2018新课标新高考第一轮总复习化学教案第六章 化学反应与能量变化
文档属性
| 名称 | 2018新课标新高考第一轮总复习化学教案第六章 化学反应与能量变化 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 963.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | |||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2017-06-23 12:11:57 | ||
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文档简介
第六章 化学反应与能量变化
第一节 化学反应与能量的变化
【考纲要求】
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．了解焓变与反应热的含义。了解焓变(ΔH)与反应热的含义。
4．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。
5．简单理解盖斯定律。
考点一 反应热 焓变
知
识
梳
理 【P89】
一、化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：__物质__变化和__能量__变化。
(2)化学反应中的两大守恒：__质量__守恒和__能量__守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式：__热能__、光能、电能等。通常主要表现为__热量__的变化。
二、焓变、反应热
(1)定义：在__恒压__条件下进行的反应的__热效应__。
(2)符号：__ΔH__。
(3)单位：__kJ·mol－1__或__kJ/mol__。
三、放热反应和吸热反应
判断依据
放热反应
吸热反应
反应物总能量与生成物总能量的相对大小
E(反应物)＞E(生成物)
E(反应物)＜E(生成物)
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键时吸收的总能量
生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
ΔH的符号
ΔH＜0(“－”号)
ΔH＞0(“＋”号)
反应过程
图示
反应类型
①大多数化合反应
②所有的燃烧反应
③酸碱中和反应
④金属与酸的反应
①大多数分解反应
②盐类的水解反应
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和CO2、C和H2O(g)的反应
四、正确理解活化能与反应热的关系
(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。
分
点
突
破 【P90】
角度一 反应热与焓变的关系
【练1】下列说法正确的是( )
A．吸热反应在任何条件下都不能发生
B．Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热
C．水蒸气变为液态水时，放出的能量就是该变化的反应热
D．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
【解析】B项和C项是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热；D项焓变与反应条件无关。
【答案】D
【练2】化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( )
A．该反应是吸热反应
B．断裂1
mol
A—A键和1
mol
B—B键能放出x
kJ能量
C．断裂2
mol
A—B键需要吸收y
kJ的能量
D．2
mol
AB的总能量高于1
mol
A2和1
mol
B2的总能量
【解析】A.该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，所以为放热反应，错误；B.断键时应吸收能量，所以断裂1
mol
A—A
键和1
mol
B—B键应吸收x
kJ能量，错误；C.据图可知，断裂2
mol
A—B键成为2
mol
A和2
mol
B需要吸收y
kJ能量，正确；D.2
mol
AB的总能量低于1
mol
A2和1
mol
B2的总能量，错误。
【答案】C
【练3】已知25
℃、101
kPa下，下列反应
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)，燃烧1
mol
C(石墨)放热
393．51
kJ。
C(金刚石)＋O2(g)===CO2(g)，燃烧1
mol
C(金刚石)放热395.41
kJ。可以得出的结论是( )
A．金刚石比石墨稳定
B．1
mol石墨所具有的能量比1
mol金刚石低
C．金刚石转变成石墨是物理变化
D．石墨和金刚石都是碳的同位素
【解析】A.根据题给数据可知，相同质量的金刚石燃烧放出的热量多，这说明金刚石的能量高于石墨的能量，能量越低，物质越稳定，所以石墨比金刚石稳定，A项错误；B.根据上述分析，1
mol石墨所具有的能量比1
mol金刚石低，B项正确；C.金刚石和石墨都是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，而同素异形体之间的转化属于化学变化，C、D项错误。
【答案】B
【练4】已知某反应A(g)＋B(g)===C(g)＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，该反应的ΔH＝________
kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1
mol气体A和1
mol气体B具有的总能量比1
mol气体C和1
mol气体D具有的总能量________(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。
(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1________，E2________，ΔH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)吸热 E1－E2 一定低 (2)减小 减小 不变
考点二 热化学方程式与盖斯定律
知
识
梳
理 【P90】
一、热化学方程式
1．概念：表示参加反应的物质的物质的量和__能量__的关系的化学方程式。
2．表示意义：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1，表示在__25__℃、__101__
kPa条件下，__2__mol__H2和__1__mol__O2完全反应生成2
mol__液态水__时__放出的热量为571.6__kJ__。
3．热化学方程式的书写方法
注意：1.注意ΔH的符号和单位
ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。
若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。
ΔH的单位一般为kJ/mol。
2．注意反应条件
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
kPa下测定的，可不注明温度和压强。
3．注意物质的聚集状态
反应物和产物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。
4．注意热化学方程式的化学计量数
(1)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。
(2)热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，即化学计量数与ΔH成正比。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。如：
①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1
②H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g) ΔH2
③2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH3
则有：ΔH1＝2ΔH2＝－ΔH3。
二、盖斯定律
1．内容：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是__相同__的，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．应用：间接计算某些反应的反应热。
3．举例：如
ΔH＝__ΔH1＋ΔH2__。
注 在反应过程设计中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互变化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
分
点
突
破 【P91】
角度一 判断热化学方程式的正误
【练1】判断下列热化学方程式书写是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(注：焓变数据均正确)。
(1)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋177.7
kJ( )
(2)C(s)＋H2O(s)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝－131.3
kJ·mol－1( )
(3)C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－110.5
kJ·mol－1( )
(4)CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283
kJ·mol－1( )
(5)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1( )
(6)500
℃、30
MPa下，将0.5
mol
N2(g)和1.5
mol
H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3
kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
ΔH＝－38.6
kJ·mol－1( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
【练2】实验测得：101
kPa时，1
mol
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ的热量；1
mol
CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3
kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是( )
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋890.3
kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
A．仅有②
B．仅有②④
C．仅有②③④
D．全部符合要求
【解析】书写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点：(1)单位是kJ·mol－1，不是kJ；(2)数值，ΔH的数值要与方程式中计量化学计量数保持一致；(3)符号，吸热用“＋”，放热用“－”。仅②④符合要求。
【答案】B
【练3】已知充分燃烧a
g乙炔(C2H2)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正确的是( )
A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2＋2H2O(l)
ΔH＝－2b
kJ·mol－1
B．C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝＋2b
kJ·mol－1
C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－4b
kJ·mol－1
D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋b
kJ·mol－1
【解析】该反应放热，ΔH应为负值，B、D两项错误；生成1
mol二氧化碳气体，放出热量b
kJ，则生成4
mol二氧化碳气体，放出热量为4b
kJ，即该反应的ΔH＝－4b
kJ·mol－1。
【答案】C
角度二 书写热化学方程式
1．依据反应事实书写热化学方程式
【练1】依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2
g
SiH4自燃放出热量89.2
kJ。SiH4自燃的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)在25
℃、101
kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q
kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100
g
CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
【解析】(1)2
g
SiH4自燃放出热量89.2
kJ，1
mol
SiH4自燃放出热量1
427.2
kJ，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1
427.2
kJ·mol－1。
(2)根据碳原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100
g
CaCO3沉淀，则消耗的C2H5OH为0.5
mol，据此可写出反应的热化学方程式。
【答案】(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－1
427.2
kJ·mol－1
(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－2Q
kJ·mol－1
2．依据能量图像书写热化学方程式
【练2】已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
【解析】由图可知，生成物总能量高于反应物总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＝＋(a－b)
kJ·mol－1。
【答案】A2(g)＋B2(g)===2AB(g)
ΔH＝＋(a－b)
kJ·mol－1
【练3】化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)。
试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式。
【答案】N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)
ΔH＝－2(c＋b－a)kJ·mol－1
规律总结
“5审”判断热化学方程式正误
考
题
专
练 【备用题】
1．(2016年海南卷)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．由X→Y反应的ΔH＝E5－E2
B．由X→Z反应的ΔH<0
C．增大压强有利于提高Y的产率
D．升高温度有利于提高Z的产率
【解析】由X→Y反应的ΔH＝E3－E2，A错误；依图知，由X→Z反应的中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，ΔH<0，B正确；根据反应：2X(g)??3Y(g),
增大压强，平衡向左移动，不利于提高Y的产率，C错误；由B分析知，X→Z的反应放热，升高温度，平衡向左移动，不利于提高Z的产率，D错误。
【答案】B
2．(上海，8)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2―→H2O＋O2 ΔH<0
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
【解析】A、B项，催化剂不会影响反应的热效应和平衡转化率；C项，热化学方程式应标明状态。
【答案】D
3．(2016年江苏卷)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ΔH3＝＋74.8
kJ·mol–1
【解析】利用太阳光催化分解水制氢是获取氢能源的理想途径，该转化是将太阳能转化为化学能，故A错；由ΔH2＝131.3
kJ·mol–1的符号可以判断反应②是吸热反应，故B错；某一化学反应的反应热由反应物总能量和生成物的总能量大小决定，催化剂的使用可降低反应所需的活化能，但不会影响反应热的大小，故C错；反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)可由反应③减去反应②得到，由盖斯定律可知，ΔH4＝ΔH3－ΔH2＝206.1
kJ·mol–1－131.3
kJ·mol–1＝74.8
kJ·mol–1，故D正确。
【答案】D
4．[安徽理综，27(4)]NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g)，在25
℃、101
kPa下，已知每消耗3.8
g
NaBH4(s)放热21.6
kJ，该反应的热化学方程式是：
________________________________________________________________________。
【答案】NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)
ΔH＝－216
kJ·mol－1
5．[四川理综，11(4)]FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25
℃，101
kPa时：
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH＝－1
648
kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393
kJ·mol－1
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)
ΔH＝－1
480
kJ·mol－1
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是
________________________________________________________________________。
【答案】4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)
ΔH＝－260
kJ·mol－1
6．[山东理综，30(3)]贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165
kJ·mol－1
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41
kJ·mol－1
【答案】CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)
ΔH＝－206
kJ·mol－1
7．(海南，4)已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2
215
kJ·mol－1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8
g水，则放出的热量约为( )
A．55
kJ
B．220
kJ
C．550
kJ
D．1
108
kJ
【解析】由丙烷的燃烧热ΔH＝－2
215
kJ·mol－1，可写出其燃烧的热化学方程式：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2
215
kJ·mol－1，丙烷完全燃烧产生1.8
g水，n(H2O)＝m÷M＝1.8
g÷18
g·mol－1＝0.1
mol，所以反应放出的热量Q＝(2
215
kJ÷4
mol)×0.1
mol≈55
kJ，A选项正确。
【答案】A
考
点
集
训 【P269】
A级(跨越本科练)
1．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法正确的是(C)
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【解析】A项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ和状态Ⅲ知，CO和O生成CO2是放热反应，错误；B项，由状态Ⅱ知，在CO与O生成CO2的过程中，CO没有断键形成C和O，错误；C项，由状态Ⅲ及CO2的结构式O===C===O知，CO2分子中存在碳氧极性共价键，正确；D项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ(CO和O)和状态Ⅲ(CO2)分析，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O原子反应生成CO2的过程，错误。
2．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见(B)
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应的热化学方程式为NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O ΔH＝＋Q
kJ·mol－1
【解析】醋酸逐渐凝固说明，反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，故A错误，B正确；C项，因反应为吸热反应，则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量，故C错误；D项，书写热化学方程式时，应注明物质的状态，不用标明“↑”符号，故D错误。
3．分别与1
L
0.1
mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应的下列物质：①醋酸稀溶液、②稀盐酸、③浓硫酸，反应后放出热量分别为Q1、Q2、Q3，则下列关系正确的是(B)
A．Q1＝Q2＝Q3
B．Q1C．Q1>Q2>Q3
D．Q1＝Q2【解析】浓硫酸稀释放热，醋酸电离吸热，故选B。
4．下列反应中，反应物总能量低于生成物总能量的是(D)
A．2CO＋O2===2CO2
B．C＋O2===CO2
C．2C＋O2===2CO
D．CaCO3===CO2＋CaO
【解析】反应中反应物总能量低于生成物总能量，说明该反应是一个吸热反应。A、B、C三项是CO、C的燃烧反应，均属于放热反应，故均不符合题意；D项为CaCO3的分解反应，属吸热反应，符合题意。
5．根据热化学方程式，正确的是(B)
(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－Q1
kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH2＝－Q2
kJ·mol－1
A．Q1＞Q2
B．ΔH1＞ΔH2
C．Q1＝Q2
D．ΔH1＜ΔH2
【解析】物质在气态时含有的能量比液态时多，所以等物质的量的甲烷燃烧产生气体水放出的热量少，所以Q16．已知：①S(s)＋O2(g)===SO2(g)
ΔH＝－297.23
kJ·mol－1
②2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
ΔH＝－196.64
kJ·mol－1
假设反应过程中无热量损失，则(B)
A．1
mol
S(s)完全反应，并转化为SO3(g)时，放出395.55
kJ热量
B．1个SO2和1个O2分子储存的能量之和大于1个SO3分子
C．1
L
SO2(g)完全反应生成1
L
SO3(g)，放出98.32
kJ热量
D．使用催化剂，可以减少反应②放出的热量
【解析】A项，SO2(g)转化为SO3(g)的反应是可逆反应，不能完全反应；C项，应改为1
mol
SO2(g)完全反应生成1
mol
SO3(g)，放出98.32
kJ热量；D项，使用催化剂不会改变反应②放出的热量。
7．已知：101
kPa时1
mol辛烷燃烧生成液态水时放出的热量为5
518
kJ；强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1
mol
H2O时放出的热量为57.3
kJ，则下列热化学方程式的书写正确的是(C)
①2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(g)
ΔH＝－11
036
kJ·mol－1
②2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)
ΔH＝－11
036
kJ·mol－1
③H＋＋OH－===H2O ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
④2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)
ΔH＝－114.6
kJ·mol－1
A．①③
B．②③
C．②④
D．只有②
【解析】表示辛烷燃烧热时，生成的水应是液态而不是气态，故①错误、②正确；③中未标明反应物、生成物的聚集状态，错误。
8．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(A)
A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，则含40.0
g
NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3
kJ的热量
B．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6
kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8
kJ·mol－1
C．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH＝a
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝b，则a>b
D．已知P(白磷，s)===P(红磷，s) ΔH<0，则白磷比红磷稳定
【解析】中和热是指稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1
mol水时所放出的热量，醋酸是弱酸，其电离过程是吸热过程，40.0
g即1
mol
NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3
kJ的热量，故A正确；氢气的燃烧热必须是生成液态水的过程所放出的热量，液态水变为气态水是吸热的，氢气的燃烧热大于241.8
kJ·mol－1，故B错误；焦炭完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量，因焓变是负值，即a9．某反应的反应过程中能量的变化如图所示，图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能，下列有关叙述正确的是(C)
A．该反应为放热反应
B．催化剂能改变该反应的焓变
C．E1也可表示反应物断键需要吸收的总能量
D．ΔH＝E2－E1
【解析】图像分析反应物能量低于生成物能量，反应是吸热反应，故A不符合题意；催化剂对反应的始态和终态无影响，只改变活化能，则对反应的焓变无影响，故B不符合题意；E1为正反应的活化能，可表示反应物断键需要吸收的总能量，故C符合题意；ΔH＝断键吸收的能量－成键放出的能量＝E1－E2，故D不符合题意。
B级(冲刺名校练)
10．某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是(C)
A．两步反应均为吸热反应
B．加入催化剂会改变反应的焓变
C．三种化合物中C最稳定
D．A→C反应中ΔH＝E1－E2
【解析】A项，A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，故A错误；B项，加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应热，故B错误；C项，物质的总能量越低，越稳定，故C正确；D项，A→B：ΔH＝E1－E2，B→C：ΔH＝E3－E4，所以A→C，ΔH＝E1－E2＋E3－E4＝(E1＋E3)－(E2＋E4)，故D错误。
11．如图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验操作是：
①按图所示将实验装置连接好；
②在U形管内加入少量红墨水打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹；
③在中间的试管里盛1
g氧化钙，当滴入2
mL左右的蒸馏水后，即可观察。
试回答：
(1)实验中观察到的现象是________________________________________________________________________。
(2)该实验前必须进行的一步实验操作是________________________________________________________________________。
(3)该实验的原理是________________________________________________________________________。
(4)实验中发生的化学反应方程式：
________________________________________________________________________。
(5)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2能量之间的关系：
________________________________________________________________________。
(6)若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象？__________(填“能”或“否”)。
【解析】放热反应：反应物的总能量大于生成物的总能量；氧化钙和水的反应为放热反应，放出的热量使气体的体积膨胀，导致U形管中液面左低右高；实验前必须检查装置的气密性；反应方程式为CaO＋H2O===Ca(OH)2；水和氯化钠不发生化学反应，且热量变化不明显，因而不会观察到相同的现象。
【答案】(1)U形管中红墨水液面左低右高
(2)检查装置的气密性
(3)CaO与H2O为放热反应，大试管中气体膨胀，导致液面左低右高
(4)CaO＋H2O===Ca(OH)2
(5)CaO与H2O所具有的总能量大于Ca(OH)2所具有的总能量
(6)否
12．“氢能”将是未来最理想的新能源。
Ⅰ.实验测得，1
g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________(填字母)。
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－142.9
kJ·mol－1
B.
