资源简介

本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第六章 第一讲
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．下列变化中属于吸热反应的是
(　　)
①液态水汽化　②将胆矾加热变为白色粉末　③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A．①② B．②③
C．①④⑤ D．②④
【解析】　①③不属于化学反应；⑤属于放热反应。
【答案】　D
2．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是(　　)
A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量
B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
【解析】　X＋Y===M＋N　ΔH>0，就说明X与Y的总能量低于M、N的总能量，A错，D正确；破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量，C错；吸热反应有的不需要加热也可反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵搅拌即可。
【答案】　D
3．根据热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1(a＝－297.2)。分析下列说法，其中不正确的是
(　　)
A．S(s)在O2(g)中燃烧的反应是放热反应
B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，则a>b
C．1 mol SO2(g)所具有的能量低于1 mol S(s)与1 mol O2(g)所具有的能量之和
D．16 g固体硫在空气中充分燃烧，可吸收148.6 kJ的热量
【解析】　由题中条件可知：反应的热效应ΔH＝a kJ·mol－1＝－297.2 kJ·mol－1，可知该反应的正向反应为放热反应，故D错误。
【答案】　D
4．已知在1×105 Pa、298 K条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是
(　　)
A．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋242 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－484 kJ·mol－1
C．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝＋242 kJ·mol－1
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1
【解析】　据题意及热化学方程式的书写规则，可知热化学方程式为：
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1
或2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－484 kJ·mol－1
也可将H2O(g)写作反应物，H2(g)、O2(g)写作生成物，但此时ΔH的符号为“＋”，即A符合题意。
【答案】　A
5．分析下面的能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是
(　　)
A．2A(g)＋B(g)===2C(g)　ΔH＝a(a>0)
B．2A(g)＋B(g)===2C(g)　ΔH＝a(a<0)
C．2A＋B===2C　ΔH＝a(a<0)
D．2C===2A＋B　ΔH＝a(a>0)
【解析】　观察能量变化示意图可知，反应的热化学方程式为：
2A(g)＋B(g)===2C(g)　ΔH＝a(a<0)
或2C(g)===2A(g)＋B(g)　ΔH＝a(a>0)
【答案】　B
6．已知热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1＝－571.6 kJ/mol，则关于热化学方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH2＝？的说法正确的是
(　　)
A．热化学方程式中化学计量数表示分子数
B．该反应ΔH2大于零
C．该反应ΔH2＝－571.6 kJ/mol
D．该反应与上述反应属于可逆反应
【解析】　热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，而不表示分子数。该反应是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1＝－571.6 kJ/mol，逆向进行的反应，反应热为ΔH2＝＋571.6kJ/mol，但该反应不属于上述反应的可逆反应，因反应条件不相同。
【答案】　B
7．已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ。且氧气中1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为
(　　)
A．920 kJ B．557 kJ
C．436 kJ D．188 kJ
【解析】　根据能量守恒，拆开旧键所需的能量等于新键形成释放出的能量加吸收的能量(或减放出的能量)463 kJ×4－121 kJ×4＝496 kJ＋2ΔE(H—H)，求出ΔE(H—H)值为436 kJ，故答案为C。
【答案】　C
8．在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1
由1 mol CO(g)和3 mol CH4(g)组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为
(　　)
A．2 912 kJ B．2 953 kJ
C．3 236 kJ D．3 867 kJ
【解析】　由CO、CH4燃烧的化学方程式得1 mol CO充分燃烧，释放热量为＝283(kJ),3 mol CH4充分燃烧，释放的热量为890×3＝2 670(kJ)，因此，1 mol CO和3 mol CH4充分燃烧，释放出的热量为283 kJ＋2 670 kJ＝2 953 kJ。
【答案】　B
9．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应：
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
分别向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入：①稀醋酸，②浓硫酸，③稀硝酸，恰好完全反应的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，它们的关系正确的是
(　　)
A．ΔH1>ΔH2>ΔH3 B．ΔH2<ΔH1<ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1>ΔH3>ΔH2
【解析】　等物质的量的NaOH与稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸恰好反应生成等物质的量的水，若不考虑物质的溶解热和弱电解质电离吸热，应放出相同的热量。但在实际反应中，浓硫酸溶解放热，醋酸是弱电解质，电离要吸热，故选D。注意放热越多，ΔH的值越小。
【答案】　D
10．(2010年扬州质检)下列各组变化中，化学反应的反应热前者小于后者的一组是(　　)
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1；
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1；
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2
③t ℃时，在一定条件下，将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1；
CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH2
A．①②③ B．②④
C．②③④ D．③④
【解析】　①中 ΔH1和ΔH2均小于零，由于H2O(l)===H2O(g)吸收能量，故|ΔH1|>|ΔH2|，因此ΔH1<ΔH2。②中ΔH1＝2ΔH2，又ΔH1、ΔH2均小于零，所以ΔH1<ΔH2。③中在恒压容器建立平衡后SO2的转化率大于恒容容器中SO2的转化率，故Q10，ΔH2<0，所以ΔH1>ΔH2。
【答案】　A
11．如图，a曲线是298 K、101 kPa时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述正确的是
(　　)
A．该反应的热化学方程式为：N2＋3H22NH3　ΔH＝－92 kJ·mol－1
B．b曲线是升高温度时的能量变化曲线
C．加入催化剂，该化学反应的反应热改变
D．在298 K、体积一定的条件下，通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为Q1 kJ，若通入2 mol N2和6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ，则184>Q2>2Q1
【解析】　A项未注明各物质的聚集状态，应为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1；B项中升高温度曲线应与a曲线重合；C项中加入催化剂降低反应的活化能，但不改变反应热，加入催化剂后对应b曲线；D项：N2和H2的反应为可逆反应，Q1<92 kJ，由于通入2 mol N2和6 mol H2进行反应达平衡时反应物的转化率大于通入1 mol N2和3 mol H2时的转化率，故有184>Q2>2Q1。
【答案】　D
12．将V1 mL 1.0 mol·L－1HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。
下列叙述正确的是
(　　)
A．做该实验时环境温度为22 °C
B．该实验表明化学能可能转化为热能
C．NaOH溶液的浓度约为1.0 mol·L－1
D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应
【解析】　A项中5 mL HCl和45 mL NaOH反应后温度为22 °C；C项HCl和NaOH溶液物质的量浓度相同，恰好反应，HCl和NaOH体积相同，图象对称；D项Ba(OH)2晶体和NH4Cl晶体反应有水生成，但为吸热反应。
【答案】　B
二、非选择题
13．如右图所示，把试管放入盛有25 ℃时的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸。试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是______________________。
(2)产生上述现象的原因是________________________________________________。
(3)写出有关反应的离子方程式___________________________。
(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
【解析】　此题考查的知识点有化学反应中的能量变化、金属与酸的反应、物质的溶解度与温度的关系等。解这类题应综合所学知识，全面思考问题，利用题给条件逐一作答。教材中的实验是铝和盐酸反应的实验，它表明活泼金属与酸的反应是放热反应，类推：镁与盐酸的反应也是放热反应。另外，还需注意Ca(OH)2的溶解度随温度的升高是减小的。
【答案】　(1)试管中镁片上有大量气泡产生，镁片逐渐溶解，烧杯中液体变浑浊，有白色物质析出
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小，析出固体使溶液变浑浊
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑　(4)小于
14．(2010年嘉兴质检)(1)①根据下列图示，写出反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。
②根据如图所示情况，判断下列说法中正确的是(　　)
A．其热化学方程式为：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　　ΔH＝＋41 kJ/mol
B．该反应为吸热反应
C．该反应为放热反应
D．当H2O为液态时，其反应热值小于41 kJ/mol
(2)已知16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量，该反应的热化学方程式是________________________________________________________________________
________________。
(3)如图是某温度下，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为：________________________________________________________________________
________________________。
a、b两条曲线产生区别的原因很可能是______________________________。
