2019届江苏专版化学反应中的热效应学案

2019届江苏专版化学反应中的热效应学案

专题六 化学反应与能量变化 第一单元　化学反应中的热效应 [教材基础—自热身] 1．反应热、焓变 (1)反应热 在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所释放或吸收的能量叫做反 应热。 (2)焓变 在恒温、恒压的条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量称为反应的焓变。 (3)反应热与焓变的关系 恒压条件下，化学反应的反应热等于焓变。 2．吸热反应和放热反应 (1)两角度理解 ①从能量高低角度理解 　 ΔH < 0，放热反应　　ΔH > 0，吸热反应 ②从化学键角度理解 (2)常见的放热反应和吸热反应 ①放热反应：大多数化合反应、中和反应、金属与酸 的反应、所有的燃烧反应。 ②吸热反应：大多数分解反应、盐类的水解反应、Ba(OH)2·8H2O 和 NH4Cl 反应、C 与 H2O(g)反应、C 与 CO2 反应。 3．反应热、活化能图示 (1)在无催化剂的情况，E1 为正反应的活化能，E2 为逆反应的活化能，ΔH＝E1－ E2。 (2)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。 [题点全练—过高考] 题点一　基本概念辨析 1．下列说法正确的是(　　) A．放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应 B．水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热 C．同温同压下，反应 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的 ΔH 不同 D．可逆反应的 ΔH 表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关 解析：选 D　A 项，反应 Fe＋S =====△ FeS 为放热反应但需要加热，反应 2NH4Cl＋ Ba(OH)2===BaCl2＋2NH3＋2H2O 为吸热反应，在常温下就可以进行，错误；B 项，水蒸气 变为液态水不属于化学反应，错误；C 项，ΔH 与反应条件无关，错误。 2．下列说法中正确的是(　　) A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时， 该反应为吸热反应 C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH>0 D．ΔH 的大小与热化学方程式的化学计量数无关 解析：选 C　化学反应中一定有能量变化，A 项错误；B 项中，由 ΔH＝断开旧化学键吸收 的能量－形成新化学键放出的能量，得 ΔH<0，故为放热反应；吸热反应的 ΔH>0，C 正确； ΔH 的大小与热化学方程式的化学计量数成正比关系，D 错误。 题点二　焓变、活化能的图像分析 3．某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是(　　) A．反应过程可表示为 A＋BC―→[A…B…C]―→AB＋C 反应物　　　过渡态　　　生成物 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<0，所以正反应为放热反应 D．此图中逆反应的热效应 ΔH＝E1－E2<0，所以逆反应为放热反应 解析：选 D　由图可知，正反应放热，ΔH 为负值；逆反应吸热，ΔH 为正值，D 错误。 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 [教材基础—自热身] 1．概念 能够表示反应热的化学方程式叫热化学方程式。 2．意义 不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如：H2(g)＋1 2 O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol －1，表示在 25 ℃和 1.01×105 Pa 下，1 mol 氢气和 0.5 mol 氧气完全反应生成 1 mol 液态水时放出 285.8 kJ 的热量。 3．书写步骤 4．注意事项 (1)热化学方程式不注明反应条件。 (2)热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用 s、l、g、aq 等标出物质的聚集状态。 (3)热化学方程式的化学计量数只表示物质的量，其 ΔH 必须与化学方程式及物质的聚 集状态相对应。 [题点全练—过高考] 题点一　热化学方程式的正误判断 1．航天燃料从液态变为固态，是一项重要的技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧 时放出巨大的能量，已知 1 kg 金属铍完全燃烧放出的热量为 62 700 kJ。则铍燃烧的热化学 方程式正确的是(　　) A．Be＋1 2O2===BeO　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1 B．Be(s)＋1 2O2(g)===BeO(s)　ΔH＝＋564.3 kJ·mol－1 C．Be(s)＋1 2O2(g)===BeO(s)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1 D．Be(s)＋1 2O2(g)===BeO(g)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1 解析：选 C　1 kg Be 的物质的量为 1 000 g 9 g·mol－1＝1 000 9 mol，又因为 1 kg 铍完全燃烧放 出的热量为 62 700 kJ，则 1 mol 铍完全燃烧放出的热量为62 700 1 000 9 kJ＝564.3 kJ，Be 与氧气 反应生成 BeO，则其热化学方程式为 Be(s)＋1 2O2(g)===BeO(s)　ΔH＝－564.3 kJ·mol－1。 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：选 B　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)生 成物的稳定状态，H2O 为液态，C 的稳定化合物为 CO2。(2)单位是 kJ·mol－1，不是 kJ。(3) 数值，ΔH 的数值要与方程式中计量系数保持一致。(4)符号，吸热用“＋”，放热用“－”。 仅②④符合要求。 [规律方法]　判断热化学方程式的“5 审法” 题点二　热化学方程式的书写 3．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 ________________________________________________________________________。 (3)Si 与 Cl 两元素的单质反应生成 1 mol Si 的最高价化合物，恢复至室温，放热 687 kJ，已知该化合物的熔、沸点分别为－69 ℃和 58 ℃。写出该反应的热化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)CuCl(s)与 O2 反应生成 CuCl2(s)和一种黑色固体。在 25 ℃、101 kPa 下，已知该反 应 每 消 耗 1 mol CuCl(s) ， 放 热 44.4 kJ ， 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)化合物 AX3 和单质 X2 在一定条件下反应可生成化合物 AX5。回答下列问题： 已知 AX3 的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和 76 ℃，AX5 的熔点为 167 ℃。室温时 AX3 与 气 体 X2 反 应 生 成 1 mol AX5 ， 放 出 热 量 123.8 kJ 。 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 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 (3)Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJ·mol－1 (4)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6 kJ·mol－1 (5)AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)　ΔH＝－123.8 kJ·mol－1 4．