第38讲 反应热 热化学方程式-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（鲁科版2019 单选版）

第38讲 反应热　热化学方程式 优化探究 大单元四　化学反应原理 　第9章　化学反应与能量 考点1　能量　反应热　焓变 考点2　热化学方程式 课时作业38　反应热　热化学方程式 考点1　能量　反应热　焓变 1. 体系与环境 (1)体系：人为划定的 ⁠。 (2)环境：体系 ⁠。 2. 反应热与内能 (1)反应热( Q )：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所 ⁠ 或 ⁠的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。 研究对象(物质系统)　 以外的其他部分　 释放　 吸收　 掌握必备知识 筑牢应试根基 (2)内能 能量 种类、数量及聚集状态 温度、压强 Δ U ＝ U （反应产物）－ U （反应物） Q 吸热 放热 的 3. 反应热与焓变 等压反 种类、数量及 温度、压强 应的反应热 聚集状态 反应前后体系的焓 吸热 放热 kj·mo 的变化 4. 吸热反应与放热反应 (1)如何理解吸热反应和放热反应 ①从能量守恒角度理解 ②从化学反应实质角度理解 特别提醒：破坏1 mol化学键吸收的能量或形成1 mol 化学键放出的能量 称为键能。 吸热 放热 ＞ ＜ (2)常见的放热反应和吸热反应 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；⑥少数分解反应，如H2O2的 分解。 吸热反应：①大多数分解反应；②盐类的水解；③Ba(OH)2·8H2O与 NH4Cl反应；④碳与水蒸气或CO2的反应。 [正误判断] (1)反应放热或吸热是反应过程中能量变化的问题，而是否加热是反应前 引发反应即反应条件的问题。 (　√　) (2)焓变会因物质种类、物质的聚集状态、物质的物质的量以及温度、压 强等因素不同而不同，但某一确定反应的焓变上述因素均已确定，即为 定值。 (　√　) (3)可逆反应的Δ H 表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。 (　√　) √ √ √ (4)碳在空气中燃烧生成CO2，该反应中化学能全部转化为热能。 (　×　) (5)石墨转化为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定。 (　×　) × × 命题方式1　能源的开发和利用 1. 下列关于能源开发和利用的说法中，不正确的是(　D　) A. 充分利用太阳能 B. 因地制宜开发利用风能、水能、地热能、潮汐能 C. 合理、安全的开发利用氢能、核能 D. 能源都是通过化学反应获得的 D 提升关键能力 应对命题方式 太阳能取之不尽、用之不竭且绿色无污染，是理想的能源，应充分利用 太阳能，故A正确；风能、水能、地热能、潮汐能绿色无污染，应因地 制宜合理开发利用，故B正确；氢能来源广、热值高、无污染，核能安 全的开发后也是理想能源，故C正确；人类利用的能源不一定都是通过 化学反应获得的，如水力发电等不是通过化学反应获得的，故D错误。 2. 关于能源的下列说法中，正确的是(　CD　) A. 太阳能能量巨大，取之不尽，用之不竭，清洁、无污染，且能量密度 高，稳定性强 B. 沼气和天然气的主要成分相同，都属于可再生能源 C. 能源的开发和利用，不能用来衡量一个国家的经济发展和科学技术水平 D. 风能能量巨大，但具有不稳定性，受地区、季节、气候影响甚大 D 太阳能能量密度低，大气环境对其影响较大，A错误；天然气属于不可 再生能源，B错误；能源的开发和利用，是一个国家综合实力的体现， 能用来衡量一个国家的经济发展和科学技术水平，C错误；风能能量巨 大，但具有不稳定性，受地区、季节、气候影响甚大，D正确。 3. 合成氨反应时常使用铁触媒提高反应速率。如图为有、无铁触媒时， 反应的能量变化图。 命题方式2　能量—反应过程图像 (1)写出该反应的热化学方程式： ⁠ ⁠。 (1)由题图可知，1 mol N2和3 mol H2反应时，放出的热量为( a － b )kJ， 所以该反应的热化学方程式为 (g) 2NH3(g)　Δ H ＝－( a － b ) kJ·mol－1。 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　Δ H ＝－ ( a － b ) kJ·mol－1 (2)曲线 (填序号)表示使用了铁触媒的反应过程，从能量角度分 析，铁触媒的作用是 ⁠。 (2)铁触媒是反应的催化剂，作用是降低反应活化能。 ②　 降低反应活化能　 (3)“ a ”的含义是 ⁠，不使用铁触 媒时，断裂1 mol N—H键需要吸收 kJ的能量。 (3) d － b 表示逆反应的活化能，即逆反应发生时，旧键断裂时吸收 的能量。 1 mol N2(g)和3 mol H2(g)的总能量　 　 4. (2022·浙江卷，节选)主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重 要意义。 