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文档介绍
2018届一轮复习人教版化学能与热能学案(1)
化学能与热能 1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。 2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。 3.了解热化学方程式的含义。 4.了解焓变与反应热的含义。了解ΔH＝H(反应产物)－H(反应物)表达式的含义。 5．理解盖斯定律。 6.能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。 一、焓变与反应热 1．焓变、反应热 (1)焓(H) 用于描述物质所具有能量的物理量。 (2)焓变(ΔH) ΔH＝H(生成物)—H(反应物)。单位 J·mol－1 或 kJ·mol－1。 (3)反应热 指当化学反应在一定温度下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号 Q 表示，单位 J·mol－1 或 kJ·mol －1。 (4)焓变与反应热的关系 对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：ΔH＝Qp。 2．吸热反应和放热反应 (1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析，如图所示。 (2)从反应热的量化参数——键能的角度分析 (3)常见放热反应 ①可燃物的燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应； ④金属与酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化。 (4)常见吸热反应 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碳与水蒸气、C 与 CO2 的反应。 二、热化学方程式的书写与正误判断 1．概念 表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 2．意义 表明了化学反应中的物质变化和能量变化。 如：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 表示在 25 ℃，101 kPa 时，1_mol 固体碳和 1_mol 氧气 反应生成 1mol 二氧化碳，同时放出 393.5kJ 的热量。 3．书写 (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“－”、数字和单位(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”等反应条件。 (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。 三、 燃烧热 中和热及其测定 1．燃烧热 (1)概念：在 101 kPa 时，1_mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。 燃烧热的单位一般用 kJ·mol－1 表示。 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氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。 (2)表示的意义：例如 C 的燃烧热为 393.5 kJ·mol－1，表示在 101 kPa 时，1 mol C 完全燃烧生成 CO2 气体时 放出 393.5 kJ 的热量。 (3)书写热化学方程式：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)＋25 2 O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5 518 kJ·mol－1，即 C8H18 的燃烧热为 5 518 kJ·mol－1。 (4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为 Q 放＝n(可燃物)×ΔH 式中：Q 放为可燃物燃烧反应放出的热量；n 为可燃物的物质的量；ΔH 为可燃物的燃烧热。 2．中和热 (1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成 1_mol_液态 H2O 时的反应热叫中和热。 (2)注意几个限定词：①稀溶液；②产物是 1 mol 液态 H2O；③用离子方程式可表示为 OH － (aq)＋H ＋ (aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。 (3)中和热的测定 ①测定原理 ΔH＝ m 酸＋m 碱· c· t 终－t 始 n c＝4.18 J·g－1·℃－1＝4.18×10－3 kJ·g－1·℃－1；n 为生成 H2O 的物质的量。 ②装置如图(在横线上填出仪器的名称) 四、 盖斯定律、反应热的计算与判断 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，其反应焓变都是一样。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)意义 间接计算某些反应的反应热。 (3)应用 方程式 反应热间的关系 aA――→ΔH1 B、A――→ΔH2 1 aB ΔH1＝aΔH2 A ΔH1 ΔH2 B ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 2.ΔH 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。 【特别提醒】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的关系。 (2)ΔH 的符号：比较反应热的大小时，不要只比较ΔH 数值的大小，还要考虑其符号。 (3)参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的ΔH 越小，吸 热反应的ΔH 越大。 (4)反应的程度：参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。 3．反应热的计算 (1)主要依据 热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热、中和热等。 (2)主要方法 ①根据热化学方程式计算 反应热与反应物和生成物各物质的物质的量成正比。 ②根据图示中能量变化来确定焓变。 