第1讲 化学反应与能量变化-【金版教程】2025年高考化学一轮复习解决方案全书word（新教材，经典单选版）

金版教程 高考科学复习解决方案 化学 （经典 单选版 第1讲　化学反应与能量变化 复习目标　1.了解化学反应中能量转化的原因及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(ΔH)与反应热的含义，掌握ΔH的计算。5.了解燃烧热的定义，了解中和反应反应热的测定方法。6.了解有关燃烧热、中和反应反应热的计算。 考点一　焓变与反应热 1．化学反应的实质与特征 (1)实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。 (2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为化学能与热能的转化，也有光能和电能等。 2．焓变和反应热 (1)反应热：等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。 (2)焓变：生成物与反应物的焓值差。在恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变，其符号为ΔH，单位是kJ·mol－1或kJ/mol。 (3)产生原因 注意：稀释浓硫酸、氢氧化钠溶于水等过程虽然放热，但不是化学变化，因此属于放热过程而不属于放热反应。同理，铵盐溶于水属于吸热过程。 3．吸热反应和放热反应 判断依据 放热反应 吸热反应 反应物总能量与生成物总能量的相对大小 E反应物>E生成物 E反应物<E生成物 与键能的关系 生成物的总键能大于反应物的总键能 生成物的总键能小于反应物的总键能 ΔH的符号 ΔH<0(ΔH为“－”) ΔH>0(ΔH为“＋”) 常见反应 ①大多数化合反应；②所有的燃烧反应；③酸碱中和反应；④金属与水或酸的反应；⑤物质的缓慢氧化；⑥铝热反应 ①大多数分解反应；②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应；③C和CO2、C和H2O(g)的反应；④盐类的水解 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)化学变化中的能量变化都是化学能和热能间的相互转化。(×) 错因：化学反应中能量变化的形式主要是热量变化，还有光能、电能等。 (2)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。(×) 错因：物质的三态变化也伴有能量变化，但属于物理变化。 (3)浓H2SO4稀释是放热反应。(×) 错因：浓H2SO4稀释是放热过程，不是放热反应。 (4)放热反应在任何条件下都可以发生，吸热反应不加热就不能发生。(×) 错因：燃烧都是放热反应，但也需要加热或点燃以引发反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但在常温下就能发生。 (5)800 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，则其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　ΔH＝－38.6 kJ·mol－1。(×) 错因：该反应可逆，19.3__kJ的热量不是0.5__mol__N2完全反应放出的，其次该反应热的数值也不是101__kPa、25__℃条件下的反应热。 1．反应热的计算 (1)计算方法 ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量 ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能 ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能 (2)常见物质中的化学键数目 物质(化学键) 每个微粒所含键数 CO2(C===O) 2 CH4(C—H) 4 P4(P—P) 6 SiO2(Si—O) 4 石墨(C—C) 1.5 金刚石(C—C) 2 S8(S—S) 8 Si(Si—Si) 2 2.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及平衡转化率。 (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，活化能大小影响反应速率。 (3)起点、终点能量高低决定反应的ΔH，并且物质的能量越低，物质越稳定。 角度一　理解与辨析焓变与反应热 1．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是(　　) A．X的能量一定低于M的能量，Y的能量一定低于N的能量 B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行 C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量 D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量 答案　D 2．下列说法中正确的是(　　) A．在化学反应过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化 B．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反应物全部化学键所需要的能量时，该反应为吸热反应 C．生成物的总焓大于反应物的总焓时，反应吸热，ΔH>0 D．ΔH的大小与热化学方程式的化学计量数无关 答案　C 角度二　能量图像分析与焓变的计算 3．叔丁基氯与碱溶液经两步反应得到叔丁基醇，反应(CH3)3CCl＋OH－―→(CH3)3COH＋Cl－的能量变化与反应过程的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．(CH3)3C＋比(CH3)3CCl稳定 C．第一步反应一定比第二步反应快 D．增大碱的浓度和升高温度均可加快反应速率 答案　D 4．(1)(2023·北京卷节选)二十世纪初，工业上以CO2和NH3为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步： ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4； ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。 结合反应过程中能量变化示意图，下列说法正确的是________(填序号)。 a．活化能：反应ⅰ<反应ⅱ b．ⅰ为放热反应，ⅱ为吸热反应 c．