热解H2S制H2。根据文献，将H2S和CH4的混合气体导入石英管反应器热 解(一边进料，另一边出料)，发生如下反应： Ⅰ.2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g)　Δ H 1＝＋170 kJ·mol－1； Ⅱ.CH4(g)＋S2(g) CS2(g)＋2H2(g)　Δ H 2＝＋64 kJ·mol－1； 总反应： Ⅲ.2H2S(g)＋CH4(g) CS2(g)＋4H2(g)　Δ H ＝＋234 kJ·mol－1。 若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成 产物的反应过程能量示意图。 答案： 5. 炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活化 氧，活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示，活化氧可以快速氧化 二氧化硫。下列说法错误的是(　C　) A. 氧分子的活化包括O—O键的断裂与 C—O键的形成 B. 每活化一个氧分子放出0.29 eV的能量 C. 水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.42 eV D. 炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂 C 由题图可知，氧分子的活化包括O—O键的断裂与C—O键的形成，A项 正确；由题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此每活化 一个氧分子放出的能量为0.29 eV，B项正确；无水时相对能量为0.75 eV，有水时相对能量为0.57 eV，活化 能降低0.18 eV，C项错误；炭黑颗粒 可以活化氧分子，而生成的活化氧可 以快速氧化SO2，因此炭黑颗粒是大气 中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂， D项正确。 反思归纳：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。 (2)在无催化剂的情况， E 1为正反应的活化能， E 2为逆反应的活化能，Δ H ＝ E 1－ E 2。 命题方式3　利用键能计算反应焓变 6. 常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需的能量用 E 表示。结合表中 信息判断下列说法不正确的是(　D　) 共价键 H—H F—F H—F C—F C—Cl C—I E /(kJ·mol－1) 436 157 568 427 330 218 A. C—Br键键能的可能范围是218 kJ·mol－1＜ E (C—Br)＜330 kJ·mol－1 B. 表中最稳定的共价键是H—F键 C. H2(g) 2H(g)　Δ H ＝＋436 kJ·mol－1 D. H2(g)＋F2(g) 2HF(g)　Δ H ＝－25 kJ·mol－1 D 由表中键能数据可知，C—F键、C—Cl键、C—I键的键能依次减小，则 E (C—Br)介于 E (C—Cl)和 E (C—I)之间，其可能范围是218 kJ·mol－1＜ E (C—Br)＜330 kJ·mol－1，A正确；键能越大表示断裂1 mol该化学键吸收 的能量越多，则该化学键越稳定，表中 E (H—F)最大，故表中最稳定的 共价键是H—F键，B正确；H2(g) 2H(g)过程中断裂1 mol H—H键， 断键吸热，则有Δ H ＝＋436 kJ·mol－1，C正确；根据Δ H 与键能的关系 可知，H2(g)＋F2(g) 2HF(g)的Δ H ＝(436 kJ·mol－1＋157 kJ·mol－1)－ (2×568 kJ·mol－1)＝－543 kJ·mol－1，D错误。 7. (1)已知：CO(g)＋ O2(g) CO2(g)　Δ H ＝－283 kJ·mol－1。25 ℃、 100 kPa时，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知O=O、 C≡O键的键焓分别为495 kJ·mol－1、799 kJ·mol－1，CO2(g)分子中碳氧键 的键焓为 kJ·mol－1。 (2)反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g)　Δ H 1＝＋125 kJ·mol－1；已知键能： E (C—H)＝416 kJ·mol－1， E (H—H)＝436 kJ·mol－1，由此计算生成1 mol碳碳π键放出的能量为 kJ。 664.75　 271　 (3)如图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变 化示意图，已知 E 1＝134 kJ·mol－1， E 2＝368 kJ·mol－1，若在反应体系 中加入催化剂，反应速率增大， E 1的变化是 (填“增大”“减 小”或“不变”，下同)，Δ H 的变化是 。 