专题01 化学反应的热效应（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高二化学上学期期末考点大串讲（沪科版2020）

专题01 化学反应的热效应 考点01 系统的内能 考点02 焓变 考点03 反应热的测量 考点04 热化学方程式 考点05 盖斯定律 考点06 反应热的比较与计算 考点07 燃烧热 考点08 燃料的充分燃烧和利用 ▉考点01 系统的内能 1.内能是系统内物质各种能量的总和，用符号U表示当系统处于一定状态时，系统就具有确定的内能，当温度、压强、物质的聚集状态等发生改变，内能也随之改变。内能的变化可以体现在状态变化的过程中，可以是物质温度、聚集状态变化前后系统内能的变化，也可以是反应物转化为生成物的过程中系统内能的变化。系统内能的变化用符号ΔU来表示。几乎所有化学反应的发生，都伴随着能量的变化，能量通过功和热这两种形式在系统与环境之间实现转化或传递。可以通过测定系统变化过程中的功和热得到系统内能的变化量。 2.热容和比热容 在不发生化学反应和物质聚集状态不变的条件下，一定量物质吸收热量，温度每升高1K时所吸收的热量称为该物质的热容，用符号C表示，单位是j·K-1，单位质量物质的热容称为该物质的比热容，用符号c表示，常用单位是kJ·K-1·kg-1。利用公式Q=cmAT可以计算一定质量的物质在温度上升或降低时所需吸收或释放的热量。 ▉考点02 焓变 1．焓：与物质 内能 有关的物理量，单位为 KJ ，符号为H。 2．焓变(ΔH)： 生成物 与 反应物 的焓值差，单位为 KJ/mol 。 恒压条件下反应的热效应等于焓变。 3．焓变与吸热反应、放热反应的关系 当ΔH为“ 负值 ”或ΔH < 0时，为放热反应；当ΔH为“ 正值 ”或ΔH > 0时，为吸热反应。 4．化学反应过程中能量变化的原因 a.微观角度 （1）化学键与能量的关系 化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要 吸收 能量，形成生成物中的化学键要 释放 能量。 （2） 键能： 标况下，将1mol气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位（KJ·mol-1） 氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开，氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如图所示： 则：吸收总能量为： 436+243=679KJ 释放总能量为： 431×2=862KJ 反应中放出的热量： 862-679=183KJ 这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。 常见1 mol物质中化学键数目： 物质 金刚石 SiO2 P4 CO2 CH4 化学键 C—C Si—O P—P C==O C—H 化学键数目 2NA 4NA 6NA 2NA 4NA （3）化学键与化学反应中能量变化的关系 断开化学键要 吸收 能量，形成化学键要 释放 能量； 化学键的变化 是化学反应中能量变化的主要原因。 b.宏观角度 （1）一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于 反应物总能量 和 生成物总能量 相对大小。 （2）化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，吸热或者放热。吸热反应和放热反应与反应物和生成物总能量的关系如下： 放热反应：反应物的总能量 大于 生成物的总能量；吸热反应：反应物的总能量 小于 生成物的总能量 （3）以能量为纵坐标，画出放热反应和吸热反应的简单示意图 ( 反应物的总能量 小于 生成物的总能量 ) ( 反应物的总能量 大于 生成物的总能量 )放热反应 吸热反应 ΔH < 0时，为放热反应； ΔH > 0时，为吸热反应。 【特别提醒】正确判断吸、放热反应 ①化学反应总体遵循“分吸合放”规律，即大多数分解反应吸热，大多数化合反应放热，且化学反应中吸热反应占少数，所以务必记住常见的吸热反应。 ②放热反应或吸热反应必须属于化学变化，物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应。如醋酸的电离虽然要吸热，但不能称为吸热反应，只能称为吸热过程；同样，水蒸气转变成液态水，也不能称为放热反应。 ③化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。不同化学反应发生的条件不同，有的常温下就可以发生，有的则需要加热，因此往往容易把在加热条件下进行的反应认为是吸热反应，而在常温下进行的反应认为是放热反应，其实两者之间无必然联系，常温下进行的反应可能是放热反应，如中和反应；也可能是吸热反应，如NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应。加热条件下进行的反应，可能是吸热反应，如C＋CO2 == 2CO；也可能是放热反应，如C＋O2 == CO2。两者的区别是放热反应撤去热源后仍能进行，吸热反应必须持续加热才能继续进行。由上可见，反应吸热还是放热与反应条件无关，而是由反应物总能量与生成物总能量的高低决定的。 ▉考点03 反应热的测量 【实验原理】通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得反应热。 【实验装置】 【实验步骤】 ①往小烧杯中加入50 mL 0.50 mol/L的盐酸，并用温度计测量盐酸的温度，用水把温度计上的酸冲洗干净。 ②用量筒量取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，并用温度计测量其温度。 ③将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中，盖好盖板，并用 环形玻璃搅拌棒 轻轻搅动溶液， 准确读取混合溶液的 最高温度 记为终止温度。 ④重复实验2～3次。 【实验数据处理】 ①取三次测量所得数据的 平均值 作为计算依据。 ②计算反应热ΔH 50mL 0.5mol/L盐酸与50mL 0.55mol/L NaOH溶液发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量为： 其中(m1＋m2)表示溶液质量(单位：g)；c为比热容，c＝4.18 J·(g·℃)－1；t1、t2分别为反应前、后的温度(单位：℃)；n(H2O)为反应生成的水的物质的量(单位：mol)。 【注意事项】 ①隔热层（碎泡沫塑料(或纸条)）及杯盖的作用是 隔热保温，减少热量散失 。 ②为保证酸、碱完全中和，常使 碱 稍稍过量。 ③实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值 偏小 。（弱酸、弱碱的电离吸热） 【特别提醒】（1）中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热，生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。 （2）对于中和热、燃烧热，由于它们反应放热是确定的，所以描述中不带“一”，但其焓变为负值。 （3）当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。 ▉考点04 热化学方程式 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。 例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，表示2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。 3．书写要求 （1）注明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明)。 （2）注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。 （3）各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成整数，也可以写成分数。 （4）不用标注“↑”“↓”。 （5）热化学方程式能反映该反应已完成的量。由于ΔH与反应物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热的数值相等，符号相反。 