课件75张PPT。第1章 化学反应与能量转化
第1节 化学反应的热效应 栏目链接 1.了解反应热的定义，了解反应热效应的定量描述与反应条件有关。
2.初步学习测定反应热的基本原理和方法。
3.了解反应焓变的定义，明确反应焓变与反应热的关系。
4.能正确书写热化学方程式，能结合实例说明热化学方程式所表示的含义。 栏目链接 5.了解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
6.了解化学反应能量变化的实质，能举例说明化学能与热能的相互转化。 栏目链接 栏目链接一、 化学反应的反应热1．反应热
(1)概念：化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，反应所____________的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称为反应热。
(2)符号：用Q表示，Q＞0，表示________；Q＜0，表示__________。释放或吸收反应吸热反应放热 栏目链接 2.反应热的测定
(1)主要仪器：________，它由内外两个筒组成，内筒是________，外筒起________作用。
(2)操作：将反应物加入________筒并将之迅速混合，测量反应前后溶液温度的变化值。
(3)计算：公式为________________________。其中，C表示溶液及量热计的________，T1 、T2 分别表示反应前和反应后体系的________。量热计反应容器保温内Q＝－C(T2－T1)热容温度 栏目链接二、 化学反应的焓变 1．焓：用来描述物质所具有的的________物理量，符号：________，单位：_____________，用它的变化来描述化学反应的_______。
2．反应焓变
(1)定义：反应产物的总焓与反应物的总焓之差，符号：________。
(2)表达式：ΔH＝_________________________。能量H反应热kJ·mol－1ΔHH(反应产物)－H(反应物) 栏目链接 (3)意义：如果ΔH＞0，即反应产物的焓大于反应物的焓，说明反应是___________能量的，为吸热反应；若ΔH＜0，即反应产物的焓小于反应物的焓，说明反应是________能量的，为放热反应。
吸收释放 栏目链接1．如何从微观与宏观角度判断一个化学反应是放热反应还是吸热反应？思 考
应 用 答案：从宏观角度，反应物的总能量大于生成物，是放热反应；反应物的总能量小于生成物，是吸热反应。从微观角度，化学键的断裂所吸收的能量大于化学键的形成所释放的能量， 是吸热反应；化学键的断裂所吸收的能量小于化学键的形成所释放得能量，是放热反应。 栏目链接三、 热化学方程式 1．定义
在热化学中，将一个化学反应的______变化和反应的______同时表示出来的化学方程式。
2．意义
热化学方程式不仅表示________的变化，还表明了________的变化。物质焓变物质能量 栏目链接 例如：C(s)＋H2O(g)=== CO(g)＋H2(g)
ΔH＝131.3 kJ·mol－1，表示在________和________的条件下，________C(s)和________H2O(g)完全反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)时________的热量为131.3 kJ。
3．书写热化学方程式的注意事项
(1)要在物质的________后面用括号注明物质的________。一般用英文字母g、l和s分别表示物质为________态、________态和________态。水溶液中的溶质则用________表示。298 K101 kPa1 mol1 mol吸收化学式聚集状态气液固aq 栏目链接 (2)ΔH后要注明__________，因为在不同________下进行同一反应，其________是不同的。在溶液中的反应应注明________以及________的浓度。
(3)ΔH的单位是________或________。
(4)若化学方程式中各物质的__________加倍，则ΔH的________也加倍，因此热化学方程式中各物质的化学计量数只表示反应中各物质的________，而不表示粒子个数；若反应逆向进行，则ΔH改变________，但ΔH的________不变。反应条件条件能量变化温度溶液J·mol－1kJ·mol－1化学计量数绝对值物质的量符号绝对值 栏目链接2．热化学方程式和普通的化学方程式有何不同？思 考
应 用 答案：(1)热化学方程式要用ΔH表示出反应的热效应，普通的化学方程式不用表示；
(2)热化学方程式的系数表示的是参加反应的物质的量，可以整数，也可以是分数，普通的化学方程式的系数只能是整数； 栏目链接思 考
应 用 (3)热化学方程式要标明参加反应的物质的状态，普通的化学方程式不用标明；
(4)热化学方程式不仅表示出化学反应的物质变化，还能表示出能量变化，普通的化学方程式仅能表示物质的变化。 栏目链接四、 反应焓变的计算 1．盖斯定律
对于一个化学反应，无论是_______________________________，其反应焓变都是一样的。
即化学反应的焓变只与反应体系的___________有关，与反应进行的具体________无关。一步完成还是分几步完成始态和终态途径 栏目链接 2．计算方法
应用盖斯定律可以间接地计算一些难以通过实验测量的反应的焓变。
则ΔH＝_____________＝____________________。ΔH1＋ΔH2ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 栏目链接1．下列反应中，生成物的总焓大于反应物的总焓的是( )
A．氢气在氧气中燃烧 B．铁丝在氧气中燃烧
C．硫在氧气中燃烧 D．焦炭在高温下与水蒸气反应
活 学
活 用 栏目链接活 学
活 用 解析：生成物的总焓大于反应物的总焓，该反应为吸热反应，故D项正确。
答案：D 栏目链接2．热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1表示( )
A．碳和水反应吸收131.3 kJ能量
B．1 mol碳和1 mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸收131.3 kJ热量