请写出NO2和CO反应的热化学方程式： ⁠ ⁠。 减小　 不变　 NO2(g)＋CO(g) CO2(g)＋NO(g)　 Δ H ＝－234 kJ·mol－1 反思归纳：利用键能计算反应焓变的方法 (1)熟记反应热Δ H 的计算公式 Δ H ＝ E (反应物的总键能之和)－ E (生成物的总键能之和)。 (2)注意特殊物质中键数的判断 物质(1 mol) P4 C(金刚石) C(石墨) Si SiO2 键数/mol 6 2 1.5 2 4 考点2　热化学方程式 1. 热化学方程式的概念和意义 (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：表明了化学反应中的 变化和 ⁠变化。 比如①2H2(g)＋O2(g) 2H2O(l)　Δ H ＝－571.6 kJ·mol－1，表示在25 ℃、101 kPa条件下， ⁠ ⁠。 ②N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　Δ H ＝－92.4 kJ·mol－1，表示在25 ℃、 101 kPa条件下， ⁠ ⁠。 物质　 能量　 2 mol H2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol H2O(l)时，放出571.6 kJ的热量　 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　 掌握必备知识 筑牢应试根基 2. 热化学方程式的书写 特别提醒：(1)区别于普通方程式：用“g”和“s”代替“↑”“↓”，一 般不写“点燃”“加热”等条件。 (2)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。 (3)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。 [正误判断] (1)对于SO2(g)＋ O2(g) SO3(g)　Δ H ＝－ Q kJ·mol－1，增大压强平衡 右移，放出的热量增多，Δ H 减小。 (　×　) (2)已知N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　Δ H ＝－92 kJ·mol－1，则NH3(g) N2(g)＋ H2(g)　Δ H ＝＋46 kJ·mol－1。 (　√　) (3)热化学方程式中的化学计量数可以表示分子个数，只能为整数。 (　×　) × √ × 命题方式1　热化学方程式的正误判断 1. (2023·湖南博雅中学月考)下列热化学方程式书写正确的是(Δ H 的绝对 值均正确)(　C　) A. C2H5OH(l)＋3O2(g) 2CO2(g)＋3H2O(g)　Δ H ＝－1 367.0 kJ·mol－ 1(摩尔燃烧焓) B. NaOH(aq)＋HCl(aq) NaCl(aq)＋H2O(l)　Δ H ＝＋57.3 kJ·mol－1(中 和热) C. S(s)＋O2(g) SO2(g)　Δ H ＝－296.8 kJ·mol－1(反应热) D. 2NO2 O2＋2NO　Δ H ＝＋116.2 kJ·mol－1(反应热) C 提升关键能力 应对命题方式 C2H5OH的摩尔燃烧焓是生成二氧化碳和液态水放出的热量，故A错误； 中和反应放热，正确的热化学方程式是NaOH(aq)＋HCl(aq) NaCl(aq)＋H2O(l)　Δ H ＝－57.3 kJ·mol－1，故B错误；硫燃烧放热，热 化学方程式是S(s)＋O2(g) SO2(g)　Δ H ＝－296.8 kJ·mol－1，故C正 确；热化学方程式要标注物质的聚集状态，故D错误。 2. 甲烷燃烧时的能量变化如图，下列有关说法正确的是(　C　) A. 图甲中反应为CH4(g)＋2O2(g) CO2(g)＋2H2O(l)　Δ H ＝＋890.3 kJ·mol－1 B. 图乙中反应为CH4(g)＋ O2(g) CO(g)＋2H2O(g)　Δ H ＝ －607.3 kJ·mol－1 C. 由图可以推得CO(g)＋ O2(g) CO2(g)　Δ H ＝－283 kJ·mol－1 D. 由图可以推知等物质的量的CO2和CO，CO2具有的能量高 C 根据图甲分析，反应物的总能量高于生成物的总能量，则图甲中反应为 ①CH4(g)＋2O2(g) CO2(g)＋2H2O(l)　Δ H ＝－890.3 kJ·mol－1，A错 误；根据图乙分析，反应物的总能量高于生成物的总能量，则图乙中反 应为②CH4(g)＋ O2(g) CO(g)＋2H2O(l)　Δ H ＝－607.3 kJ·mol－1， B错误； 根据盖斯定律，由①－②可得CO(g)＋ O2(g) CO2(g)　Δ H ＝－ 890.3 kJ·mol－1－(－607.3 kJ·mol－1)＝－283 kJ·mol－1，C正确；CO(g)＋ O2(g) CO2(g)　Δ H ＝－283 kJ·mol－1，该反应放热，反应物[1 mol CO(g)和 mol O2(g)]的总能量 高于生成物[1 mol CO2(g)]的总 能量，但无法判断等物质的量 的CO2(g)和CO(g)具有的能量 高低，D错误。 