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文档介绍
2019届高考化学二轮复习专题五化学反应中的热效应学案
专题五 化学反应中的热效应 第1课时 反应热与热化学方程式 [考试标准] 考点 知识条目 必考要求 加试要求 考情分析 反应热 化学反应中能量转化的主要形式 a b 2016.4T11、2017.4T9、2018.4T14 吸热反应和放热反应 a a 2017.4T3 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 b 2016.10T12、2017.4T12、2018.4T21、30 化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系 b c 2017.4T19、2018.6T20 反应热 a 2015.10T30、2016.4T18、2017.4T5、2017.11T19 焓变的涵义 a 2017.4T3 焓变与键能的关系 c 2016.10T19、2017.4T19 热化学 方程式 热化学方程式的书写 a b 2015.10T12、2016.10T30、2017.4T30、2018.6T20 利用热化学方程式进行简单计算 b c 2016.10T19、2017.4T19 合理利用化石燃料,提高燃料燃烧效率的方法 a a 2016.10T11 考点一:化学反应中能量变化 1.(2017·浙江温州十校联合体)下列说法正确的是( ) A.煤、石油是不可再生能源,天然气是可再生能源 B.在化学反应中,反应物转化为生成物的同时,必然发生能量的变化 C.热值指在一定条件下,1 mol的物质完全燃烧所放出的热量 D.若化学过程中断开化学键放出的能量大于形成化学键所吸收的能量,则反应放热 解析 A.煤、石油和天然气均为化石燃料,均不可再生,故A错误;B.化学反应一定伴随着能量的变化,不存在既不吸热也不放热的反应,故B正确;C.热值指的是在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量,而不是1 mol物质燃烧,故C错误;D.若化学过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键所放出的能量,则ΔH=断键吸收的热量-成键放出的热量>0,则反应吸热,故D错误。 答案 B 考点二:反应热的比较 2.(2018·浙江温州适应性测试)室温下,CuSO4(s)和 CuSO4·5H2O(s)溶于水及CuSO4·5H2O受热分解的能量变化如图所示,下列说法不正确的是( ) A.将CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低 B.将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高 C.ΔH3>ΔH2 D.ΔH1=ΔH2+ΔH3 解析 A.胆矾溶于水时,溶液温度降低,反应为CuSO4·5H2O(s)===Cu2+(aq)+SO(aq)+5H2O(l) ΔH3>0,故A正确;B.硫酸铜溶于水,溶液温度升高,该反应为放热反应,则:CuSO4(s)===Cu2+(aq)+SO(aq) ΔH2<0;故B正确;C.由分析:ΔH2<0,ΔH3>0,ΔH3>ΔH2,故C正确;D.由分析可知:依据盖斯定律①+②得到③:ΔH1=ΔH3-ΔH2,故D错误;故选D。 答案 D 考点三:能量变化图像 3.(2018·浙江省磐安二中)25 ℃、101 kPa时,有以下能量转化图,下列说法不正确的是( ) A.转化Ⅱ的热化学方程式2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1 B.相同条件下,1 mol C(s)和0.5 mol O2(g)总能量高于1 mol CO(g)的能量 C.由C→CO的热化学方程式2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221.2 kJ·mol-1 D.CO2(g)分解为C(s)和O2(g)是吸热反应 解析 A项转化Ⅱ的热化学方程式CO(g)+1/2O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.9 kJ·mol-1,A不正确;B项,由图像可知,相同条件下,1 mol C(s)和0.5 mol O2(g)总能量高于1 mol CO(g)的能量,正确;C项由C→CO的热化学方程式2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-(393.5-282.9)×2=-221.2 kJ·mol-1,正确;D项由图像可知,CO2(g)分解为C(s)和O2(g)是吸热反应,正确。 答案 A 考点四:热化学方程式的意义 4.(2018·嘉兴二模)肼(N2H4)在不同条件下分解产物不同,200 ℃时在Cu表面分解的机理如图1。已知200 ℃时: 反应Ⅰ:3N2H4(g)===N2(g)+4NH3(g)ΔHl=-32.9 kJ/mol 反应Ⅱ: N2H4(g)+H2(g)===2NH3(g)ΔH2=-41.8 kJ/mol 下列说法不正确的是(双选)( ) A.图l所示过程①、②都是放热反应 B.反应Ⅱ的能量过程示意图如图2所示 C.