【方法技巧】①焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。 ②催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。 ③在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。 ▉考点05 盖斯定律 1．盖斯定律的内容 对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。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．盖斯定律的意义 应用盖斯定律可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热： （1）有些反应进行得很慢。 （2）有些反应不容易直接发生。 （3）有些反应的生成物不纯(有副反应发生)。 3．应用 转化关系 反应热间的关系 aAB、AB ΔH1＝aΔH2 AB ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 ▉考点06 反应热的比较与计算 1．反应热的比较 （1）ΔH大小比较时注意事项 ΔH是有符号“＋”“－”的，比较时要带着符号比较。 ①吸热反应的ΔH为“＋”，放热反应的ΔH为“－”， 所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。 ②放热反应的ΔH为“－”，所以放热越多，ΔH越小。 （2）常见的几种ΔH大小比较方法 ①如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍 例如，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1； 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，其中ΔH2＜ΔH1＜0，且b＝2a。 ②同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同 在同一反应里，反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g)A(l)A(s)，或者从三状态自身的能量比较：E(g)＞E(l)＞E(s)，可知反应热大小亦不相同。 如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 ③晶体类型不同，产物相同的反应，反应热不同 如C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 ④根据反应进行的程度比较反应热大小 a.其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。 b.对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。 ⑤中和反应中反应热的大小不同 a.浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。 b.醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。 c.稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)。 2．反应热的计算 （1）根据热化学方程式计算 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如， aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)　ΔH 　a　　　b　　　　c　　　d　　|ΔH| n(A)　　n(B)　　n(C)　n(D)　　Q 则＝＝＝＝ （2）根据反应物、生成物的键能计算 ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。 （3）根据物质的燃烧热数值计算 Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。 （4）根据盖斯定律计算 ①“虚拟路径”法 若反应物A变为生成物D，可以有两个途径 a.由A直接变成D，反应热为ΔH； b.由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示： 则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 ②加合法 加合法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。 ▉考点07 燃烧热 燃烧热 中和热 相同点 能量变化 放热 ΔH及其单位 ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1 不同点 反应物的量 1 mol可燃物 不一定为1 mol 生成物的量 不确定 生成水的物质的量为1 mol 反应热的含义 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 在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量 表示方法 燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) 强酸与强碱反应的中和热 ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 【易错警示】1.燃烧热与中和热的判断误区 （1）燃烧热的热化学方程式以可燃物1 mol为标准。 （2）中和热的热化学方程式以生成1 mol水为标准。 （3）用文字描述燃烧热、中和热时，反应热不带“＋、－”符号，而用焓变表示时需带“＋、－”符号。如甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1或ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。 2.“表示燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。写前者时可燃物必须为1 mol，写后者时不强调可燃物的物质的量，可为任意值。 ▉考点08 燃料的充分燃烧和利用 1.燃料充分利用的意义 世界各国所需的燃料几乎全部来自化石燃料，而在自然界经历几百万年才形成的化石燃料，极有可能在几百年内全部被耗尽。故充分利用燃料，节约能源具有非常重要的意义。 大量使用化石燃料： （1）能引起温室效应； （2）煤燃烧排放二氧化硫，导致酸雨； （3）煤燃烧会产生大量的烟尘； （4）会造成化石燃料蕴藏量的枯竭。 所以，如何节约能源，提高能源的利用率和减少污染是世界各国能源研究的主要目标之一。 2.燃烧充分利用的方法 （1）燃料充分燃烧； （2）热能充分利用。 3.使燃料充分燃烧的方法 （1）鼓入适量的空气 空气不足，燃料燃烧得不充分，放出的热量少，且还会造成空气污染。空气太多，冷空气会带走一部分热量，造成热量损失， （2）将燃料与空气充分接触 增加接触面积有利于燃料充分燃烧。大块的固体燃料和液体燃料与空气接触面有限，燃烧不充分。将固体燃料粉碎，把液体燃料雾化，均可增加与空气的接触面，提高燃料的利用率。 （3）进行燃料加工 煤直接燃烧不仅燃烧不充分，热值不高，且会产生大量的粉尘和二氧化硫，造成环境污染。将煤液化或汽化，可提高煤的利用率，并能改善生活环境。 4.使热能充分利用的方法 （1）利用余热。如在灶具上增加一个利用余热加热水的装置。 （2）防止热量损失。如在燃料燃烧时加一个挡风罩。 （3）进行热交换。工厂里常用热交换器将化学反应放出的热量加热反应物或加热生活用水。 1．下列关于内能和内能变化的叙述正确的是 A．内能是体系内物质所含的能量总和 B．内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关 C．系统的内能可以通过实验测得 D．内能变化就是反应热 2．我国固体燃料运载火箭发射水平不断取得新突破。下列关于“该燃料”说法错误的是 A．与液体燃料相比易存储和运输 B．固体燃料提供的能量一定比液体燃料的多 C．燃烧时能量转化形式为：化学能→热能→机械能 D．燃烧前后能量大小关系为：反应物总能量>生成物总能量 3．下列说法不正确的是 A．需要加热才能发生的反应可能是放热反应 B．任何吸热反应在常温条件下都不能发生 C．