2021高考化学一轮复习专题6第1讲化学能与热能学案新人教版
第1讲 化学能与热能
[考纲要求]
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，能正确书写热化学方程式。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，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。6.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
反应热和热化学方程式
知识梳理
1.化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：____变化和____变化。
(2)化学反应中的两大守恒：____守恒和____守恒。
(3)化学反应中的能量转化形式：____、光能、电能等。通常主要表现为____的变化。
2．反应热、焓变
(1)反应热
在化学反应过程中__________________通常叫做反应热。
(2)焓变
生成物与反应物的焓值差。
恒压条件下，化学反应的______等于焓变。
(3)符号：____。
(4)单位：______或________。
3．吸热反应和放热反应
(1)从能量高低角度理解
ΔH<0，放热反应 ΔH>0，吸热反应
(2)从化学键角度理解
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ΔH＝E1(反应物键能)－E2(生成物键能)
若E1
E2，ΔH>0，吸热反应
4．热化学方程式概念及意义
(1)表示参加反应________和______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________变化和________变化。
如：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
表示在25 ℃，101 kPa时，__________________生成____________，同时放出____________。
5．热化学方程式书写步骤
[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化( )
(2)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应( )
(3)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( )
(4)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( )
(5)C(石墨，s)===C(金刚石，s) ΔH>0，说明石墨比金刚石稳定( )
(6)2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的焓变ΔH>0( )
(7)H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH1和
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2中的ΔH1＝ΔH2( )
(8)H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH1和H2O(g)===H2(g)＋O2(g) ΔH2中的ΔH1＝ΔH2( )
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[重点提醒]
常见的放热反应和吸热反应
1．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金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化等。
2．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碳和水蒸气、C和CO2的反应等。
对点速练
练点一 识图判断相关概念
1．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
2．右图表示某反应的能量变化，对于该图的理解，你认为一定正确的是( )
A．曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示两个化学反应的能量变化
B．曲线Ⅱ可表示反应2KClO32KCl＋3O2↑的能量变化
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C．该反应不需要加热就能发生
D．该反应的ΔH＝E2－E1
3．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 ―→ ―→
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
练后归纳
正确理解活化能与反应热的关系
(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。
练点二 读图判断热化学方程式正误
4．已知1 g H2(g)完全转化成H2O，其能量变化如图所示，则下列表示该反应的热化学方程式正确的是( )
A．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋285.8 kJ/mol
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B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ/mol
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋571.6 kJ/mol
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol
5．根据能量变化示意图，下列热化学方程式书写正确的是( )
A．C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝(E4－E1) kJ/mol
B．2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝(E2－E3) kJ/mol
C．C(石墨，s)＝C(金刚石，s) ΔH＝(E3－E4) kJ/mol
D．2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g) ΔH＝2(E2－E1) kJ/mol
练点三 信息型热化学方程式的书写
6．写出满足下列给定信息条件的热化学方程式：
(1)101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量，则表示H2燃烧热的热化学方程式：________________。
(2)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：________________。
(3)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________________________________________________________________________。
(4)已知1 mol Na的单质在足量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：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)在25 ℃、101 kPa下，已知SiH4气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1 mol电子放出190.0 kJ的热量，该反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)化学反应N2＋3H22NH3的能量变化如下图所示(假设该反应反应完全)。
