2019届二轮复习化学反应中的热量课件（98张）

2019届二轮复习化学反应中的热量课件（98张）

第一单元　化学反应中的热量 [ 考纲导航 ] 知识条目 加试要求 核心素养 (1) 化学反应中能量转化的主要形式 b 1. 变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析热化学反应方程式，运用热化学反应原理解决实际问题。 2. 证据推理与模型认识：通过分析、推理等方法认识研究反应热的本质，建立盖斯定律模型。 3. 科学态度与社会责任：赞赏化学对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题做出正确的价值判断。 (2) 吸热反应和放热反应 a (3) 从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应 b (4) 化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系 c (5) 热化学方程式的书写 b (6) 利用热化学方程式进行简单计算 c (7) 反应热、焓变的含义 a (8) 焓变与键能的关系 c (9) 中和热的测定 b (10) 标准燃烧热的概念，热值的概念 a (11) 盖斯定律及其简单计算 b 1. 化学反应中的能量转化 考点 1 　焓变与反应热 [ 主干精讲 ] 2. 焓变、反应热 (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，所吸收或放出的热量称为化学反应的反应热。 (2) 焓变 ① 定义：在恒温、恒压条件下，化学反应过程中吸收或释放的热量。 ② 符号： ______________ 。 ③ 单位： ______________ 。 ④ 表示： Δ H _____ 0 为吸热反应， Δ H _____ 0 为放热反应。 Δ H kJ·mol － 1 > < (3) 吸热反应和放热反应   放热反应 吸热反应 概念 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 Δ H Δ H ＜ 0( “ － ” 号 ) Δ H ＞ 0( “ ＋ ” 号 ) 形成原因 宏观 Δ H ＝ _________ 总能量－ _________ 总能量 ( 或 Δ H ＝ _________ 的总焓－ _________ 的总焓 ) 反应物的总能量 _____ 生成物的总能量 反应物的总能量 _____ 生成物的总能量 生成物 反应物 生成物 反应物 ＞ ＜ 形 成 原 因 微观 Δ H ＝ ___________ 的总键能－ ___________ 的总键能 断键吸收的总能量 _____ 成键放出的总能量 断键吸收的总能量 _____ 成键放出的总能量 反应举例 ① 大多数化合反应； ② 所有的燃烧反应； ③ 酸碱中和反应； ④ 金属与酸或水生成气体的反应； ⑤ 物质的缓慢氧化反应 ① 大多数分解反应； ② 盐的水解和弱电解质的电离； ③ Ba(OH) 2 ·8H 2 O 与 NH 4 Cl 反应； ④ 碳和水蒸气反应； ⑤ C 和 CO 2 的反应 反应物 生成物 ＜ ＞ ① 有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热但不属于放热反应。 ② 化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应 NH 4 Cl 与 Ba(OH) 2 ·8H 2 O 在常温常压下即可进行。 1.[ 明辨是非 ] 正确的打 “√” ，错误的打 “×” (1) 物质发生化学变化时都伴有能量的变化 ( 　　 ) (2) 化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化 ( 　　 ) (3) 吸热反应在任何条件下都不能发生 ( 　　 ) (4) 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 ( 　　 ) (5) 水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热 ( 　　 ) (6)NH 4 NO 3 固体溶于水时吸热，属于吸热反应 ( 　　 ) [ 速检速测 ] (7) 吸热反应不可能在常温常压下发生，而放热反应不需要在高温下就可以进行 ( 　　 ) (8) 一切氧化还原反应都是放热反应 ( 　　 ) (9) 吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量 ( 　　 ) 答案　 (1) √ 　 (2) × 　 (3) × 　 (4) × 　 (5) × 　 (6) × 　 (7) × 　 (8) × 　 (9) √ 2. 下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 ( 　　 ) A. 碳酸钙受热分解 B. 乙醇燃烧 C. 铝粉与氧化铁粉末反应 D. 氧化钙溶于水 答案　 A 3. 如图表示某反应的能量变化，按要求回答下列问题： (1) 该反应是 ________( 填 “ 放热 ” 或 “ 吸热 ” ) 反应。 (2) 该反应的 Δ H ＝ ________ 。 (3) 使用催化剂 ________( 填 “ 能 ” 或 “ 不能 ” ) 影响该反应的反应热。 (4) 逆反应的活化能可表示为 ________ 。 答案　 (1) 放热　 (2) E 2 － E 1 　 (3) 不能　 (4) E 3 － E 2 1. (2018· 浙江省 “ 七彩阳光 ” 联盟高三初联 ) 下列化学反应属于放热反应的是 ( 　　 ) A. 浓硫酸溶于水 B. 镁溶于盐酸 C. 石灰石煅烧 D.Ba(OH) 2 ·8H 2 O 晶体与 NH 4 Cl 晶体混合 焓变、反应热概念的理解和应用 [ 模拟题组 ] 解析　 A . 浓硫酸溶于水是物理变化，而非化学变化，故不属于放热反应， A 错误； B. 镁溶于盐酸发生反应生成氯化镁和氢气且放出大量的热，属于放热反应， B 正确； C. 石灰石在高温条件下煅烧发生分解反应，属于吸热反应， C 错误； D.Ba(OH) 2 ·8H 2 O 晶体与 NH 4 Cl 晶体混合属于吸热反应， D 错误。答案选 B 。 答案　 B 2. 