2019届一轮复习人教版化学能与热能学案(1)

2019届一轮复习人教版化学能与热能学案(1)

第六章 化学反应与能量 考点一　焓变、反应热 ‎1．焓变与反应热 ‎(1)反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。‎ ‎(2)焓变：生成物与反应物的内能差称为焓变。‎ 符号为ΔH，单位是kJ·mol－1。‎ ‎(3)注意事项 ‎①在恒压条件下，焓变等于反应热。‎ ‎②任何化学反应都伴随着能量的变化，不存在不发生能量变化的反应。‎ ‎③化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。‎ ‎④化学反应中既存在质量守恒，又存在能量守恒。‎ ‎2．放热反应与吸热反应 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 常见反应 a.可燃物的燃烧 b．酸碱中和反应 c．金属与酸的置换反应 d．物质的缓慢氧化 e．铝热反应 f．大多数化合反应 a.弱电解质的电离 b．盐类的水解反应 c．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 d．C和H2O(g)、C和CO2的反应 e．大多数的分解反应 ‎[拓展归纳] ‎ ‎(1)放热反应、吸热反应与反应条件的关系 ‎①需要加热才能发生的反应，不一定是吸热反应，如木炭的燃烧是放热反应。‎ ‎②常温下不需要加热就能发生的反应不一定是放热反应。‎ 如：Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl常温下的反应是吸热反应。‎ ‎(2)吸热反应与放热反应的判断 ‎①根据反应过程的图示判断 ‎②根据反应过程中化学键的变化判断 ‎3．燃烧热与中和反应反应热(简称中和热)‎ ‎(1)燃烧热 ‎(2)中和热 ‎(3)中和热的测定 ‎①测定装置(请在横线上填写仪器名称)‎ ‎②计算公式 ΔH＝－ kJ·mol－1‎ t1——起始温度，t2——终止温度。‎ ‎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。‎ ‎[拓展归纳]‎ 燃烧热与中和热的比较 比较角度 燃烧热 中和热 相同点 能量变化 放热 ΔH ΔH<0，单位：kJ·mol－1‎ 不同点 反应物的量 可燃性物质为1 mol 不限量 生成物的量 不限量 H2O(l)是1 mol 反应热的含义 ‎1 mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物时放出的热量；其中：‎ C―→CO2(g)，‎ H―→H2O(l)，‎ S→SO2(g)等 在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应，生成1 mol H2O(l)和可溶性盐时放出的热量；不同反应物的中和热大致相同，均约为57.3 kJ·mol－1‎ ‎4．能源 ‎(1)概念：能提供能量的资源。‎ ‎(2)分类：‎ ‎[题点全练]‎ 题点(一)　化学反应中的能量变化图像 ‎1．(2018·北京东城区模拟)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．反应生成1 mol N2时转移4 mol e－‎ B．反应物能量之和大于生成物能量之和 C．N2O(g)＋NO(g)===N2(g)＋NO2(g) ΔH＝－139 kJ·mol－1‎ D．断键吸收能量之和小于成键释放能量之和 解析：选A　N2O和NO反应生成N2和NO2的化学方程式为N2O＋NO===N2＋NO2，反应生成1 mol N2时转移2 mol e－，A不正确；根据图示，反应物能量之和大于生成物能量之和，B正确；该反应的反应热为(209－348)kJ·mol－1＝－139 kJ·mol－1，C正确；由于该反应放热，所以断键吸收能量之和小于成键释放能量之和，D正确。‎ ‎2.(2018·河北三市二联)某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图。下列说法错误的是(　　)‎ A．总反应为放热反应 B．使用催化剂后，活化能不变 C．反应①是吸热反应，反应②是放热反应 D．ΔH＝ΔH1＋ΔH2‎ 解析：选B　由题图可知：反应①是吸热反应，反应②是放热反应，总反应是放热反应，且ΔH＝ΔH1＋ΔH2，A、C、D项正确；使用催化剂能降低反应所需的活化能，B项错误。‎ ‎[规律方法]　活化能与焓变的关系 ‎(1)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。‎ ‎(2)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。‎ 题点(二)　燃烧热、中和热、能源 ‎3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一(√)‎ ‎(2)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能(√)‎ ‎(3)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2 (g)　ΔH＝－192.9 kJ·mol－1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ·mol－1(×)‎ ‎(4)氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋285.5 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H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ba(OH)2反应的反应热ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1(×)‎ ‎4.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液态H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 解析：选C　2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)是吸热反应，说明2 mol液态H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。‎ ‎5．石墨的燃烧热为393.5 kJ·mol－1，CO的燃烧热为283.0 kJ·mol－1，下列说法正确的是(　　)‎ A．相同条件下C(石墨，s)燃烧生成CO气体的热化学方程式：‎2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝＋110.5 kJ·mol－1‎ B．1 mol C(石墨，s)不完全燃烧，生成CO2和CO混合气体时，放出热量283.0 kJ C．C(石墨，s)和CO2(g)反应生成CO(g)的反应是放热反应 D．如果金刚石的燃烧热大于石墨的燃烧热，则可以断定从石墨转变为金刚石需要吸热 解析：选D　石墨燃烧必放热，A错；选项B中由于没有告知生成物CO和CO2的物质的量之比，因此无法计算反应放出的热量，B错；C项石墨与CO2反应是吸热反应，C错。‎ ‎[易错易混]‎ ‎(1)若化学反应逆向进行，其反应热数值相等，符号相反。‎ 如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　 ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ ‎2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6 kJ·mol－1‎ ‎(2)同一化学反应，化学计量数(可以是整数，也可以是分数)不同，ΔH 不同；化学计量数扩倍，ΔH也相应地扩倍。‎ 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ ‎(3)ΔH与反应的“可逆性”。‎ 可逆反应的ΔH表示反应完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。‎ 如：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。‎ 表示在298 K时，1 mol N2(g)和3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出92.4 kJ的热量。但实际上1 mol N2(g)和3 mol H2(g)充分反应，不可能生成2 mol NH3(g)，故实际反应放出的热量小于92.4 kJ。‎ ‎(4)对于中和热、燃烧热，用文字描述时不带负号，但其焓变(ΔH)还是为负值；另外，在关于反应热的文字描述中必须带上“＋”或“－”。‎ ‎[真题验收]‎ ‎1．(2015·北京高考)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CO2是吸热反应 B．在该过程中，CO断键形成C和O C．