第三节 化学反应热的计算
记一记
1.盖斯定律是指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。如，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2。
2．化学反应的反应热的数值与备物质的化学计量数成正比。
3．正逆反应的反应热数值相同，符号相反。
4．ΔH的计算归纳：
计算依据
计算方法
根据热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右颠倒同时改变正负号，各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
根据盖斯定律
可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式
根据燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量一可燃物的物质的量×其燃烧热
根据化学键的键能
ΔH＝反应物化学键键能总和一生成物化学键键能总和
根据反应物和生成物的总能量
ΔH＝E(生成物)－E(反应物)
探一探
1.你能否从能量守恒的角度，解释化学反应的热效应只与反应体系的始态和终态有关？
[提示] 由于在指定状态下，各种物质的焓值都是唯一确定的，因此无论经过哪些步骤从反应物转化为生成物，它们的差值是不会改变的，即反应的焓变是一样的。
2．运用盖斯定律解题的常用思维方法有哪两种？举例说。
[提示] 其一，虚拟路径法：如C(s)＋O2(g)===CO2(g)，可设置如下：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
其二，加合法：即运用所给化学方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。
如：求P4(白磷)―→P(红磷)的热化学方程式。
已知：
P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)
ΔH1①
P(红磷，s)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2
②
即可用①－②×4得出白磷转化为红磷的热化学方程式。
3．已知：
①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.1
kJ·mol－1
②C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH2＝－395.O
kJ·mol－1
由石墨变成金刚石是放热反应还是吸热反应？判断金刚石和石墨哪种物质稳定性更强。
[提示] 由①～②得：C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.9
kJ·mol－1，石墨变成金刚石是吸热反应；石墨、的稳定性更强。
4．已知：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH3＝－241.8
kJ·mol－1
②H2O(g)===H2O(l) ΔH4＝－44
kJ·mol－1
根据①和②，如何求出氢气的燃烧热？
[提示] 要计算H2的燃烧热，即求热化学方程式：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)的反应热，此时需要将气态水转化为液态水。根据盖斯定律知：
ΔH＝ΔH3＋ΔH4＝(－241.8
kJ·mol－1)＋(－44
kJ·mol－1)＝－285.8
kJ·mol－1。
判一判
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关。(×)
(2)盖斯定律遵守能量守恒定律。(√)
(3)利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热。(√)
(4)利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热。(√)
(5)同温同压下，氢气和氯气分别在光照条件下和点燃的条件下发生反应时的ΔH不同。(×)
(6)对于放热反应，放出的热量越多，ΔH就越大。(×)
(7)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1，ΔH＝－571.6
kJ·mol－1的含义是指每摩尔该反应所放出的热量。(√)
(8)对于可逆反应而言，热化学方程式中的反应热表示反应达到平衡时所放出或吸收的热量。(×)
(9)如果用E表示破坏(或生成)1
mol化学键所消耗(或释放)的能量，则求2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的反应热时，可用下式表示：ΔH1＝2E(H—H)＋E(O—O)－2E(H—O)。
(10)相同质量的H2分别与O2完全反应时生成气态水比生成液态水放出的热量少。(√)
练一练
1.[2019·信阳高二月考]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)十80O2(g)===57CO2(g)＋52H2O(l)
已知燃烧1
kg该化合物释放出热量3.8×104
kJ。油酸甘油酯的燃烧热ΔH为
( )
A．3.8×104
kJ·mol－1 B．－3.8×104
kJ·mol－1
C．3.4×104
kJ·mol－1
D．－3.4×104
kJ·mol－1
答案：D
2．[2019·开封高二检测]已知：CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH1
C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH3
CuO(s)＋CO(g)===Cu(s)＋CO2(g) ΔH4
2CuO(s)＋C(s)===2Cu(s)＋CO2(g) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断不正确的是
( )
A．ΔH1>0
B．ΔH2>0
C．ΔH2<ΔH3
D．ΔH5＝2ΔH4＋ΔH1
答案：C
3．[2019·北京宣战高二检测]已知在298
K时下述反应的有关数据：
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH1＝－110.5
kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5
kJ·mol－1，
则C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的ΔH为
( )
A．＋283.5
kJ·mol－1
B．＋172.5
kJ·mol－1
C．－172.5
kJ·mol－1
D．－504
kJ·mol－1
答案：B
4．[2019·青岛高二模拟]已知热化学方程式：
H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋241.8
kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
当1
g液态水变为水蒸气时，其热量变化是
( )
A．ΔH＝＋88
kJ·mol－1
B．ΔH＝＋2.44
kJ·mol－1
C．ΔH＝－4.98
kJ·mol－1
D．ΔH＝－44
kJ·mol－1
答案：B
知识点一盖斯定律的理解和应用
1.根据Ca(
OH)2/CaO体系的能量循环图：
A．ΔH5>0
B．ΔH1＋ΔH2＝0
C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH2
D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
解析：水蒸气变成液态水会放出热量，ΔH5<0，故A错误；氢氧化钙分解生成氧化钙固体和水蒸气，液态水和氧化钙反应生成氢氧化钙，二者不是可逆过程，水蒸气变成液态水会放出热量，因此ΔH1＋ΔH2≠O，故B错误；由图可知，ΔH3>0，ΔH4<0，ΔH5<0，则ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故C错误；根据盖斯定律，ΔH3＝－ΔH2－ΔH4－ΔH5－ΔH1，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正确。
答案：D
2．在298
K、101
kPa时，已知：
2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1
Cl2(g)＋H2(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( )
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2
B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2
D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
解析：将题给三个热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律可得①＋②×2＝③，故ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，A项正确。
答案：A
3．[2019·湖南长沙长郡中学高三第四次月考]已知热化学方程式：①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3
kJ·mol－1；②N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180
kJ·mol－1。则CH4(g)＋4NO(g)===CO2(g)＋2N2(g)＋2H2O(l)的ΔH为
( )
A．－1
250.3
kJ·mol－1
B．－2
500.6
kJ·mol－1
C．＋1
250.3
kJ·mol－1
D．＋2
500.6
kJ·mol－1
解析：根据盖斯定律，①－②×2可得CH4(g)＋4NO(g)===CO2(g)＋2N2(g)＋2H2O(l)，则ΔH＝－890.3
kJ·mol－1－(＋180
kJ·mol－1)x2＝－1
250.3
kJ·mol－1，故A正确。
答案：A
知识点二
结合热化学方程式的反应热计算
4.在100
g焦炭燃烧所得的气体中，CO占体积，CO2占体积，且
C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH(25
℃)＝－110.35
kJ·mol－1
CO(g)＋(g)===CO2(g)
ΔH(25
℃)＝－282.57
kJ·mol－1
与这些焦炭完全燃烧相比较，损失的热量是
( )
A．392.
92
kJ
B．2
489.
44
kJ
C．784.
92
kJ
D．3
274.3
kJ
解析：损失的热量就是CO继续燃烧所放出的热量，因为CO占体积，故有的焦炭燃烧生成了CO，建立关系式：
C ～ CO ～ CO2 Q
12
g
1
mol
282.57
kJ
g
a
故损失的热量a＝282.57
kJ×g×＝784.92
kJ。
答案：C
5．[2019·四川成都外国语学校高二期中]已知A(g)＋C(g)===D(g) ΔH＝－Q1
kJ·mol－1，B(g)＋C(g)===E(g) ΔH＝－Q2
kJ·mol－1，Q1、Q2均大于0，且Q1>Q2，若A与B组成的混合气体1
mol与足量的C反应，放热Q3
kJ，则原混合气体中A与B的物质的量之比为( )
A. B.
C.
D.
解析：设A的物质的量为x
mol，则B的物质的量为(1－x)mol，A反应放出的热量为xQ1，B反应放出的热量为(1－x)Q2，故xQ1＋(1－x)Q2＝Q3，解得x＝，B的物质的量为mol，A与B的物质的量之比为:＝，A项正确。
答案：A
6．[2019·湖北华师大一附中高二期中]在燃烧2.24
L(标准状况)CO与O2的混合气体时，放出11.32
kJ的热量，最后产物的密度为原来气体密度的1.25倍，则CO的燃烧热为( )
A．283
kJ·mol－1
B．1
132
kJ·mol－1
C．141.5
kJ·mol－1
D．566
kJ·mol－1
解析：根据质量守恒定律可知，反应前后气体总质量一定，CO和O2反应后的气体密度为原气体密度的1.25倍，则反应后的气体体积为反应前的气体体积的，即反应后气体体积为2.24
L×＝1.792
L，物质的量为0.08
mol；根据一氧化碳与氧气反应的化学方程式2CO＋O2CO2可知，气体的减少量为反应消耗的氧气的量，因此反应消耗的氧气为0.02
mol，则消耗的CO为0.04
mol,0.04
mol的CO完全燃烧产生11.32
kJ热量，则CO的燃烧热为＝283
kJ·mol－1，A项正确。
答案：A
综合考查
反应热的求算
7.肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学友应的能量变化如图所示。
已知断裂1
mol化学键所需的能量(kJ)：N≡N为942、O===O为500、N—N为154，则断裂1
mol
N—H键所需的能量(kJ)是
( )
A．194
B．391
C．516
D．658
解析：由图知N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－534
kJ·mol－1，设断裂1
mol
N—H键所需的能量为x
kJ，则ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－534
kJ·mol－1＋2
752
kJ·mol－1＝＋2
218
kJ·mol－1，即N2H4(g)＋O2(g)===2N(g)＋4H(g)＋2O(g)需要吸收2
218
kJ能量，1
mol
N2H4中含有1
mol
N—N键和4
mol
N—H键，故154
kJ＋4x
kJ＋500
kJ＝2
218
kJ，得x＝391，B项正确。
答案：B
8．已知以下的热化学反应方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH＝－24.8
kJ·mol－1
②Fe2O3(s)＋CO(g)===Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH＝－15.73
kJ·mol－1
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝＋640.4
kJ·mol－1
则14
g
CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为
( )
A．－218
kJ·mol－1
B．－109
kJ·mol－1
C．＋218
kJ·mol－1
D．＋109
kJ·mol－1
解析：n(CO)＝＝0.5
mol，(①－②－③×)得：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g) ΔH＝×(－24.8
kJ·mol－1＋15.73
kJ·mol－1－640.4
kJ·mol－1×)＝－218
kJ·mol－1,0.5
mol
CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的ΔH约为(－218
kJ·mol－1)×0.5＝－109
kJ·mol－1，B项正确。
答案：B
9．(1)已知2
mol氢气燃烧生成液态水时放出572
kJ的热量，化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)。请回答下列问题：
①该反应的生成物能量总和________(填“大于”“小于”或“等于”)反应物能量总和。
②若2
mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)572
kJ。
(2)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25
℃、101
kPa时：
2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
ΔH1＝－197
kJ·mol－1
H2O(g)===H2O(l) ΔH2＝－44
kJ·mol－1
2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4
(l)
ΔH3＝－545
kJ·mol－1
则SO3(g)与H2O(l)反应的热化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)①因反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)是放热反应，故该反应中生成物能量总和小于反应物能量总和。②由题给信息可知，2
mol氢气完全燃烧生成液态水放出热量572
kJ，因液态水变成水蒸气需要吸收热量，所以2
mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出的热量小于572
kJ。(2)首先写出SO3与水反应的化学方程式并注明各物质的状态：SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l)，然后根据盖斯定律求出反应热，ΔH＝－－ΔH2＋＝－130
kJ·mol－1，即可写出热化学方程式：SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l) ΔH＝－130
kJ·mol－1。
答案：
(1)①小于 ②<
(2)SO3(g)＋H2O(l)===H25O4
(l) ΔH＝－130
kJ·mol－1
基础达标
1.[2019·辽宁丹东五校协作体高三联考]已知25
℃、101
kPa时：
4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(S)
ΔH1＝－2
835
kJ·mol－1
4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s)
ΔH2＝－3
119
kJ·mol－1
下列说法正确的是
( )
A．O3比O2稳定，由O2转化为O3是吸热反应
B．O2比O3稳定，由O2转化为O3是放热反应
C．等质量的O2比O3能量高，由O2转化为O3是放热反应
D．等质量的O2比O3能量低，由O2转化为O3是吸热反应
解析：已知常温常压下：①4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH1＝－2
835
kJ·mol－1；②4Al(s)＋2O3(g)===2Al2O3(s) ΔH2＝－3
119
kJ·mol－1，由盖斯定律可知，①－②即得到3O2(g)===2O3(g) ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－2
835
kJ·mol－1＋3
119
kJ·mol－1＝＋284
kJ·mol－1，该反应是吸热反应，O2的总能量低于等质量的O3的总能量，故O2比O3稳定，D项正确。
答案：D
2．氯原子对O3的分解有催化作用：O3(g)＋Cl(g)===ClO(g)＋O2(g) ΔH1，ClO(g)＋O(g)===Cl(g)＋O2(g) ΔH2，大气臭氧层的分解反应是O3(g)＋O(g)===2O2(g) ΔH，该反应的能量变化示意图如图所示，下列叙述中正确的是
( )
A．反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)的ΔH＝E1－E3
B．反应O3(g)＋O(g)===2O2(g)的ΔH＝E2－E3