根据如图所示的反应判断，下列说法中错误的是 ( 　　 ) A.CO 2 (g) 和 CaO(s) 的总能量大于 CaCO 3 (s) 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能发生的反应均为吸热反应 答案　 D 3. (2016· 浙江 4 月学考 ) 2A(g) B(g) 　 Δ H 1 (Δ H 1 <0) ； 2A(g) B(l) 　 Δ H 2 ；下列能量变化示意图正确的是 ( 　　 ) 化学反应中能量变化的图像 解析　 生成 B(l) 时，放出的热量较多，故 Δ H 1 ＞ Δ H 2 ，注意两者均为负值，故 B 项正确， A 项不正确；因该反应为放热反应， C 、 D 项不正确。 答案　 B 4. (2017· 河南十校模拟 ) 研究表明 N 2 O 与 CO 在 Fe ＋ 作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是 ( 　　 ) A. 反应总过程 Δ H <0 B.Fe ＋ 使反应的活化能减小 C.FeO ＋ 也是该反应的催化剂 D.Fe ＋ ＋ N 2 O ― → FeO ＋ ＋ N 2 、 FeO ＋ ＋ CO ― → Fe ＋ ＋ CO 2 两步反应均为放热反应 解析　 A 项，反应总过程为 N 2 O ＋ CO == =N 2 ＋ CO 2 ，根据图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应， Fe ＋ 为催化剂，能够降低反应的活化能，正确； C 项， FeO ＋ 为中间产物，而不是催化剂，错误； D 项，根据图示， Fe ＋ ＋ N 2 O == =FeO ＋ ＋ N 2 ， FeO ＋ ＋ CO == =Fe ＋ ＋ CO 2 两反应中反应物总能量均高于生成物总能量，均为放热反应，正确。 答案　 C 1. (2017· 浙江 4 月选考 ) 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 CaO 溶于水，生成 Ca(OH) 2 并会放出大量的热。 答案　 D [ 真题对接 ] 2. (2015· 北京理综， 9) 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 ( 　　 ) A.CO 和 O 生成 CO 2 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 CO 2 D. 状态 Ⅰ→ 状态 Ⅲ 表示 CO 与 O 2 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 CO 2 是放热反应，错误； B 项，由状态 Ⅱ 知，在 CO 与 O 生成 CO 2 的过程中 CO 没有断键形成 C 和 O ，错误； C 项，由状态 Ⅲ 及 CO 2 的结构式 O==C==O 知， CO 2 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 (CO 2 ) 分析，状态 Ⅰ → 状态 Ⅲ 表示 CO 和 O 原子反应生成 CO 2 的过程，错误。 答案　 C 1. 热化学方程式的概念 考点 2 　热化学方程式 [ 主干精讲 ] 表示参加化学反应的物质的物质的量和 __________ 的关系的化学方程式。 反应热 2. 热化学方程式的意义 表明了化学反应中的物质变化和 能量 变化，如 2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(l) 　 Δ H ＝ － 571.6 kJ·mol － 1 表示 25 ℃ 、 101 kPa 时， 2 mol 氢气和 1 mol 氧气反应生成 2 mol 液态水时放出 571.6 kJ 的热量。 3. 热化学方程式书写注意事项 (1) 注明反应条件：反应热与测定条件 ( 温度、压强等 ) 有关。绝大多数反应是在 25 ℃ 、 101 kPa 下进行的，可不注明。 (2) 注明物质状态：常用 ____ 、 ____ 、 ____ 、 ____ 分别表示固体、液体、气体、溶液。 (3) 注意符号单位： Δ H 应包括 “ ＋ ” 或 “ － ” 、数值和单位 (kJ·mol － 1 ) 。 (4) 注意守恒关系： ① 原子守恒和得失电子守恒； ② 能量守恒。 (Δ H 与化学计量数相对应 ) (5) 区别于普通方程式：一般不注 “↑” 、 “↓” 以及 “ 点燃 ” 、 “ 加热 ” 等。 (6) 注意热化学方程式的化学计量数 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，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与Δ H 相对应，如果化学计量数加倍，则 Δ H 也要加倍。 s l g aq Δ H 与反应的 “ 可逆性 ” 可逆反应的 Δ H 表示反应完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。如 N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) 2NH 3 (g) 　 Δ H ＝－ 92.4 kJ·mol － 1 ，表示 25 ℃ 、 101 kPa 条件下， 1 mol N 2 和 3 mol H 2 完全反应生成 2 mol NH 3 释放 92.4 kJ 热量。 1.[ 明辨是非 ] 正确的打 “√” ，错误的打 “×” (1) 同温同压下，反应 H 2 (g) ＋ Cl 2 (g) == =2HCl(g) 在光照和点燃条件下的 Δ H 不同 ( 　　 ) (2) 可逆反应的 Δ H 表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关 ( 　　 ) (3) 甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种反应原理如下： CH 3 OH(g) ＋ H 2 O(g) == =CO 2 (g) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H ＝＋ 49.0 kJ·mol － 1 [ 速检速测 ] 判断下列叙述的正误 ① 1 L CH 3 OH 蒸气与 1 L 水蒸气反应生成 1 L CO 2 气体与 3 L 氢气吸收热量 49.0 kJ( 　　 ) ② 1 个 CH 3 OH 分子与 1 个水分子反应生成 1 个 CO 2 分子与 3 个 H 2 分子吸收 49.0 kJ 热量 ( 　　 ) ③ 相同条件下， 1 mol CH 3 OH(g) 与 1 mol H 2 O(g) 的能量总和小于 1 mol CO 2 (g) 与 3 mol H 2 (g) 的能量总和 ( 　　 ) ④ 1 mol CH 3 OH 蒸气与 1 mol 液态水反应生成 1 mol CO 2 气体与 3 mol 氢气吸收的热量小于 49.0 kJ( 　　 ) 答案　 (1) × 　 (2) √ 　 (3) ①× 　 ②× 　 ③√ 　 ④× 2. 