CO和O形成了具有极性共价键的CO2‎ D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 解析：选C　A项，状态Ⅰ总能量为反应物总能量，状态Ⅲ总能量为生成物总能量，由图示知反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应；B项，从状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的图示可以看出，反应中CO并未断裂成C和O，C、O原子间一直有化学键；C项，由图示可以看出，CO和O2生成了CO2，CO2分子中C与O形成极性共价键；D项，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程。‎ ‎2.(2016·海南高考改编)由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．由X→Y反应的ΔH＝E5－E2‎ B．由X→Z反应的ΔH>0‎ C．降低压强有利于提高Y的产率 D．升高温度有利于提高Z的产率 解析：选C　A项，由X→Y反应的ΔH＝E3－E2，错误；B项，由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由X→Z反应的ΔH＜0，错误；C项，根据化学反应2X(g)===3Y(g)，该反应是气体体积增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，正确；D项，由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，错误。‎ ‎3．(1)(2016·海南高考)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)＋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________。‎ ‎(2)(2015·海南高考)已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成‎1.8 g水，则放出的热量约为________。‎ 解析：(1)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，燃烧1 mol 油酸甘油酯释放出热量为×3.8×104 kJ＝3.36×104 kJ≈3.4×104 kJ，则得油酸甘油酯的燃烧热ΔH＝－3.4×104 kJ·mol－1。‎ ‎(2)‎1.8 g水的物质的量为0.1 mol，丙烷的分子式是C3H8，1 mol丙烷完全燃烧会产生4 mol水，丙烷完全燃烧产生‎1.8 g水，燃烧的丙烷的物质的量为 mol，所以反应放出的热量为×2 215 kJ＝55.375 kJ。‎ 答案：(1)－3.4×104 kJ·mol－1　(2)55.375 Kj 考点二　热化学方程式 ‎1．概念 表示参加反应的物质的量和反应热关系的化学方程式。‎ ‎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)＋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 ‎[拓展归纳]‎ ‎(1)燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1，即CO的燃烧热ΔH＝－283.0 kJ·mol－1。‎ ‎(2)中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O放出的热量，ΔH＝－57.3 kJ·‎ mol－1，弱酸、弱碱电离时吸热，放出的热量小于57.3 kJ，NaOH固体溶解或浓硫酸稀释时放热，放出的热量大于57.3 kJ，若反应过程中还有其他物质生成(如生成不溶性物质或难电离的其他物质等)，则此反应的反应热就不是中和热。‎ ‎[题点全练]‎ 题点(一)　热化学方程式的正误判断 ‎1．下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A．表示硫的燃烧热的热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH＝－315 kJ·mol－1‎ B．表示中和热的热化学方程式：NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1‎ C．表示H2燃烧热的热化学方程式：H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1 ‎ D．表示CO燃烧热的热化学方程式：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1‎ 解析：选B　表示燃烧热的热化学方程式，可燃物质的物质的量为1 mol，反应生成稳定氧化物，A中应生成SO2；C中应生成H2O(l)，D中CO的物质的量应为1 mol。‎ ‎2．一定条件下，化学反应2H2＋O2===2H2O的能量变化如图所示，则反应的热化学方程式可表示为(　　)‎ A．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝(a＋b)kJ·mol－1‎ B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝2(b－a)kJ·mol－1‎ C．H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝(b＋c－a)kJ·mol－1‎ D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1‎ 解析：选D　反应热等于反应物总能量减去生成物总能量，根据图像可知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝(a－b)kJ·mol－1，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝(a－b－c)kJ·mol－1，所以有2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝2(a－b)kJ·mol－1或2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1。‎ ‎[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．(1)101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量，反应的热化学方程式为___________________________________________。‎ ‎(2)0.3 mol乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，则其热化学方程式为______________________________________________。‎ ‎(3)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 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)下图是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)1 mol CH4完全燃烧需要2 mol O2生成1 mol CO2和2 mol液态H2O，故热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。‎ ‎(2)1 mol乙硼烷在氧气中燃烧放出的热量为649.5 kJ×＝2 165 kJ，则其热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　ΔH＝－2 165 kJ·mol－1。‎ ‎(3)由题意可知生成n(CO2)＝n(CaCO3)＝＝1 mol，则由原子守恒可知，需要乙醇的物质的量为 mol，故热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－(2×Q)＝－2Q kJ·mol－1。‎ ‎(4)由图可知其热化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝E1－E2＝134 kJ·mol－1－368 kJ·mol－1＝－234 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ ‎(2)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)‎ ΔH＝－2 165 kJ·mol－1‎ ‎(3)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1‎ ‎(4)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1‎ ‎4．依据事实写出下列反应的热化学方程式。