断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量大于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量 D.200 ℃时,肼分解生成氮气和氢气的热化学方程式为N2H4(g)===N2(g)+2H2(g) ΔH=+50.7 kJ/mol 解析 A.图1所示过程①发生的反应是Ⅰ,焓变为负值,所以是放热反应,过程②中NH3分解生成N2和H2,该反应为吸热反应,故A错误;B.反应Ⅱ 是放热反应,图2所示的能量过程示意图正确,B正确;C.由于反应I为放热反应,因此断开3 mol N2H4(g)中的化学键吸收的能量小于形成1 mol N2(g)和4 mol NH3(g)中的化学键释放的能量,C错误;D.根据盖斯定律:Ⅰ-2×Ⅱ得N2H4(g)===N2(g)+2H2 (g) ΔH=+50.7 kJ/mol, D 正确。答案选AC。 答案 AC 考点五:热化学方程式的正误判断 5.(2018·温州十五校联合体)1 g H2完全燃烧生成液态水放出142.9 kJ 的热量,表示该反应的热化学方程式正确的是( ) A.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-142.9 kJ·mol-1 B.2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+571.6 kJ·mol-1 C.2H2+O2===2H2O ΔH=-571.6 kJ·mol-1 D.H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1 解析 A.1 g氢气燃烧生成液态水,放出142.9 kJ热量,所以2 mol氢气燃烧生成液态水,放出的热量为142.9 kJ×4=571.6 kJ,所以ΔH=-571.6 kJ/mol,故A错误;B.ΔH应该小于0,故B错误;C.物质的状态影响反应热,未注明物质的聚集状态,故C错误;D.2 g H2燃烧生成液态水时放出285.8 kJ的热量,ΔH<0,热化学方程式为H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,故D正确;故选D。 答案 D 考点六:热化学方程式的书写 6.(2018·余姚中学)根据能量变化示意图,请写出氮气和氢气合成液态的氨气的热化学方程式________________________________________ ___________________________________________________________。 解析 反应的焓变=生成物的总能量-反应物的总能量;氮气和氢气合成液态的氨气的热化学方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1。 答案 N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ·mol-1 易错点一 不能正确比较反应热的大小 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。 [易错训练1] (2017·衢、丽、湖、舟四地联考)关于热化学方程式:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297.23 kJ·mol-1,下列分析正确的是( ) A.1 mol S(s)与1 mol O2(g)的总能量比1 mol SO2(g)的总能量低297.23 kJ B.1 mol S(g)与1 mol O2(g)反应生成1 mol SO2(g)放出297.23 kJ的热量 C.S(g)+O2(g)===SO2(g) 该反应的ΔH小于-297.23 kJ·mol-1 D.反应物的总键能大于生成物的总键能 解析 题给反应是放热反应,说明反应物的能量比生成物的能量高,A项错误;题给反应中S是固态,B项错误;由盖斯定律,两个方程式相减:S(s)===S(g) -297.23-ΔH>0,C项正确;ΔH=反应物的键能-生成物的键能<0,D项错误。 答案 C 易错点二 不能正确认识反应热、焓变、反应条件之间的关系 1.不能正确认识反应热与反应条件的关系 误认为反应条件不同时,ΔH也不同。其实不然,如同温同压下,H2(g)和Cl2(g)的总能量与HCl(g)的总能量的差值不受光照和点燃条件的影响,故该反应在不同条件下的ΔH相同。 2.反应热和焓变的认识误区 (1)物质中化学键越难断裂,物质越稳定,具有的能量越低。 (2)同一物质的能量不一定相同,气态时最高。 (3)反应热不仅带数值、单位,还要指明“+”、“-”。 3.不能正确理解可逆反应的反应热 误认为可逆反应的反应热与物质转化率有关。其实不然,如2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ/mol,是指生成2 mol SO3(g)时放出的热量为197 kJ。 [易错训练2] (2017·浙江省余杭区高二上期末)化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( ) A.0.5N2(g)+1.5H2(g) NH3(l) ΔH=(b+c-a)kJ/mol B.0.5N2(g)+1.5H2(g)NH3(g) ΔH=(a+b)kJ/mol C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ/mol D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=2(b-a)kJ/mol 解析 A、B项是正反应的热化学方程式,化学计量数为CD的一半,氨气的状态要注意不同;正确的热化学方程式为0.5N2(g)+1.5H2(g)NH3 (l) ΔH=(a-b-c)kJ/mol或N2(g)+3H2(g)2NH3(l) ΔH=2(a-b-c)kJ/mol;以及0.5N2(g)+1.5H2(g)NH3(g) ΔH=(a-b)kJ/mol或N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=2(a-b)kJ/mol,因此C项正确。 