C．O3(g)＋O(g)===2O2(g)是吸热反应
D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2
解析：O3(g)与O(g)的总能量高于生成物O2(g)的能量，该反应为放热反应，ΔH<0，ΔH＝E3－E2，故A、B、C错误；根据盖斯定律可得ΔH＝ΔH1＋ΔH2，D正确。
答案：D
3．[2019·河南郑州一中高二入学测试]已知：
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3
2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s) ΔH4
CO(g)＋CuO(s)===CO2(g)＋Cu(s) ΔH5
下列关于上述反应焓变的判断正确的是
( )
A．ΔH1>0，ΔH3<0
B．ΔH2<0，ΔH4>0
C．ΔH2＝ΔH1－ΔH3
D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
解析：燃烧反应都是放热反应，ΔH1<0，ΔH3<0，ΔH4<0，反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g)为吸热反应，ΔH2>0，A、B错误；①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；②CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2；③2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3；④2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s) ΔH4；⑤CO(g)＋CuO(s)===CO2(g)＋Cu(s) ΔH5；由盖斯定律可知②＝①－③，则ΔH2＝ΔH1－ΔH3，C正确；南盖斯定律可知③＝④＋②×⑤，则ΔH＝ΔH4＋2ΔH5，D错误。
答案：C
4．液态水分解生成H2和O2可通过下列途径来完成：
已知：氢气的燃烧热ΔH为－286
kJ·mol－1，则ΔH2为( )
A．＋330
kJ·mol－1
B．－330
kJ·mol－1
C.＋242
kJ·mol－1
D．－242
kJ·mol－1
解析：由盖斯定律可知ΔH1＋ΔH2＝－ΔH＝＋286
kJ·mol－1，ΔH2＝＋286
kJ·mol－1－ΔH1＝＋286
kJ·mol－1－(＋44
kJ·mol－1)＝＋242
kJ·mol－1。
答案：C
5．[2019·浙江名校高三联考]根据能量变化示意图，下列说法不正确的是( )
A．相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，前者具有的能量较高
B．相同物质的量的NO2(g)和N2O4(g)，后者的总键能较大
C．ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4
D．N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l)
ΔH，则ΔH>ΔH4
解析：N2H4(l)变为N2H4(g)要吸收热量，故相同质量的N2H4(g)和N2H4(l)，N2H4(g)的能量高于N2H4(l)，A正确；ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，由题图可知NO2(g)??N2O4(g) ΔH3<0，则
mol
N2O4(g)的总键能大于1
mol
NO2(g)的总键能，B正确；由盖斯定律可知，ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，C正确；N2H4(l)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH，由盖斯定律可知，ΔH＝ΔH4＋ΔH3，因ΔH3<0，故ΔH4>ΔH，D错误。
答案：D
6．钛被称为“第三金属”，其制取原料为金红石(TiO2)，制取步骤为TiO2―→TiCl4Ti
已知：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2
③TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH3
则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH为
( )
A．ΔH3＋2ΔH1＋2ΔH2
B．ΔH3＋2ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2
D．ΔH3＋2ΔH1－2ΔH2
解析：由③＋①×2－②可得
TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s)＋2CO(g)
ΔH＝ΔH3＋2ΔH1－ΔH2。
答案：C
7．[2019·湖南长郡中学高二期末]已知：H—H键、O===O键和O—H键的键能分别为436
kJ·mol－1、496
kJ·mol－1和462
kJ·mol－1；2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220
kJ·mol－1；C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a
kJ·mol－1。则a为
( )
A．－332
B．－118
C．＋130
D．＋350
解析：已知①C(s)＋H2O(g)－CO(g)＋H2(g) ΔH＝a
kJ·mol－1；②2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－220
kJ·mol－1；由盖斯定律可知，①×2－②得2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH＝(2a＋220)kJ·mol－1，由题可知，4×462
kJ·mol－1
－496
kJ·mol－1－2×436
kJ·mol－1＝(2a＋220)
kJ·mol－1，解得a＝＋130、C项正确。
答案：C
8．下列说法或表示方法正确的是
( )
A．已知C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1；
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2，则ΔH1>ΔH2
B．在稀溶液中，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
C．由C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH＝＋1.90
kJ·mol－1可知，金刚石比石墨稳定
D．在101
kPa时，2
g
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，则表示氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
解析：1
mol碳完全燃烧放出的热量应大于不完全燃烧放出的热量，因ΔH1、ΔH2均小于零，所以ΔH1<ΔH2，A错误；浓硫酸稀释过程中要放热．因此放出的热量大于57.3
kJ，B正确；石墨转化为金刚石为吸热反应，则金刚石所具有的能量高于石墨所具有的能量，能量越高越不稳定，所以金刚石不如石墨稳定，C错误；2
g即1
mol
H2完全燃烧生成液态水，放出285.8
kJ热量，所以热化学方程式中2
mol
H2反应对应的焓变应为－571.6
kJ·mol－1，D错误。
答案：B
9．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的碳粉和氢气组成的悬浮气，该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
( )
A．1:1
B．1:2
C．2:3
D．3:2
解析：设混合物中碳粉的物质的量为x
mol，氢气的物质的量为y
mol，则
解得：x＝0.1，y＝0.1，即混合物中C和H2的物质的量之比为1:1。
答案：A
10．[2019·河南豫南七校高二摸底考]工业上，冶炼铁的有关热化学方程式如下：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a
kJ·mol－1；
②CO2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH2＝b
kJ·mol－1；
③Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH3＝c
kJ·mol－1；
④2Fe2O3(s)＋3C(s)===4Fe(s)＋3CO2(g) ΔH4＝d
kJ·mol－1
(上述热化学方程式中，a、b、c、d均不等于0)。下列说法不正确的是( )
A．b>a
B．d＝3b＋2c
C．C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝kJ·mol－1
D．CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH
kJ·mol－1
解析：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)为放热反应，ΔH1＝a
kJ·mol－1<0，②CO2(g)＋C(s)＝2CO(g)为吸热反应，ΔH2＝b
kJ·mol－1>0，因此b>a，A正确；根据盖斯定律，②×3＋③×2得④2Fe2O3(s)＋3C(s)===4Fe(s)＋3CO2(g) ΔH4＝d
kJ·mol－1＝(3b＋2c)kJ·mol－1，B正确；根据盖斯定律，(①＋②)×得C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝kJ·mol－1，C正确；因为C(s)不完全燃烧生成CO(g)时放出热量，所以1
mol
C(s)完全燃烧放出的热量大于1
mol
CO(g)完全燃烧放出的热量，而放热反应的反应热为负值，故CO(g)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH>a
kJ·mol－1，D错误。
答案：D
11．氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.2
kJ·mol－1 ①
CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)
ΔH＝＋247.4
kJ·mol－1 ②
又知CH4的燃烧热为890.3
kJ·mol－1。
(1)利用上述已知条件写出表示CH4燃烧热的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法，CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若在相同温度下，1
mol
H2O(g)按下列两种途径转化为氢原子与氧原子。
则ΔH1、ΔH2、ΔH3之间的关系是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(2)由①×2－②即可得出CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g) ΔH＝＋165.O
kJ·mol－1。(3)由盖斯定律可知ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。
答案：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3
kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)
ΔH＝＋165.0
kJ·mol－1
(3)ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
12．将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为：
①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5
kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－242.0
kJ·mol－1
③CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0
kJ·mol－1
请回答下列问题。
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应生成水煤气的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)比较反应热数据可知，1
mol
CO(g)和1
mol
H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1
mol
C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律得出如下循环图：
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析：甲、乙两同学观点正确的是__________(填“甲”或“乙”)，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：根据盖斯定律，由①－②－③即可得C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5
kJ·mol－1，由此可知煤转化为水煤气是吸热反应，而甲正是忽略了这个问题，才误认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”。
答案：
(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.5
kJ·mol－1
(2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，且ΔH2>0)
(3)减少污染，燃烧充分(合理即可)
能力达标
13.热力学标准状况(298.15
K、101
kPa)下，由稳定单质发生反应生成1
mol化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH)。图甲为ⅥA族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图。试完成下列问题。
(1)①请你归纳非金属元素氢化物的稳定性与氢化物的生成热ΔH的关系：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②硒化氢在上述条件下发生分解反应的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在25
℃、101
kPa下，已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1
mol电子放热190.O
kJ，该反应的热化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据图乙写出反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)由金红石(TiO2)制取单质Ti的步骤为：
TiO2―→TiCl4Ti
已知：
Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5
kJ·mol－1
Ⅱ.2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566
kJ·mol－1
Ⅲ.TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(s)＋O2(g) ΔH＝＋141
kJ·mol－1
①TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(s)＋2CO(g)的ΔH＝________。
②反应TiCl4＋2Mg2MgCl2＋Ti在Ar气氛中进行的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
(2)SiH4气体在氧气中完全燃烧的化学方程式为SiH4＋2O2SiO2＋2H2O，由方程式可知，1
mol
SiH4完全燃烧转移8
mol电子，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1
520.0
kJ·mol－1。
(3)ΔH＝419
kJ·mol－1－510
kJ·mol－1＝－91
kJ·mol－1，故该反应的热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－91
kJ·mol－1。
(4)根据盖斯定律，由2×Ⅰ－Ⅱ＋Ⅲ可得：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(S)＋2CO(g) ΔH＝－80
kJ·mol－1。
答案：
(1)①非金属元素氢化物越稳定，ΔH越小
②H2se(g)===Se(s)＋H2(g) ΔH＝－81
kJ·mol－1
(2)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1520.0
kJ·mol－1
(3)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH＝－91
kJ·mol－1
(4)①－80
kJ·mol－1 ②防止高温下Mg、Ti与空气中的O2(或CO2、N2)作用
14．(1)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在，而在蒸气状态时，含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体，其中S4、S6和S8具有相似的结构特点，其结构如图所示：
①在一定温度下，测得硫蒸气的平均摩尔质量为80
g·mol－1，则该蒸气中S2分子的体积分数不小于____________。
②若已知硫氧键的键能为d
kJ·mol－1，氧氧键的键能为e
kJ·mol－1，S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－a
kJ·mol－1，则S8分子硫硫键的键能为________。
(2)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)
198
360
498
x
①已知白磷的燃烧热为2
982
kJ·mol－1，白磷(P4)、P4O6、P4O10结构如图所示，则表中x＝________。
②0.5
mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6，放出的热量为________kJ。
解析：(1)①本题用极值法讨论，因为硫蒸气的平均摩尔质量M＝80
g·mol－1，所以当混合气体中只含有S2和S1时，S2的体积分数最小，设S2的体积分数为x，则64
g·mol－1×x＋128
g·mol－1×(1－x)＝80
g·mol－1，解得x＝，即x＝75%。②设硫硫键的键能为x
kJ·mol－1，则：－a
kJ·mol－1＝×8×x
kJ·mol－1＋e
kJ·mol－1－2d
kJ·mol－1，x＝2d－a－e。(2)①由题意可知P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH＝－2
