专题04 化学反应与热能-【竞赛】2024-2025学年高一化学竞赛能力培优精练（人教版2019必修第二册）

专题04 化学反应与热能 模块一：竞赛技巧总结 模块二：易错试题精选 模块三：培优试题精选 模块四：竞赛真题精选 竞赛技巧1 化学反应的热效应 当生成物的温度恢复到反应物的温度时，化学反应中所吸收或放出的热量，称为化学反应热效应，简称反应热（无非体积功）。 1.恒容反应热 恒容反应中，△V = 0，故 W = p·△V = 0 则有：△r U = Q - W = Q 即： △r U = Q Q 是恒容反应中体系的热量，从 △r U = Q 可见，在恒容反应中体系所吸收的热量， 全部用来改变体系的内能。 当 △r U > 0 时， Q > 0，是吸热反应 △r U < 0 时，Q< 0，是放热反应 则 Q 和状态函数的改变量 △r U 建立了联系。 2.恒压反应热 恒压反应中，△p = 0， 则有：△r U = Q－ W = Q－p·△V = Q－△(pV) 所以：Q=△r U + △(pV) Q= △r U +△(pV) = (U2 －U1) + (p2V2 － p1V1) = (U2 + p2V2) － (U1 + p1V1) U，p，V 都是状态函数，所以 U + pV 也是一个状态函数， 令 H = U + pV，则 Q=△(U + pV) 即： △r H = Q H 称热焓，或焓，是一个新的状态函数。 关于焓 H： H = U + pV， 由于 U 不可求， 故焓H不可求；是一种和能量单位一致的物理量；量度性质，有加合性。对于理想气体，H 也只和T有关。 Q= △r H 说明，在恒压反应中，体系所吸收的热量Q，全部用来改变体系的热焓。 △r H > 0 时， Q> 0，是吸热反应 △r H < 0 时， Q< 0，是放热反应 注意：△r U，Q ，△r H，Q 的单位均为焦耳 J。 3.Q 和 Q 的关系 同一反应的 Q 和 Q 并不相等。 Q= △r U ，Q= △r U + p△V = △r H 由于两个△r U 近似相等(对于理想气体，两个△r U 相等)，所以： Q= Q + p△V 对于无气体参与的液体、固体反应，由于 △V 很小，故 p△V 可以忽略，则近似有： Q= Q 对于有气体参加反应，△V不能忽略，p△V=△nRT ，所以： Q= Q+△nRT 即 △r H = △r U +△nRT 对于1摩尔反应在标态下进行，则有： △r H = △r U +()RT 式中是方程式中气态产物化学式前计量数之和，是方程式中气态反应物化学式前计量数之和。 竞赛技巧2 热化学方程式 1．概念：能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。 2．表示意义：热化学方程式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：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，表示在25 ℃和101 kPa下， 2 mol气态H2与1 mol气态O2反应生成2 mol液态H2O时，放出571.6 kJ的热量。 3、热化学方程式与普通化学方程式的区别 化学方程式 热化学方程式 化学 计量数 是整数，既可表示粒子个数，又可表示该物质的物质的量 既可以是整数，也可以是分数，只表示该物质的物质的量 状态 不要求注明 必须在化学式后注明 正负号及单位 无 必须注明 意义 表明了化学反应中的物质变化 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 4、书写热化学方程式的步骤及要求 一写化学方程式——写出配平的化学方程式。 二标状态——用s、1、g、aq标明物质的聚集状态，不标“↑”或“↓”。 三标条件——标明反应的温度和压强(101kPa、25℃时可不标注)。 四标△H——在方程式后写出△H,并根据信息注明△H的“+”或“-”。 五标数值——根据化学计量数计算写出△H的值，并注明单位kJ·mol－1。 【特别提醒】书写热化学方程式的注意事项 ①ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“空格”隔开。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 ②注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值不同。物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如下图，因此，必须注明物质的聚集状态(s、l、g、aq)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用标“↑”或“↓”。 ③ΔH的单位“kJ·mol－1”的含义——指每摩尔反应。并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。ΔH的值与化学方程式的写法有关，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 例如：已知H2(g)＋（1/2）O2(g)＝H2O(l)　ΔH＝－285.8kJ·mol－1，则 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　ΔH＝－571.6kJ·mol－1； H2O(l)＝H2(g)＋（1/2）O2(g) ΔH＝＋285.8kJ·mol－1。 ④可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值，逆反应的“ΔH”数值相等，符号相反。若按该反应的化学计量数投料进行反应，由于可逆反应不能进行彻底，那么吸收或放出的热量一定比该值小。 竞赛技巧3 盖斯定律 1.