说法正确的是
A．1 mol C(s)完全燃烧放出110 kJ的热量
B．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－480 kJ·mol－1
C．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋130 kJ·mol－1
D．欲分解2 mol H2O(g)，至少需要提供240 kJ的热量
【答案】C
12．已知：
①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3
④2CO2(g)＋4H2(g)===CH3COOH(l)＋2H2O(l)　ΔH4
⑤2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)　ΔH5
下列关于上述反应的焓变判断正确的是
A．ΔH1＞0，ΔH2＜0
B．ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1
C．ΔH3＞0，ΔH5＜0
D．ΔH4＝ΔH1 －2ΔH3
【答案】B
【解析】A项，物质的燃烧反应是放热的，焓变小于零，ΔH1＜0，ΔH2＜0，故A错误；B项，利用盖斯定律计算，将②×2＋③－①，可得 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)，反应热随之相加减，则ΔH5＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1，故B正确；C项，物质的燃烧反应是放热的，焓变小于零，所以2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3＜0，故C错误；D项，根据盖斯定律，反应④由③×2－①得到，故D错误。故选B。
13．据报道,地暖加热可能会导致室内甲醛的含量升高。地板胶黏剂中含有一定量的甲醛,甲醛对人体有害,但甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢来制备。甲醛与气态甲醇之间转化的能量关系如图所示。
（1）甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。
（2）过程(Ⅰ)与过程(Ⅱ)的反应热是否相同?　　　　　　　(填“相同”或“不相同”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学方程式:　 。
（4）甲醇催化脱氢转化为甲醛的过程中,如果要使反应温度维持在700 ℃,需向体系中通入空气,则进料甲醇与空气的物质的量的理论比值为　　　　[假设:H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-a kJ·mol-1,空气中氧气的体积分数为20%]。
【答案】（1）吸热
（2）相同 化学反应的反应热仅与反应体系的起始状态和最终状态有关,而与反应的途径无关
（3）CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)　ΔH=(E2-E1)kJ·mol-1
（4）
14．研究化学反应中的能量变化有重要意义。请根据学过的知识回答下列问题：
（1）已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示：
反应的热化学方程式为____________________________。
（2）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知：N≡N键的键能是948.9 kJ?mol?1，H—H键的键能是436.0 kJ?mol?1，N—H键的键能是391.55 kJ?mol?1，则N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=_____________________。
（3）依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：①C(s，石墨)+O2(g) CO2(g) ΔH1=?393.5 kJ?mol?1
②2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH2=?571.6 kJ?mol?1
③2C2H2(g)+5O2(g) 4CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=?2599 kJ?mol?1
298 K时反应2C(s，石墨)+H2(g)C2H2(g)的焓变：ΔH=_____________________。
（4）已知：铝热反应是放热反应，又知，常温下： 4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s) ΔH1
4Fe(s)+3O2(g) 2Fe2O3(s) ΔH2
下面关于ΔH1、ΔH2的比较正确的是
A．ΔH1>ΔH2 B．ΔH1<ΔH2 C．ΔH1=ΔH2 D．无法计算
【答案】（1）CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=?41 kJ ? mol?1
（2）?46.2 kJ ? mol?1
（3）226.7 kJ ? mol?1
（4）B
【解析】（1）由图知，CO(g)+H2O(g) CO2(g)+ H2(g) ΔH=?41 kJ ? mol?1。
（2）N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH=(948.9×+ 436.0×?391.55×3)kJ ? mol?1=?46.2 kJ ? mol?1。
（3）由已知反应①×2+②×?③×，得2C(s，石墨)+H2(g) C2H2(g)ΔH=?393.5 kJ ? mol?1×2+(?571.6 kJ·mol?1)×?(?2599 kJ·mol?1)×=226.7 kJ·mol?1。
（4）第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式，得4Al(s)+2Fe2O3(s) 2Al2O3(s)+4Fe(s) ΔH=ΔH1?ΔH2，因铝热反应是放热反应，则ΔH<0，即ΔH1?ΔH2<0，ΔH1<ΔH2。
15．（1）若在常温常压下，l克乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热约为30kJ的热量。写出乙醇燃烧热的热化学方程式 。
（2）化学反应中放出的热能(焓变，△H)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小关系。
已知：H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) △H=-185kJ/mol，断裂1 mo1H-H键吸收的能量为436kJ，断裂1 molCl-Cl键吸收的能量为247kJ，则形成1 molH-Cl键放出的能量为 kJ。