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
C.
2H2＋O2===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
D.
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
Ⅱ.某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤：
①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr
②2HBr＋HgHgBr2＋H2
③HgBr2＋________________＋________
④2HgO2Hg＋O2↑
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：HgBr2＋________________＋________。请根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅲ.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。
请写出化学方程式：
反应①________________________________________________________________________。
反应②________________________________________________________________________。
该法制取氢气的最大优点是________________________________________________________________________。
【解析】Ⅰ.表示氢气燃烧热的热化学方程式中氢气的化学计量数是1，其反应热是(－142.9×2)kJ·mol－1，则其热化学方程式正确的是B。
Ⅱ.根据“原子经济”的思想，观察已知反应中出现的物质得：HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2；从“绿色化学”的思想评估就是从能耗和环保等方面评价，制H2的主要缺点是循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染。
Ⅲ.据图知反应①、②分别为SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4、2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O，该法制取氢气的最大优点是原料SO2和I2可循环使用，无污染。
【答案】Ⅰ.B
Ⅱ.HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2 循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染
Ⅲ.①SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4
②2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O SO2和I2可循环使用，无污染
第二节 燃烧热 中和热 能源
【考纲要求】
1．理解燃烧热、中和热等概念，掌握中和热的测定。
2．能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
3．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。
考点一 燃烧热 中和热
知
识
梳
理 【P93】
一、燃烧热
1．定义：在25
℃、101
kPa时，__1__mol__纯物质完全燃烧生成__稳定氧化物__时所放出的热量。
2．单位：__kJ/mol__。
3．意义：CH4的燃烧热为890.31
kJ/mol，表示__25__℃、101__kPa__时，1__mol__CH4完全燃烧，生成CO2和液态水时放出的热量为890.31__kJ__。
用热化学方程式表示为：__CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)__ΔH＝－890.31__kJ/mol__。
注意：
C―→CO2(g)
H―→H2O(l) S―→SO2(g)
二、中和反应反应热的测定
1．中和反应反应热
(1)定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成__1__mol__水时的反应热。
(2)举例：1
L
1
mol·L－1的盐酸与1
L
1
mol·L－1的NaOH溶液发生中和反应时，放出57.3
kJ的热量，该反应的热化学方程式为：__NaOH(aq)＋HCl(aq)__===__NaCl(aq)＋H2O(l)__ΔH＝－57.3__kJ·mol－1__。
2．中和反应反应热的测定
(1)测定原理
ΔH＝
c＝4.18
J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量；(t终－t始)为温度差。
(2)装置如图
(3)注意事项
①碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温__隔热__，__防止热量散失__。
②为保证酸、碱完全中和，常使__碱__稍稍过量。
③实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得的数值偏__小__。
分
点
突
破 【P93】
角度一 有关概念的理解
1．对燃烧热的理解
(1)文字叙述燃烧热时，用“正值”或“ΔH”表示。例如，
CH4的燃烧热为890.31
kJ/mol
或ΔH＝－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。
2．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－1
不同
点
反应物的量
可燃物是1
mol
不限量
生成物的量
不限量
H2O是1
mol
含义
1
mol纯物质完全燃烧时放出的热量；不同可燃物，燃烧热不同
稀溶液中，酸和碱反应生成1
mol
H2O时放出的热量。强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的中和热均约为57.3
kJ·mol－1
【练1】下列热化学方程式中，正确的是( )
A．甲烷的燃烧热为890.3
kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
B．500
℃、30
MPa下，将0.5
mol
N2(g)和1.5
mol
H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3
kJ，其热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－38.6
kJ·mol－1
C．HCl和NaOH反应的中和热为ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热为ΔH＝2×(－57.3)
kJ·mol－1
D．在101
kPa时，2
g
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
【解析】A.燃烧热是指1
mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，一般H→H2O(l)，C→CO2，S→SO2，由热化学方程式的书写方法可知甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3
kJ·
mol－1，故A错误；B.N2＋3H2??2NH3是可逆反应，0.5
mol
N2和1.5
mol
H2置于密闭容器中不能完全反应，若完全反应放出的热量大于19.3
kJ，故B错误；C.在稀溶液中，稀的酸跟碱发生中和反应而生成1
mol
H2O，这时的反应热叫做中和热，所以H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝－57.3
kJ·
mol－1，故C错误；D.2
g
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，则4
g
H2完全燃烧生成液态水，放出571.6
kJ热量，所以氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·
mol－1，故D正确。
【答案】D
【练2】25
℃，101
kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生反应的中和热为57.3
kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5518
kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A．H＋(aq)＋1/2SO42－(aq)＋1/2Ba2＋(aq)＋OH－(aq)===1/2BaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
B．KOH(aq)＋1/2H2SO4(aq)===1/2K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
C．C8H18(l)＋25/2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)
ΔH＝－5518
kJ·mol－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)
ΔH＝－5518
kJ·mol－1
【解析】A.在H＋(aq)＋1/2SO42－(aq)＋1/2Ba2＋(aq)＋OH－(aq)＝1/2BaSO4(s)＋H2O(l)反应中还生成了BaSO4沉淀，ΔH≠－57.3
kJ·mol－1，A错误；B.硫酸和氢氧化钾分别是强酸和强碱，则KOH(aq)＋1/2H2SO4(aq)＝1/2K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，B正确；C.燃烧热是在一定条件下，1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，则C8H18(l)＋25/2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)中ΔH≠－5518
kJ·mol－1，C错误；D.燃烧热是在一定条件下，1
mol
可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，则2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5518×2
kJ·mol－1，D错误。
【答案】B
角度二 中和热测定误差分析和数据处理
【练1】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盐酸倒入小烧杯中，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溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？
________________________________________________________________________。
(2)如上图装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么？
________________________________________________________________________。
(3)怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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c＝4.18
J·g－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
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＝________(结果保留一位小数)。
(5)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)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1
L
1
mol·L－1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________________。
【解析】(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(4)取三次实验的平均值代入公式计算即可。
(5)硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。
(6)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要小一些(注意中和热与ΔH的关系)。
【答案】(1)确保盐酸被完全中和 (2)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失 (3)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动；因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 (4)－51.8
kJ·mol－1 (5)不能 H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热 (6)ΔH1＝ΔH2<ΔH3
考点二 反应热的计算
知
识
梳
理 【P94】
一、反应热ΔH的基本计算公式
1．依据反应物与生成物的能量计算
ΔH＝E(生成物)－E(反应物)。
2．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
分
点
突
破 【P94】
角度一 ΔH的比较
比较ΔH的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，ΔH越小；对吸热反应，吸热越多，ΔH越大。
【练1】试比较下列各组ΔH的大小。
(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
则ΔH1________ΔH2(填“>”、“<”或“＝”，下同)。
(2)同一反应，反应物状态不同时
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
则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
则ΔH1______ΔH2。
【解析】(1)因为C(g)===C(l) ΔH3<0
则ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0，ΔH2<ΔH1。
(2)
ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。
(3)根据常识可知，CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3<0，又因为ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，所以ΔH2>ΔH1。
【答案】(1)> (2)< (3)<
角度二 盖斯定律的应用
1．利用盖斯定律书写热化学方程式
【练1】LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：
①2Li(s)＋H2(g)===2LiH(s) ΔH＝－182
kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572
kJ·mol－1
③4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s) ΔH＝－1
196
kJ·mol－1
试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
【解析】2LiH(s)===2Li(s)＋H2(g)
ΔH＝＋182
kJ·mol－1
2Li(s)＋O2(g)===Li2O(s) ΔH＝－598
kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286
kJ·mol－1
上述三式相加得：2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l) ΔH＝－702
kJ·mol－1。
【答案】2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)
ΔH＝－702
kJ·mol－1
【练2】(1)家用液化气的主要成分之一是丁烷，试写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式：(查阅资料：丁烷的燃烧热为－2
900
kJ·mol－1)________________________________________________________________________。
(2)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5
kJ·mol－1；
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6
kJ·mol－1。
现有0.2
mol的炭粉和氢气组成的悬浮气，且混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53
kJ热量，则混合物中C与H2的物质的量之比为________。
【解析】(1)燃烧热是在一定条件下，1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，所以反应的热化学方程式为C4H10(g)＋13/2O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2
900
kJ·mol－1。
(2)设混合物中C为x
mol，H2为(0.2－x)
mol，依题意有：393.5
kJ·mol－1×x
mol＋241.8
kJ·mol－1×(0.2－x)
mol＝63.53
kJ，则x＝0.1，混合物中C与H2的物质的量之比为1∶1。
【答案】(1)C4H10(g)＋13/2O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－2900
kJ·mol－1
(2)1∶1
2．利用盖斯定律计算反应热
【练3】在25
℃、101
kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5
kJ·mol－1、285.8
kJ·mol－1、870.3
kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( )
A．－488.3
kJ·mol－1
B．＋488.3
kJ·mol－1
C．－191
kJ·mol－1
D．＋191
kJ·mol－1
【解析】由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5
kJ·mol－1；②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－870.3
kJ·mol－1。
①×2：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－787
kJ·mol－1
②×2：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
③×1颠倒方向：2CO2(g)＋2H2O(l)===CH3COOH(l)＋2O2(g) ΔH＝＋870.3
kJ·mol－1
上述三式相加得：ΔH＝－488.3
kJ·mol－1。
【答案】A
【练4】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
【解析】已知碳的燃烧热为ΔH1＝a
kJ·mol－1，则碳的燃烧热化学方程式为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，根据盖斯定律，可得ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。
【答案】A
3．利用盖斯定律定性判断ΔH间的关系
【练5】在1
200
℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1
2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g) ΔH2
H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
B．ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)
C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
D．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)
【解析】给题中方程式依次编号为①、②、③、④。
③×2颠倒方向得：2S(g)＋2H2O(g)===2H2S(g)＋O2(g) －2ΔH3
②×得：H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋H2O(g) ΔH2
①×得：H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1
上述三式相加得：
2S(g)===S2(g)
ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－2ΔH3＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。
【答案】A
【练6】室温下，将1
mol的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(s)·5H2O(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH3
B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2
D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
【解析】方法：方程式叠加法。
CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO42－(aq)＋5H2O(l) ΔH1>0 ①
CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO42－(aq) ΔH2<0 ②
CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH3>0 ③
②＋③：CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO42－(aq)＋5H2O(l)
ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
由于ΔH1>0，ΔH2<0，ΔH3>0，所以ΔH1<ΔH3。
【答案】B
角度三 根据键能计算反应热
【练1】已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝a
kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220
kJ·mol－1
H—H、O＝O和O—H键的键能分别为436
kJ·mol－1、496
kJ·mol－1和462
kJ·mol－1，则a为( )
A．－332
B．－118
C．＋350
D．＋130
【解析】选D。根据盖斯定律由题给的两个热化学方程式可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋(2a＋220)kJ·mol－1，则有：4×462
kJ·mol－1－2×436
kJ·mol－1－496
kJ·mol－1＝(2a＋220)kJ·mol－1，解得a＝＋130，故选项D正确。
【答案】D
【练2】已知1
g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143
kJ，18
g水蒸气变成液态水放出44
kJ的热量。其他相关数据如下表：
O===O
H—H
H—O(g)
1
mol化学键断裂时
需要吸收的能量/kJ
496
436
x
则表中x为( )
A．920
B．557
C．463
D．188
【解析】根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572
kJ·mol－1；而18
g水蒸气变成液态水时放出44
kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484
kJ·mol－1，即－484
kJ＝2×436
kJ＋496
kJ－4x
kJ，解得x＝463。
【答案】C
【练3】通常把拆开1
mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也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。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。
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
工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH为________。
【解析】SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算，而产物硅的结构与金刚石一样，形成正四面体的空间网状结构，以一个Si为中心，连四个Si原子，故1
mol晶体硅中所含的Si—Si键为4×
mol＝2
mol，即制取高纯硅反应的反应热ΔH＝4×360
kJ·mol－1＋2×436
kJ·mol－1－(2×176
kJ·mol－1＋4×431
kJ·mol－1)＝＋236
kJ·mol－1。
【答案】＋236
kJ·mol－1
规律总结
一、利用状态，迅速比较反应热的大小
若反应为放热反应
1．当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。
2．当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。
3．在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。
二、规避两个易失分点
(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程都不是化学变化。
(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)
石墨
(C－C)
金刚石
(C－C)
S8
(S－S)
Si
(Si－Si)
键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
考点三 能源
知
识
梳
理 【P96】
1．能源分类
2．解决能源问题的措施
(1)提高能源的利用效率：①改善开采、运输、加工等各个环节；②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。
(2)开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
分
点
突
破 【P96】
角度一 能源的开发与利用
【练1】正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。
(1)太阳能是清洁能源( )
(2)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能( )
(3)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用( )
(4)人类利用的能源都是通过化学反应获得的( )
(5)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一( )