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写出N2(g)和H2(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式：________________________________________________________________________。
技能归纳
“五审”法突破热化学方程式的正误判断
燃烧热、中和热
知识梳理
1.燃烧热
(1)概念：在101 kPa时，______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。
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→______，H→________，S→________等。
(2)在书写热化学方程式时，应以燃烧1
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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。
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______________时的反应热叫中和热。
(2)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)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，n—生成水的物质的量。
(3)注意事项
①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是____________________________________。
②为保证酸完全中和，采取的措施是__________。
4．能源
(1)能源分类
(2)解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率。
②开发新能源。
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[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)甲烷的标准燃烧热ΔH＝－890 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－890 kJ·mol－1( )
(2)在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量为57.3 kJ( )
(3)NaHCO3＋H2HCOONa＋H2O反应中，储氢、释氢过程均无能量变化( )
(4)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一( )
(5)粮食作物是制乙醇燃料的主要原料( )
(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( )
[重点提醒]
中和热测定实验误差分析
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终－t始
|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
对点速练
练点一 燃烧热、中和热的判断与计算
1．下列热化方程式中ΔH的数值表示可燃物燃烧热的是( )
A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283 kJ·mol－1
B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802.3 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－184.6 kJ·mol－1
2．下列说法正确的是( )
A．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
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B．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
C．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
D．已知HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则98%的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水的中和热为－57.3 kJ·mol－1
3．测定稀硫酸和氢氧化钠溶液反应的中和热(实验装置如图所示)。
(1)图中尚缺少的一种仪器是________。
(2)实验时环形玻璃搅拌棒的运动方向是________。
a．上下运动 b．左右运动
c．顺时针运动 d．逆时针运动
(3)写出反应的热化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(中和热为57.3 kJ·mol－1)。
(4)该同学每次分别取0.50 mol·L－1 50 mL NaOH溶液和0.50 mol·L－1 30 mL硫酸进行实验，通过多次实验测定中和热ΔH＝－53.5 kJ·mol－1，与57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是________(填字母)。
a．实验装置保温、隔热效果差
b．用量筒量取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硫酸溶液的温度
练点二 能源问题
4．未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可能再生。下列属于未来新能源的是( )
①天然气 ②煤 ③核能 ④石油 ⑤太阳能 ⑥生物质能 ⑦风能 ⑧氢能
A．①②③④ B．③④⑤⑥⑦⑧
C．③⑤⑥⑦⑧ D．⑤⑥⑦⑧
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5．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 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
盖斯定律及其应用
知识梳理
1.盖斯定律
化学反应的反应热只与反应的__________________________有关，而与具体反应进行的____无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是____的，这就是盖斯定律。
2．盖斯定律的意义
利用盖斯定律可以间接计算某些不能直接测得的反应的反应热。例如：反应C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH无法直接测得，可以结合下述两个反应的ΔH，利用盖斯定律进行计算。
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1
ΔH1＝ΔH2＋ΔH3
ΔH3＝ΔH1－ΔH2
＝－393.5 kJ·mol－1－(－283.0 kJ·mol－1)
＝－110.5 kJ·mol－1
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则C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH3＝－110.5 kJ·mol－1