依据图像写出下列反应的热化学方程式。 (1)已知化学反应 A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图 1 所示，请写出该反应的热化 学方程式：________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 　 (2)如图 2 是 1 mol NO2 和 1 mol CO 反应生成 CO2 和 NO 过程中能量变化示意图，请写 出 NO2 和 CO 反应的热化学方程式：_________________________________________。 解析：(1)由图 1 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。(2)由图 2 可知，产物总能量低于反应物总能量，该反应是放热反应，ΔH＝ E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。 答案：(1)A2(g)＋B2(g)===2AB(g)ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1 (2)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234 kJ·mol－1 [教材基础—自热身] 1．燃烧热 2．中和热 (1)中和热的概念及表示方法 (2)中和热的测定 ①装置 ②计算公式 ΔH＝－0.418(t2－t1) 0.025 kJ·mol－1 t1——起始温度，t2——终止温度。 (3)注意事项 ①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。 ②为保证酸完全中和，采取的措施是使碱稍过量。 3．能源 [知能深化—扫盲点] 提能点　表示燃烧热、中和热的热化学方程式 (1)当用热化学方程式表示中和热时，生成 H2O 的物质的量必须是 1 mol，当用热化学 方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为 1 mol。 (2)描述反应热时，不论是用“反应热”“焓变”表示还是用 ΔH 表示，其后所跟数值 都需要带“＋”“－”符号，如某反应的反应热(或焓变)为 ΔH＝－Q kJ·mol－1 或 ΔH＝＋Q kJ·mol－1，ΔH>0 表示吸热，ΔH<0 表示放热。 (3)由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“－”号，但用 ΔH 表示时，必须带“－”号，如某物质的燃烧热为 ΔH＝－Q kJ·mol －1 或 Q kJ·mol－1。 [对点练] 1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)已知 CH3OH(l)的燃烧热 ΔH＝－238.6 kJ·mol－1，则 CH3OH(l)＋3 2O2(g)===CO2(g)＋ 2H2O(g)　ΔH＝－238.6 kJ·mol－1(　　) (2)CO(g)的燃烧热 ΔH＝－283.0 kJ·mol －1，则表示 CO(g)燃烧热的热化学方程式为 2CO(g)＋O2(g) ===2CO2(g)　ΔH＝－566.0 kJ·mol－1(　　) (3)甲烷的燃烧热 ΔH＝－890 kJ·mol － 1，则甲烷燃烧的热化学方程式为 CH4(g)＋ 2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890 kJ·mol－1(　　) (4) 用 稀 硫 酸 和 NaOH 溶 液 反 应 表 示 中 和 热 的 热 化 学 方 程 式 为 H2SO4(aq) ＋ 2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－2×57.3 kJ·mol－1 (　　) (5)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol －1，则稀醋酸与 稀氢氧化钠溶液反应生成 1 mol 水时放出 57.3 kJ 的热量(　　) (6)已知 HCl 和 NaOH 反应的中和热 ΔH＝－57.3 kJ·mol －1，则 98% 的浓硫酸与稀氢 氧化钠溶液反应生成 1 mol 水的中和热为－57.3 kJ·mol－1(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)× 2．填空。 (1)2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的 ΔH＝＋2×283.0 kJ·mol －1, 则 CO(g)的燃烧热是 ________________________________________________________________________。 (2)葡萄糖的燃烧热是 2 800 kJ·mol － 1 ，则表示葡萄糖燃烧热的热化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3) 氢 气 的 燃 烧 热 为 285.5 kJ·mol － 1 ， 则 电 解 水 的 热 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (4)已知中和反应的中和热为 57.3 kJ·mol－1。则 Ba(OH)2 和盐酸反应表示中和热的热化 学方程式为_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)C8H18(l)＋25 2 O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol －1，即 C8H18 的燃烧 热为________________________________________________________________________。 答案：(1)283.0 kJ·mol－1 (2)C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2 800 kJ·mol－1 (3)2H2O(l) =====电解 2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571 kJ·mol－1 (4)OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 (5)5 518 kJ·mol－1 [题点全练—过高考] 题点一　燃烧热、中和热的含义 1．已知反应：①101 kPa 时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1；②稀溶 液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。下列结论正确的是(　　) A．碳的燃烧热 ΔH＜－110.5 kJ·mol－1 B．①的反应热为 221 kJ·mol－1 C．稀硫酸与稀 NaOH 溶液反应的中和热 ΔH＝－2×57.3 kJ·mol－1 D．稀醋酸和稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol H2O，放出 57.3 kJ 的热量 解析：选 A　由于 2C(s)＋O 2(g)===2CO(g)生成的 CO 不是稳定的氧化物，因此 221 kJ·mol－1 2 ＝110.5 kJ·mol－1 不是碳的燃烧热，由于 CO 转化为 CO2 放出热量，故碳的燃 烧热 ΔH＜－110.5 kJ·mol－1，A 正确；反应热的表示包含三部分：“符号”、“数值”和“单 位”，而 B 项中没有表示出符号，B 错误；强酸、强碱在稀溶液中发生中和反应的中和热 ΔH ＝－57.3 kJ·mol－1，C 错误；由于醋酸是弱电解质，电离时吸收热量，故稀醋酸与稀 NaOH 溶液反应生成 1 mol H2O 时放出的热量小于 57.3 kJ，D 错误。 2．下列说法正确的是(　　) A．葡萄糖的燃烧热是 2 800 kJ·mol －1，则 1 2C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　 ΔH＝－1 400 kJ·mol－1 B．在一定条件下将 1 mol SO2 和 0.5 mol O2 置于密闭容器中充分反应，放出热量 79.2 kJ，则反应的热化学方程式为 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－158.4 kJ·mol－1 C．