(6)食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源( )
(7)粮食作物是制乙醇燃料的重要原料( )
(8)化石燃料属于可再生能源，不影响可持续发展( )
(9)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量( )
(10)低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气体的排放( )
【答案】(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)√ (8)× (9)√ (10)√
【练2】为缓解能源紧张，越来越多的国家开始重视生物质能源(利用能源作物和有机废料，经过加工转变为生物燃料的一种能源)的开发利用。
(1)如图是某国能源结构比例图，其中生物质能源所占的比例是________。
(2)生物柴油是由动植物油脂转化而来，其主要成分为脂肪酸酯，几乎不含硫，生物降解性好，一些国家已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用，下列说法正确的是________(填字母)。
①生物柴油是可再生资源
②可减少二氧化硫的排放
③与普通柴油相比易分解
④与普通柴油制取方法相同
A．①②③
B．①②④
C．①③④
D．②③④
【解析】(1)油料作物和甘蔗是能源作物，属于生物质能源；化石燃料不是生物质能源。
(2)生物柴油的原料是动植物油脂，可再生(①对)，几乎不含硫(②对)，生物降解性好(③对)，主要成分为酯类，而普通柴油源于烃类(石油)，所以④错。
【答案】(1)27% (2)A
考
题
专
练 【备用题】
1．(2016年海南卷)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
【解析】是指1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1
kg该化合物释放出热量3.8×104
kJ，则1mol油酸甘油酯完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为3.8×104
kJ×884/1000＝3.4×104
kJ，所以ΔH＝－3.4×104
kJ·mol－1
【答案】D
2．[浙江节选]乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
CH2CH3(g)CHCH2(g)＋H2(g)
已知：
化学键
C—H
C—C
C===C
H—H
键能/kJ·mol－1
412
348
612
436
计算上述反应的ΔH＝________kJ·mol－1。
【解析】由反应方程式可知，反应时，1
mol反应物需断开2
mol
C—H键和1
mol
C—C键，共吸收能量：2
mol×412
kJ·mol－1＋1
mol×348
kJ·mol－1＝1
172
kJ。生成物形成1
mol
C===C键和1
mol
H—H键，共放出能量：1
mol×612
kJ·mol－1＋1
mol×436
kJ·mol－1＝1
048
kJ。根据能量守恒可得：1
mol×ΔH＝1
172
kJ－1
048
kJ，则ΔH＝124
kJ·mol－1。
【答案】124
3．[全国卷Ⅰ，28(3)]已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11
kJ·mol－1，1
mol
H2(g)、1
mol
I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436
kJ、151
kJ的能量，则1
mol
HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。
【解析】形成1
mol
H2(g)和1
mol
I2(g)共放出436
kJ＋151
kJ＝587
kJ能量，设断裂2
mol
HI(g)中化学键吸收2a
kJ能量，则有：2a
kJ－587
kJ＝11
kJ，得a＝299。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11
kJ·mol－1＋436
kJ·mol－1＋151
kJ·mol－1＝598
kJ·mol－1，则E(H—I)＝299
kJ·mol－1]。
【答案】299
4．(1)(广东高考·节选)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应①为主反应，反应②和③为副反应。
①CaSO4(s)＋CO(g)===CaS(s)＋CO2(g)
ΔH1＝－47.3
kJ·mol－1
②CaSO4(s)＋CO(g)===CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g) ΔH2＝＋210.5
kJ·mol－1
③CO(g)===C(s)＋CO2(g)
ΔH3＝－86.2
kJ·mol－1
反应2CaSO4(s)＋7CO(g)===CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋
C(s)＋SO2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)(四川高考·节选)
已知：25
℃、101
kPa时，
Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s)
ΔH＝－520
kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－297
kJ·mol－1
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)
ΔH＝－1
065
kJ·mol－1
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是
________________________________________________________________________。
(3)(浙江高考·节选)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
ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝________。
(4)(天津高考·节选)已知：温度过高时，WO2(s)转变为WO2(g)：
①WO2(s)＋2H2(g)===W(s)＋2H2O(g)
ΔH＝＋66.0
kJ·mol－1
②WO2(g)＋2H2(g)===W(s)＋2H2O(g)
ΔH＝－137.9
kJ·mol－1
则WO2(s)===WO2(g)的ΔH＝________。
【解析】(1)由盖斯定律，①×4＋②＋③×2得2CaSO4(s)＋7CO(g)===CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)，故ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。
(2)将已知3个热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律③－①－②，得：MnO2(s)＋
SO2
(g)===MnSO4(s) ΔH＝③－(①＋②)＝－248
kJ·mol－1。
(3)根据题中三个反应，反应Ⅲ＝反应Ⅱ×2－反应Ⅰ，因此ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。
(4)根据题意由①－②可得：
WO2(s)===WO2(g) ΔH＝＋203.9
kJ·mol－1。
【答案】(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3
(2)MnO2(s)＋
SO2
(g)===MnSO4(s)
ΔH＝－248
kJ·mol－1
(3)2ΔH2－ΔH1
(4)＋203.9
kJ·mol－1
5．(浙江高考27)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)===CaO(s)＋SO2(g)
＋CO2(g) ΔH1＝＋218.4
kJ·mol－1(反应Ⅰ)；CaSO4(s)＋4CO(g)===CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175.6
kJ·mol－1(反应Ⅱ)
(1)反应Ⅰ是放热反应还是吸热反应？________，能否通过反应Ⅰ判断等物质的量的CO、CO2具有能量的高低？________。
(2)碳的燃烧热为393.50
kJ·mol－1，写出表示C燃烧热的热化学方程式________________________________________________________________________。
(3)已知CO转化成CO2的能量关系如下图所示。写出该反应的热化学方程式________________________________________________________________________。
(4)依据反应Ⅰ、Ⅱ确定反应CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)===CaS(s)＋3CO2(g) ΔH＝________kJ·mol－1
【答案】(1)吸热 不能
(2)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.50
kJ·mol－1
(3)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566
kJ·mol－1
(4)－394
考
点
集
训 【P272】
A级(跨越本科练)
1．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。
下列说法正确的是(C)
A．H2O的分解反应是放热反应
B．氢能源已被普遍使用
C．2
mol
液态H2O具有的总能量低于2
mol
H2和1
mol
O2的能量
D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
【解析】2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)是吸热反应，说明2
mol
液态H2O的能量低于2
mol
H2和1
mol
O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。
2．氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。在反应过程中，断裂1
mol
H2中的化学键消耗的能量为Q1
kJ，断裂1
mol
F2中的化学键消耗的能量为Q2
kJ，形成1
mol
HF中的化学键释放的能量为Q3
kJ。下列关系式中正确的(A)
A．Q1＋Q2＜2Q3
B．Q1＋Q2＞2Q3
C．Q1＋Q2＜Q3
D．Q1＋Q2＞Q3
【解析】H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＜0
ΔH＝Q1＋Q2－2Q3＜0，所以Q1＋Q2＜2Q3。
3．下列各组物质的燃烧热相等的是(D)
A．C和CO
B．红磷和白磷
C．3
mol
C2H2(乙炔)和1
mol
C6H6(苯)
D．1
g
H2和2
g
H2
【解析】燃烧热：25
℃、101
kPa时，1
mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，A.C和CO是不同物质，燃烧热不同，错误；B.红磷和白磷结构不同，为两种不同的物质，燃烧热不同，错误；C.乙炔和苯结构不同，具有的能量不同，则燃烧热不同，错误；D.都是氢气，燃烧热相同，正确。
4．在相同温度和压强下，将32
g硫分别在纯氧中和空气中完全燃烧，令前者放出热量为Q1，后者放热为Q2，则关于Q1和Q2的相对大小正确的判断是(C)
A．Q1＝Q2
B．Q1>Q2
C．Q1D．无法判断
【解析】两种情况下反应放出的能量相同，但前者较后者以光能形式释放的能量要多；故前者以热量形式放出的能量较后者要少些，即Q15．以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－1
300
kJ·mol－1的说法中，正确的是(A)
A．转移10NA个电子时，该反应放出1
300
kJ的能量
B．生成NA个液态水分子时，吸收1
300
kJ的能量
C．有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1
300
kJ的能量
D．有10NA个碳氧共用电子对生成时，放出1
300
kJ的能量
【解析】2.5
mol
O2参与反应时转移电子的物质的量为10
mol，此时反应生成1
mol
H2O，放热1
300
kJ，选项A正确，选项B错误；1
mol
CO2中含2
mol
C===O键，共4
mol碳氧共用电子对，故生成2
mol
CO2时应有8
mol碳氧共用电子对生成，选项C、D错误。
6．下列有关说法正确的是(C)
A．已知：HI(g)??H2(g)＋I2(s) ΔH＝－26.5
kJ·mol－1，由此可知1
mol
HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5
kJ的热量
B．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为－285.8
kJ·mol－1
C．肼(N2H4)是一种用于火箭或燃料电池的原料，已知：①2H2O(g)＋O2(g)===2H2O2(l) ΔH1＝＋108.3
kJ·mol－1；②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.0
kJ·mol－1
则有反应：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－642.3
kJ·mol－1
D．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，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4
kJ·mol－1
【解析】A项，HI(g)??H2(g)＋I2(s) ΔH＝－26.5
kJ·mol－1，该反应为可逆反应，则1
mol
HI不能全部分解，则在密闭容器中分解后放出的热量小于26.5
kJ，错误；B项，燃烧热是1
mol可燃物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，所以氢气的燃烧热为285.8
kJ·mol－1，错误；C项，根据盖斯定律，②－①得反应：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)，则ΔH＝ΔH2－ΔH1，正确；D项，中和热指的是在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1
mol水时放出的热量，含20.0
g
NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和生成0.5
mol水时，放出28.7
kJ的热量，即中和热的数值为57.4
kJ·mol－1，但稀醋酸为弱酸，电离吸热，故稀醋酸和稀NaOH溶液反应的中和热应小于57.4
kJ·mol－1，错误。
7．已知：
HCN(aq)＋NaOH(aq)===NaCN(aq)＋H2O(l) ΔH＝－12.1
kJ·mol－1；
HCl(aq
)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3
kJ·mol－1；
则HCN在水溶液中电离的ΔH等于(C)
A．－69.4
kJ·mol－1
B．－45.2
kJ·mol－1
C．＋45.2
kJ·mol－1
D．＋69.4
kJ·mol－1
【解析】HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－12.1
kJ·mol－1
H2O(l)===OH－(aq)＋H＋(aq) ΔH＝＋57.3
kJ·mol－1
上述两式相加：HCN(aq)??H＋(aq)＋CN－(aq) ΔH＝＋45.2
kJ·mol－1。
8．甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可直接用作燃料。已知：
CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－443.6
kJ·mol－1；
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566
kJ·mol－1。
下列说法或热化学方程式正确的是(C)
A．CO的燃烧热为566
kJ·mol－1
B．2
mol
CO和1
mol
O2的总能量比2
mol
CO2的总能量低
C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1453.2
kJ·mol－1
D．燃烧32
g甲醇，生成CO和H2O(g)时放出的热量为221.8
kJ
【解析】1
mol
CO完全燃烧放出的热量才能称为燃烧热，选项A不正确；燃烧是放热反应，2
mol
CO和1
mol
O2的总能量比2
mol
CO2的总能量高，选项B不正确；结合盖斯定律2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1453.2
kJ·mol－1，选项C正确；燃烧32
g甲醇放出的热量为443.6
kJ，选项D不正确。
9．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化合物的污染。例如：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574
kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1
160
kJ·mol－1
下列说法中错误的是(B)
A．等物质的量的CH4在反应①、②中转移电子数相同
B．由反应①可推知：
CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH>－574
kJ·mol－1
C．4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g) ΔH＝＋586
kJ·mol－1
D．若用标准状况下4.48
L
CH4把NO2还原为N2，整个过程中转移的电子总数为1.6
NA
【解析】A项，反应①、②转移的电子数＝化合价升高数＝化合价降低数＝8，转移电子相同，故A正确；B项，由气态水生成液态水放热，故CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)反应放出的热量比CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)反应放出的热量多，加上负号，数变小，故B错误；C项，由盖斯定律①－②得：4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g) ΔH＝＋586
kJ·mol－1，故C正确；D项，反应CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)转移电子数是8
mol，4.48
L(0.2
mol)
CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为1.6
mol，故D正确。
10．用50
mL
0.50
mol·L－1盐酸与50
mL
0.55
mol·L－1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是__________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果用60
mL
0.50
mol·L－1盐酸与50
mL
0.55
mol·L－1
NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热__________(填“相等”或“不相等”)，简述理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会__________；(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【解析】(1)根据量热计的构造可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒；
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是保温隔热，防止热量损失。
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并若用60
mL
0.50
mol·L－1
HCl溶液跟50
mL
0.55
mol·L－1
NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，不相等。但是中和热均是强酸和强碱反应生成1
mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以所求中和热相等。
(4)氨水是弱碱，电离过程需要吸收热量，所以用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小。
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒 (2)保温隔热，防止热量损失
(3)不相等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1
mol
H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关
(4)偏小
11．(1)25
℃、101
kPa下，1
mol氢气燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(2)25
℃，101
kPa时，16
g
CH4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3
kJ热量，则CH4燃烧的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(3)25
℃，101
kPa时，0.5
mol
CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3
kJ的热，则CO的燃烧热为__________，其表示燃烧热的热化学方程式是：
________________________________________________________________________。
(4)0.50
L
2.00
mol·L－1
H2SO4与2.00
L
1.00
mol·L－1
KOH溶液完全反应，放出114.6
kJ的热量，该反应的中和热为________，其表示中和热的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(5)已知拆开1
mol
H—H键，1
mol
N—H键，1
mol
N≡N键分别需要的能量是436
kJ、391
kJ、946
kJ，则25
℃，101
kPa时，N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是：
________________________________________________________________________。
【解析】(1)25
℃、101
kPa下，1
mol氢气燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1；
(2)25
℃，101
kPa时，16
g
CH4(g)即1
mol甲烷与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3
kJ热量，则CH4燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(l)＋CO2(g) ΔH＝－890.3
kJ·mol－1；
(3)燃烧热是在一定条件下，1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。25
℃，101
kPa时，0.5
mol
CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3
kJ的热量，则1
mol
CO在足量的O2中充分燃烧，放出2×141.3
kJ＝282.6
kJ的热量，所以CO的燃烧热为282.6
kJ·mol－1。其表示燃烧热的热化学方程式是CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(l) ΔH＝－282.6
kJ·mol－1；
(4)中和热是在一定条件下，稀溶液中，强酸和强碱反应生成1
mol
水时所放出的热量，0.50
L
2.00
mol·L－1
H2SO4与2.00
L
1.00
mol·L－1
KOH溶液完全反应，放出114.6
kJ的热量，其中生成水的物质的量是2
mol，所以生成1
mol水放出的热量是114.6
kJ÷2＝57.3，因此该反应的中和热为57.3
kJ·mol－1，则表示中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1；
(5)在反应N2＋3H2??2NH3中，断裂3
mol
H—H键，1
mol
N≡N键共吸收的能量为3×436
kJ＋946
kJ＝2254
kJ，生成2
mol
NH3，共形成6
mol
N—H键，放出的能量为6×391
kJ＝2346
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2346
kJ－2254
kJ＝92
kJ，N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为，N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g) ΔH＝－92
kJ·
mol－1。
【答案】(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(l)＋CO2(g)
ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
(3)282.6
kJ·mol－1
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(l) ΔH＝－282.6
kJ·mol－1
(4)57.3
kJ·mol－1 H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
(5)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92
kJ·mol－1
B级(冲刺名校练)
12．(1)已知：2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH1；
2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH2，则ΔH1________ΔH2。
(2)在298
K、100
kPa时，已知：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
2HCl(g)===Cl2(g)＋H2(g) ΔH2
4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2的关系是：ΔH3＝__________。
(3)消除氮氧化物的污染对环境至关重要，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知一定条件下：
CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574
kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1160
kJ·mol－1
则该条件下，用CH4还原NO2至N2的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(4)乙烯是石油裂解气的主要成分之一，25
℃、101
kPa时，1
g
乙烯燃烧生成CO2气体与液态水，放出50.5
kJ的热量，该反应的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
【解析】(1)甲醇的燃烧是放热反应，甲醇在气态时的能量比液体时能量高，气态甲醇燃烧放出的热量多，而放热反应焓变是负值，所以ΔH1＞ΔH2。