反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热 D．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时的反应热叫做中和热 4．下列实验现象或图象信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是 A B C D 反应装置图或图象 实验现象或图象信息 温度计的水银柱上升 反应物总能量大于生成物总能量 反应开始后，针筒活塞向右移动 反应开始后，甲处液面低于乙处液面 5．人类在未来将由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”。下列说法错误的是 A．煤、石油和天然气属于碳素燃料 B．氢能、核能属于新能源 C．减少煤炭、石油等高碳能源消耗符合“低碳”理念 D．太阳能电池将太阳能转化为热能再转化为电能 6．N2H4和N2O4反应放热，下列表示热化学方程式正确的是 A． B． C． D． 7．某化学反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A． B．该反应为放热反应 C．该图可以表示铝热反应的能量变化 D．反应物的总能量比生成物的总能量高 8．NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，在空气中性质稳定。其中N-F键能为283 kJ·mol，测得断裂氮气、氟气中的化学键所需的能量如图。下列说法错误的是 A．相同条件下，N2化学性质比F2更稳定 B．氮气和氟气的能量总和比NF3低 C． D．NF3在大气中性质比较稳定，不易发生化学反应 9．在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热可测定中和反应的反应热。下列关于该实验的说法正确的是 A．烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置 B．如果没有玻璃搅拌器，酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌 C．测定时，为防止溶液飞溅损失导致测定不准，应将稀盐酸缓慢加入稀氢氧化钠 D．若用浓硫酸测定中和反应的反应热，则测定的偏低 10．下列说法中正确的是 A．H2SO4与Ba(OH)2溶液反应放出的热量是5.12kJ，那么该反应的中和热为5.12kJ·mol-1 B．表示中和热的热化学方程式：H+(l)+OH-(l)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1 C．在稀溶液中，强酸与强碱反应的中和热为ΔH=-57.3kJ·mol-1，若将含有0.5molH2SO4的浓硫酸和含有1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ D．中和热的数值57.3kJ·mol-1表示所有酸碱反应生成1molH2O的反应热 11．天然气属于洁净能源，主要成分是甲烷，下列能正确表示甲烷燃烧热的热化学方程式是 A． B． C． D． 12．1gH2燃烧生成液态水，放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式正确的是 A． B． C． D． 13．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如下表所示： 化学键 H2O中H—O O2中O==O H2中H—H H2O2中O—O H2O2中O—H 键能/(kJ·mol－1) 463 496 436 138 463 若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是(　　) A．总反应为2H2O2H2↑＋O2↑ B．过程Ⅰ吸收了926 kJ能量 C．过程Ⅱ放出了574 kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应 14．臭氧层中分解过程如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂能降低活化能，提高活化百分数 B．加入催化剂后，活化能为 C．原子是反应的催化剂，能提高反应物的转化率 D．该反应是放热反应，升高温度正反应速率降低 15．是生活中常见的物质，其相关反应的能量变化如图所示，已知其中部分反应热为：、、、、。则(晶体)与生成(晶体)的反应的为 A． B． C． D． 16．有如下三个热化学方程式 ①  ； ②  ； ③  。 下列说法正确的是 A． B．常温常压下，过程③不能自发进行 C． D．根据反应①可得知的燃烧热 17．下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是 A．△H3＜0 B．△H1+△H2+△H3=0 C．按照Cl、Br、I的顺序，△H2依次减少 D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，则该条件下△H3=-2a kJ/mol 18．已知下列数据 Fe(s)O2(g)=FeO(s)；ΔH1=-272kJ/mol 2Al(s)O2(g)=Al2O3(s)；ΔH2=-1675kJ/mol 则2Al(s)+3FeO(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)的ΔH3的是 A．+859kJ/mol B．-859kJ/mol C．-1403kJ/mol D．+1403kJ/mol 19．CH3—CH3(g)―→CH2==CH2(g)＋H2(g)　ΔH，有关化学键的键能如下表： 化学键 C—H C==C C—C H—H 键能/ (kJ·mol－1) 414 615 347 435 则该反应的反应热为 。 20．合成氨反应加入催化剂后的反应历程示意图为下图中的 (填编号)。 21．依据事实书写热化学方程式。 （1）1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为 。 （2）已知2.0 g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4 kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为 。 （3）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 。 22．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 （1）1 mol N2 (g)与适量H2(g)起反应，生成NH3(g)，放出92.2 kJ热量 。 （2）卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料，1 mol N2H4(l)在O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出622 kJ热量 。 （3）1 mol Cu(s)与适量O2(g)起反应，生成CuO(s)，放出157 kJ热量 。 （4）1 mol C(s)与适量H2O(g)起反应，生成CO(g)和H2 (g)，吸收131.3 kJ热量 。 （5）汽油的重要成分是辛烷(C8H18)，1 mol C8H18 (l)在O2(g)中燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，放出5 518 kJ热量 。 23．汽车尾气中的主要污染物是和CO，它们是现代化城市中的重要大气污染物。回答下列问题： （1）如图1，汽车发动机工作时会引发和反应生成NO，其能量变化如图所示，则图中三种分子最稳定的是 ，图1中对应反应的热化学方程式为 。 （2）和CO均是有害气体，可在表面转化为无害气体，其反应原理如下： 。有关化学反应的能量变化过程如图2所示。则图中反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，该反应的活化能为 。 24．（2023-2024高二上·上海宝山·期中）化学反应原理在生产、生活中用途广泛。氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物对我们的生产、生活有重要的影响。请回答下列问题： （1）机动车发动机工作时会引发与的反应(如图所示)，请用热化学方程式表示以下反应 。 （2）已知 ， ，下列能量变化示意图中，正确的是___________。 A． B． C． D． 25．化学反应一定伴随能量变化。 （1）将20gBa(OH)2·8H2O晶体与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，用玻璃棒快速搅拌，用手触摸烧杯底部感觉 ，同时闻到 气味。说明Ba(OH)2·8H2O跟NH4Cl的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。该反应的化学方程式 。 （2）NaOH稀溶液跟稀盐酸反应的中和热与KOH稀溶液跟稀硫酸反应的中和热 (填“相等”或“不等”)，原因是(用适当的文字和离子方程式解释) 。 （3）下列措施可以提高燃料的燃烧效率的是 (填序号) ①提高燃料的着火点，②降低燃料的着火点，③将固体燃料粉碎，④将液体燃料雾化，⑤将燃料煤气化处理，⑥通入适量空气 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 化学反应的热效应 考点01 系统的内能 考点02 焓变 考点03 反应热的测量 考点04 热化学方程式 考点05 盖斯定律 考点06 反应热的比较与计算 考点07 燃烧热 考点08 燃料的充分燃烧和利用 ▉考点01 系统的内能 1.内能是系统内物质各种能量的总和，用符号U表示当系统处于一定状态时，系统就具有确定的内能，当温度、压强、物质的聚集状态等发生改变，内能也随之改变。内能的变化可以体现在状态变化的过程中，可以是物质温度、聚集状态变化前后系统内能的变化，也可以是反应物转化为生成物的过程中系统内能的变化。系统内能的变化用符号ΔU来表示。几乎所有化学反应的发生，都伴随着能量的变化，能量通过功和热这两种形式在系统与环境之间实现转化或传递。可以通过测定系统变化过程中的功和热得到系统内能的变化量。 2.热容和比热容 在不发生化学反应和物质聚集状态不变的条件下，一定量物质吸收热量，温度每升高1K时所吸收的热量称为该物质的热容，用符号C表示，单位是j·K-1，单位质量物质的热容称为该物质的比热容，用符号c表示，常用单位是kJ·K-1·kg-1。利用公式Q=cmAT可以计算一定质量的物质在温度上升或降低时所需吸收或释放的热量。 ▉考点02 焓变 1．焓：与物质 内能 有关的物理量，单位为 KJ ，符号为H。 2．焓变(ΔH)： 生成物 与 反应物 的焓值差，单位为 KJ/mol 。 恒压条件下反应的热效应等于焓变。 3．焓变与吸热反应、放热反应的关系 当ΔH为“ 负值 ”或ΔH < 0时，为放热反应；当ΔH为“ 正值 ”或ΔH > 0时，为吸热反应。 4．化学反应过程中能量变化的原因 a.微观角度 （1）化学键与能量的关系 化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要 吸收 能量，形成生成物中的化学键要 释放 能量。 （2） 键能： 标况下，将1mol气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位（KJ·mol-1） 氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开，氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化如图所示： 则：吸收总能量为： 436+243=679KJ 释放总能量为： 431×2=862KJ 反应中放出的热量： 862-679=183KJ 这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。 常见1 mol物质中化学键数目： 物质 金刚石 SiO2 P4 CO2 CH4 化学键 C—C Si—O P—P C==O C—H 化学键数目 2NA 4NA 6NA 2NA 4NA （3）化学键与化学反应中能量变化的关系 断开化学键要 吸收 能量，形成化学键要 释放 能量； 化学键的变化 是化学反应中能量变化的主要原因。 b.宏观角度 （1）一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于 反应物总能量 和 生成物总能量 相对大小。 （2）化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，吸热或者放热。吸热反应和放热反应与反应物和生成物总能量的关系如下： 放热反应：反应物的总能量 大于 生成物的总能量；吸热反应：反应物的总能量 小于 生成物的总能量 （3）以能量为纵坐标，画出放热反应和吸热反应的简单示意图 ( 反应物的总能量 小于 生成物的总能量 ) ( 反应物的总能量 大于 生成物的总能量 )放热反应 吸热反应 ΔH < 0时，为放热反应； ΔH > 0时，为吸热反应。 【特别提醒】正确判断吸、放热反应 ①化学反应总体遵循“分吸合放”规律，即大多数分解反应吸热，大多数化合反应放热，且化学反应中吸热反应占少数，所以务必记住常见的吸热反应。 ②放热反应或吸热反应必须属于化学变化，物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应。如醋酸的电离虽然要吸热，但不能称为吸热反应，只能称为吸热过程；同样，水蒸气转变成液态水，也不能称为放热反应。 ③化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。不同化学反应发生的条件不同，有的常温下就可以发生，有的则需要加热，因此往往容易把在加热条件下进行的反应认为是吸热反应，而在常温下进行的反应认为是放热反应，其实两者之间无必然联系，常温下进行的反应可能是放热反应，如中和反应；也可能是吸热反应，如NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O的反应。加热条件下进行的反应，可能是吸热反应，如C＋CO2 == 2CO；也可能是放热反应，如C＋O2 == CO2。两者的区别是放热反应撤去热源后仍能进行，吸热反应必须持续加热才能继续进行。由上可见，反应吸热还是放热与反应条件无关，而是由反应物总能量与生成物总能量的高低决定的。 ▉考点03 反应热的测量 【实验原理】通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化，计算反应放出的热量，由此求得反应热。 【实验装置】 【实验步骤】 ①往小烧杯中加入50 mL 0.50 mol/L的盐酸，并用温度计测量盐酸的温度，用水把温度计上的酸冲洗干净。 ②用量筒量取50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，并用温度计测量其温度。 ③将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中，盖好盖板，并用 环形玻璃搅拌棒 轻轻搅动溶液， 准确读取混合溶液的 最高温度 记为终止温度。 ④重复实验2～3次。 【实验数据处理】 ①取三次测量所得数据的 平均值 作为计算依据。 ②计算反应热ΔH 50mL 0.5mol/L盐酸与50mL 0.55mol/L NaOH溶液发生中和反应生成1mol H2O时放出的热量为： 其中(m1＋m2)表示溶液质量(单位：g)；c为比热容，c＝4.18 J·(g·℃)－1；t1、t2分别为反应前、后的温度(单位：℃)；n(H2O)为反应生成的水的物质的量(单位：mol)。 【注意事项】 ①隔热层（碎泡沫塑料(或纸条)）及杯盖的作用是 隔热保温，减少热量散失 。 ②为保证酸、碱完全中和，常使 碱 稍稍过量。 ③实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值 偏小 。（弱酸、弱碱的电离吸热） 【特别提醒】（1）中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ。浓硫酸稀释时放热，生成1 mol H2O时放出的热量大于57.3 kJ。 （2）对于中和热、燃烧热，由于它们反应放热是确定的，所以描述中不带“一”，但其焓变为负值。 （3）当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1 mol，当用热化学方程式表示燃烧热时，可燃物的物质的量必须为1 mol。 ▉考点04 热化学方程式 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。 