2019届二轮复习化学反应中的热量学案

2019届二轮复习化学反应中的热量学案

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 考点1　焓变与反应热 ‎[主干精讲]‎ ‎1.化学反应中的能量转化 ‎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：ΔH。‎ ‎③单位：kJ·mol－1。‎ ‎④表示：ΔH>0为吸热反应，ΔH<0为放热反应。‎ ‎(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 ΔH ΔH＜0(“－”号)‎ ΔH＞0(“＋”号)‎ 形成原因 宏观 ΔH＝生成物总能量－反应物总能量(或ΔH＝生成物的总焓－反应物的总焓)‎ 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 微观 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 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；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气反应；⑤C和CO2的反应 ‎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NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温常压下即可进行。‎ ‎[速检速测]‎ ‎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)NH4NO3固体溶于水时吸热，属于吸热反应(　　)‎ ‎(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ΔH＝________。‎ ‎(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)E2－E1　(3)不能　(4)E3－E2‎ ‎[模拟题组]‎ 焓变、反应热概念的理解和应用 ‎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)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合 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)2·8H2O晶体与NH4Cl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.CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(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 解析　碳酸钙受热分解的反应是吸热反应，焓变大于零，故CO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量，A、B项说法正确；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，旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成放出能量，C项说法正确；需要加热才能发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧需要加热，但该反应是放热反应，D项说法错误。‎ 答案　D 化学反应中能量变化的图像 ‎3.(2016·浙江4月学考)2A(g)B(g)　ΔH1(ΔH1<0)；2A(g)B(l)　ΔH2；下列能量变化示意图正确的是(　　)‎ 解析　生成B(l)时，放出的热量较多，故ΔH1＞ΔH2，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N2O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ΔH<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＋＋N2O―→FeO＋＋N2、FeO＋＋CO―→Fe＋＋CO2两步反应均为放热反应 解析　A项，反应总过程为N2O＋CO===N2＋CO2，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＋＋N2O===FeO＋＋N2，FeO＋＋CO===Fe＋＋CO2两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 ‎[真题对接]‎ ‎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 ‎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CO2是吸热反应 B.在该过程中，CO断键形成C和O C.CO和O生成了具有极性共价键的CO2‎ D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 解析　A项，由能量－反应过程图像中状态Ⅰ和状态Ⅲ知，CO和O生成CO2是放热反应，错误；B项，由状态Ⅱ知，在CO与O生成CO2的过程中CO没有断键形成C和O，错误；C项，由状态Ⅲ及CO2的结构式O==C==O知，CO2分子中存在碳氧极性共价键，正确；D项，由能量－反应过程图像中状态Ⅰ(CO和O)和状态Ⅲ(CO2)分析，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O原子反应生成CO2的过程，错误。‎ 答案　C 考点2　热化学方程式 ‎[主干精讲]‎ ‎1.热化学方程式的概念 表示参加化学反应的物质的物质的量和反应热的关系的化学方程式。‎ ‎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2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－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s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。‎ ‎(3)注意符号单位：ΔH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。(ΔH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ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。‎ 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25 ℃、101 kPa条件下，1 mol N2和3 mol H2完全反应生成2 mol NH3释放92.4 kJ热量。‎ ‎[速检速测]‎ ‎1.