ΔH＝H(生成物)－_H(反应物) ③依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算 ΔH＝E 反应物的化学键断裂吸收的能量－E 生成物的化学键形成释放的能量 ④根据盖斯定律计算 应用盖斯定律常用以下两种方法。 a．热化学方程式相加或相减，如由 C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1； C(s)＋1 2O2(g)===CO(g) ΔH2； 可得 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝2(ΔH1－ΔH2) b．合理设计反应途径，如 ，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2。 ⑤根据物质燃烧热数值计算 Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH| ⑥根据比热公式进行计算 Q＝c·m·ΔT 高频考点一 活化能与焓变的关系 例 1．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反应物 ―→[A…B…C]过渡态 ―→ AB＋C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 【答案】 D 【变式探究】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( ) 【答案】 D 高频考点二 中和热测定误差分析和数据处理 例 2．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 50mL0.50mol·L－1 盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；②用另一量筒量取 50mL0.55mol·L－ 1NaOH 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)如上图装置中碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是什么？ (3)怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？ (4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是 1g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容 c＝4.18J·g－1·℃－1。为 了计算中和热，某学生实验记录数据如下： 实验序号 起始温度 t1/℃ 终止温度 t2/℃ 混合溶液 盐酸 氢氧化钠溶液 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)。 (5)________(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 ________________________________________________________________________。 (6)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 1L1mol·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________________。 【答案】 (1)确保盐酸被完全中和 (2)保温、隔热，减少实验过程中热量的损失。 (3)实验时应用环形玻 璃搅拌棒上下搅动；因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。 (4)－ 51.8kJ·mol－1 (5)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 (6)ΔH1 ＝ΔH2<ΔH3 高频考点三 判断热化学方程式的正误 例 3．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．CH3OH(l)的燃烧热为 1 452 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＝＋135.9 kJ·mol 【答案】 B 【解析】 CH3OH(l)的燃烧热是指 1 mol CH3OH(l)完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，故 CH3OH(l) 的燃烧热为 726 kJ·mol－1，A 项错误；令 H2(g)和 CH3OH(l)的质量都为 1 g，则 1 g H2(g)完全燃烧时放出的 热量为 571.6 4 kJ＝142.9 kJ,1 g CH3OH(l)完全燃烧时放出的热量为 1 452 2×32 kJ≈22.7 kJ，故同质量时 H2(g)放出的 热量多，B 项正确；SO 2－ 4 和 Ba2＋反应生成 BaSO4 沉淀时要放出热量，故 C 项反应的ΔH<－57.3 kJ·mol－1， C 项错误；根据盖斯定律，由(题干中第一个反应×3－题干中第二个反应)×1 2 可得：3H2(g)＋ CO2(g)===CH3OH(l)＋H2O(l)，故ΔH＝(－571.6 kJ·mol－1×3＋1 452 kJ·mol－1)×1 2 ＝－131.4 kJ·mol－1，D 项错误。学科@网 【变式探究】实验测得：101kPa 时，1molH2 完全燃烧生成液态水，放出 285.8kJ 的热量；1molCH4 完全燃 烧生成液态水和 CO2，放出 890.3kJ 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＝＋890.3kJ·mol－1 ②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3kJ·mol－1 ③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890.3kJ·mol－1 ④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ·mol－1 A．仅有② B．仅有②④ C．仅有②③④ D．全部符合要求 【答案】 B 高频考点四 依据反应事实书写热化学方程式 例 4．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 2gSiH4 自燃放出 热量 89.2kJ。