例如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，表示2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。 3．书写要求 （1）注明反应的温度和压强(25 ℃、101 kPa下进行的反应可不注明)。 （2）注明反应物和生成物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。 （3）各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成整数，也可以写成分数。 （4）不用标注“↑”“↓”。 （5）热化学方程式能反映该反应已完成的量。由于ΔH与反应物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热的数值相等，符号相反。 【方法技巧】①焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。 ②催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。 ③在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。 ▉考点05 盖斯定律 1．盖斯定律的内容 对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。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．盖斯定律的意义 应用盖斯定律可以间接计算以下情况(不能直接测定)的反应热： （1）有些反应进行得很慢。 （2）有些反应不容易直接发生。 （3）有些反应的生成物不纯(有副反应发生)。 3．应用 转化关系 反应热间的关系 aAB、AB ΔH1＝aΔH2 AB ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 ▉考点06 反应热的比较与计算 1．反应热的比较 （1）ΔH大小比较时注意事项 ΔH是有符号“＋”“－”的，比较时要带着符号比较。 ①吸热反应的ΔH为“＋”，放热反应的ΔH为“－”， 所以吸热反应的ΔH一定大于放热反应的ΔH。 ②放热反应的ΔH为“－”，所以放热越多，ΔH越小。 （2）常见的几种ΔH大小比较方法 ①如果化学计量数加倍，ΔH的绝对值也要加倍 例如，H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1； 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，其中ΔH2＜ΔH1＜0，且b＝2a。 ②同一反应，反应物或生成物的状态不同，反应热不同 在同一反应里，反应物或生成物状态不同时，要考虑A(g)A(l)A(s)，或者从三状态自身的能量比较：E(g)＞E(l)＞E(s)，可知反应热大小亦不相同。 如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 ③晶体类型不同，产物相同的反应，反应热不同 如C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－b kJ·mol－1 ④根据反应进行的程度比较反应热大小 a.其他条件相同，燃烧越充分，放出热量越多，ΔH越小，如C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1；C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2，则ΔH1＞ΔH2。 b.对于可逆反应，由于反应物不可能完全转化为生成物，所以实际放出(或吸收)的热量小于相应的热化学方程式中的ΔH的绝对值。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197 kJ·mol－1，向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，发生上述反应，达到平衡后，放出的热量小于197 kJ，但ΔH仍为－197 kJ·mol－1。 ⑤中和反应中反应热的大小不同 a.浓硫酸和氢氧化钠固体反应生成1 mol水时，放出的热量一定大于57.3 kJ(浓硫酸稀释和氢氧化钠固体溶解时都会放出热量)。 b.醋酸和NaOH溶液反应生成1 mol水时，放出的热量一定小于57.3 kJ(醋酸电离会吸热)。 c.稀硫酸和Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水时，反应放出的热量一定大于57.3 kJ(SO和Ba2＋反应生成BaSO4沉淀会放热)。 2．反应热的计算 （1）根据热化学方程式计算 热化学方程式中反应热数值与各物质的化学计量数成正比。例如， aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)　ΔH 　a　　　b　　　　c　　　d　　|ΔH| n(A)　　n(B)　　n(C)　n(D)　　Q 则＝＝＝＝ （2）根据反应物、生成物的键能计算 ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。 （3）根据物质的燃烧热数值计算 Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH(燃烧热)|。 （4）根据盖斯定律计算 ①“虚拟路径”法 若反应物A变为生成物D，可以有两个途径 a.由A直接变成D，反应热为ΔH； b.由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。 如图所示： 则有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。 ②加合法 加合法就是运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。 ▉考点07 燃烧热 燃烧热 中和热 相同点 能量变化 放热 ΔH及其单位 ΔH＜0，单位均为kJ·mol－1 不同点 反应物的量 1 mol可燃物 不一定为1 mol 生成物的量 不确定 生成水的物质的量为1 mol 反应热的含义 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 在稀溶液里，酸与碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量 表示方法 燃烧热ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0) 强酸与强碱反应的中和热 ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 【易错警示】1.燃烧热与中和热的判断误区 （1）燃烧热的热化学方程式以可燃物1 mol为标准。 （2）中和热的热化学方程式以生成1 mol水为标准。 （3）用文字描述燃烧热、中和热时，反应热不带“＋、－”符号，而用焓变表示时需带“＋、－”符号。如甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol－1或ΔH＝－890.3 kJ·mol－1。 2.“表示燃烧热的热化学方程式”与“燃烧的热化学方程式”的书写不同。写前者时可燃物必须为1 mol，写后者时不强调可燃物的物质的量，可为任意值。 ▉考点08 燃料的充分燃烧和利用 1.燃料充分利用的意义 世界各国所需的燃料几乎全部来自化石燃料，而在自然界经历几百万年才形成的化石燃料，极有可能在几百年内全部被耗尽。故充分利用燃料，节约能源具有非常重要的意义。 大量使用化石燃料： （1）能引起温室效应； （2）煤燃烧排放二氧化硫，导致酸雨； （3）煤燃烧会产生大量的烟尘； （4）会造成化石燃料蕴藏量的枯竭。 所以，如何节约能源，提高能源的利用率和减少污染是世界各国能源研究的主要目标之一。 2.燃烧充分利用的方法 （1）燃料充分燃烧； （2）热能充分利用。 3.使燃料充分燃烧的方法 （1）鼓入适量的空气 空气不足，燃料燃烧得不充分，放出的热量少，且还会造成空气污染。空气太多，冷空气会带走一部分热量，造成热量损失， （2）将燃料与空气充分接触 增加接触面积有利于燃料充分燃烧。大块的固体燃料和液体燃料与空气接触面有限，燃烧不充分。将固体燃料粉碎，把液体燃料雾化，均可增加与空气的接触面，提高燃料的利用率。 （3）进行燃料加工 煤直接燃烧不仅燃烧不充分，热值不高，且会产生大量的粉尘和二氧化硫，造成环境污染。将煤液化或汽化，可提高煤的利用率，并能改善生活环境。 