[明辨是非]正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)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(　　)‎ ‎(2)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(　　)‎ ‎(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：‎ CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49.0 kJ·mol－1‎ 判断下列叙述的正误 ‎①1 L CH3OH蒸气与1 L水蒸气反应生成1 L CO2气体与3 L氢气吸收热量49.0 kJ(　　)‎ ‎②1个CH3OH分子与1个水分子反应生成1个CO2分子与3个H2分子吸收49.0 kJ热量(　　)‎ ‎③相同条件下，1 mol CH3OH(g)与1 mol H2O(g)的能量总和小于1 mol CO2(g)与3 mol H2(g)的能量总和(　　)‎ ‎④1 mol CH3OH蒸气与1 mol液态水反应生成1 mol CO2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N2(g)与一定量H2(g)在一定条件下反应生成2 mol NH3(g)，放出92.2‎ ‎ kJ热量。‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎(2)14 g N2(g)与适量的O2(g)在一定条件下反应生成NO(g)，吸收34 kJ热量。‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎(3)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__________________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ ‎(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 ‎___________________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(5)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____________________________________________________________________‎ ‎__________________________________________________________________。‎ 答案　(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)‎ ΔH＝－92.2 kJ·mol－1‎ ‎(2)N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝68 kJ·mol－1‎ ‎(3)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1‎ ‎(4)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1‎ ‎(5)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)　ΔH＝－177.6 kJ·mol－1‎ ‎[模拟题组]‎ 热化学方程式正误判断 ‎1.(2016·杭州市七校期中)下列热化学方程式书写正确的是(　　)‎ A.2SO2＋O2===2SO3　ΔH＝－196.6 kJ/mol ‎ B.2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝－483.6kJ/mol ‎ C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ/mol ‎ D.C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝＋393.5 kJ/mol ‎ 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)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝(E4－E1) kJ·mol－1‎ B.2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝(E2－E3) kJ·mol－1‎ C.C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝(E3－E4) kJ·mol－1‎ D.2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝2(E2－E1) kJ·mol－1‎ 解析　金刚石燃烧是放热反应，ΔH<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(E3－E2) kJ，则2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝2(E2－E3) 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)　ΔH＝(E4－E3) kJ·mol－1，C错误；CO2分解生成CO和氧气是吸热反应，则根据图像可知2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝2(E2－E1) kJ·mol－1，D正确，答案选D。‎ 答案　D 热化学方程式书写 ‎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 N2和3 mol H2充入一密闭容器中发生反应生成氨气，达到平衡时N2的转化率为25%，放出Q kJ的热量，写出N2与H2反应的热化学方程式 ‎___________________________________________________________________。‎ ‎(2)已知1 mol单质Na在足量O2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)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和氢气，在25 ℃、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是___________________________________________________________________‎ ‎___________________________________________________________________。‎ 答案　(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)‎ ΔH＝－4Q kJ·mol－1‎ ‎(2)2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)‎ ΔH＝－511 kJ·mol－1‎ ‎(3)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)‎ ΔH＝－216 kJ·mol－1‎ ‎4.(1)(2018·吉林六校联考)一定条件下，化学反应2H2＋O2===2H2O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O2将HCl转化为Cl2，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)H2O(g)＋CuCl2(s)　ΔH1‎ 反应②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为___________________________________________________________________‎ ‎(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。