C．1 mol固态碳和1 mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3 kJ
D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.3 kJ热量活 学
活 用 栏目链接活 学
活 用 解析：物质的量的多少未描述，状态也未描述，故A项错误；反应物和生成物的状态未标出，故B项错误；阐明意义时既说明物质的状态又描述了物质的量的多少，故C项正确；化学式前的计量数表该物质的量，1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.3 kJ/NA，故D项错误。
答案：C 栏目链接 3．在298 K、100 kPa时，已知：
2H2O(g)=== 2H2(g)＋O2(g) ΔH1
H2(g)＋Cl2(g)=== 2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)＋2H2O(g)=== 4HCl(g)＋O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )活 学
活 用 栏目链接A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2
D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2活 学
活 用 栏目链接活 学
活 用 解析：①2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH1；
②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH2；
③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3；
则反应③＝①＋2×②，
由盖斯定律可知，ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。
答案：A 栏目链接 栏目链接知识点一 化学反应的反应热中的概念辨析1．放热反应与吸热反应的异同(见下表) 栏目链接 栏目链接 (1)无论是放热反应还是吸热反应都是指化学反应(即化学变化)而不仅仅是放出或吸收热量。如浓H2SO4溶于水时是放热过程而非放热反应，NH4NO3溶于水时是吸热过程却不是吸热反应。即放热(吸热)过程与放热(吸热)反应的实质是不一样的。温 馨
提 示 栏目链接 (2)物质三态的变化是放(或吸)热的过程。如图所示为物质的气、液、固三态的变化与吸收或放出热量的关系。温 馨
提 示 栏目链接 2．中和热
概念：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量。
(1)对于强酸和强碱的稀溶液反应，其中和热基本上是相等的，都约是57.3 kJ·mol－1。H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。 栏目链接 (2)对于强酸和弱碱(或弱酸和强碱)的稀溶液反应，中和热一般低于57.3 kJ·mol－1，因为弱电解质的电离是吸热的。如：CH3COOH(aq)＋OH－(aq)===CH3COO－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－a kJ·mol－1(其中a ＜57.3)。
(3)中和反应的实质是H＋和OH－中和生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质或难电离的其他物质等)，这部分反应热不在中和热内。 栏目链接 3．燃烧热
概念：25 ℃、101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位为kJ·mol－1。
栏目链接 （1）燃烧热是反应热中的一种具体表现形式，Q为负值。
（2）25 ℃、101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物。
（3）燃烧热通常是由实验测得的。温 馨
提 示 栏目链接 例1 CO(g)与H2O(g)反应的能量变化如图所示，有关两者反应的说法正确的是( ) 栏目链接A．该反应为吸热反应
B．CO(g)和H2O(g)具有的总能量大于CO2(g)和H2(g)具有的总能量
C．该反应不需要加热就能进行
D．1 mol CO2(g)和1 mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)要放出41 kJ热量 栏目链接 解析：由能量变化可知，反应产物的总能量比反应物的总能量低，反应为放热反应，但并不是不需要加热；当 1 mol CO2(g)和 1mol H2(g)反应生成1 mol CO(g)和 1 mol H2O(g)时，要吸收41 kJ热量。
答案：B 思路点拨：反应物总能量大于反应产物总能量的反应为放热反应，其逆过程为吸热反应，与反应条件无必然的联系。 栏目链接变 式
应 用1．下列物质间的反应，其能量变化符合右图的是( ) 栏目链接变 式
应 用A．由Zn和稀H2SO4制氢气
B．灼热的炭粉与二氧化碳反应
C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合
D．碳酸钙的分解 栏目链接变 式
应 用 解析：反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，该反应为放热反应。活泼金属与酸反应是放热反应，故A项正确； 碳与二氧化碳的反应、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应、碳酸钙高温分解都是吸热反应，故B、C、D三项错误。
答案：A 栏目链接知识点二 热化学方程式的书写及判断 1．热化学方程式书写的基本步骤
第一步写出化学反应方程式；第二步依据题目信息注明物质状态；第三步计算焓变数值；第四步确定焓变的符号(即正负号)；最后写出热化学方程式。 栏目链接 2．书写热化学方程式应注意的问题
(1)反应的焓变与各反应物和生成物的聚集状态有关，因此必须在方程式中每种物质的化学式后面必须用括号注明物质的聚集状态(s、l、g)，不用标“↑”或“↓”，水溶液中的溶质则用“aq”表示。