4.使热能充分利用的方法 （1）利用余热。如在灶具上增加一个利用余热加热水的装置。 （2）防止热量损失。如在燃料燃烧时加一个挡风罩。 （3）进行热交换。工厂里常用热交换器将化学反应放出的热量加热反应物或加热生活用水。 1．下列关于内能和内能变化的叙述正确的是 A．内能是体系内物质所含的能量总和 B．内能只与物质的种类、数量以及聚集状态有关 C．系统的内能可以通过实验测得 D．内能变化就是反应热 【答案】A 【解析】A．内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和，一切物体都有内能，故A正确； B．内能大小除了与物质的种类、数量以及聚集状态有关外，还与体系的温度和压强有关，故B错误； C．系统内能的绝对值无法直接获得，实验的方法可以测出内能的变化，故C错误； D．反应过程中体系没有做功时，反应热才能等于内能的变化，故D错误； 故选A。 2．我国固体燃料运载火箭发射水平不断取得新突破。下列关于“该燃料”说法错误的是 A．与液体燃料相比易存储和运输 B．固体燃料提供的能量一定比液体燃料的多 C．燃烧时能量转化形式为：化学能→热能→机械能 D．燃烧前后能量大小关系为：反应物总能量>生成物总能量 【答案】B 【解析】A．与液体燃料相比固体燃料更易存储和运输，故A正确； B．固体燃料提供的能量不一定比液体燃料的多，如1g硫单质燃烧比1g酒精燃烧提供的能量少，故B错误； C．燃料具备化学能，燃烧过程中主要转化为热能，然后热能转化机械能，燃烧时能量转化形式为:化学能→热能→机械能，故C正确； D．燃烧是放热反应，则燃烧前后能量大小关系为反应物总能量>生成物总能量，故D正确； 答案选B。 3．下列说法不正确的是 A．需要加热才能发生的反应可能是放热反应 B．任何吸热反应在常温条件下都不能发生 C．反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反应是放热还是吸热 D．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时的反应热叫做中和热 【答案】B 【解析】A．有些放热反应，加热才能发生反应，如铝热反应，需要“高温”条件，选项A正确； B．吸热反应在一定条件下（如常温、加热等）也能发生，如醋酸钠的水解反应是吸热反应，常温下可以进行，选项B不正确； C．生成物与反应物所具有的总能量的差值为反应的△H，△H＜0放热，△H＞0吸热，选项C正确； D．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol H2O(l)时的反应热叫做中和热，选项D正确； 答案选B。 4．下列实验现象或图象信息不能充分说明相应的化学反应是放热反应的是 A B C D 反应装置图或图象 实验现象或图象信息 温度计的水银柱上升 反应物总能量大于生成物总能量 反应开始后，针筒活塞向右移动 反应开始后，甲处液面低于乙处液面 【答案】C 【解析】A．盐酸和氢氧化钠发生中和反应，为放热反应，可观察到温度计的水银柱不断上升，故A不选； B．从能量守恒的角度分析，反应物总能量大于生成物总能量，为放热反应，故B不选； C．硫酸和锌反应生成氢气，导致反应开始后，针筒活塞向右移动，不能说明反应放热，故C选； D．反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明装置内压强增大，反应为放热反应，温度升高，压强增大，故D不选； 故选：C。 5．人类在未来将由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”。下列说法错误的是 A．煤、石油和天然气属于碳素燃料 B．氢能、核能属于新能源 C．减少煤炭、石油等高碳能源消耗符合“低碳”理念 D．太阳能电池将太阳能转化为热能再转化为电能 【答案】D 【解析】A．煤、石油和天然气都含有碳元素，燃烧生成二氧化碳，属于碳素燃料，A正确； B．氢能、核能相对于煤、石油和天然气等传统能源属于新能源，B正确； C．减少煤炭、石油等高碳能源消耗可减少二氧化碳的生成，符合“低碳”理念，C正确； D．太阳能电池将太阳能转化为电能，D错误； 故选D。 6．N2H4和N2O4反应放热，下列表示热化学方程式正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．热化学方程式应注明物质的聚集状态，故Ａ错误；B．肼与四氧化二氮的反应为放热反应，反应的焓变小于0，故B错误；C．焓变的单位为kJ/mol，故C错误；D．肼与四氧化二氮反应生成氮气和气态水的热化学方程式为，，故D正确；故选D。 7．某化学反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A． B．该反应为放热反应 C．该图可以表示铝热反应的能量变化 D．反应物的总能量比生成物的总能量高 【答案】A 【解析】A．反应热等于正逆反应的活化能差值，因此正反应的热效应为，A正确； B．反应的热效应为，反应为吸热反应，B错误； C．该反应为吸热反应，铝热反应为放热反应，C错误； D．由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，D错误； 故答案选A。 8．NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，在空气中性质稳定。其中N-F键能为283 kJ·mol，测得断裂氮气、氟气中的化学键所需的能量如图。下列说法错误的是 A．相同条件下，N2化学性质比F2更稳定 B．氮气和氟气的能量总和比NF3低 C． D．NF3在大气中性质比较稳定，不易发生化学反应 【答案】B 【解析】A．断裂氮气中的化学键所需能量更高，故氮气比氟气更稳定，A正确； B．没有指明具体物质的量，无法比较，B错误； C．由反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和可得 kJ⋅mol，C正确； D．依题意，三氟化氮在空气中性质稳定，在大气中不易发生化学反应，D正确； 故选B。 9．在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热可测定中和反应的反应热。下列关于该实验的说法正确的是 A．烧杯间的碎泡沫塑料的作用是固定烧杯的位置 B．如果没有玻璃搅拌器，酸碱混合后可用温度计轻轻搅拌 C．测定时，为防止溶液飞溅损失导致测定不准，应将稀盐酸缓慢加入稀氢氧化钠 D．若用浓硫酸测定中和反应的反应热，则测定的偏低 【答案】D 【解析】A．中和热测定实验成败的关键是注意防止热量损失，做好保温工作。大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失，A错误；B．温度计为计量仪器，用于测量容器内温度，不能用于搅拌，B错误；C．因为缓慢加入稀盐酸，会使热量损失较多，测的温度偏低，中和热的数值偏小，所以在测定中和热时，应一次性加入稀盐酸，C错误；D．浓硫酸溶于水的过程中会放出热量，若用浓硫酸测定中和反应的反应热，则测得的反应热ΔH 偏低，D正确；故选D。 10．下列说法中正确的是 A．H2SO4与Ba(OH)2溶液反应放出的热量是5.12kJ，那么该反应的中和热为5.12kJ·mol-1 B．表示中和热的热化学方程式：H+(l)+OH-(l)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1 C．在稀溶液中，强酸与强碱反应的中和热为ΔH=-57.3kJ·mol-1，若将含有0.5molH2SO4的浓硫酸和含有1molNaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3kJ D．中和热的数值57.3kJ·mol-1表示所有酸碱反应生成1molH2O的反应热 【答案】C 【解析】中和热是指稀溶液中，酸和碱每生成1molH2O时放出的热量，据此分析解题： A．H2SO4与Ba(OH)2溶液反应放出的热量是5.12kJ，题干未告知H2SO4与Ba(OH)2的物质的量且反应中还生成有BaSO4沉淀，该反应也放热，故无法知道该反应的中和热，A错误； B．表示中和热的热化学方程式：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1，B错误； C．在稀溶液中，强酸与强碱反应的中和热为ΔH=-57.3kJ·mol-1，若将含有0.5molH2SO4的浓硫酸和含有1molNaOH的溶液混合能生成1molH2O，但由于浓硫酸稀释过程是放热的，故该反应放出的热量大于57.3kJ，C正确； D．