CO2(l)＋2NH3(l)===CO(NH2)2(l)＋H2O(l)ΔH＝E1－E4 (2)(2023·湖北卷节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。C40H20(g)C40H18(g)＋H2(g)的反应机理和能量变化如下： 回答下列问题： ①已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0 kJ·mol－1和298.0 kJ·mol－1，H—H键键能为436.0 kJ·mol－1。估算C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。 ②图示历程包含________个基元反应，其中速率最慢的是第________个。 答案　(1)ab　(2)①128　②3　3 由反应物A转化为生成物C，需经过两步反应，其反应过程与能量变化如下图所示： (1)E3>E1，即第二步决定化学反应速率。 (2)能量越低越稳定，稳定性：C>A>B。 (3)该反应的反应热为E1－E2＋E3－E4。 考点二　热化学方程式 1．概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 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 H2(g)和 mol O2(g)反应生成1__mol液态水时放出285.8__kJ的热量。 3．热化学方程式的书写方法 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)对于SO2(g)＋O2(g)SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，增大压强，平衡右移，放出的热量增大，ΔH减小。(×) 错因：可逆反应的ΔH表示物质完全反应时的热效应，与化学平衡的移动无关。 (2)热化学方程式前面的化学计量数不仅表示分子数，也表示物质的量。(×) 错因：热化学方程式前面的化学计量数只表示物质的量，不表示分子数。 (3)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ。(×) 错因：反应热的单位应该是kJ·mol－1。 (4)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。(×) 错因：焓变只与反应的始态，终态有关，与反应条件无关。 1．书写热化学方程式的注意事项 (1)热化学方程式不标“↑”“↓”，但必须用s、l、g、aq等标出物质的聚集状态。 (2)热化学方程式的化学计量数表示物质的量，可以是整数，也可以是分数，其ΔH必须与化学方程式及物质的聚集状态相对应。 (3)ΔH应包括“＋”或“－”、数值和单位(kJ·mol－1)。 (4)正、逆反应ΔH的数值相等、符号相反。 (5)可逆反应的ΔH表示反应物完全反应的热量变化。如N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。表示在101 kPa、25 ℃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肯定小于92.4 kJ。 (6)同素异形体之间转化的热化学方程式除了注明物质的聚集状态外，还要注明名称。 (7)ΔH是一定温度和压强下的反应热，在25 ℃、101 kPa下测定的ΔH可不注明温度和压强。 2．“五审”突破热化学方程式的正误判断 角度一　理解与辨析热化学方程式的正误判断 1．下列热化学方程式或叙述正确的是(　　) A．1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋642 kJ·mol－1 B．12 g石墨转化为CO时，放出110.5 kJ的热量：2C(石墨，s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 C．已知：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286 kJ·mol－1，则：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)的ΔH＝＋572 kJ·mol－1 D．已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)，充分反应放出46.2 kJ的热量 答案　C 2．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．HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g)　ΔH＝＋92.5 kJ/mol D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝＋864 kJ/mol 答案　D 角度二　分析与应用热化学方程式的书写 3．(1)1.6 g液态化合物N2H4与液态H2O2恰好完全反应生成两种对环境友好的气体，此时放出75 kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)已知：①中和反应反应热为57.3 kJ·mol－1； ②Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s)　ΔH＝－a kJ·mol－1(视a为已知数)。请写出稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应的热化学方程式：_________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案　(1)N2H4(l)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1500 kJ·mol－1 (2)H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－(a＋114.6) kJ·mol－1 4．热化学方程式中的ΔH实际上是热力学中的一个物理量，叫做焓变，其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关，也与反应物和生成物的键能有关。 (1)图甲表示的是NO2和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)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成1 mol气态氢化物时的焓变数据，根据焓变数据可确定a、b、c、d分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应的热化学方程式：________________________________________________________。 