【解析】　(1)②以图示形式将反应CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)的质变与能变呈现出来，并要求判断反应类型及ΔH情况。根据所给图示可知，A选项将反应的反应物与生成物弄反了，故不对；生成物的能量比反应物的能量高，故该反应为吸热反应，B选项正确，则C选项错误；D选项未限定H2O的物质的量，故不对。答案为B。
(3)b反应中使用催化剂，可以降低反应的活化能，但反应的热效应不会改变。
【答案】　(1)①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41 kJ/mol
②B
(2)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ/mol
(3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ/mol
a不使用催化剂，b使用了催化剂
15．下表中的数据是破坏1 mol物质时的化学键所消耗的能量(kJ)：
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
能量(kJ) 243 193 151 432 366 298 436
根据上述数据回答(1)～(6)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是
(　　)
A．H2 B．Cl2
C．Br2 D．I2
(2)下列氢化物中，最稳定的是
(　　)
A．HCl　　　　B．HBr　　　　C．HI
(3)X2＋H2===2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，若消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收热量最多的是________。
(5)若无上表中的数据，你能正确回答出问题(4)吗？______。你的根据是________________________________________________________________________。
(6)写出H2和Cl2反应的热化学方程式：________________________________________。
【解析】　破坏1 mol物质的化学键时所消耗的能量与相同条件下由形成该物质的两原子形成1 mol该物质放出的能量相等，放出的能量越多，物质本身具有的能量越低，分子越稳定。
(1)生成1 mol H2时放出的能量最多，为436 kJ。
(2)生成1 mol HCl时放出的能量最多，为432 kJ。
(3)分别计算出三个反应放出的热量依次为：185 kJ、103 kJ和9 kJ。
【答案】　(1)A　(2)A　(3)放热　(4)Cl2
(5)能　生成物越稳定，放出的热量越多，在HX中，HCl最稳定
(6)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－185 kJ·mol－1
16．红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题：
(1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是____________________________；
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是_________________________________；
上述分解反应是一个可逆反应。温度T1时，在密闭容器中加入0.80 mol PCl5，反应达平衡时PCl5还剩0.60 mol，其分解率α1等于________；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5的分解率为α2，α2________α1(填“大于”、“小于”或“等于”)；
(3)工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。
原因是______________________________________________________；
(4)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3＝________，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的ΔH4________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【解析】　(1)、(2)中ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量，不难写出两个热化学方程式。分解率α1＝×
100%＝25%；升温，化学平衡向吸热反应方向移动，因PCl5的分解要吸热，故升温，分解率增大，α2>α1。
(3)降温，化学平衡向放热反应方向移动。
(4)根据盖斯定律：一个化学反应不论是一步完成还是多步完成，其热效应总是相同的。
【答案】　(1)Cl2(g)＋P(s)===PCl3(g)　ΔH＝－306kJ/mol
(2)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋93 kJ/mol
25%　大于
(3)两步反应均为放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解
(4)－399 kJ/mol　等于
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网(共62张PPT)
第1讲　化学反应与能量变化
最新展示 1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出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、中和热等概念。
3.了解热化学方程式的含义。
热点定位 1.吸热反应和放热反应的判断。2.热化学方程式的书写。
3.利用化学键断裂(或形成)时吸收(或释放)能量的数据计算反应热。
一、反应热(焓变)
1．焓变
(1)概念：在 条件下进行反应的 。
(2)符号及单位：表示符号：ΔH；单位：
。
恒压
反应热
kJ·mol－1(或
kJ/mol)
2．吸热反应和放热反应
(1)产生原因
(2)表示方法
①吸热反应：ΔH为“ ”或ΔH 0；
②放热反应：ΔH为“ ”或ΔH 0。
>
<
负
正
1．如何从微观和宏观两个角度判断一个反应是放热反应还是吸热反应？
【提示】　微观上：旧键断裂吸收的能量大于新键形成放出的能量，则反应吸热，称为吸热反应；旧键断裂吸收的能量小于新键形成放出的能量，则反应放热，称为放热反应。
宏观上：反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，反应放热；反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，反应吸热。
二、热化学方程式
1．概念：表明 的化学方程式。
2．表示意义：不仅表明了化学反应中的 ，也表明了化学反应中的 。例如：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH(298 K)＝－571.6 kJ/mol表示
。
反应所吸收或放出热量
物质变化
能量变化
在298_K时，2_mol气态氢气与1_mol气态
氧气反应完成后，生成2_mol液态水，放出571.6_kJ的热量
2．热化学方程式与普通化学方程式有何异同？
【提示】　相同的是：①表示意义相同：表示反应物和生成物各是什么及它们之间的物质的量的关系。②都遵守质量守恒定律，都需要配平。
不同的是：热化学方程式重在体现化学反应中的能量变化关系，故①须注明反应的温度和压强，②须注明物质的聚集状态，③化学计量数可以是分数。
三、中和反应反应热的测定
1．中和热
(1)定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成 所 的热量。
(2)举例：稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的中和热为 ，表示该反应中和热的热化学方程式为：
。
1_mol水
放出
57.3kJ/mol
HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ/mol
2．中和反应反应热的测定
(1)装置如下图
(2)注意事项
①碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是
。
②为保证酸、碱完全中和，常采用 ，稍稍过量。
③实验中若使用弱酸或弱碱，因中和过程中电离
，会使测得数值 。
防止热量
散失
碱(或酸)
吸收
热量
偏小
1．(上海高考题)下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 (　　)
A．碳酸钙受热分解　　　　　B．乙醇燃烧
C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．氧化钙溶于水
【解析】　生成物总能量高于反应物总能量的反应属于吸热反应，选项A中的反应是吸热反应，选项B、C、D中的反应是放热反应。
【答案】　A
2．(全国卷Ⅱ)已知：①1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量
②1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量
③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量
下列叙述正确的是 (　　)
A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
B．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的ΔH＝＋183 kJ/mol
C．氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183 kJ/mol
D．氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的ΔH＝－183 kJ/mol
【解析】　根据H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝E(H—H)＋E(Cl—Cl)－2E(H—Cl)＝436 kJ/mol＋243 kJ/mol－2×431 kJ/mol＝－183 kJ/mol，故选项C正确。
【答案】　C
3．(2009年四川高考题)25 ℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5 518kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是 (　　)
A．2H＋(aq)＋ (aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol
B．KOH(aq)＋ H2SO4(aq)=== K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol
C．C8H18(l)＋ O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5 518 kJ/mol
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ/mol
【解析】　A项，生成的是2 mol H2O及BaSO4沉淀；C项，应生成液态水；D项，辛烷应为1 mol。
【答案】　B
4．(2009年全国卷Ⅱ)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)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 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
【解析】　设H2、CH4的物质的量分别是x和y，则x＋y＝112 L/22.4 L·mol－1＝5 mol， ＋890 kJ·mol－1y＝3 695 kJ，解得x＝1.25 mol，y＝3.75 mol，故原混合气体中H2与CH4物质的量之比是1∶3。
【答案】　B
一、放热反应与吸热反应的比较
类型比较　　 放热反应 吸热反应
定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应
形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键的关系　　 生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量
表示方法 ΔH＜0 ΔH＞0
类型比较　　 放热反应 吸热反应
图示
类型比较　　 放热反应 吸热反应
常见反应 ①活泼金属与水或酸的反应。例如：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
②酸碱中和反应。例如：
2KOH＋H2SO4===K2SO4＋2H2O
③燃烧反应。例如：2CO＋O2 2CO2
④多数的化合反应。例如：
CaO＋H2O===Ca(OH)2
⑤铝热反应 ①多数的分解反应。例如：
CaCO3 CaO＋CO2↑
②盐的水解。例如：
NH4Cl＋H2O??