SiH4 自燃的热化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)在 25℃、101kPa 下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量 QkJ，其燃烧生成的 CO2 用过量饱和石灰 水吸收可得 100gCaCO3 沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 【答案】 (1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1427.2kJ·mol－1 (2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－2QkJ·mol－1 高频考点五 依据能量图像书写热化学方程式 例 5．已知化学反应 A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如图所示，请写出该反应的热化学方程式： __________________________________________________________________________。 【答案】 A2(g)＋B2(g)===2AB(g) ΔH＝＋(a－b) kJ·mol－1 【解析】 由图可知，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。 【变式探究】 (1)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： ___________________________________________________。 (2)化学反应 N2＋3H2 2NH3 的能量变化如图所示(假设该反应反应完全) 试写出 N2(g)和 H2(g)反应生成 NH3(l)的热化学方程式： _______________________________________________________________。 【答案】 (1)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1 (2)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(l) ΔH＝－2(b＋c－a)kJ·mol－1 高频考点六 依据共价键数，利用键能计算反应热 例 6．已知 1g 氢气完全燃烧生成液态水时放出热量 143kJ,18g 水蒸气变成液态水放出 44kJ 的热量。其他相 关数据如下表： O===O H—H H—O(g) 1mol 化学键断裂时需 要吸收的能量/kJ 496 436 x 则表中 x 为( ) A．920B．557 C．463D．188 【答案】 C 【解析】 根据题意，可得热化学方程式为 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572kJ·mol－1；而 18g 水蒸气 变成液态水时放出 44kJ 热量，则 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484kJ·mol－1，即－484kJ＝2×436kJ＋ 496kJ－4xkJ，解得 x＝463。学科@网 【变式探究】通常把拆开 1mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的 强弱，也可用于估算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的ΔH 等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中 形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。 化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 键能/kJ·mol－1 460 360 436 431 176 347 工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH 为______。 【答案】 ＋236kJ·mol－1 高频考点七 利用盖斯定律书写热化学方程式 例 7．LiH 可作飞船的燃料，已知下列反应： ①2Li(s)＋H2(g)===2LiH(s) ΔH＝－182kJ·mol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572kJ·mol－1 ③4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s) ΔH＝－1196kJ·mol－1 试写出 LiH 在 O2 中燃烧的热化学方程式。 【答案】 2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l) ΔH＝－702kJ·mol－1 【解析】 2LiH(s)===2Li(s)＋H2(g) ΔH＝＋182kJ·mol－1 2Li(s)＋1 2O2(g)===Li2O(s) ΔH＝－598kJ·mol－1 H2(g)＋1 2O2(g)===H2O(l) ΔH＝－286kJ·mol－1 上述三式相加得：2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l) ΔH＝－702kJ·mol－1。 高频考点八 利用盖斯定律计算反应热 例 8．在 25℃、101kPa 时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为 393.5kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、870.3kJ·mol －1，则 2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为( ) A．－488.3kJ·mol－1 B．＋488.3kJ·mol－1 C．－191kJ·mol－1 D．＋191kJ·mol－1 【答案】 A 高频考点九 利用盖斯定律定性判断ΔH 间的关系 例 9．在 1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应： H2S(g)＋3 2O2(g)===SO2(g)＋H2O(g) ΔH1 2H2S(g)＋SO2(g)===3 2S2(g)＋2H2O(g) ΔH2 H2S(g)＋1 2O2(g)===S(g)＋H2O(g) ΔH3 2S(g)===S2(g) ΔH4 则ΔH4 的正确表达式为( ) A．ΔH4＝2 3(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) B．ΔH4＝2 3(3ΔH3－ΔH1－ΔH2) C．ΔH4＝3 2(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3) D．ΔH4＝3 2(ΔH1－ΔH2－3ΔH3) 【答案】 A 【解析】 给题中方程式依次编号为①、②、③、④。 ③×2 颠倒方向得： 2S(g)＋2H2O(g)===2H2S(g)＋O2(g) －2ΔH3 ②×2 3 ： 4 3H2S(g)＋2 3SO2(g)===S2(g)＋4 3H2O(g) 2 3ΔH2 ①×2 3 ： 2 3H2S(g)＋O2(g)===2 3SO2(g)＋2 3H2O(g) 2 3ΔH1 上述三式相加得： 2S(g)===S2(g) ΔH4＝2 3ΔH1＋2 3ΔH2－2ΔH3 ＝2 3(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。学科@网 【变式探究】室温下，将 1mol 的 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将 1mol 的 CuSO4(s) 溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4(s)·5H2O(s)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 【答案】 B ΔH1>0① CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO2－ 4 (aq) ΔH2<0② CuSO4·5H2O(s)===== △ CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH3>0③ ②＋③： CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO2－ 4 (aq)＋5H2O(l) ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 由于ΔH1>0，ΔH2<0，ΔH3>0，所以ΔH1<ΔH3。学科@网 高频考点十 能源 例 10．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．2mol 液态 H2O 具有的总能量低于 2molH2 和 1molO2 的能量 D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值 【答案】 C 【变式探究】为缓解能源紧张，越来越多的国家开始重视生物质能源(利用能源作物和有机废料，经过加工 转变为生物燃料的一种能源)的开发利用。 (1)如图是某国能源结构比例图，其中生物质能源所占的比例是______。 (2)生物柴油是由动植物油脂转化而来，其主要成分为脂肪酸酯，几乎不含硫，生物降解性好，一些国家已 将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用，下列说法正确的是________。 ①生物柴油是可再生资源 ②可减少二氧化硫的排放 ③与普通柴油相比易分解 ④与普通柴油制取方法相同 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 【答案】 (1)27% (2)A 【解析】 (1)油料作物和甘蔗是能源作物，属于生物质能源；化石燃料不是生物质能源。 (2)生物柴油的原料是动植物油脂，可再生(①对)，几乎不含硫(②对)，生物降解性好(③对)，主要成分为酯 类，而普通柴油源于烃类(石油)，所以④错。学科@网 1 ．【 2016 年 高 考 海 南 卷 】 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 1kg 该化合物释放出热量 3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热 △ H 为（ ） A．3.8×104kJ·mol-1 B．－3.8×104kJ·mol-1 C．3.4×104kJ·mol-1 D．－3.4×104kJ·mol-1 【答案】D 2．【2016 年高考海南卷】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 【答案】BC 3．【2016 年高考江苏卷】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=571.6kJ·mol–1 ②焦炭与水反应制氢：C（s）+ H2O(g) ＝CO（g）+ H2（g）ΔH2=131.3kJ·mol–1 ③甲烷与水反应制氢：CH4（g）+ H2O(g)＝CO（g）+3H2（g）ΔH3=206.1kJ·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=74.8kJ·mol–1 【答案】D 【解析】①中太阳能转化为化学能，A 错误；②中ΔH2===131.3 kJ·mol–1＞0，反应为吸热反应，B 错误；使 用催化剂能改变反应的活化能，从而改变反应速率，但不能改变化学反应的焓变，C 错误；根据盖斯定律： ③－②即可得反应 CH4（g）===C（s）+2H2（g）的ΔH＝206.1 kJ·mol–1－131.3 kJ·mol–1＝74.8 kJ·mol–1，D 正确。学科@网 4．【2016 年高考天津卷】(14 分)氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。 回答下列问题： （2）氢气可用于制备 H2O2。已知： H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1 O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2 其中 A、B 为有机物，两反应均为自发反应，则 H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“>”、“<”或“=”)。 【答案】 （2）＜ 【解析】 （2）①H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1，②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，两反应的ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，因 为均为两反应自发反应，因此ΔH 均小于 0，将①+②得：H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH=ΔH1+ΔH1＜0，故答案 为：＜；学科@网 5．【2016 年高考新课标Ⅱ卷】联氨（又称联肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火 箭燃料，回答下列问题： （1）联氨分子的电子式为_________，其中氮的化合价为______。 （2）实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为_____ ______。 （3）①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) △H1 ②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) △H2 ③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) △H3 ④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) △H4=-1048.9kJ/mol 上述反应热效应之间的关系式为△H4=________________，联氨和 N2O4 可作为火箭推进剂的主要原因为 _________________________________________________。 【答案】26、（1） ；-2 （2）NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O （3）△H4=2△H3-2△H2-△H1 ；反应放热量大、产生大量气体 6．【2016 年高考新课标Ⅲ卷】（15 分） 煤燃烧排放的烟气含有 SO2 和 NOx，形成酸雨、污染大气，采用 NaClO2 溶液作为吸收剂可同时对烟气进行 脱硫、脱硝，回答下列问题： （4）如果采用 NaClO、Ca（ClO）2 替代 NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。 ①从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2 相比 NaClO 具有的有点是_______。 ②已知下列反应： SO2(g)+2OH− (aq) ===SO32− (aq)+H2O(l) ΔH1 ClO− (aq)+SO32− (aq) ===SO42− (aq)+Cl− (aq) ΔH2 CaSO4(s) ===Ca2+（aq）+SO42−（aq） ΔH3 则反应 SO2(g)+ Ca2+（aq）+ ClO− (aq) +2OH− (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH=______。 【答案】 （4）①生成的硫酸钙微溶，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行②△H1＋△H2－△H3 7．【2016 年高考浙江卷】（15 分）催化还原 CO2 是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明， 在 Cu/ZnO 催化剂存在下，CO2 和 H2 可发生两个平衡反应，分别生成 CH3OH 和 CO。反应的热化学方程式 如下： CO2（g）+3 H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2 II 某实验室控制 CO2 和 H2 初始投料比为 1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据： 【备注】Cat.1:Cu/ZnO 纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO 纳米片；甲醇选择性：转化的 CO2 中生成甲醛的百分比 已知：①CO 和 H2 的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1 和-285.8kJ·mol-1 ②H2O（l） H2O（g） ΔH3=44.0kJ·mol-1 请回答（不考虑温度对ΔH 的影响）： （1）反应 I 的平衡常数表达式 K= ；反应 II 的ΔH2= kJ·mol-1。 （4）在右图中分别画出 I 在无催化剂、有 Cat.1 和由 Cat.2 三种情况下“反应过程-能量”示意图．．．。 【答案】（1） 3 2 3 2 2 (CH OH) (H O) (CO ) (H ) c c c c +41.2 （4） （4）从表中数据分析，在催化剂 Cat.2 的作用下，甲醇的选择性更大，说明催化剂 Cat.2 对反应Ⅰ的催化 效果更好，催化剂能降低反应的活化能，说明使用催化剂 Cat.2 的反应过程中活化能更低，故图为： 1．【2015 重庆理综化学】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 已知硫的燃烧热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 【答案】A 2．【2015 北京理综化学】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： 下列说法中正确的是（ ） 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 【答案】C 【解析】根据能量--反应过程的图像知，状态 I 的能量高于状态 III 的能量，故该过程是放热反应，A 错误； 根据状态 I、II、III 可以看出整个过程中 CO 中的 C 和 O 形成的化学键没有断裂，故 B 错误；由图 III 可知， 生成物是 CO2，具有极性共价键，故 C 正确；状态Ⅰ →状态Ⅲ表示 CO 与 O 反应的过程，故 D 错误。 3．【2015 海南化学】己知丙烷的燃烧热△H=-2215KJ·mol-1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成 1.8g 水，则 放出的热量约为（ ） A．55 kJ B．220 kJ C． 550 kJ D．1108 kJ 【答案】A 4．【2015 江苏化学】下列说法正确的是（ ） A．分子式为 C2H6O 的有机化合物性质相同 B．相同条件下，等质量的碳按 a、b 两种途径完全转化，途径 a 比途径 b 放出更多热能 途径 a：C H2O 高温 CO+H2 O2 燃烧 CO2+H2O 途径 b：C O2 燃烧 CO2 C．在氧化还原反应中，还原剂失去电子总数等于氧化剂得到电子的总数 D．通过化学变化可以直接将水转变为汽油 【答案】C 【解析】A、C2H6O 可以是 CH3CH2OH，也可以是 CH3OCH3，化学性质不同，故 A 错误；B、根据盖斯定 律，反应热只跟始态和终态有关，跟反应过程无关，始态和终态不变，反应热不变，等质量 C 生成 CO2， 放出热量相同，故 B 错误；C、氧化还原反应中，得失电子数目守恒，故 C 正确；D、违背了化学变化的元 素守恒，故 D 错误。学科@网 1．(2014·新课标全国Ⅱ ,13)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 【答案】 B 2．