(2)根据盖斯定律，ΔH3与ΔH1和ΔH2的关系是：ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。
(3)①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574
kJ·mol－1，②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1160
kJ·mol－1，根据盖斯定律，(①＋②)÷2得：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867
kJ·mol－1。
(4)25
℃、101
kPa时，1
g乙烯燃烧生成CO2气体与液态水，放出50.5kJ的热量，则1
mol乙烯燃烧生成CO2和水时放出热量50.5
kJ×28＝1414
kJ，该反应的热化学方程式为C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1414
kJ·mol－1。
【答案】(1)＞ (2)ΔH1＋2ΔH2
(3)CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－867
kJ·mol－1
(4)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－1414
kJ·mol－1
13．参考下列图表和有关要求回答问题：
(1)图Ⅰ是1
mol
NO2(g)和1
mol
CO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)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
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44
kJ·mol－1
则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)下表是部分化学键的键能数据：
化学键
P—P
P—O
O===O
P===O
键能(kJ·mol－1)
a
b
c
x
已知1
mol白磷(P4)完全燃烧放热为d
kJ，白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示，则表中x＝________
kJ·mol－1(用含有a、b、c、d的代数式表示)。
【解析】(1)观察图像，E1应为反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是ΔH不变；1
mol
NO2(g)和1
mol
CO(g)反应生成CO2和NO的反应热数值即为反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234
kJ·mol－1。
(2)利用盖斯定律由3×②－①×2＋③×2得方程式：CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)，ΔH＝3×(－192.9
kJ·mol－1)－2×49.0
kJ·mol－1＋(－44
kJ·mol－1)×2＝－764
kJ·mol－1。
(3)反应热＝反应物键能总和－生成物键能总和，即6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，可得x＝。
【答案】(1)减小 不变
NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)
ΔH＝－234
kJ·mol－1
(2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－764.7
kJ·mol－1
(3)
2018’新课标·名师导学·高考第一轮总复习同步测试卷
化学(六)
(化学反应与能量变化)【P373】
时间：90分钟 总分：100分
可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 S—32 Fe—56
一、选择题(每小题均只有一个选项符合题意，每小题3分，共42分)
1．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括(A)
①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制备工艺廉价易行
A．①②
B．①③
C．③④
D．②④
【解析】氢能是易燃烧、热值高、原料来源广的新能源；但它也有储存难、制备成本高等缺点，所以正确答案为A。
2．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(C)
A．生成物总能量低于反应物总能量时，反应吸热
B．有热量变化时一定发生了化学变化
C．依据盖斯定律，可计算某些难以直接测定的ΔH
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件的ΔH不同
【解析】生成物能量低于反应物总能量时，此时反应放热，选项A不正确；灯泡发光有热量变化，但发生的是物理变化，选项B不正确；通过盖斯定律，可计算某些难以直接测定的ΔH，选项C正确；同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件的ΔH相同，选项D不正确。
3．下列说法正确的是(B)
A．反应条件是加热的反应都是吸热反应
B．化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化
C．物质相互混合就能发生的反应，是放热反应
D．放热的化学反应不需要加热就能发生
【解析】A.化学反应是放热还是吸热与反应条件无关，需要加热的反应也可能是放热反应，如铝热反应属于需要加热的放热反应，A错误；B.化学反应中既有物质变化，也有能量变化，B正确；C.化学反应是放热还是吸热与反应条件无关，物质相互混合就能发生的反应，不一定是放热反应，如氢氧化钡固体和氯化铵混合搅拌即可反应，该反应是吸热反应，C错误；D.化学反应是放热还是吸热与反应条件无关，放热反应也可能需要加热，如铝热反应是放热反应，但反应开始时需要加热，D错误。
4．下列说法或表示正确的是(C)
A．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多
B．物质发生化学变化时一定伴随着吸热现象或放热现象
C．稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，若将含0.5
mol
H2SO4的浓硫酸与含1
mol
NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3
kJ
D．在25
℃、101
kPa时，2
g
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ的热量，则H2燃烧的热化学方程式为：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
【解析】A.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，硫蒸气放出热量多，A错误；B.物质发生化学变化时一定伴随着能量变化，但是能量形式不一定是热量，错误。C.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，C正确；D.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－1，D错误。
5．下列说法中，正确的是(C)
A．对于2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－Q
kJ·mol－1(Q＞0)，若反应中充入1
mol
SO2和足量的氧气反应时，放出的热量一定是Q/2
kJ
B．热化学方程式中的化学计量数不能用分数表示
C．Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) ΔH＜0，该反应的化学能可以转化为电能
D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关
【解析】A.对于2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－Q
kJ·mol－1(Q＞0)，反应为可逆反应，若反应中充入1
mol
SO2和足量的氧气反应，放出的热量不是Q/2
kJ，错误；B.热化学方程式中的化学计量数可以用分数表示，错误；C.Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) ΔH＜0，该反应的化学能可以转化为电能，可以形成原电池，正确；D.ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数有关，错误。
6．已知：①H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－Q1
kJ·mol－1
②C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH＝－Q2
kJ·mol－1
③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－Q3
kJ·mol－1
下列判断正确是(D)
A．酒精的燃烧热ΔH＝－Q3
kJ·mol－1
B．由③可知1
mol
C2H5OH(g)的能量高于2
mol
CO2(g)和3
mol
H2O(g)的总能量
C．H2O(g)―→H2O(l)释放出了热量，所以该过程为放热反应
D．23
g液体酒精完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放热量为(0.5Q3－0.5Q2＋1.5Q1)kJ
【解析】A.物质的燃烧热是指生成稳定的氧化物时放出的热量，例如生成液态水，能量，所以错误，不选A；B.从反应③可知1
mol乙醇气体的能量和3
mol氧气的能量总和大于2
mol二氧化碳和3
mol水蒸汽的能量，所以错误，不选B；C.水蒸汽变成液态水，不是化学反应，不属于放热反应，不选C；D.根据盖斯定律可知，液态酒精的燃烧热为反应③－反应②＋3×反应①，所以23
g酒精即0.5
mol的反应热为0.5Q3－0.5Q2＋1.5Q1
kJ，正确。
7．已知：
4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1269
kJ·mol－1
下列说正确的是(B)
A．断开1
mol
O===O键比断开1
mol
N—N键所需能量少448
kJ
B．断开1
mol
H—O键比断开1
mol
H—N键所需能量相差约72.6
kJ
C．由以上键能的信息可知H2O的沸点比NH3高
D．由以上信息可知H—O键比H—N键键能弱
【解析】A.断开1
mol
O===O键需要吸收498
kJ的热量，1个氮气分子中含有氮氮三键，则断开1
mol
NN键所需能量946
kJ，所以是断开1
mol
O===O键比断开1
mol
NN键所需能量少448
kJ，错误；B.根据反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能，则4×3EN－H＋3×498
kJ·mol－1－(2×946
kJ·mol－1＋6×2EH－O)＝－1269
kJ·mol－1，则EN－H－EH－O＝－72.6
kJ·mol－1，正确；C.水的沸点与氨气的沸点的高低与键能无关，与分子之间作用力的大小或氢键有关，错误；D.由EN－H－EH－O＝－72.6
kJ·mol－1，H—O键比H—N键键能强，错误。
8．某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：
mCeO2(m－x)CeO2·xCe＋xO2
(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2mCeO2＋xH2＋xCO
下列说法不正确的是(C)
A．该过程中CeO2没有消耗
B．该过程实现了太阳能向化学能的转化
C．如图中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D．通过该过程获取能源的方法具有远大的发展前景
【解析】A.两反应相加得到xH2O＋xCO2―→xH2＋xCO＋xO2，CeO2为催化剂，没有消耗，A正确；B.该过程中吸收了太阳能，储存在H2、CO中，实现了从太阳能向化学能的转化，B正确；C.根据盖斯定律，ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3)，C错误；D.该过程实现了太阳能的转化，具有发展前景，D正确。
9．根据键能数据估算CH4(g)＋4F2(g)===CF4＋4HF(g)的反应热ΔH为(A)
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(
kJ·mol－1)
414
489
565
155
A.－1940
kJ·mol－1
B．＋1940
kJ·mol－1
C．－485
kJ·mol－1
D．＋485
kJ·mol－1
【解析】反应热就是反应物的键能和与生成物的键能和之差。则ΔH＝414
kJ·mol－1×4＋155
kJ·mol－1×4－(489
kJ·mol－1×4＋565
kJ·mol－1×4)＝－1940
kJ·mol－1。
10．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1
mol
N2，则其ΔH为(A)
A．－139
kJ·mol－1
B．＋209
kJ·mol－1
C．－348
kJ·mol－1
D．＋139
kJ·mol－1
【解析】根据图像可知N2O与NO反应生成氮气和二氧化氮的反应热为(209－348)kJ·mol－1＝－139
kJ·mol－1。
11．已知：①CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－a
kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－b
kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－c
kJ·mol－1
则下列叙述正确的是(C)
A．由上述热化学方程式可知b>c
B．甲烷的燃烧热为b
kJ·mol－1
C．2CH3OH(g)===2CH4(g)＋O2(g)
ΔH＝2(b－a)
kJ·mol－1
D．当甲醇和甲烷物质的量之比为1∶2时，其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出的热量为Q
kJ，则该混合物中甲醇的物质的量为Q/(a＋2b)
mol
【解析】A.同样的甲烷完全燃烧产生CO2和水，由于气态水含有的能量比液态水高，所以产生液态水释放的能量多，c>b，错误；B.甲烷完全燃烧产生气体水时放出热量是b
kJ，而产生液态水时放热是c
kJ，所以甲烷的燃烧热为c
kJ·mol－1，错误；C.(①－②)×2，整理可得：2CH3OH(g)===2CH4(g)＋O2(g) ΔH＝2(b－a)
kJ·mol－1，正确；D.根据②、③两式可得1
mol的气态水变为液态水，放出热量是(c－b)/2
kJ，当甲醇和甲烷物质的量之比为1∶2
时，其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出的热量为Q
kJ，则该混合物中甲醇的物质的量为Q/[a＋2b＋6(c－b)/2]
mol＝Q/(a＋3c－b)
mol，错误。
12．下列有关热化学方程式的书写及对应的表述均正确的是(A)
A．密闭容器中，9.6
g硫粉与11.2
g铁粉混合加热生成17.6
g硫化亚铁时，放出19.12
kJ热量。则
Fe(s)＋S(s)===FeS(s) ΔH＝－95.6
kJ·mol－1
B．稀醋酸与0.1
mol·L－1NaOH溶液反应：
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
C．已知1
mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5
kJ，则水分解的热化学方程式为：
2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.5
kJ·mol－1
D．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221
kJ·mol－1，则可知C的燃烧热ΔH＝－110.5
kJ·mol－1
【解析】A.9.6
g硫的物质的量是9.6
g/32
g·mol－1＝0.3
mol，11.2
g
Fe的物质的量是0.2
mol，S过量，则1
mol
Fe完全与S反应生成FeS放出的热量是19.12
kJ/0.2
mol＝95.6
kJ·mol－1，热化学方程式正确；B.醋酸是弱酸，电离需要吸收热量，所以与氢氧化钠溶液反应生成1
mol水时放出的热量少于57.3
kJ，错误；C.1
mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5
kJ，则水分解的热化学方程式为H2O(l)===H2(g)＋1/2O2(g) ΔH＝＋285.5
kJ·mol－1，错误；D.1
mol
C完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量为C的燃烧热，错误。
13．已知下列热化学方程式：
Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH＝－24.8
kJ·mol－1
3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH＝－47.2
kJ·mol－1
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋640.5
kJ·mol－1
则14
g
CO气体与足量FeO充分反应得到Fe单质和CO2气体时的反应热为(B)
A．－218
kJ·
mol－1
B．－109
kJ·
mol－1
C．＋218
kJ·
mol－1
D．＋109
kJ·
mol－1
【解析】已知：①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－24.8
kJ·mol－1，②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47.2
kJ·mol－1，③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋640.5
kJ·mol－1，则根据盖斯定律可知(①×3—②—③×2)÷6即得到FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－218
kJ·mol－1。14
g
CO是0.5
mol，则与足量FeO充分反应得到Fe单质和CO2气体时的反应热为－218
kJ·mol－1×0.5＝－109
kJ·mol－1。
14．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1
mol
S(s)转化为气态硫原子时吸收能量a
kJ，断裂1
mol
F—F、1
mol
S—F键需吸收的能量分别为b
kJ、c
kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为(B)
A．(c－b－a)
kJ·mol－1
B．(a＋3b－6c)
kJ·mol－1
C．(6c－a－3b)
kJ·mol－1
D．(a＋b－c)
kJ·mol－1
【解析】化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键的断裂吸收能量，新键的形成放出能量，两个能量的总体效应即为反应热。对于反应S(s)＋3F2(g)===SF6(g)，旧键的断裂吸收的能量为a
kJ＋b
kJ×3＝(a＋3b)kJ，新键的形成放出的能量为6c
kJ，则该反应的反应热为ΔH＝(a＋3b－6c)kJ·mol－1。
二、非选择题(本题包括5个小题，共58分)
15．(8分)依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25
℃、101
kPa下，1
g丙醇(C3H7OH)燃烧生成CO2和液态水时放热52.68
kJ。则表示丙醇燃烧热的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(2)若适量的N2和O2完全反应，每生成6
g
NO需要吸收6.8
kJ热量。则热化学反应方程式为：______________。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数，在C3H6(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有9NA个电子转移时，放出741
kJ的热量。则热化学反应方程式为：
________________________________________________________________________。
(4)已知火箭燃料液态二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧30
g(氧化剂是液态N2O4)，产生液态水，放出热量898.2
kJ，则表示二甲肼燃烧的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
【解析】(1)在25
℃、101
kPa下，1
g甲醇(C3H7OH)燃烧生成CO2和液态水时放热52.68
kJ，60
g丙醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为3160.8
kJ；则表示丙醇燃烧热的热化学方程式为：C3H7OH(l)＋O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－3160.8
kJ·mol－1；
(2)适量的N2和O2完全反应，每生成6
g
NO需要吸收6.8
kJ热量，所以生成60
g
NO需要吸收68
kJ热量，则热化学方程式为：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋68
kJ·mol－1；
(3)在C3H6(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有9NA个电子转移时，放出741
kJ的热量，所以有18NA个电子转移时，放出1482
kJ的热量，则热化学方程式为：C3H6(g)＋O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1482
kJ·mol－1；
(4)30
g火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧放出898.2
kJ热量，则1
mol二甲基肼(60
g)燃烧放出的热量为1796.4
kJ，表示二甲基肼燃烧的热化学方程式为：
C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===3N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1796.4
kJ·mol－1。
【答案】(1)C3H7OH(l)＋O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－3160.8
kJ·mol－1
(2)N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋68
kJ·mol－1
(3)C3H6(g)＋O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1482
kJ·mol－1
(4)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===3N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1796.4
kJ·mol－1
16．(13分)为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(1)下列ΔH表示物质燃烧热的是________；表示反应中和热的是________。(填“ΔH1”、“ΔH2”或“ΔH3”等)
A．C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
C．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3
D.Ba(OH)2(aq)＋H2SO4(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l) ΔH4
E．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH5
F．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH6
(2)合成氨反应：1/2N2(g)＋3/2H2(g)??NH3(g)，反应过程的能量变化如图所示。已知N2(g)与H2(g)反应生成34
g
NH3(g)，放出92.2
kJ的热量。请回答下列问题：
该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图中E变____(填“大”或“小”)，图中ΔH＝________。
(3)由气态基态原子形成1
mol化学键释放的能量叫键能。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。
化学键
H－H
N－H
N≡N
键能/kJ·mol－1
436
391
945
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的值__________。
【解析】(1)在25
℃，101
kPa时，1
mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，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液态水时所释放的热量叫做中和热。故答案为ΔH3，ΔH5；(2)由图可知该反应为放热反应，加入催化剂能降低反应的活化能，使反应速率加快，故E变小；又N2(g)与H2(g)反应生成2
mol
NH3(g)，放出92.2
kJ的热量，那么ΔH＝－＝－46.1
kJ·mol－1；
(3)ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝a＝945＋3×436－2×3×391＝－93
kJ·mol－1；
【答案】(1)ΔH3 ΔH5
(2)小 －46.1
kJ·mol－1
(3)－93
17．(14分)Ⅰ.(1)已知下列两个热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.0
kJ·mol－1
C3
第一节 化学反应与能量的变化
【考纲要求】
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．了解焓变与反应热的含义。了解焓变(ΔH)与反应热的含义。
4．了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。
5．简单理解盖斯定律。
考点一 反应热 焓变
知
识
梳
理 【P89】
一、化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：__物质__变化和__能量__变化。
(2)化学反应中的两大守恒：__质量__守恒和__能量__守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式：__热能__、光能、电能等。通常主要表现为__热量__的变化。
二、焓变、反应热
(1)定义：在__恒压__条件下进行的反应的__热效应__。
(2)符号：__ΔH__。
(3)单位：__kJ·mol－1__或__kJ/mol__。
三、放热反应和吸热反应
判断依据
放热反应
吸热反应
反应物总能量与生成物总能量的相对大小
E(反应物)＞E(生成物)
E(反应物)＜E(生成物)
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键时吸收的总能量
生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
ΔH的符号
ΔH＜0(“－”号)
ΔH＞0(“＋”号)
反应过程
图示
反应类型
①大多数化合反应
②所有的燃烧反应
③酸碱中和反应
④金属与酸的反应
①大多数分解反应
②盐类的水解反应