(2)焓变与温度和压强等测定条件有关，所以书写时必须指明反应的温度和压强(298 K、101 kPa时，可不注明)。
(3)化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示分子个数或原子个数。 栏目链接 (4)ΔH的单位是J·mol－1或kJ·mol－1，ΔH只能写在化学方程式的右边，表示正向反应的焓变。若ΔH为“－”，表示反应为放热反应；若ΔH为“＋”，则表示反应为吸热反应。
(5)由于ΔH与反应完成的物质的量有关，所以方程式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，若化学方程式中各物质的化学计量数加倍，则ΔH的数值也加倍；若反应逆向进行，则ΔH改变符号，但绝对值不变。 栏目链接 比较反应热ΔH的相对大小时，注意ΔH的符号，即要带“＋”、“－”号比较，但比较反应放出或吸收的热量多少时要去掉“＋”、“－”号。温 馨
提 示 栏目链接 例2 已知在25 ℃、101 kPa时，1 g C8H18燃烧生成CO2和H2O(l)时放出48.40 kJ的热量，表示上述反应的热化学方程式正确的是( ) 栏目链接 栏目链接 解析：本题考查热化学方程式的书写，应注意以下几点：①标明各物质的聚集状态，A中H2O的状态标错；②标明吸热还是放热，ΔH＞0时为吸热，ΔH＜0时为放热，本题放热ΔH＜0，故C错；③物质变化和能量变化要对应，显然D错。
答案：B 栏目链接 思路点拨：热化学方程式正误判断的“四看”：
“一看”化学原理是否正确；
“二看”状态是否标明；
“三看”反应热符号及单位是否正确；
“四看”反应热数值是否与系数和状态相对应。 栏目链接变 式
应 用2．已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1 mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是( )
A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－4b kJ/mol
B．C2H2(g)＋5O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝2b kJ/mol 栏目链接变 式
应 用C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－2b kJ/mol
D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝b kJ/mol 栏目链接变 式
应 用 解析：乙炔燃烧是放热反应，ΔH＜0，故排除B、D两项；又因反应生成1 mol二氧化碳时，放出热量为b kJ，则生成4 mol CO2应放出热量4b kJ，故A正确，C不正确。
答案：A 栏目链接知识点三 反应焓变的计算 1．根据热化学方程式进行计算：焓变与反应物各物质的物质的量成正比。如：
2H2(g)＋O2(g)=== 2H2O(l) ΔH1＝－571.6 kJ·mol－1，生成2 mol H2O(l)，ΔH＝－571.6 kJ·mol－1；生成1 mol H2O(l)，ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。 栏目链接 2．根据反应物和生成物的总焓计算：
ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)。
3．依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算：
ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量＝反应物总键能－生成物总键能。 栏目链接 4．根据盖斯定律的计算。
5．根据比热公式求算：
Q＝－C·m·Δt。 栏目链接 例3 共价键都有键能之说，键能是指拆开1 mol共价键需要吸收的能量或者形成1 mol共价键所放出的能量。如H—H键的键能是436 kJ/mol，H—Cl键的键能是431 kJ/mol，Cl—Cl键的键能是247 kJ/mol，H2和Cl2反应生成1 mol HCl放出的热量是( )
A．431 kJ B．179 kJ
C．89.5 kJ D．以上说法都不对 栏目链接 解析：在反应H2＋Cl2 2HCl中，断裂1 mol H—H键，1 mol Cl—Cl键共吸收的能量为：436 kJ＋247 kJ＝683 kJ，生成2 mol HCl，共形成2 mol H—Cl键，放出的能量为：2×431 kJ＝862 kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为：863 kJ－672 kJ＝179 kJ，所以H2和Cl2反应生成1 mol HCl放出的热量是为89.5 kJ，故选C。
答案：C 栏目链接变 式
应 用3．据下面的信息，判断下列叙述中正确的是( ) 栏目链接变 式
应 用A．氢气与氧气反应生成水的同时吸收能量
B．氢气与氧气反应生成水，该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量
C．1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)，释放能量245 kJ
D．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)，释放能量490 kJ 栏目链接变 式
应 用 解析：依据反应的热效应＝反应物键能之和－生成物的键能之和＝436 kJ＋249 kJ－930 kJ＝－245 kJ；所以反应是放热反应；热化学方程式为：H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－245 kJ/mol。 栏目链接变 式