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.本质：能量守恒定律 3.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）反应进行得很慢的反应； （2）不容易直接发生的反应； （3）伴有副反应发生的反应。 4．对盖斯定律的理解 （1）从反应途径角度：反应热只与始态、终态有关，与途径无关。 （2）从能量角度：不管反应历程如何，一个反应的反应热只取决于反应物与生成物的总能量的差值。 从S→L，△H1<0，体系放热，从L→S，△H2>0，体系吸热，据能量守恒，△H1+△H2=0。 （3）从反应热角度： 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2=ΔH3+ΔH4 +ΔH5。 5.应用 （1）设计路径法求反应热 已知下列两个热化学方程式： Ⅰ.P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1 Ⅱ.P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1 写出白磷转化成红磷的热化学方程式。 【解析】可虚拟如下路径： 根据盖斯定律可得，ΔH==ΔH1＋(-ΔH2)×4＝-2 983.2 kJ·mol－1+738.5 kJ·mol－1×4＝-29.2kJ·mol－1　 故白磷转化成红磷的热化学方程式为P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH＝－29.2 kJ·mol－1 （2）利用加合法求反应热 若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。 运算规则：根据目标方程式，确定要保留的物质和要消去的物质，运用加、减、乘、除四则运算得到所求目标方程式（调整位置和系数）。 目标物质 方程式数学运算 反应热 小技巧 调位置 加减 同时相加减 将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。 调系数 乘除某数 同时相乘除某数 ①常见运算 方程式 反应热间的关系 AB、aAaB ΔH2＝aΔH1 CD、 DC ΔH4＝－ΔH3 2A+D=2B+C ΔH5 ΔH5＝2ΔH1+ ΔH4＝ 2ΔH1－ΔH3 ②已知下列热化学方程式： 反应Ⅰ.Hg(l)＋O2(g)=HgO(s) ΔH1； 反应Ⅱ.Zn(s)＋O2(g)=ZnO(s) ΔH2； 则反应ⅢZn(s)＋HgO(s)= Hg(l)＋ZnO(s) ΔH3值为（ ） A．ΔH2-ΔH1 B．ΔH2＋ΔH1 C．ΔH1-ΔH2 D．-ΔH1-ΔH2 【答案】A 【解析】根据盖斯定律：Ⅲ=Ⅱ-Ⅰ，则ΔH3=ΔH2-ΔH1，故选A。 【易错提醒】（1）热化学方程式同乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘上该数。 （2）热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减(带符号)。 （3）将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变，但数值不变。 竞赛技巧4 生成热 1.定义：某温度下，由处于标准态的各种元素的指定单质，生成标准态的 1 mol 某物质时的热效应，叫做该物质的标准摩尔生成热。简称标准生成热（或生成热）。 用符号△f H表示，单位为J·mol－1。 这个反应，称为该物质的生成反应。 指定单质，通常是最稳定的单质，它的△f H当然为零。 人们通过大量试验，将298K 时的物质的标准生成热列成表，供查阅使用。 如表中可查到：△f HCO(g) = －110.5 kJ·mol－1 。意思是指 CO(g) 的生成热的值，为－110.5 kJ·mol－1， 同时，CO(g) 的生成反应 C(石) + 1/2O2(g) = CO(g) 的△f H = －110.5 kJ·mol－1 2.标准态 在生成热的定义中，涉及到“标准态”，热力学上，对“标准态”有严格规定： 固态和液态：纯物质为标准态，即：X= 1 溶液中物质A：标准态是浓度bA = 1 mol·kg－1 即：A的质量摩尔浓度为1 mol·kg－1，经常近似为1 mol·dm－3，物质的量浓度。 气体：标准态是指气体分压为 1.013×105 Pa 3.标准生成热的应用 看如下关系： 根据Hess定律： △r H(I) + △r H(II) = △r H(III) 所以 △r H(II) = △r H(III) －△r H(I) 即 ： △r H = － （3-6） 由于各种物质的△r H有表可查，故利用公式，可以求出各种反应的焓变△r H，即求出反应的热效应。 竞赛技巧5 燃烧热 1.概念：热力学规定：在1.013×105 Pa 压强下，1mol 物质完全燃烧时的热效应，叫做该物质的标准摩尔燃烧热。简称标准燃烧热(或燃烧热)。 2.表示方式：用符号△c H表示 (c为 Combustion，燃烧)，单位为 kJ·mol－1 对于燃烧热终点的规定，必须严格： C：CO2(g) H：H2O(l) S：SO2(g) N：NO2(g) Cl：HCl(aq) 3.书写表示燃烧热的热化学方程式：书写表示燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。 【特别提醒】关于燃烧热的理解：①燃料1 mol；②完全燃烧；③生成指定产物：C元素→CO2(g)、H元素→H2O(l)、S元素→SO2(g)、N元素→N2(g)、X(卤素)→HX(g)；④燃烧热的数值与化学计量数无关。 4.