答案 C 易错点三 热化学方程式的书写与判断的常见易错点 1.化学计量数只表示物质的量,不是粒子数,计量数可以是分数但最好不都是分数,并且不要带有公约数。 2.ΔH与物质的状态有关,不要漏掉状态。 3.ΔH与化学计量数成正比,化学计量数变ΔH也变。 4.ΔH的符号、数值和单位不要写错或漏掉。 5.反应条件如“高温”、“催化剂”、“点燃”等不必注明。 6.要注明测定反应热的条件;反应热ΔH与测定条件(温度、压强等)有关。因此书写热化学方程式时应注明ΔH的测定条件。绝大多数ΔH是在25 ℃、101 kPa下测定的,可不注明温度和压强。 [易错训练3] (2016·金华十校高一下期末调研)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__________________________________。 解析 2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ,1 mol SiH4自燃放出热量1 427.2 kJ,故热化学方程式为:SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1。 答案 SiH4(g)+2O2(g)===SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1 427.2 kJ·mol-1 1.(2018·浙江4月选考)氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是( ) A.已知HF气体溶于水放热,ΔH1<0 B.相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小 C.相同条件下,HCl的(ΔH1+ΔH2)比HI的大 D.一定条件下,气态原子生成1 mol H—X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=a kJ·mol-1 解析 A选项ΔH1为溶液到气体为吸热反应ΔH1>0,A错误;Cl的非金属性更强HCl更稳定对应ΔH2更大,B错误;Cl的非金属性更强HCl更稳定ΔH2较大,但HI沸点更高ΔH1较大,C错误;ΔH2即为键能,D正确。 答案 D 2.(2018·绍兴适应性测试)已知室温下, 将 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低, 将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。则下列能量转化关系的判断不正确的是( ) A.ΔH1>0 B.ΔH2>ΔH3 C.ΔH3>ΔH1 D.ΔH2=ΔH1+ΔH3 解析 将 CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,说明是吸热反应,ΔH1>0,ΔH2>0,故A正确;B由CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)+5H2O(l)知ΔH2>ΔH3,故 B对;将 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高说明是放热反应,ΔH3<0因为ΔH1>0故ΔH3>ΔH1 是错的;所以C错;根据上述关系和盖斯定律知ΔH2=ΔH1+ΔH3,故D正确;故选C。 答案 C 3.(2018·浙江宁波高考适应性测试)固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下: ①H2(g)+I2(?)2HI(g) ΔHl=-9.48 kJ/mol ②H2(g)+I2(?)2HI(g) ΔH2=+26.48 kJ/mol 下列判断不正确的是( ) A.①中的I2为气态,②中的I2为固态 B.②的反应物总能量比①的反应物总能量低 C.反应①的产物比反应②的产物热稳定性更好 D.1 mol固态碘升华时将吸热35.96 kJ 解析 A.根据反应热ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,说明①中反应物的总能量大于②中反应物的总能量,由于物质在气态时的能量大于在固体时的能量,则①中的I2为气态,②中的I2为固态,即A、B都正确;C.由于两个反应的产物相同、状态相同,热稳定性也相同,故C错误;D.根据盖斯定律,②-①即得I2(s)I2(g) ΔH=ΔH2-ΔH1=+26.48 kJ/mol-(-9.48 kJ/mol)=+35.96 kJ/mol,说明1 mol固态碘升华为碘蒸气需要吸收35.96 kJ的热量,即D正确。故本题正确答案为C。 答案 C 4.(2018·浙江6月学考)已知断开1 mol H2(g)中H—H键需要吸收436 kJ能量。根据能量变化示意图,下列说法或热化学方程式不正确的是( ) A.