应 用 氢气与氧气反应生成水的同时放出能量，故A项错误；氢气与氧气反应生成水是放热反应，根据能量守恒，该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量，故B项错误；1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)，释放能量245 kJ，气态水变为液态水时放出热量，所以1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)，释放能量大于245 kJ，故C项错误；依据反应的热化学方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－245 kJ/mol，可知同乘以2得到2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－490 kJ/mol，故D项正确。
答案：D
栏目链接 例4 发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：
N2(g)＋2O2(g)=== 2NO2(g)
ΔH1＝67.7 kJ·mol－1①
N2H4(g)＋O2(g)=== N2(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－534 kJ·mol－1② 栏目链接 试计算1 mol肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为________，写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式：________________________________________________________________________ 栏目链接解析：由题意可知，N2(g)＋2O2(g)=== 2NO2(g) ΔH1＝67.7 kJ·mol－1①，N2H4(g)＋O2(g)=== N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534 kJ·mol－1②，根据盖斯定律，令②×2－①得2N2H4(g)－N2(g)===2N2(g)＋4H2O(g)－2NO2(g) ΔH＝2ΔH2－ΔH1，整理得2N2H4(g)＋2NO2(g)=== 3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝2ΔH2－ΔH1＝－534 kJ·mol－1×2－67.7 kJ·mol－1＝－1 135.7 kJ·mol－1，则1 mol N2H4与NO2完全反应时放出的热量为567.85 kJ。
答案：567.85 kJ 2N2H4(g)＋2NO2(g)=== 3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 135.7 kJ·mol－1 栏目链接变 式
应 用4．盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列2个热化学反应方程式：
FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－218 kJ/mol
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋640.5 kJ/mol 栏目链接变 式
应 用写出CO气体还原Fe3O4固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：
________________________________________________________________________ 栏目链接变 式
应 用 解析：①FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－218 kJ/mol，
②Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋640.5 kJ/mol，
依据盖斯定律计算②＋①×3得到：
4CO(g)＋Fe3O4(s)===3Fe(s)＋4CO2(g)
ΔH＝－13.5 kJ/moL。
答案：4CO(g)＋Fe3O4(s)===3Fe(s)＋4CO2(g)
ΔH＝－13.5KJ/moL 栏目链接知识点四 化学反应中能量变化的实验探究【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。
【实验用品】 量热计、烧杯、量筒、氢氧化钠溶液、盐酸溶液 栏目链接【实验原理】 中和热是指在稀溶液中，酸和碱发生中和反应而生成1 mol H2O时的反应热。实验时，先测出盐酸和氢氧化钠溶液的起始温度，求其平均温度T1，两溶液混合充分反应后，读取混合液温T2，为了使计算简便， 上述HCl、NaOH溶液的密度都近似为1 g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 kJ·K－1·kg－1，则该中和反应放出热量为0.836(T2－T1)kJ。 栏目链接例5 分别取40 mL的0.50 mol/L盐酸与40 mL 0.55 mol/L氢氧化钠溶液进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。请回答下列问题．
(1)中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、________、________。
(2)为什么中和热测定中要用稍过量的碱(或酸)：
________________________________________________________________________。 栏目链接(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g/cm3，又知中和后生成溶液的比热容C＝4.18 J/(g·℃)。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下： 栏目链接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)。
(4)上述实验数值结果与中和热的理论值57.3 kJ/mol有偏差，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．量取盐酸与氢氧化钠溶液时仰视读数
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NaOH溶液起始温度后直接测定盐酸溶液的温度 栏目链接 解析：(1)中和热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、搅拌器以及量筒。