982
kJ·mol－1。根据图示知，1
mol
P4含有6
mol
P—P键，1
mol
P4O10含12
mol
P—O键、4
mol
P===O键，根据反应热等于反应物总键能减去生成物总键能，断裂1
mol共价键吸收的能量与生成1
mol该共价键放出的能量数值相等，则198
kJ·mol－1×6＋498
kJ·mol－1×5－360
kJ·mol－1×12－4x
kJ·mol－1＝－2
982
kJ·mol－1，解得x＝585。②P4(白磷，s)＋3O2(g)===P4O6(s)，1
mol
P4O6含有12
mol
P—O键，反应热为ΔH＝198
kJ·mol－1×6＋498
kJ·mol－1×3－360
kJ·mol－1×12＝－1
638
kJ·mol－1,0.5
mol白磷(P4)与O2完全反应生成固态P4O6放出的热量为1
638
kJ·mol－1×0.5
mol＝819
kJ。
答案：(1)①75% ②(2d－a－e)kJ·mol－1 (2)①585 ②819
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16
-第二节 燃烧热 能源
记一记
1.25
℃、101
kPa时，1
mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量叫做该物质的燃烧热，单位是kJ·mol－1。
2．稳定氧化物的含义：①生成的氧化物不能再燃烧，②该氧化物在25
℃、101
kPa时为稳定聚集状态。如C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)。
3．太阳能、风能、地热能、核能、氢能、生物质能属于新能源。
探一探
1.(1)可燃物的物质的量发生变化，其燃烧热度吗？
(2)如何配平燃烧热的热化学方程式？
[提示]
(1)燃烧热指1
mol可燃物燃烧放出的热量，与可燃物的物质的量无关。
(2)先定可燃物的化学计量数为1，再根据元素守恒和得失电子守恒配平其他物质的化学计量数。
2．怎样使燃料充分燃烧？
[提示] ①要有足够的空气；②燃料与空气有足够大的接触面积。
3．燃烧热和中和热有何相同点和不同之处？
[提示] 燃烧热与中和热的比较
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热反应
ΔH及其单位
ΔH<0，单位均为kJ·mol－1
不同点
反应物的量
1
mol
不一定为1
mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1
mol
表示方法
燃烧热为a
kJ·mol－1或ΔH＝－a
kJ·mol－1
中和热为57．3
kJ·mol－1或ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
4.如何计算可燃物的燃烧热？
[提示] ΔH＝－kJ/mol。
判一判
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)1
mol碳在常温常压下燃烧所放出的热量为碳的燃烧热。(×)
(2)燃烧热和中和热都是发生化学反应时放出的热量，故它们对应的ΔH<0。(√)
(3)1
mol
H2完全燃烧生成1
mol气态水所放出的热量称为氢气的燃烧热。(×)
(4)化石燃料主要包括石油、煤和天然气，它们蕴藏无限，可以再生。(×)
(5)硫在氧气中燃烧生成的稳定氧化物是三氧化硫。(×)
(6)太阳能、氢能、潮汐能均为一次能源，还属于新能源、可再生能源。(√)
(7)化石燃料在任何条件下都能充分燃烧。(×)
(8)化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体。(√)
(9)直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好。(√)
(10)固体煤变为气体燃料后，燃烧效率将提高。(√)
练一练
1.[2019·石家庄高二月考]下列各组物质的燃烧热相等的是
( )
A．C2H4和C3H6
B．1
mol
C和3
mol
C
C．白磷和红磷
D．淀粉和纤维素
答案：B
2．[2019·衡水高二检测]下列热化学方程式中ΔH的数值能表示可燃物燃烧热的是( )
A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－283.0
kJ·mol－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－802.3
kJ
mol－1
C．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH＝－566.0
kJ·mol－1
D．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)
ΔH＝－242.0
kJ·mol－1
答案：A
3．[2019·郑州高二月考]未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列符合未来新能源标准的是( )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A．①②③④
B．⑤⑥⑦⑧
C．③⑤⑥⑦⑧
D．③④⑤⑥⑦⑧
答案：B
4．[2019·济南高二模拟]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
( )
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
H2O(l)具有的总能量低于2
mol
H2(g)和1
mol
O2(g)的总能量
D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
答案：C
知识点一
燃烧热
1.下列关于燃烧热的说法中正确的是
( )
A．在101
kPa时，1
mol物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热
B．常温下，可燃物燃烧放出的热量
C．在25
℃、1.01×105
Pa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
D．燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变
解析：在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，A错误，B错误，C正确。D项，燃烧热是指1
mol可燃物完全燃烧释放的热量，与化学计量数无关，D错误。
答案：C
2．下列有关化学反应与能量变化的说法正确的是( )
A．甲烷的燃烧热为890.3
kJ·mol－1，则1
mol甲烷燃烧时放出的热量一定为890.3
kJ
B．氢气和氧气反应生成液态水时比生成等量的气态水时所放出的热量少
C．由图可知，金刚石的燃烧热比石墨的燃烧热大
D．铁在纯氧中完全燃烧时放出的热量就是其燃烧热
解析：1
mol
CH4只有完全燃烧目．生成的水为液态时放出的热量才为890.3
kJ，A项错误；液态水具有的能量比等量的气态水具有的能量低，故生成液态水时放出的热量多，B项错误；由图可知，金刚石的能量比石墨的能量高，C项正确；没有明确参与反应的铁的物质的量，故D项错误。
答案：C
知识点二
燃烧热的热化学方程式书写和计算
3.以下几个热化学方程式能表示相应物质的燃烧热的是
( )
A．C(s)＋O2(g)===CO(g)
ΔH＝－110.5
kJ·mol－1
B．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5
kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6
kJ·mol－1
D．CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)
ΔH＝－193.0
kJ·mol－1
解析：表示燃烧热的热化学方程式应满足以下两点：一是物质完全燃烧并形成稳定的氧化物，二是发生燃烧的物质的化学计量数必须是1。A项中碳没有完全燃烧，错误；C项中H2的化学计量数不是1，错误；D项中CH3OH的燃烧产物应是CO2与液态水，而不是CO2与H2，错误。
答案：B
4．已知充分燃烧a
g乙炔(C2H2)气体生成液态水和1
mol二氧化碳气体时，放出热量b
kJ，则下列关于乙炔气体燃烧热的热化学方程式正确的是
( )
A．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－4b
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＝－2b
kJ·mol－1
D．2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋b
kJ·mol－1
解析：生成1
mol
CO2消耗0.5
mol
C2H2，故乙炔的燃烧热是2b
kJ·mol－1，B项正确。
答案：B
5．在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566
kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890
kJ·mol－1
由1
mol
CO和3
mol
CH4组成的混合气体，在上述条件下完全燃烧释放的热量为
( )
A．2
912
kJ
B．2
953
kJ
C．3
236
kJ
D．3
867
kJ
解析：由热化学方程式知，CO、CH4的燃烧热分别为ΔH＝－283kJ·mol－1和ΔH＝－890
kJ·mol－1，由1
mol
CO和3
mol
CH4组成的混合气体完全燃烧放出的热量为1
mol×283
kJ·mol－1＋3
mol×800
kJ·mol－1＝280
kJ＋2
670
kJ＝2
953
kJ。
答案：B
6．已知葡萄糖的燃烧热ΔH＝－2
804
kJ·mol－1，当它氧化生成1
g液态水时放出的热量是
( )
A．26.0
kJ
B．51.9
kJ
C．155.8
kJ
D．467.3
kJ
解析：葡萄糖的燃烧热是－2
804
kJ·mol－1，即1
mol葡萄糖完全燃烧生成6
mol二氧化碳和6
mol液态水时放出2
804
kJ的热量，当生成1
g液态水时放出热量为÷6
mol×2
804
kJ＝26.0
kJ。
答案：A
知识点三
能源
7.[2019·河南平顶山、许昌、汝州高二第二次期中联考]下列不属于新能源开发利用的是
( )
A．太阳能热水器
B．氢能动力汽车
C．核能发电
D．水力发电
解析：新能源有太阳能、氢能、核能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。太阳能属于新能源，故A、B不符合题意；核能属于新能源，故C不符合题意，水能不属于新能源，故D符合题意。
答案：D
8．[2019·宁夏银川一中高二第二次月考]下列图示关系不正确的是
( )
解析：反应热表示化学反应过程中放出或吸收的热量，中和热和燃烧热都属于反应热，且反应热不止有燃烧热和中和热，故A正确。能源是可以提供能量的物质，包括一次能源和二次能源，二者没有交集，故B错误；反应前后有元素化合价变化的反应是氧化还原反应，氧化还原反应可以是吸热反应，也可以是放热反应，吸热反应和放热反应不一定是氧化还原反应，图示关系合理，故C正确；生物质能是可再生的新能源，故D正确。
答案：B
9．[2019·重庆南开中学高二月考]能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，常规能源的合理利用和新能源的合理开发是当今社会面临的严峻课题。
回答下列问题：
(1)乙醇是未来内燃机的首选环保型液体燃料。2.0
g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43
kJ的热量，则乙醇燃烧的热化学方程式为______________________________。
(2)在C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g) ΔH＝＋b
kJ·mol－1(b>0)的反应中，反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要________(填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物。
(3)关于用水制取二次能源氢气，以下研究方向不正确的是________(填序号)。
A．组成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢成为二次能源
B．设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量
D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
解析：
(1)乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水，依据2.0
g乙醇完全燃烧生成液态水放出59.43
kJ的热量，则1
mol乙醇完全燃烧生成液态水放出的热量为＝1
366.89
kJ，所以乙醇燃烧的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1
366.89
kJ·mol－1。
(2)由于C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)的反应热ΔH>0，该反应是吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，在发生化学反应时，反应物需要吸收能量才能转变为生成物。(3)氧气是助燃气体，且水不分解时不能产生氢气，A错误；水分解是吸热反应，反应过程中吸收热量，C错误。
答案：
(1)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1
366.89
kJ·mol－1
(2)小于 吸收
(3)AC
基础达标
1.下列分别是利用不同能源发电的实例，其中不属于新能源开发利用的是
( )
解析：风能、太阳能、潮汐能均属于有待开发或正在开发的新能源。
答案：C
2．反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)过程中的能量变化如图所示，下列有关说法中正确的是
( )
A．ΔHJ<0
B．ΔH2为该反应的反应热
C．ΔH3不是H2的燃烧热
D．ΔH2＝ΔH1＋ΔH3
解析：根据图示可知，由分子断裂化学键变为气志原子需要吸收热量，所以ΔH1>0，A项错误；反应热是断裂化学键需要吸收的能量与形成化学键释放的能量之差，而ΔH2为气态原子成键生成分子时的能量变化，ΔH2<0，不是该反应的反应热，ΔH3为该反应的反应热，B项错误；燃烧热是指1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所释放的热量，而ΔH3是2
mol
H2完全燃烧放出的热量，故不是氢气的燃烧热，C项正确；根据图示可知ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，D项错误。
答案：C
3．[2019·重庆南开中学月考]下列关于反应热的描述正确的是(已知Ba2＋与SO结合生成BaSO4时放热)( )
A．CO(g)的燃烧热为283.0
kJ·mol－1，则反应2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝2×283.0
kJ·mol－1
B．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，则含1
mol
H2SO4和1
mol
Ba(OH)2的稀溶液反应的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1
C．反应热ΔH全部是正值
D．1
mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
解析：表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为CO(g)＋O2(
g)===CO2(g) ΔH＝－283.0
kJ·mol－1，则反应2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝2×283.0
kJ·mol－1，A项正确；含1
mol
H2SO4和1
mol
Ba(OH)2的稀溶液反应生成BaSO4时还会放出热量，则反应热ΔH小于2×(－57.3)kJ·mol－1，B项错误；反应热ΔH有正负之分，C项错误；燃烧热是101
kPa时1
mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，故水应为液态，D项错误。
答案：A
4．反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是
( )
A．12
g
C(s)与一定量O2(g)反应生成14
g
CO(g)，放出的热量为110.5
kJ
B．2
mol
C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g)，放出的热量大于221
kJ
C．该反应的热化学方程式是2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221
kJ
D．C的燃烧热为110.5
kJ·mol－1
解析：由图可知C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5
kJ·mol－1，则A项中应改为28
g
CO；C项中ΔH的单位错误；D项中C的燃烧热不为110.5
kJ·mol－1，因为此时生成的是CO(g)，不是稳定的氧化物CO2(g)。
答案：B
5．煤的气化是实施节能环保的一项重要措施。通常在高温下将煤转化为水煤气，再将水煤气作为气体燃料。有关热化学方程式如下：
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)
ΔH1＝＋131.3
kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566.O
kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH3＝－483.6
kJ·mol－1
下列有关说法正确的是
( )
A．水煤气只能用作燃料
B．水煤气是一种二次能源，比煤直接燃烧污染小
C．等质量的CO和H2完全燃烧时，前者放热多
D．由反应③可以确定H2的燃烧热ΔH＝－241.8
kJ·mol－1
解析：水煤气在工业上还可用作还原性气体，故A项错误；水煤气属于二次能源．其燃烧产物为CO2和H2O，比煤直接燃烧污染小，故B项正确；1
g
CO、H2完全燃烧放出的热量分别为10.1
kJ、120.9
kJ，等质量的H2比CO完全燃烧放热多，故C项错误；根据燃烧热的定定，H2完全燃烧生成的稳定氧化物应为液态水，故D项错误。
答案：B
6．下列热化学方程式中的反应热能够正确表示甲醇燃烧热的是
( )
A．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝＋726.5
kJ·mol－1
B．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－726.5
kJ·mol－1
C．CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－675.3
kJ·mol－1
D.