NH3·H2O＋HCl
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
④C和CO2、C和H2O(g)反应
【应用指南】　(1)化学反应表现为吸热或放热与反应开始是否需要加热无关，需要加热的反应不一定是吸热反应(如C＋O2 CO2为放热反应)，不需要加热的反应也不一定是放热反应。
(2)虽然浓H2SO4、NaOH固体溶于水明显放热，NH4NO3溶于水明显吸热，但均不能称为吸热反应或放热反应，因为都是物理变化。
已知化学反应2C(s)＋O2(g) 2CO(g)，2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法中不正确的是 (　　)
A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量
C．12 g C和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
【思路点拨】　解答本题应抓住以下两点：
(1)从物质所具有的能量角度理解放热反应。
(2)C(s)与O2(g)反应生成CO2(g)可理解为先后发生题给两反应。
【尝试解答】　据2C(s)＋O2(g) 2CO(g)为放热反应可知，12 g C(s)和16 g O2(g)所具有的总能量高于28 g CO(g)所具有的能量，但12 g C所具有的能量与28 g CO所具有的能量无法比较；根据2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)是放热反应知，56 g CO(g)和32 g O2(g)的总能量大于88 g CO2(g)的能量；由C(s)＋O2(g) CO2(g)为放热反应知12 g C(s)和32 g O2(g)的总能量大于44 g CO2(g)的能量；C燃烧生成CO2放出的热量应等于同质量的C燃烧生成CO放出的热量加上CO燃烧生成CO2放出的热量。
【答案】　A
【拓展训练】　1.白磷与氧可发生如下反应：P4＋5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P a kJ·mol－1、P—O b kJ·mol－1、P=Oc kJ·mol－1、O=OdkJ·mol－1。
根据上图所示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是 (　　)
A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1
B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1
C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1
D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1
【解析】　根据焓变的概念ΔH等于反应物键能的总和减去产物键能的总和，即ΔH＝E反应物－E产物，根据反应方程式P4＋5O2===P4O10和模型图分析可知，该反应的反应热ΔH＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1，A正确。
【答案】　A
二、热化学方程式的书写
1．书写步骤
(1)在化学方程式中每一种反应物和生成物后面加括号，括号中注明聚集状态，并配平，不必注明反应条件；对于同素异形体间的转化，在括号内还要标明物质名称。
(2)ΔH写在化学方程式的右边。若为放热反应，则ΔH为“－”；若为吸热反应，则ΔH为“＋”。其单位为kJ/mol或kJ·mol－1。
(3)标注ΔH的数值。方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应逆向进行，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
2．注意事项
(1)标明ΔH的测定条件
反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25 ℃、101 325 Pa下测定的，可不注明温度和压强。
(2)计量数表示的意义
热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子数或原子数。因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。
(3)可逆反应的热化学方程式
①可逆反应的热化学方程式中一般不用可逆号。
②若在热化学方程式中用“??”连接，仍表示反应按化学计量数完全转化时的反应热。
【应用指南】　判断热化学方程式正误要注意“四看”：
(1)看各物质的聚集状态是否正确；
(2)看ΔH变化的“＋”、“－”是否正确；
(3)看反应热的单位是否为kJ·mol－1；
(4)看反应热数值与化学计量数是否相对应。
化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是 (　　)
A．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)　
ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1
B．N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　
ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1
【思路点拨】　解答本题应抓住以下三点：
(1)明确三个能量变化：a kJ、b kJ、c kJ表示的意义。
(2)热化学方程式中化学方程式部分要与ΔH对应。
(3)用代数式表示ΔH的符号和数值时，可以将符号和代数式融为一体。
【尝试解答】　由图示可知：a kJ能量是 mol N2(g)和 mol H2(g)断键所吸收的，b kJ能量是1 mol N和3 mol H形成1 mol NH3(g)所放出的能量，1 mol NH3(g)变为1 mol NH3(l)释放c kJ能量。若生成NH3(g)，热化学方程式应为：
【答案】　A
【拓展训练】　2.(2009年重庆高考)下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确) (　　)
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　
　ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃烧热)
B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　
　ΔH＝＋57.3 kJ/mol(中和热)
C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　
ΔH＝－296.8 kJ/mol(反应热)
D．2NO2===O2＋2NO　
ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反应热)
【解析】　选项A，H2O的状态是不稳定的气态，不是表示燃烧热的热化学方程式。选项B，中和热为放热反应，ΔH＝－57.3 kJ/mol。选项C，S燃烧生成SO2的反应是放热反应，ΔH<0，同时也注明了物质的聚集状态等，正确。选项D，未注明物质的聚集状态，错误。
【答案】　C
1．参照反应Br＋H2―→HBr＋H的能量与反应历程的示意图，下列叙述中正确的是 (　　)
A．从图中可看出，该反应的反应热与反应途径有关
B．正反应为放热反应
C．加入催化剂，该化学反应的反应热增大
D．正反应为吸热反应
【解析】　根据反应历程的示意图可知：反应物(Br和H2)比生成物(HBr和H)具有的能量低，故该反应为吸热反应。反应热与途径无关，加入催化剂反应热不变。
【答案】　D
2．已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－270 kJ/mol，下列说法正确的是 (　　)
A．氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是放热反应
B．1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF放出的热量小于270 kJ
C．在相同条件下，1 mol H2与1 mol F2的能量总和大于2 mol HF气体的能量
D．该反应中的能量变化可用下图来表示
【解析】　由热化学方程式可知ΔH<0，H2和F2反应生成HF是放热反应，则氟化氢分解生成H2和F2为吸热反应，故A错。HF(g)转变为HF(l)要放热，则1 mol H2与1 mol F2反应生成2 mol液态HF，放出的热量大于270 kJ，故B错。该反应为放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，C正确。该反应中能量变化的图示为
【答案】　C
3．(2010年淮安调研)下列关于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，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝2×(－57.3)kJ/mol
B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋(2×283.0) kJ/mol
C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
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
【解析】　A项在不考虑“H2SO4与Ca(OH)2不仅生成水，而且还生成CaSO4微溶物，会改变体系热量”的前提下，二者的中和热ΔH＝－57.3 kJ/mol；C项，需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如NH3的催化氧化就是一个在加热条件下进行的放热反应；D项，甲烷的燃烧热应指生成液态水时放出的热量。
【答案】　B
4．已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－Q1 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝－Q2 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH3＝－Q3 kJ·mol－1
常温下，取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况下)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为 (　　)
A．0.4Q1＋0.05Q3 B．0.4Q1＋0.05Q2
C．0.4Q1＋0.1Q3 D．0.4Q1＋0.2Q2
【解析】　n(气体)＝ ＝0.5 mol
即混合气体中有0.4 mol CH4和0.1 mol H2。
燃烧后恢复至室温，水为液态，故放出的热量为：
Q＝0.4Q1＋ ＝0.4Q1＋0.05Q3
【答案】　A
5．根据如下图所示，写出下列反应的热化学方程式并回答相关问题：
(1)________________________________________________________________________；
(2)________________________________________________________________________。
Q1与Q2的关系：Q1________Q2(填“大于”“小于”或“等于”)。
【解析】　由图(1)知反应物为A(g)、B(g)，生成物为C(g)，反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该过程为放热反应，因此该反应的热化学方程式为：A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH＝－Q1 kJ/mol。由图(2)知，反应物为C(g)，生成物为A(g)、B(g)，生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该过程为吸热反应，因此其热化学方程式为：C(g)===A(g)＋B(g)　ΔH＝＋Q2 kJ/mol，从上述两反应的热化学方程式可知，上述两过程的反应物和生成物正好互换，因此反应过程中的反应热数值应相等，即Q1＝Q2。
【答案】　(1)A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH＝－Q1 kJ/mol
(2)C(g)===A(g)＋B(g)　ΔH＝＋Q2 kJ/mol　等于
6．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫做活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。
(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应________(填“需要”或“不需要”)加热，该反应的ΔH＝______________(用含E1、E2的代数式表示)。
(2)已知热化学方程式：H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
该反应的活化能为167.2 kJ·mol－1，则其逆反应的活化能为______________。
(3)对于同一反应，图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是__________________。