答案　(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g)　ΔH＝－234 kJ·mol－1 (2)H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)　ΔH＝－81 kJ·mol－1 解析　(2)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物的稳定性降低、能量增大，则可确定a、b、c、d分别代表碲、硒、硫、氧在生成1 mol气态氢化物时的焓变。b代表硒元素，生成1 mol H2Se(g)的ΔH＝＋81 kJ·mol－1，则分解反应的热化学方程式为H2Se(g)===Se(s)＋H2(g)　ΔH＝－81 kJ·mol－1。 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　4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)　ΔH＝－177.6 kJ·mol－1 考点三　燃烧热与中和反应的反应热　能源 1．燃烧热 (1)101 kPa时，1__mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，单位：kJ·mol－1。 (2)C的燃烧热为393.5 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa条件下，1__mol C完全燃烧生成CO2放出393.5 kJ的热量，用热化学方程式表示为C(s)＋O2(g)===CO2(g)__ΔH＝－393.5__kJ·mol－1。 (3)物质燃烧一定放热，故物质燃烧的ΔH一定为负值。 2．中和反应的反应热及测定 (1)测定原理 ΔH＝－ 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。稀溶液的密度用1 g·mL－1进行计算。 (2)实验装置 (3)注意事项 ①为保证酸、碱完全中和，常使碱稍稍过量(0.5 mol·L－1 HCl、0.55 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合)。 ②实验时不能用铜丝搅拌棒代替玻璃搅拌器，因为铜丝导热性好，比用玻璃搅拌器误差大。 ③隔热层及杯盖的作用是保温、隔热，减少热量损失。 (4)结论：25 ℃、101 kPa下，在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成可溶性盐和1__mol__H2O(l)时，放出57.3 kJ的热量，热化学方程式可表示为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)__ΔH＝－57.3__kJ·mol－1。 3．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：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。 ②开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。 　判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)根据2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571 kJ·mol－1可知氢气的燃烧热为571 kJ·mol－1。(×) 错因：燃烧热是以1__mol可燃物为标准。 (2)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。(×) 错因：醋酸电离要吸收热量，放出的热量小于57.3__kJ。 (3)S(s)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH＝－315 kJ·mol－1(燃烧热)(ΔH的数值正确)。(×) 错因：硫的指定产物是SO2。 (4)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)。(×) 错因：该反应生成BaSO4沉淀也有热效应。 (5)天然气和沼气的主要成分均为CH4，二者均为可再生能源。(×) 错因：天然气不是可再生能源。 理解燃烧热和中和反应的反应热 (1)有关燃烧热的判断，一看是否以1 mol可燃物为标准，二看是否生成指定产物。物质完全燃烧生成的指定产物示例：H―→H2O(l)，C―→CO2(g)，S―→SO2(g)，N―→N2(g)。 (2)中和反应的实质是H＋和OH－反应生成H2O。 ①若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质，难电离物质等)，这部分反应热不在中和反应反应热之内。 ②若用浓溶液或固体，还有溶解热，放出热量增多。 ③若用弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱)，由于弱酸或弱碱电离要吸热，则放出热量减小。 (3)当用热化学方程式表示中和反应反应热时，生成H2O(l)的物质的量必须是1 mol。 角度一　理解与应用燃烧热 1．(2023·北京市东城区高三期末)环己烯是有机合成的重要中间体，可由环己烷氧化脱氢制备。已知几种物质的燃烧热(25 ℃、101 kPa)： 名称 氢气 环己烯 环己烷 化学式(状态) H2(g) C6H10(l) C6H12(l) ΔH/(kJ·mol－1) －285.8 －3786.6 －3953.0 下列说法正确的是(　　) A．氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1 B．由燃烧热可知，环己烯的能量小于环己烷的能量 C． (l)=== (l)＋H2(g)　ΔH＝＋119.4 kJ·mol－1 D．环己烷氧化脱氢制备环己烯时，氧气和高锰酸钾均可作氧化剂 答案　C 2．金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧时，若氧气不足生成一氧化碳，若充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。 (1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧，________(填“金刚石”或“石墨”)放出的热量更多，写出表示石墨燃烧热的热化学方程式：________________________________________________。 (2)在通常状况下，________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，写出石墨转化为金刚石的热化学方程式： ________________________________________。 (3)12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程中放出的热量为________。 答案　(1)金刚石　C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1 (2)石墨　C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH＝＋1.9 kJ·mol－1 (3)252.0 kJ 解析　(3)石墨的质量是12 g，根据C、O守恒可求出CO、CO2的物质的量均为0.5 mol。则反应放出的热量为0.5 mol×110.5 kJ·mol－1＋0.5 mol×393.5 kJ·mol－1＝252.0 kJ。 角度二　应用与创新中和反应反应热的测定 3．在测定中和反应反应热的实验中，下列说法正确的是(　　) A．使用玻璃搅拌器是为了加快反应速率，减小实验误差 B．为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计的水银球应与小烧杯底部接触 C．用0.5 mol·L－1 NaOH溶液分别与0.5 mol·L－1的盐酸、醋酸溶液反应，若所取的溶液体积相等，则测得的反应热数值相同 D．在测定中和反应反应热实验中需要使用的仪器有容量瓶、量筒、温度计、玻璃搅拌器 答案　A 4.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下： ①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，打开杯盖，倒入量热计的内筒中，盖上杯盖，插入温度计，测出盐酸温度；②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液，并用同一温度计(已洗净擦干)测出其温度；③打开杯盖，将NaOH溶液倒入量热计的内筒中，立即盖上杯盖，设法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。 回答下列问题： (1)为什么所用NaOH溶液要稍过量？________________________。 (2)倒入NaOH溶液的正确操作是________(填字母，下同)。 A．沿玻璃棒缓慢倒入 B．分三次倒入 C．一次迅速倒入 (3)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是________。 A．用温度计小心搅拌 B．揭开杯盖用玻璃棒搅拌 C．轻轻地振荡烧杯 D．用套在温度计上的玻璃搅拌器轻轻地搅动 (4)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1 L 1 mol·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________________。 (5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm－3，又知中和反应后生成溶液的比热容c＝4.18 J·g－1·℃－1。为了计算中和反应反应热，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/℃ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 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，该实验测得的中和反应反应热ΔH＝________________(结果保留一位小数)。 (6)________(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____________________________________________。 答案　(1)确保盐酸被完全中和　(2)C　(3)D (4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3　(5)－51.8 kJ·mol－1 (6)不能　H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响中和反应反应热的测定结果 解析　(5)第1次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.05 ℃，反应后温度为23.2 ℃，反应前后温度差为3.15 ℃；第2次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.3 ℃，反应后温度为23.4 ℃，反应前后温度差为3.1 ℃；第3次实验盐酸和NaOH溶液起始平均温度为20.55 ℃，反应后温度为23.6 ℃，反应前后温度差为3.05 ℃；50 mL的0.50 mol·L－1盐酸与50 mL的0.55 mol·L－1氢氧化钠溶液的质量和为m＝100 mL×1 g·cm－3＝100 g，c＝4.18 J·g－1·℃－1，代入公式Q＝cmΔT得生成0.025 mol的水放出热量Q＝4.18 J·g－1·℃－1×100 g×＝1.2958 kJ，即生成0.025 mol的水放出热量为1.2958 kJ，所以生成1 mol的水放出热量为1.2958 kJ×≈51.8 kJ，即该实验测得的中和反应反应热ΔH＝－51.8 kJ·mol－1。 中和反应反应热的测定实验中的注意事项 (1)实验所用的酸和碱溶液应为稀溶液，否则会造成较大误差。 (2)量取酸溶液和碱溶液时，应当分别使用两个量筒量取。 (3)使用同一支温度计分别先后测量酸、碱溶液及混合液的最高温度，测完一种溶液后必须用水冲洗干净并用滤纸擦干后再测另一种溶液的温度。 (4)取多次实验终止温度(t2)和起始温度(t1)温度差的平均值代入公式计算，计算时应注意单位的统一。 高考真题演练 1．(2023·海南卷)各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是(　　) 物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g) ΔH/(kJ·mol－1) －1559.8 －1411 －285.8 A.C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1411 kJ·mol－1 B．C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＝－137 kJ·mol－1 C．2H2O(l)===O2(g)＋2H2(g) ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1 D．