2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)
ΔH＝－1
453
kJ·mol－1
解析：燃烧反应为放热反应，ΔH<0，A项错误；根据燃烧热的定义，生成的水应为液态，C项错误；根据燃烧热的定义，可燃物的物质的量应为1
mol，D项错误。
答案：B
7．下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25
℃，101
kPa)
(1)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－2
878
kJ·mol－1
(2)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(g)
ΔH＝－2
658
kJ·mol－1
(3)C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－1
746
kJ·mol－1
(4)C4H10(g)＋O2(g)===4CO(g)＋5H2O(g)
ΔH＝－1
526
kJ·mol－1
由此判断，正丁烷的燃烧热ΔH为
( )
A．－2
878
kJ·mol－1
B．－2
658
kJ·mol－1
C．1
746
kJ·mol－1
D.
－1
526
kJ·mol－1
解析：正丁烷燃烧的四个热化学方程式中，(3)、(1)中C产物是CO而不是CO2(g)，(2)、(4)中H产物是H2O(g)、而不是H2O(l)，故正丁烷的燃烧热由热化学方程式(1)来确定。
答案：A
8．在25
℃、1.01×105
Pa时，1
g
CH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出55.6
kJ的热量，则CH4的燃烧热ΔH为
( )
A．55.6
kJ·mol－1
B．889.6
kJ·mol－1
C．－889.6
kJ·mol－1
D．444.8
kJ·mol－1
解析：在25℃、1.01×105
Pa时，1
g
CH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出55.6
kJ的热量，则1
mol
CH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出889.6
kJ的热量，CH4的燃烧热ΔH为－889.6
kJ·mol－1。
答案：C
9．已知反应：H2S(g)＋aO2(g)===X＋cH2O(l) ΔH，若ΔH表示该反应的燃烧热，则X为( )
A．S(s)
B.
SO2(g)
C．SO3(g)
D．SO3(l)
解析：H2S完全燃烧生成SO2而不是S(s)，H2S燃烧不能生成SO3、则X为SO2(g)。
答案：B
10．当压力达到220
atm、温度达到374
℃时，水处于“超临界状态”，此时水可将CO2等含碳化合物转化为有机物，这就是“水热反应”。生物质在地下高温高压的条件下通过水热反应可生成石油、煤等矿物能源。下列说法不正确的是
( )
A．“水热反应”是一种复杂的化学变化
B．火力发电厂可以利用废热将二氧化碳转化为能源物质
C．随着科技的进步，“水热反应”制取能源物质有望实现地球上碳资源的和谐循环
D．二氧化碳与超临界水作用生成汽油的反应属于放热反应
解析：“水热反应”有新物质生成，故A项正确；二氧化碳转化成的有机物可作为能源物质，B项正确；有机物燃烧生成CO2与水，一定条件下利用“水热反应”使水与CO2作用得到有机物，C项正确；由汽油燃烧生成CO2和水时会放出热量可知。D项错误。
答案：D
11．保护环境已成为当前和未来的一项全球性重大课题。为解决目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想，如图所示。
过程Ⅰ可用如下反应表示：
①2CO22CO＋O2
②2H2O2H2＋O2
③2N2＋6H2O4NH3＋3O2
④2CO2＋4H2O2CH3OH＋3O2
⑤2CO＋4H2O____________＋3O2
请回答下列问题：
(1)过程Ⅰ的能量转化形式为________能转化为________能。
(2)请完成第⑤个反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)上述转化过程中，ΔH1和ΔH2的关系是______________________。
(4)断裂1
mol化学键所需的能量见下表：
共价键
H—N
H—O
N≡N
O＝O
断裂1
mol化学键所需能量/(kJ·mol－1)
393
460
941
499
常温下，N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式为
____________________________________________。
解析：(1)过程Ⅰ的能量转化是把太阳能转化成化学能。(2)由原子守恒判断反应⑤的另一生成物为CH4。反应方程式为2CO＋4H2O2CH4＋3O2。(3)转化关系Ⅰ和Ⅱ互为可逆过程，故ΔH1＝－ΔH2。(4)N2与H2O反应生成NH3的热化学方程式为2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g) ΔH＝[2E(N≡N)＋12E(H—O)]－[12E(N—H)＋3E(O＝O)]＝＋1
189
kJ·mol－1。
答案：
(1)太阳 化学
(2)2CO＋4H2O2CH4＋3O2
(3)ΔH1＝－ΔH2
(4)2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g)ΔH＝＋1
189
kJ·mol－1
12．乙烷、二甲醚的燃烧热较大，可用作燃料，如图是乙烷、二甲醚燃烧过程的能量变化图。请回答下列问题：
(1)乙烷的燃烧热ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)等物质的量的液态乙烷比气态乙烷完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量________(填“多”或“少”)。
(3)根据上图写出二甲醚燃烧热的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)二氧化碳是主要的温室气体，从环保角度分析，放出相同的热量时，________(填“乙烷”或“二甲醚”)作为燃料产生的CO2较少。
解析：(1)以产物1
mol
H2O(l)作为基准．确定“a＝，b＝，c＝1，d＝，得：C2H6(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－520
kJ·mol－1，CH3OCH3(g)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l) ΔH＝－485
kJ·mol－1，所以乙烷的燃烧热ΔH＝－1
560
kJ·mol。(2)由于液态乙烷所具有的能量低于气态乙烷具有的能量，故完全燃烧生成稳定氧化物时等物质的量的液态乙烷比气态乙烷放出的热量少(4)由热化学方程式知，放出相同热量时乙烷产生的CO2较少。
答案：
(1)－1
560 (2)少
(3)CH3OCH3(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1
455
kJ·mol－1
(4)乙烷
能力达标
13.“西气东输”是西部开发的重点rT程，这里的“气”是指天然气，其主要成分是甲烷。工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气，水煤气的主要成分是CO和H2，二者的物质的量之比为1:1。已知1
mol
CO气体完全燃烧生成CO2气体放出283
kJ热量；1
mol
H2完全燃烧生成液态水放出286
kJ热量；1
mol
CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890
kJ热量。
(1)写出氢气完全燃烧生成液态水的热化学方程式：____________________________________________。
(2)若1
mol
CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气，放出的热量________(填“>”“＝”或“<”)890
kJ。
(3)忽略水煤气中的其他成分，相同状况下若得到相等的热量，所需水煤气与甲烷的体积比为______________(取简单整数比，下同)；燃烧生成的CO2的质量比为____________。
(4)以上数据和计算说明，以天然气代替水煤气作为燃料的突出优点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：
(1)注意反应物、生成物的状态，ΔH要与写出的化学方程式的化学计量数相对应。
(2)液态水变为水蒸气需吸收热量，故放出的热量小于890
kJ。
(3)忽略水煤气中的其他成分，1
mol水煤气中含有0.5
mol
CO和0.5
mol
H2，完全燃烧时放出的热量为283×0.5
kJ＋286×0.5
kJ＝284.5
kJ，而1
mol
CH4气体完全燃烧放出890
kJ热量，要得到相等的热量，水煤气与甲烷的体积比为890:284.5≈3:1。
答案：
(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572
kJ·mol－1
(2)<
(3)3:1 3:2
(4)等物质的量时燃烧产生的热量多，CO2排放量少，有利于保护环境(合理即可)
14．Ⅰ.(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2(s)和H2O(l)。已知室温下2
g
SiH4自燃放出的热量为89.2
kJ，则其热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)沼气是一种能源，它的主要成分是CH4，其燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890
kJ·mol－1，又已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44
kJ·mol－1.则11.2
L(标准状况)CH4完全燃烧生成气态水时放出的热量为____________。
Ⅱ.已知下列几种烷烃的燃烧热如下：
烷烃
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
戊烷
己烷
燃烧热(kJ·mol－1)
890.3
1
559.8
2
219.9
2
877.0
3
536.2
4
163.1
今有10
L(标准状况下)某种天然气，假设仅含甲烷和乙烷两种气体，燃烧时共放出热量480
kJ。
(1)试写出乙烷气体燃烧的热化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)计算该天然气中甲烷的体积分数____________(保留小数点后一位)。
(3)由上表可总结出的近似规律是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)根据(3)的近似规律可预测癸烷的燃烧热约为____________kJ·mol－1。
解析：Ⅰ.(2)根据题意得1
mol
CH4(g)完全燃烧生成气态水时放出的热量为890
kJ·mol－1×1
mol－44
kJ·mol－1×2
mol＝802
kJ，则0.5
mol
CH4完全燃烧生成气态水时放出的热量为401
kJ。
Ⅱ.(2)根据题意.1
mol甲烷和乙烷的混合气体放出的热量为×480
kJ＝1
075.2
kJ，恨据十字交叉法得：
则甲烷的体积分数为×100%＝72.4%。
(3)观察表中6种烷烃的燃烧热可知，烷烃分子中每增加一个CH2，燃烧热平均增加654.56
kJ·mol－1。
(4)根据规律可预测癸烷的燃烧热约为(890.3＋654.56×9)kJ·mol－1＝6
781.34
kJ·mol－1。
答案：
Ⅰ.(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1
427.2
kJ·mol－1
(2)401
kJ
Ⅱ.(1)2C2H6(g)＋7O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l)
ΔH＝－3
119.6
kJ·mol－1
(2)72.4%
(3)烷烃分子中每增加一个CH2，燃烧热平均增加654.56
kJ·mol－1左右
(4)6
781.34
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15
-第2课时 热化学方程式 中和反应反应热的测定
记一记
1．1个数值：强酸、强碱在稀溶液申发生中和反应生成1
mol水，放出57.3
kJ的热量。
2．1个公式：中和反应反应热的计算公式：
ΔH＝kJ·mol－1[其中c＝4.18
J/(g·℃)]。
3．热化学方程式书写“三步骤”：
(1)写出配平的化学方程式。
(2)注明物质的聚集状态。
(3)注明反应热的正、负号，数值和单位。
探一探
1.(1)热化学方程式中ΔH的正、负如何确定？
(2)同一物质的不同状态在写热化学方程式时的ΔH相同吗？
(3)同一反应用不同的计量数来表示，热化学方程式中的ΔH相同吗？
[提示] (1)放热反应ΔH<0，吸热反应ΔH>0。
(2)同一物质不同状态对应的ΔH不相同。
(3)同一反应用不同的计量数来表示热化学方程式ΔH不相同，如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－a
kJ/mol，那么H2(g)＋O1(g)===H2O(l) ΔH＝－a
kJ/mol。
2．酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？
[提示] 因为本实验的关键是尽可能减少热量的损失，若动作迟缓，将会使热量损失多而使实验误差增大。
3．若改用100
mL
0.50
mol·L－1的盐酸和100
mL
0.55
mol·L－1的NaOH溶液，所测中和热的数值是否约为本实验结果的二倍(假定各步操作没有失误)?