[回扣判断]
1．试比较下列各组ΔH的大小。
(1)同一反应，生成物状态不同时
A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1<0
A(g)＋B(g)===C(l) ΔH2<0
则ΔH1________ΔH2(填“>”、“<”或“＝”，下同)。
(2)同一反应，反应物状态不同时
S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1<0
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2<0
则ΔH1________ΔH2。
(3)两个有联系的不同反应相比
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2<0
则ΔH1________ΔH2。
2．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
[重点提醒]
根据盖斯定律计算时的注意点
(1)参照目标热化学方程式，结合原热化学方程式(一般为2～3个)进行合理“变形”，(如热化学方程式颠倒、乘或除以某一个数，然后将它们相加、减。)可得出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式ΔH之间的换算关系。
(2)当热化学方程式乘、除以某一个数时，ΔH也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且要带“＋”“－”符号。
(3)将一个热化学方程式颠倒书写时，ΔH的符号也随之改变，但数值不变。
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(4)在涉及反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固→液→气变化时，会吸热；反之会放热。
对点速练
练点一 利用盖斯定律计算反应热
1．已知：
①CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9 kJ·mol－1
②H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
则CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)的ΔH为( )
A．＋478.7 kJ·mol－1 B．－764.5 kJ·mol－1
C．－478.7 kJ·mol－1 D．＋764.5 kJ·mol－1
2．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
练点二 利用盖斯定律比较ΔH大小
3．已知：
①H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH1＝a kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH2＝b kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH3＝c kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH4＝d kJ·mol－1
下列关系式中正确的是( )
A．ad>0
C．2a＝b<0 D．2c＝d>0
4.已知5个热化学方程式如下：
①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1
②3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g) ΔH2
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③2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s) ΔH3
④2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s) ΔH4
⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋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．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3
C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5
方法技巧
反应热大小比较法——盖斯定律“矢量三角”
(1)同一个反应，生成物的状态不相同
有如下两个热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH1和2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。
结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：
依据盖斯定律得ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3<0，故ΔH1>ΔH2。
(2)同一个反应，反应物的状态不相同
有如下两个热化学方程式：S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH1和S(g)＋O2(g)===SO2(g) ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。
结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：
依据盖斯定律得ΔH3＋ΔH1＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3<0，故ΔH1>ΔH2。
(3)对于不同反应，当它们之间有关联时
有如下两个热化学方程式：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1和C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。
结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：
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依据盖斯定律得ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，即ΔH1－ΔH2＝ΔH3<0，故ΔH2>ΔH1。
练点三 利用盖斯定律书写热化学方程式
5．运用盖斯定律可方便地计算出难以通过实验直接测定的反应热。已知：
①P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s)
ΔH＝－2 983.2 kJ·mol－1
②P(红磷，s)＋O2(g)===P4O10(s)
ΔH＝－738.5 kJ·mol－1
则白磷转化为红磷的热化学方程式为( )
A．P4(白磷，s)===4P(红磷，s)ΔH＝－29.2 kJ·mol－1
B．P4(白磷，s)===4P(红磷，s)ΔH＝＋29.2 kJ·mol－1
C．P4(白磷，s)===4P(红磷，s)
ΔH＝－2 244.7 kJ·mol－1
D．P4(白磷，s)===4P(红磷，s)ΔH＝＋2 244.7 kJ·mol－1
6．阅读信息，写出指定条件的热化学方程式。
(1)工业上制取硝酸铵的流程图如下所示：
已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－1 745.2 kJ·mol－1；