(1)[2014·四川化学，11(3)]已知：25 ℃、101 kPa 时， Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s) ΔH＝－520 kJ·mol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－297 kJ·mol－1 Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)ΔH＝－1 065 kJ·mol－1 SO2 与 MnO2 反应生成无水 MnSO4 的热化学方程式是 ________________________________________________________________________。 (2)[2014·广东理综，31(1)]用 CaSO4 代替 O2 与燃料 CO 反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯 CO2，是一 种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。 ① 1/4CaSO4(s)＋CO(g) 1/4CaS(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.3 kJ·mol－1 ② CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋CO2(g) ＋SO2(g) ΔH2＝＋210.5 kJ·mol－1 ③ CO(g) 1/2C(s)＋1/2CO2(g) ΔH3＝－86.2 kJ·mol－1 反应2CaSO4(s)＋7CO(g) CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3 表示) 【答案】 (1)MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－248 kJ·mol－1 (2)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3 【解析】 (1)将题中三个热化学方程式由上到下依次编号为①、②、③； 根据盖斯定律可知，③－①－②得 MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－1 065 kJ·mol－1＋520 kJ·mol－1＋297 kJ·mol－1＝－248 kJ·mol－1 学科@网 3．(2014·江苏，10)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 【答案】 C 4．(2014·重庆理综，6)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、496 和 462 kJ·mol－1，则 a 为( )。 A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130 【答案】 D 【解析】 按顺序将题中两个热化学方程式分别编号为①和②，依据盖斯定律，②－①×2 得：2H2(g)＋ O2(g)===2H2O(g) ΔH＝ － (220＋2a) kJ·mol－1 代入相关数据得：(2×436＋496)－4×462＝－(220＋2a)，解 得 a＝＋130，D 项正确。 5．(1)[2014·全国新课标Ⅰ，28(2)]已知： 甲醇脱水反应 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1 甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1 乙醇异构化反应 C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1 则乙烯气相直接水合反应 C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 (2)[2013·四川化学，11(5)]焙烧明矾产生的 SO2 可用于制硫酸。已知 25 ℃、101 kPa 时： 2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH1＝－197 kJ·mol－1； H2O(g)===H2O(l) ΔH2＝－44 kJ·mol－1； 2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l) ΔH3＝－545 kJ·mol－1。 则 SO3(g)与 H2O(l)反应的热化学方程式是_______________________________________。 【答案】 (1)－45.5 (2)SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l) ΔH4＝－130 kJ·mol－1 【解析】 (1)将题中给出的三个热化学方程式依次编号为①，②，③，根据盖斯定律，由①－②－③得： C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH＝－45.5 kJ·mol－1。 (2)根据盖斯定律，得出 SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l) ΔH4 只须按下式进行即可： ΔH＝1 2(ΔH3－ΔH1－2ΔH2)＝－130 kJ·mol－1 热化学方程式应为： SO3(g)＋H2O(l)===H2SO4(l) ΔH＝－130 kJ·mol－1 学科@网 6．（2014·重庆理综化学卷，T6）已知 C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g) ΔH＝akJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－220kJ·mol－1 H－H、O＝O 和 O－H 键的键能分别为 436、496 和 462kJ·mol－1,则 a 为( ) A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130 【答案】D 【解析】设两个热化学方程式分别为①②，根据盖斯定律②-①×2 得： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-(220+2a)KJ/mol，则有：2×436+496-4×462= -(220+2a)，则 a=+130，答案选 D。 7．（2014·上海单科化学卷，T9）1，3-丁二烯和 2-丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下： CH2=CH—CH=CH2(g) + 2H2(g) → CH3CH2CH2CH3(g) + 236.6 kJ CH3-C≡C-CH3(g) + 2H2(g) → CH3CH2CH2CH3(g) + 272.7 kJ 由此不能判断 A．1，3-丁二烯和 2-丁炔稳定性的相对大小 B．