C2H6(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－1559.8 kJ·mol－1 答案　D 解析　H2O应该为液态，A错误；C2H6(g)===C2H4(g)＋H2(g)　ΔH＝＋137 kJ·mol－1，B错误；氢气的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，则H2O(l)===O2(g)＋H2(g)　ΔH＝＋285.8 kJ·mol－1，C错误。 2．(2023·浙江1月选考)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是(　　) A．E6－E3＝E5－E2 B．可计算Cl—Cl键能为2(E2－E3) kJ·mol－1 C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程Ⅱ>历程Ⅰ D．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4) kJ·mol－1 答案　C 解析　 根据历程Ⅰ，O3(g)＋O(g) 2O2(g)的ΔH＝(E6－E3) kJ·mol－1，根据历程Ⅱ，O3(g)＋O(g) 2O2(g)的反应热ΔH＝(E5－E2) kJ·mol－1，则E6－E3＝E5－E2，A正确；根据题图示，Cl(g)的相对能量为(E2－E3) kJ·mol－1，由于Cl2(g)的相对能量为0，故Cl2(g)===Cl(g)＋Cl(g)的ΔH＝2(E2－E3) kJ·mol－1，即Cl—Cl键能为2(E2－E3) kJ·mol－1，B正确；历程Ⅱ使用了催化剂Cl，催化剂不能使平衡发生移动，则O3的平衡转化率：历程Ⅱ＝历程Ⅰ，C错误；历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应为活化能最小的反应，即ClO(g)＋O(g)===O2(g)＋Cl(g)　ΔH＝(E5－E4) kJ·mol－1，D正确。 3．(2022·浙江1月选考)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1 mol环己烷()的能量变化如图所示： 下列推理不正确的是(　　) A．2ΔH1≈ΔH2，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比 B．ΔH2<ΔH3，说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用，有利于物质稳定 C．3ΔH1<ΔH4，说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键 D．ΔH3－ΔH1<0，ΔH4－ΔH3>0，说明苯分子具有特殊稳定性 答案　A 解析　也含有两个碳碳双键，而2ΔH1<ΔH3，说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目不一定成正比，A错误。 4．(2022·浙江6月选考)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表： 物质(g) O H HO HOO 能量/kJ·mol－1 249 218 39 10 物质(g) H2 O2 H2O2 H2O 能量/kJ·mol－1 0 0 －136 －242 可根据HO(g)＋HO(g)===H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1。下列说法不正确的是(　　) A．H2的键能为436 kJ·mol－1 B．O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍 C．解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2 D．H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)　ΔH＝－143 kJ·mol－1 答案　C 解析　根据题表中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol－1×2＝436 kJ·mol－1，A正确；由题表中的数据可知，O2的键能为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1，由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；因为HOO(g)===HO(g)＋O(g)，由题表中的数据可知解离其中氧氧单键需要的能量为(249＋39－10) kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，C错误；由题表中的数据可知H2O(g)＋O(g)===H2O2(g)的ΔH＝－136 kJ·mol－1－249 kJ·mol－1－(－242 kJ·mol－1)＝－143 kJ·mol－1，D正确。 5．(2023·广东卷节选)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。 (1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.5000 mol·L－1 NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。 ①上述滴定操作用到的仪器有________。 ②该盐酸浓度为________mol·L－1。 (2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为________J(c和ρ分别取4.18 J·g－1·℃－1和1.0 g·mL－1，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。 (3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 ⅰ 0.20 mol· L－1 CuSO4 溶液100 mL 1．20 g Fe粉 a b ⅱ 0．56 g Fe粉 a c ①温度：b________c(填“>”“<”或“＝”)。 ②ΔH＝________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。 答案　(1)①AD　②0.5500　 (2)418(T1－T0)　 (3)①>　②－20.9(b－a) kJ·mol－1或－41.8(c－a) kJ·mol－1 解析　(2)由Q＝cρV总·ΔT可得Q＝4.18 J·g－1·℃－1×1.0 g·mL－1×(50 mL＋50 mL)×ΔT＝418(T1－T0) J。 (3)①100 mL 0.20 mol·L－1 CuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02 mol，1.20 g Fe粉和0.56 g Fe粉的物质的量分别为0.021 mol、0.01 mol，实验ⅰ中有0.02 mol CuSO4发生反应，实验ⅱ中有0.01 mol CuSO4发生反应，实验ⅰ放出的热量多，则b>c；②若按实验ⅰ进行计算，ΔH＝－ kJ·mol－1＝－20.9(b－a) kJ·mol－1；若按实验ⅱ进行计算，ΔH＝－ kJ·mol－1＝－41.8(c－a) kJ·mol－1。 6．(2022·海南高考节选)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环。 回答问题： (1)已知：电解液态水制备1 mol O2(g)，电解反应的ΔH＝＋572 kJ·mol－1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH＝________ kJ·mol－1。 (2)已知：CO2(g)＋4H2(g)2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。 若反应为基元反应，且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|＞Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)。 答案　(1)－286　(2) 课时作业 [建议用时：40分钟] 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．下列既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是(　　) A．铝片与稀盐酸反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 C．灼热的炭与水蒸气的反应 D．甲烷(CH4)在O2中的燃烧反应 答案　C 2．十氢萘是具有高储氢密度的氢能载体，经历“十氢萘(C10H18)→四氢萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脱氢过程释放氢气。已知： Ⅰ.C10H18(l)===C10H12(l)＋3H2(g)　ΔH1 Ⅱ.C10H12(l)===C10H8(l)＋2H2(g)　ΔH2 假设某温度下，ΔH1＞ΔH2＞0。下列“C10H18→C10H12→C10H8”的“能量－反应过程”示意图正确的是(　　) 答案　B 3．已知298 K、1.01×105 Pa条件下，2 g 氢气燃烧生成水蒸气放出242 kJ热量。下列热化学方程式书写正确的是(　　) A．H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝＋242 kJ B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝＋484 kJ·mol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－484 kJ·mol－1 D．H2O(g)===H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋242 kJ·mol－1 答案　D 4．(2023·北京市朝阳区高三期末质量检测)已知某些化学键键能如下，下列说法不正确的是(　　) 化学键 H—H Cl—Cl Br—Br H—Cl H—Br 键能/ (kJ·mol－1) 436 243 194 432 a A.根据键能可估算反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的ΔH＝－185 kJ·mol－1 B．根据原子半径可知键长：H—Cl<H—Br，进而推测a<432 C．H2(g)与Br2(g)反应生成2 mol HBr(g)时，放出热量小于185 kJ D．常温下Cl2和Br2的状态不同，与Cl—Cl和Br—Br的键能有关 答案　D 解析　状态由分子间作用力决定，D不正确。 5．碘在不同状态下(固态或气态)与氢气反应的热化学方程式如下所示。 ①H2(g)＋I2(？)2HI(g)　ΔH＝－9.48 kJ/mol ②H2(g)＋I2(？)2HI(g)　ΔH＝＋26.48 kJ/mol 下列判断正确的是(　　) A．HI(g)比HI(s)热稳定性更好 B．1 mol固态碘升华时将吸热17 kJ C．①中的I2为固态，②中的I2为气态 D．①的反应物总能量比②的反应物总能量高 答案　D 6．分别向1 L 0.5 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应时的热效应分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列关系中正确的是(　　) A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH2＜ΔH3 C．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH2＜ΔH3 答案　B 解析　混合时浓硫酸在被稀释的过程中放热；浓、稀硫酸在与Ba(OH)2反应时还会形成BaSO4沉淀，也会放出热量。因放热反应的ΔH取负值，故ΔH1＜ΔH2＜ΔH3。 7．(2023·黄冈市高三质量抽测)《丁烯双键异构化的方法》获得了第二十届中国专利优秀奖。在100 kPa和298 K下，丁烯双键异构化反应的机理如图所示。下列说法错误的是(　　) A．上述两种烯烃均能发生加成反应、氧化反应 B．的稳定性差 C．由C—H、C===C、C—C的键能可计算出该异构化反应的焓变 D．以上两种丁烯分子，每个分子中最多都有8个原子在同一平面上 答案　C 解析　两种烯烃都含有碳碳双键，均能发生加成反应和氧化反应，A正确；的能量比的能量高，根据能量低的物质稳定性强知，B正确；两种烯烃互为同分异构体，所含C—H、C===C、C—C的数目相同，无法根据它们的键能计算异构化反应的焓变，C错误；结合乙烯分子中6个原子共平面，C—H、C—C可旋转，知两种丁烯的每个分子中最多都有8个原子在同一平面上，D正确。 8．已知反应S2O(aq)＋2I－(aq)2SO(aq)＋I2(aq)，若向该溶液中加入含Fe3＋的某溶液，反应机理如图所示。下列有关说法错误的是(　　) ①2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)I2(aq)＋2Fe2＋(aq) ②2Fe2＋(aq)＋S2O(aq)===2Fe3＋(aq)＋2SO(aq) A．反应①和反应②相比，反应②更易发生 B．Fe3＋是该反应的催化剂 C．增大Fe3＋的浓度，能够加快反应速率 D．若不加Fe3＋，正反应的活化能比逆反应的活化能大 答案　D 9．