【答案】　(1)放热　需要　－(E1－E2)kJ·mol－1
(2)409 kJ·mol－1
(3)使用了催化剂本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第6章
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
(60分钟，100分)
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．有专家指出，如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，使之能够实现如图转化，那么，不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转化为
(　　)
A．化学能　　　　　　　　　B．热能
C．生物能 D．电能
【解析】　关键信息是CO2、H2O、N2利用太阳能使它们重新组合，根据图示可知组合成可燃物，而可燃物燃烧后转化为产物并放出热量，产物又结合太阳能转化为燃料，如此循环可知太阳能最终转化为热能。
【答案】　B
2．下列变化为放热反应的是
(　　)
A．H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ/mol
B．2HI(g)??H2(g)＋I2(g)　ΔH＝＋14.9 kJ/mol
C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应
D．能量变化如下图所示的化学反应
【解析】　A项不属于化学反应，B项为吸热反应，C项无法确定是放热反应还是吸热反应。
【答案】　D
3．(2010年青岛质检)下列说法不正确的是
(　　)
①在热化学方程式中无论是反应物还是生成物都必须标明状态②所有的化学反应都伴随着能量变化　③放热反应发生时不必加热　④吸热反应在加热后才能发生　⑤化学反应的热效应数值只与参加反应的物质的多少有关　⑥一般来说，吸热反应在一定条件下也能发生　⑦依据盖斯定律，反应焓变的大小与反应的途径有关，无论是一步完成还是分几步完成，其总的热效应完全相同
A．②③⑥⑦ B．③④⑤⑦
C．④⑤⑦ D．③④⑦
【解析】　放热反应有时需要加热才能实现，如燃烧反应，③错误；有些吸热反应不需要加热就能发生，如铵盐与Ba(OH)2混合研磨就能反应，④错误；化学反应的热效应不仅与反应物的多少有关，还与物质的状态有关，⑤错误；从盖斯定律来看，反应焓变的大小与途径无关，故⑦错误。
【答案】　B
4．在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是
(　　)
A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋725.8 kJ·mol－1
B．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1 452 kJ·mol－1
C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－725.8 kJ·mol－1
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝＋1 452 kJ·mol－1
【解析】　CH3OH燃烧的化学方程式为2CH3OH＋3O22CO2＋4H2O。1 g CH3OH燃烧放出22.68 kJ热量，则2 mol CH3OH燃烧放出的热量为22.68 kJ×32×2＝1 452 kJ。
【答案】　B
5．为了测定酸碱反应的中和热，计算时至少需要的数据是
(　　)
①酸的浓度和体积　②碱的浓度和体积　③比热容　④反应后溶液的质量　⑤生成水的物质的量　⑥反应前后温度变化⑦操作所需的时间
A．①②③⑥ B．①③④⑤
C．③④⑤⑥ D．全部
【解析】　要准确答好这个问题需要把中和反应的反应热的测定原理搞清楚。首先测定反应热：Q＝－mc(T2－T1)可以看出此时需要知道③④⑥；然后换算成中和热，也就是生成1 mol水时的反应热，又需要知道⑤，但是实际操作中可以利用①②计算得出生成水的物质的量。所以选择C。
【答案】　C
6．下列说法正确的是
(　　)
A．1 mol硫酸与1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的热量为中和热
B．25 ℃、101 kPa,1 mol S和2 mol S的燃烧热相等
C．CO是不稳定的氧化物，它能继续和氧气反应生成稳定的CO2，所以CO的燃烧反应一定是吸热反应
D．101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热
【解析】　中和热是在稀溶液里强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水时所释放出的热量，而1 mol H2SO4和1 mol Ba(OH)2完全中和时生成2 mol H2O，A错误；燃烧热指在25 ℃、101 kPa时1 mol该物质完全燃烧生成稳定的氧化物时，所放出的热量，与实际燃烧的硫的物质的量无关，B正确；C不完全燃烧产生的CO是一种良好的气体燃料，其燃烧反应一定是放热反应，C错误；燃烧热是温度和压强的函数，因为不同温度下测得的反应热是不同的，故未指明温度谈燃烧热无意义，且若碳不完全燃烧所放出的热量也不能称为燃烧热，D错误。
【答案】　B
7．(2010年徐州调研)在101 kPa和25 ℃时，有关反应的热化学方程式如下：
C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1＝－110.5 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－241.7 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(1)　ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1
下列说法正确的是
(　　)
A．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝－131.2 kJ ·mol－1
B．H2燃烧热的热化学方程式为：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(1)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
C．2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－483.4 kJ·mol－1
D．H2O(g)＝H2O(1)　ΔH＝－44.1 kJ·mol－1
【解析】　A项ΔH＝＋131.2 kJ ·mol－1，故错误；B项燃烧热应是1 mol物质燃烧，故错误；C项ΔH＝＋483.4 kJ·mol－1，故错误；D项正确。
【答案】　D
8．下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是
(　　)
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1　C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2
②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3　S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH5　2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH6
④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7　CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)　ΔH8
A．①　　　　　　　　 B．④
C．②③④ D．①②③
【解析】　①中C(s)完全燃烧反应放出的热量更多，ΔH1<ΔH2。②中S(g)燃烧放热更多，ΔH3>ΔH4。③中ΔH6＝2ΔH5，反应放热，故ΔH5>ΔH6。④中ΔH7>0，ΔH8<0。
【答案】　C
9．已知25 ℃、101 kPa条件下：
(1)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH＝－2 834.9 kJ·mol－1
(2)4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)　ΔH＝－3 119.1 kJ·mol－1
由此得出的正确结论是
(　　)
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应
B．等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应
C．O3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应
D．O2比O3稳定，由O2变O3为放热反应
【解析】　由盖斯定律得：3O2(g)===2O3(g)　ΔH＝＋284.2kJ·mol－1，该反应为吸热反应，故等质量O2比O3能量低，A正确；O3比O2不稳定，C错误；反应吸热，D错误。
【答案】　A
10．通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键 H—H Cl—Cl H—Cl
生成1 mol化学键时放出的能量 436 kJ·mol－1 243 kJ·mol－1 431 kJ·mol－1
则下列热化学方程式不正确的是
(　　)
A.H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH＝－91.5 kJ·mol－1
B．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－183 kJ·mol－1
C.H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH＝＋91.5 kJ·mol－1
D．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋183 kJ·mol－1
【解析】　本题考查反应热与键能的关系：ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和。C项的反应是放热反应，C错误；ΔH＝×436 kJ·mol－1－431 kJ·mol－1＋×243 kJ·mol－1＝－91.5 kJ·mol－1。
【答案】　C
11．已知下列热化学反应方程式：
Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH＝－24.8 kJ/mol
Fe2O3(s)＋CO(g)===Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH＝－15.73 kJ/mol
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋640.4 kJ/mol
则14 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为(　　)
A．－218 kJ/mol B．－109 kJ/mol
C．＋218 kJ/mol D．＋109 kJ/mol
【解析】　该问题可以转化为CO(g)＋FeO(s)===Fe(s)＋CO2(g)　ΔH＝？所以应用盖斯定律，若把已知给出的3个热化学方程式按照顺序编号为①、②、③，那么[(①－②)×－③]×即可。
【答案】　B
12．已知下列热化学方程式：
(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.31 kJ·mol－1
(2)2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l)
ΔH＝－3 119.6 kJ·mol－1
(3)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－1 411.0 kJ·mol－1
(4)2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－2 599.2 kJ·mol－1
(5)C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 219.9 kJ·mol－1
现有由上述五种烃中的两种组成的混合气体2 mol，经充分燃烧后放出3 037.6 kJ的热量，则下列哪些组合是不可能的
(　　)
A．CH4和C2H6 B．C2H4和C3H8
C．C2H6和C3H8 D．C2H6和C2H4
【解析】　1 mol CH4充分燃烧放出热量：890.31 kJ，
1 mol C2H6充分燃烧放出热量：3 119.6 kJ×＝1 559.8 kJ，
1 mol C2H4充分燃烧放出热量：1 411.0 kJ，
1 mol C2H2充分燃烧放出热量：
＝1 299.6 kJ，
1 mol C3H8充分燃烧放出热量：2 219.9 kJ，
1 mol 混合气体充分燃烧放出热量：
＝1 518.8 kJ，由平均值原理，判断出符合题意的选项为C。
【答案】　C
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(12分)(2010年河源质检)党的十七大报告指出：“加强能源资源节约和生态环境保护，增强可持续发展能力，坚持节约资源和保护环境的基本国策，发展环保产业。”