（3）黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ?△H=xkJ/mol
已知：碳的燃烧热△H1=akJ·mol-1
S(s)+2K(s)K2S(s)? △H2=bkJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s) △H3＝ckJ·mol-1则x为 kJ。
（4）根据以下三个热化学方程式：
2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O（1）? △H=-Q1kJ/mol
2H2S(g)+O2(g)2S(g)+2H2O（1）? △H=-Q2kJ/mol
2H2S(g)+O2(g)2S(g)+2H2O(g)△H=-Q3kJ/mol
判断Q1、Q2、Q3三者大小关系： 。
【答案】（1）C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)? △H=?1380kJ/mol
（2）434
（3）3a+b-c
（4）Ql>Q2>Q3
【解析】本题考查盖斯定律。（1）1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出30kJ热量，因1mol乙醇的质量是46g，则1mol乙醇燃烧放出的热量=30kJ×46 =1380kJ，所以其燃烧热的热化学反应方程式为：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)? △H=?1380kJ/mol。（2）断裂1molH?H键吸收的能量为436kJ，断裂1molCl?Cl键吸收的能量为247kJ，设形成1 molH-Cl键放出的能量为xkJ，由反应化学方程式H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g) △H=?185 kJ/mol,可知436 kJ/mol+247 kJ/mol?2x=?185 kJ/mol，解得x=434 kJ/mol。
（3）碳的燃烧热△H1=a?kJ?mol?1，其热化学方程式为
C(s)+O2(g)=CO2(g)?? △H1=a?kJ?mol?1 ①
S(s)+2K(s)═K2S(s)??? △H2=b?kJ?mol?1? ②
2K(s)+N2(g)+3O2(g)═2KNO3(s)?? △H3=c?kJ?mol?1?? ③
根据盖斯定律，将方程式①×3+②?③得S(s)+2KNO3 (s)+3C(s)═K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)，则
△H=x?kJ?mol?1=(3a+b?c)kJ?mol?1，即x=3a+b?c。
（4）已知①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O（1）?? △H=-Q1kJ/mol，
②2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O（1）?? △H=-Q2kJ/mol，
③2H2S(g)+O2(g)=2S(g)+2H2O(g)?? △H=-Q3kJ/mol，
与②相比较，由于S→SO2放热，则Q1>Q2，
②与③相比较，由于H2O(l)→H2O(g)吸热，则Q2>Q3，故Q1>Q2>Q3。

1．[2017江苏]通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。下列说法不正确的是
①C(s) + H2O(g)CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol?1
②CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2 (g) ΔH 2 = b kJ·mol?1
③CO2 (g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH 3 = c kJ·mol?1
④2CH3OH(g)CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH 4 = d kJ·mol?1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)CH3OCH3 (g) +H2O(l)的ΔH =kJ·mol?1
D．反应 2CO(g) + 4H2 (g) CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d ) kJ·mol?1
【答案】C
【名师点睛】本题以合成新能源二甲醚为背景，考查学生对简单化工流程的反应原理、能量的转化关系、化学反应焓变的概念、盖斯定律的运用等知识的掌握和理解程度，同时关注了节能减排、工业三废资源化处理、开发利用新能源等社会热点问题。
2．[2016上海]一定条件下，某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下，其中和代表不同元素的原子。
关于此反应说法错误的是
A．一定属于吸热反应
B．一定属于可逆反应
C．一定属于氧化还原反应
D．一定属于分解反应
【答案】A
【解析】根据图示可知该反应反应物是一种，生成物是两种。A．该物质属于分解反应，一般的分解反应是吸热反应，但也有的分解反应如2H2O2=2H2O+O2↑是放热反应，错误；B．根据图示可知有一部分反应物未参加反应，该反应是可逆反应，正确；C．该反应中有元素化合价的变化，属于氧化还原反应，正确；D．反应物是一种，生成物是两种，因此属于分解反应，正确。
3．[2016海南]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1 kg该化合物释放出热量3.8×104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为
A．3.8×104 kJ·mol?1 B．－3.8×104 kJ·mol?1
C．3.4×104 kJ·mol?1 D．－3.4×104 kJ·mol?1
【答案】D
4．[2016江苏]通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)2H2(g)+ O2(g) ΔH1=571.6 kJ·mol–1
②焦炭与水反应制氢：C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2(g) ΔH2=131.3 kJ·mol–1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH3=206.1 kJ·mol–1
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应CH4(g)C(s)+2H2(g)的ΔH=74.8 kJ·mol–1
【答案】D