已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol －1，则稀氨水 与稀盐酸溶液反应生成 1 mol 水时放出 57.3 kJ 的热量 D．已知 HCl 和 NaOH 反应的中和热 ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则稀硫酸与氢氧化钠固体 反应生成 1 mol 水的中和热为－57.3 kJ·mol－1 解析：选 A　燃烧热是指 1 mol 纯物质完全燃烧放出的热量，故1 2 mol 葡萄糖燃烧放出 热量 1 400 kJ，A 正确；B 项中反应为可逆反应，1 mol SO2 和 0.5 mol O2 反应生成的 SO3 小于 1 mol，故 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<－158.4 kJ·mol－1；一水合氨为弱电解质， 不完全电离，电离时吸热，故稀氨水与稀盐酸反应生成 1 mol 水放出的热量小于 57.3 kJ； 氢氧化钠固体溶于水时放热，其与稀硫酸反应生成 1 mol 水放出的热量大于 57.3 kJ，B、 C、D 错误。 题点二　中和热的测定 3.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)倒入 NaOH 溶液的正确操作是__________(填序号)。 A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次少量倒入 C．一次迅速倒入 (3)使盐酸与 NaOH 溶液混合均匀的正确操作是____(填序号)。 A．用温度计小心搅拌 B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌 C．轻轻地振荡烧杯 D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 (4)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 ________________。 (5)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： 起始温度 t1/ ℃ 终止温度 t2/ ℃ 序号实验 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)。 (6)________(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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 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。(2)为了减小热量损失，倒入 NaOH 溶液时应该一次迅速倒入。(3)使盐酸 与 NaOH 溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动。(4) 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，故放出热量的数值要小一些， ΔH 大一 些。(5)取三次实验的平均值代入公式计算即可。(6)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。 答案：(1)确保盐酸被完全中和　(2)C　(3)D　(4)ΔH 1＝ΔH2<ΔH3　(5)－51.8 kJ·mol －1　 (6)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 [知能深化—扫盲点] 提能点(一)　反应热计算的三种方法 方法 1　根据化学方程式计算反应热 (1)反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依据热化学方程式中的 ΔH 求反应热， 如 aA　＋　bB===　cC　＋　dD　　ΔH a b c d |ΔH| 　n(A)　　 n(B)　　n(C)　　 n(D) |Q| 则 n(A) a ＝n(B) b ＝n(C) c ＝n(D) d ＝ |Q| |ΔH|。 (2)注意事项 ①热化学方程式中化学计量数表示的是实际参加反应物质的物质的量。 ②列比例时注意上下单位一致。 [对点练] 1 ． 油 酸 甘 油 酯 ( 相 对 分 子 质 量 884) 在 体 内 代 谢 时 可 发 生 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：选 D　燃烧热指的是燃烧 1 mol 可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧 1 kg 油酸甘油酯释放出热量 3.8×104 kJ ，则燃烧 1 mol 油酸甘油酯释放出热量为 884 1 000 ×3.8×104 kJ≈3.4×104 kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热 ΔH＝－3.4×104 kJ·mol－1。 方法 2　根据键能计算反应热 (1)计算公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。 (2)根据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目，如 H2O 分子中含有 2 个(O—H)共价键，NH3 分子中含有 3 个(N—H)共价键等。要注意晶体结构中 化学键的情况，常见的有 1 mol P4 含有 6 mol P—P 键，1 mol 晶体硅含有 2 mol Si—Si 键， 1 mol 石墨晶体中含有 1.5 mol C—C 键，1 mol 金刚石含有 2 mol C—C 键，1 mol SiO2 含有 4 mol Si—O 键等。 [对点练] 2．一定条件下，在 CO2 与足量碳反应所得平衡体系中加入 H2 和适当催化剂，发生反 应： CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH1＝－206.2 kJ·mol－1 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.2 kJ·mol－1 (1) 二 氧 化 碳 与 氢 气 反 应 转 化 为 甲 烷 和 水 蒸 气 的 热 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________。 (2)已知 298 K 时相关化学键键能数据为 化学键 H—H O—H C—H C O E/(kJ·mol－1) 436 465 413 1 076 则根据键能计算，ΔH1＝______________，它与上述实测值差异较大的原因可能是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)将题给两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①－②，可 得：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－206.2 kJ·mol －1－(－41.2 kJ·mol－1)＝－ 165.0 kJ·mol－1。(2)该反应中断裂 1 mol C O 键、3 mol H—H 键，形成 4 mol C—H 键、2 mol O—H 键，则 ΔH1＝(1 076＋436×3)kJ·mol －1 －(413×4＋465×2)kJ·mol －1 ＝－198 kJ·mol－1。反应温度、压强不同，键能数据不准确，因此计算值与实测值相差较大。 答案：(1)CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)ΔH＝－165.0 kJ·mol－1 (2)－198 kJ·mol－1　反应温度、压强不同，键能数据不准确 方法 3　利用盖斯定律计算反应热 1．盖斯定律 (1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变都一样。 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。如图，ΔH＝ ΔH1＋ΔH2。 (2)实例：如已知反应①、②，求 CO 燃烧生成 CO2 的反应热。 ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 ②C(s)＋1 2O2(g)===CO(g)　ΔH2 由①－②可得 CO(g)＋1 2O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2 2．利用盖斯定律计算反应热的一般步骤 [对点练] 3．用 H2O2 和 H2SO4 的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。已知： Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39 kJ·mol－1 2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46 kJ·mol－1 H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.84 kJ·mol－1 在 H2SO4 溶液中，Cu 与 H2O2 反应生成 Cu2＋(aq)和 H2O(l)的反应热 ΔH 等于(　　) A．－417.91 kJ·mol－1　　　 B．－319.68 kJ·mol－1 C．＋546.69 kJ·mol－1 D．－448.46 kJ·mol－1 解析：选 B　将已知反应从上到下依次标记为①、②、③，则①＋②×1 2＋③得：Cu(s)＋ H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－319.68 kJ·mol－1。 提能点(二)　反应热大小的比较 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。 (1)吸热反应的 ΔH 比放热反应的大(前者>0，后者<0)。 (2)产物相同时，同种气态物质燃烧放出的热量比等量的固态物质燃烧放出的热量多； 反应物相同时，生成同种液态物质放出的热量比生成等量的气态物质放出的热量多。 (3)生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱(或弱碱和强酸，或弱酸和 弱碱)的稀溶液反应放出的热量多。 (4)对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相 应热化学方程式中的反应热数值。 [对点练] 4．下列各组热化学方程式的 ΔH 前者大于后者的是(　　) ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(s)＋1 2O2(g)===CO(g)　ΔH2 ②S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH3 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH4 ③H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l)　ΔH5 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH6 ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH7 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(aq)　ΔH8 A．① B．④ C．②③④ D．①②③ 解析：选 C　ΔH 有正、负之分，比较时要连同“＋”“－”在内一起比较，类似数学 中的正、负数大小的比较。①中第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得：CO(g)＋ 1 2O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2，该反应为放热反应，即 ΔH1－ΔH2<0，所以 ΔH1<ΔH2； ②等量的固态硫变为硫蒸气时吸收热量，故在与 O2 反应产生同样的 SO2 时，气态硫放出的 热量多，即 ΔH3>ΔH4；③发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故 ΔH5>ΔH6； ④碳酸钙分解吸收热量，ΔH7>0，CaO 与 H2O 反应放出热量，ΔH8<0，显然 ΔH7>ΔH8。 [题点全练—过高考] 题点一　反应热的计算 1．1.5 g 火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3)完全燃烧，放出 50 kJ 热量，则二 甲基肼的燃烧热 ΔH 为(　　) A．－1 000 kJ·mol－1 B．－1 500 kJ C．－2 000 kJ·mol－1 D．－2 000 kJ 解析：选 C　1.5 g 二甲基肼的物质的量是 0.025 mol，根据燃烧热的定义可知，1 mol 二甲基肼完全燃烧放出的热量应该为( 1 0.025×50)kJ·mol －1＝2 000 kJ·mol －1 ，即二甲基肼 的燃烧热 ΔH 为－2 000 kJ·mol－1。 2．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。 3．(2018·山东滕州二中模拟)由金红石 TiO2 制取单质 Ti，涉及的步骤为 TiO2―→TiCl4 ― ― →Mg 800 ℃，Ar Ti。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＋ΔH1－ΔH2 C．ΔH3＋2ΔH1－ΔH2 D．ΔH3＋ΔH1－2ΔH2 解析：选 C　根据盖斯定律，由 2×①－②＋③，可得 TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(s) ＋2CO(g)　ΔH＝2ΔH1－ΔH2＋ΔH3，故 C 项正确。 4．(2018·河南安鹤新开四校联考)工业上制取硝酸铵的流程图如下所示： NH3 ― ― →Ⅰ NO ― ― →Ⅱ NO2 ― ― →Ⅲ HNO3 ― ― →Ⅳ NH4NO3 请回答下列问题： 已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1 745.2 kJ·mol－1； 6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1 925.2 kJ·mol－1； 则 反 应 Ⅰ 的 热 化 学 方 程 式 可 表 示 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：将已知的两个热化学方程式从上到下依次标记为①和②，根据盖斯定律由①×5－ ②×4 得：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025.2 kJ·mol－1。 答案：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)ΔH＝－1 025.2 kJ·mol－1 题点二　反应热大小的比较 5．(2018·湖南长沙模拟)已知： ①H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2＝b kJ·mol－1 ③H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l)　ΔH3＝c kJ·mol－1 ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH4＝d kJ·mol－1 下列关系式中正确的是(　　) A．ad>0 C．2a＝b<0 D．2c＝d>0 解析：选 C　氢气燃烧为放热反应，ΔH<0，气态水液化放出热量，故生成液态水放出 的热量多，但 ΔH 小，故 ca；④中各物质的 物质的量均为①中的一半，所以 d＝1 2a；③与②相比，相当于 2 mol C3H8 有 1 mol 完全燃烧， 1 mol 不完全燃烧，故放出的热量 c 大于 b，所以 c 最大。 [课时达标检测]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [课堂真题集训—明考向] 1．(2017·江苏高考)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确 的是(　　) ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1 ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　 ΔH2＝b kJ·mol－1 ③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝c kJ·mol－1 ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH4＝d kJ·mol－1 A．