(1)下列有关做法不符合上述要求的是________。
A．将煤液化、气化，提高燃料的燃烧效率
B．安装汽车尾气催化转化装置，使之反应：4CO＋2NO24CO2＋N2
C．大力推广乙醇汽油的同时，研究开发太阳能汽车和氢燃料电池汽车
D．在水力发电、火力发电、核能发电和风力发电中要大力发展火力发电
(2)将煤转化为水煤气的主要化学反应为
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；C(s)、H2(g)和CO(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1①
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242.0 kJ·mol－1　②
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1　③
请回答：
①根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②水煤气不仅是优良的气体燃料，也是重要的有机化工原料，CO和H2在一定条件下可以合成：a.甲醇；b.甲醛；c.甲酸；d.乙酸。试分析当CO和H2按1∶1的体积比混合反应，合成上述________(填序号)物质时，可以满足“绿色化学”的要求，完全利用原料中的原子，实现零排放。
【解析】　(1)A中将煤液化和气化，能有效提高煤燃烧产生能量的利用率；B中对汽车尾气进行处理，符合环保要求；C中推广乙醇汽油，有利于减少污染物的排放量；D中火力发电的主要燃料是煤，其燃烧产生的SO2是大气污染物，CO2是温室气体，不利于环境保护。
(2)煤转化为水煤气的反应可由①－②－③得到，可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1，CO和H2按1∶1反应合成物质时，可达到零排放，符合“绿色化学”的要求，则合成的物质的最简式应满足CH2O，则b、d符合。
【答案】　(1)D
(2)①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.5kJ·mol－1　②b、d
14．(15分)按要求写热化学方程式：
(1)已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式________________________________________________________________________
__________________________。
(2) 25 ℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式
________________________________________________________________________。
(3)如图是101 kPa时氢气在氯气中点燃生成氯化氢气体的能量变化示意图：
写出此反应的热化学方程式__________________________________________________。
(4)已知下列热化学方程式：
①CH3COOH(1)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(1)
ΔH1＝－870.3 kJ/mol
②C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ/mol
③H2(g)＋O2(g)===H2O(1)　ΔH3＝－285.8 kJ/mol
写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(1)的热化学方程式____________________________________________。
【解析】　(1)由中和热的定义可知，1 mol NaOH与 mol H2SO4生成1 mol水时放热57.3 kJ。
(2)CO2通入澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，即n(CO2)＝0.25 mol，则n(C4H10)＝ mol,1 mol 丁烷完全燃烧放出热量16Q kJ。
(3)1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的热效应是：
ΔH＝436 kJ/mol＋243 kJ/mol－2×431 kJ/mol＝－183 kJ/mol。
(4)合成CH3COOH的反应为：
2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(1)
根据盖斯定律，②×2＋③×2－①即得，ΔH＝(－393.5 kJ/mol)×2＋(－285.8 kJ/mol)×2－(－870.3 kJ/mol)＝－488.3 kJ/mol。
【答案】　(1)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(1)　ΔH＝－57.3 kJ/mol
(2)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－16Q kJ/mol
(3)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－183 kJ/mol
(4)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)
ΔH＝－488.3 kJ/mol
15．(13分)甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如下图所示。
(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？________原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
____________________________。
(3)写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式
________________________________________________________________________。
(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理论比值为________[假设：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，空气中氧气体积分数为0.2]。
【答案】　(1)吸热　(2)相同　一个化学反应的反应热仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关
(3)CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)
　ΔH＝(E2－E1)kJ·mol－1
(4)
16．(12分)北京奥运会“祥云”火炬使用的燃料的主要成分是丙烷。已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol，C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 220 kJ·mol－1，根据上述热化学方程式，回答相关问题：
(1)1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧生成二氧化碳和液态水释放的热量为________。
(2)现有H2和C3H8的混合气体共6 mol，完全燃烧生成液态水和二氧化碳，放出热量为3 649 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积之比为________。
(3)现有氢气和丙烷的混合气体在该条件下完全燃烧生成二氧化碳和液态水，放出热量为Q kJ，则混合气体的物质的量不小于________mol。
【解析】　(1)由反应方程式可得1 mol H2完全燃烧生成二氧化碳和液态水释放的热量是571.6 kJ/2＝285.8 kJ,2 mol C3H8完全燃烧生成二氧化碳和液态水释放的热量是2 220 kJ·mol－1×2 mol＝4 440 kJ，所以1 mol H2和2 mol C3H8组成的混合气体完全燃烧生成二氧化碳和液态水释放的热量为285.8 kJ＋4 440 kJ＝4 725.8 kJ。
(2)设H2和C3H8的混合气体中氢气为x mol，C3H8为y mol，则可得x＋y＝6,285.8x＋2 220y＝3 649，解得x＝5，y＝1。
(3)因为在等物质的量时丙烷燃烧放出的热量大于氢气，即放出相同热量时需氢气的物质的量大于丙烷，所以如果此气体全为丙烷时，其物质的量为Q/2 220 mol，即混合气体物质的量一定大于Q/2 220 mol。
【答案】　(1)4 725.8 kJ　(2)5∶1　(3)Q/2 220
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网(共63张PPT)
第2讲　燃烧热　能源　化学反应热的计算
最新展示 1.了解燃烧热的概念。
2.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。
3.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
热点定位 1.燃烧热、中和热等概念的辨析和判断。
2.盖斯定律在反应热计算中的应用。
3.结合生产、生活考查新能源的开发和利用。
一、燃烧热
1．概念： 时， 纯物质完全燃烧生成 的化合物时所放出的能量。
2．单位： 。
3．特点：物质燃烧时一定放热，则燃烧热一定为 。
25 ℃ 101 kPa
1 mol
稳定
kJ·mol－1
正值
1．表示燃烧热时，可燃物中的C、H、S、P等元素应分别生成什么物质？其状态如何？
【提示】　C―→CO2(g)，H―→H2O(l)，S―→SO2(g)，P―→P2O5(s)。
二、能源
1．化石燃料
(1)种类： 、 、 (填三种)。
(2)特点：蕴藏量有限，属于 (填“可以再生”或“不可再生”)能源。
(3)解决化石燃料枯竭的办法：开源节流，即开发新的能源和节约现有的能源。
煤
石油
天然气
不可再生
2．新能源
(1)种类：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。
(2)特点：资源丰富， (填“可以再生”或“不可再生”)，没有污染或很少污染。
可以再生
三、盖斯定律
1．内容：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是 的，它只与反应体系的
有关，而与反应途径无关。
2．应用：间接计算某些反应(反应热无法直接测得)的反应热。
3．举例： ΔH＝ 。 　
ΔH1＋ΔH2
相同
始态和终态
2．反应热ΔH的单位kJ·mol－1中的mol是具体指某种物质的物质的量吗？
【提示】　ΔH的单位kJ·mol－1并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应，以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。
1．(重庆高考)25 ℃、101 kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1、890.3 kJ·mol－1、2 800 kJ·mol－1，则下列热化学方程式正确的是 (　　)
A．C(s)＋ O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1
C．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
D. C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol－1
【解析】　根据燃烧热的定义，碳的燃烧产物应是二氧化碳；氢气燃烧是放热反应(ΔH<0)且生成液态水；25 ℃时甲烷的燃烧产物是气态二氧化碳和液态水。
【答案】　D
2．(2009年天津高考)已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ/mol
Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋ O2(g)　ΔH＝－226kJ/mol
根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 (　　)
A．CO的燃烧热为283 kJ
B．上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH>－452 kJ/mol
D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.02×1023
【解析】　CO的燃烧热是283 kJ/mol，A项数据的单位不对。B项的图象中，CO和CO2的物质的量都应是2 mol。由题中的反应得：2Na2O2(s)＋2CO2(g)===2Na2CO3(s)＋O2(g)　ΔH＝－452 kJ/mol，当反应物中的CO2为固态时，因为固体变成气体要吸热，所以反应放出的热量减少，而放热反应的ΔH是负值，所以C项正确。根据题中两个反应得：Na2O2(s)＋CO(g)===Na2CO3(s)　ΔH＝－509 kJ/mol，即CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为2×6.02×1023。
【答案】　C
3．(2009年海南高考)已知：Fe2O3(s)＋