3. 下列有关热化学方程式的叙述，正确的是(　D　) A. 在101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热 量是甲烷的摩尔燃烧焓 B. 由N2O4(g) 2NO2(g)　Δ H ＝－56.9 kJ·mol－1，可知将1 mol N2O4(g) 置于密闭容器中充分反应后放出的热量为56.9 kJ C. 由H＋(aq)＋OH－(aq) H2O(l)　Δ H ＝－57.3 kJ·mol－1，可知含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量为 57.3 kJ D. 已知101 kPa时，2C(s)＋O2(g) 2CO(g)　Δ H ＝－221 kJ·mol－1， 则1 mol碳完全燃烧生成CO2放出的热量大于110.5 kJ D 在101 kPa时，1 mol甲烷完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量 是甲烷的摩尔燃烧焓，故A项错误；该反应是可逆反应，不可能反应完 全，即不可能放出56.9 kJ的热量，故B项错误；醋酸为弱酸，电离吸 热，所以含1 mol CH3COOH的溶液与含1 mol NaOH的溶液混合，放出 的热量小于57.3 kJ，故C项错误；CO燃烧会继续放出热量，所以1 mol 碳完全燃烧生成CO2放出的热量大于110.5 kJ，故D项正确。 4. 化学上规定稳定单质的生成热为0；可用物质的生成热表示该物质的 相对能量。氮的几种氧化物的相对能量如表所示(25 ℃，105 Pa条件 下)： 物质及状态 N2O(g) NO(g) NO2(g) N2O4(l) N2O5(g) 相对能量/(kJ·mol－1) 82 90 33 －20 11 下列推断不正确的是(　B　) B A. 在5种氮的氧化物中，NO最活泼 B. N2O4(l) 2NO2(g)　Δ H ＝－86 kJ·mol－1 C. N2O5(g) 2NO2(g)＋ O2(g)　Δ H ＝＋55 kJ·mol－1 D. 1 mol N2O(g)分解成N2(g)和O2(g)需要放出82 kJ 能量 A项，由表格中的数据可以看出，NO的相对能量最大，化学性质最活泼，最不稳定，正确；B项，反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差，Δ H ＝2×33 kJ·mol－1－(－20 kJ·mol－1)＝＋86 kJ·mol－1，错误；C项，Δ H ＝2×33 kJ·mol－1＋0－11 kJ·mol－1＝＋55 kJ·mol－1，正确；D项，N2O(g) N2(g)＋ O2(g)　Δ H ＝0＋0－82 kJ·mol－1＝－82 kJ·mol－1，正确。 反思归纳：判断热化学方程式正误的“五看” 一看状态：看各物质的聚集状态是否正确； 二看符号：看Δ H 的“＋”“－”是否正确； 三看单位：看反应热的单位是否为kJ·mol－1； 四看数值：看反应热数值与化学计量数是否相对应； 五看概念：看摩尔燃烧焓、中和热的热化学方程式。 命题方式2　书写热化学方程式 5. (1)在25 ℃、101 kPa下，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为 ⁠ ⁠。 (2)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧放出热量 Q kJ， 其燃烧生成的CO2用过量的饱和澄清石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀， 则乙醇燃烧的热化学方程式为 ⁠ ⁠。 CH4(g)＋2O2(g) CO2(g)＋2H2O(l)　Δ H ＝－890.3 kJ·mol－1 C2H5OH(l)＋3O2(g) 2CO2(g)＋ 3H2O(l)　Δ H ＝－2 Q kJ·mol－1 (3)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： ⁠ ⁠。 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(l)　Δ H ＝－2( c ＋ b － a )kJ·mol－1 (4)已知25 ℃、100 kPa时，1 mol 葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃烧生成 CO2(g)和H2O(l)，放出2 804 kJ热量。则25 ℃、100 kPa时，CO2(g)与 H2O(l)经光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的热化学方程式 为 ⁠。 