[提示] 否。因中和热是指在稀溶液中强酸与强碱发生中和反应生成1
mol
H2O(l)时的反应热，其数值与反应物的量的多少无关，故所测结果应基本和本次实验结果相同(若所有操作都准确无误，且无热量损失，则二者结果相同)。
4．中和热的测定结果经常出现偏差，可能的原因有哪些？
[提示] 可能的原因有：
(1)量取溶液的体积有误差(测量结果是按50
mL的酸、碱进行计算，若实际量取时，多于50
mL或少于50
mL都会造成误差)。
(2)温度计的读数有误。
(3)实验过程中有液体洒在外面。
(4)混合酸、碱溶液时，动作缓慢，导致实验误差。
(5)隔热措施不到位，致使实验过程中热量损失而导致误差。
(6)测量酸后的温度计未用水清洗而立即去测戚的温度，致使热量损失而引起误差。
判一判
1.判断下列热化学方程式书写是否正确，正确的画“√”，错误的画“×”(注：焓变数据均正确)
(1)CaCO3(s)===CaO＋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)十O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6
kJ·mol－1(√)
(6)热化学反应方程式书写必须注明反应时的条件如“加热”、“点燃”等。(×)
2．判断下列关于中和热的说法是否正确(对的打“√”，错的打“×”)
(1)H2SO4与Ba(OH)2溶液反应放出的热量是5.12
kJ，那么该反应的中和热为5.12
kJ·mol－1。(×)
(2)表示中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1。(×)
(3)在稀溶液中，强酸与强碱反应的中和热为ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，若将含有0.5
mol
H2SO4的浓硫酸和含有1
mol
NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3
kJ。(√)
(4)中和热的数值57.3
kJ·mol－1表示所有酸碱反应生成1
mol
H2O的反应热。(×)
练一练
1.[2019·太原高二检测]1
g氢气在氧气中燃烧生成液态水，放出142.9
kJ的热量，表示该反应的热化学方程式是
( )
A．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
B．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8
kJ
D．H2＋O2===H2O ΔH＝－285.8
kJ·mol－1
答案：A
2．[2019·徐州高二月考]对热化学方程式C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3
kJ·mol－1最准确的理解是
( )
A．1
mol碳和1
mol水蒸气反应生成1
mol
CO和1
mol
H2，同时吸收131.3
kJ热量
B．1
mol碳和1
mol水反应生成1
mol
CO和1
mol
H2，同时放出131.3
kJ热量
C．固体碳和水蒸气反应吸收131.3
kJ热量
D．1个碳原子和1个水分子反应，吸热131.3
kJ
答案：A
3．[2019·南京高二模拟]已知中和热的数值是57.3
kJ·mol－1。下列物质反应时产生热量为57.3
kJ的是( )
A．稀盐酸和稀NaOH溶液
B．1.0
mol·L－1稀盐酸和1.0
mol·L－1
NaOH溶液
C．500
mL
2.0
mol·L－1稀盐酸和500
mL
2.0
mol·L－1
NaOH溶液
D．500
mL
2.0
mol·L－1
H2SO4溶液和500
mL
2.0
moL·L－1
Ba(OH)2溶液
答案：C
4．[2019·苏州高二月考]下列有关中和热的说法正确的是
( )
A．中和热的热化学方程式：H＋(l)＋OH－(l)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
B．准确测量中和热的实验过程中，至少需测定温度4次
C．环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替，则测量出的中和热数值偏小
D．若稀酸溶液中H＋与稀碱溶液中OH的物质的量相等，则所测中和热数值更准确
答案：C
知识点一
热化学方程式的意义
1.已知：H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－270
kJ·mol－1，下列说法正确的是( )
A．2
L氟化氢气体分解生成1
L氢气与1
L氟气吸收270
kJ热量
B．1
mol氢气与1
mol氟气反应生成2
mol液态氟化氢放出的热量小于270
kJ
C．在相同条件下，1
mol氢气与1
mol氟气的能量总和大于2
mol氟化氢气体的能量
D．1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢气体分子放出270
kJ热量
解析：热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，A、D项错误；B项中由HF(g)到HF(l)会放热，所以生成液态氟化氢放出的热量应大于270
kJ，B项错误。
答案：C
2．已知热化学方程式2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH1＝－571.6
kJ·mol－1，则关于热化学方程式2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH2的说法正确的是
( )
A．热化学方程式中的化学计量数表示分子数
B．该反应的ΔH2大于零
C．该反应的ΔH2＝－571.6
kJ·mol－1
D．该反应的ΔH2可表示36
g水分解时的热效应
解析：热化学方程式中的化学计量教只表示物质的量，ΔH2与ΔH1数值相等，符号相反，ΔH2＝＋571.6
kJ·mol－1可表示36
g液态水分解时的热效应。
答案：B
知识点二
热化学反应方程式的书写
3.下列热化学方程式书写正确的是
( )
A．2SO2＋O22SO3 ΔH＝－196.6
kJ·mol－1
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6
kJ·mol－1C.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5
kJ·mol－1
D．C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝393.5
kJ·mol－1
解析：未注明各物质的聚集状态，且热化学方程式中不需要标注反应条件，A项错误；ΔH的单位应为kJ·mol－1项错误；C(s)＋O2(g)===CO2(g)为放热反应，放热反应的ΔH<0，D项错误。
答案：B
4．完全燃烧m
g液态乙醇得到液态水时放出的热量为a
kJ，经测定m
g液态乙醇与Na反应时最多可生成0.5
g
H2，则液态乙醇完全燃烧的热化学方程式为
( )
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－a
kJ·mol－1
B．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝＋a
kJ·mol－1
C.C2H5OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝＋a
kJ·mol－1
D．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2a
kJ·mol－1
解析：根据相关化学方程式进行计算：
2C2H5OH＋2Na―→2C2H5ONa＋H2↑
2
mol
2
g
n(C2H5OH)
0.5
g
则有n(C2H5OH)＝0.5
mol，即m
g液态乙醇的物质的量为0.5
mol，其完全燃烧得到液态水放出的热量为a
kJ，D项正确。
答案：D
5．[2019·福建厦门一中期中考试]298
K、1.01×105
Pa下，O2、S、Se、Te分别与H2化合的反应热数据如图所示(a、b、c、d代表氢化物)。下列关于Se与H2化合的热化学方程式的书写正确的是
( )
A．Se(s)＋H2(g)＝H2Se(g) ΔH＝－242
kJ·mol－1
B．Se(s)＋H2(g)＝H2Se(g) ΔH＝－20
kJ·mol－1
C．Se(g)＋H2(g)＝H2Se(g) ΔH＝＋81
kJ·mol－1
D．Se(s)＋H2(g)＝H2Se(g) ΔH＝＋81
kJ·mol－1
解析：能量越低越稳定，H2O、H2S、H2Se、H2Te的稳定性逐渐减弱，所以b表示H2Se，故A、B项错误；Se在题述条件下是固体，所以Se与H2化合的热化学方程式是Se(s)＋H2(g)===H25e(g) ΔH＝＋81
kJ·mol－1，故C项错误，D项正确。
答案：D
6．工业生产硫酸的过程中，SO2在接触室中被催化氧化为SO3气体，已知该反应为放热反应。现将2
mol
SO2、1
mol
O2充入一密闭容器中充分反应后，放出热量98.3
kJ，此时测得SO2的转化率为50%，则下列热化学方程式正确的是
( )
A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
ΔH＝－196.6
kJ·mol－1
B．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)
ΔH＝－98.3
kJ·mol－1
C．SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)
ΔH＝＋98.3
kJ·mol－1
D．SO2(g)＋O2(g)??SO3(g)
ΔH＝－49.2
kJ·mol－1
解析：根据题意可知，实际参加反应的SO2为1
mol，即1
mol
SO2和0.5
mol
O2完全反应时，放出热量98.3
kJ，那么当2
mol
SO2完全反应时，即可放出热量196.6
kJ，A项正确。
答案：A
知识点三
中和反应反应热的测定
7.下列说法正确的是
( )
A．中和热是强酸与强碱反应放出的热量
B．1
mol酸与1
mol碱完全反应放出的热量是中和热
C．在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应生成1
mol
H2O(l)时的反应热叫做中和热
D．测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液
解析：中和热是指稀酸、稀碱发生中和反应生成
1
mol
H2O(l)时的反应热．C项正确；H2SO4与Ba(OH)2溶液反应时，除生成水外，还有BaSO4生成，所以其反应热不是中和热，D项错误。
答案：C
8．运用中和反应反应热的测定方法，即保温、隔热的条件下，向盛有20
mL
2.08
mol·L－1
NaOH溶液的试管中分五次加入1～5
mL未知浓度的H2SO4溶液(边加边振荡，每次加入1
mL)后，测得溶液的温度分别是1.4
℃、2.5
℃，4.2
℃、5.2
℃、5.18
℃，则该硫酸溶液的物质的量浓度约是
( )
A．20.8
mol·L－1
B．6.9
mol·L－1
C．5.2
mol·L－1
D．4.16
mol·L－1
解析：滴加H2SO4时，溶液的最高温度为NaOH和H2SO4恰好中和，此时用去H2SO4为4
mL。设H2SO4的物质的量浓度为c
mol·L－1，则20×10－3L×2.08
mol·L－1＝c×4×10－3L×2，c＝5.2
mol·L－1。
答案：C
9．用50
mL
0.50
mol·L－1盐酸与50
mL
0.55
mol.·L－1
NaOH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)仔细观察实验装置，图中是否缺少一种玻璃仪器，如果缺少，缺少的是______________(填仪器名称，如果不缺少，此空不填)，图中是否有不妥之处，如果有请指出：____________________________(如果没有，此空不填)。
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热ΔH将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)用相同浓度和体积的醋酸代替盐酸进行上述实验，测得的中和热ΔH会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)如果用60
mL
0.50
mol·L－1盐酸与50
mL0.55
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：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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；装置的不妥之处有：大烧杯口与小烧杯口不相平，且未填满碎纸条。(2)中和热测定实验成败的关键是保温效果，烧杯间填满碎纸条的作用是保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。(3)大烧杯上如不盖硬纸板，会造成热量损失，使求得的中和热数值偏小，ΔH偏大。(4)醋酸为弱酸，其电离为吸热过程，所以用醋酸代替稀盐酸进行实验，反应放出的热量偏小，求得的中和热数值偏小，ΔH偏大。(5)反应放出的热量和所用酸和碱的量有关，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，生成水的量增加，所放出的热量增加，但中和热指的是强酸和强碱在稀溶液中反应生成1
mol水时放出的热量，与酸和碱的用量无关。
答案：
(1)环形玻璃搅拌棒 大烧杯口与小烧杯口不相平，且未填满碎纸条
(2)隔热，减少实验中热量的损失
(3)偏大
(4)偏大
(5)不相等 相等 中和热是一个定值，与实验中药品的用量多少无关
基础达标
1.已知：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH1＝－57.3
kJ·mol－1，H2SO4(浓，aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH2＝m
kJ·mol－1。下列说法正确的是
( )
A．上述热化学方程式中的化学计量数表示物质的量
B．ΔH1<ΔH2
C．ΔH2＝－57.3
kJ·mol－1
D．|ΔH1|>|ΔH2|
解析：A项，热化学方程式中的化学计量数表示物质的量，正确；B项，浓硫酸溶于水赦热，故含mol
H2SO4的浓硫酸与含1
mol
NaOH的溶液反应时，放出的热量大于57.3
kJ，由于ΔH为负值，所以ΔH1>ΔH2，B、C、D项错误。
答案：A
2．已知H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6
kJ·mol－1，则H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)的ΔH为
( )
A．＋184.6
kJ·mol－1
B.