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和CO2、C和H2O(g)的反应
四、正确理解活化能与反应热的关系
(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。
分
点
突
破 【P90】
角度一 反应热与焓变的关系
【练1】下列说法正确的是( )
A．吸热反应在任何条件下都不能发生
B．Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热
C．水蒸气变为液态水时，放出的能量就是该变化的反应热
D．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
【解析】B项和C项是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热；D项焓变与反应条件无关。
【答案】D
【练2】化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是( )
A．该反应是吸热反应
B．断裂1
mol
A—A键和1
mol
B—B键能放出x
kJ能量
C．断裂2
mol
A—B键需要吸收y
kJ的能量
D．2
mol
AB的总能量高于1
mol
A2和1
mol
B2的总能量
【解析】A.该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，所以为放热反应，错误；B.断键时应吸收能量，所以断裂1
mol
A—A
键和1
mol
B—B键应吸收x
kJ能量，错误；C.据图可知，断裂2
mol
A—B键成为2
mol
A和2
mol
B需要吸收y
kJ能量，正确；D.2
mol
AB的总能量低于1
mol
A2和1
mol
B2的总能量，错误。
【答案】C
【练3】已知25
℃、101
kPa下，下列反应
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)，燃烧1
mol
C(石墨)放热
393．51
kJ。
C(金刚石)＋O2(g)===CO2(g)，燃烧1
mol
C(金刚石)放热395.41
kJ。可以得出的结论是( )
A．金刚石比石墨稳定
B．1
mol石墨所具有的能量比1
mol金刚石低
C．金刚石转变成石墨是物理变化
D．石墨和金刚石都是碳的同位素
【解析】A.根据题给数据可知，相同质量的金刚石燃烧放出的热量多，这说明金刚石的能量高于石墨的能量，能量越低，物质越稳定，所以石墨比金刚石稳定，A项错误；B.根据上述分析，1
mol石墨所具有的能量比1
mol金刚石低，B项正确；C.金刚石和石墨都是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，而同素异形体之间的转化属于化学变化，C、D项错误。
【答案】B
【练4】已知某反应A(g)＋B(g)===C(g)＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。
(1)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，该反应的ΔH＝________
kJ·mol－1(用含E1、E2的代数式表示)，1
mol气体A和1
mol气体B具有的总能量比1
mol气体C和1
mol气体D具有的总能量________(填“一定高”、“一定低”或“高低不一定”)。
(2)若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1和E2的变化是：E1________，E2________，ΔH________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)吸热 E1－E2 一定低 (2)减小 减小 不变
考点二 热化学方程式与盖斯定律
知
识
梳
理 【P90】
一、热化学方程式
1．概念：表示参加反应的物质的物质的量和__能量__的关系的化学方程式。
2．表示意义：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1，表示在__25__℃、__101__
kPa条件下，__2__mol__H2和__1__mol__O2完全反应生成2
mol__液态水__时__放出的热量为571.6__kJ__。
3．热化学方程式的书写方法
注意：1.注意ΔH的符号和单位
ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。
若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。
ΔH的单位一般为kJ/mol。
2．注意反应条件
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
kPa下测定的，可不注明温度和压强。
3．注意物质的聚集状态
反应物和产物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。
4．注意热化学方程式的化学计量数
(1)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。
(2)热化学方程式中的反应热是表示反应物完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应，即化学计量数与ΔH成正比。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。如：
①H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH1
②H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g) ΔH2
③2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH3
则有：ΔH1＝2ΔH2＝－ΔH3。
二、盖斯定律
1．内容：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是__相同__的，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．应用：间接计算某些反应的反应热。
3．举例：如
ΔH＝__ΔH1＋ΔH2__。
注 在反应过程设计中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互变化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
分
点
突
破 【P91】
角度一 判断热化学方程式的正误
【练1】判断下列热化学方程式书写是否正确，正确的划“√”，错误的划“×”(注：焓变数据均正确)。
(1)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋177.7
kJ( )
(2)C(s)＋H2O(s)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝－131.3
kJ·mol－1( )
(3)C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－110.5
kJ·mol－1( )
(4)CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283
kJ·mol－1( )
(5)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1( )
(6)500
℃、30
MPa下，将0.5
mol
N2(g)和1.5
mol
H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3
kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)
ΔH＝－38.6
kJ·mol－1( )
【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)√ (6)×
【练2】实验测得：101
kPa时，1
mol
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ的热量；1
mol
CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3
kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是( )
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋890.3
kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
A．仅有②
B．仅有②④
C．仅有②③④
D．全部符合要求
【解析】书写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点：(1)单位是kJ·mol－1，不是kJ；(2)数值，ΔH的数值要与方程式中计量化学计量数保持一致；(3)符号，吸热用“＋”，放热用“－”。仅②④符合要求。
【答案】B
【练3】已知充分燃烧a
g乙炔(C2H2)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正确的是( )
A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2＋2H2O(l)
ΔH＝－2b
kJ·mol－1
B．C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH＝＋2b
kJ·mol－1
C．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－4b
kJ·mol－1
D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋b
kJ·mol－1
【解析】该反应放热，ΔH应为负值，B、D两项错误；生成1
mol二氧化碳气体，放出热量b
kJ，则生成4
mol二氧化碳气体，放出热量为4b
kJ，即该反应的ΔH＝－4b
kJ·mol－1。
【答案】C
角度二 书写热化学方程式
1．依据反应事实书写热化学方程式
【练1】依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2
g
SiH4自燃放出热量89.2
kJ。SiH4自燃的热化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)在25
℃、101
kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q
kJ，其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100
g
CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
【解析】(1)2
g
SiH4自燃放出热量89.2
kJ，1
mol
SiH4自燃放出热量1
427.2
kJ，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1
427.2
kJ·mol－1。
(2)根据碳原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100
g
CaCO3沉淀，则消耗的C2H5OH为0.5
mol，据此可写出反应的热化学方程式。
【答案】(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－1
427.2
kJ·mol－1
(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－2Q
kJ·mol－1
2．依据能量图像书写热化学方程式
【练2】已知化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
【解析】由图可知，生成物总能量高于反应物总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＝＋(a－b)
kJ·mol－1。
【答案】A2(g)＋B2(g)===2AB(g)
ΔH＝＋(a－b)
kJ·mol－1
【练3】化学反应N2＋3H2===2NH3的能量变化如图所示(假设该反应反应完全)。
试写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式。
【答案】N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)
ΔH＝－2(c＋b－a)kJ·mol－1
规律总结
“5审”判断热化学方程式正误
考
题
专
练 【备用题】
1．(2016年海南卷)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．由X→Y反应的ΔH＝E5－E2
B．由X→Z反应的ΔH<0
C．增大压强有利于提高Y的产率
D．升高温度有利于提高Z的产率
【解析】由X→Y反应的ΔH＝E3－E2，A错误；依图知，由X→Z反应的中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，ΔH<0，B正确；根据反应：2X(g)??3Y(g),
增大压强，平衡向左移动，不利于提高Y的产率，C错误；由B分析知，X→Z的反应放热，升高温度，平衡向左移动，不利于提高Z的产率，D错误。
【答案】B
2．(上海，8)已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2―→H2O＋O2 ΔH<0
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
【解析】A、B项，催化剂不会影响反应的热效应和平衡转化率；C项，热化学方程式应标明状态。
【答案】D
3．(2016年江苏卷)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ΔH3＝＋74.8
kJ·mol–1
【解析】利用太阳光催化分解水制氢是获取氢能源的理想途径，该转化是将太阳能转化为化学能，故A错；由ΔH2＝131.3
kJ·mol–1的符号可以判断反应②是吸热反应，故B错；某一化学反应的反应热由反应物总能量和生成物的总能量大小决定，催化剂的使用可降低反应所需的活化能，但不会影响反应热的大小，故C错；反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)可由反应③减去反应②得到，由盖斯定律可知，ΔH4＝ΔH3－ΔH2＝206.1
kJ·mol–1－131.3
kJ·mol–1＝74.8
kJ·mol–1，故D正确。
【答案】D
4．[安徽理综，27(4)]NaBH4(s)与水(l)反应生成NaBO2(s)和氢气(g)，在25
℃、101
kPa下，已知每消耗3.8
g
NaBH4(s)放热21.6
kJ，该反应的热化学方程式是：
________________________________________________________________________。
【答案】NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)
ΔH＝－216
kJ·mol－1
5．[四川理综，11(4)]FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。
已知25
℃，101
kPa时：
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH＝－1
648
kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393
kJ·mol－1
2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)===2FeCO3(s)
ΔH＝－1
480
kJ·mol－1
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是
________________________________________________________________________。
【答案】4FeCO3(s)＋O2(g)===2Fe2O3(s)＋4CO2(g)
ΔH＝－260
kJ·mol－1
6．[山东理综，30(3)]贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应，温度为T时，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。
已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165
kJ·mol－1
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41
kJ·mol－1
【答案】CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)
ΔH＝－206
kJ·mol－1
7．(海南，4)已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2
215
kJ·mol－1。若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8
g水，则放出的热量约为( )
A．55
kJ
B．220
kJ
C．550
kJ
D．1
108
kJ
【解析】由丙烷的燃烧热ΔH＝－2
215
kJ·mol－1，可写出其燃烧的热化学方程式：C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－2
215
kJ·mol－1，丙烷完全燃烧产生1.8
g水，n(H2O)＝m÷M＝1.8
g÷18
g·mol－1＝0.1
mol，所以反应放出的热量Q＝(2
215
kJ÷4
mol)×0.1
mol≈55
kJ，A选项正确。
【答案】A
考
点
集
训 【P269】
A级(跨越本科练)
1．最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：
下列说法正确的是(C)
A．CO和O生成CO2是吸热反应
B．在该过程中，CO断键形成C和O
C．CO和O生成了具有极性共价键的CO2
D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程
【解析】A项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ和状态Ⅲ知，CO和O生成CO2是放热反应，错误；B项，由状态Ⅱ知，在CO与O生成CO2的过程中，CO没有断键形成C和O，错误；C项，由状态Ⅲ及CO2的结构式O===C===O知，CO2分子中存在碳氧极性共价键，正确；D项，由能量—反应过程图像中状态Ⅰ(CO和O)和状态Ⅲ(CO2)分析，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O原子反应生成CO2的过程，错误。
2．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见(B)
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应的热化学方程式为NH4HCO3＋HCl===NH4Cl＋CO2↑＋H2O ΔH＝＋Q
kJ·mol－1
【解析】醋酸逐渐凝固说明，反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，故A错误，B正确；C项，因反应为吸热反应，则反应后生成物的总能量高于反应物的总能量，故C错误；D项，书写热化学方程式时，应注明物质的状态，不用标明“↑”符号，故D错误。
3．分别与1
L
0.1
mol·L－1的NaOH溶液恰好完全反应的下列物质：①醋酸稀溶液、②稀盐酸、③浓硫酸，反应后放出热量分别为Q1、Q2、Q3，则下列关系正确的是(B)
A．Q1＝Q2＝Q3
B．Q1
D．Q1＝Q2
4．下列反应中，反应物总能量低于生成物总能量的是(D)
A．2CO＋O2===2CO2
B．C＋O2===CO2
C．2C＋O2===2CO
D．CaCO3===CO2＋CaO
【解析】反应中反应物总能量低于生成物总能量，说明该反应是一个吸热反应。A、B、C三项是CO、C的燃烧反应，均属于放热反应，故均不符合题意；D项为CaCO3的分解反应，属吸热反应，符合题意。
5．根据热化学方程式，正确的是(B)
(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－Q1
kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH2＝－Q2
kJ·mol－1
A．Q1＞Q2
B．ΔH1＞ΔH2
C．Q1＝Q2
D．ΔH1＜ΔH2
【解析】物质在气态时含有的能量比液态时多，所以等物质的量的甲烷燃烧产生气体水放出的热量少，所以Q1
ΔH＝－297.23
kJ·mol－1
②2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
ΔH＝－196.64
kJ·mol－1
假设反应过程中无热量损失，则(B)
A．1
mol
S(s)完全反应，并转化为SO3(g)时，放出395.55
kJ热量
B．1个SO2和1个O2分子储存的能量之和大于1个SO3分子
C．1
L
SO2(g)完全反应生成1
L
SO3(g)，放出98.32
kJ热量
D．使用催化剂，可以减少反应②放出的热量
【解析】A项，SO2(g)转化为SO3(g)的反应是可逆反应，不能完全反应；C项，应改为1
mol
SO2(g)完全反应生成1
mol
SO3(g)，放出98.32
kJ热量；D项，使用催化剂不会改变反应②放出的热量。
7．已知：101
kPa时1
mol辛烷燃烧生成液态水时放出的热量为5
518
kJ；强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1
mol
H2O时放出的热量为57.3
kJ，则下列热化学方程式的书写正确的是(C)
①2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(g)
ΔH＝－11
036
kJ·mol－1
②2C8H18(l)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)
ΔH＝－11
036
kJ·mol－1
③H＋＋OH－===H2O ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
④2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)
ΔH＝－114.6
kJ·mol－1
A．①③
B．②③
C．②④
D．只有②
【解析】表示辛烷燃烧热时，生成的水应是液态而不是气态，故①错误、②正确；③中未标明反应物、生成物的聚集状态，错误。
8．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(A)
A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，则含40.0
g
NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3
kJ的热量
B．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6
kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8
kJ·mol－1
C．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH＝a
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝b，则a>b
D．已知P(白磷，s)===P(红磷，s) ΔH<0，则白磷比红磷稳定
【解析】中和热是指稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1
mol水时所放出的热量，醋酸是弱酸，其电离过程是吸热过程，40.0
g即1
mol
NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出小于57.3
kJ的热量，故A正确；氢气的燃烧热必须是生成液态水的过程所放出的热量，液态水变为气态水是吸热的，氢气的燃烧热大于241.8
kJ·mol－1，故B错误；焦炭完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量，因焓变是负值，即a
A．该反应为放热反应
B．催化剂能改变该反应的焓变
C．E1也可表示反应物断键需要吸收的总能量
D．ΔH＝E2－E1
【解析】图像分析反应物能量低于生成物能量，反应是吸热反应，故A不符合题意；催化剂对反应的始态和终态无影响，只改变活化能，则对反应的焓变无影响，故B不符合题意；E1为正反应的活化能，可表示反应物断键需要吸收的总能量，故C符合题意；ΔH＝断键吸收的能量－成键放出的能量＝E1－E2，故D不符合题意。
B级(冲刺名校练)
10．某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应能量曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是(C)
A．两步反应均为吸热反应
B．加入催化剂会改变反应的焓变
C．三种化合物中C最稳定
D．A→C反应中ΔH＝E1－E2
【解析】A项，A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，故A错误；B项，加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应热，故B错误；C项，物质的总能量越低，越稳定，故C正确；D项，A→B：ΔH＝E1－E2，B→C：ΔH＝E3－E4，所以A→C，ΔH＝E1－E2＋E3－E4＝(E1＋E3)－(E2＋E4)，故D错误。
11．如图是某同学设计的放热反应的观察装置，其实验操作是：
①按图所示将实验装置连接好；
②在U形管内加入少量红墨水打开T形管螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹；
③在中间的试管里盛1
g氧化钙，当滴入2
mL左右的蒸馏水后，即可观察。
试回答：
(1)实验中观察到的现象是________________________________________________________________________。
(2)该实验前必须进行的一步实验操作是________________________________________________________________________。
(3)该实验的原理是________________________________________________________________________。
(4)实验中发生的化学反应方程式：
________________________________________________________________________。
(5)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2能量之间的关系：
________________________________________________________________________。
(6)若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象？__________(填“能”或“否”)。
【解析】放热反应：反应物的总能量大于生成物的总能量；氧化钙和水的反应为放热反应，放出的热量使气体的体积膨胀，导致U形管中液面左低右高；实验前必须检查装置的气密性；反应方程式为CaO＋H2O===Ca(OH)2；水和氯化钠不发生化学反应，且热量变化不明显，因而不会观察到相同的现象。
【答案】(1)U形管中红墨水液面左低右高
(2)检查装置的气密性
(3)CaO与H2O为放热反应，大试管中气体膨胀，导致液面左低右高
(4)CaO＋H2O===Ca(OH)2
(5)CaO与H2O所具有的总能量大于Ca(OH)2所具有的总能量
(6)否
12．“氢能”将是未来最理想的新能源。
Ⅰ.实验测得，1
g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________(填字母)。
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－142.9
kJ·mol－1
B.