1，3-丁二烯和 2-丁炔分子储存能量的相对高低 C．1，3-丁二烯和 2-丁炔相互转化的热效应 D．一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键键能之和的大小 【答案】D 8．（2014·全国新课标 I 化学卷，T9）已知分解 1mol H2O2 放出热量 98KJ。在含有少量 I 的溶液中，H2O2 分解的机理为： H2O2+ I H2O+IO H2O2+ IO H2O+O2+ I 下列有关该反应的说法正确的是（ ） A．反应速率与 I 浓度有关 B．IO 也是该反应的催化剂 C．反应活化能等于 98KJ mol-1 D． 2 2 2 2(H O ) (H O) (O )v v v 【答案】A 9．（2014·全国新课标 II 化学卷，T13）室温下，将1mol 的 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热 效应为ΔH1，将1mol 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 【答案】B 【解析】根据题意，发生反应的热化学方程式为： CuSO4·5H2O(s)溶于水（溶液温度降低，该过程为吸热过程）： CuSO4·5H2O(s) Cu2+( aq )+SO42-( aq )+5H2O(l ) ΔH1>0 CuSO4(s)溶于水会（使溶液温度升高，该过程为放热过程） CuSO4(s) Cu2+( aq )+SO42-( aq ) ΔH2<0 CuSO4·5H2O(s)受热分解的热化学方程式为 CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s) +5H2O(l ) ΔH3 根据盖斯定律可知：ΔH3=ΔH1-ΔH2>0 A、根据上述分析，ΔH2<0，ΔH3 >0，所以 A 错误；B、ΔH3=ΔH1-ΔH2（ΔH2<0），所以ΔH3>ΔH1，B 正 确；C、ΔH3=ΔH1-ΔH2，C 错误；D、ΔH1+ΔH2<ΔH3，D 错误。学科@网 10．（2014·江苏单科化学卷，T10） 已知：C(s)＋O2(g)＝CO2(g) △H1 CO2(g)＋C(s)＝2CO(g) △H2 2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H3 4Fe(s)＋3O3(g)＝2Fe2O3(s) △H4 3 CO(g)＋Fe2O3(s)＝3CO2(g)＋2Fe(s) △H5 下列关于上述反应焓变的判断正确的是 A．△H1＞0，△H3＜0 B．△H2＞0，△H4＞0 C．△H1＝△H2＋△H3 D．△H3＝△H4＋△H5 【答案】C 11、（2014·海南单科化学卷，T8）某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是 A、反应过程 a 有催化剂参与 B、该反应为放热反应，热效应等于△H C、改变催化剂，可改变该反应的活化能 D、有催化剂的条件下，反应的活化能等于 E1+E2 【答案】BC 【解析】A、由图可知，反应过程 a 需要的活化能比 b 要高，所以 a 没有催化剂参与，A 错误；B、由图可 知，该反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以该反应属于放热反应，反应的热效应等于反应 物与生成物能量之差，即△H，B 正确；C、使用催化剂，改变了反应进行的途径，降低了反应的活化能， C 正确。 127、（2014·海南单科化学卷，T4）标准状况下，气态分子断开 1mol 化学键的焓变称为键焓。已知 H—H， H—O，和 O==O 键的键焓△H 分别为 436KJ/mol，463KJ/mol，495KJ/mol，下列热化学方程式正确的是（ ） A、H2O(g)==H2(g)+1/2O2(g) △H =—485KJ/mol B、H2O(g)==H2(g)+1/2O2(g) △H = + 485KJ/mol C、2 H2(g) + O2(g)==2 H2O(g) △H = + 485KJ/mol D、2 H2(g) + O2(g)==2 H2O(g) △H =—485KJ/mol 【答案】D 13．（2014·安徽理综化学卷，T26）（14 分）Na、Cu、O、Si、S、Cl 是常见的六种元素。 （1）Na 位于元素周期表第 周期第 族；S 的基态原子核外有 个未成对电子；Si 的基 态原子核外电子排布式为 。 （2）用“>”或“<”填空： 第一电离能 离子半径 熔点 酸性 Si S O2- Na+ NaCl Si H2SO4 HClO4 （3）CuCl(s)与 O2 反应生成 CuCl2(s)和一种黑色固体。在 25℃、101KPa 下，已知该反应每消耗 1 mol CuCl(s)，放出 44.4KJ，该反应的热化学方程式是 。 （4）ClO2 常用于水的净化，工业上可用 Cl2 氧化 NaClO2 溶液制取。写出该反应的离子方程式，并标出 电子转移的方向和数目 。 【答案】（14 分） （1）三、IA 2 1s2s22p63s23p2 （2）< > < < （3）4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) △H= 177.6KJ/mol（合理答案均给分） （4） （合理答案均给分） 14．（2014·北京理综化学卷，T26）NH3 经一系列反应可以得到 HNO3，如下图所示。 NH3 NO NH4NO3 NO2 HNO3 I II III IV （1）I 中，NH3 和 O2 在催化剂作用下反应，其化学方程式是_____________________。 （2）II 中，2NO（g）+O2 2NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得 NO 的平衡转化率在不同压强（P1、 P2）下温度变化的曲线（如右图）。 ①比较 P1、P2 的大小关系：________________。 ②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是________________。 （3）III 中，将 NO2（ g ）转化为 N2O4（l ），再制备浓硝酸。 ①已知：2NO2（ g ） N2O4（ g ）△H1 2NO2（ g ） N2O4（l ） △H2 下列能量变化示意图中，正确的是（选填字母）_______________。 A B C ②N2O4 与 O2、H2O 化合的化学方程式是_________________。 （4）IV 中，电解 NO 制备 NH4NO3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为 NH4NO3，需补充 物质 A，A 是_____________，说明理由：________________。 【答案】（14 分） （1）4NH3+5O2 4NO+6H2O （2）①p1查看更多