‎ ‎(1)‎1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ 热量，此反应的热化学方程式为_____________________________________________________________________。‎ ‎(2)已知‎2.0 g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4 kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为_____________________________________。‎ ‎(3)2 mol Al(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的热量。此反应的热化学方程式为_________________________________________________________。‎ ‎(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。写出此反应的热化学方程式：______________________________________________________。‎ 解析：(1)‎1 g 碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94 kJ热量，则碳与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.28 kJ·mol－1。‎ ‎(2)‎2.0 g 肼气体在氧气中完全燃烧生成氮气和水蒸气时放出33.4 kJ热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534.4 kJ·mol－1。‎ ‎(3)2 mol Al(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s)，放出1 669.8 kJ的热量，则此反应的热化学方程式为4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH＝－1 669.8 kJ·mol－1×2＝－3 339.6 kJ·mol－1。‎ ‎(4)通过燃烧的产物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，从而可确定该有机物的分子式为C2H6O，该液态有机物为C2H5OH(l)，故该反应的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 367 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.28 kJ·mol－1‎ ‎(2)N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534.4 kJ·mol－1‎ ‎(3)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)　ΔH＝－3 339.6 kJ·mol－1‎ ‎(4)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 367 kJ·mol－1‎ ‎[真题验收]‎ ‎1．(2014·海南高考)标准状况下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436 kJ·mol－1、463 kJ·mol－1和495 kJ·mol－1。下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A．H2O (g)=== H2(g)＋O2(g)　ΔH＝ －485 kJ·mol－1‎ B．H2O (g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋485 kJ·mol－1‎ C．2H2(g)＋ O2 (g)===2H2O(g)　ΔH ＝ ＋485 kJ·mol－1‎ D．2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝ －485 kJ·mol－1‎ 解析：选D　1 mol的气态水分解产生1 mol的氢气和 mol 的氧气的能量变化是2×463 kJ－436 kJ－×495 kJ＝242.5 kJ，因此热化学方程式为H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋242.5 kJ·mol－1，A、B错误。2 mol的气态水分解产生2 mol的氢气和1 mol的氧气的反应热是ΔH＝＋485 kJ，物质分解吸收的热量与产物燃烧放出的热量数值相等，即热化学方程式是2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－485 kJ·mol－1，C错误，D正确。‎ ‎2．写出下列反应的热化学方程式。‎ ‎(1)(2017·天津高考)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 ‎_____________________________________________________。‎ ‎(2)(2016·天津高考)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：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)(2014·安徽高考)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_____________________________________________________________。‎ ‎(4)(2014·全国卷)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。‎ 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___________________________________________________。‎ ‎(5)(2014·福建高考)一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。‎ B―→A＋C反应的热化学方程式为___________________________(用离子符号表示)。‎ 解析：(1)该还原性气体为CO，易水解生成TiO2·xH2O的液态化合物为TiCl4，反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋TiO2(s)＋‎2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)　ΔH＝－×2＝－85.6 kJ·mol－1。‎ ‎(2)Si与Cl2反应生成SiCl4，因其熔、沸点分别为－‎69 ℃‎和‎58 ℃‎，故室温下，SiCl4的状态为液态。反应的热化学方程式为Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l)　ΔH＝－687 kJ·mol－1。‎ ‎(3)CuCl(s)与O2反应生成的黑色固体为CuO，每消耗1 mol CuCl(s)放出44.4 kJ热量，则消耗4 mol CuCl(s)放出177.6 kJ热量，反应的热化学方程式为4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)　 ΔH＝－177.6 kJ·mol－1。‎ ‎(4)由AX3和AX5的熔、沸点可知室温下AX3为液态，AX5为固态，反应的热化学方程式为AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)　 ΔH＝－123.8 kJ·mol－1。‎ ‎(5)由题图可知A为Cl－，B为ClO－，C为ClO，B→A＋C为氧化还原反应。其热化学方程式为3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝63 kJ·mol－1＋2×0 kJ·mol－1－3×60 kJ·mol－1＝－117 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)2Cl2(g)＋TiO2(s)＋‎2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)　ΔH＝－85.6 kJ·mol－1‎ ‎(2)Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l)　 ΔH＝－687 kJ·mol－1‎ ‎(3)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6 kJ·mol－1‎ ‎(4)AX3(l)＋X2(g)===AX5(s)　ΔH＝－123.8 kJ·mol－1‎ ‎(5)3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－117 kJ·mol－1‎ 考点三　盖斯定律　反应热的计算 利用盖斯定律计算反应热 ‎1.