‎ 答案　(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)‎ ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1‎ ‎(2)2HCl(g)＋O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)‎ ΔH＝ΔH1＋ΔH2‎ ‎【方法规律】‎ 根据反应事实，书写热化学方程式的程序 ‎[真题对接]‎ ‎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.N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－(b－a) kJ·mol－1‎ B.N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1‎ C.2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝2(a＋b－c) kJ·mol－1‎ D.2NH3(l)===N2(g)＋3H2(g)　ΔH＝2(b＋c－a) kJ·mol－1‎ 解析　图示说明0.5 mol N2(g)与1.5 mol H2(g)完全反应生成1 mol NH3(g)时放出(b－a) kJ热量，若生成1 mol NH3(l)放出(b＋c－a) kJ热量。A项，表示1 mol N2参加反应，错误；B项，一是表示1 mol N2参加反应，二是反应放热，ΔH<0，错误；C项，ΔH计算错误。‎ 答案　D ‎2.(1)[2017·天津理综，7(3)]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)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 考点3　标准燃烧热、热值、中和热、能源 ‎[主干精讲]‎ ‎1.标准燃烧热 ‎(1)概念：在101 kPa下，1 mol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、稳定的氧化物等，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→CO2(g)，H→H2O(l)，N→N2(g)，S→SO2(g)等。‎ ‎(2)表示的意义：如C的标准燃烧热为－393.5 kJ·mol－1，表示在101 kPa时，1 mol C完全燃烧放出393.5 kJ的热量。‎ ‎(3)书写热化学方程式：标准燃烧热是以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：C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)　ΔH＝－5 518 kJ·mol－1，‎ 即C8H18的标准燃烧热为－5 518 kJ·mol－1。‎ ‎2.热值 在101 kPa，1 g物质完全燃烧所放出的热量叫做该物质的热值。‎ ‎3.中和热 ‎(1)概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol H2O(l)时的反应热(即所放出的热量)。‎ ‎(2)强酸、强碱稀溶液中和热的表示方法：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。‎ ‎(3)中和热的测定 ‎①测定原理 ΔH＝－ kJ·mol－1‎ c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1。‎ t2—混合溶液的最高温度 t1—起始温度 ‎②装置 ‎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 H2O放出的热量为57.3‎ ‎ kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热，生成1 mol H2O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(t2－t1)出现误差。若(t2－t1)偏大，则|ΔH|偏大；若(t2－t1)偏小，则|ΔH|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 t2－t1‎ ‎|ΔH|‎ 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 能源 ‎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。‎ ‎(2)生物质能的利用 ‎①直接燃烧。‎ ‎②生物化学转换：用含糖较多的农作物转化成乙醇。‎ ‎③热化学转换：转化成热值较高可燃性气体。‎ ‎(3)氢能的利用 ‎①氢能的优点 ‎②氢能的开发方式 a.以天然气、石油和煤为原料，高温下与水蒸气反应：‎ CH4＋H2O(g)CO＋3H2；C＋H2O(g)CO＋H2。‎ b.电解水：2H2O2H2↑＋O2↑。‎ c.使用催化剂，利用太阳能分解水：2H2O2H2↑＋O2↑。‎ d.利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下使水分解产生氢气。‎ ‎[速检速测]‎ ‎1.[明辨是非]正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)燃烧热和中和热 ‎①S(s)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH＝－315 kJ·mol－1(标准燃烧热)(　　)‎ ‎②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)的标准燃烧热为192.9 kJ·mol－1(　　)‎ ‎③葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ·mol－1，则C6H12O6(s)＋3O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－1 400 kJ·mol－1(　　)‎ ‎④已知101 kPa时，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1，则该反应的反应热为221 kJ·mol－1(　　)‎ ‎⑤NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝57.3 kJ·mol－1(中和热)(　　)‎ ‎⑥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(　　)‎ ‎⑦H2(g)的燃烧热是285.8 kJ·mol－1，则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝571.6 kJ·mol－1(　　)‎ ‎⑧CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol－1，则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝2×283.0 kJ·mol－1(　　)‎ ‎⑨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)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：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为 。