(2)在中和热测定的实验中，为了保证酸(或碱)能够完全被中和，往往使得一方过量。
(3)40 mL的0.50 mol/L盐酸与40 mL 0.55 mol/L氢氧化钠溶液中，溶液质量m＝80 mL×1 g/mL＝80 g，C＝4.18 J/(g·℃)，代入公式ΔH＝Q＝C mΔT得： 栏目链接 栏目链接 (4)a.实验装置保温、隔热效果必须好，否则影响实验结果，故a正确；b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，故b正确；c.允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，故c错误；d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后，要将温度计回零再测定H2SO4溶液的温度，故d正确。 栏目链接 答案：(1)环形玻璃搅拌棒 量筒
(2)为了保证酸(或碱)能够完全被中和或通过测量值求算的是反应生成1 mol水时的反应热即中和热
(3)－50.2 kJ/mol
(4)abd 栏目链接化学·选修/化学反应原理(鲁科版)
化学反应的热效应
1．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是( )
A．铝片与稀硫酸反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C．灼热的炭与CO2反应
D．甲烷在O2中的燃烧反应
解析：已知属吸热反应的是B和C两项，但B项反应方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，是非氧化还原反应，C反应方程式为C＋CO2 2CO，是氧化还原反应，故答案选C。
答案：C
2．下列对热化学方程式：H2(g)＋I2(g)2HI(g)
ΔH＝－14.9 kJ/mol的叙述中，正确的是( )
A．1 mol氢气和1 mol碘蒸气完全反应需要吸收14.9 kJ的热量
B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收14.9 kJ的热量
C．1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应生成2 mol的HI气体放出14.9 kJ的热量
D．200 ℃时，1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应生成2 mol HI时放出14.9 kJ的热量
解析：只要依据书写热化学方程式的注意事项，对本题就不难作出判断。在A选项中既未指明生成物的状态，又把放热看作了吸热；在B选项中错误地将热化学方程式中的系数认为表示分子的个数；在C选项中没有指明反应的温度；在D选项中正确地表达出了该反应的意义。
答案：D
3．在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ，下列热化学方程式中正确的是( )
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．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－725.8 kJ·mol－1
D．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝＋1 452 kJ·mol－1
解析：书写热化学方程式的要点是：状态明、符号清、量对应，同时还需注意的是：一个化学反应不仅仅有一个热化学方程式，只需ΔH与化学计量数对应即可。题目考查对热化学方程式的书写要求：①注明反应物、生成物的聚集状态；②明确ΔH的“＋”表示吸热，“－”表示放热；③ΔH的值与热化学方程式中的化学计量数相对应。在四个选项中，C选项中所对应的H2O的状态与题意不符先排除；甲醇的燃烧反应为放热反应，ΔH为负值，将A、D两个选项排除；具体ΔH的大小计算如下：
CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH
32 g ΔH
1 g－22.68 kJ·mol－1
ΔH＝(－22.68×32)kJ·mol－1＝－725.8 kJ·mol－1。
答案：B
4．根据下列热化学方程式：
(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
(2)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1
(3)CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH3＝－870.3 kJ·mol－1
可以计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( )
A．ΔH＝＋244.1 kJ·mol－1
B．ΔH＝－488.3 kJ·mol－1
C．ΔH＝－996.6 kJ·mol－1
D．ΔH＝＋996.6 kJ·mol－1
解析：2×(1)＋2×(2)－(3)可得反应式
2C(s)＋2H(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)
反应热ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝－488.3 kJ·mol－1。
答案：B
5．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：
(1)如图所示是N2和H2反应生成2 mol NH3过程中能量变化示意图，写出生成NH3的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：根据能量关系图，该反应的ΔH＝E1－E2＝(335－427.2)kJ·mol－1＝－92.2 kJ·mol－1。
答案：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92.2 kJ·mol－1