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
C.
2H2＋O2===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
D.
H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
Ⅱ.某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H2的反应步骤：
①CaBr2＋H2OCaO＋2HBr
②2HBr＋HgHgBr2＋H2
③HgBr2＋________________＋________
④2HgO2Hg＋O2↑
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：HgBr2＋________________＋________。请根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅲ.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。
请写出化学方程式：
反应①________________________________________________________________________。
反应②________________________________________________________________________。
该法制取氢气的最大优点是________________________________________________________________________。
【解析】Ⅰ.表示氢气燃烧热的热化学方程式中氢气的化学计量数是1，其反应热是(－142.9×2)kJ·mol－1，则其热化学方程式正确的是B。
Ⅱ.根据“原子经济”的思想，观察已知反应中出现的物质得：HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2；从“绿色化学”的思想评估就是从能耗和环保等方面评价，制H2的主要缺点是循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染。
Ⅲ.据图知反应①、②分别为SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4、2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O，该法制取氢气的最大优点是原料SO2和I2可循环使用，无污染。
【答案】Ⅰ.B
Ⅱ.HgBr2＋CaOHgO＋CaBr2 循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，会产生污染
Ⅲ.①SO2＋I2＋2H2O2HI＋H2SO4
②2H2SO42SO2↑＋O2↑＋2H2O SO2和I2可循环使用，无污染
第二节 燃烧热 中和热 能源
【考纲要求】
1．理解燃烧热、中和热等概念，掌握中和热的测定。
2．能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。
3．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。
考点一 燃烧热 中和热
知
识
梳
理 【P93】
一、燃烧热
1．定义：在25
℃、101
kPa时，__1__mol__纯物质完全燃烧生成__稳定氧化物__时所放出的热量。
2．单位：__kJ/mol__。
3．意义：CH4的燃烧热为890.31
kJ/mol，表示__25__℃、101__kPa__时，1__mol__CH4完全燃烧，生成CO2和液态水时放出的热量为890.31__kJ__。
用热化学方程式表示为：__CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)__ΔH＝－890.31__kJ/mol__。
注意：
C―→CO2(g)
H―→H2O(l) S―→SO2(g)
二、中和反应反应热的测定
1．中和反应反应热
(1)定义：在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成__1__mol__水时的反应热。
(2)举例：1
L
1
mol·L－1的盐酸与1
L
1
mol·L－1的NaOH溶液发生中和反应时，放出57.3
kJ的热量，该反应的热化学方程式为：__NaOH(aq)＋HCl(aq)__===__NaCl(aq)＋H2O(l)__ΔH＝－57.3__kJ·mol－1__。
2．中和反应反应热的测定
(1)测定原理
ΔH＝
c＝4.18
J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1；n为生成H2O的物质的量；(t终－t始)为温度差。
(2)装置如图
(3)注意事项
①碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温__隔热__，__防止热量散失__。
②为保证酸、碱完全中和，常使__碱__稍稍过量。
③实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得的数值偏__小__。
分
点
突
破 【P93】
角度一 有关概念的理解
1．对燃烧热的理解
(1)文字叙述燃烧热时，用“正值”或“ΔH”表示。例如，
CH4的燃烧热为890.31
kJ/mol
或ΔH＝－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。
2．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－1
不同
点
反应物的量
可燃物是1
mol
不限量
生成物的量
不限量
H2O是1
mol
含义
1
mol纯物质完全燃烧时放出的热量；不同可燃物，燃烧热不同
稀溶液中，酸和碱反应生成1
mol
H2O时放出的热量。强酸和强碱反应生成可溶性盐和水的中和热均约为57.3
kJ·mol－1
【练1】下列热化学方程式中，正确的是( )
A．甲烷的燃烧热为890.3
kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
B．500
℃、30
MPa下，将0.5
mol
N2(g)和1.5
mol
H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)放热19.3
kJ，其热化学方程式为：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－38.6
kJ·mol－1
C．HCl和NaOH反应的中和热为ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热为ΔH＝2×(－57.3)
kJ·mol－1
D．在101
kPa时，2
g
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
【解析】A.燃烧热是指1
mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量，一般H→H2O(l)，C→CO2，S→SO2，由热化学方程式的书写方法可知甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3
kJ·
mol－1，故A错误；B.N2＋3H2??2NH3是可逆反应，0.5
mol
N2和1.5
mol
H2置于密闭容器中不能完全反应，若完全反应放出的热量大于19.3
kJ，故B错误；C.在稀溶液中，稀的酸跟碱发生中和反应而生成1
mol
H2O，这时的反应热叫做中和热，所以H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH＝－57.3
kJ·
mol－1，故C错误；D.2
g
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，则4
g
H2完全燃烧生成液态水，放出571.6
kJ热量，所以氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·
mol－1，故D正确。
【答案】D
【练2】25
℃，101
kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生反应的中和热为57.3
kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5518
kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A．H＋(aq)＋1/2SO42－(aq)＋1/2Ba2＋(aq)＋OH－(aq)===1/2BaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
B．KOH(aq)＋1/2H2SO4(aq)===1/2K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
C．C8H18(l)＋25/2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)
ΔH＝－5518
kJ·mol－1
D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)
ΔH＝－5518
kJ·mol－1
【解析】A.在H＋(aq)＋1/2SO42－(aq)＋1/2Ba2＋(aq)＋OH－(aq)＝1/2BaSO4(s)＋H2O(l)反应中还生成了BaSO4沉淀，ΔH≠－57.3
kJ·mol－1，A错误；B.硫酸和氢氧化钾分别是强酸和强碱，则KOH(aq)＋1/2H2SO4(aq)＝1/2K2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，B正确；C.燃烧热是在一定条件下，1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，则C8H18(l)＋25/2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)中ΔH≠－5518
kJ·mol－1，C错误；D.燃烧热是在一定条件下，1
mol
可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，则2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l) ΔH＝－5518×2
kJ·mol－1，D错误。
【答案】B
角度二 中和热测定误差分析和数据处理
【练1】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盐酸倒入小烧杯中，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溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。回答下列问题：
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？
________________________________________________________________________。
(2)如上图装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么？
________________________________________________________________________。
(3)怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(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c＝4.18
J·g－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
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＝________(结果保留一位小数)。
(5)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)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1
L
1
mol·L－1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________________。
【解析】(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(4)取三次实验的平均值代入公式计算即可。
(5)硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。
(6)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要小一些(注意中和热与ΔH的关系)。
【答案】(1)确保盐酸被完全中和 (2)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失 (3)实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动；因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒 (4)－51.8
kJ·mol－1 (5)不能 H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热 (6)ΔH1＝ΔH2<ΔH3
考点二 反应热的计算
知
识
梳
理 【P94】
一、反应热ΔH的基本计算公式
1．依据反应物与生成物的能量计算
ΔH＝E(生成物)－E(反应物)。
2．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
分
点
突
破 【P94】
角度一 ΔH的比较
比较ΔH的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，ΔH越小；对吸热反应，吸热越多，ΔH越大。
【练1】试比较下列各组ΔH的大小。
(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
则ΔH1________ΔH2(填“>”、“<”或“＝”，下同)。
(2)同一反应，反应物状态不同时
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
则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
则ΔH1______ΔH2。
【解析】(1)因为C(g)===C(l) ΔH3<0
则ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0，ΔH2<ΔH1。
(2)
ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。
(3)根据常识可知，CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3<0，又因为ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，所以ΔH2>ΔH1。
【答案】(1)> (2)< (3)<
角度二 盖斯定律的应用
1．利用盖斯定律书写热化学方程式
【练1】LiH可作飞船的燃料，已知下列反应：
①2Li(s)＋H2(g)===2LiH(s) ΔH＝－182
kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572
kJ·mol－1
③4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s) ΔH＝－1
196
kJ·mol－1
试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
【解析】2LiH(s)===2Li(s)＋H2(g)
ΔH＝＋182
kJ·mol－1
2Li(s)＋O2(g)===Li2O(s) ΔH＝－598
kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286
kJ·mol－1
上述三式相加得：2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l) ΔH＝－702
kJ·mol－1。
【答案】2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)
ΔH＝－702
kJ·mol－1
【练2】(1)家用液化气的主要成分之一是丁烷，试写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式：(查阅资料：丁烷的燃烧热为－2
900
kJ·mol－1)________________________________________________________________________。
(2)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5
kJ·mol－1；
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－483.6
kJ·mol－1。
现有0.2
mol的炭粉和氢气组成的悬浮气，且混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53
kJ热量，则混合物中C与H2的物质的量之比为________。
【解析】(1)燃烧热是在一定条件下，1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，所以反应的热化学方程式为C4H10(g)＋13/2O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l) ΔH＝－2
900
kJ·mol－1。
(2)设混合物中C为x
mol，H2为(0.2－x)
mol，依题意有：393.5
kJ·mol－1×x
mol＋241.8
kJ·mol－1×(0.2－x)
mol＝63.53
kJ，则x＝0.1，混合物中C与H2的物质的量之比为1∶1。
【答案】(1)C4H10(g)＋13/2O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－2900
kJ·mol－1
(2)1∶1
2．利用盖斯定律计算反应热
【练3】在25
℃、101
kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5
kJ·mol－1、285.8
kJ·mol－1、870.3
kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( )
A．－488.3
kJ·mol－1
B．＋488.3
kJ·mol－1
C．－191
kJ·mol－1
D．＋191
kJ·mol－1
【解析】由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5
kJ·mol－1；②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－870.3
kJ·mol－1。
①×2：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－787
kJ·mol－1
②×2：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
③×1颠倒方向：2CO2(g)＋2H2O(l)===CH3COOH(l)＋2O2(g) ΔH＝＋870.3
kJ·mol－1
上述三式相加得：ΔH＝－488.3
kJ·mol－1。
【答案】A
【练4】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
【解析】已知碳的燃烧热为ΔH1＝a
kJ·mol－1，则碳的燃烧热化学方程式为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，根据盖斯定律，可得ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。
【答案】A
3．利用盖斯定律定性判断ΔH间的关系
【练5】在1
200
℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1
2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g) ΔH2
H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3
2S(g)===S2(g) ΔH4
则ΔH4的正确表达式为( )
A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
B．ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)
C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)
D．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)
【解析】给题中方程式依次编号为①、②、③、④。
③×2颠倒方向得：2S(g)＋2H2O(g)===2H2S(g)＋O2(g) －2ΔH3
②×得：H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋H2O(g) ΔH2
①×得：H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1
上述三式相加得：
2S(g)===S2(g)
ΔH4＝ΔH1＋ΔH2－2ΔH3＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。
【答案】A
【练6】室温下，将1
mol的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(s)·5H2O(s)受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH3
B．ΔH1＜ΔH3
C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2
D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3
【解析】方法：方程式叠加法。
CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO42－(aq)＋5H2O(l) ΔH1>0 ①
CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO42－(aq) ΔH2<0 ②
CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH3>0 ③
②＋③：CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO42－(aq)＋5H2O(l)
ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
由于ΔH1>0，ΔH2<0，ΔH3>0，所以ΔH1<ΔH3。
【答案】B
角度三 根据键能计算反应热
【练1】已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH＝a
kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220
kJ·mol－1
H—H、O＝O和O—H键的键能分别为436
kJ·mol－1、496
kJ·mol－1和462
kJ·mol－1，则a为( )
A．－332
B．－118
C．＋350
D．＋130
【解析】选D。根据盖斯定律由题给的两个热化学方程式可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋(2a＋220)kJ·mol－1，则有：4×462
kJ·mol－1－2×436
kJ·mol－1－496
kJ·mol－1＝(2a＋220)kJ·mol－1，解得a＝＋130，故选项D正确。
【答案】D
【练2】已知1
g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143
kJ，18
g水蒸气变成液态水放出44
kJ的热量。其他相关数据如下表：
O===O
H—H
H—O(g)
1
mol化学键断裂时
需要吸收的能量/kJ
496
436
x
则表中x为( )
A．920
B．557
C．463
D．188
【解析】根据题意，可得热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572
kJ·mol－1；而18
g水蒸气变成液态水时放出44
kJ热量，则2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484
kJ·mol－1，即－484
kJ＝2×436
kJ＋496
kJ－4x
kJ，解得x＝463。
【答案】C
【练3】通常把拆开1
mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也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。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。
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
工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH为________。
【解析】SiCl4、H2和HCl分子中共价键的数目容易计算，而产物硅的结构与金刚石一样，形成正四面体的空间网状结构，以一个Si为中心，连四个Si原子，故1
mol晶体硅中所含的Si—Si键为4×
mol＝2
mol，即制取高纯硅反应的反应热ΔH＝4×360
kJ·mol－1＋2×436
kJ·mol－1－(2×176
kJ·mol－1＋4×431
kJ·mol－1)＝＋236
kJ·mol－1。
【答案】＋236
kJ·mol－1
规律总结
一、利用状态，迅速比较反应热的大小
若反应为放热反应
1．当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。
2．当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。
3．在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。
二、规避两个易失分点
(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程都不是化学变化。
(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)
石墨
(C－C)
金刚石
(C－C)
S8
(S－S)
Si
(Si－Si)
键数
2
4
6
4
1.5
2
8
2
考点三 能源
知
识
梳
理 【P96】
1．能源分类
2．解决能源问题的措施
(1)提高能源的利用效率：①改善开采、运输、加工等各个环节；②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。
(2)开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
分
点
突
破 【P96】
角度一 能源的开发与利用