‎ 答案　3.4×104 kJ·mol－1‎ ‎[模拟题组]‎ 能源的开发和利用 ‎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、CH4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 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SO2，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 燃烧热、中和热概念理解和计算 ‎3.下列有关热化学方程式的叙述正确的是(　　)‎ A.2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol－1‎ B.已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>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＋H2O　ΔH＝－57.4 kJ·mol－1‎ D.已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2；则ΔH1<ΔH2‎ 解析　表示氢气燃烧热时产物中的水应该为液态，且H2的化学计量数为1，故A错误；已知C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>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)＋H2O(l)　ΔH＝－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)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2，完全反应放出的能量高，故ΔH1<ΔH2，故D正确。‎ 答案　D ‎4.一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷(C4H10)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ΔH为(　　)‎ A.＋8Q kJ/mol B.＋16Q kJ/mol C.－8Q kJ/mol D.－16Q kJ/mol 解析　5 mol/L KOH溶液100 mL含有0.5 mol的KOH，生成正盐K2CO3，吸收CO2为0.25 mol。而1 mol丁烷中有4 mol碳原子，所以会生成4 mol CO2，现在生成0.25 mol CO2，可知燃烧了0.062 5 mol丁烷。那么完全燃烧1 mol丁烷，会产生16Q kJ热量，燃烧热的ΔH均小于零，故为－16Q kJ/mol，选D。‎ 答案　D 中和热的测定 ‎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 ‎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t1/℃‎ 终止温度t2/℃‎ 温度差平均值(t2－t1)/℃‎ H2SO4‎ 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/cm3‎ ‎，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。则中和热ΔH＝ (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H2SO4溶液的温度 解析　Ⅰ.(1)需要称量NaOH固体m＝nM＝cVM＝0.5 mol/L×0.25 L×40 g/mol＝5.0 g，Ⅱ.(1)稀强酸、稀强碱反应生成1 mol液态水时放出57.3 kJ的热量，稀硫酸和氢氧化钠稀溶液反应的热化学方程式为：H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol，(2)①4次温度差分别为：4.0 ℃，6.1 ℃，3.9 ℃，4.1 ℃，第2组数据无效，温度差平均值＝＝‎ ＝4.0℃，②50 mL 0.50 mol/L氢氧化钠与30 mL 0.50 mol/L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＝0.025 mol，溶液的质量为：80 mL×1 g/mL＝80 g，温度变化的值为Δt＝4.0 ℃，则生成0.025 mol水放出的热量为Q＝m·c·Δt＝80 g×4.18 J/(g·℃)×4.0 ℃＝1 337.6 J，即1.3 376 kJ，所以实验测得的中和热ΔH＝－＝－53.5 kJ/mol，③a.装置保温、隔热效果差，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故a正确；b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数，会导致所量的氢氧化钠体积偏大，放出的热量偏高，中和热的数值偏大，故b错误；c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中，故c正确；d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度，硫酸的起始温度偏高，测得的热量偏小，中和热的数值偏小，故d正确。‎ 答案　Ⅰ.(1)5.0‎ Ⅱ.(1)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ/mol ‎(2)①4.0　②－53.5 kJ/mol　③acd ‎[真题对接]‎ ‎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 ‎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)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)　ΔH＝x kJ·mol－1‎ 已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1‎ S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1‎ ‎2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1，则x为(　　)‎ A.3a＋b－c B.c－3a－b C.a＋b－c D.c－a－b 解析　由碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，得①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝a kJ·mol－1，将另外两个热化学方程式进行编号：②S(s)＋2K(s)===K2S(s)　ΔH2＝b kJ·mol－1，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s)　ΔH3＝c kJ·mol－1，运用盖斯定律，目标反应可由①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋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：‎ N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH1‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH3‎ ‎4NH3(g)＋O2(g)===2N2H4(l)＋2H2O(l)　ΔH4‎ 则N2H4(l)的标准燃烧热ΔH＝ 。