盖斯定律的定义 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。‎ ‎2．盖斯定律的应用 ‎(1)热化学方程式相加或相减，如 ‎①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1‎ ‎②C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2‎ 由①－②可得 CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝ΔH1－ΔH2‎ ‎(2)合理设计反应途径，如 顺时针方向和逆时针方向变化反应热代数和相等。‎ ΔH＝ΔH1＋ΔH2。‎ ‎3．利用盖斯定律计算反应热(ΔH)的解题流程 ‎[典例]　(2017·全国卷Ⅲ节选)已知：‎ ‎①As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s)　ΔH1‎ ‎②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2‎ ‎③2As(s)＋O2(g)===As2O5(s)　ΔH3‎ 则反应As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝________。‎ ‎[学解题]‎ ‎[答案]　2ΔH1－3ΔH2－ΔH3‎ ‎[对点训练]‎ ‎1．(1)(2017·全国卷Ⅱ)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)＋O2(g)===C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119 kJ·mol－1‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH3＝－242 kJ·mol－1‎ 反应①的ΔH1为________ kJ·mol－1。‎ ‎(2)(2017·海南高考)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。‎ ‎(3)(2017·全国卷Ⅰ)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____________。‎ 解析：(1)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。‎ ‎(2)根据盖斯定律：由①－②×2得到2NaHCO3(s)===Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(g)　ΔH＝(－127.4＋2×131.5)kJ·mol－1＝＋135.6 kJ·mol－1。‎ ‎(3)根据盖斯定律，将系统(Ⅰ)中的三个热化学方程式相加可得H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝[＋327＋(－151)＋110]kJ·mol－1＝＋286 kJ·mol－1。‎ 将系统(Ⅱ)中的三个热化学方程式相加可得H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝[(－151)＋110＋61]kJ·mol－1＝＋20 kJ·mol－1。‎ 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)消耗的能量少。‎ 答案：(1)＋123　(2)＋135.6‎ ‎(3)H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　 ΔH＝＋286 kJ·mol－1‎ H2S(g)===H2(g)＋S(s)　 ΔH＝＋20 kJ·mol－1‎ 系统(Ⅱ)‎ ‎2．(1)(2016·全国卷Ⅱ)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)已知下列反应：‎ SO2(g)＋2OH－(aq)===SO(aq)＋H2O(l)　ΔH1‎ ClO－(aq)＋SO(aq)===SO(aq)＋Cl－(aq)　ΔH2‎ CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO(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)工业上常用磷精矿[Ca5(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)＋N2O4(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①、②、③，根据盖斯定律，由①＋②－③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 根据键能计算反应热 ‎1.依据键能计算ΔH的方法 ‎(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：1 mol NH3中含有3 mol N—H 键。‎ ‎2．常见物质中化学键的数目 ‎1 mol CO2‎ ‎(C==‎ CH4‎ P4 ‎ SiO2‎ Si ‎ 物质 ‎=O)‎ ‎(C—H)‎ ‎(P—P)‎ ‎(Si—O)‎ 石墨 ‎(C—C)‎ 金刚石 ‎(C—C)‎ ‎(Si—Si)‎ 化学键数 ‎2NA ‎4NA ‎6NA ‎4NA ‎1.5NA ‎2NA ‎2NA ‎[对点训练]‎ ‎3．(2015·全国卷Ⅱ节选)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、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：‎ ‎①CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g)　ΔH1‎ ‎②CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH2‎ ‎③CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)　ΔH3‎ 回答下列问题：‎ 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 H—O C—H E/(kJ·mol－1)‎ ‎436‎ ‎343‎ ‎1 076‎ ‎465‎ ‎413‎ 由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58 kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。‎ 解析：根据键能与反应热的关系可知，ΔH1＝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。根据盖斯定律，由②－①可得：CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)，ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58 kJ·mol－1)－(－99 kJ·mol－1)＝＋41 kJ·mol－1。‎ 答案：－99　＋41‎ ‎4．(1)(2015·浙江高考)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：‎ 已知：‎ 化学键 C—H C—C C===C H—H 键能/(kJ·mol－1)‎ ‎412‎ ‎348‎ ‎612‎ ‎436‎ 计算上述反应的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ ‎(2)(2015·全国卷Ⅰ)已知反应2HI(g)===H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11 kJ·mol－1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为________kJ。‎ 解析：(1) 制备苯乙烯需断开2 mol C—H键，生成1 mol H—H键，同时在C—C键的基础上生成C===C 键，因此生成1 mol苯乙烯吸收的热量为2×412 kJ＝824 kJ，放出的热量为436 kJ＋(612－348) kJ＝700 kJ，根据反应热的定义可知，ΔH＝824 kJ·mol－1—700 kJ·mol－1＝＋124 kJ·mol－1。‎ ‎(2)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，x＝299 kJ。‎ 答案：(1)＋124　(2)299‎ 反应热的大小比较 比较反应热大小的四个注意要点 ‎(1)反应物和生成物的状态 物质的气、液、固三态的变化与反应热关系：‎ ‎(2)ΔH的符号 比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。