(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。
已知反应N2(g)＋3H2(g)=== 2NH3(g) ΔH＝a kJ·mol－1。
试根据表中所列键能数据估算a的数值：________。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能kJ·mol－1
436
391
945
解析：ΔH＝吸收的能量－释放的能量＝(945＋3×436－6×391)kJ·mol－1＝－93 kJ·mol－1。
答案：－93
6.(1)已知：
①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH＝＋206 kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802 kJ·mol－1
画出反应①过程中体系能量变化图(进行必要标注)。
写出由CO2与H2O生成CO的热化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：①CH4(g)＋H2O(g)??CO(g)＋3H2(g)，该反应的ΔH＝＋206 kJ·mol－1，反应是吸热反应，反应过程中体系的能量变化图如右图所示；依据盖斯定律①－②得到：CO2(g)＋3H2O(g)===2O2(g)＋CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋1 008 kJ·mol－1。
答案：
CO2(g)＋3H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)＋2O2(g) ΔH＝＋1 008 kJ·mol－1
(2)碘在科研与生活中有重要应用。碘可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。
该电池反应为：2Li(s)＋I2(s)===2LiI(s) ΔH
已知：4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s) ΔH1
4LiI(s)＋O2(g)===2I2(s)＋2Li2O(s) ΔH2
则电池反应的ΔH＝__________；
解析：将方程式(①－②)/2得2Li(s)＋I2(s)＝2LiI(s) ΔH＝(ΔH1－ΔH2)/2。
答案：
(3)(2013·广东高考理综节选)大气中的部分碘源于O3对海水中I－的氧化，将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。O3将I－氧化成I2的过程由3步反应组成：
① I－(aq)＋O3(g)===IO－(aq)＋O2(g) ΔH1
②IO－(aq)＋ H＋(aq)??HOI(aq) ΔH2
③ HOI(aq)＋I－(aq)＋ H＋(aq) ??I2(aq)＋H2O(l) ΔH3
总反应的化学方程式为________________________________________________________________________；
其反应热ΔH＝________。
解析：根据盖斯定律，将题给①②③式作如下处理：①＋②＋③得到总反应的化学方程式：O3(g)＋2I－(aq)＋2H＋(aq)===I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l) ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3kJ·mol －1
答案：O3(g)＋2I－(aq)＋2H＋(aq)===I2(aq)＋O2(g)＋H2O(l) ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
1．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( )
A．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
B．Y的能量一定高于N
C．X的能量一定高于M
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可以发生反应
解析：放热反应说明反应物的总能量大于生成物的总能量，故A项正确；但X、Y分别比N、M其中一个，无法说明能量大小，故B、C两项不正确；放热反应有时需加热才能引发，故D项不正确。
答案：A
2．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
C.N2(g)＋H2(g)===NH3(l)
ΔH＝(b＋c－a) kJ·mol－1
D.N2(g)＋H2(g)===NH3(g)
ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1
解析：通过图分析起点 mol N2(g)＋ mol H2(g)，变化三阶段为①吸收能量a kJ；②放出能量b kJ；③放出能量c kJ到1 mol NH3(l)。故可得热化学方程式：
N2(g)＋H2(g)===NH3(l)
ΔH＝(a－b－c) kJ·mol－1，扩大系数后得到A选项。
答案：A
3．下列说法或表示方法中正确的是( )
A．等质量的硫蒸气和硫黄分别完全燃烧，后者放出的热量多
B．氢气的标准燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1
C．Ba(OH)2·8H2O(s)＋2NH4Cl(s)===BaCl2(s)＋2NH3(g)＋10H2O(l) ΔH＜0
D．已知中和反应的反应热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量要大于57.3 kJ
解析：硫蒸气变化为硫固体为放热过程，则等量的硫蒸气和硫固体在氧气中分别完全燃烧，放出热量硫蒸气多，故A项错误； 在101 kPa时，2 g H2完全燃烧，生成液态水，放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式表示为：H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol，故B项错误；Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应是吸热反应ΔH>0，故C项错误；中和热是强酸强碱的稀溶液反应生成1 mol水时放出的热量，浓硫酸溶于水放热，将含1 mol NaOH的溶液和含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合，放出的热量大于57.3 kJ，故D项正确。