‎ 解析　将题中给出的四个热化学方程式依次编号为①、②、③、④，根据标准燃烧热定义知生成的水应为液态，由盖斯定律×②－①－×④，得ΔH＝ΔH2－ΔH1－ΔH4。‎ 答案　ΔH2－ΔH1－ΔH4‎ 考点4　盖斯定律　反应热的计算 ‎[主干精讲]‎ ‎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，其反应热都是一样的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。如：由反应物A生成产物B可以设计如下两条途径，则ΔH、ΔH1、ΔH2的关系可以表示为ΔH＝ΔH1＋ΔH2。‎ ‎(2)应用 ‎①用盖斯定律可以间接计算某些无法测定的反应热。‎ ‎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)　ΔH1<0，‎ A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0，ΔH1>ΔH2。‎ 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)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0，‎ S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0，ΔH1<ΔH2。‎ ‎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E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。‎ ‎(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ΔH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ΔH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，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。‎ ‎[速检速测]‎ ‎1.[明辨是非]正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)一个反应一步完成或几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越少(　　)‎ ‎(2)已知Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。判断下列变化过程是否正确 ‎①3AlCl(g)＋3CO(g)===Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)　ΔH＝a kJ·mol－1(　　)‎ ‎②AlCl(g)＋CO(g)===Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋C(s)　ΔH＝－a kJ·mol－1(　　)‎ ‎③2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s)===6AlCl(g)＋6CO(g)　ΔH＝－2a kJ·mol－1(　　)‎ 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，ΔH＝ ‎ ‎(2)ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝ ‎ ‎(3)C→F，|ΔH| |ΔH1＋ΔH2＋ΔH6|(填“>”“<”或“＝”)‎ ‎(4)|ΔH1＋ΔH2＋ΔH3| |ΔH4＋ΔH5＋ΔH6|(填“>”“<”或“＝”)‎ 答案　(1)－ΔH6　(2)0　(3)＝　(4)＝‎ ‎[模拟题组]‎ 利用盖斯定律计算反应热 ‎1.[2017·课标全国Ⅲ，28(3)]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＝ 。‎ 解析　由盖斯定律可知①×2－②×3－③可得所求反应，故ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。‎ 答案　2ΔH1－3ΔH2－ΔH3‎ ‎2.(2019·杭州一中月考)已知：Fe2O3(s)＋C(s)===CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH＝＋234.1 kJ·mol－1；‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1。‎ 则2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是(　　)‎ A.－169.4 kJ·mol－1 B.－627.6 kJ·mol－1‎ C.－744.7 kJ·mol－1 D.－824.4 kJ·mol－1‎ 解析　将题目所给热化学方程式编号，①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1；②Fe2O3(s)＋C(s)===CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH＝＋234.1 kJ·mol－1，根据盖斯定律①×－②即可以得到2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1×－234.1 kJ·mol－1≈－824.4 kJ·mol－1，故D正确。‎ 答案　D 利用键能计算反应热 ‎3.(2018·杭州地区重点中学联考)已知：P4(g)＋6Cl2(g)===4PCl3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1，P4(g)＋10Cl2(g)===4PCl5(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，P4具有正四面体结构，PCl5中P—Cl的键能为c kJ·mol－1，PCl3中P—Cl的键能为1.2c 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Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的反应热ΔH C.Cl—Cl的键能为(b－a＋5.6c)/4 kJ·mol－1‎ D.P—P的键能为(5a－3b＋12c)/8 kJ·mol－1‎ 解析　由于氯原子的半径小于磷原子，因此P—P的键能小于P—Cl，A项错误；利用已知的反应可求出Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(g)的焓变，但是无法求出Cl2(g)＋PCl3(g)===PCl5(s)的焓变，B项错误；设两个热化学方程式分别为①、②，②－①可得4Cl2(g)＋4PCl3(g)===4PCl5(g)，则4Cl—Cl＋12P—Cl(PCl3)－20P—Cl(PCl5)＝b－a，代入数据得Cl—Cl＝ kJ·mol－1，C项正确；同理把①×5－②×3，即可求出P—P的键能为 kJ·mol－1(一个P4分子中有6个P—P键)，D项错误。