‎ ‎(3)化学计量数 当反应物和生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。‎ ‎(4)可逆反应与反应热(ΔH)‎ 正确理解可逆反应的反应热(ΔH)，如：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1中的92.4 kJ是1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)时放出的热量。‎ ‎[对点训练]‎ ‎5．下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1>ΔH2的是(　　)‎ A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　 ΔH1；‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　 ΔH2‎ B．S(g)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH1；‎ S(s)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH2‎ C．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　 ΔH1；‎ ‎2SO3(g)===O2(g)＋2SO2(g)　 ΔH2‎ D．已知反应：C(金刚石，s)===C(石墨，s)　ΔH<0，‎ C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH1；‎ C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH2‎ 解析：选A　A项：，由于H2O(l)===2H2O(g)　ΔH>0，则ΔH2＋ΔH＝ΔH1，ΔH1－ΔH2＝ΔH>0，故ΔH1>ΔH2，正确。‎ B项：，由于S(s)===S(g)　ΔH>0，则ΔH＋ΔH1＝ΔH2，ΔH2－ΔH1＝ΔH>0，故ΔH2>ΔH1，错误。‎ C项：SO2氧化成SO3是放热反应，ΔH1<0，SO3分解成SO2是吸热反应，ΔH2>0，故ΔH2>ΔH1，错误。‎ D项：，根据盖斯定律ΔH1＝ΔH＋ΔH2，ΔH1－ΔH2＝ΔH<0，则ΔH1<ΔH2，错误。‎ ‎6．(2014·全国卷Ⅱ)室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　)‎ A．ΔH2>ΔH3　　　　　　　 B．ΔH1<ΔH3‎ C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3‎ 解析：选B　方法一：1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故ΔH1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热反应，故 ΔH2<0,1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水， CuSO4·5H2O的分解为吸热反应，即ΔH3>0，根据盖斯定律得到关系式ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，分析得到答案：ΔH1<ΔH3。‎ 方法二：本题还可以用图示法进行比较，方法如下。‎ 画出化学变化过程中的能量变化图后，‎ 依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较ΔH的大小。‎ 如图，从图中关系再确定各选项。‎ ‎[综合演练提能]　 ‎ ‎[课堂巩固练]‎ ‎1．(2018·滕州二中月考)下列说法正确的是(　　)‎ A．任何化学反应都伴随着能量的变化 B．升高温度或加入催化剂，可以改变化学反应的反应热 C．化学反应中的能量变化都是以热量的形式体现 D．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH<0，则‎56 g CO和‎32 g O2所具有的总能量小于‎88 g CO2所具有的总能量 解析：选A　化学反应的实质为旧键的断裂和新键的形成，任何化学反应都伴随着能量的变化，故A项正确；反应热与催化剂无关，故B项错误；化学反应中的能量变化可以热能、电能、光能等形式体现，故C项错误；2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，故D项错误。‎ ‎2．(2018·北京大兴区期末)已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH1＝－241.8 kJ·mol－1；②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1。‎ 气态分子中的化学键 断开1 mol化学键所需的能量/kJ O—H ‎465‎ O===O ‎498‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．氢气的燃烧热ΔH＝－241.8 kJ·mol－1‎ B．断开1 mol H—H键需要吸收439.2 kJ的能量 C．相同条件下，1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高 D．‎18 g H2O(l)完全分解生成氢气和氧气，需要吸收285.8 kJ的能量 解析：选A　根据燃烧热的定义可知，反应②放出的热量为氢气的燃烧热，ΔH＝ΔH2＝－285.8 kJ·mol－1，A项错误；ΔH1＝E(H—H)＋×498 kJ·mol－1－2×465 kJ·mol－1＝－241.8 kJ·mol－1，则E(H—H)＝439.2 kJ·mol－1，B项正确；气态水液化时放出热量，故相同条件下，1 mol H2O(g)比1 mol H2O(l)能量高，C项正确；根据反应②可知，H2O(l)===H2(g)＋‎ O2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1，D项正确。‎ ‎3．(2018·成都树德中学月考)下列热化学方程式书写和表示正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　)‎ A．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g) ΔH＝－196 kJ·mol－1(反应热)‎ B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1(燃烧热)‎ C．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝＋57.3 kJ·mol－1(中和热)‎ D．2NO2===O2＋2NO ΔH＝－116.2 kJ·mol－1(反应热)‎ 解析：选A　二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫是放热反应，焓变为负值，且标注了物质的聚集状态和反应焓变，符合热化学方程式的书写原则，故A项正确；燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，选项中生成的气态水不是稳定氧化物，故B项错误；酸碱中和反应是放热反应，焓变为负值，故C项错误；热化学方程式中物质的聚集状态未标注，故D项错误。‎ ‎4．已知下列反应的热化学方程式：‎ ‎6C‎(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)===‎2C3H5(ONO2)3(l)　ΔH1‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3‎ 则反应‎4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH为(　　)‎ A．12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1　　　 B．2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3‎ C．12ΔH3－5ΔH2－2ΔH1 D．ΔH1－5ΔH2－12ΔH3‎ 解析：选A　将题给的3个热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由12×③＋5×②－2×①，可得‎4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)　ΔH＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1，故A项正确。‎ ‎5．(2018·沈阳二中期中)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＋2ΔH5‎ 解析：选C　物质的燃烧反应均为放热反应，则ΔH1、ΔH3、ΔH4均小于0，故A、B项错误；将题给的5个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，①＝②＋‎ ‎③，故ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C项正确；根据盖斯定律，3×③＝④＋2×⑤，故3ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5，D项错误。