中和热的数值57.3kJ·mol-1，表示所有稀溶液中，强酸和强碱反应生成1molH2O和可溶性盐的反应热，D错误； 故答案为：C。 11．天然气属于洁净能源，主要成分是甲烷，下列能正确表示甲烷燃烧热的热化学方程式是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】燃烧热指在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量。 【解析】A．燃烧热的概念中，H元素的指定产物为H2O(l)，不是H2O(g)，A项不符合题意；B．CH4(g)物质的量为1mol，完全燃烧生成了CO2(g)和H2O(l)，反应放出热量，CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  ∆H=-890.3kJ∙mol-1为甲烷燃烧热表示的热化学方程式，B项符合题意；C．燃烧热表示的热化学方程式中可燃物的化学计量数为1，即CH4的化学计量数为1，C项不符合题意；D．燃烧热的概念中，C元素的指定产物为CO2(g)，不是CO(g)，D项不符合题意；答案选B。 12．1gH2燃烧生成液态水，放出142.9kJ的热量，下列热化学方程式正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】1gH2燃烧生成液态水，放出142.9kJ的热量，则1mol氢气放出285.8KJ热量，2mol氢气放出571.6KJ热量，由此可知选D。 13．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。 已知：几种物质中化学键的键能如下表所示： 化学键 H2O中H—O O2中O==O H2中H—H H2O2中O—O H2O2中O—H 键能/(kJ·mol－1) 463 496 436 138 463 若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是(　　) A．总反应为2H2O2H2↑＋O2↑ B．过程Ⅰ吸收了926 kJ能量 C．过程Ⅱ放出了574 kJ能量 D．过程Ⅲ属于放热反应 【答案】D 【解析】由图可知，总反应为水分解生成氢气和氧气，实现了光能向化学能的转化，反应的化学方程式为2H2O2H2↑＋O2↑，故A正确；过程Ⅰ为2 mol H2O分子变成2 mol氢原子和2 mol羟基的过程，吸收的能量为463 kJ·mol－1×2 mol＝926 kJ，故B正确；过程Ⅱ为 2 mol氢原子和2 mol羟基生成1 mol氢气和1 mol过氧化氢，放出的能量为436 kJ＋138 kJ＝574 kJ，故C正确；过程Ⅲ为1 mol过氧化氢生成1 mol氧气和1 mol氢气，吸收的能量为463 kJ×2＋138 kJ＝1 064 kJ，放出的能量为496 kJ＋436 kJ＝932 kJ，吸收的能量大于放出的能量，该过程为吸热反应，故D错误。 14．臭氧层中分解过程如图所示。下列说法正确的是 A．催化剂能降低活化能，提高活化百分数 B．加入催化剂后，活化能为 C．原子是反应的催化剂，能提高反应物的转化率 D．该反应是放热反应，升高温度正反应速率降低 【答案】A 【解析】A．催化剂改变反应历程，降低活化能，提高活化百分数，A正确；B．加入催化剂后，反应①的活化能为，反应②的活化能小于E2，B错误；C．由图可知，Cl是反应的催化剂，催化剂改变反应速率，但不能提高反应物的反应率，B错误；D．反应物总能量大于生成物的总能量，总反应是放热反应，升高温度正逆反应速率均会升高，D错误；故选A。 15．是生活中常见的物质，其相关反应的能量变化如图所示，已知其中部分反应热为：、、、、。则(晶体)与生成(晶体)的反应的为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】根据盖斯定律，的焓变； 答案选B。 16．有如下三个热化学方程式 ①  ； ②  ； ③  。 下列说法正确的是 A． B．常温常压下，过程③不能自发进行 C． D．根据反应①可得知的燃烧热 【答案】A 【解析】A．氢气燃烧生成液态水放热多，放热越多，焓变越小，则，A正确； B．气态水变为液态水是放热过程，常温常压下，过程③能自发进行，B错误； C．依据盖斯定律②－③即得到反应①，所以，C错误； D．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，则根据反应②可得知的燃烧热，D错误； 答案选A。 17．下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是 A．△H3＜0 B．△H1+△H2+△H3=0 C．按照Cl、Br、I的顺序，△H2依次减少 D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，则该条件下△H3=-2a kJ/mol 【答案】B 【解析】A．形成化学键放出热量，即2H(g)+2X(g)=2HX(g) △H3＜0，A正确； B．由盖斯定律可知，反应一步完成与分步完成的热效应相同， 则△H1=△H2+△H3，所以△H1-△H2-△H3=0，B错误； C．原子半径： Cl＜Br＜I，Cl2、Br2、I2中键能：Cl-Cl键＞Br-Br键＞I-I键，由于断裂化学键吸热，则吸收的热量逐渐减小，所以途径II吸收的热量依次减小，即△H2依次减小，C正确； D．一定条件下，拆开1 mol气态HX需要吸收a kJ能量，即形成1 molHX放出热量是a kJ，因此形成2 mol HX放出热量为2a kJ，所以该条件下△H3=-2a kJ/mol，D正确； 故合理选项是B。 18．已知下列数据 Fe(s)O2(g)=FeO(s)；ΔH1=-272kJ/mol 2Al(s)O2(g)=Al2O3(s)；ΔH2=-1675kJ/mol 则2Al(s)+3FeO(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)的ΔH3的是 A．+859kJ/mol B．-859kJ/mol C．-1403kJ/mol D．+1403kJ/mol 【答案】B 【解析】①Fe(s)O2(g)═FeO(s)ΔH1=-272.0kJ•mol-1；②2Al(s)O2(g)═Al2O3(s)ΔH2=-1675kJ•mol-1；依据盖斯定律计算②-①×3得到：3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)ΔH3=-859kJ/mol；故选：B。 19．CH3—CH3(g)―→CH2==CH2(g)＋H2(g)　ΔH，有关化学键的键能如下表： 化学键 C—H C==C C—C H—H 键能/ (kJ·mol－1) 414 615 347 435 则该反应的反应热为 。 【答案】＋125 kJ·mol－1 【解析】ΔH＝E(C—C)＋6E(C—H)－E(C==C)－4E(C—H)－E(H—H)＝(347＋6×414－615－4×414－435) kJ·mol－1＝＋125 kJ·mol－1。 20．合成氨反应加入催化剂后的反应历程示意图为下图中的 (填编号)。 【答案】B 【解析】合成氨反应属于放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，加入催化剂后降低反应的活化能，加快反应速率，反应热不变，因此加入催化剂后的反应历程示意图为曲线B，答案选B。 21．依据事实书写热化学方程式。 （1）1 g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94 kJ热量，此反应的热化学方程式为 。 （2）已知2.0 g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4 kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为 。 （3）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】（1）C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.28 kJ·mol－1 （2）N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534.4 kJ·mol－1 （3）4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)　ΔH＝－177.6 kJ·mol－1 22．