写出下列反应的热化学方程式 (1) 一定量 N 2 (g) 与一定量 H 2 (g) 在一定条件下反应生成 2 mol NH 3 (g) ，放出 92.2 kJ 热量。 __________________________________________________________________ 。 (2)14 g N 2 (g) 与适量的 O 2 (g) 在一定条件下反应生成 NO(g) ，吸收 34 kJ 热量。 __________________________________________________________________ 。 (3)SiH 4 是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成 SiO 2 和液态 H 2 O 。已知室温下 2 g SiH 4 自燃放出热量 89.2 kJ 。 SiH 4 自燃的热化学方程式为 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 。 (4) 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 CO 2 用过量饱和石灰水吸收可得 100 g CaCO 3 沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为 ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ 。 (5)CuCl(s) 与 O 2 反应生成 CuCl 2 (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 ____________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 。 答案　 (1)N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) 2NH 3 (g) Δ H ＝－ 92.2 kJ·mol － 1 (2)N 2 (g) ＋ O 2 (g)===2NO(g) 　 Δ H ＝ 68 kJ·mol － 1 (3)SiH 4 (g) ＋ 2O 2 (g)===SiO 2 (s) ＋ 2H 2 O(l) Δ H ＝－ 1 427.2 kJ·mol － 1 (4)C 2 H 5 OH(l) ＋ 3O 2 (g)===2CO 2 (g) ＋ 3H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 2 Q kJ·mol － 1 (5)4CuCl(s) ＋ O 2 (g)===2CuCl 2 (s) ＋ 2CuO(s) 　 Δ H ＝－ 177.6 kJ·mol － 1 1. (2016· 杭州市七校期中 ) 下列热化学方程式书写正确的是 ( 　　 ) A.2SO 2 ＋ O 2 == =2SO 3 　 Δ H ＝－ 196.6 kJ/mol B.2H 2 O(g) == =2H 2 (g) ＋ O 2 (g) 　 Δ H ＝－ 483.6kJ/mol C.2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 571.6 kJ/mol D.C(s) ＋ O 2 (g) == =CO 2 (g) 　 Δ H ＝＋ 393.5 kJ/mol 热化学方程式正误判断 [ 模拟题组 ] 解析　 A 项，反应物和生成物都需要标明状态， A 错误； B 项，分解反应是吸热反应，反应热的符号错误， B 错误； C 项正确； D 项，碳与氧气反应为放热反应，符号错误， D 错误。 答案　 C 2. (2017· 浙江温州市高三第二次选考模拟 ) 根据能量变化示意图，下列说法正确的是 ( 　　 ) A.C( 金刚石， s) ＋ O 2 (g) == =CO 2 (g) 　 Δ H ＝ ( E 4 － E 1 ) kJ·mol － 1 B.2C( 石墨， s) ＋ O 2 (g) == =2CO(g) 　 Δ H ＝ ( E 2 － E 3 ) kJ·mol － 1 C.C( 石墨， s) == =C( 金刚石， s) 　 Δ H ＝ ( E 3 － E 4 ) kJ·mol － 1 D.2CO 2 (g) == =2CO(g) ＋ O 2 (g) 　 Δ H ＝ 2( E 2 － E 1 ) kJ·mol － 1 解析　 金刚石燃烧是放热反应， Δ H <0 ， A 错误；根据图像可知 1 mol 石墨不完全燃烧生成 1 mol CO 放热是 ( E 3 － E 2 ) kJ ，则 2C( 石墨， s) ＋ O 2 (g) == =2CO(g) 　 Δ H ＝ 2( E 2 － E 3 ) kJ·mol － 1 ， B 错误；根据图像可知石墨的总能量低于金刚石，则 C( 石墨， s) == =C( 金刚石， s) 　 Δ H ＝ ( E 4 － E 3 ) kJ·mol － 1 ， C 错误； CO 2 分解生成 CO 和氧气是吸热反应，则根据图像可知 2CO 2 (g) == =2CO(g) ＋ O 2 (g) 　 Δ H ＝ 2( E 2 － E 1 ) kJ·mol － 1 ， D 正确，答案选 D 。 答案　 D 3. 依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 (1) 在一定条件下，将 1 mol N 2 和 3 mol H 2 充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时 N 2 的转化率为 25% ，放出 Q kJ 的热量，写出 N 2 与 H 2 反应的热化学方程式 ___________________________________________________________________ 。 (2) 已知 1 mol 单质 Na 在足量 O 2 中燃烧，恢复至室温，放出 255.5 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式： ___________________________________________________ 。 (3)NaBH 4 (s) 与 H 2 O(l) 反应生成 NaBO 2 (s) 和氢气，在 25 ℃ 、 101 kPa 下，已知每消耗 3.8 g NaBH 4 (s) 放热 21.6 kJ ，该反应的热化学方程式是 _______________________ ___________________________________________________________________ 。 热化学方程式书写 答案　 (1)N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) 2NH 3 (g) Δ H ＝－ 4 Q kJ·mol － 1 (2)2Na(s) ＋ O 2 (g)===Na 2 O 2 (s) Δ H ＝－ 511 kJ·mol － 1 (3)NaBH 4 (s) ＋ 2H 2 O(l)===NaBO 2 (s) ＋ 4H 2 (g) Δ H ＝－ 216 kJ·mol － 1 4.(1) (2018· 吉林六校联考 ) 一定条件下，化学反应 2H 2 ＋ O 2 == =2H 2 O 的能量变化如图所示，则反应生成液态水的热化学方程式可表示为 ___________________________ 。 (2) 用 O 2 将 HCl 转化为 Cl 2 ，可提高效益，减少污染。 传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。 其中，反应 ① 为 2HCl(g) ＋ CuO(s) H 2 O(g) ＋ CuCl 2 (s) 　 Δ H 1 反应 ② 生成 1 mol Cl 2 的反应热为 Δ H 2 ，则总反应的热化学方程式为 ___________________________________________________________________ ( 反应热用 Δ H 1 和 Δ H 2 表示 ) 。 【方法规律】 根据反应事实，书写热化学方程式的程序 1. (2016· 浙江 10 月选考， 19) 根据能量变化示意图，下列热化学方程式正确的是 ( 　　 ) A.N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) == =2NH 3 (g) 　 Δ H ＝－ ( b － a ) kJ·mol － 1 B.N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) == =2NH 3 (g) 　 Δ H ＝－ ( a － b ) kJ·mol － 1 C.2NH 3 (l) == =N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H ＝ 2( a ＋ b － c ) kJ·mol － 1 D.2NH 3 (l) == =N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) 　 Δ H ＝ 2( b ＋ c － a ) kJ·mol － 1 [ 真题对接 ] 解析　 图示说明 0.5 mol N 2 (g) 与 1.5 mol H 2 (g) 完全反应生成 1 mol NH 3 (g) 时放出 ( b － a ) kJ 热量，若生成 1 mol NH 3 (l) 放出 ( b ＋ c － a ) kJ 热量。 A 项，表示 1 mol N 2 参加反应，错误； B 项，一是表示 1 mol N 2 参加反应，二是反应放热， Δ H <0 ，错误； C 项， Δ H 计算错误。 答案　 D 2.(1) [2017· 天津理综， 7(3)] 0.1 mol Cl 2 与焦炭、 TiO 2 完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成 TiO 2 · x H 2 O 的液态化合物，放热 4.28 kJ ，该反应的热化学方程式为 ________________________________________________________ 。 (2) [2016· 天津理综， 7(4)] 硅和氯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 __________________________________________ _______________________________________________________________ 。 答案　 (1)2Cl 2 (g) ＋ TiO 2 (s) ＋ 2C(s)===TiCl 4 (l) ＋ 2CO(g) 　 Δ H ＝－ 85.6 kJ·mol － 1 (2)Si(s) ＋ 2Cl 2 (g)===SiCl 4 (l) 　 Δ H ＝－ 687 kJ·mol － 1 1. 标准燃烧热 考点 3 　标准燃烧热、热值、中和热、能源 [ 主干精讲 ] (1) 概念：在 101 kPa 下， _________ 物质完全燃烧的反应热，叫做该物质的标准燃烧热。标准燃烧热的单位一般用 kJ·mol － 1 表示。 标准燃烧热的限定词有恒压 (101 kPa 时 ) 、可燃物的物质的量 (1 mol) 、完全燃烧、 ________ 的氧化物等，其中的 “ 完全燃烧 ” 是指物质中下列元素完全转变成对应的物质： C → _________ ， H → _________ ， N → _________ ， S → _________ 等。 1 mol 稳定 CO 2 (g) H 2 O(l) N 2 (g) SO 2 (g) 2. 热值 在 101 kPa ， 1 g 物质完全燃烧所放出的 _________ 叫做该物质的热值。 3. 中和热 热量 1 mol H 2 O(l) － 57.3 温度计 环形玻璃 搅拌棒 ③ 注意事项。 