‎ ‎6．(1)已知：‎ ‎①Al2O3(s)＋‎3C(s)===2Al(s)＋3CO(g)‎ ΔH1＝＋1 344.1 kJ·mol－1　‎ ‎②2AlCl3(g)===2Al(s)＋3Cl2(g)‎ ΔH2＝＋1 169.2 kJ·mol－1　‎ 由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为 ‎①NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)‎ ΔH1＝－200.9 kJ·mol－1‎ ‎②NO(g)＋O2(g)===NO2(g)ΔH2＝－58.2 kJ·mol－1‎ 则反应3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH＝______kJ·mol－1。　‎ ‎(3)汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂的条件下可净化。反应的化学方程式为2NO(g)＋2CO(g)??N2(g)＋2CO2(g)。‎ 已知部分化学键的键能如下：‎ 分子式/结构式 NO/N≡O CO/C≡O CO2/O===C===O N2/N≡N 化学键 N≡O C≡O C===O N≡N 键能(kJ·mol－1)‎ ‎632‎ ‎1 072‎ ‎750‎ ‎946‎ 请计算上述反应的ΔH＝________kJ·mol－1。‎ 解析：(1)把热化学方程式②颠倒过来，反应热的数值不变，符号相反可得③2Al(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)　ΔH3＝－ΔH2＝－1 169.2 kJ·mol－1。‎ 根据盖斯定律，由①＋③可得 Al2O3(s)＋‎3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝＋174.9 kJ·mol－1，即为Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式。‎ ‎(2)将热化学方程式②乘以2可得③2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)　ΔH3＝2×ΔH2＝2×(－58.2 kJ·mol－1)＝－116.4 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由①＋③可得3NO(g)＋O3(g)＝3NO2(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH3＝－317.3 kJ·mol－1。‎ ‎(3)化学反应的焓变等于反应物旧键断裂吸收的总能量和产物中新键形成释放的总能量之差，所以2NO(g)＋2CO(g)??N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝(632×2＋1 072×2)kJ·mol－1－(946＋750×4)kJ·mol－1＝－538 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)Al2O3(s)＋‎3C(s)＋3Cl2(g)===2AlCl3(g)＋3CO(g)　ΔH＝＋174.9 kJ·mol－1‎ ‎(2)－317.3　(3)－538‎ ‎[课下提能练]‎ ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B．任何放热反应在常温条件下一定能发生 C．反应物和生成物所具有的总能量决定了放热还是吸热 D．吸热反应只能在加热的条件下才能进行 解析：选C　需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如木炭的燃烧是放热反应，但需要点燃，点燃的目的是使其达到着火点，故A项错误；放热反应在常温下不一定能发生，如铝热反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe是放热反应，但需在高温条件下进行以保证有足够的热量引发氧化铁和铝粉反应，故B项错误；若反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，则反应放热，反之，反应吸热，故C项正确；吸热反应在不加热的条件下也能发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl在常温下就能发生反应，而该反应为吸热反应，故D项错误。‎ ‎2．(2018·枣阳一中月考)BeCl2是有机反应的催化剂。铍和氯气反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．E2是正反应的活化能 B．该反应的ΔH<0‎ C．加入催化剂，ΔH减小 D．ΔH＝E2－E1‎ 解析：选B　E1是正反应活化能，E2是逆反应活化能，A项错误；该反应是放热反应，B项正确；加入催化剂，减小E2和E1，不改变ΔH，C项错误；ΔH＝E1－E2，D项错误。‎ ‎3．下列有关能量的判断和表示方法正确的是(　　)‎ A．由C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1，可知：石墨比金刚石更稳定 B．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出的热量更多 C．由H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，可知：含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出热量等于57.3 kJ D．‎2 g H2完全燃烧生成液态水放出285.8 kJ热量，则氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ 解析：选A　石墨转化为金刚石的过程是吸热反应，金刚石能量高，石墨比金刚石稳定，A正确；等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，固体硫变为蒸气需要吸收热量，前者放出热量更多，B错误；含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，醋酸为弱酸，溶于水电离需要吸热，放出热量小于57.3 kJ，C错误；‎2 g H2的物质的量为1 mol，此反应为放热反应，ΔH<0，故氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝2×(－285.8 kJ·mol－1)＝－571.6 kJ·mol－1，D错误。‎ ‎4．单斜硫和正交硫转化为二氧化硫的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．S(s，单斜)===S(s，正交)　ΔH＝＋0.33 kJ·mol－1‎ B．相同物质的量的正交硫比单斜硫所含有的能量高 C．正交硫比单斜硫稳定 D．①表示断裂1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ 解析：选C　根据题图，可得：①S(s，单斜)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－297.16 kJ·mol－1、②S(s，正交)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－296.83 kJ·mol－1，根据盖斯定律，由①－②，可得：S(s，单斜)===S(s，正交)　ΔH＝－297.16 kJ·mol－1－(－296.83 kJ·mol－1)＝－0.33 kJ·mol－1，A项错误；单斜硫转化为正交硫时放热，说明相同物质的量的单斜硫比正交硫所含有的能量高，B项错误；正交硫的能量较低，故正交硫比单斜硫稳定，C项正确；①表示断裂1 mol单斜硫和1 mol O2中的共价键所吸收的能量比形成1 mol SO2中的共价键所放出的能量少297.16 kJ，D项错误。‎ ‎5．在一定条件下，S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)(已知：2SO2＋O2??2SO3)，反应过程中的能量关系如图所示(图中的ΔH表示生成1 mol产物的数据)。下列说法正确的是(　　)‎ A．S8的燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1‎ B．1 mol SO2和过量O2反应可释放出b kJ的热量 C．2SO3??2SO2＋O2　ΔH＝＋2b kJ·mol－1‎ D．