【练1】正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。
(1)太阳能是清洁能源( )
(2)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能( )
(3)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用( )
(4)人类利用的能源都是通过化学反应获得的( )
(5)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一( )
(6)食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源( )
(7)粮食作物是制乙醇燃料的重要原料( )
(8)化石燃料属于可再生能源，不影响可持续发展( )
(9)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中PM2.5的含量( )
(10)低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气体的排放( )
【答案】(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)√ (8)× (9)√ (10)√
【练2】为缓解能源紧张，越来越多的国家开始重视生物质能源(利用能源作物和有机废料，经过加工转变为生物燃料的一种能源)的开发利用。
(1)如图是某国能源结构比例图，其中生物质能源所占的比例是________。
(2)生物柴油是由动植物油脂转化而来，其主要成分为脂肪酸酯，几乎不含硫，生物降解性好，一些国家已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用，下列说法正确的是________(填字母)。
①生物柴油是可再生资源
②可减少二氧化硫的排放
③与普通柴油相比易分解
④与普通柴油制取方法相同
A．①②③
B．①②④
C．①③④
D．②③④
【解析】(1)油料作物和甘蔗是能源作物，属于生物质能源；化石燃料不是生物质能源。
(2)生物柴油的原料是动植物油脂，可再生(①对)，几乎不含硫(②对)，生物降解性好(③对)，主要成分为酯类，而普通柴油源于烃类(石油)，所以④错。
【答案】(1)27% (2)A
考
题
专
练 【备用题】
1．(2016年海南卷)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
【解析】是指1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1
kg该化合物释放出热量3.8×104
kJ，则1mol油酸甘油酯完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为3.8×104
kJ×884/1000＝3.4×104
kJ，所以ΔH＝－3.4×104
kJ·mol－1
【答案】D
2．[浙江节选]乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
CH2CH3(g)CHCH2(g)＋H2(g)
已知：
化学键
C—H
C—C
C===C
H—H
键能/kJ·mol－1
412
348
612
436
计算上述反应的ΔH＝________kJ·mol－1。
【解析】由反应方程式可知，反应时，1
mol反应物需断开2
mol
C—H键和1
mol
C—C键，共吸收能量：2
mol×412
kJ·mol－1＋1
mol×348
kJ·mol－1＝1
172
kJ。生成物形成1
mol
C===C键和1
mol
H—H键，共放出能量：1
mol×612
kJ·mol－1＋1
mol×436
kJ·mol－1＝1
048
kJ。根据能量守恒可得：1
mol×ΔH＝1
172
kJ－1
048
kJ，则ΔH＝124
kJ·mol－1。
【答案】124
3．[全国卷Ⅰ，28(3)]已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11
kJ·mol－1，1
mol
H2(g)、1
mol
I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436
kJ、151
kJ的能量，则1
mol
HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。
【解析】形成1
mol
H2(g)和1
mol
I2(g)共放出436
kJ＋151
kJ＝587
kJ能量，设断裂2
mol
HI(g)中化学键吸收2a
kJ能量，则有：2a
kJ－587
kJ＝11
kJ，得a＝299。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11
kJ·mol－1＋436
kJ·mol－1＋151
kJ·mol－1＝598
kJ·mol－1，则E(H—I)＝299
kJ·mol－1]。
【答案】299
4．(1)(广东高考·节选)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应①为主反应，反应②和③为副反应。
①CaSO4(s)＋CO(g)===CaS(s)＋CO2(g)
ΔH1＝－47.3
kJ·mol－1
②CaSO4(s)＋CO(g)===CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g) ΔH2＝＋210.5
kJ·mol－1
③CO(g)===C(s)＋CO2(g)
ΔH3＝－86.2
kJ·mol－1
反应2CaSO4(s)＋7CO(g)===CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋
C(s)＋SO2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。
(2)(四川高考·节选)
已知：25
℃、101
kPa时，
Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s)
ΔH＝－520
kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－297
kJ·mol－1
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)
ΔH＝－1
065
kJ·mol－1
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是
________________________________________________________________________。
(3)(浙江高考·节选)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
ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝________。
(4)(天津高考·节选)已知：温度过高时，WO2(s)转变为WO2(g)：
①WO2(s)＋2H2(g)===W(s)＋2H2O(g)
ΔH＝＋66.0
kJ·mol－1
②WO2(g)＋2H2(g)===W(s)＋2H2O(g)
ΔH＝－137.9
kJ·mol－1
则WO2(s)===WO2(g)的ΔH＝________。
【解析】(1)由盖斯定律，①×4＋②＋③×2得2CaSO4(s)＋7CO(g)===CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)，故ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。
(2)将已知3个热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律③－①－②，得：MnO2(s)＋
SO2
(g)===MnSO4(s) ΔH＝③－(①＋②)＝－248
kJ·mol－1。
(3)根据题中三个反应，反应Ⅲ＝反应Ⅱ×2－反应Ⅰ，因此ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。
(4)根据题意由①－②可得：
WO2(s)===WO2(g) ΔH＝＋203.9
kJ·mol－1。
【答案】(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3
(2)MnO2(s)＋
SO2
(g)===MnSO4(s)
ΔH＝－248
kJ·mol－1
(3)2ΔH2－ΔH1
(4)＋203.9
kJ·mol－1
5．(浙江高考27)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)===CaO(s)＋SO2(g)
＋CO2(g) ΔH1＝＋218.4
kJ·mol－1(反应Ⅰ)；CaSO4(s)＋4CO(g)===CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175.6
kJ·mol－1(反应Ⅱ)
(1)反应Ⅰ是放热反应还是吸热反应？________，能否通过反应Ⅰ判断等物质的量的CO、CO2具有能量的高低？________。
(2)碳的燃烧热为393.50
kJ·mol－1，写出表示C燃烧热的热化学方程式________________________________________________________________________。
(3)已知CO转化成CO2的能量关系如下图所示。写出该反应的热化学方程式________________________________________________________________________。
(4)依据反应Ⅰ、Ⅱ确定反应CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)===CaS(s)＋3CO2(g) ΔH＝________kJ·mol－1
【答案】(1)吸热 不能
(2)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.50
kJ·mol－1
(3)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566
kJ·mol－1
(4)－394
考
点
集
训 【P272】
A级(跨越本科练)
1．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。
下列说法正确的是(C)
A．H2O的分解反应是放热反应
B．氢能源已被普遍使用
C．2
mol
液态H2O具有的总能量低于2
mol
H2和1
mol
O2的能量
D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
【解析】2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)是吸热反应，说明2
mol
液态H2O的能量低于2
mol
H2和1
mol
O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。
2．氢气和氟气混合在黑暗处即可发生爆炸而释放出大量的热量。在反应过程中，断裂1
mol
H2中的化学键消耗的能量为Q1
kJ，断裂1
mol
F2中的化学键消耗的能量为Q2
kJ，形成1
mol
HF中的化学键释放的能量为Q3
kJ。下列关系式中正确的(A)
A．Q1＋Q2＜2Q3
B．Q1＋Q2＞2Q3
C．Q1＋Q2＜Q3
D．Q1＋Q2＞Q3
【解析】H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＜0
ΔH＝Q1＋Q2－2Q3＜0，所以Q1＋Q2＜2Q3。
3．下列各组物质的燃烧热相等的是(D)
A．C和CO
B．红磷和白磷
C．3
mol
C2H2(乙炔)和1
mol
C6H6(苯)
D．1
g
H2和2
g
H2
【解析】燃烧热：25
℃、101
kPa时，1
mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，A.C和CO是不同物质，燃烧热不同，错误；B.红磷和白磷结构不同，为两种不同的物质，燃烧热不同，错误；C.乙炔和苯结构不同，具有的能量不同，则燃烧热不同，错误；D.都是氢气，燃烧热相同，正确。
4．在相同温度和压强下，将32
g硫分别在纯氧中和空气中完全燃烧，令前者放出热量为Q1，后者放热为Q2，则关于Q1和Q2的相对大小正确的判断是(C)
A．Q1＝Q2
B．Q1>Q2
C．Q1
【解析】两种情况下反应放出的能量相同，但前者较后者以光能形式释放的能量要多；故前者以热量形式放出的能量较后者要少些，即Q1
300
kJ·mol－1的说法中，正确的是(A)
A．转移10NA个电子时，该反应放出1
300
kJ的能量
B．生成NA个液态水分子时，吸收1
300
kJ的能量
C．有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1
300
kJ的能量
D．有10NA个碳氧共用电子对生成时，放出1
300
kJ的能量
【解析】2.5
mol
O2参与反应时转移电子的物质的量为10
mol，此时反应生成1
mol
H2O，放热1
300
kJ，选项A正确，选项B错误；1
mol
CO2中含2
mol
C===O键，共4
mol碳氧共用电子对，故生成2
mol
CO2时应有8
mol碳氧共用电子对生成，选项C、D错误。
6．下列有关说法正确的是(C)
A．已知：HI(g)??H2(g)＋I2(s) ΔH＝－26.5
kJ·mol－1，由此可知1
mol
HI气体在密闭容器中充分分解后可以放出26.5
kJ的热量
B．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为－285.8
kJ·mol－1
C．肼(N2H4)是一种用于火箭或燃料电池的原料，已知：①2H2O(g)＋O2(g)===2H2O2(l) ΔH1＝＋108.3
kJ·mol－1；②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.0
kJ·mol－1
则有反应：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－642.3
kJ·mol－1
D．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，则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.4
kJ·mol－1
【解析】A项，HI(g)??H2(g)＋I2(s) ΔH＝－26.5
kJ·mol－1，该反应为可逆反应，则1
mol
HI不能全部分解，则在密闭容器中分解后放出的热量小于26.5
kJ，错误；B项，燃烧热是1
mol可燃物质完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，所以氢气的燃烧热为285.8
kJ·mol－1，错误；C项，根据盖斯定律，②－①得反应：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)，则ΔH＝ΔH2－ΔH1，正确；D项，中和热指的是在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1
mol水时放出的热量，含20.0
g
NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和生成0.5
mol水时，放出28.7
kJ的热量，即中和热的数值为57.4
kJ·mol－1，但稀醋酸为弱酸，电离吸热，故稀醋酸和稀NaOH溶液反应的中和热应小于57.4
kJ·mol－1，错误。
7．已知：
HCN(aq)＋NaOH(aq)===NaCN(aq)＋H2O(l) ΔH＝－12.1
kJ·mol－1；
HCl(aq
)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3
kJ·mol－1；
则HCN在水溶液中电离的ΔH等于(C)
A．－69.4
kJ·mol－1
B．－45.2
kJ·mol－1
C．＋45.2
kJ·mol－1
D．＋69.4
kJ·mol－1
【解析】HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l) ΔH＝－12.1
kJ·mol－1
H2O(l)===OH－(aq)＋H＋(aq) ΔH＝＋57.3
kJ·mol－1
上述两式相加：HCN(aq)??H＋(aq)＋CN－(aq) ΔH＝＋45.2
kJ·mol－1。
8．甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可直接用作燃料。已知：
CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)
ΔH1＝－443.6
kJ·mol－1；
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566
kJ·mol－1。
下列说法或热化学方程式正确的是(C)
A．CO的燃烧热为566
kJ·mol－1
B．2
mol
CO和1
mol
O2的总能量比2
mol
CO2的总能量低
C．2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1453.2
kJ·mol－1
D．燃烧32
g甲醇，生成CO和H2O(g)时放出的热量为221.8
kJ
【解析】1
mol
CO完全燃烧放出的热量才能称为燃烧热，选项A不正确；燃烧是放热反应，2
mol
CO和1
mol
O2的总能量比2
mol
CO2的总能量高，选项B不正确；结合盖斯定律2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1453.2
kJ·mol－1，选项C正确；燃烧32
g甲醇放出的热量为443.6
kJ，选项D不正确。
9．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化合物的污染。例如：
①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574
kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1
160
kJ·mol－1
下列说法中错误的是(B)
A．等物质的量的CH4在反应①、②中转移电子数相同
B．由反应①可推知：
CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH>－574
kJ·mol－1
C．4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g) ΔH＝＋586
kJ·mol－1
D．若用标准状况下4.48
L
CH4把NO2还原为N2，整个过程中转移的电子总数为1.6
NA
【解析】A项，反应①、②转移的电子数＝化合价升高数＝化合价降低数＝8，转移电子相同，故A正确；B项，由气态水生成液态水放热，故CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)反应放出的热量比CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)反应放出的热量多，加上负号，数变小，故B错误；C项，由盖斯定律①－②得：4NO2(g)＋2N2(g)===8NO(g) ΔH＝＋586
kJ·mol－1，故C正确；D项，反应CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)转移电子数是8
mol，4.48
L(0.2
mol)
CH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为1.6
mol，故D正确。
10．用50
mL
0.50
mol·L－1盐酸与50
mL
0.55
mol·L－1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题：
(1)从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是__________。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如果用60
mL
0.50
mol·L－1盐酸与50
mL
0.55
mol·L－1
NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量________(填“相等”或“不相等”)，所求中和热__________(填“相等”或“不相等”)，简述理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会__________；(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【解析】(1)根据量热计的构造可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒；
(2)中和热测定实验成败的关键是保温工作，大小烧杯之间填满碎纸条的作用是保温隔热，防止热量损失。
(3)反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，并若用60
mL
0.50
mol·L－1
HCl溶液跟50
mL
0.55
mol·L－1
NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，不相等。但是中和热均是强酸和强碱反应生成1
mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以所求中和热相等。
(4)氨水是弱碱，电离过程需要吸收热量，所以用相同浓度和体积的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会偏小。
【答案】(1)环形玻璃搅拌棒 (2)保温隔热，防止热量损失
(3)不相等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1
mol
H2O所放出的热量，与酸碱的用量无关
(4)偏小
11．(1)25
℃、101
kPa下，1
mol氢气燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(2)25
℃，101
kPa时，16
g
CH4(g)与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3
kJ热量，则CH4燃烧的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(3)25
℃，101
kPa时，0.5
mol
CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3
kJ的热，则CO的燃烧热为__________，其表示燃烧热的热化学方程式是：
________________________________________________________________________。
(4)0.50
L
2.00
mol·L－1
H2SO4与2.00
L
1.00
mol·L－1
KOH溶液完全反应，放出114.6
kJ的热量，该反应的中和热为________，其表示中和热的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(5)已知拆开1
mol
H—H键，1
mol
N—H键，1
mol
N≡N键分别需要的能量是436
kJ、391
kJ、946
kJ，则25
℃，101
kPa时，N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是：
________________________________________________________________________。
【解析】(1)25
℃、101
kPa下，1
mol氢气燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1；
(2)25
℃，101
kPa时，16
g
CH4(g)即1
mol甲烷与适量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3
kJ热量，则CH4燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(l)＋CO2(g) ΔH＝－890.3
kJ·mol－1；
(3)燃烧热是在一定条件下，1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。25
℃，101
kPa时，0.5
mol
CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3
kJ的热量，则1
mol
CO在足量的O2中充分燃烧，放出2×141.3
kJ＝282.6
kJ的热量，所以CO的燃烧热为282.6
kJ·mol－1。其表示燃烧热的热化学方程式是CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(l) ΔH＝－282.6
kJ·mol－1；
(4)中和热是在一定条件下，稀溶液中，强酸和强碱反应生成1
mol
水时所放出的热量，0.50
L
2.00
mol·L－1
H2SO4与2.00
L
1.00
mol·L－1
KOH溶液完全反应，放出114.6
kJ的热量，其中生成水的物质的量是2
mol，所以生成1
mol水放出的热量是114.6
kJ÷2＝57.3，因此该反应的中和热为57.3
kJ·mol－1，则表示中和热的热化学方程式为H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1；
(5)在反应N2＋3H2??2NH3中，断裂3
mol
H—H键，1
mol
N≡N键共吸收的能量为3×436
kJ＋946
kJ＝2254
kJ，生成2
mol
NH3，共形成6
mol
N—H键，放出的能量为6×391
kJ＝2346
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2346
kJ－2254
kJ＝92
kJ，N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为，N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g) ΔH＝－92
kJ·
mol－1。
【答案】(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋2O2(g)===2H2O(l)＋CO2(g)
ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
(3)282.6
kJ·mol－1
CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(l) ΔH＝－282.6
kJ·mol－1
(4)57.3
kJ·mol－1 H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
(5)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH＝－92
kJ·mol－1
B级(冲刺名校练)
12．(1)已知：2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH1；
2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH2，则ΔH1________ΔH2。
(2)在298
K、100
kPa时，已知：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
2HCl(g)===Cl2(g)＋H2(g) ΔH2
4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2的关系是：ΔH3＝__________。