a. 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。 b. 为保证酸完全中和，采取的措施是碱稍过量。 中和热是强酸强碱的稀溶液生成 1 mol H 2 O 放出的热量为 57.3 kJ ，弱酸弱碱电离时吸热，生成 1 mol H 2 O 时放出的热量小于 57.3 kJ 。浓硫酸稀释时放热，生成 1 mol H 2 O 时放出的热量大于 57.3 kJ 。 ④ 误差分析 a. 分析的依据 看实验中有哪些因素能造成 ( t 2 － t 1 ) 出现误差。若 ( t 2 － t 1 ) 偏大，则 |Δ H | 偏大；若 ( t 2 － t 1 ) 偏小，则 |Δ H | 偏小。 b. 误差分析实例 50 mL 0.50 mol·L － 1 盐酸与 50 mL 0.55 mol·L － 1 NaOH 溶液反应的误差分析： 引起误差的实验操作 t 2 － t 1 |Δ H | 保温措施不好 偏小 偏小 搅拌不充分 偏小 偏小 所用酸、碱浓度过大 偏大 偏大 用同浓度的氨水代替 NaOH 溶液 偏小 偏小 用同浓度的醋酸代替盐酸 偏小 偏小 用 50 mL 0.50 mol·L － 1 NaOH 溶液 偏小 偏小 4. 能源的分类 5. 太阳能、生物质能和氢能的利用 (1) 太阳能的利用 ① 直接利用：太阳能以光和热的形式传送到地面，人们可以直接利用太阳辐射获得光和热。 ② 植物的光合作用：在太阳光的作用下，绿色植物把光能转化为化学能。 ③ 间接利用 a. 人类所需的能源大多来自于石油、天然气、煤，它们所蕴藏的能量就是远古生物吸收的太阳能。 b. 动物食用植物体内的淀粉、纤维素、蛋白质是间接利用太阳能。 1.[ 明辨是非 ] 正确的打 “√” ，错误的打 “×” [ 速检速测 ] ④ 已知 101 kPa 时， 2C(s) ＋ O 2 (g) == =2CO(g) 　 Δ H ＝－ 221 kJ·mol － 1 ，则该反应的反应热为 221 kJ·mol － 1 ( 　　 ) ⑤ NaOH(aq) ＋ HCl(aq) == =NaCl(aq) ＋ H 2 O(l) 　 Δ H ＝ 57.3 kJ·mol － 1 ( 中和热 )( 　　 ) ⑥ 已知稀溶液中， H ＋ (aq) ＋ OH － (aq) == =H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 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 ( 　　 ) ⑦ H 2 (g) 的燃烧热是 285.8 kJ·mol － 1 , 则 2H 2 O(g) == =2H 2 (g) ＋ O 2 (g) 　 Δ H ＝ 571.6 kJ·mol － 1 ( 　　 ) ⑧ CO(g) 的燃烧热是 283.0 kJ·mol － 1 ，则 2CO 2 (g) == =2CO(g) ＋ O 2 (g) 反应的 Δ H ＝ 2 × 283.0 kJ·mol － 1 ( 　　 ) ⑨ 已知 H ＋ (aq) ＋ OH － (aq) == =H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 57.3 kJ·mol － 1 ，则 H 2 SO 4 和 Ba(OH) 2 反应的反应热 Δ H ＝ 2 × ( － 57.3)J·mol － 1 ( 　　 ) 答案　 ①× 　 ②× 　 ③√ 　 ④× 　 ⑤× 　 ⑥× 　 ⑦× 　 ⑧√ 　 ⑨× (2) 能源开发利用 ① 化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 ( 　　 ) ② 农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用 ( 　　 ) ③ 随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一 ( 　　 ) ④ 食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源 ( 　　 ) ⑤ 粮食作物是制乙醇燃料的重要原料 ( 　　 ) ⑥ 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 PM 2.5 的含量 ( 　　 ) ⑦ 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√ 2. 下列不属于化石能源的是 ( 　　 ) A. 天然气 B. 生物质能 C. 煤 D. 石油 答案　 B 3. (2016· 海南化学， 6) 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： C 57 H 104 O 6 (s) ＋ 80O 2 (g) == =57CO 2 (g) ＋ 52H 2 O(l) 已知燃烧 1 kg 该化合物释放出热量 3.8 × 10 4 kJ ，油酸甘油酯的燃烧热为 。 答案　 3.4 × 10 4 kJ·mol － 1 1. 下列说法不正确的是 ( 　　 ) A. 氢能、太阳能、核能均为新能源 B. 生物质能的利用主要有直接燃烧、生物化学转换和热化学转换等方式 C. 通过煤的气化、液化等物理方法将煤转化为 CO 、 CH 4 等燃料气体，可以提高煤燃烧的热效率 D. 地球上最基本的能源是太阳能，大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用 能源的开发和利用 [ 模拟题组 ] 解析　 A . 能源分为传统能源和新能源，煤、石油和天然气为传统能源，而氢能、太阳能和核能为新能源，故 A 正确； B. 生物质能包括农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等，其利用方式有：直接燃烧、生物化学转化、热化学转化，故 B 正确； C. 煤的气化是用煤做原料来生产水煤气的过程，为化学变化；煤的液化是用煤做原料来生产甲醇的过程，也为化学变化，故 C 错误； D. 地球上的能源归根结底来自于太阳能，而大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用，故 D 正确。故选 C 。 答案　 C 2. 