【名师点睛】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：①参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2～3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ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。②当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。③将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。④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。
5．[2015·重庆]黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)　ΔH=x kJ·mol?1
已知：碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol?1
S(s)+2K(s) K2S(s)　ΔH2=b kJ·mol?1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)2KNO3(s)　ΔH3=c kJ·mol?1
则x为
A．3a+b?c B．c?3a?b C．a+b?c D．c?a?b
【答案】A
【解析】本题考查盖斯定律的应用，意在考查考生的基本计算能力。
①C (s) +O2(g)CO2(g)　ΔH1=a kJ·mol?1
②S(s) +2K(s)K2S(s)　ΔH2=b kJ·mol?1
③2K(s)+ N2(g)+3O2(g)2KNO3(s) 　ΔH3=c kJ·mol?1
S(s) + 2KNO3(s)+ 3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)　ΔH=x kJ·mol?1
根据盖斯定律：②?③+ 3×①可得：S(s) + 2KNO3(s)+3C(s)K2S(s)+N2(g)+3CO2(g)　ΔH= (3a + b ?c) kJ·mol?1，故x=3a+b?c，选项A正确。
6．[2017北京]TiCl4是由钛精矿（主要成分为TiO2）制备钛（Ti）的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：
资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物
SiCl4
TiCl4
AlCl3
FeCl3
MgCl2
沸点/℃
58
136
181（升华）
316
1412
熔点/℃
?69
?25
193
304
714
在TiCl4中的溶解性
互溶
——
微溶
难溶
（1）氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) ΔH1=+175.4 kJ·mol?1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=?220.9 kJ·mol?1
① 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_______________________。
【答案】（1）①TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H=?45.5 kJ/mol
7．[2017新课标Ⅰ]近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。回答下列问题：
（2）下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。
通过计算，可知系统（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。
【答案】（2）H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol
H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 系统（II）
【解析】（2）①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) △H1=＋327 kJ/mol
②SO2(g)+I2(s)+ 2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) △H2=－151 kJ/mol
③2HI(aq)= H2 (g)+ I2(s) △H3=＋110 kJ/mol
④H2S(g)+ H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+ 2H2O(l) △H4=＋61 kJ/mol
①+②+③，整理可得系统（I）的热化学方程式H2O(l)=H2(g)+O2(g) △H=+286 kJ/mol；
②+③+④，整理可得系统（II）的热化学方程式H2S (g)=H2(g)+S(s) △H=+20 kJ/mol。
根据系统I、系统II的热化学方程式可知：每反应产生1mol氢气，后者吸收的热量比前者少，所以制取等量的H2所需能量较少的是系统II。
8．[2017新课标Ⅱ]丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1?丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：
①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=?119 kJ·mol?1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=?242 kJ·mol?1
反应①的ΔH1为________kJ·mol?1。
【答案】（1）+123
9．[2017新课标Ⅲ]砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2S3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（3）已知：As(s)+H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2
2As(s)+O2(g) =As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =__________________。
【答案】（3）2△H1?3△H2?△H3
【解析】（3）根据盖斯定律，热化学反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)可以由反应①×2－反应②×3－反应③转化得到，则2△H1?3△H2?△H3。

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