‎ 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、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＜0‎ ‎②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2‎ ‎③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3‎ 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。‎ 由②－①可得：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，结合盖斯定律可得：ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－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)ΔH＝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 CO2(C===O)‎ CH4(C—H)‎ P4(P—P)‎ SiO2(Si—O)‎ 石墨 金刚石 S8(S—S)‎ Si 键数 ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎4‎ ‎1.5‎ ‎2‎ ‎8‎ ‎2‎ 利用盖斯定律书写热化学方程式 ‎5.已知：‎ Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g)　ΔH1＝532.36 kJ·mol－1‎ Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g)　ΔH2＝473.63 kJ·mol－1‎ 写出Na2CO3·H2O脱水反应的热化学方程式 ‎ ‎ 。‎ 答案　Na2CO3·H2O(s)===Na2CO3(s)＋H2O(g)　ΔH＝58.73 kJ·mol－1‎ ‎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　CH4(g)＋2H2O(g)===4H2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－136.5 kJ·mol－1‎ ‎[真题对接]‎ ‎1.(2017·浙江4月选考)已知断裂1 mol H2(g)中的H—H键需要吸收436.4 kJ的能量，断裂1 mol O2(g)中的共价键需要吸收498 kJ的能量，生成H2O(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(　　)‎ A.断裂1 mol H2O中的化学键需要吸收925.6 kJ的能量 B.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－480.4 kJ·mol－1‎ C.2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝471.6 kJ·mol－1‎ D.H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－240.2 kJ·mol－1‎ 解析　本题易错选A。1 mol H2O中含2 mol H—O，断裂1 mol H2O(g)吸收热量为2×462.8 kJ，A选项未说明H2O状态，故不正确；C、D中都为H2O(l)，根据题意，错误；经计算B方程式中ΔH＝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(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)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝ kJ·mol－1‎ D.反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJ·mol－1‎ 解析　A项，反应①、②提供CO2和H2，正确；B项，反应③将CO2转化为有机原料，是CO2的资源利用，正确；C项，反应生成液态水，ΔH≠ kJ·mol－1，错误；D项，目标反应可由反应②×2＋③×2＋④获得，计算ΔH为(2b＋2c＋d) kJ·mol－1，正确。‎ 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H2所需能量较少的是 。‎ 解析　系统Ⅰ制氢，反应③中有H2生成，要消掉HI，②中有HI还有SO2，要消掉SO2，要和①相加，将系统(Ⅰ)中三个反应相加得H2O(l)===H2(g)＋O2(g)，计算反应热ΔH＝327＋(－151)＋110＝286 (kJ/mol)。同理将系统(Ⅱ)中三个反应相加得H2S(g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝20 kJ/mol，制得等量H2，系统Ⅱ所需能量较少。‎ 答案　H2O(l)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝286 kJ/mol H2S (g)===H2(g)＋S(s)　ΔH＝20 kJ/mol　系统(Ⅱ)‎ 课时训练 一、选择题 ‎1.反应A＋B→C(ΔH<0)分两步进行：①A＋B→X(ΔH>0)，②X→C(ΔH<0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)‎ 解析　由反应A＋B→C(ΔH<0)分两步进行①A＋B→X(ΔH>0)　②X→C(ΔH<0)可以看出，A＋B→C(ΔH<0)是放热反应，A和B的能量之和大于C，由①A＋B→X(ΔH>0)可知这步反应是吸热反应，X→C(ΔH<0)是放热反应，故X的能量大于A＋B；A＋B的能量大于C；X的能量大于C，图像D符合。‎ 答案　D ‎2.反应物X分别转化为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.由图可知等物质的量的Y的能量一定比X的能量高 D.升高温度可提高X→Z的反应速率 解析　A.由X→Y反应的ΔH＝E3－E2，A错误；B.由X→Z反应的ΔH＝E1－E2<0，B错误；C.物质能量的高低还与物质所处的状态有关，C错误；D.温度升高化学反应速率加快，D正确，答案选D。‎ 答案　D ‎3.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　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。‎ 答案　C ‎4.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　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。‎ 答案　B ‎5.一定条件下，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　由图可知，A项，ΔH＝(a－b) kJ·mol－1；B项，ΔH＝2(a－b) kJ·mol－1；C项，ΔH＝(a－b－c) kJ·mol－1；D项，ΔH＝2(a－b－c) kJ·mol－1。‎ 答案　D ‎6.(2017·11月浙江选考，19)根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.ΔH5＞0‎ B.ΔH1＋ΔH2＝0‎ C.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5‎ D.ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0‎ 解析　根据气态水变液态水放热，故A错误；由转化关系图可知ΔH1＋ΔH2≠0，故B错误；由转化关系图可知ΔH3≠ΔH4＋ΔH5，故C错误；由转化关系图可知，经过一个循环之后回到原始状态，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0，故D正确。