下列说法不正确的是 ( 　　 ) A. 人类在远古时代就通过燃烧植物的方式开始利用生物质能 B. 氢能是理想的绿色能源，但人们只能将氢气的化学能转化为热能 C. 煤中含有硫元素，大量的直接燃烧煤会引起酸雨等环境问题 D. 太阳能以光和热的形式传送到地面，人们可以直接利用这些光和热 解析　 A . 人类燃烧植物的方式获得热能，是开始利用生物质能的最早方式，故 A 说法正确； B 、还可以让氢气构成燃料电池，使化学能转化成电能，故 B 说法错误； C. 煤中含有硫元素，燃烧时产生 SO 2 ，引起酸雨等环境问题，故 C 说法正确； D. 人们可以直接利用光和热，如太阳能热水器，故 D 说法正确。 答案　 B 3. 下列有关热化学方程式的叙述正确的是 ( 　　 ) A.2H 2 (g) ＋ O 2 (g) 2H 2 O(g) 　 Δ H ＝－ 483.6 kJ·mol － 1 ，则氢气的燃烧热为 241.8 kJ·mol － 1 B. 已知 C( 石墨， s) == =C( 金刚石， s) 　 Δ H >0 ，则金刚石比石墨稳定 C. 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，则该反应中和热的热化学方程式为 NaOH ＋ HCl == =NaCl ＋ H 2 O 　 Δ H ＝－ 57.4 kJ·mol － 1 D. 已知 2C(s) ＋ 2O 2 (g) == =2CO 2 (g) 　 Δ H 1 ， 2C(s) ＋ O 2 (g) == =2CO(g) 　 Δ H 2 ；则 Δ H 1 <Δ H 2 燃烧热、中和热概念理解和计算 解析　 表示氢气燃烧热时产物中的水应该为液态，且 H 2 的化学计量数为 1 ，故 A 错误；已知 C( 石墨， s) == =C( 金刚石， s) 　 Δ H >0 ，则石墨能量较低、更稳定，故 B 错误；含 20.0 g( 即 0.5 mol) NaOH 的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出 28.7 kJ 的热量，则该反应中和热的热化学方程式为 NaOH(aq) ＋ HCl(aq) == =NaCl(aq) ＋ H 2 O(l) 　 Δ H ＝－ 57.4 kJ·mol － 1 ，选项中没有标明物质的状态，故 C 错误；已知 2C(s) ＋ 2O 2 (g) == =2CO 2 (g) 　 Δ H 1 ， 2C(s) ＋ O 2 (g) == =2CO(g) 　 Δ H 2 ，完全反应放出的能量高，故Δ H 1 <Δ H 2 ，故 D 正确。 答案　 D 4. 一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷 (C 4 H 10 ) 生成二氧化碳气体和液态水，放出热量为 Q kJ( Q >0) ，经测定完全吸收生成的二氧化碳需消耗 5 mol/L 的 KOH 溶液 100 mL ，恰好生成正盐，则此条件下丁烷燃烧热的 Δ H 为 ( 　　 ) A. ＋ 8 Q kJ/mol B. ＋ 16 Q kJ/mol C. － 8 Q kJ/mol D. － 16 Q kJ/mol 解析　 5 mol/L KOH 溶液 100 mL 含有 0.5 mol 的 KOH ，生成正盐 K 2 CO 3 ，吸收 CO 2 为 0.25 mol 。而 1 mol 丁烷中有 4 mol 碳原子，所以会生成 4 mol CO 2 ，现在生成 0.25 mol CO 2 ，可知燃烧了 0.062 5 mol 丁烷。那么完全燃烧 1 mol 丁烷，会产生 16 Q kJ 热量，燃烧热的 Δ H 均小于零，故为－ 16 Q kJ/mol ，选 D 。 答案　 D 5. (2018· 温州市 3 月选考模拟 ) 下列说法正确的是 ( 　　 ) A.1 mol 醋酸与 1 mol 氢氧化钠反应时生成 1 mol 水时的能量变化就是中和热 B. 氢氧化钠的稀溶液与浓硫酸反应时生成 1 mol 水时的能量变化就是中和热 C. 测中和热时所用的盐酸和氢氧化钠溶液的浓度一般是相同的 D. 测中和热时通过环形玻璃棒搅拌的上下移动使溶液混合均匀 解析　 醋酸是弱酸电离时吸收能量，浓硫酸溶解时放热，所以 A 、 B 项错误；测中和热时为了使反应进行的充分，一般让酸或碱中的一种物质过量， C 项不正确；环形玻璃搅拌棒是通过上下移动使溶液混合均匀的， D 项正确。 答案　 D 中和热的测定 6. [2017· 义乌市群星外国语高三 ( 上 ) 期中 ] 某实验小组用 0.50 mol/L NaOH 溶液和 0.50 mol/L 硫酸溶液进行中和热的测定。 Ⅰ . 配制 0.50 mol/L NaOH 溶液 (1) 若实验中大约要使用 245 mL NaOH 溶液，至少需要称量 NaOH 固体 g 。 Ⅱ . 测定稀硫酸和稀氢氧化钠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 ( 中和热为 57.3 kJ/mol) ： 。 (2) 取 50 mL NaOH 溶液和 30mL 硫酸溶液进行实验，实验数据如表 . ① 请填写表中的空白： 温度 实验次数 起始温度 t 1 / ℃ 终止温度 t 2 / ℃ 温度差平均值 ( t 2 － t 1 )/ ℃ H 2 SO 4 NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.1   2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 ② 近似认为 0.50 mol/L NaOH 溶液和 0.50 mol/L 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· ℃ ) 。则中和热 Δ H ＝ ( 取小数点后一位 ) 。 ③ 上述实验数值结果与 57.3 kJ/mol 有偏差，产生偏差的原因可能是 ( 填字母 ) 。 a. 实验装置保温、隔热效果差 b. 量取 NaOH 溶液的体积时仰视读数 c. 分多次把 NaOH 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d. 用温度计测定 NaOH 溶液起始温度后直接测定 H 2 SO 4 溶液的温度 1. (2017· 浙江 11 月选考， 5) 下列不属于化石燃料的是 ( 　　 ) A. 煤 B. 石油 C. 天然气 D. 