6CO2(g)＋6H2O(l) C6H12O6(s)＋6O2(g)　Δ H ＝＋2 804 kJ·mol－ 1 (5)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 ⁠。 (6)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)，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 ⁠ ⁠。 SiH4(g)＋2O2(g) SiO2(s)＋2H2O(l)　Δ H ＝－1 427.2 kJ·mol －1 NaBH4(s)＋2H2O(l) NaBO2(s)＋4H2(g)　Δ H ＝－216 kJ·mol－1　 反思归纳：书写热化学方程式的注意事项 (1)热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态：固体(s)、液体 (l)、气体(g)、水溶液(aq)，若为同素异形体，还要注明名称。 (2)热化学方程式要注明反应时的温度和压强。如不注明，即表示在25 ℃和101 kPa下测定。 (3)热化学方程式中的化学计量数为物质的量。故化学计量数可以是整 数，也可以是分数。当化学计量数改变时，其Δ H 也同等倍数的改变。 (4)要注明Δ H 的符号：“＋”代表吸热、“－”代表放热，以及单位： kJ·mol－1。 1. (2021·广东卷)“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞 中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学 品。下列有关说法正确的是(　C　) A. 煤油是可再生能源 B. H2燃烧过程中热能转化为化学能 C. 火星陨石中的20Ne质量数为20 D. 月壤中的3He与地球上的3H互为同位素 C 探究真题 素养提升 A项，煤油是石油分馏的产物，是不可再生能源，错误；B项，H2燃烧 过程中化学能转化为热能，错误；C项，元素符号左上角数字代表质量 数，正确；D项，3He与3H质子数不同，不互为同位素，错误。 2. (2022·湖南卷，改编)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程 的关系如图所示： 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　D　) D A. 进程Ⅰ是吸热反应 B. 平衡时P的产率：Ⅱ＞Ⅰ C. 生成P的速率：Ⅲ＞Ⅱ D. 进程Ⅳ中，Z没有催化作用 A项，由题图可知，进程Ⅰ反应物的总能量比生成物的总能量高，为放热 反应，错误；B项，从Ⅱ中可看出S＋X P＋X，X为催化剂，只改变 反应的速率，对产率没有影响，错误；C项，从Ⅱ和Ⅲ可看出，进程Ⅱ的 活化能比进程Ⅲ的小，所以生成P的速率：Ⅱ＞Ⅲ，错误；D项，由题图 可知，反应所得产物为P·Z，则Z没有催化作用，正确。 3. (2022·浙江6月)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 H2 O2 H2O2 H2O 能量/(kJ·mol－1) 249 218 39 10 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(　C　) C 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)　Δ H ＝－143 kJ·mol－1 根据表中的数据可知，H2的键能为218 kJ·mol－1×2＝436 kJ·mol－1，A 正确；由表中的数据可知，O2的键能为249 kJ·mol－1×2＝498 kJ·mol－1，由题意可知，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；由表中的数据可知HOO HO＋O，解离其中氧氧单键需要的能量为(249＋39－10) kJ·mol－1＝278 kJ·mol－1，H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol－1，C错误；由表中的数据可知，H2O(g)＋O(g) H2O2(g)的Δ H ＝[－136－249－(－242)] kJ·mol－1＝－143 kJ·mol－1，D正确。 4. (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)的反应机理如下： 已知C40H x 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键能为436.0 kJ·mol－1。估算C40H20(g) C40H18(g)＋ H2(g)的Δ H ＝ kJ·mol－1。 由图示反应机理分析，Δ H ＝2 E (C—H)－[ E (C—C)＋ E (H—H)]＝ [2×431.0－(298.0＋436.0)]kJ·mol－1＝＋128 kJ·mol－1。 ＋128　 课时作业38　反应热　热化学方程式 一、选择题 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1. (2023·济南高三月考)下列说法正确的是(　A　) A. 焓的大小受体系的温度、压强等因素的影响 B. 化学反应的反应热等于反应前后焓的变化 C. 浓硫酸溶于水是放热反应 D. 煤的液化有利于实现碳达峰、碳中和 A 等压条件下，化学反应的反应热等于反应的焓变，B错误；浓硫酸溶于 水是物理变化，C错误；煤的液化能提高煤的能量利用率，但CO2气体 的排放量不变，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2. “太阳能燃料”国际会议于2019年10月在我国武汉举行，旨在交流和 探讨太阳能光催化分解水制氢、太阳能光催化二氧化碳转化为燃料等问 题。下列说法错误的是(　A　) A. 太阳能燃料属于一次能源 B. 直接电催化CO2制取燃料时，燃料是阴极产物 C. 光催化分解水产生的H2是理想的绿色能源 D. 研发和利用太阳能燃料，有利于经济的可持续发展 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 太阳能燃料属于二次能源，故A错误；直接电催化CO2制取燃料时，C元 素化合价降低，在阴极反应，故B正确；光催化分解水产生H2，H2燃烧 放出的热量多，产物为H2O，无污染，故C正确；太阳能燃料可重复利 用，避免对环境造成污染，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 3. 已知2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)为放热反应，对该反应的下列说法正 确的是(　C　) A. 因该反应为放热反应，故不加热就可发生 B. 相同条件下，2 mol H2(g)的能量或1 mol CO(g)的能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量 C. 相同条件下，2 mol H2(g)和1 mol CO(g)的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量 D. 达到平衡时，CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等 C 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 放热反应与反应条件无关，可能需要加热才发生，A错误；物质的能量 与状态有关，由反应放热可知，相同条件下，2 mol H2(g)和1 mol CO(g) 的总能量一定高于1 mol CH3OH(g)的能量，B错误、C正确；平衡时，各 物质的浓度不变，浓度是否相等与起始量、转化率有关，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 4. 已知化学反应A2(g)＋B2(g) 2AB(g)　Δ H ＝＋100 kJ·mol－1的能量 变化如图所示，判断下列叙述正确的是(　D　) A. 加入催化剂，该反应的反应热Δ H 变小 B. 每形成2 mol A—B，吸收 b kJ能量 C. 每生成2分子AB吸收( a － b ) kJ热量 D. 该反应正反应的活化能大于100 kJ·mol－1 催化剂不影响反应热的大小，A错误；形成化学键，释放能量，B错 误；每生成2 mol AB(g)吸收( a － b )kJ热量，C错误。 D 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 5. 已知：①2H2(g)＋O2(g) 2H2O(g)　Δ H ＝－483.6 kJ·mol－1；② H2(g)＋S(g) H2S(g)　Δ H ＝－20.1 kJ·mol－1，下列判断正确的是 (　A　) A. 若反应②中改用固态硫，则消耗1 mol S(s)反应放出的热量小于20.1 kJ B. 从焓变数值知，单质硫与氧气相比，更容易与氢气化合 C. 由反应①②知，水的热稳定性弱于硫化氢 D. 氢气的摩尔燃烧焓Δ H ＝－241.8 kJ·mol－1 A 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 固体变为气体，吸收热量，A项正确；由热化学方程式可知，1 mol氢气 与氧气反应放出的热量比1 mol 氢气与硫反应放出的热量多221.7 kJ，说 明氧气与单质硫相比，更容易与氢气化合，B项错误；由反应①②无法 直接比较水和硫化氢的热稳定性，C项错误；反应①生成的是气态水而 不是液态水，D项错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 6. (2022·北京模拟)丙烷与溴原子能发生以下两种反应： ①CH3CH2CH3(g)＋Br·(g) CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g) ②CH3CH2CH3(g)＋Br·(g) (CH3)2CH·(g)＋HBr(g) 反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是(　B　) A. 