C(s)=== CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH＝＋234.1 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
则2Fe(s)＋ O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是(　　)
A．－824.4 kJ·mol－1　　
B．－627.6 kJ·mol－1
C．－744.7 kJ·mol－1
D．－169.4 kJ·mol－1
【答案】　A
4．[2009年广东高考T23－(1)]由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为：
4Ca5(PO4)3F(s)＋21SiO2(s)＋30C(s)===3P4(g)＋20CaSiO3(s)＋30CO(g)＋SiF4(g)　ΔH
①上述反应中，副产物矿渣可用来__________________。
②已知相同条件下：
4Ca5(PO4)3F(s)＋3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)＋2CaSiO3(s)＋SiF4(g)　ΔH1
2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===P4(g)＋6CaO(s)＋10CO(g)　ΔH2
SiO2(s)＋CaO(s)===CaSiO3(s)　ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH，ΔH＝________________。
【解析】　①矿渣为固态物质CaSiO3。
②设题中4个方程式按顺序分别为a、b、c、d，根据盖斯定律可知a＝b＋3c＋18d，则推知：ΔH＝ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3。
【答案】　①生产水泥等建筑材料　②ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3
一、燃烧热与中和热的比较
比较角度 燃烧热 中和热
相
同
点 能量变化 放热
ΔH ΔH<0，单位常用kJ/mol
不
同
点 反应物
的量 1 mol(O2不限量) 不限量
生成物
的量 不限量 H2O是1 mol
反应热的含义 1 mol反应物
完全燃烧时放出的热量；不同反应物，燃烧热不同 生成 1 mol H2O
时放出的热量；不
同的反应物的中
和热大致相同，均
约为57.3 kJ/mol
【应用指南】　(1)文字叙述燃烧热时，用“正值”表示，例如，CH4的燃烧热为890.31 kJ/mol。
(2)书写表示燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：
C8H18(l)＋ O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ/mol，即C8H18的燃烧热为5 518 kJ/mol。
①CaCO3(s)===CaO＋CO2(g)　ΔH＝＋177.7 kJ
②C(s)＋H2O(s)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝－131.3 kJ/mol
③ H2SO4(l)＋NaOH(l)=== Na2SO4(l)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ/mol
④C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol
⑤CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ/mol
⑥HNO3(aq)＋NaOH(aq)===NaNO3(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ/mol
⑦2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－517.6 kJ/mol
(1)上述热化学方程式中，不正确的有__________，不正确的理由分别是___________________。
(2)根据上述信息，写出C转化为CO的热化学方程式
________________________________________________________________________。
(3)上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式有________；表示中和热的热化学方程式有______。
【名师解析】　①中CaO未注明聚集状态；ΔH单位应为kJ/mol；②式不符合实际反应情况，碳和水的反应属于吸热反应，ΔH>0；③式中各物质聚集状态标注中，除H2O外，应为(aq)；由④、⑤可得C转化为CO的热化学方程式；101 kPa时，1 mol纯物质(指纯净物：单质或化合物)完全燃烧生成稳定化合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生成1 mol H2O时，所释放的热量称为中和热。
【答案】　(1)①②③　①中CaO未注明状态，ΔH单位错；②式不符合反应事实，吸热反应ΔH>0；③式中各物质均处于稀溶液中，状态(除H2O外)均为溶液(aq)
(2)C(s)＋ O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ/mol
(3)④⑤　⑥
【拓展训练】　1.下列叙述或表示方法中，正确的是
(　　)
A．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．由C(石墨)===C(金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定
C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3kJ·mol－1，若将含1 mol CH3COOH与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热量小于57.3 kJ
D．1 L 0.5 mol·L－1稀硫酸与1 L 1 mol·L－1的NaOH溶液反应，放出57.3 kJ的热，于是有：H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
【解析】　硫蒸气的能量高，故前者放出的热量多，A错误；石墨变为金刚石为吸热反应，故金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，B错误；在稀溶液中：CH3COOH为弱酸，电离时需吸热，故放出的热量小于57.3 kJ，C正确；D中生成2 mol水，故ΔH＝－114.6 kJ·mol－1，D错误。
【答案】　C
二、盖斯定律
1．理解盖斯定律的内容
对于反应：H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)可以有两个过程实现：
已知：H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)
ΔH1＝－241.8 kJ·mol－1
H2O(g)===H2O(l)　ΔH2＝－44.0 kJ·mol－1
根据盖斯定律，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－241.8 kJ·mol－1＋(－44.0 kJ·mol－1)＝－285.8 kJ·mol－1其数值与用量热计测得的数据相同。
这就说明热化学方程式可以像代数方程式一样进行加、减、乘、除运算，但在应用盖斯定律解题时，要注意化学计量数改变时，反应热要相应变化，运算过程中还应注意反应热的符号不要弄错。
2．盖斯定律的应用
(1)利用总反应和其中一个反应来确定另一反应的热效应，
如：　 ？＝ΔH－ΔH1
(2)确定反应物和生成物的相对稳定性。反应放热，则生成物能量降低，生成物稳定性较反应物强；反之，则弱。
(3)比较反应热的大小。
【应用指南】　有关反应热计算的角度
(1)热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正、负号；各项的系数(包括ΔH的数值)可以同时扩大或缩小相同的倍数。
(2)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。
(3)可燃物完全燃烧产生的热量＝可燃物的物质的量×其燃烧热。
(2009年宁夏高考有删减)2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)反应过程的能量变化如下图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1。
请回答下列问题：
(1)图中A、C分别表示______________、______________，E的大小对该反应的反应热有无影响？__________。
该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？________，理由是________________________________________________________________________；
(2)图中ΔH＝________kJ·mol－1；
(3)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol－1，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH(要求计算过程)。
【思路点拨】　解答本题应抓住以下两点：
(1)图中E表示活化能，ΔH为反应热。
(2)由表示硫燃烧热的热化学方程式和SO2氧化为SO3的热化学方程式，利用盖斯定律计算出目标反应的反应热。
【尝试解答】　(1)由图象很容易得出，纵坐标表示各种物质的能量。E是反应所必经的一个过渡状态即该反应的活化能，它只影响反应的难易程度，而整个反应过程的反应热只与反应的始终态有关，得出没有影响的结论。加入催化剂改变了反应历程，使活化能降低。
(2)中的ΔH可根据已知1 mol SO2参加反应时放热99 kJ，而图象中表示的是2 mol SO2反应，所以99 kJ要乘以2。
【答案】　(1)反应物能量　生成物能量　没有影响　降低　因为催化剂改变了反应历程，使活化能E降低
(2)－198
(3)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－296 kJ·mol－1
即3S(s)＋ O2(g)===3SO3(g)　ΔH＝－1 185 kJ·mol－1。
【拓展训练】　2.已知31 g 白磷变成红磷放出18.39 kJ热量，下列两反应中：
P4(s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH＝Q1 kJ·mol－1
4P(红，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)　ΔH＝Q2 kJ·mol－1
则下列说法中正确的是 (　　)
A．Q1>Q2，白磷比红磷稳定
B．Q1>Q2，红磷比白磷稳定
C．Q1D．Q1【解析】　根据31 g白磷变成红磷放出18.39 kJ的热量可知，白磷所含的能量高，红磷所含的能量低，红磷比白磷稳定；红磷转化为白磷的反应是吸热反应。根据“盖斯定律”，将两个方程式叠加得：P4(s)===4P(红，s)　ΔH＝(Q1－Q2)kJ·mol－1<0，因此Q1【答案】　D
3．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是－285.8 kJ·mol－1、－1 411.0 kJ·mol－1和－1 366.8 kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为 (　　)
A．－44.2 kJ·mol－1 B．＋44.2 kJ·mol－1
C．－330 kJ·mol－1 D．＋330 kJ·mol－1
【解析】　写出相应的热化学方程式，依据盖斯定律，适当进行加减计算。
①H2(g)＋ O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol
②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－1 411.0kJ/mol
③C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 366.8 kJ/mol，
则后两个方程式相减，便得到
C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)　ΔH＝－44.2 kJ/mol。
【答案】　A
1．(2010年泰安质检)能源分类相关图如图所示，下面四组能源中，全部符合图中阴影部分的能源是 (　　)
A．煤炭、石油、沼气
B．水能、生物能、天然气
C．太阳能、风能、潮汐能
D．地热能、海洋能、核能
【解析】　由所给图示可知，阴影部分所表示的为太阳能、可再生能源和新能源的交集。A中煤炭、石油均属于化石能源，属不可再生能源，A错误；B中天然气属不可再生能源，B错误；C中三者都既是新能源，又是可再生能源，且风能、潮汐能都是来自于太阳辐射的能量，C正确；D中核能不属于可再生能源，D错误。
【答案】　C
2．下列有关热化学方程式的叙述中，正确的是(　　)
A．含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，则表示该反应中和热的热化学方程式为：NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝＋57.4 kJ·mol－1