答案：D
4．已知：2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s) ΔH＝－701.0 kJ·mol－1
2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s) ΔH＝－181.6 kJ·mol－1，
则反应Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为( )
A．＋519.4 kJ·mol－1 B．＋259.7 kJ·mol－1
C．－259.7 kJ·mol－1 D．－519.4 kJ·mol－1
解析：已知：①2Zn(s)＋O2(g)===2ZnO(s)
ΔH＝－701.0 kJ·mol－1
②2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s)
ΔH＝－181.6 kJ·mol－1
根据盖斯定律，①－②得
2Zn(s)＋2HgO(s)===2ZnO(s)＋2Hg(l)
ΔH＝(－701.0 kJ·mol－1 )－(－181.6 kJ·mol－1 )＝－519.4 kJ·mol－1，
即：Zn(s)＋HgO(s)===ZnO(s)＋Hg(l) ΔH＝－259.7 kJ·mol－1。
答案：C
5．已知25 ℃、101 kPa条件下：
①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－2 834.9 kJ·mol－1
②4Al(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：据盖斯定律，①式－②式得：3O2(g)===2O3(g) ΔH＝＋284.2 kJ·mol－1即等质量的O2比O3能量低，O2比O3稳定，O2变O3为吸热反应。
答案：A
6．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(s，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：由③知Sn(灰)转化为Sn(白)是吸热的，当温度低于13.2℃时Sn(白)自动转化为Sn(灰)，所以A、B、C三项都错，D项正确。
答案：D
7．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下图所示(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
________________________________________________________________________。
解析：产物的总能量减去反应物的总能量就等于反应热，结合图像可知，PCl3和反应物P和Cl2的能量差值为306 kJ，因此该热化学反应方程式为：
P(s)＋Cl2(g)===PCl3(g) ΔH＝－306 kJ·mol－1。
答案：Cl2(g)＋P(s)===PCl3(g)
ΔH＝－306 kJ·mol－1
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是
________________________________________________________________________。
解析：根据图像可知PCl5和PCl3之间的能量差值为93 kJ，因此PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为：PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋93 kJ·mol－1。
答案：PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH＝＋93 kJ·mol－1
(3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的ΔH3＝__________，P和Cl2一步反应生成1molPCl5的ΔH4____ΔH3(填“大于”“小于”或“等于”)。
解析：根据盖斯定律求得：ΔH3＝－399 kJ·mol－1，且ΔH3＝ΔH4，反应热与反应的途径无关，只与反应体系的始态与终态有关。
答案：－399 kJ·mol－1 等于
8．（1）(2013·浙江卷)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)===(NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)===NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)===2NH4HCO3(aq) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝________。
解析：将反应Ⅱ×2－Ⅰ得：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)??2NH4HCO3(aq) ΔH3＝2ΔH2－ΔH1 。
答案：2ΔH2－ΔH1
(2)(2013·天津卷) 某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5 μm的悬浮颗粒物)，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。为减少SO2的排放，常采取将煤转化为清洁气体燃料的措施。已知：
H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5 kJ·mol－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________