反应①与②均为吸热反应 B. 反应②使用了催化剂 C. 产物中CH3CH2CH2·(g)的含量比(CH3)2CH·(g)低 D. CH3CH2CH2·(g)转变为(CH3)2CH·(g)放出热量 B 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 催化剂能改变反应途径，降低反应的活化能，加快化学反应速率。反应 ②的活化能低，反应速率快，但反应①与②同时发生，不能确定反应② 是否使用催化剂，B说法错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 7. C2H6在Ni的活化下可放出CH4，其反应历程如图所示： 下列关于活化历程的说法正确的是(　AC　) C A. 该转化过程Δ H ＞0 B. 在此反应过程中Ni的成键 数目未发生变化 C. 该反应过程中，最大能垒 (活化能)为204.32 kJ·mol－1 D. 整个过程中，Ni是该反应的催化剂 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 根据反应物和生成物所具有的能量可以判断出，该反应为放热反应，故 A错误；根据图示，过渡态1中Ni的成键数目为2，过渡态2中Ni的成键数 目为3，反应过程中Ni的成键数目发生了变化，故B错误；根据图示，中 间体2到过渡态2的能垒(活化能)最大， 为204.32 kJ·mol－1，故C正确； 根据图示，Ni是反应物不是 催化剂，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 8. (2023·重庆模拟)为实现“碳达峰、碳中和”的目标，科学家提出以 TiO2为催化剂，用光热化学循环分解法，以达到减少大气中CO2量的目 的，反应的机理如图所示： 物质的量 物质 完全断键所需吸收的总能量 1 mol CO2 1 598 kJ/mol 1 mol CO 1 072 kJ/mol 1 mol O2 496 kJ/mol 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 下列说法不正确的是(　C　) C A. 过程①中光能转化为化学能 B. 过程④为吸热过程 C. TiO2降低该反应的焓变，提高该反应速率 D. 全过程热化学方程式为2CO2(g) 2CO(g)＋O2(g)　Δ H ＝＋556 kJ·mol－1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 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，能量的变化形式是由光能转化为化学能，A正确；过程④需 要从外界吸收热量，因此为吸热过程， B正确；TiO2作为催化剂可以降低该反 应的活化能，提高该反应速率，无法 降低焓变，C错误；CO2分解为CO和 O2，反应的化学方程式为2CO2 2CO＋O2， 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 根据题表可知，1 mol CO2完全断键应该吸收1 598 kJ能量，1 mol CO完 全断键应该吸收1 072 kJ能量，1 mol O2完全断键应该吸收496 kJ能量； 所以1 mol CO2分解产生1 mol CO和 0.5 mol O2，需吸收(1 598－1 072－ 496×0.5) kJ＝278 kJ 能量，则全过 程热化学方程式为2CO2(g) 2CO (g)＋O2(g)　Δ H ＝＋556 kJ·mol－1， D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 二、非选择题 9. 燃料的热值是指单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，其常用单位 为kJ·kg－1。已知下列物质的摩尔燃烧焓(25 ℃、101 kPa)。 燃料 H2 CO CH4 C8H18(辛烷) 摩尔燃烧焓/(kJ·mol－1) 285.8 283.0 890.3 5 518 根据上表数据回答下列问题： (1)试写出表示辛烷摩尔燃烧焓的热化学方程式： ⁠ ⁠。 C8H18(l)＋ O2(g) 8CO2(g)＋9H2O(l)　Δ H ＝－5 518 kJ·mol－1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (2)CH4的热值约为 (保留3位有效数字)。 (2)由于CH4的摩尔燃烧焓为890.3 kJ·mol－1，则其热值约为 ×103 g·kg－1 ≈5.56×104 kJ·kg－1。 