‎ 答案　D ‎7.肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反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　由题中的图像可以看出断裂1 mol N2H4(g)和1 mol O2(g)中的化学键所要吸收的能量为：2 752 kJ－534 kJ＝2 218 kJ，设断裂1 mol N—H键所需要的能量为x，则154 kJ＋4x＋500 kJ＝2 218 kJ，解得x＝391 kJ。‎ 答案　B ‎8.在25 ℃、101 kPa下，1 mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4 mol红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量关系如图所示：‎ 由此判断，下列说法正确的是(　　)‎ A.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定 B.由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定 C.由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷比白磷能量高，白磷比红磷稳定 D.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷能量低，红磷比白磷稳定 解析　由图像知：白磷比红磷能量高，能量越高越不稳定，故红磷比白磷稳定，红磷转化为白磷时需要吸收能量，属于吸热反应。‎ 答案　D ‎9.25 ℃、101 kPa下，煤炭、氢气、天然气和甲醇(CH3OH)等几种燃料的热值(指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量)依次是33 kJ·g－1、143 kJ·g－1、56 kJ·g－1、23 kJ·g－1，则下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A.C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－396 kJ·mol－1‎ B.CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－896 kJ·mol－1‎ C.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1‎ D.CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝736 kJ·mol－1‎ 解析　煤炭的热值是33 kJ·g－1，则12 g煤炭完全燃烧放出的热量为396 kJ，所以热化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－396 kJ·mol－1，A错误；天然气的热值是56 kJ·g－1，则16 g CH4完全燃烧放出的热量为896 kJ，所以热化学方程式：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－896 kJ·mol－1，B正确；氢气的热值是143 kJ·g－1，则4 g H2完全燃烧放出的热量为572 kJ，所以热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572 kJ·mol－1，C错误；甲醇(CH3OH)的热值是23 kJ·g－1，则32 g CH3OH完全燃烧放出的热量为736 kJ，所以热化学方程式：CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－736 kJ·mol－1，D错误。‎ 答案　B ‎10.(2019·绍兴适应性考试)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 根据表中数据计算上述反应的ΔH(kJ·mol－1)(　　)‎ A.－124 B.＋124 ‎ C.＋1 172 D.－1 048‎ 解析　由反应热＝反应物总键能－生成物总键能可知ΔH＝(5×412＋348－3×412－612－436)kJ· mol－1＝＋124 kJ· mol－1。‎ 答案　B ‎11.在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应 H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1‎ ‎2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2‎ H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH3‎ ‎2S(g)===S2(g)　ΔH4‎ 则ΔH4的正确表达式为(　　)‎ A.ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)‎ B.ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)‎ C.ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)‎ D.ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)‎ 解析　②式中含有S2(g)、③式中含有S(g)，根据盖斯定律可知，②×－③×2得2S(g)＋SO2(g)＋H2O(g)===H2S(g)＋S2(g)＋O2(g)，然后再加①×得2S(g)===S2(g)，所以ΔH4＝ΔH2×＋ΔH1×－ΔH3×2。‎ 答案　A ‎12.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　设三个热化学方程式依次是①、②、③，根据盖斯定律，③×12＋②×5－①×2得：4C3H5(ONO2)3(l)===12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)　ΔH＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1。‎ 答案　A 二、非选择题 ‎13.完成下列各题：‎ ‎(1)已知：25 ℃、101 kPa时，Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s)　ΔH＝－520 kJ/mol S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－297 kJ/mol Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)‎ ΔH＝－1 065 kJ/mol SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是 。‎ ‎(2)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料，液态过氧化氢为助燃剂。已知：‎ N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534 kJ·mol－1‎ H2O2(l)===H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝－98 kJ·mol－1‎ H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1‎ 试写出N2H4和液态H2O2反应生成气态水的热化学方程式 ‎ ‎ 。