解析：利用盖斯定律，将②－①可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝(－110.51 kJ·mol－1)－(－241.81 kJ·mol－1)＝＋13l.3 kJ·mol－1。
答案：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1
9．火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢(H2O2)，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.65 kJ的热量。
(1)写出肼和过氧化氢的结构式：肼________，过氧化氢________。
解析：由分子式分析各元素的化合价，结合元素原子的价电子数，推出化合物中各原子的成键数目，可得N2H4、H2O2的结构式为
答案：
(2)写出反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
解析：反应物和产物均已知，利用氧化还原反应方程式的配平技巧，可将反应方程式写出。添上各物质的聚集状态及ΔH数值就可写出热化学方程式。
答案：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－641.625 kJ/mol
(3)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44 kJ/mol，则16 g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是________kJ。
解析：16 g肼反应生成气态水时放出热量是 kJ，并且生成的气态水是2 mol,2 mol气态水液化又放出88 kJ的热量，共放出408.8 kJ的热量。
答案：408.8
(4)上述反应用于火箭推进剂，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是
________________________________________________________________________。
解析：结合反应产物的性质进行分析。
答案：产物是N2和H2O，对环境无污染
10．分别取40 mL的0.50 mol/L盐酸与40 mL的0.55 mol/L氢氧化钠溶液进行中和反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热，请回答下列问题。
(1)理论上稀强酸、稀强碱反应生成1 mol 水时放出57.3kJ的热量，写出表示稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热的热化学方程式
________________________________________________________________________。
解析：已知稀强酸、稀强碱反应生成1 mol液态水时放出57.3 kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钠稀溶液都是强酸和强碱的稀溶液，则反应的热化学方程式为：
NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3 kJ/mol。
答案：NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O (l) ΔH＝－57.3 kJ/mol
(2)如图所示，A为泡沫塑料板，上面有两个小孔，分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒，两个小孔不能开得过大，其原因是
________________________________________________________________________。
解析：如图所示，A为泡沫塑料板，上面有两个小孔，分别插入温度计和环形玻璃搅拌棒，若两个小孔开得过大，会导致散失较多的热量，影响测定结果。
答案：减少热量散失
(3)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g/cm3，又知中和后生成溶液的比热容C＝4.18 J/(g·℃)．为了计算中和热，实验时还需测量的数据有(填序号) ________。
A．反应前盐酸溶液的温度
B．反应前盐酸溶液的质量
C．反应前氢氧化钠溶液的温度
D．反应前氢氧化钠溶液的质量
E．反应后混合溶液的最高温度
F．反应后混合溶液的质量
解析：由Q＝cm·ΔT可知，测定中和热需要测定的数据为：A.反应前盐酸溶液的温度、B.反应前盐酸溶液的质量和E.反应后混合溶液的最高温度。
答案： ACE
(4)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
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热
ΔH＝________。
解析：第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05 ℃，反应后温度为23.2 ℃，反应前后温度差为3.15 ℃。第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3 ℃，反应前后温度差为3.1 ℃。第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55 ℃，反应前后温度差为3.05 ℃。40 mL的0.50 mol/L盐酸与40 mL的0.55 mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m＝80 mL×1 g/cm3＝80 g，c＝4.18 J/(g·℃)，代入公式Q＝cmΔT得生成0.05 mol的水放出热量Q＝4.18 J/(g·℃)×80 g×(3.15 ℃＋3.1 ℃＋3.05)/3＝1.036 kJ，即生成0.02 mol的水放出热量为：1.036 kJ，所以生成1 mol的水放出热量为：1.036 kJ×1 mol/0.02 mol＝－51.8 kJ/mol，即该实验测得的中和热ΔH＝－51.8 kJ/mol。
答案：－51.8 kJ/mol