下列关于反应能量的说法不正确的是(　　) A．一定条件下：①2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH1；②2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)　ΔH2，则ΔH1＜ΔH2 B．相同条件下，若1 mol H(g)具有的能量为E1，1 mol H2(g)具有的能量为E2，则有2E1>E2 C．甲烷的燃烧热ΔH＝－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1 D．已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合放出57.3 kJ的热量 答案　D 解析　浓硫酸与NaOH溶液发生中和反应放出热量，另外浓硫酸稀释放热，故含1 mol NaOH的氢氧化钠溶液与含0.5 mol H2SO4的浓硫酸混合放出的热量大于57.3 kJ，D错误。 10．(2023·广东省六校联考)已知：298 K时，相关物质的相对能量如图所示。下列说法错误的是(　　) A．CO燃烧的热化学方程式为2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1 B．H2的燃烧热为ΔH＝－242 kJ·mol－1 C．C2H6比C2H4稳定 D．CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)是放热反应 答案　B 解析　ΔH＝生成物的相对总能量－反应物的相对总能量，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝[2×(－393)－2×(－110)] kJ·mol－1＝－566 kJ·mol－1，A正确；CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝[(－393)－(－110－242)] kJ·mol－1＝－41 kJ·mol－1，是放热反应，D正确；燃烧热指的是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量，H2对应的产物是H2O(l)，ΔH＝－286 kJ·mol－1，B错误；物质的能量越低，物质越稳定，C正确。 11．(2023·湖北重点中学高三联考)以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．过程①中钛氧键断裂会释放能量 B．CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)　ΔH＝＋30 kJ·mol－1 C．使用TiO2作催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率 D．该反应中，光能和热能转化为化学能 答案　D 解析　过程①中钛氧键断裂会吸收能量，A错误；根据ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和，知2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)的ΔH＝(2×1598－2×1072－496) kJ·mol－1＝＋556 kJ·mol－1，B错误；使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能(不是焓变)，C错误；由题图知，该反应中光能和热能转化为化学能，D正确。 二、非选择题 12．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2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N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__________________________________________________________。 (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)(2023·重庆卷节选)银及其化合物在催化与电化学等领域中具有重要应用。 在银催化下，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷(EO)和乙醛(AA)。根据下图所示，回答下列问题： ①中间体OMC生成吸附态EO(ads)的活化能为________kJ/mol。 ②由EO(g)生成AA(g)的热化学方程式为______________________________________。 答案　(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－1427.2 kJ·mol－1 (2)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92 kJ·mol－1 (3)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)　ΔH＝－2Q kJ·mol－1 (4)①83　 ②EO(g)===AA(g)　ΔH＝－102 kJ/mol 13．(1)丙烯是重要的工业品，可用于制取卤代烃、丙醇及塑料等。工业中以丙烷催化脱氢来制取丙烯。 主反应：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)ΔH1 副反应：C3H8(g)CH4(g)＋C2H4(g)　ΔH2＝＋81.30 kJ·mol－1 已知部分化学键的键能如表： 共价键 C—C C===C C—H H—H 键能/(kJ·mol－1) 348 615 413 436 ΔH1＝________________。 (2)乙烯是制造塑料、橡胶和纤维的基本原料，一定条件下利用CO2和H2合成乙烯： 2CO2(g)＋6H2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH。 上述反应的Arrhenius经验公式实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式Rln k＝－＋C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。反应的活化能Ea＝________ kJ·mol－1。当改变外界条件时，实验数据如图中曲线b所示，则实验可能改变的外界条件是________________________________________________________。 答案　(1)＋123 kJ·mol－1 (2)30　使用更高效的催化剂或增大催化剂比表面积 30 学科网（北京）股份有限公司 $$