反应①、②为反应③提供原料气 B．反应③也是 CO2 资源化利用的方法之一 C．反应 CH3OH(g)===1 2CH3OCH3(g)＋1 2H2O(l)的 ΔH＝d 2 kJ·mol－1 D．反应 2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的 ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ·mol－1 解析：选 C　反应①的产物为 CO 和 H2，反应②的产物为 CO2 和 H2，反应③的原料为 CO2 和 H2，A 项正确；反应③将温室气体 CO2 转化为燃料 CH3OH，B 项正确；反应④中 生成物 H2O 为气体，C 项中生成物 H2O 为液体，故 C 项中反应的焓变不等于 d 2 kJ·mol －1，C 项错误；依据盖斯定律，由②×2＋③×2＋④，可得所求反应的焓变，D 项正确。 2．(2016·江苏高考)通过以下反应均可获取 H2。下列有关说法正确的是(　　) ①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝571.6 kJ·mol－1 ②焦炭与水反应制氢：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131.3 kJ·mol－1 ③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝206.1 kJ·mol－1 A．反应①中电能转化为化学能 B．反应②为放热反应 C．反应③使用催化剂，ΔH3 减小 D．反应 CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的 ΔH＝74.8 kJ·mol－1 解析：选 D　反应①是太阳能转化为化学能，A 不正确；反应②中 ΔH2＞0，是吸热反 应，B 不正确；反应③使用催化剂不能改变反应的焓变，ΔH 不变，C 不正确；D 项中，由 盖斯定律，反应③－②可得 CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH＝74.8 kJ·mol－1，正确。 3．(2014·江苏高考)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4 3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(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．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 解析：选 C　C 与 O2 生成 CO2 的反应是放热反应，ΔH1<0，CO2 与 C 生成 CO 的反应 是吸热反应，ΔH2>0，CO 与 O2 生成 CO2 的反应是放热反应，ΔH3<0，铁与氧气的反应是 放热反应，ΔH4<0，A、B 项错误；前两个方程式相减得：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3 ＝ΔH1－ΔH2，即 ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C 项正确；由 4Fe(s)＋3O 2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH 4 和 6CO(g)＋2Fe2O3(s)===6CO2(g)＋4Fe(s)　2ΔH5 相加，得 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3＝ (ΔH4＋2ΔH5)/3，D 项错误。 4．(2013·江苏高考节选)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素，主要以难溶于水的磷 酸盐如 Ca3(PO4)2 等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。 白磷(P4)可由 Ca3(PO4)2、焦炭和 SiO2 在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下： 2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3 359.26 kJ·mol－1 CaO(s)＋SiO2(s)===CaSiO3(s)ΔH2＝－89.61 kJ·mol－1 2Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)===6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)　ΔH3 则 ΔH3＝________kJ·mol－1。 解析：根据盖斯定律，第二个热化学方程式×6＋第一个热化学方程式，即得第三个热 化学方程式，则 ΔH3＝ΔH1＋ΔH2×6＝＋3 359.26 kJ·mol －1＋6×(－89.61 kJ·mol －1)＝＋2 821.6 kJ·mol－1。 答案：＋2 821.6 5．[2017 高考组合题] (1)(2017·全国卷Ⅰ节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢 气的反应系统原理。 通 过 计 算 ， 可 知 系 统 (Ⅰ) 和 系 统 (Ⅱ) 制 氢 的 热 化 学 方 程 式 分 别 为 ________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________， 制得等量 H2 所需能量较少的是____________。 (2)(2017·全国卷Ⅱ节选)正丁烷(C4H10)脱氢制 1­丁烯(C4H8)的热化学方程式如下： ①C4H10(g)===C4H8(g)＋H2(g)　ΔH1 已知：②C4H10(g)＋1 2O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119 kJ·mol－1 ③H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(g)　ΔH3＝－242 kJ·mol－1 反应①的 ΔH1 为________kJ·mol－1。 (3)(2017·全国卷Ⅲ节选)已知： As(s)＋3 2H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1 H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l)　ΔH2 2As(s)＋5 2O2(g)===As2O5(s)　ΔH3 则反应 As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的 ΔH＝______。 (4)(2017·天津高考节选)0.1 mol Cl2 与焦炭、TiO2 完全反应，生成一种还原性气体和一 种 易 水 解 成 TiO2·xH2O 的 液 态 化 合 物 ， 放 热 4.28 kJ ， 该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)(2017·北京高考节选)TiO2 与 Cl2 难以直接反应，加碳生成 CO 和 CO2 可使反应得以 进行。 已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝＋175.4 kJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－220.9 kJ·mol－1 沸 腾 炉 中 加 碳 氯 化 生 成 TiCl4(g) 和 CO(g) 的 热 化 学 方 程 式 ： ________________________________________________________________________。 (6)(2017·海南高考节选)已知： ①2NaOH(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋H2O(g)ΔH1＝－127.4 kJ·mol－1 ②NaOH(s)＋CO2(g)===NaHCO3(s)ΔH2＝－131.5 kJ·mol－1 反应 2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)的 ΔH＝________kJ·mol－1。 