甲醇 解析 　三大化石燃料包括：煤、石油、天然气， D 不是化石燃料。故 D 正确。 答案 　 D [ 真题对接 ] 2. (2016· 浙江 10 月选考， 9) 下列属于可再生能源的是 ( 　　 ) A. 氢能 B. 石油 C. 煤 D. 天然气 解析　 石油、煤、天然气属于传统能源，均不能再生。 答案　 A 3. (2015· 重庆理综， 6) 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) ＋ 2KNO 3 (s) ＋ 3C(s) == =K 2 S(s) ＋ N 2 (g) ＋ 3CO 2 (g) 　 Δ H ＝ x kJ·mol － 1 已知：碳的燃烧热 Δ H 1 ＝ a kJ·mol － 1 S(s) ＋ 2K(s) == =K 2 S(s) 　 Δ H 2 ＝ b kJ·mol － 1 2K(s) ＋ N 2 (g) ＋ 3O 2 (g) == =2KNO 3 (s) 　 Δ H 3 ＝ c kJ·mol － 1 ，则 x 为 ( 　　 ) A.3 a ＋ b － c B. c － 3 a － b C. a ＋ b － c D. c － a － b 解析　 由碳的燃烧热 Δ H 1 ＝ a kJ·mol － 1 ，得 ① C(s) ＋ O 2 (g)===CO 2 (g) 　 Δ H 1 ＝ a kJ·mol － 1 ，将另外两个热化学方程式进行编号： ② S(s) ＋ 2K(s)===K 2 S(s) 　 Δ H 2 ＝ b kJ·mol － 1 ， ③ 2K(s) ＋ N 2 (g) ＋ 3O 2 (g)===2KNO 3 (s) 　 Δ H 3 ＝ c kJ·mol － 1 ，运用盖斯定律，目标反应可由 ①× 3 ＋ ② － ③ 得到，所以 Δ H ＝ 3Δ H 1 ＋ Δ H 2 － Δ H 3 ，即 x ＝ 3 a ＋ b － c 。 答案　 A 4. [2016· 浙江 4 月选考， 30(2) ③ ] 已知 298 K 和 101 kPa 条件下： N 2 (g) ＋ 3H 2 (g) == =2NH 3 (g) 　 Δ H 1 2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(l) 　 Δ H 2 2H 2 (g) ＋ O 2 (g) == =2H 2 O(g) 　 Δ H 3 4NH 3 (g) ＋ O 2 (g) == =2N 2 H 4 (l) ＋ 2H 2 O(l) 　 Δ H 4 则 N 2 H 4 (l) 的标准燃烧热 Δ H ＝ 。 1. 盖斯定律 考点 4 　盖斯定律　反应热的计算 [ 主干精讲 ] (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，其反应热都是一样的。即化学反应的反应热只与反应体系的 _____________ 有关，而与 _____________ 无关。如：由反应物 A 生成产物 B 可以设计如下两条途径，则 Δ H 、 Δ H 1 、 Δ H 2 的关系可以表示为 _________________ 。 始态和终态 反应的途径 Δ H ＝ Δ H 1 ＋ Δ H 2 (2) 应用 ① 用盖斯定律可以间接计算某些无法测定的 __________ 。 ② 比较反应热大小： a. 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。 例如： A(g) ＋ B(g) == =C(g) 　 Δ H 1 <0 ， A(g) ＋ B(g) == =C(l) 　 Δ H 2 <0 ， Δ H 1 >Δ H 2 。 b. 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。 例如： S(g) ＋ O 2 (g) == =SO 2 (g) 　 Δ H 1 <0 ， S(s) ＋ O 2 (g) == =SO 2 (g) 　 Δ H 2 <0 ， Δ H 1 <Δ H 2 。 反应热 2. 反应热的计算 (1) 利用热化学方程式计算 反应热与反应物的物质的量成正比。根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量，可以计算反应放出或吸收的热量；根据一定量的反应物或生成物的量计算出反应放出或吸收的热量，换算成 1 mol 反应物或生成物的热效应，也可以书写热化学方程式。 (2) 根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算 若反应物旧化学键断裂吸收能量 E 1 ，生成物新化学键形成放出能量 E 2 ，则反应的 Δ H ＝ E 1 － E 2 。 (3) 利用盖斯定律计算反应热 ① 运用盖斯定律的技巧 —— “ 三调一加 ” 一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。 二调：根据改写的热化学方程式调整相应Δ H 的符号。 三调：调整中间物质的化学计量数。 一加：将调整好的热化学方程式及其 Δ H 相加。 ② 运用盖斯定律的三个注意事项 a. 热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。 b. 热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。 c. 将一个热化学方程式颠倒时， Δ H 的 “ ＋ ”“ － ” 随之改变，但数值不变。 1.[ 明辨是非 ] 正确的打 “√” ，错误的打 “×” [ 速检速测 ] 答案　 (1) × 　 (2) ①× 　 ②× 　 ③× 2. 物质 A 在一定条件下可发生一系列转化，完成下列填空。 (1)A → F ， Δ H ＝ _________ (2)Δ H 1 ＋ Δ H 2 ＋ Δ H 3 ＋ Δ H 4 ＋ Δ H 5 ＋ Δ H 6 ＝ _________ (3)C → F ， |Δ H | |Δ H 1 ＋ Δ H 2 ＋ Δ H 6 |( 填 “>”“<” 或 “ ＝ ” ) (4)|Δ H 1 ＋ Δ H 2 ＋ Δ H 3 | |Δ H 4 ＋ Δ H 5 ＋ Δ H 6 |( 填 “>”“<” 或 “ ＝ ” ) 答案　 (1) － Δ H 6 　 (2)0 　 (3) ＝　 (4) ＝ 1. [2017· 课标全国 Ⅲ ， 28(3)] 已知： 利用盖斯定律计算反应热 [ 模拟题组 ] 解析 　由盖斯定律可知 ① × 2 － ② × 3 － ③ 可得所求反应，故 Δ H ＝ 2Δ H 1 － 3Δ H 2 － Δ H 3 。 