5.56×104 kJ·kg－1　 燃料 H2 CO CH4 C8H18(辛烷) 摩尔燃烧焓/(kJ·mol－1) 285.8 283.0 890.3 5 518 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (3)上表所列燃料的热值最大的是 (填化学式)。 (3)H2、CO、CH4、C8H18的热值分别为 ×103 g·kg－1≈1.43×105 kJ·kg－1、 ×103 g·kg－1 ≈1.01×104 kJ·kg－1、5.56×104 kJ·kg－1、 ×103 g·kg－1≈4.84×104 kJ·kg－1，所以热值最大的是氢气。 H2　 燃料 H2 CO CH4 C8H18(辛烷) 摩尔燃烧焓/(kJ·mol－1) 285.8 283.0 890.3 5 518 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 10. (1)已知CH3OH(l)的摩尔燃烧焓Δ H ＝－726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋ O2(g) CO2(g)＋2H2(g)　Δ H ＝－ a kJ·mol－1，则 a (填 “＞”“＜”或“＝”)726.5。 (1)所述反应未完全燃烧，生成的氢气燃烧还要放出热量，则 a ＜726.5。 ＜　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与 反应时释放出145.0 kJ 热量，写出该反应的热化学方程式： ⁠ ⁠。 (2)当有1 mol Cl2参与反应时释放出145.0 kJ热量，该反应的热化学方程 式：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s) 4HCl(g)＋CO2(g)　Δ H ＝－145.0 kJ·mol－1×2＝－290.0 kJ·mol－1。 2Cl2(g)＋ 2H2O(g)＋C(s) 4HCl(g)＋CO2(g)　Δ H ＝－290.0 kJ·mol－1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (3)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一 定比例混合在高温下煅烧，所得物质可做耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s) ＋3C(s) 2Al2O3(s)＋3TiC(s)　Δ H ＝－1 176.0 kJ·mol－1，则反应过程 中，每转移1 mol 电子放出的热量为 ⁠。 (3)4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s) 2Al2O3(s)＋3TiC(s)　Δ H ＝－1 176.0 kJ·mol－1，每转移12 mol 电子放出的热量为1 176.0 kJ，则反应过程中， 每转移1 mol 电子放出的热量为 kJ＝ 98.0 kJ。 98.0 kJ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (4)CO2与H2在某催化剂的作用下反应如图所示： 化学键 键能/(kJ·mol－1) 436 326 803 464 414 写出该反应的热化学方程式： ⁠ ⁠。 CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　 Δ H ＝－46 kJ·mol－1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (4)由反应图示可知图形与化学键对应关系为 H—H C—O C=O O—H C—H Δ H ＝反应物总键能－反应产物总键能＝2×803 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－3×414 kJ·mo －326 kJ·mol－1－3×464 kJ·mol－1＝－46 kJ·mol－1。 H—H C—O C=O O—H C—H 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (5)CO2催化加氢制CH3OH的一种反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如C 表示CO2吸附在催化剂表面)。 该反应历程中决速步反应的化学方程式为 ⁠ ⁠ ⁠。 CO2(g)＋2H*＋2H2(g) COOH*＋H*＋2H2(g)[或CO2(g)＋2H* COOH*＋H*或CO2(g)＋H* COOH*] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 (5)据图可知CO2(g)＋2H*＋2H2(g) COOH*＋H*＋2H2(g)的活化能最 大，是决速步骤。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 $$