解析：(1)系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)都是吸热反应，从热化学方程式可以看出，系统(Ⅱ)制备 1 mol H2 需要消耗 20 kJ 能量，而系统(Ⅰ)制备 1 mol H2 需要消耗 286 kJ 能量，故系统(Ⅱ)消 耗的能量较少。(2)根据盖斯定律，可得①＝②－③，则 ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119 kJ·mol－1＋ 242 kJ·mol－1＝123 kJ·mol－1。(3)将已知热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定 律，由①×2－②×3－③可得：As 2O5(s)＋3H 2O(l)===2H3AsO4(s)　ΔH＝2ΔH 1－3ΔH2－ ΔH3。(4)该还原性气体为 CO，易水解生成 TiO2·xH2O 的液态化合物为 TiCl4，反应的化学 方程式为 2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)，结合题意知 ΔH＝－4.28 kJ 0.1 mol×2＝－ 85.6 kJ·mol－1。(5)根据盖斯定律，将已知的两个热化学方程式相加即可得到所求热化学方 程式。(6)①－2×②得到：2NaHCO 3(s)===Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g)　ΔH＝(－127.4＋ 2×131.5)kJ·mol－1＝＋135.6 kJ·mol－1。 答案：(1)H2O(l)===H2(g)＋1 2O2(g)ΔH＝286 kJ·mol－1 H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝20 kJ·mol－1 系统(Ⅱ) (2)123　(3)2ΔH1－3ΔH2－ΔH3 (4)2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－85.6 kJ·mol－1 (5)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH＝－45.5 kJ·mol－1 (6)135.6 6．[2016 高考组合题] (1)(2016·全国卷Ⅱ节选)已知 ①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)　ΔH1 ②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)　ΔH2 ③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)　ΔH3 ④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1 上述反应热效应之间的关系式为 ΔH4＝____________________________________， 联 氨 和 N2O4 可 作 为 火 箭 推 进 剂 的 主 要 原 因 为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)(2016·全国卷Ⅲ节选)已知下列反应： SO2(g)＋2OH－(aq)===SO2－3 (aq)＋H2O(l)　ΔH1 ClO－(aq)＋SO2－3 (aq)===SO2－4 (aq)＋Cl－(aq)　ΔH2 CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO2－4 (aq)　ΔH3 则反应 SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO －(aq)＋2OH －(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl －(aq)的 ΔH＝________________________________________________________________________。 (3)(2016·四川高考节选)工业上常用磷精矿[Ca 5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知 25 ℃，101 kPa 时： CaO(s)＋H2SO4(l)===CaSO4(s)＋H2O(l)　ΔΗ＝－271 kJ·mol－1 5CaO(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)===Ca5(PO4)3F(s)＋5H2O(l)ΔH＝－937 kJ·mol－1 则 Ca5(PO4)3F 和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)由已知热化学方程式①②③可得： N2O4(l)===2O2(g)＋N2(g)　－ΔH1 2N2H4(l)===2N2(g)＋4H2(g)　－2ΔH2 2O2(g)＋4H2(g)===4H2O(g)　2ΔH3 根据盖斯定律，将上述三个热化学方程式相加，可得 2N2H4(l)＋N 2O4(l)===3N2(g)＋ 4H2O(g)　ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1。由热化学方程式可知，N2H4 和 N2O4 反应时放出大量 的热，且产生大量气体。 (2)将已知三个热化学方程式分别标号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ－Ⅲ可 得：SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)，则有 ΔH＝ ΔH1＋ΔH2－ΔH3。 (3)把已知热化学方程式依次编号①、②，根据盖斯定律由①×5－②得：Ca5(PO4)3F(s)＋ 5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)　ΔH＝－418 kJ·mol－1。 答案：(1)2ΔH3－2ΔH2－ΔH1　反应放出大量热，产生大量气体　(2)ΔH1＋ΔH2－ΔH3 (3)Ca5(PO4)3F(s)＋5H2SO4(l)===5CaSO4(s)＋3H3PO4(l)＋HF(g)　ΔH＝－418 kJ·mol－1 [课下能力测评—查缺漏] 1．下列说法不正确的是(　　) A．CO2、甲烷都属于温室气体 B．用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体 C．太阳能、风能和生物质能属于新能源 D．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能 解析：选 B　乙醇作燃料产生 CO2 气体，会引起温室效应，B 项错误。 2 ． 利 用 含 碳 化 合 物 合 成 燃 料 是 解 决 能 源 危 机 的 重 要 方 法 ， 已 知 CO(g) ＋ 2H2(g)CH3OH(g)反应过程中的能量变化情况如图所示，曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示不使用 催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是(　　) A．该反应的 ΔH＝＋91 kJ·mol－1 B．加入催化剂，该反应的 ΔH 变小 C．反应物的总能量大于生成物的总能量 D．如果该反应生成液态 CH3OH，则 ΔH 增大 解析：选 C　根据图示，反应物的总能量高于生成物的总能量，是放热反应，A 项错误， C 项正确；加入催化剂只能降低反应所需的活化能，而对 ΔH 无影响，B 项错误；生成液态 CH3OH 时，释放出的能量更多，ΔH 更小，D 项错误。 3．已知 H—H 键键能(断裂时吸收或生成时释放的能量)为 436 kJ·mol －1，N—H 键键 能为 391 kJ·mol－1，根据热化学方程式：N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。 则 NN 键的键能是(　　) A．431 kJ·mol－1　　　　 B．945.6 kJ·mol－1 C．649 kJ·mol－1 D．896 kJ·mol－1 解析：选 B　ΔH＝E(NN 键键能)＋3×E(H—H 键键能)－6×E(N—H 键键能)，则 E(NN 键键能)＝ΔH－3×E(H—H 键键能)＋6×E(N—H 键键能)＝－92.4 kJ·mol － 1 －3×436 kJ·mol－1＋6×391 kJ·mol－1＝945.6 kJ·mol－1。 