6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－1 925.2 kJ·mol－1。
则反应Ⅰ的热化学方程式可表示为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)饮用水中的NO主要来自于NH。已知在微生物的作用下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下：
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1 mol NH全部被氧化成NO的热化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
1.[2019·全国卷Ⅲ，28(2)]Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：
CuCl2(s)===CuCl(s)＋Cl2(g)
ΔH1＝83 kJ·mol－1
CuCl(s)＋O2(g)===CuO(s)＋Cl2(g)
ΔH2＝－20 kJ·mol－1
CuO(s)＋2HCl(g)===CuCl2(s)＋H2O(g)
ΔH3＝－121 kJ·mol－1
则4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
2．[2018·全国卷Ⅱ，27(1)]CH4－CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
CH4－CO2催化重整反应为：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)。
已知：C(s)＋2H2(g)===CH4(g) ΔH＝－75 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－394 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－111 kJ·mol－1
该催化重整反应的ΔH＝________ kJ·mol－1。
3．[2017·全国卷Ⅲ，28(3)]已知：As(s)＋H2(g)＋2O2(g)===H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH2
2As(s)＋O2(g)===As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s)＋3H2O(l)===2H3AsO4(s)的ΔH＝________。
4．[2019·浙江4月，23]MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M===Ca、Mg)：
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已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0
B．ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)>0
C．ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)＝ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)
D．对于MgCO3和CaCO3，ΔH1＋ΔH2>ΔH3
5．[2017·北京卷，26]TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物，制备纯TiCl4的流程示意图如下：
资料：TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物
SiCl4
TiCl4
AlCl3
FeCl3
MgCl2
沸点/℃
58
136
181(升华)
316
1 412
熔点/℃
－69
－25
193
304
714
在TiCl4中的溶解性
互溶
——
微溶
难溶
(1)氯化过程：TiO2与Cl2难以直接反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)
ΔH1＝＋175.4 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH2＝－220.9 kJ·mol－1
①沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：______________________。
②氯化过程中CO和CO2可以相互转化，根据如图判断：CO2生成CO反应的ΔH________0(填“＞”“＜”或“＝”)，判断依据：____________________。
③氯化反应的尾气须处理后排放，尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3
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溶液，则尾气的吸收液依次是______________________。
④氯化产物冷却至室温，经过滤得到粗TiCl4混合液，则滤渣中含有____________。
(2)精制过程：粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下：
物质a是__________，T2应控制在__________。
6．[2016·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( )
A．3.8×104 kJ·mol－1
B．－3.8×104 kJ·mol－1
C．3.4×104 kJ·mol－1
D．－3.4×104 kJ·mol－1
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第六章 化学反应与能量
第1讲 化学能与热能
基础精讲练
考点一
1知识梳理
1．(1)物质 能量 (2)质量 能量 (3)热能 热量
2．(1)所释放或吸收的热量 (2)反应热 (3)ΔH (4)kJ·mol－1 kJ/mol
4．(1)物质的量 反应热 (2)物质 能量 1 mol固体碳和1 mol氧气反应 1 mol二氧化碳 393.5 kJ的热量
回扣判断 答案：(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)× (8)×
2对点速练
1．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
2．解析：曲线Ⅰ(表示没有使用催化剂)和曲线Ⅱ(表示使用了催化剂)是同一个反应的能量变化，A项错误；曲线Ⅱ可以表示使用了催化剂的放热反应的能量变化，但二氧化锰催化氯酸钾分解的反应属于吸热反应，B项错误；放热反应不一定不需要加热，C项错误；反应的ΔH等于生成物的总能量减去反应物的总能量，D项正确。
答案：D
3．解析：由图可知，正反应放热，ΔH为负值；逆反应吸热，ΔH为正值，D错误。
答案：D
4．解析：由图可知，1 g H2(g)(即0.5 mol)和8 g O2(g)(即0.25 mol)完全反应生成H2O(l)放出142.9 kJ能量，据此写出热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol。
答案：D
5．解析：A项由图可知，1 mol O2(g)＋1 mol C(金刚石，s)具有的能量为E4 kJ,1 mol CO2(g)具有的能量为E1 kJ，且E4＞E1，则反应C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)为放热反应，ΔH＝(E1－E4) kJ/mol，错误。B项，1 mol CO(g)＋0.5 mol O2(g)具有的能量为E2