B．已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0，则金刚石比石墨稳定
C．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则H2的燃烧热为241.8 kJ·mol－1
D．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，
则ΔH1<ΔH2
【解析】　中和反应放热，故ΔH<0，A错误；石墨转化成金刚石吸收热量说明金刚石能量高于石墨，石墨比金刚石稳定，B错误；热化学方程式中产生的H2O为气态，不能计算H2的燃烧热，C错误；碳不完全燃烧放出的热量比完全燃烧的少，由于ΔH<0，所以ΔH2>ΔH1，D正确。
【答案】　D
3．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
下列关系式中正确的是 (　　)
A．ad>0
C．2a＝b<0 D．2c＝d>0
【解析】　H2在O2中燃烧为放热反应，所以a、b、c、d均小于零，排除B、D两项；反应①生成H2O(g)，反应③生成H2O(l)，生成H2O(l)比生成等量H2O(g)放热多，所以a>c；反应①的化学计量数是反应②化学计量数的一半，且生成H2O的状态相同，所以b＝2a。
【答案】　C
4．已知一定条件下，CO的燃烧热为283 kJ/mol，CH4的燃烧热为890 kJ/mol，由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下充分燃烧，释放的热量为(　　)
A．2 912 kJ B．2 953 kJ
C．3 236 kJ D．3 876 kJ
【解析】　CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ/mol；CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ/mol。所以，题中1 mol CO和3 mol CH4充分燃烧时共放热：283 kJ/mol×1 mol＋890 kJ/mol×3 mol＝2 953 kJ。
【答案】　B
5．(2010年杭州质检)城市使用的燃料，现大多用煤气、液化石油气。煤气的主要成分是CO和H2的混合气，它由煤碳与水(蒸气)反应制得，故又称水煤气。
(1)试写出制取水煤气的主要化学反应方程式：
______________________________________。
(2)液化石油气的主要成分是丙烷，丙烷燃烧的热化学方程式为：
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 220.0 kJ·mol－1
已知CO气体燃烧的热化学方程式为：CO(g)＋
O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－282.57 kJ/mol
试比较同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值约为________。
(3)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol
试比较同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值约为______。
(4)氢气是未来的能源，除产生的热量大之外，还具有的优点是
________________________________________________________________________。
【解析】　(1)由题意知反应方程式为：C＋H2O(g)
CO＋H2；(2)同物质的量的C3H8和CO燃烧，产生的热量比值为 。(3)同质量的氢气和丙烷燃烧，产生的热量比值为
【答案】　(1)C＋H2O(g) CO＋H2　(2)7.9
(3)2.8　(4)来源丰富，产物无污染
6．将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的途径之一。
煤转化为水煤气的主要化学反应为：
C＋H2O(g) CO＋H2。
C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②H2(g)＋ O2(g)===H2O(g)　ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1
③CO(g)＋ O2(g)===CO2(g)　ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1
试回答：
(1)请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式：____________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量________(填“多”或“少”)。
甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：
请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式 。
乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热量相同，请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)同学，另一同学出现错误观点的原因是_________。
【解析】　(1)上述三式①－②－③，则得：
C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)
ΔH＝ΔH1－ΔH2－ΔH3＝＋131.5 kJ·mol－1
(2)运用(1)的结果，1 mol CO和1 mol H2完全燃烧生成CO2(g)和水蒸气，恰好放出为－(ΔH2＋ΔH3)＝525 kJ，而1 mol C(s)完全燃烧只放出393.5 kJ的热量，故比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。
由盖斯定律知，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4。
综合分析，乙同学正确，而甲同学的分析主要是忽略了C(s)和H2O(g)的反应为吸热反应。
【答案】　(1)C(s)＋H2O(g)===H2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋131.5 kJ·mol－1
(2)多　ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4　乙
忽略了C(s)和水蒸气的反应为吸热反应(共6张PPT)
章末高效整合
本章知识网络①
放出执量
执
反
成物总能量
贮存在物质内部
AH能量转化为热能
类吸热反应、吸收
反
热能转化为物质内
部的能量储存起来
质量守恒
讲
考虑焓判据和熵判据的复合判掂
义单
在化学反应过程中放出或吸收的热量,用ΔH表
烧热
类{中和热
其他
发生反应的物质的物质
/解/
物物
应条
热化学方程式
依据{②盖斯定律
应热数据
算
求反应热
生反应的物质的物
用盖斯分
某反应的反应热
义
加反应的物质的物质的量与反应热的关系
执
的化学方程
明聚集状态
量数可以是整数,也可以是分数
书写
明温度、压
△H的数值、符号和单
用:反应热计算的依据
包括:煤
缺点:蕴藏量有
生,利用率低
石能源
措施:开源节流
能源
括:太阳能、氢能、地热能、风能海洋能
新能」生物能等
特点:资源
以再生,没有污染或
PISI
(单元质量检测
27经
21世纪教育(ww,21cmiy.com)全国最大的中小学教育资源网菇
21世纪教育网普通教学资源模版本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com
第六章 第二讲
(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)
一、选择题
1．下列有关燃料燃烧的说法正确的是
(　　)
A．使燃料充分燃烧，空气量越多越好
B．物质燃烧都需要氧气
C．水煤气不属于化石燃料，而煤、石油、天然气属于化石燃料
D．液化气是目前世界上最重要的气体矿物燃料
【解析】　A项，使燃料充分燃烧，空气适量为好，过量会带走部分热量。B项，燃烧不一定都需要氧气，如H2在Cl2中燃烧。C项中水煤气是CO和H2的混合气体，不是化石燃料，说法正确。D项，液化气不是矿物燃料，而是化石燃料，故选C。
【答案】　C
2．能源是现代化社会生活的物质基础。背景材料：①2006年国际油价飙升，新型纳米金属燃料面世；②2005年、2006年全国许多省市全面推广使用乙醇汽油；③到2010年，江苏省将打造成为全国重要的太阳能产业基地；④生物柴油是以油脂为原料，通过水解、酯化得高级脂肪酸甲酯。下列说法正确的是(多选)
(　　)
A．乙醇汽油推广的最主要目的在于降低国际市场的油料价格
B．生物柴油燃烧不会产生二氧化碳，是一种清洁能源
C．太阳能是一种清洁安全的可再生能源
D．纳米金属燃料表面积大、易引发、能量释放快
【解析】　能源问题既是举国关心的大问题，也是化学界一直关注的重要课题。生物柴油、乙醇汽油的推广，主要是为缓解能源危机，达到节约资源的目的，纳米金属燃料作为新燃料，也与此有关。
【答案】　CD
3．丙烷是液化石油气的主要成分，其燃烧热为2 217.8 kJ/mol，表示丙烷燃烧热的热化学方程式为
(　　)
A．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝＋2 217.8kJ/mol
B．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－2 217.8kJ/mol
C．C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－2 217.8 kJ/mol
D.C3H8(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)　ΔH＝－443.6 kJ/mol
【解析】　A项有两处错误：①H2O应为液态；②ΔH<0；B项中H2O应为液态；D项中C3H8物质的量应为1 mol。
【答案】　C
4．物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是
(　　)
A．A→F，ΔH＝－ΔH6
B．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝1
C．C→F，|ΔH|＝|ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|
D．|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3|＝|ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|
【解析】　A→F与F→A反应方向相反，ΔH符号也相反，数值相同，A对；从转化关系可以看出，B选项是从A又回到A的焓叠加，所以ΔH＝0，B错；C→D→E→F与C→B→A→F起点与终点均相同，所以两条途径的ΔH相等，C对；同理D也对。
【答案】　B
5．已知反应：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol
②CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ/mol
则反应：C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH是
(　　)
A．－221 kJ/mol B．－110.5 kJ/mol
C．110.5 kJ/mol D．221 kJ/mol
【解析】　书写热化学方程式时应注意：(1)物质的聚集状态不同，反应热的数值不同，因此要注明物质的聚集状态；(2)热化学方程式中的化学计量数为相应物质的物质的量，它可以是整数，也可以是分数；(3)要注意燃烧热和中和热的含义。依据盖斯定律，将①－②即得，C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393.5 kJ/mol－(－283.0 kJ/mol)＝－110.5 kJ/mol，故B正确。
【答案】　B
6．已知热化学方程式：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ/mol和2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ/mol，当1 g液态水变为气态水时，其热量变化为(　　)
①放出　②吸收　③2.44 kJ　④4.88 kJ　⑤88 kJ
A．②和⑤ B．①和③
C．②和④ D．②和③
【解析】　2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.6 kJ/mol①
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ/mol②
①×＋②×可得，H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ/mol，则1 g液态水变为气态水时要吸收的热量为：×44.0 kJ/mol＝2.44 kJ，故②、③正确，选D。
【答案】　D
7．实验室用4 mol SO2与2 mol O2进行下列反应：
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－196.64 kJ/mol