4．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 ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为 CH4(g) ＋3 2O2(g)===CO(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 B．相同条件下，氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水所放出的热量少 C.根据如图金刚石在一定条件下转化成石墨提供的信息，可知 生成物比反应物稳定，向外界放出的热量为(E2－E3) D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下 的 ΔH 相同 解析：选 D　A．甲烷的燃烧热是指 1 mol 甲烷完全燃烧生成液态水和二氧化碳时放出 的热量，错误；B.液态水的能量比气态水的少，所以反应生成液态水放出的热量多，错误； C.从图分析，反应为放热反应，放出的热量为(E1－E3)，错误；D.反应的焓变与反应条件无 关，正确。 5．已知： 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1 2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1 452 kJ·mol－1 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 下列说法正确的是(　　) A．H2(g)的燃烧热为 142.9 kJ·mol－1 B．同质量的 H2(g)和 CH3OH(l)完全燃烧，H2(g)放出的热量多 C.1 2H2SO4(aq)＋1 2Ba(OH)2(aq)===1 2BaSO4(s)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 D．3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)ΔH＝＋131.4 kJ·mol－1 解析：选 B　根据燃烧热的定义可知，H2(g)的燃烧热为 285.8 kJ·mol－1，A 项错误； 2 mol(即 4 g) H2(g)完全燃烧放出 571.6 kJ 的热量，2 mol(即 64 g)CH 3OH(l)完全燃烧放出 1 452 kJ 的热量，单位质量的 H2(g)放出的热量多，B 项正确；中和反应是放热反应，硫酸和 氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀的过程也是放热的，所以反应 ΔH<－57.3 kJ·mol －1，C 项错 误；将题干中的热化学方程式依次编号为①②③，根据盖斯定律，由 ① × 3－② 2 ，可得热 化学方程式：3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝－131.4 kJ·mol－1，D 项错误。 6．用 CH4 催化还原 NOx 可以消除氮氧化物的污染。已知： 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 下列说法不正确的是(　　) A．反应①②均为放热反应 B．等物质的量的甲烷分别发生反应①②，转移电子数相同 C．由反应①可推知：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－a kJ·mol －1，a<574 D．若用标准状况下 4.48 L CH4 还原 NO2 至 N2，放出的热量为 173.4 kJ 解析：选 C　A 项正确，反应①②的 ΔH 均小于 0，均为放热反应；B 项正确，两个反 应中碳元素的化合价均由－4 升高到＋4，等物质的量的 CH4 分别参加反应①、②，转移的 电子数相同；C 项错误，H2O(g)―→H2O(l)放热，由反应①推知当生成液态水时，会放出更 多热量，ΔH 会更小，a>574；D 项，根据盖斯定律 ①＋② 2 可得 CH4(g)＋2NO2(g)===CO2(g)＋ 2H2O(g)＋N2(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1，标准状况下 4.48 L CH4 的物质的量为 0.2 mol，则 放出的热量为 0.2 mol×867 kJ·mol－1＝173.4 kJ，正确。 7．已知：101 kPa 时 1 mol 辛烷燃烧生成液态水时放出热量为 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(　　) 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：选 C　生成的水是液态而不是气态，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．已知 HCN(aq)与 NaOH(aq)反应生成 1 mol 正盐的 ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；强酸、强 碱的稀溶液反应的中和热 ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。则 HCN 在水溶液中电离的 ΔH 等于(　　) A．－69.4 kJ·mol－1 B．－45.2 kJ·mol－1 C．＋69.4 kJ·mol－1 D．＋45.2 kJ·mol－1 解析：选 D　反应的热化学方程式分别为①HCN(aq)＋OH －(aq)===CN－(aq)＋H2O(l)　 ΔH＝－12.1 kJ·mol－1、②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，HCN 电离 方程式为 HCN(aq)H＋(aq)＋CN －(aq)，用①－②可得 HCN 电离的热化学方程式为 HCN(aq)H ＋ (aq) ＋ CN － (aq) 　 ΔH ＝ － 12.1 kJ·mol － 1 － ( － 57.3 kJ·mol － 1) ＝ ＋ 45.2 kJ·mol－1。 9．已知反应： H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(g)　ΔH1 1 2N2(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH2 1 2N2(g)＋3 2H2(g)===NH3(g)　ΔH3 则反应 2NH3(g)＋7 2O2(g)===2NO2(g)＋3H2O(g)的 ΔH 为(　　) A．2ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 B．ΔH1＋ΔH2－ΔH3 C．3ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．3ΔH1＋2ΔH2－2ΔH3 解析：选 D　由题意把已知反应依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，将热化学方程 式①×3＋②×2－③×2 得 2NH 3(g)＋ 7 2O2(g)===2NO2(g)＋3H 2O(g)ΔH＝3ΔH 1 ＋2ΔH 2 － 2ΔH3。 10．已知： ①CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH1 ②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH2 下列推断正确的是(　　) A．若 CO 的燃烧热为 ΔH3，则 H2 的燃烧热为 ΔH3－ΔH1 B．反应 CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的 ΔH＝ΔH2－ΔH1 C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则 ΔH2<0 D．若等物质的量的 CO 和 H2 完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则 ΔH1>0 解析：选 B　A．氢气的燃烧热是指 1 mol 氢气完全燃烧生成稳定的氧化物即液态水时 放 出 的 热 量 ， 反 应 中 是 气 态 水 ， 错 误 ； B. 根 据 盖 斯 定 律 反 应 ① － ② 得 CH4(g) ＋ CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)的 ΔH＝ΔH2－ΔH1，正确；C.