(3)消除氮氧化物的污染对环境至关重要，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知一定条件下：
CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574
kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－1160
kJ·mol－1
则该条件下，用CH4还原NO2至N2的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(4)乙烯是石油裂解气的主要成分之一，25
℃、101
kPa时，1
g
乙烯燃烧生成CO2气体与液态水，放出50.5
kJ的热量，该反应的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
【解析】(1)甲醇的燃烧是放热反应，甲醇在气态时的能量比液体时能量高，气态甲醇燃烧放出的热量多，而放热反应焓变是负值，所以ΔH1＞ΔH2。
(2)根据盖斯定律，ΔH3与ΔH1和ΔH2的关系是：ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。
(3)①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574
kJ·mol－1，②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1160
kJ·mol－1，根据盖斯定律，(①＋②)÷2得：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867
kJ·mol－1。
(4)25
℃、101
kPa时，1
g乙烯燃烧生成CO2气体与液态水，放出50.5kJ的热量，则1
mol乙烯燃烧生成CO2和水时放出热量50.5
kJ×28＝1414
kJ，该反应的热化学方程式为C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－1414
kJ·mol－1。
【答案】(1)＞ (2)ΔH1＋2ΔH2
(3)CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－867
kJ·mol－1
(4)C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－1414
kJ·mol－1
13．参考下列图表和有关要求回答问题：
(1)图Ⅰ是1
mol
NO2(g)和1
mol
CO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，ΔH的变化是________。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________________________________________________________________。
(2)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
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44
kJ·mol－1
则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
(3)下表是部分化学键的键能数据：
化学键
P—P
P—O
O===O
P===O
键能(kJ·mol－1)
a
b
c
x
已知1
mol白磷(P4)完全燃烧放热为d
kJ，白磷及其完全燃烧的产物结构如图Ⅱ所示，则表中x＝________
kJ·mol－1(用含有a、b、c、d的代数式表示)。
【解析】(1)观察图像，E1应为反应的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是ΔH不变；1
mol
NO2(g)和1
mol
CO(g)反应生成CO2和NO的反应热数值即为反应物和生成物的能量差，因此该反应的热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234
kJ·mol－1。
(2)利用盖斯定律由3×②－①×2＋③×2得方程式：CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)，ΔH＝3×(－192.9
kJ·mol－1)－2×49.0
kJ·mol－1＋(－44
kJ·mol－1)×2＝－764
kJ·mol－1。
(3)反应热＝反应物键能总和－生成物键能总和，即6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，可得x＝。
【答案】(1)减小 不变
NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)
ΔH＝－234
kJ·mol－1
(2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－764.7
kJ·mol－1
(3)
2018’新课标·名师导学·高考第一轮总复习同步测试卷
化学(六)
(化学反应与能量变化)【P373】
时间：90分钟 总分：100分
可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 S—32 Fe—56
一、选择题(每小题均只有一个选项符合题意，每小题3分，共42分)
1．氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”，已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。氢能具有的优点包括(A)
①原料来源广 ②易燃烧、热值高 ③储存方便 ④制备工艺廉价易行
A．①②
B．①③
C．③④
D．②④
【解析】氢能是易燃烧、热值高、原料来源广的新能源；但它也有储存难、制备成本高等缺点，所以正确答案为A。
2．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(C)
A．生成物总能量低于反应物总能量时，反应吸热
B．有热量变化时一定发生了化学变化
C．依据盖斯定律，可计算某些难以直接测定的ΔH
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件的ΔH不同
【解析】生成物能量低于反应物总能量时，此时反应放热，选项A不正确；灯泡发光有热量变化，但发生的是物理变化，选项B不正确；通过盖斯定律，可计算某些难以直接测定的ΔH，选项C正确；同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件的ΔH相同，选项D不正确。
3．下列说法正确的是(B)
A．反应条件是加热的反应都是吸热反应
B．化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化
C．物质相互混合就能发生的反应，是放热反应
D．放热的化学反应不需要加热就能发生
【解析】A.化学反应是放热还是吸热与反应条件无关，需要加热的反应也可能是放热反应，如铝热反应属于需要加热的放热反应，A错误；B.化学反应中既有物质变化，也有能量变化，B正确；C.化学反应是放热还是吸热与反应条件无关，物质相互混合就能发生的反应，不一定是放热反应，如氢氧化钡固体和氯化铵混合搅拌即可反应，该反应是吸热反应，C错误；D.化学反应是放热还是吸热与反应条件无关，放热反应也可能需要加热，如铝热反应是放热反应，但反应开始时需要加热，D错误。
4．下列说法或表示正确的是(C)
A．等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多
B．物质发生化学变化时一定伴随着吸热现象或放热现象
C．稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，若将含0.5
mol
H2SO4的浓硫酸与含1
mol
NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3
kJ
D．在25
℃、101
kPa时，2
g
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ的热量，则H2燃烧的热化学方程式为：
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
【解析】A.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，硫蒸气放出热量多，A错误；B.物质发生化学变化时一定伴随着能量变化，但是能量形式不一定是热量，错误。C.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，C正确；D.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－1，D错误。
5．下列说法中，正确的是(C)
A．对于2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－Q
kJ·mol－1(Q＞0)，若反应中充入1
mol
SO2和足量的氧气反应时，放出的热量一定是Q/2
kJ
B．热化学方程式中的化学计量数不能用分数表示
C．Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) ΔH＜0，该反应的化学能可以转化为电能
D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关
【解析】A.对于2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－Q
kJ·mol－1(Q＞0)，反应为可逆反应，若反应中充入1
mol
SO2和足量的氧气反应，放出的热量不是Q/2
kJ，错误；B.热化学方程式中的化学计量数可以用分数表示，错误；C.Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) ΔH＜0，该反应的化学能可以转化为电能，可以形成原电池，正确；D.ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数有关，错误。
6．已知：①H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－Q1
kJ·mol－1
②C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH＝－Q2
kJ·mol－1
③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－Q3
kJ·mol－1
下列判断正确是(D)
A．酒精的燃烧热ΔH＝－Q3
kJ·mol－1
B．由③可知1
mol
C2H5OH(g)的能量高于2
mol
CO2(g)和3
mol
H2O(g)的总能量
C．H2O(g)―→H2O(l)释放出了热量，所以该过程为放热反应
D．23
g液体酒精完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放热量为(0.5Q3－0.5Q2＋1.5Q1)kJ
【解析】A.物质的燃烧热是指生成稳定的氧化物时放出的热量，例如生成液态水，能量，所以错误，不选A；B.从反应③可知1
mol乙醇气体的能量和3
mol氧气的能量总和大于2
mol二氧化碳和3
mol水蒸汽的能量，所以错误，不选B；C.水蒸汽变成液态水，不是化学反应，不属于放热反应，不选C；D.根据盖斯定律可知，液态酒精的燃烧热为反应③－反应②＋3×反应①，所以23
g酒精即0.5
mol的反应热为0.5Q3－0.5Q2＋1.5Q1
kJ，正确。
7．已知：
4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1269
kJ·mol－1
下列说正确的是(B)
A．断开1
mol
O===O键比断开1
mol
N—N键所需能量少448
kJ
B．断开1
mol
H—O键比断开1
mol
H—N键所需能量相差约72.6
kJ
C．由以上键能的信息可知H2O的沸点比NH3高
D．由以上信息可知H—O键比H—N键键能弱
【解析】A.断开1
mol
O===O键需要吸收498
kJ的热量，1个氮气分子中含有氮氮三键，则断开1
mol
NN键所需能量946
kJ，所以是断开1
mol
O===O键比断开1
mol
NN键所需能量少448
kJ，错误；B.根据反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能，则4×3EN－H＋3×498
kJ·mol－1－(2×946
kJ·mol－1＋6×2EH－O)＝－1269
kJ·mol－1，则EN－H－EH－O＝－72.6
kJ·mol－1，正确；C.水的沸点与氨气的沸点的高低与键能无关，与分子之间作用力的大小或氢键有关，错误；D.由EN－H－EH－O＝－72.6
kJ·mol－1，H—O键比H—N键键能强，错误。
8．某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下：
mCeO2(m－x)CeO2·xCe＋xO2
(m－x)CeO2·xCe＋xH2O＋xCO2mCeO2＋xH2＋xCO
下列说法不正确的是(C)
A．该过程中CeO2没有消耗
B．该过程实现了太阳能向化学能的转化
C．如图中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
D．通过该过程获取能源的方法具有远大的发展前景
【解析】A.两反应相加得到xH2O＋xCO2―→xH2＋xCO＋xO2，CeO2为催化剂，没有消耗，A正确；B.该过程中吸收了太阳能，储存在H2、CO中，实现了从太阳能向化学能的转化，B正确；C.根据盖斯定律，ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3)，C错误；D.该过程实现了太阳能的转化，具有发展前景，D正确。
9．根据键能数据估算CH4(g)＋4F2(g)===CF4＋4HF(g)的反应热ΔH为(A)
化学键
C—H
C—F
H—F
F—F
键能/(
kJ·mol－1)
414
489
565
155
A.－1940
kJ·mol－1
B．＋1940
kJ·mol－1
C．－485
kJ·mol－1
D．＋485
kJ·mol－1
【解析】反应热就是反应物的键能和与生成物的键能和之差。则ΔH＝414
kJ·mol－1×4＋155
kJ·mol－1×4－(489
kJ·mol－1×4＋565
kJ·mol－1×4)＝－1940
kJ·mol－1。
10．由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示，若生成1
mol
N2，则其ΔH为(A)
A．－139
kJ·mol－1
B．＋209
kJ·mol－1
C．－348
kJ·mol－1
D．＋139
kJ·mol－1
【解析】根据图像可知N2O与NO反应生成氮气和二氧化氮的反应热为(209－348)kJ·mol－1＝－139
kJ·mol－1。
11．已知：①CH3OH(g)＋3/2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－a
kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－b
kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－c
kJ·mol－1
则下列叙述正确的是(C)
A．由上述热化学方程式可知b>c
B．甲烷的燃烧热为b
kJ·mol－1
C．2CH3OH(g)===2CH4(g)＋O2(g)
ΔH＝2(b－a)
kJ·mol－1
D．当甲醇和甲烷物质的量之比为1∶2时，其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出的热量为Q
kJ，则该混合物中甲醇的物质的量为Q/(a＋2b)
mol
【解析】A.同样的甲烷完全燃烧产生CO2和水，由于气态水含有的能量比液态水高，所以产生液态水释放的能量多，c>b，错误；B.甲烷完全燃烧产生气体水时放出热量是b
kJ，而产生液态水时放热是c
kJ，所以甲烷的燃烧热为c
kJ·mol－1，错误；C.(①－②)×2，整理可得：2CH3OH(g)===2CH4(g)＋O2(g) ΔH＝2(b－a)
kJ·mol－1，正确；D.根据②、③两式可得1
mol的气态水变为液态水，放出热量是(c－b)/2
kJ，当甲醇和甲烷物质的量之比为1∶2
时，其完全燃烧生成CO2和H2O(l)时，放出的热量为Q
kJ，则该混合物中甲醇的物质的量为Q/[a＋2b＋6(c－b)/2]
mol＝Q/(a＋3c－b)
mol，错误。
12．下列有关热化学方程式的书写及对应的表述均正确的是(A)
A．密闭容器中，9.6
g硫粉与11.2
g铁粉混合加热生成17.6
g硫化亚铁时，放出19.12
kJ热量。则
Fe(s)＋S(s)===FeS(s) ΔH＝－95.6
kJ·mol－1
B．稀醋酸与0.1
mol·L－1NaOH溶液反应：
H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
C．已知1
mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5
kJ，则水分解的热化学方程式为：
2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋285.5
kJ·mol－1
D．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221
kJ·mol－1，则可知C的燃烧热ΔH＝－110.5
kJ·mol－1
【解析】A.9.6
g硫的物质的量是9.6
g/32
g·mol－1＝0.3
mol，11.2
g
Fe的物质的量是0.2
mol，S过量，则1
mol
Fe完全与S反应生成FeS放出的热量是19.12
kJ/0.2
mol＝95.6
kJ·mol－1，热化学方程式正确；B.醋酸是弱酸，电离需要吸收热量，所以与氢氧化钠溶液反应生成1
mol水时放出的热量少于57.3
kJ，错误；C.1
mol氢气完全燃烧生成液态水所放出的热量为285.5
kJ，则水分解的热化学方程式为H2O(l)===H2(g)＋1/2O2(g) ΔH＝＋285.5
kJ·mol－1，错误；D.1
mol
C完全燃烧生成二氧化碳时放出的热量为C的燃烧热，错误。
13．已知下列热化学方程式：
Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH＝－24.8
kJ·mol－1
3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH＝－47.2
kJ·mol－1
Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋640.5
kJ·mol－1
则14
g
CO气体与足量FeO充分反应得到Fe单质和CO2气体时的反应热为(B)
A．－218
kJ·
mol－1
B．－109
kJ·
mol－1
C．＋218
kJ·
mol－1
D．＋109
kJ·
mol－1
【解析】已知：①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－24.8
kJ·mol－1，②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47.2
kJ·mol－1，③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋640.5
kJ·mol－1，则根据盖斯定律可知(①×3—②—③×2)÷6即得到FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝－218
kJ·mol－1。14
g
CO是0.5
mol，则与足量FeO充分反应得到Fe单质和CO2气体时的反应热为－218
kJ·mol－1×0.5＝－109
kJ·mol－1。
14．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1
mol
S(s)转化为气态硫原子时吸收能量a
kJ，断裂1
mol
F—F、1
mol
S—F键需吸收的能量分别为b
kJ、c
kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为(B)
A．(c－b－a)
kJ·mol－1
B．(a＋3b－6c)
kJ·mol－1
C．(6c－a－3b)
kJ·mol－1
D．(a＋b－c)
kJ·mol－1
【解析】化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，旧键的断裂吸收能量，新键的形成放出能量，两个能量的总体效应即为反应热。对于反应S(s)＋3F2(g)===SF6(g)，旧键的断裂吸收的能量为a
kJ＋b
kJ×3＝(a＋3b)kJ，新键的形成放出的能量为6c
kJ，则该反应的反应热为ΔH＝(a＋3b－6c)kJ·mol－1。
二、非选择题(本题包括5个小题，共58分)
15．(8分)依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25
℃、101
kPa下，1
g丙醇(C3H7OH)燃烧生成CO2和液态水时放热52.68
kJ。则表示丙醇燃烧热的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
(2)若适量的N2和O2完全反应，每生成6
g
NO需要吸收6.8
kJ热量。则热化学反应方程式为：______________。
(3)用NA表示阿伏加德罗常数，在C3H6(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有9NA个电子转移时，放出741
kJ的热量。则热化学反应方程式为：
________________________________________________________________________。
(4)已知火箭燃料液态二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧30
g(氧化剂是液态N2O4)，产生液态水，放出热量898.2
kJ，则表示二甲肼燃烧的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
【解析】(1)在25
℃、101
kPa下，1
g甲醇(C3H7OH)燃烧生成CO2和液态水时放热52.68
kJ，60
g丙醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为3160.8
kJ；则表示丙醇燃烧热的热化学方程式为：C3H7OH(l)＋O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－3160.8
kJ·mol－1；
(2)适量的N2和O2完全反应，每生成6
g
NO需要吸收6.8
kJ热量，所以生成60
g
NO需要吸收68
kJ热量，则热化学方程式为：N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋68
kJ·mol－1；
(3)在C3H6(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有9NA个电子转移时，放出741
kJ的热量，所以有18NA个电子转移时，放出1482
kJ的热量，则热化学方程式为：C3H6(g)＋O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1482
kJ·mol－1；
(4)30
g火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧放出898.2
kJ热量，则1
mol二甲基肼(60
g)燃烧放出的热量为1796.4
kJ，表示二甲基肼燃烧的热化学方程式为：
C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===3N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－1796.4
kJ·mol－1。
【答案】(1)C3H7OH(l)＋O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－3160.8
kJ·mol－1
(2)N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋68
kJ·mol－1
(3)C3H6(g)＋O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－1482
kJ·mol－1
(4)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===3N2(g)＋2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1796.4
kJ·mol－1
16．(13分)为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(1)下列ΔH表示物质燃烧热的是________；表示反应中和热的是________。(填“ΔH1”、“ΔH2”或“ΔH3”等)
A．C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2
C．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH3
D.Ba(OH)2(aq)＋H2SO4(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l) ΔH4
E．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH5
F．2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH6
(2)合成氨反应：1/2N2(g)＋3/2H2(g)??NH3(g)，反应过程的能量变化如图所示。已知N2(g)与H2(g)反应生成34
g
NH3(g)，放出92.2
kJ的热量。请回答下列问题：
该反应通常用铁作催化剂，加催化剂会使图中E变____(填“大”或“小”)，图中ΔH＝________。
(3)由气态基态原子形成1
mol化学键释放的能量叫键能。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。
化学键
H－H
N－H
N≡N
键能/kJ·mol－1
436
391
945
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的值__________。
【解析】(1)在25
℃，101
kPa时，1
mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，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液态水时所释放的热量叫做中和热。故答案为ΔH3，ΔH5；(2)由图可知该反应为放热反应，加入催化剂能降低反应的活化能，使反应速率加快，故E变小；又N2(g)与H2(g)反应生成2
mol
NH3(g)，放出92.2
kJ的热量，那么ΔH＝－＝－46.1
kJ·mol－1；
(3)ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝a＝945＋3×436－2×3×391＝－93
kJ·mol－1；
【答案】(1)ΔH3 ΔH5
(2)小 －46.1
kJ·mol－1
(3)－93
17．(14分)Ⅰ.(1)已知下列两个热化学方程式：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.0
kJ·mol－1
C3
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