－92.3
kJ·mol－1
C．－369.2
kJ·mol－1
D．＋92.3
kJ·mol－1
解析：热化学方程式中各物质的化学计量数只表示该物质的物质的量，当化学计量数减半时，反应热也减半。
答案：B
3．实验室进行中和反应的反应热测定实验时除需要大烧杯(500
mL)、小烧杯(100
mL)外，其他所用的仪器和试剂均正确的一组是( )
A．0.50
mol·L－1盐酸，0.50
mol·L－1
NaOH溶液，100
mL量筒1个
B．50
mol·L－1盐酸，0.55
mol·L－1
NaOH溶液，100
mL量筒2个
C．0.50
mol·L－1盐酸，0.55
mol·L－1
NaOH溶液，50
mL量筒1个
D．0.50
mol·L－1盐酸，0.55
mol·L－1
NaOH溶液，50
mL量筒2个
解析：本实验为了保证0.50
mol·L－1的盐酸完全被中和，采用0.55
mol·L－1
NaOH溶液，使碱稍过量。所需酸、碱溶液的量应小于50
mL，且酸、碱溶液分别用不同的量筒量取，故D项正确。
答案：
4．在测定中和热的实验中，下列说法正确的是(已知弱酸电离时吸热)
( )
A．使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差
B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触
C．用0.55
mol·L－1
NaOH溶液分别与0.5
mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，若所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同
D．在测定中和热的实验中，需要使用的仪器有天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、环形玻璃搅拌棒
解析：温度计水银球应浸入溶液中但不能与小烧杯底部接触，B项错误；盐酸是强酸，醋酸是弱酸，醋酸电离吸热，C项错误；在测定中和热的实验中，不需要滴定管、天平，D项错误。
答案：A
5．已知：2NO2(g)??N2O4(g) ΔH1＝a
kJ·mol－1，N2O4(l)??2NO2(g) ΔH2＝b
kJ·mol－1，又知“2NO2(g)”的总能量高于“N2O4(g)”，下列有关这两个反应的说法错误的是
( )
A．ΔH1<0
B．ΔH1＝－ΔH2
C．能量关系如图所示
D．消耗2
mol
NO2(g)生成1
mol
N2O4(g)时，放出的热量为|a|
kJ
解析：反应物的总能量比生成物的高，故ΔH1<0，A项正确；由于两个反应中N2O4的状态不同，故ΔH1≠－ΔH2，B项错误；“2NO2(g)”的总能量高于“N2O4(g)”，气态N2O4的能量高于液态N2O4的能量，C项正确；由2NO2(g)??N2O4(g) ΔH1＝a
kJ·mol－1及A项中的分析可知，D项正确。
答案：B
6．已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，由此判断下列热化学方程式书写正确的是
( )
A．KOH(aq)＋H2SO4(浓)===K2SO4(aq)＋H2O(l)
ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
B．Ba(OH)2(aq)＋H2SO4(aq)===BaSO4(s)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
C．HCN(aq)＋KOH(aq)===KCN(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
D．HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
解析：因浓硫酸稀释会放出大量的热，所以浓硫酸与KOH反应生成1
mol水时放出的热量大于57.3
kJ，故A错误；Ba(OH)2和H2SO4反应时生成BaSO4沉淀，形成沉淀时套放热，所以Ba(OH)2和H2SO4反应生成1
mol水时放出的热量大于57.3
kJ，故B错误；HCN是弱酸，弱酸电离时吸热，则HCN与NaOH反应生成1
mol水时放出的热量小于57.3
kJ，故C错误；在稀溶液中，稀的酸与碱发生中和反应生成1
mol水，这时的反应热叫做中和热、中和热为ΔH＝－57.3
kJ·mol－1，故D正确。
答案：D
7．在298
K、1.01×105
Pa下，将22
g
CO2通入750
mL
1
mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，测得反应放出x
kJ的热量。已知在该条件下，1
mol
CO2通入1
L
2
mol·L－1的NaOH溶液中充分反应，放出y
kJ的热量，则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式为
( )
A．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH＝－(2y－x)kJ·mol－1
B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)
ΔH＝－(2x－y)kJ·mol－1
C．CO2(g)＋NaOH(aq)＝NaHCO3(aq)
ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1
D．2CO2(g)＋2NaOH(l)＝2NaHCO3(l)
ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol－1
解析：由题意可知，CO2(g)＋NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋NaHCO3(aq)＋H2O(l) ΔH1＝－x
kJ·mol－1，CO2(g)＋2NaOH(aq)===Na2CO3(aq)＋H2O(l) ΔH2＝－y
kJ·mol－1，则CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq) ΔH＝ΔH1×4－ΔH2＝－(4x－y)kJ·mol－1。
答案：C
8．如图为硫燃烧的能量变化图，下列有关热化学方程式或说法正确的是
( )
A．S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝＋297.16
kJ·mol－1
B．S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.83
kJ·mol－1
C．S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)ΔH＝－296.83
kJ·mol－1
D．单斜硫的稳定性强于正交硫
解析：根据图象可知硫的燃烧反应为放热反应，故A项错误；1
mol单斜硫完全燃烧放出的能量为297.16
kJ，故B项错误；由图象可以看出单斜硫具有的能量高于正交硫，物质的能量越高越不稳定，即单斜硫的稳定性弱于正交硫，故D项错误。
答案：C
9．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
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．一定条件下，0.2
mol
SO2(g)与0.1
mol
O2(g)混合充分反应时放出的热量为18
kJ，则有2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)
ΔH＝－180
kJ·mol－1
C．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH＝a
kJ·mol－1、
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝6
kJ·mol－1，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：醋酸是弱酸，电离时吸热，与碱发生中和反应生成1
mol水时放出的热量少，A正确；SO2和O2的反应是可逆反应，不能进行完全，当0.2
mol
SO2(g)与0.1
mol
O2(g)混合充分反应时放出的热量为18
kJ，则当反应掉0.2
mol
SO2(g)与0.1
mol
O2(g)时，反应放出的热量应大于18
kJ，故2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH<－180
kJ·mol－1，B错误；前者为碳的完全燃烧反应，后者为碳的不完全燃烧反应，而完全燃烧时放热较多，但a、b都为负值，所以a答案：A
10．如图所示，E1＝393.5
kJ·mol－1，E2＝395.4
kJ·mol－1，下列说法或热化学方程式正确的是
( )
A．石墨与金刚石之间的转化是物理变化
B．C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9
kJ·mol－1
C．金刚石的稳定性强于石墨
D．断裂1
mol石墨中的化学键吸收的能量比断裂1
mol金刚石中的化学键吸收的能量少
解析：石墨与金刚石是两种不同的单质，二者之间的转化是化学变化，A项错误；由图可知，1
mol金刚石的能量比1
mol石墨的能量高395.4
kJ－393.5
kJ＝1.9
kJ，故有C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9
kJ·mol－1，B项正确；金刚石的能量高于石墨的能量，物质的能量越高越不稳定，C项错误；C(s，石墨)===C(s，金刚石) ΔH＝＋1.9
kJ·mol－1,1
mol石墨中的总键能比1
mol金刚石中的总键能大1.9
kJ，D项错误。
答案：B
11．(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，生成NOx等污染大气，其中生成NO的能量变化如图1所示，则图1中三种分子最稳定的是____________，图1中对应反应的热化学方程式为____________________________________________。
(2)图2是NO2与CO反应转化为CO2和NO过程中的能量变化示意图，根据图2分析，若0.5
mol
CO被氧化，该过程放出的热量Q＝________kJ。若该反应是可逆反应，在相同条件下将0.5
mol
CO与1
mol
NO2混合，则充分反应后放出的热量________(填“>”“<”或“＝”)Q
kJ。
(3)仿照图2的形式，在图3中绘制出N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)的能量变化曲线。
解析：(1)键能越小，化学键断裂越容易；键能越大，物质越稳定。由图1可求出N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的反应热：ΔH＝946
kJ·mol－1＋498
kJ·mol－1－2×632
kJ·mol－1＝＋180
kJ·mol－1。(2)由图2知，消耗1
mol
CO时放出的热量为368
kJ－134
kJ
＝234
kJ，则0.5
mol
CO被氧化时放出117
kJ热量；可逆反应中反应物不可能消耗完，因此放出的热量小于Q
kJ。(3)作图时注意两点：生成物的总能量比反应物的高，过渡态的能量最高。
答案：(1)N2
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180
kJ·mol－1
(2)117 <
(3)如图所示
12．[2019·安徽师大附中高二期末]依据事实写出下列反应的热化学方程式。
(1)1
mol
C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1
366.8
kJ热量：
________________________________________________________________________。
(2)1
mol
C(石墨，s)与适量H2O(g)完全反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3
kJ热量：
________________________________________________________________________。
(3)1.7
g
NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.