若使用V2O5作催化剂，当SO2(g)转化生成1 mol SO3(g)时，释放的热量小于b kJ 解析：选C　根据题图可知，1 mol O2(g)和 mol S8(s)反应生成二氧化硫气体放热a kJ，依据燃烧热的概念，可写出热化学方程式：S8(s)＋8O2(g)===8SO2(g)　ΔH＝－‎8a kJ·mol－1，则S8(s)的燃烧热ΔH＝－‎8a kJ·mol－1，A项错误；由题图可知，1 mol SO2和0.5 mol O2反应生成1 mol SO3(g)时释放出b kJ的热量，而不是与过量的O2，B项错误；催化剂不会改变反应热，故当使用V2O5作催化剂时，SO2(g)转化生成1 mol SO3(g)，释放的热量等于b kJ，D项错误。‎ ‎6．(2018·太原五中月考)燃烧a g C2H5OH(l)，生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量为Q kJ，经测定，生成的CO2与足量澄清石灰水反应得到‎5 g沉淀，则表示乙醇燃烧的热化学方程式是(　　)‎ A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－20Q kJ·mol－1‎ B．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－40Q kJ·mol－1‎ C.C2H5OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋H2O(g)　ΔH＝－20Q kJ·mol－1‎ D．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－40Q kJ·mol－1‎ 解析：选B　由关系式：CaCO3～CO2～C2H5OH可知，a g 乙醇的物质的量为n(CaCO3)＝0.025 mol，所以1 mol C2H5OH(l)燃烧生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量是40Q kJ，热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－40Q kJ·mol－1。‎ ‎7．已知几种化学键的键能和热化学方程式如下：‎ 化学键 H—N N—N Cl—Cl NN H—Cl 键能/(kJ·mol－1)‎ ‎391‎ ‎193‎ ‎243‎ ‎946‎ ‎432‎ N2H4(g)＋2Cl2(g)===N2(g)＋4HCl(g)　ΔH。下列推断正确的是(　　)‎ A．H(g)＋Cl(g)===HCl(g)　ΔH＝＋432 kJ·mol－1‎ B．断裂1 mol Cl—Cl键吸收能量比断裂1 mol NN键多703 kJ C．上述反应中，ΔH＝－431 kJ·mol－1‎ D．上述反应中，断裂极性键和非极性键，只形成极性键 解析：选C　形成化学键时放出能量，A项错误；根据表格数据知，氯氯键的键能小于氮氮三键键能，B项错误；反应热等于断裂化学键的总键能与形成化学键的总键能之差，ΔH ‎＝(391×4＋193＋243×2－946－432×4)kJ·mol－1＝－431 kJ·mol－1，C项正确；反应物N2H4中含极性键和非极性键，氯气中含非极性键，产物氮气中含非极性键，氯化氢中含极性键，所以该反应中断裂和形成的化学键都有极性键和非极性键，D项错误。‎ ‎8．(2018·滕州二中月考)由金红石TiO2制取单质Ti，涉及的步骤为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＋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。‎ ‎9．(2018·衡水武邑中学调研)用H2可将工业废气中的NO催化还原成N2，其能量转化关系如下所示，则NO(g)＋H2(g)===N2(g)＋H2O(g)的ΔH为(　　)‎ A．0.5(a＋b－c－d)kJ·mol－1‎ B．0.5(c＋a－d－b)kJ·mol－1‎ C．0.5(c＋d－a－b)kJ·mol－1‎ D．0.5(b＋d－a－c)kJ·mol－1‎ 解析：选A　根据题图知，NO中键能为‎0.5a kJ·mol－1，N2中键能为c kJ·mol－1，H2中键能为0.5b kJ·mol－1，H2O中键能为0.5d kJ·mol－1，故该反应中ΔH＝‎0.5a kJ·mol－1＋0.5b kJ·mol－1－＝0.5(a＋b－c－d)kJ·mol－1。‎ ‎10．(2018·哈尔滨六中月考)氢气、铝、铁都是重要的还原剂。已知下列反应的热化学方程式，下列关于反应的焓变判断正确的是(　　)‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1‎ ‎3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2‎ ‎2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3‎ ‎2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4‎ ‎2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5‎ A．ΔH1＜0　ΔH3＞0 B．ΔH5＜0　ΔH4＜ΔH3‎ C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5‎ 解析：选B　将题给的5个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，其中①、③分别表示H2、Fe燃烧的热化学方程式，燃烧均为放热反应，则ΔH1<0，ΔH3<0，故A项错误；铝热反应为放热反应，故ΔH5<0；根据盖斯定律，由④－③可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，则ΔH4<ΔH3，故B项正确；根据盖斯定律，由(②＋③)×可得：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)，故C项错误；ΔH5＝ΔH4－ΔH3，则ΔH3＝ΔH4－ΔH5，故D项错误。‎ ‎11.能源危机当前是一个全球性问题，“开源节流”是应对能源危机的重要举措。‎ ‎(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是______(填字母)。‎ a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源 b．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求 c．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料 d．减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生 ‎(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。‎ ‎①在通常状况下，金刚石和石墨相比较，________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，石墨的燃烧热为________。‎ ‎②‎12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体‎36 g，该过程放出的热量为________kJ。‎ ‎(3)已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol－1、497 kJ·mol－1。‎ N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.0 kJ·mol－1。‎ NO分子中化学键的键能为________kJ·mol－1。‎ ‎(4)综合上述有关信息，请写出用CO除去NO的热化学方程式：_________________。‎ 解析：(1)煤、石油、天然气都是化石燃料，是不可再生的，所以b项错误，其余都正确，答案选a、c、d。‎ ‎(2)①根据图像可知，金刚石的总能量大于石墨的，所以石墨比金刚石稳定。燃烧热是在一定条件下，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，所以根据图像可以看出石墨的燃烧热是－110.5 kJ·mol－1＋(－283.0 kJ·mol－1)＝－393.5 kJ·mol－1。②‎12 g石墨完全生成CO2，质量是‎44 g，完全生成CO是‎28 g，所以‎36 g气体是混合气。设CO2和CO的物质的量分别是x和y，则x＋y＝1 mol、44x＋28y＝‎36 g，解得x＝y＝0.5 mol，所以实际放出的热量是0.5 mol×(110.5 kJ·mol－1＋393.5 kJ·mol－1)＝252.0 kJ。‎ ‎(3)反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，所以946 kJ·mol－1＋497 kJ·mol－1－2x＝＋180.0 kJ·mol－1，解得x＝631.5 kJ·mol－1，即NO分子中化学键的键能为631.5 kJ·mol－1。