断开1 mol HCl(g)中的H—Cl键要吸收432 kJ能量 B.生成1 mol Cl2(g)中的Cl—Cl键放出243 kJ能量 C.H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-864 kJ·mol-1 D.HCl(g)===H2(g)+Cl2(g) ΔH=92.5 kJ·mol-1 解析 C项热化学方程式应为H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH=-185 kJ·mol-1。 答案 C 第2课时 燃烧热、中和热及盖斯定律 [考试标准] 考点 知识条目 必考要求 加试要求 考情分析 中和热、燃烧热 中和热的测定 b 标准燃烧热的概念 a 2017.4T19 热值的概念 a 2016.4T18、19 合理利用化石燃料,提高燃料燃烧效率的方法 a a 2016.4T11、2017.11T5、2018.6T20 ΔH的计算 焓变与键能的关系 c 2015.10T30、2016.10T19、2017.4T19、2018.6T20 盖斯定律及其简单计算 b 2015.10T30、2017.4T30、2017.11T19、2018.4T21 考点一:燃烧热和中和热 1.(2017·温州二外学校高二期末)下列说法或表示法不正确的是( ) A.等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量多 B.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1 C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含1 mol CH3COOH的醋酸溶液与含1 mol Ba(OH)2的溶液混合,放出的热量小于57.3 kJ D.在101 kPa、25 ℃时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=+285.8 kJ·mol-1 解析 A项等量的硫蒸气比硫固体能量高,分别完全燃烧两者生成同一物质,前者放出热量多,正确;B项燃烧热必须是1 mol的物质完全燃烧生成稳定化合物所产生的热量,所以根据反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,正确;C项CH3COOH是弱酸,其中和反应所产生的能量一部分用于电离消耗,因此放出的能量小于57.3 kJ,正确;D项按照信息,氢气燃烧的热化学方程式表示为H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,错误。 答案 D 考点二:利用键能计算ΔH 2.(2016·杭州地区重点中学高二下期中)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的键能,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+4PCl3===4PCl5,则4Cl—Cl-20P—Cl(PCl5)+12P—Cl(PCl3)=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 考点三:利用盖斯定律计算ΔH 3.(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。 ①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) ΔH1=-47.3 kJ·mol-1 ②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH2=+210.5 kJ·mol-1 ③CO(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)。 (2)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 ___________________________________________________________。 (3)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)利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变,要学会利用所给方程式中化学计量数和反应物、中间产物的关系进行解答。根据盖斯定律,由①×4+②+③×2可得目标热化学方程式,故有ΔH=4ΔH1+ΔH2+2ΔH3。 (2)将给定的三个热化学方程式依次编为①②③,将三个方程式按照③-①-②处理后可得热化学方程式:MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s) ΔH=-248 kJ/mol。 (3)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)4ΔH1+ΔH2+2ΔH3 (2)MnO2(s)+SO2(g)===MnSO4(s) ΔH=-248 kJ/mol (3)2ΔH2-ΔH1 易错点一 不能正确理解燃烧热的概念 误认为1 mol可燃物燃烧时放出的热量就是燃烧热。其实不然,生成的氧化物必须是稳定的,如H2完全燃烧生成H2O(l)而非H2O(g),C完全燃烧生成CO2(g)而非CO(g)等。 [易错训练1] (加试题)(2018·桐乡高一期末模拟)一些烷烃的标准燃烧热如下表: 化合物 标准燃烧热(kJ·mol-1) 化合物 标准燃烧热(kJ·mol-1) 甲烷 891.0 正丁烷 2 878.0 乙烷 1 560.8 异丁烷 2 869.6 丙烷 2 221.5 2甲基丁烷 3 531.3 下列说法正确的是( ) A.正戊烷的标准燃烧热大约是3 540 kJ·mol-1 B.热稳定性:正丁烷>异丁烷 C.乙烷燃烧的热化学方程式为:2C2H6(g)+7O2(g)===4CO2(g)+6H2O(g) ΔH=-1 560.8 kJ·mol-1 D.相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多 解析 由正丁烷和异丁烷的标准燃烧热数据可推出正戊烷比2甲基丁烷的标准燃烧热略大些,A正确;正丁烷和异丁烷燃烧生成等量的相同的物质,即生成新化学键时所放出的热量相等,1 mol正丁烷完全燃烧放出的热量比1 mol异丁烷完全燃烧放出的热量多,即1 mol正丁烷与O2反应时断键所吸收的能量比1 mol异丁烷与O2反应时断键所吸收的能量少,从而说明正丁烷的热稳定性小于异丁烷;C项中的ΔH=-3 121.6 kJ·mol-1且H2O应为液态;D项1 g CH4燃烧放出55.69 kJ的热量,1 g C2H6燃烧放出52.03 kJ的热量,D项错误。 答案 A 易错点二 不能正确理解中和热的概念 对于强酸和强碱的稀溶液反应,其中和热是相等的,都约是57.3 kJ·mol-1;H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。对于强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液反应,中和热一般小于57.3 kJ·mol-1 ,因为弱电解质的电离是吸热的。中和反应的实质是H+和OH-结合生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质或难电离物质等),这部分反应热不在中和热之内。 [易错训练2] (2016·杭州市七校高二下期中)已知反应:①101 kPa时,2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1 ②稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,下列结论正确的是( ) A.碳的燃烧热的数值小于110.5 kJ·mol-1 B.①的反应热为221 kJ·mol-1 C.1 mol H+(aq)与1 mol OH-(aq)的总能量高于1 mol H2O(l)的能量 D.浓硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为-57.3 kJ·mol-1 解析 A项,结合①知,1 mol C不完全燃烧即可放出110.5 kJ热量,故碳的燃烧热的数值大于110.5 kJ·mol-1,A项错误;B项,①的反应热为-221 kJ·mol-1,B项错误;C项,中和反应为放热反应,C项正确;D项,浓硫酸稀释时会放热,放出的热量大于57.3 kJ,D项错误。 答案 C 易错点三 不能正确利用键能计算反应热 1.ΔH与键能的关系 ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能 2.利用键能计算反应热,其关键是算清物质中化学键的数目 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 [易错训练3] (1)[2015·浙江理综,28(1)]已知:乙苯催化脱氢制苯乙烯反应: +H2(g) 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)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)===2ClF3(g) ΔH=-313 kJ·mol-1,F—F键的键能为159 kJ·mol-1,Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol-1,则ClF3中Cl—F键的平均键能为 kJ·mol-1。 解析 (1)设“”部分的化学键键能为a kJ·mol-1,则ΔH=(a+348+412×5) kJ·mol-1-(a+612+412×3+436) kJ·mol-1=124 kJ·mol-1。(2)根据ΔH与键能的关系可得:242 kJ·mol-1+159 kJ·mol-1×3-ECl-F×6=-313 kJ·mol-1,解得Cl-F键的平均键能为ECl-F=172 kJ·mol-1。 答案 (1)124 (2)172 易错点四 不能准确利用盖斯定律计算反应热 根据盖斯定律计算ΔH的步骤和方法 (1)计算步骤 (2)计算方法 [易错训练4] (2017·浙江“七彩阳光”联合模拟30,节选)已知在298 K和101 kPa条件下,有如下反应: 反应Ⅰ:C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 反应Ⅱ:2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=-221 kJ·mol-1 反应Ⅲ:N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH3=+180.5 kJ·mol-1 试回答下列问题: 汽车尾气净化原理为反应Ⅳ:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH= ,该反应能自发进行的条件是 。