答案 　 2Δ H 1 － 3Δ H 2 － Δ H 3 答案　 D 3. (2018· 杭州地区重点中学联考 ) 已知： P 4 (g) ＋ 6Cl 2 (g) == =4PCl 3 (g) 　 Δ H ＝ a kJ·mol － 1 ， P 4 (g) ＋ 10Cl 2 (g) == =4PCl 5 (g) 　 Δ H ＝ b kJ·mol － 1 ， P 4 具有正四面体结构， PCl 5 中 P—Cl 的键能为 c kJ·mol － 1 ， PCl 3 中 P—Cl 的键能为 1.2 c kJ·mol － 1 ，下列叙述正确的是 ( 　　 ) A.P—P 的键能大于 P—Cl 的键能 B. 可求 Cl 2 (g) ＋ PCl 3 (g) == =PCl 5 (s) 的反应热 Δ H C.Cl—Cl 的键能为 ( b － a ＋ 5.6 c )/4 kJ·mol － 1 D.P—P 的键能为 (5 a － 3 b ＋ 12 c )/8 kJ·mol － 1 利用键能计算反应热 答案　 C 4. [2015· 全国 Ⅱ ， 27(1)] 甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气 ( 主要成分为 CO 、 CO 2 和 H 2 ) 在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下： ① CO(g) ＋ 2H 2 (g) CH 3 OH(g)Δ H 1 ＜ 0 ② CO 2 (g) ＋ 3H 2 (g) CH 3 OH(g) ＋ H 2 O(g)Δ H 2 ③ CO 2 (g) ＋ H 2 (g) CO(g) ＋ H 2 O(g)Δ H 3 已知反应 ① 中相关的化学键键能数据如下： 化学键 H—H C—O C ≡ O H—O C—H E /(kJ·mol － 1 ) 436 343 1 076 465 413 由此计算 Δ H 1 ＝ kJ·mol － 1 ；已知Δ H 2 ＝－ 58 kJ·mol － 1 ，则 Δ H 3 ＝ kJ·mol － 1 。 解析　 根据键能与反应热的关系可知， Δ H 1 ＝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 。由 ② － ① 可得： CO 2 (g) ＋ H 2 (g) CO(g) ＋ H 2 O(g) ，结合盖斯定律可得： Δ H 3 ＝ Δ H 2 － Δ H 1 ＝ ( － 58 kJ·mol － 1 ) － ( － 99 kJ·mol － 1 ) ＝＋ 41 kJ·mol － 1 。 答案　 － 99 　＋ 41 【规律方法】 利用键能计算反应热的关键 (1)Δ H ＝ E ( 反应物键能之和 ) － E ( 生成物键能之和 ) (2) 常见物质中的化学键数目 物质 CO 2 (C == =O) CH 4 (C—H) P 4 (P—P) SiO 2 (Si—O) 石墨 金刚石 S 8 (S—S) Si 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 5. 已知： Na 2 CO 3 ·10H 2 O(s) == =Na 2 CO 3 (s) ＋ 10H 2 O(g) 　 Δ H 1 ＝ 532.36 kJ·mol － 1 Na 2 CO 3 ·10H 2 O(s) == =Na 2 CO 3 ·H 2 O(s) ＋ 9H 2 O(g) 　 Δ H 2 ＝ 473.63 kJ·mol － 1 写出 Na 2 CO 3 ·H 2 O 脱水反应的热化学方程式 。 答案　 Na 2 CO 3 ·H 2 O(s) == =Na 2 CO 3 (s) ＋ H 2 O(g) 　 Δ H ＝ 58.73 kJ·mol － 1 利用盖斯定律书写热化学方程式 6. 氢气是一种清洁能源。用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示： 甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 。 答案　 CH 4 (g) ＋ 2H 2 O(g) == =4H 2 (g) ＋ CO 2 (g) 　 Δ H ＝－ 136.5 kJ·mol － 1 1. (2017· 浙江 4 月选考 ) 已知断裂 1 mol H 2 (g) 中的 H—H 键需要吸收 436.4 kJ 的能量，断裂 1 mol O 2 (g) 中的共价键需要吸收 498 kJ 的能量，生成 H 2 O(g) 中的 1 mol H—O 键能放出 462.8 kJ 的能量。下列说法正确的是 ( 　　 ) [ 真题对接 ] 解析　 本题易错选 A 。 1 mol H 2 O 中含 2 mol H—O ，断裂 1 mol H 2 O(g) 吸收热量为 2 × 462.8 kJ ， A 选项未说明 H 2 O 状态，故不正确； C 、 D 中都为 H 2 O(l) ，根据题意，错误；经计算 B 方程式中 Δ H ＝ 2 × 436.4 kJ·mol － 1 ＋ 498 kJ·mol － 1 － 4 × 462.8 kJ·mol － 1 ＝－ 480.4 kJ·mol － 1 ，故正确。 答案　 B 2. (2017· 江苏化学， 8) 通过以下反应可获得新型能源二甲醚 (CH 3 OCH 3 ) 。下列说法不正确的是 ( 　　 ) ① C(s) ＋ H 2 O(g) == =CO(g) ＋ H 2 (g) Δ H 1 ＝ a kJ·mol － 1 ② CO(g) ＋ H 2 O(g) == =CO 2 (g) ＋ H 2 (g) Δ H 2 ＝ b kJ·mol － 1 ③ CO 2 (g) ＋ 3H 2 (g) == =CH 3 OH(g) ＋ H 2 O(g) Δ H 3 ＝ c kJ·mol － 1 ④ 2CH 3 OH(g) == =CH 3 OCH 3 (g) ＋ H 2 O(g) Δ H 4 ＝ d kJ·mol － 1 答案　 C 3. [2017· 课标全国卷 Ⅰ ， 28(2)] 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 H 2 所需能量较少的是 。