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kJ，则反应C(石墨，s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH＝(E2－E3) kJ/mol，错误。C项，由图可知，C(石墨，s)===C(金刚石，s)为吸热反应，则有ΔH＝(E4－E3) kJ/mol，错误。D项，由图可知，CO2(g)===CO(g)＋O2(g)为吸热反应，ΔH＝(E2－E1) kJ/mol，从而可知2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝2(E2－E1) kJ/mol，正确。
答案：D
6．答案：(1)H2(g)＋O2(g)===H2O(l)
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
(3)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)
ΔH＝－2 165 kJ·mol－1
(4)2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH＝－511 kJ·mol－1
(5)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l) ΔH＝－1 520.0 kJ·mol－1
(6)N2(g)＋3H2(g)2NH3(l) ΔH＝－2(c＋b－a) kJ·mol－1
考点二
1知识梳理
1．(1)1 mol CO2(g) H2O(l) SO2(g)
2．(1)1 mol液态H2O
3．(1)环形玻璃搅拌棒 温度计 (3)保温隔热，减少实验过程中的热量损失 使碱稍过量
回扣判断 答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)√
2对点速练
1．解析：A项，符合燃烧热的概念，正确；B项，生成物中的水是气体，属于不稳定氧化物，错误；C项，热化学方程式中是2 mol可燃物氢气燃烧放热，不符合燃烧热的概念，错误；D项，HCl不是氧化物，不符合燃烧热的概念要求，错误。
答案：A
2．答案：A
3．解析：实验测定中和热ΔH＝－53.5 kJ·mol－1与57.3 kJ·mol－1有偏差，是因为实验过程中热量有散失。此实验中硫酸过量，用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视读数使NaOH的量偏多，所测中和热数值偏大。
答案：(1)温度计 (2)a
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(3)NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
或2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－114.6 kJ·mol－1
(4)b
4．解析：新能源要符合污染小，可再生性强等特点，选D。
答案：D
5．解析：水的分解是吸热反应，A错误；氢能源由于受贮存和运输等因素的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用的价值，B、D错误。
答案：C
考点三
1知识梳理
1．始态(各反应物)和终态(各生成物) 途径 相同
回扣判断
1．答案：(1)> (2)< (3)<
2．解析：A项，CuSO4·5H2O(s)受热分解生成CuSO4(s)，为吸热反应，ΔH1>0，正确；B项，ΔH2>0，ΔH3<0，则ΔH2>ΔH3，正确；C项，ΔH3<0，ΔH1>0，则ΔH3<ΔH1，错误；D项，根据盖斯定律可知：ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，正确。
答案：C
2对点速练
1．解析：分析题给热化学方程式可知，要得到目标热化学方程式，应将①和②中的H2(g)消去，而①和②中的H2(g)分别在方程式的两边，因此通过②×2＋①即可得到目标热化学方程式，则CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝(－285.8 kJ·mol－1×2)＋(－192.9 kJ·mol－1)＝－764.5 kJ·mol－1。
答案：B
2．解析：由题可得
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1①
S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol－1②
2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1③
由盖斯定律得①×3＋②－③为所给方程式，即x＝3a＋b－c，选A。
答案：A
3．解析：由于氢气的燃烧是放热反应，故四个反应的ΔH都小于0，即B、D错误；①、②式反应物、生成物的状态相同，①×2＝②，即2ΔH1＝ΔH2,2a＝b，又H2
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的燃烧反应为放热反应，故2a＝b<0，C正确；③－①得：H2O(g)===H2O(l)，由于气态水转变为液态水要放热，故其ΔH＝ΔH3－ΔH1＝c－a<0，cΔH1(CaCO3)>0，A项正确；由于ΔH2只与CO相关，故ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)>0，B项正确；根据能量关系图可知ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3，由于ΔH(MgCO3)≠ΔH(CaCO3)，故ΔH1(MgCO3)＋ΔH2(MgCO3)－ΔH3(MgO)≠ΔH1(CaCO3)＋ΔH2(CaCO3)－ΔH3(CaO)而ΔH2(MgCO3)＝ΔH2(CaCO3)，故ΔH1(MgCO3)－ΔH3(MgO)≠ΔH1(CaCO3)－ΔH3(CaO)，ΔH1(CaCO3)－ΔH1(MgCO3)≠ΔH3(CaO)－ΔH3(MgO)，C项错误；由于ΔH＋ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，而ΔH>0，故ΔH1＋ΔH2>ΔH3，D项正确，故选C。
答案：C
5．解析：(1)①利用盖斯定律，将已知两个热化学方程式相加即可得出答案；②由图像可知，温度升高，二氧化碳减少，一氧化碳增多，有利于二氧化碳转化为一氧化碳；又因为温度升高平衡向吸热反应方向移动，所以二氧化碳生成一氧化碳的反应为吸热反应，故ΔH>0；③HCl气体溶于水即得到盐酸，所以在通其他水溶液之前先用水吸收HCl；之后用FeCl2溶液与Cl2反应生成FeCl3溶液；最后用NaOH溶液吸收尾气，防止污染空气；④由资料可知，冷却到室温时，滤渣中含有难溶于TiCl4的MgCl2，以及微溶于TiCl4的AlCl3和FeCl3。
(2)粗TiCl4中存在的杂质是SiCl4和微溶于TiCl4的AlCl3和FeCl3；先通过蒸馏的方式除去沸点较低的SiCl4，再控制温度在136 ℃～181 ℃，蒸馏得到纯净TiCl4。
答案：(1)①TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH＝－45.5 kJ/mol
②> 温度升高，CO含量升高，CO2含量减少，反应向生成CO的方向进行
③水、FeCl2溶液、NaOH溶液
④AlCl3、FeCl3、MgCl2
(2)SiCl4 136 ℃～181 ℃
6．解析：燃烧热是指25 ℃和1 atm下1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，则1 mol油酸甘油酯的燃烧热为：＝3.4×104 kJ·mol－1。
答案：C
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