67
kJ的热量：
________________________________________________________________________。
(4)2.3
g某液态有机物和一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成2.7
g液态水和2.24
L
CO2(标准状况)并放出68.35
kJ的热量：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：已知反应物的物质的量及反应放出或吸收的热量，要写出热化学方程式，关键是要确定与热化学方程式中的化学计量数相对应的ΔH。(1)C2H5OH燃烧的化学方程式为C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O，则相对应的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1
366.8
kJ·mol－1。(2)1
mol
C(石墨，s)与适量H2O(g)完全反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3
kJ热量，则相应的热化学方程式为C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3
kJ·mol－1。(3)1.7
g
NH3的物质的量为0.1
mol，发生催化氧化反应生成气态产物放出的热量为22.67
kJ。则相应的热化学方程式为NH3(g)＋O2(g)===No(g)＋H2O(g) ΔH＝－226.7
kJ·mol－1。(4)通过燃烧产物的元素组成可知该有机物中肯定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素。n(H2O)===＝0.15
mol，n(H)＝0.3
mol，m(H)
＝0.3
g，n(CO2)
＝＝0.1
mol，n(C)＝0.1
mol，m(C)＝1.2
g，则碳元素和氢元素的质量之和是0.3
g＋1.2
g＝1.5
g<2.3
g，故该有机物中还含有氧元素，氧元素的质量是2.3
g－1.5
g＝0.8
g，n(O)
＝0.05
mol，故该有机物中n(C):n(H)
:n(O)＝2:6:1，从而可确定该有机物的分子式为C2H6O，由上述分析可知，2.3
g该有机物的物质的量为0.05
mol，结合题意可知，0.05
mol该液态有机物完全燃烧生成0.15
mol液态水和0.1
mol
CO2气体时放出的热量为68.35
kJ，则1
mol该液态有机物完全燃烧生成3
mol液态水和2
mol
CO2气体时放出的热量为68.35
kJ×20＝1
367
kJ，故该反应的热化学方程式为C2H6O(l)
＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1
367
kJ·mol－1。
答案：
(1)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－366.8
kJ·mol－1
(2)C(石墨，s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3
kJ·mol－1
(3)NH3(g)＋O2(g)===NO(g)＋H2O(g)ΔH＝－226.7
kJ·mol－1
(4)C2H6O(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1
367
kJ·mol－1
能力达标
13.一般在火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和强氧化剂H2O2，当它们混合时，产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4
mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64
kJ的热量。
(1)写出液态肼和H2O2反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式：
________________________________________________________________________。
(2)已知H2O(l)===H2O(g) ΔH＝＋44
kJ·mol－1，则16
g液态肼与足量H2O2反应生成氮气和液态水时，放出的热量是____________________。
(3)上述反应应用于火箭推进器时，除释放出大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)向次氯酸钠溶液中通人一定物质的量的氨气可
生成肼，写出该反应的离子方程式：________________________________，该反应的还原产物是__________________。
解析：(1)首先根据题意确定反应物和生成物，然后写出化学方程式：N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O↑。0.4
mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64
kJ的热量，则1
mol液态肼和足量H2O2反应时放出的热量为2.5×256.64
kJ＝641.6
kJ，由此可写出该反应的热化学方程式。(2)16
g液态肼的物质的量为0.5
mol，则与足量H2O2反应生成0.5
mol
N2和2
mol
H2O(l)时放出的热量为0.5
mol×641.6
kJ·mol－1＋2
mol×44
kJ·mol－1＝408.8
kJ。(3)反应生成的物质是N2和H2O，无污染。(4)氨气中氮元素的化合价为－3，肼中氮元素的化合价为－2，则氨气是还原剂，次氯酸钠是氧化剂，还原产物是NaCl，根据得失电子守恒即可写出对应的离子方程式。
答案：
(1)
N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.6
kJ·mol－1
(2)408.8
kJ
(3)产物为氮气和水，无污染
(4)2NH3＋ClO－===N2H4＋Cl－＋H2O NaCl
14．[2019·江西南昌八一中学、洪都中学、麻丘高中等六校高二联考]测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验装置如图所示。
(1)写出该反应的热化学方程式(已知中和热为57.3
kJ·mol－1)：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)取50
mL0.50
mol·L－1
NaOH溶液和30
mL
0.50
mol·L－1硫酸溶液进行实验，实验数据如下表：①请填写表中的空白：
温度实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差(t2－t1)平均值/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
2
27.0
27.4
27.2
31.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.3
②近似认为0.50
mol·L－1
NaOH溶液和0.50
mol·L－1，硫酸溶液的密度都是1
g·cm－3，中和后生成溶液的比热容c＝4.18
J·g－1·℃－1。则测得的中和热ΔH＝____________(取小数点后一位)。
③上述实验测定结果与57.3
kJ·mol－1有偏差，产生此偏差的原因可能是________(填序号)。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒人盛有稀硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
解析：(1)中和热为57.3
kJ·mol－1，则热化学方程式为H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1。(2)①根据表中数据可知四次实验的温度差(℃)分别为4.0、4.1、3.9、4.0，所以温度差的平均值是＝4.0
℃。②50
mL
0.50
mol·L－1氢氧化钠溶液与30
mL
0.50
mol·L－1硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05
L×0.50
mol·L－1＝0.025
mol，溶液的质量为80
mL×1
g·cm－3＝80
g，温度变化值Δt＝4
℃，则生成0.025
mol水放出的热量Q＝mcΔt＝80
g×4.18
J·g－1·℃－1×4.0℃＝1
337.6
J，即1.337
6
kJ，所以实验测得的中和热ΔH＝≈－53.5
kJ·mol－1。③实验装置保温、隔热效果差，会导致热量损失，测得的中和热的数值偏小，a正确；量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量取的氢氧化钠溶液体积偏大，由于原实验中稀硫酸稍过量，加入NaOH溶液的体积偏大后，会导致反应放出的热量偏高，测得的中和热的数值偏大，b错误；尽量一次性快速地将NaOH溶液倒入盛有稀硫酸的小烧杯中，否则会导致热量损失，测得的中和热的数值偏小，c正确；温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4中测温度，会导致测得稀硫酸的起始温度偏高，则所得的温度差平均值偏小，最终测得的巾和热的数值偏小，d正确。
答案：(1)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3
kJ·mol－1
(2)①4.0 ②－53.5
kJ·mol－1 ③acd
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16
-第1课时 焓变 反应热
记一记
1.反应热“三要素”：
(1)符号：ΔH。
(2)单位：kJ·mol－1。
(3)正、负号：ΔH0为吸热反应。
2．反应热计算“两公式”：
(1)ΔH＝反应物断键吸收的能量总和－生成物成键放出的能量总和。
(2)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量。
探一探
1.任何化学反应一定伴随能量变化吗？化学反应放热还是吸热是否与反应条件有关？
[提示] 任何化学反应均伴随能量变化。反应放热还是吸热与是否加热等反应条件无直接关系。
2．若反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应还是吸热反应？反应热与化学键键能有何关系？
[提示] 该反应为放热反应。
反应热＝断裂化学键吸收的总能量－形成化学键放出的总能量。
即：反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能。
3．常见的吸热反应和放热反应有哪些？
[提示] 常见的吸热反应：大多数分解反应，Ba(OH)·8H2O与NHCl反应、C或CO与CuO、CO2或H2O(g)的反应等。
常见的放热反应：中和反应、金属与水或酸、燃烧、化合反应(大多数)、铝热反应等。
4．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)与2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g)两个反应的反应热有何关系？需加热的反应一定是吸热反应吗？常温下进行的反应一定是放热反应吗？
[提示] 两个反应的反应热绝对值相等，前者放热，后者吸热。需加热反应不一定是吸热反应，常温下能进行的反应不一定是放热反应如：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应。
判一判
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)所有的化学反应都伴有能量的变化，伴有能量变化的一定是化学反应。(×)
(2)反应热是指1
mol物质参加反应时的能量变化。(×)
(3)加热条件下发生的反应均为吸热反应。(×)
(4)在一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热，ΔH为“—”。(√)
(5)放热反应的ΔH<0；而吸热反应的ΔH>0。(√)
(6)浓硫酸溶于水的过程是放热反应。(×)
(7)化合反应一定属于放热反应。(×)
(8)分解反应一定属于吸热反应。(×)
(9)某化合物化学键越牢固，物质本身的能量就越高。(×)
(10)断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量。(√)
练一练
1.[2019·浙江学考真题]已知拆开1
mol
O2(g)中的化学键需要吸收498
kJ的能量。根据量变化示意图，下列说法不正确的是( )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－480.4
kJ·mol－1
B．H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH＝240.2
kJ·mol－1
C．拆开1
mol
H2(g)中的化学键需要吸收436.4
kJ的能量
D．H(g)和O(g)形成H2O(g)中的1
mol
H—O键放出462.8
kJ的能量
答案：A
2．[2019·山西学考模拟]化学反应A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示。下列有关叙述正确的是
( )
A．每生成2
mol
AB(g)吸收b
kJ热量B.反应热ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量D.断裂1
mol
A—A键和1
mol
B—B键，放出a
kJ能量
答案：B
3．[2019·济南高二月考]下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是
( )
A．铝片与稀盐酸反应
B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
C．灼热的炭与CO2反应
D．甲烷在氧气中的燃烧反应
答案：C
4．[2019·许昌高二检测]工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)，已知下列化学键的键能(拆开或形成1
mol化学键所吸收或放出的热量)：
化学键
键能/kJ·mol－1
H—H
436
N—H
391
N≡N
946
下列说法正确的是
( )
A．该反应为吸热反应
B．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
C．反应热ΔH＝92
kJ·mol－1
D．生成1
mol
NH3放出92
kJ热量
答案：
知识点一
化学反应中的能量变化
1.化学反应通常伴随着能量变化，下列说法错误的是( )
A．煤燃烧时，部分化学能转化为热能
B．电解熔融Al2O3时，部分化学能转化为电能
C．TNT爆炸时，部分化学能转化为动能
D．镁条燃烧时，部分化学能转化为光能
解析：电解熔融Al2O3的过程是将电能转化为化能的过程。
答案：B
2．下列反应中，反应物总能量低于生成物总能量的是( )
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。
答案：D
知识点二
焓变、反应热的概念
3.下列说法正确的是( )
A．反应热是1
mol物质参加反应时的能量变化
B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
C．任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热
D．在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的焓值差来决定
解析：化学反应过程中释放或吸收的热量称为反应热，A项错误；需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，B项错误；只有在恒压条件下，化学反应的焓变才等于化学反应的反应热，C项错误；一个化学反应是吸热还是放热，取决于生成物和反应物的焓值差，也可以根据断键时吸收的能量与成键时放出的能量的相对大小判断，D项正确。
答案：D
4．下列过程中ΔH小于零的是
( )
A．氯酸钾分解制氧气
B．氯化铵受热分解
C．氮气还原氧化铜
D．实验窒用锌和稀硫酸反应制氢气
解析：ΔH小于零说明该反应是放热反应。A、B、C项均是吸热反应，错误；D项，实验室用锌和稀硫酸反应制氯气为金属与酸的反应．是放热反应，正确。
答案：D
知识点三
反应热与化学键键能的关系
5.H2与O2发生反应的过程用模型表示如下(“—”表示化学键)：
下列说法不正确的是( )
A．过程I是吸热过程
B．过程Ⅲ一定是放热过程
C．该反应过程所有旧化学键都断裂，且形成了新化学键
D．该反应的能量转化只能以热能的形式进行
解析：过程Ⅰ分子中的化学键断裂，形成原子，属于吸热过程，A项正确；过程Ⅲ为新化学键形成的过程，属于放热过程，B项正确：过程Ⅰ中所有的旧化学键断裂．过程Ⅲ为新化学键形成的过程，C项正确；该反应可通过燃料电池实现化学能到电能的转化，D项错误。
答案：D
6．已知某化学反应2B2A(g)===A2(g)＋2B2(g)(B2A、A2、B2的分子结构分别为B—A—B、A===A、B—B)的能量变化如图所示，下列有关叙述不正确的是
( )
A．该反应的进行一定需要加热
B．该反应的ΔH＝(E1－E2)kJ·mol－1
C．由2
mol
A(g)和4
mol
B(g)形成1
mol
A===A键和2
mol
B—B键，放出E2
kJ能量
D．该反应中，反应物的键能总和大于生成物的键能总和
解析：A项，由图可知，该反应为吸热反应，某些吸热反应
在常温下也可发生，A项错误。
答案：A
综合考查
化学反应与能量
7.反应A＋B===C(ΔH<0)分两步进行：①A＋B===X(ΔH>0)，②X===C(ΔH<0)。下列图象能正确表示该反应过程中的能量变化的是
( )
解析：由题给信息可知，A＋B===C是放热反应，A和B具有的总能量大于C具有的能量；A＋B===X是吸热反应，X具有的能量大于A和B具有的总能量；X===C是放热反应，X具有的能量大于C具有的能量。综上可知，D项正确。
答案：D
8．[2019·山西临汾第一中学期末考试]某学生用如图所示装置进行化学反应X＋2Y===2Z能量变化情况的研究。当向试管中滴加试剂Y时，观察到U形管中液面甲处下降、乙处上升。下列关于该反应的叙述正确的是( )
①该反应为放热反应 ②该反应为吸热反应 ③生成物的总能量比反应物的总能量高
④反应物的总能量比生成物的总能量高 ⑤该反应过程可以看成贮存于X、Y内部的部分能量转化为热能而释放出来
A．仅①④⑤
B．仅①④
C．仅①⑧
D．仅②③⑤
解析：当向试管中加入试剂Y时，看到U形管中液面甲处下降、乙处上升，说明该反应为放热反应，放出的热使集气瓶中的气体膨胀而出现该现象，故①正确；在放热反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，故④正确；该反应过程可以看成贮存于X、Y内部的部分能量转化为热能而释放出来，故⑤正确。综上所述，A项符合题意。
答案：A
9．(1)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
Hl(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。
(2)已知反应CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)中相关化学键键能数据如下：
化学键
H—H
C—O
CO中C≡O
H—O
C—H
E/(kJ·mol－1)
436
343
1
076
465
413
由此计算上述反应的ΔH＝________kJ·mol－1。
解析：
(1)设1
mol
HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x，则2x－436
kJ－151
kJ＝11
kJ，解得x＝299
kJ。
(2)ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝(1
076
kJ·mol－1＋2×436
kJ·mol－1)－(413
kJ·mol－1×3＋343
kJ·mol－1＋465
kJ·mol－1)＝－99
kJ·mol－1。
答案：(1)299 (2)－99
基础达标
1.下列物质放入水中，会显著放热的是
( )
A．食盐
B．蔗糖
C．酒精
D．生石灰
解析：生石灰遇水放出大量的热。
答案：D
2．下列变化中生成物的总能量大于反应物的总能量的是
( )
A．H—Cl―→H＋Cl
B．H＋H―→H—H
C．Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
D.
HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
解析：生成物的总能量大于反应物的总能量，为吸热过程。A项，H—Cl键断裂，吸收热量，正确；B项，形成H—H键，释放能量，错误；C项，金属与酸的置换反应为放热反应，错误；D项，酸碱中和反应为放热反应，错误。
答案：A
3．如图所示，下列说法正确的是( )
A．A―→B＋C和B＋C―→A两个反应吸收或放出的能量不等
B．A―→B＋C ΔHC．A具有的能量高于B和C具有的能量的总和
D．A―→B＋C ΔH>0，B＋C―→A ΔH解析：由图可看出，B＋C的总能量高于A的能量，则反应B＋C―→A一定是放热反应，ΔH<0，反之A―→B＋C一定是吸热反应，ΔH>0，根据能量守恒定律，两反应吸收和放出的热量一定相等。
答案：D
4．下列变化一定为放热的化学反应的是
( )
A．H2O(g)===H2O(l)放出44
kJ热量
B．ΔH>O的化学反应
C．形成化学键时共放出能量862
kJ的化学反应
D．能量变化如图所示的化学反应
解析：H2O(g)===H2O(l)为物理变化，A硕错误；ΔH>0，反应吸收热量，B项错误；不知道断裂化学键时吸收能量的情况，无法确定反应是放热还是吸热，C项错误；由题图可知H(生成物)答案：D
5．氢气和氟气在黑暗处混合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是
( )
A．Q1＋Q2<2Q3
B．Q1＋Q2>2Q3
C．Q1＋Q2D．Q1＋Q2>O3
解析：断裂1
mol
H2中的化学键消耗的能量为Q1
kJ，则H—H键键能为Q1
kJ·mol－1，断裂1
mol
F2中的化学键消耗的能量为Q2
kJ，则F—F键键能为Q2
kJ·mol－1，形成1
mol
HF中的化学键释放的能量为Q3
kJ，则H—F键键能为Q3
kJ·mol－1，对于反应H2(g)＋F2(g)===2HF(g)，反应热ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝Q1
kJ·mol－1＋Q2
kJ·mol－1－2Q3
kJ·mol－1＝(Q1＋Q2－2Q3)kJ·mol－1，由于氢气和氟气在黑暗处混合即可发生爆炸而释放出大量的热量，则ΔH<0，即Q1＋Q2－2Q3<0，所以Q1＋Q2<2Q3，A正确。
答案：A
6．根据如图所示的反应判断下列说法中错误的是( )
A．CO2和CaO的总能量大于CaCO3的总能量
B．该反应的焓变大于零
C．该反应中有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量
D．由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应
解析：因为碳酸钙受热分解是吸热反应，所以CO2和CaO的总能量大于CaCO3的总能量，焓变大于零，A、B正确；在CaCO3中，Ca2＋和CO之间存在离子键，CO中，C与O之间存在共价键，故反应中有离子键断裂也有共价键断裂，旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成放出能量，C正确；需要加热才发生的反应不一定为吸热反应，如木炭的燃烧需要加热，但该反应是放热反应，D错误。
答案：D
7．根据如图提供的信息，下列所得结论不正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．该反应一定有能量转化成了化学能
C．反应物比反应产物稳定
D．因为反应物的总能量低于反应产物的总能量，所以该反应需要加热才能发生
解析：由图示可知反应物的总能量小于反应产物的总能量，反应过程中有能量转化成了化学能，为吸热反应；能量越低物质越稳定，所以反应物比反应产物稳定；邵分吸热反应不需加热也能发生。
答案：D
8．下列示意图能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢过程中的能量变化的是
( )
解析：氢气与氯气分子中旧化学键断裂需要吸收能量，而氯化氢分子中新化学键形成要释放能量，该反应放热，因此断裂旧化学键吸收的能量小于形成新化学键放出的能量，B项正确。
答案：B
9．[2019·湖南长郡中学高二月考]H2和I2在一定条件下发生反应H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔH＝－a
kJ·mol－1，反应过程如图所示。已知a、b、c均大于零。
下列说法不正确的是( )
A．反应物的总能量高于生成物的总能量
B．断开1
mol
H—H键和1
mol
I—I键所需能量大于断开2
mol
H—I键所需能量
C．断开2
mol
H—I键所需能量约为(c＋b＋a)kJ
D．向密闭容器中加入2
mol
H2和2
mol
I2，充分反应后放出的热量小于2a
kJ
解析：H2和I2在一定条件下能发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g) ΔH＝－a
kJ·mol－1，反应是放热反应，则反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；反应热ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，由题干信息可知ΔH<0，则反应物的总键能小于生成物的总键能，故断开1
mol
H—H键和1
mol
I—I键所需能量小于断开2
moI
H—I键所需能量，B错误；根据ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝b
kJ·mol－1＋c
kJ·mol－1－2E(H—I)＝－a
kJ·mol－1，得到断开2
mol
H—I键所需能量约为(a＋b＋c)kJ，C正确；该反应是可逆反应，不能进行彻底，依据焓变意义分析可知，向密闭容器中加入2
mol
H2和2
mol
I2，充分反应后放出的热量小于2a
kJ，D正确。
答案：B
10．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是( )
A．该反应过程可表示为
―→
―→
B．E1为反应物的总能量与过渡态的能量差，称为正反应的活化能
C．正反应的热效应ΔH＝E1－E2，且E2>E1，所以正反应为放热反应
D．此图中逆反应的热效应ΔH＝E1－E2，逆反应为吸热反应
解析：A项，结合图象知其正确。B项，反应物分子转变为活化分子所需要的最低能量即是正反应的活化能，B项正确。C项，由图可知，正反应的热效应ΔH＝E1－E2，且E2>E1，所以正反应为放热反应，C项正确。D项，题图中逆反应的热效应ΔH＝E2－E1，为吸热反应，D项错误。
答案：D
11．一定条件下，A与B反应可生成C和D，其能量变化如图所示。
(1)下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是________(填序号)。
A．反应前后原子的种类和数目一定不变
B．该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应
C．若该反应为放热反应，则不需要加热反应就一定能发生
D．反应物的总质量、总能量与生成物的总质量、总能量分别相等
(2)若E1”“<”或“＝”，下同)反应物的总能量，反应热ΔH________0。
解析：
(1)根据质量守恒定律，反应前后元素原子的种类及数目均不会改变；并非只有氧化还原反应才有热量变化；反应前对反应物加热，只是为了达到反应所需的条件，与反应是放热反应还是吸热反应没有必然联系；根据能量守恒定律可知，反应物的总能量＝生成物的总能量＋放出的能量(或一吸收的能量)。
(2)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝E2－E1>0。
答案：(1)A (2)> >
12．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)，反应过程中的能量变化如图所示，则：
(1)a、b、c分别代表什么意义？
a________________________________________________________________________；
b________________________________________________________________________；
c________________________________________________________________________。
(2)该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，ΔH________0(填“>”或“<”)。
答案：
(1)旧化学键断裂吸收的能量 新化学键形成放出的能量 反应热
(2)放热 <
能力达标
13．(1)某化学兴趣小组的同学进行了如图1所示的实验来探究复分解反应的热效应。在一个小烧杯中加入20
g
Ba(OH)2·8H2O晶体，将小烧杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。然后向小烧杯中加入10
g
NH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌(其中玻璃片与烧杯底部之间有一层水)。稍后用手拿起烧杯时发现玻璃片与烧杯黏结在一起。
①实验中玻璃棒的作用是__________________，所发生反应的化学方程式是____________________________________________。
②若用手触摸烧杯外壁，将会有______________的感觉，说明该反应为______________反应，反应热ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。由该实验能否得出复分解反应就是吸热反应或放热反应的结论？________(填“能”或“不能”)，原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)如图2所示，某反应在不同条件下的反应历程分别为a、b。
①据图可判断出反应物的总键能________(填“>”“<”或“＝”，下同)生成物的总键能，则该反应的反应热ΔH________0。
②其中b反应历程采用的条件为________(填序号)。
A．升高温度
B．增大反应物的浓度
C．增大压强
D．使用催化剂
解析：(1)由实验现象可知，反应中体系温度下降，手触摸烧杯外壁时会有冰凉感，故该反应为吸热反应，反应热ΔH>0；因为只研究了一个复分解反应的热效应，故无法确定复分解反应的热效应类型。(2)该反应是一个放热反应，故生成物的总键能大于反应物的总键能：由于b反应历程对应的活化能低于a反应历程，故b反应历程采用的条件为使用催化剂。
答案：(1)①使混合物充分接触并发生反应
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋lOH2O
②冰凉 吸热 > 不能 只进行了一个复分解反应的实验，不能科学地得出结论
(2)①< < ②D
14．某同学设计如下三个实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应：
方案一：如图1，在小烧杯里放一些除去氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10
mL
2
mol·L－1稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20
℃逐渐升至35
℃，随后，温度逐渐下降至30
℃，最终停留在20
℃。
方案二：如图2，在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10
mL
2
mol·L－1硫酸溶液，再向其中加入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。
方案三：如图3，甲试管中发生某化学反应，实验前U形管红墨水液面相平，在化学反应过程中，通过U形管两侧红墨水液面高低判断某反应是吸热反应还是放热反应。
序号
甲试管里发生反应的物质
U形管里红墨水液面
①
氧化钙与水
左低右高
③
氢氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)
？
③
铝片与烧碱溶液
左低右高
④
铜与浓硝酸
左低右高
根据上述实验回答相关问题：
(1)方案一中，温度先升高的原因是______________，升至最大值后又逐渐下降的原因是______________。
(2)方案二中，小木片脱落的原因是________________。
(3)由方案三的现象得出结论：①③④组物质发生的反应都是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)方案三实验②的U形管中的现象为____________，说明反应物的总能量____________(填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总能量。
解析：(1)温度计的温度由20
℃逐渐升至35
℃，说明铝片与硫酸反应为放热反应，放出的热量使烧杯里溶液的温度升高；方案一中，温度升至最大值后又下降的原因是反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低；(2)方案二中，小木片脱落的原因是氢氧化钠与硫酸的反应放热，温度升高，蜡烛熔化了；(3)由方案三的现象得出结论：①③④组中出现了液面左低右高的现象，故物质发生的反应都是放热反应；(4)氧氧化钡晶体与氯化铵晶体(充分搅拌)反应为典型的吸热反应，故红墨水液面左高右低，反应物总能量小于生成物总能量
答案：
(1)铝和硫酸反应放出的热量使烧杯里溶液的温度升高 当化学反应完成后，随着热量的散失，烧杯里溶液的温度降低
(2)硫酸和氢氧化钠溶液反应放出的热量使蜡烛熔化
(3)放热
(4)U形管里红墨水液面左高右低 小于
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