依据事实，写出下列反应的热化学方程式。 （1）1 mol N2 (g)与适量H2(g)起反应，生成NH3(g)，放出92.2 kJ热量 。 （2）卫星发射时可用肼(N2H4)作燃料，1 mol N2H4(l)在O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出622 kJ热量 。 （3）1 mol Cu(s)与适量O2(g)起反应，生成CuO(s)，放出157 kJ热量 。 （4）1 mol C(s)与适量H2O(g)起反应，生成CO(g)和H2 (g)，吸收131.3 kJ热量 。 （5）汽油的重要成分是辛烷(C8H18)，1 mol C8H18 (l)在O2(g)中燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，放出5 518 kJ热量 。 【答案】（1）N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.2kJ/mol （2）N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ/mol （3）Cu(s)+O2(g)=CuO(s) ΔH=-157kJ/mol （4）C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ/mol （5）C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518kJ/mol 【解析】（1）1molN2(g)与适量H2(g)反应，生成NH3(g)，放出92.2kJ热量，放热为负值，所以该反应热化学方程式为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.2kJ/mol，故答案为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.2kJ/mol； （2）1molN2H4(l)在O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H2O(l)，放出622kJ热量，放热为负值，所以该反应热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ/mol，故答案为：N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) ΔH=-622kJ/mol； （3）1molCu(s)与适量O2(g)反应，生成CuO(s)，放出157kJ热量，放热为负值，所以该反应热化学方程式为Cu(s)+O2(g)=CuO(s) ΔH=-157kJ/mol，故答案为：Cu(s)+ O2(g)=CuO(s) ΔH=-157kJ/mol； （4）1molC(s)与适量H2O(g)起反应，生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3kJ热量，吸热为正值，所以该反应热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ/mol，故答案为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ/mol； （5）1molC8H18(l)在O2(g)中燃烧，生成CO2(g)和H2O(l)，放出5518kJ热量，放热为负值，所以该反应热化学方程式为C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518kJ/mol，故答案为：C8H18(l)+ O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518kJ/mol。 23．汽车尾气中的主要污染物是和CO，它们是现代化城市中的重要大气污染物。回答下列问题： （1）如图1，汽车发动机工作时会引发和反应生成NO，其能量变化如图所示，则图中三种分子最稳定的是 ，图1中对应反应的热化学方程式为 。 （2）和CO均是有害气体，可在表面转化为无害气体，其反应原理如下： 。有关化学反应的能量变化过程如图2所示。则图中反应是 (填“放热”或“吸热”)反应，该反应的活化能为 。 【答案】（1） kJ·mol （2）放热 134 kJ⋅mol 【解析】（1）键能越大越稳定，图1中三种分子最稳定的是N2，该反应的反应热=反应物的键能和-生成物的键能和=(946+498)kJ/mol-2×632kJ/mol=+180kJ/mol，热化学方程式为：N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180 kJ•mol-1，故答案为：N2；N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+180 kJ•mol-1； （2）由图可知，N2O(g)和CO(g)具有的总能量大于CO2(g)和N2(g)具有的总能量，则反应放热，由图可知，正反应的活化能为134kJ/mol，故答案为：放热；134kJ/mol。 24．（2023-2024高二上·上海宝山·期中）化学反应原理在生产、生活中用途广泛。氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物对我们的生产、生活有重要的影响。请回答下列问题： （1）机动车发动机工作时会引发与的反应(如图所示)，请用热化学方程式表示以下反应 。 （2）已知 ， ，下列能量变化示意图中，正确的是___________。 A． B． C． D． 【答案】（1） （2）B 【解析】（1）反应的焓变等于反应物的键能和减去生成物的键能和，由图可知，反应为：； （2）由方程式可知，二氧化氮气体转化为四氧化二氮气体的反应为放热反应，反应物总能量高于生成物总能量的放热反应；气态四氧化二氮转化为液态四氧化二氮为放热过程，则气态四氧化二氮的能量高于液态四氧化二氮的能量，则符合题意的图示为B。 25．化学反应一定伴随能量变化。 （1）将20gBa(OH)2·8H2O晶体与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，用玻璃棒快速搅拌，用手触摸烧杯底部感觉 ，同时闻到 气味。说明Ba(OH)2·8H2O跟NH4Cl的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。该反应的化学方程式 。 （2）NaOH稀溶液跟稀盐酸反应的中和热与KOH稀溶液跟稀硫酸反应的中和热 (填“相等”或“不等”)，原因是(用适当的文字和离子方程式解释) 。 （3）下列措施可以提高燃料的燃烧效率的是 (填序号) ①提高燃料的着火点，②降低燃料的着火点，③将固体燃料粉碎，④将液体燃料雾化，⑤将燃料煤气化处理，⑥通入适量空气 【答案】（1）烧杯底部很冷 刺激性气味 吸热 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O （2）相等 中和反应的实质是：H++OH-=H2O，两个反应参加反应的物质、生成物均相同，反应物、生成物蕴含的化学能相同，所以反应放出的能量也相同 （3）③④⑤⑥ 【解析】（1）氢氧化钡和氯化铵反应生成氯化钡、氨气和水，反应的方程式为，氨气有刺激性气味，该反应为吸热反应，故用手触摸烧杯底部感觉烧杯底部很冷，烧杯下面的玻璃片可能与烧杯下面的玻璃片被冻在一起；故答案为：烧杯底部很冷；有刺激性气味；吸热；； （2）中和热都是生成1mol水放出的热量，中和反应的实质是：H++OH-=H2O，两个反应参加反应的物质、生成物均相同，反应物、生成物蕴含的化学能相同，所以反应放出的能量也相同；故答案为：相等；中和反应的实质是：H++OH-=H2O，两个反应参加反应的物质、生成物均相同，反应物、生成物蕴含的化学能相同，所以反应放出的能量也相同； （3）①燃料的着火点不能改变，故①错误； ②燃料的着火点不能改变，故②错误； ③将固体燃料粉碎，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故③正确； ④将液体燃料雾化，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故④正确； ⑤将燃料煤气化处理，能增大与空气的接触面积，提高燃料的燃烧效率，故⑤正确； ⑥通入适量空气也是提高燃烧效率的一种方法，故⑥正确； 故答案为：③④⑤⑥。 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$