‎ ‎(4)根据图像可知①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1，又因为②N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.0 kJ·mol－1，所以根据盖斯定律可知，①－②即得到2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)，所以反应热ΔH＝－566 kJ·mol－1－180 kJ·mol－1＝－746.0‎ ‎ kJ·mol－1。‎ 答案：(1)acd　(2)①石墨　－393.5 kJ·mol－1　②252.0‎ ‎(3)631.5　(4)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.0 kJ·mol－1‎ ‎12．联氨可用作火箭燃料，回答下列问题：‎ ‎(1)在发射“神舟”十一号的火箭推进器中装有肼(N2H4)和过氧化氢，当两者混合时即产生气体，并放出大量的热。已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－641.6 kJ·mol－1；‎ H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1‎ 若用‎6.4 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和液态水，则整个过程中放出的热量为________。‎ ‎(2)“嫦娥二号”卫星使用液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)作推进剂。N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热，已知‎10.0 g液态偏二甲肼与液态四氧化二氮完全燃烧可放出425 kJ热量，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。‎ 已知：‎ ‎①N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534.0 kJ·mol－1‎ ‎②H2(g)＋F2(g)===HF(g)ΔH＝－269.0 kJ·mol－1‎ ‎③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242.0 kJ·mol－1‎ 请写出肼和氟气反应的热化学方程式：_____________________________________。‎ ‎(4)已知：①H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1‎ ‎②O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol－1‎ ‎③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1‎ ‎④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1‎ 请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式：____________________________。‎ 解析：(1)‎6.4 g液态肼的物质的量为0.2 mol。由盖斯定律可知：液态肼与H2O2反应生成N2和液态水的热化学方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－(641.6＋4×44)kJ·mol－1＝－817.6 kJ·mol－1，故0.2 mol 液态肼放出的热量为0.2 mol×817.6 kJ·mol－1＝163.52 kJ。‎ ‎(2)N2O4与偏二甲肼反应的产物为CO2、N2和气态水，1 mol C2H8N2(l)与N2O4完全燃烧放出的热量为×‎60 g＝2 550.0 kJ。热化学方程式为C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋‎ ‎4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2 550.0 kJ·mol－1。‎ ‎(3)根据盖斯定律，由①＋②×4－③×2得：‎ N2H4(l)＋‎2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)ΔH＝－1 126.0 kJ·mol－1。‎ ‎(4)根据盖斯定律，由④＋③－①－②×得：‎ H2(l)＋O2(l)===H2O(g)ΔH＝－237.46 kJ·mol－1。‎ 答案：(1)163.52 kJ ‎(2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)===2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)　ΔH＝－2 550.0 kJ·mol－1‎ ‎(3)N2H4(l)＋‎2F2(g)===N2(g)＋4HF(g)　ΔH＝－1 126.0 kJ·mol－1‎ ‎(4)H2(l)＋O2(l)===H2O(g)　ΔH＝－237.46 kJ·mol－1‎ ‎13．(1)在一定条件下N2与H2反应生成NH3，请回答：‎ ‎①若反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，且E1>E2，则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。‎ ‎②已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_____________________________。‎ ‎(2)N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂，已知：‎16 g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6 kJ 的热量；2H2O2(l)===O2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－196.4 kJ·mol－1。反应N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)的ΔH＝________kJ·mol－1。N2H4和H2O2反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为__________________________________________。‎ ‎(3)实验室用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL某浓度的NaOH溶液在如图所示装置中反应，通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。该装置有一处明显的错误，该处错误是缺少一种玻璃仪器，该仪器的名称为______________________；实验室提 供了0.50 mol·L－1和0.55 mol·L－1两种浓度的NaOH溶液，应选择______ mol·L－1的溶液进行实验。‎ 解析：(1)①若反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2，且E1>E2，则ΔH＝E2－E1<0，该反应为放热反应。②ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能，已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－2×3×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。(2)‎16 g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6 kJ 的热量，故N2H4(l)和足量氧气反应的热化学方程式为N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－621.2 kJ·mol－1。已知：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－621.2 kJ·mol－1　‎ a,2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝－196.4 kJ·mol－1　b，根据盖斯定律，由a＋b得：N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－817.6 kJ·mol－1。(3)由题图可知该装置缺少的仪器是环形玻璃搅拌棒，应加入过量的氢氧化钠溶液以保证盐酸反应完全，故应选择0.55 mol·L－1的溶液进行实验。‎ 答案：(1)①放热 ‎②N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1‎ ‎(2)－621.2　N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－817.6 kJ·mol－1‎ ‎(3)环形玻璃搅拌棒　0.55‎