若反应②的反应物总能量低于生成 物总能量，则反应吸热，ΔH2>0，错误；D.若等物质的量的 CO 和 H2 完全燃烧生成气态产 物时前者放热更多，则 ΔH1<0，错误。 11．请参考题中图表，已知 E1＝134 kJ·mol－1、E2＝368 kJ·mol－1，根据要求回答下列 问题： (1)图Ⅰ是 1 mol NO2(g)和 1 mol CO(g)反应生成 CO2 和 NO 过程中的能量变化示意图， 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 NO 2 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汽转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下： ①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1 ②CH3OH(g)＋1 2O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1 又知③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44 kJ·mol －1，则甲醇蒸气燃烧为液态水的热化学方 程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)如表所示是部分化学键的键能参数。 化学键 P—P P—O O===O P===O 键能(kJ·mol－1) a b c x 已知白磷的燃烧热为 d kJ·mol－1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图Ⅱ所示，则表 中 x＝________________ kJ·mol－1(用含 a、b、c、d 的代表数式表示)。 解析：(1)观察图像，E1 应为正反应的活化能，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)===CO 2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1。 (2)观察方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式如下运算：②×3－①×2＋ ③×2，即可得出甲醇蒸汽燃烧的热化学方程式。(3)白磷燃烧的化学方程式为 P4＋5O2 =====点燃 P4O10，结合图Ⅱ中白磷及其完全燃烧产物的结构，根据“反应热＝反应物键能总和－生成 物键能总和”与燃烧热概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，据此可得 x＝1 4(d＋6a＋5c －12b)。 答案：(1)减小　不变　NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1 (2)CH3OH(g)＋3 2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7 kJ·mol－1 (3)1 4(d＋6a＋5c－12b) 12．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物 质。请回答下列问题： (1)有机物 M 经过太阳光光照可转化成 N，转化过程如下： ΔH＝＋88.6 kJ·mol－1。则 M、N 相比，较稳定的是_____。 (2)已知 CH3OH(l)的燃烧热 ΔH＝－726.5 kJ·mol －1 ，CH3OH(l)＋1 2O2(g)===CO2(g)＋ 2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，则 a________726.5(填“>”“<”或“＝”)。 (3)使 Cl2 和 H2O(g)通过灼热的炭层，生成 HCl 和 CO2，当有 1 mol Cl2 参与反应时释放 出 145 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________________。 (4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在 高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO 2(s)＋3C(s)===2Al 2O3(s)＋3TiC(s)　 ΔH＝－1 176 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移 1 mol 电子放出的热量为________。 解析：(1)M 转化为 N 是吸热反应，所以 N 的能量高，不稳定。(2)甲醇燃烧生成 CO2(g) 和 H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故 a<726.5。(3)反应的化学方程式为 2Cl 2(g)＋ 2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)，当有 2 mol Cl2 参与反应时释放出 290 kJ 热量，所以该 反应的热化学方程式为 2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ·mol － 1。(4)所给反应中转移 12 个电子，故每转移 1 mol 电子放出的热量为1 176 kJ 12 ＝98 kJ。 答案：(1)M　(2)< (3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)ΔH＝－290 kJ·mol－1 (4)98 kJ 13．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焓变， 并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。 (1)实验测得 5 g 甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出 113.5 kJ 的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)由气态基态原子形成 1 mol 化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析， 化学反应的过程就是反应物的化学键被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 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 的值为________。 (3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知： C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－571.6 kJ·mol－1 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2 599 kJ·mol－1 根据盖斯定律，计算 298 K 时由 C(s，石墨)和 H2(g)生成 1 mol C2H2(g)反应的焓变： ________________________________________________________________________。 解析：(1)设 2 mol CH3OH(l)完全燃烧生成 CO2 气体和液态水放出的热量为 Q。则有 5 g 32 g·mol－1 113.5 kJ ＝2 mol Q ，解得 Q＝1 452.8 kJ，所以甲醇燃烧的热化学方程式为 2CH 3OH(l)＋ 3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－1 452.8 kJ·mol－1。 (2)反应热 ΔH＝a＝反应物键能总和－生成物键能总和＝3×436 kJ·mol －1＋945 kJ·mol －1－6×391 kJ·mol－1＝－93 kJ·mol－1。 (3)ΔH＝4ΔH1＋ΔH2－ΔH3 2 ＝ 4 × (－393.5 kJ·mol－1)＋(－571.6 kJ·mol－1)－(－2 599 kJ·mol－1) 2 ＝＋226.7 kJ·mol－1。 答案：(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－1 452.8 kJ·mol－1 (2)－93　(3)＋226.7 kJ·mol－1