当放出314.624 kJ热量时，SO2的转化率为
(　　)
A．40% B．50%
C．80% D．90%
【解析】　本题综合考查化学反应热、物质转化率的计算，当放出314.624 kJ热量时，转化的SO2的物质的量为314.624 kJ×2/196.64 kJ/mol＝3.2 mol，转化率为3.2 mol/4 mol×100%＝80%。
【答案】　C
8．已知：(1)胆矾失水的热化学方程式为：
CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)　ΔH＝＋Q1kJ/mol
(2)室温下，无水硫酸铜溶于水的热化学方程式为：
CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)　ΔH＝－Q2 kJ·mol－1
(3)胆矾(CuSO4·5H2O)溶于水时溶液温度降低。
则Q1与Q2的关系是(Q1、Q2为正数)
(　　)
A．Q1>Q2　　　　　　　B．Q1＝Q2
C．Q1【解析】　利用“热化学方程式加减法”：胆矾失水和CuSO4溶于水的热化学方程式相加得：CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH＝(Q1－Q2)kJ·mol－1；由于胆矾溶于水为吸热过程，即ΔH>0，所以有Q1－Q2>0。
【答案】　A
9．灰锡(以粉末状存在)和白锡是锡的两种同素异形体。已知：
①Sn(s，白)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH1
②Sn(s，灰)＋2HCl(aq)===SnCl2(aq)＋H2(g)　ΔH2
③Sn(s，灰) (sn，白)　ΔH3＝＋2.1 kJ·mol－1
下列说法正确的是
(　　)
A．ΔH1＞ΔH2
B．锡在常温下以灰锡状态存在
C．灰锡转化为白锡的反应是放热反应
D．锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境中，会自行毁坏
【解析】　据盖斯定律，②－①得：Sn(s，灰)===Sn(s，白)　ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝＋2.1 kJ·mol－1，可知ΔH2>ΔH1，A项不正确；灰锡转化为白锡的反应为吸热反应，C项不正确；据反应③可知，常温(25 ℃)下锡以白锡状态存在，当锡制器皿长期处在低于13.2 ℃的环境下，会转化为粉末状的灰锡，而自行毁坏，B项不正确，D项正确。
【答案】　D
10．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是
①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1
②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
下列说法正确的是
(　　)
A．CH3OH的燃烧热为192.9 kJ·mol－1
B．反应①中的能量变化如上图所示
C．CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量
D．根据②推知反应CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH>－192.9 kJ·mol－1
【解析】　选项A，不正确，燃烧热是指101 kPa下，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的能量，题中甲醇与氧气反应的产物之一是H2，故不正确；选项B，不正确，反应①是一个吸热反应，即反应物的总能量应小于生成物的总能量，而图中表达的是反应物的总能量大于生成物的总能量，故不正确；选项C，反应②中，甲醇转变为氢气的反应为放热反应，故不正确；选项D，液态甲醇燃烧放热比气态甲醇燃烧放热要少，故正确。
【答案】　D
11．已知反应：①101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ/mol
②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol。下列结论正确的是(　　)
A．碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol
B．①的反应热为221 kJ/mol
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ/mol
D．稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ的热量
【解析】　燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，因此表示燃烧热只标出数值和单位，即不再标出符号来表示放热。中和热是在稀溶液中酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O时放出的热量。对于强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O中和热为57.3 kJ/mol。由中和热定义知中和反应也是放出热量，故中和热也只表示数值和单位即可，不再标出表示放热的“－”号，故C错误。由于2C(s)＋O2(g)===2CO(g)燃烧生成的是CO，不是稳定的氧化物，因此＝110.5 kJ/mol不是碳的燃烧热。由于不稳定的CO转化为稳定CO2又放出热量，故碳的燃烧热大于110.5kJ/mol。反应热的表示包含三部分“符号”“数值”和“单位”表示放热还是吸热。而B选项中没有表示出符号故错误；由于稀醋酸是弱电解质电离时吸收热量，故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O，放出的热量小于57.3 kJ。
【答案】　A
12．已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热量a kJ。又知道12.0 g碳完全燃烧，放出热量为b kJ。则热化学方程式C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝w，w等于
(　　)
A．－(a－b)kJ·mol－1　　　　 B．－(a＋b)kJ·mol－1
C．－(5a－0.5b)kJ·mol－1 D．－(10a－b)kJ·mol－1
【解析】　n(C)＝＝0.3 mol
n(O2)＝＝0.2 mol。
经计算二者完全反应后生成0.1 mol CO2,0.2 mol CO，所以生成0.2 mol CO放出的热量为(a－0.1b)kJ，所以生成1 mol CO放出的热量为×(a－0.1b)kJ＝(5a－0.5b)kJ，即w＝－(5a－0.5b)kJ·mol－1。
【答案】　C
二、非选择题
13．(2010年梅州调研)“氢能”将是未来最理想的新能源。
(1)实验测得，1克氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为________。
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－142.9 kJ·mol－1
B．H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
(2)根据“绿色化学”的思想，为了制备H2，某化学家设计了下列反应步骤：
①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr
②2HBr＋HgHgBr2＋H2
③HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2
④2HgO2Hg＋O2↑
你认为该方法的主要缺点是_________________________。
(3)利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程，其中用了过量的碘。请写出反应①的化学方程式：____________________________________；用该法制取氢气最大的优点是：____________________________。
(4)有人认为目前利用氢气作为能源不太现实。请问你认为是否现实？________(填“不现实”或“现实”)，说明能够支持你的观点的两点理由：____________________________。
【解析】　(1)书写氢气燃烧的热化学方程式时，H2的物质的量不受限制，若书写表示H2的燃烧热的热化学方程式时，H2的物质的量必须为1 mol，且必须生成稳定的化合物液态水。
(2)(3)评价方案的优劣时，可以从反应条件的可操作性、对环境的影响等角度进行。
(4)回答该小题时可以从不同的角度进行，只要能够证明观点即可。如可以从制取成本、储存、运输等角度说明不现实；可以从来源、对环境的影响等角度说明方案现实。
【答案】　(1)BC　(2)循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染
(3)SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4
SO2和I2可循环使用，无污染
(4)不现实　现有的制取氢气方法耗能大，制取的成本太高　氢气的熔沸点太低，给储存和运输带来困难
(或：现实　制取氢气用水为原料、来源丰富　氢气燃烧的产物是水，不会给环境带来任何污染)
14．A～G是中学化学常见物质，A、D为单质，G是含A元素的酸性气体。已知：A(s)＋B(g)===C(g)＋D(g)　ΔH＝＋131.4 kJ·mol－1，某同学实验测知，4 g A发生上述反应吸收43.8 kJ的热量。
(1)写出A元素的名称________。
(2)另外知：
A(s)＋O2(g)===G(g)　ΔH＝－393.6 kJ·mol－1
C(g)＋O2(g)===G(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1
D(g)＋O2(g)===B(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1
由此判断“因为283 kJ·mol－1＋242 kJ·mol－1>393.6 kJ·mol－1，所以A燃烧时加少量B可以放出更多的热量”这种说法是否正确？并说明理由___________________。
(3)写出A＋O2―→C的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
【解析】　(1)由A(s)＋B(g)===C(g)＋D(g)
ΔH＝＋131.4 kJ·mol－1，
知n(A)＝＝mol
M(A)＝＝12 g·mol－1，故A为碳，B为H2O，C为CO，D为H2，G为CO2，E为浓H2SO4或浓HNO3。
(2)可把3个热化学方程式具体写为：
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.6 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242 kJ·mol－1
两种途径反应热分别为：－283 kJ·mol－1－242 kJ·mol－1＋131.4 kJ·mol－1＝－393.6 kJ·mol－1和－393.6 kJ·mol－1，可见是相等的。
(3)将C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.6 kJ·mol－1和CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283 kJ·mol－1两式相减即得C＋O2―→CO的热化学方程式。
【答案】　(1)碳
(2)不正确，因为1 mol A与O2直接燃烧放出的热量为393.6 kJ，而1 mol A先与B反应生成C和D，C和D再与O2反应，共放热量－131.4 kJ＋283 kJ＋242 kJ＝393.6 kJ，两者相同
(3)C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.6 kJ·mol－1
15．下列两个热化学方程式：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol
C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2 220 kJ/mol
根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：
(1)H2的燃烧热为________，C3H8的燃烧热为____________。
(2)现有H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 847 kJ，则在混合气体中H2和C3H8的体积比为________。
【解析】　题目中可以应用的主要信息是热化学方程式中的计量数和反应热，解答该题时可先确定可燃物的燃烧热，然后根据Q放＝n×燃烧热进行计算。
(1)根据燃烧热的概念可知：H2、C3H8的燃烧热分别为285.8 kJ/mol、2 220 kJ/mol。
(2)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则有：
解得
在相同p、T时，V(H2)∶V(C3H8)＝n(H2)∶n(C3H8)＝3∶1。
【答案】　(1)285.8 kJ/mol　2 220 kJ/mol　(2)3∶1
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网

展开更多......

收起↑