‎ ‎(3)[2017·浙江4月选考，30(1)]已知：2Al2O3(s)===4Al(g)＋3O2(g)　ΔH1＝＋3 351 kJ·mol－1‎ ‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2＝－221 kJ·mol－1‎ ‎2Al(g)＋N2(g)===2AlN(s)　ΔH3＝－318 kJ·mol－1‎ 碳热还原Al2O3合成AlN的总热化学方程式是 ‎ ‎ 。‎ ‎(4)[2016·浙江10月选考，30(2)①]已知：Cl2(g)＋2NaOH(aq)===NaCl(aq)＋NaClO(aq)＋H2O(l)　ΔH1＝－102 kJ·mol－1‎ ‎3Cl2(g)＋6NaOH(aq)===5NaCl(aq)＋NaClO3(aq)＋3H2O(l)　ΔH2＝－422 kJ·mol－1‎ 写出在溶液中NaClO分解生成NaClO3的热化学方程式 ‎ ‎ ‎ 。‎ 答案　(1)MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s)　ΔH＝－248 kJ/mol ‎(2)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－642 kJ·mol－1‎ ‎(3)Al2O3(s)＋3C(s)＋N2(g)===2AlN(s)＋3CO(g)　ΔH＝＋1 026 kJ·mol－1‎ ‎(4)3NaClO(aq)===2NaCl(aq)＋NaClO3(aq)　ΔH＝－116 kJ·mol－1‎ ‎14.化学键的键能是指气态原子间形成1 mol化学键时释放的能量。下表列出了某些化学键的键能：‎ 化学键 H—H O===O O—H 键能(kJ·mol－1)‎ ‎436‎ x ‎463‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)①如图表示某反应的能量变化关系图，此反应为 (填 “放热”或“吸热”)反应，其中ΔH＝ kJ·mol－1(用含C和D的字母表示)。‎ ‎②若此能量变化关系图表示反应H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，则B＝ kJ·mol－1，x＝ 。‎ ‎(2)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：‎ 反应 Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)　ΔH1‎ 反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)NH4HCO3(aq)　ΔH2‎ 反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)　ΔH3‎ ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是：ΔH3＝ 。‎ 解析　(1)①根据能量变化关系图，反应物的总能量比生成物的高，此反应为放热反应，焓变值＝生成物总能量－反应物总能量，ΔH＝(C－D) kJ·mol－1；②B为1 mol水的总键能，因此B＝463 kJ·mol－1×2＝926 kJ·mol－1，焓变值＝反应物的键能之和－生成物的键能之和，ΔH＝－241.8 kJ·mol－1＝436 kJ·mol－1＋x kJ·mol－1×－463 kJ·mol－1×2，x＝496.4 kJ·mol－1。(2)根据盖斯定律，由反应Ⅱ×2减反应Ⅰ可得：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)，则有ΔH3＝2ΔH2－ΔH1。‎ 答案　(1)①放热　C—D　②926　496.4‎ ‎(2)2ΔH2－ΔH1‎ ‎15.(2018·江西重点中学联考)‎ 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做键能。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形成的过程。在化学反应过程中，破坏化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。‎ 化学键 H—H N—H N≡N 键能/(kJ·mol－1)‎ ‎436‎ ‎391‎ ‎945‎ 已知反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1试根据表中所列键能数据估算a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(石墨，s)＋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(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变ΔH＝ 。‎ ‎(4)根据键能数据估算CH4(g)＋4F2(g)===CF4(g)＋4HF(g)的反应热ΔH为 。‎ 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/(kJ·mol－1)‎ ‎414‎ ‎489‎ ‎565‎ ‎155‎ ‎(5)将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：‎ TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g)　ΔH＝140.5 kJ·mol－1‎ C(s，石墨)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1‎ 则反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s，石墨)===TiCl4(l)＋2CO(g)的ΔH是 。‎ 解析　(1)设1 mol CH3OH(l)完全燃烧生成CO2气体和液态水放出的热量为Q kJ。则有＝，解得Q＝726.4，所以甲醇燃烧的热化学方程式为CH ‎3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1。‎ ‎(2)反应热ΔH＝a kJ·mol－1＝∑E(反应物)－∑E(生成物)＝3×436 kJ·mol－1＋945 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－93 kJ·mol－1。‎ ‎(3)C(石墨，s)与H2(g)反应生成C2H2(g)的热化学方程式为2C(石墨，s)＋H2(g)===C2H2(g)　ΔH，根据盖斯定律可得出ΔH＝＝[4×(－393.5 kJ·mol－1)＋(－571.6 kJ·mol－1)－(－2 599 kJ·mol－1)]×＝＋226.7 kJ·mol－1。‎ ‎(4)ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和＝414 kJ·mol－1×4＋155 kJ·mol－1×4－489 kJ·mol－1×4－565 kJ·mol－1×4＝－1 940 kJ·mol－1。‎ 答案　(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－726.4 kJ·mol－1‎ ‎(2)－93‎ ‎(3)＋226.7 kJ·mol－1‎ ‎(4)－1 940 kJ·mol－1‎ ‎(5)－80.5 kJ·mol－1‎