(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。 解析 根据盖斯定律可知反应Ⅳ由(反应Ⅰ×2-反应Ⅱ-反应Ⅲ)得到,则ΔH=(-393.5 kJ·mol-1)×2-(-221 kJ·mol-1)-(+180.5 kJ·mol-1)=-746.5 kJ·mol-1;由ΔG=ΔH-TΔS<0,其中ΔH<0、ΔS<0,可知该反应在低温下能自发进行。 答案 -746.5 kJ·mol-1 低温 1.(2017·浙江11月)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. (2018·浙江11月选考)已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH1 C6H12O6(g)===C6H12O6(s) ΔH2 C6H12O6(s)+6O2(g)===6H2O(g)+6CO2(g) ΔH3 C6H12O6(g)+6O2(g)===6H2O(l)+6CO2(g) ΔH4 下列说法正确的是( ) A.ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<ΔH4 B.6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0 C.-6ΔH1+ΔH2+ΔH3-ΔH4=0 D.-6ΔH1+ΔH2-ΔH3+ΔH4 =0 解析 由气态物质转化成液态物质或固态物质均放出热量,ΔH1<0,ΔH2 <0,气态C6H12O6燃烧生成液态水比固态C6H12O6燃烧生成气态水放出热量多,所以ΔH3>ΔH4,A项错误;根据盖斯定律得ΔH4=6ΔH1+ΔH2+ΔH3,B项正确,C、D项错误。 答案 B 3.(2017·4月浙江选考)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 CaO溶于水生成Ca(OH)2放出大量热。 答案 D 4.(2017·4月浙江选考,19)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 A项,没有指明水的状态,错误;B项,ΔH=2E(H-H)+E(O=O)-4E(H-O)=2×436.4+498-4×462.8=-480.4 kJ·mol-1,正确;题给信息中H2O均为气态,C、D错误。 答案 B 5.(2018·北京卷节选)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下: 反应Ⅰ:2H2SO4(l)===2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH=+551 kJ·mol-1 反应Ⅲ:S(s)+O2(g)===SO2(g) ΔH=-297 kJ·mol-1 反应Ⅱ的热化学方程式:_____________________________________ ___________________________________________________________。 解析 根据过程,反应Ⅱ为SO2催化歧化生成H2SO4和S,反应为3SO2+2H2O===2H2SO4+S。应用盖斯定律,反应Ⅰ+反应Ⅲ得,2H2SO4(l)+S(s)===3SO2(g)+2H2O(g) ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551 kJ/mol)+(-297 kJ/mol)=+254 kJ/mol,反应Ⅱ的热化学方程式为3SO2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l)+S(s) ΔH=-254 kJ/mol。 答案 3SO2(g)+2H2O(g)===2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·mol-1 6.(2016·浙江4月选考,30节选)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___________________________________________________________ ___________________________________________________________, 该反应自发进行的条件________________________________________ ___________________________________________________________。 解析 2Al2O3(s)===4Al(g)+3O2(g) ΔH1=+3 351 kJ·mol-1 ① 2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=-221 kJ·mol-1② 2Al(g)+N2(g)===2AlN(s) ΔH3=-318 kJ·mol-1 ③ (①+3×②+2×③)/2 可得总反应。 答案 3C(s)+Al2O3(s)+N2(g)===2AlN(s)+3CO(g) ΔH=+1 026 kJ·mol-1 高温查看更多