应用：用燃烧热计算反应热的公式，可由下图推出： 可知 △r H(I) =△r H(II) + △r H(III) 所以 △r H(II) =△r H(I) －△r H(III) 即： △r H = － 常见的有机物的燃烧热有表可查，因此，燃烧热为计算有机反应的反应热，提供了可用的方法。 竞赛技巧6 反应热的计算 1.利用热化学方程式进行有关计算 反应热与反应物各物质的物质的量成正比，根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。 2.根据燃烧热数据，计算反应放出的热量 计算公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量) 3.根据反应物和生成物的总能量计算:△H=E生成物-E反应物。 4.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变 若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。 5.从键能估算反应热 A.熟记反应热ΔH的计算公式:化学反应的实质，是反应物分子中化学键的断裂与生成物中分子的化学键的形成。 这些旧键断裂和新键形成过程的热效应的总结果，则是反应热。断键吸热，成键放热。若知道各种键的能量，则可估算反应热： △r H = － B.计算关键：利用键能计算反应热的关键，就是要算清物质中化学键的种类和数目。 【易错提醒】①规避易失分点：计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2中含4 mol Si—O键，注意特殊物质中键数的判断： 物质(1 mol) P4 C(金刚石) 石墨 Si SiO2 CO2 CH4 化学键 P—P C—C C—C Si—Si Si—O C==O C—H 键数(mol) 6 2 1.5 2 4 2 4 ②由于在不同化合物中， 同种键的键能不完全一致， 如 C2H4 和C2H4OH 中的 C—H 键就不一样；再者，定义键能的条件也和反应条件不一致。故利用键能，只能估算反应热。 6.根据中和热计算反应热的方法：中和反应放出的热量＝n(H2O)×|ΔH| 7.利用盖斯定律计算 A.运用盖斯定律的技巧——“三调一加” 一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。 二调：根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。 三调：调整中间物质的化学计量数。 一加：将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。 B.运用盖斯定律的三个注意事项 ①热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。 ②热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。 ③将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。 竞赛技巧7 反应热大小的比较 1．大小比较原则 （1）比较ΔH的大小时，必须把反应热的“＋”“－”与反应热的数值看作一个整体进行比较；比较反应放出或吸收的热量时只比较数值的大小；比较“标准燃烧热”“中和热”时，只需比较数值的大小。 （2）反应物的化学计量数不同，则ΔH不同。 （3）ΔH是带符号进行比较的，所有吸热反应的ΔH均比放热反应的ΔH大；放热反应的ΔH<0，放热越多，ΔH越小，但|ΔH|越大。 （4）同一物质，状态不同，反应热亦不同。 。 （5）对于可逆反应，因反应不能进行到底，实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的数值。 2、比较方法： （1）看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下： （2）看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。 （3）看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。 （4）看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。 3.比较技巧 （1）直接比较法 ①物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。 ②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。 ③生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。 ④对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时，放出的热量为197 kJ，实际上向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。 （2）盖斯定律比较法 ①同一反应，生成物状态不同时 如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0 A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0 C(g)===C(l)　ΔH3<0 ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0， 所以ΔH2<ΔH1。 ②同一反应，反应物状态不同时 如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0 S(g)===S(s)　ΔH3<0 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0， 所以ΔH1<ΔH2。 ③晶体类型不同，产物相同时 C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol－1 C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol－1 因为石墨能量低，则C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,所以ΔH1>ΔH2。 ④两个有联系的不同反应相比较时 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0 C(s)+（1/2）O2(g)===CO(g) ΔH2<0 C(s)CO2(g) C(s)CO(g)CO2(g) 因为ΔH2+ΔH3=ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。 （3）利用能量变化图进行比较 由图像可以看出放出或吸收热量的多少,若是放热反应,放出的热量越多,ΔH越小；若是吸热反应,吸收的热量越多,ΔH越大,故ΔH1>ΔH2。 【易错提醒】比较反应热大小的两个注意要点 注意点1.物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。 注意点2.在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。 1.下列变化中，既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是 A．灼热的碳与二氧化碳反应 B．铝和盐酸反应 C．酸碱中和反应 D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应 2.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知( ) A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B．该反应中，热能转化为化学能 C．醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应，该反应为吸热反应 D．该反应的离子方程式为：CO＋2H＋=CO2↑＋H2O 3.A + B = C + D是化学反应，已知该反应为放热反应，对该反应的说法正确的是 A．A的能量一定高于C 的能量 B．B的能量一定高于D的能量 C．反应物A与B的总能量一定低于生成物C与D的总能量 D．反应物A与B的总能量一定高于生成物C与D的总能量 4.下列反应中能量变化趋势与下图一致的是( ) A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合 B．中和反应 C．木炭在氧气中发生不完全燃烧 D．生石灰和水的反应 5.下列说法中不正确的是 A．化学键的断裂与形成是化学反应过程的本质 B．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．从能量的角度看，断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量 D．若化学反应吸收能量时，其断键吸收的能量小于成键放出的能量 6.已知1molBr2(g)发生反应H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)放出102kJ的热量，其他相关数据如表： H2(g) Br2(g) HBr(g) 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369 则表中a为 A．404 B．260 C．230 D．200 7.在 25℃和 101 kPa 条件下，断开 1 mol H2(g)中的化学键要吸收 436 kJ 的能量，断开 1 mol Cl2(g)中的化学键要吸收 243 kJ 的能量，形成 2 mol HCl(g)中的化学键要释放 862 kJ 的能量。下列说法不正确的是 A．Cl(g)形成 Cl2(g)的过程会释放能量 B．等质量的 HCl（1）具有的能量高于 HCl(g)具有的能量 C．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的能量关系可用如图表示 D．在 H2和 Cl2的反应过程中，断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量 8.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 9.下图是1 mol 与1 mol CO反应生成1 mol 和1 mol NO过程中的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．反应放出的能量为 B．反应放出的能量为 C．反应吸收的能量为 D．反应吸收的能量为 10.自然界中臭氧形成反应3O2(g)＝2O3(g)的能量变化如如图所示。下列说法中错误的是 A．2O3＝3O2为放热反应 B．氧气比臭氧稳定 C．反应物的能量低于生成物 D．反应热为E3－E1 11.反应H2＋Cl22HCl的总能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．过程1释放能量 B．过程2吸收能量 C．该反应是放热反应 D．过程1的能量变化大于过程2 12.已知反应NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．图中A→B为放热过程 B．该反应为吸热反应 C．断裂1 mol NO2和1 mol CO的化学键吸收的能量总和小于形成1 mol NO和1 mol CO2的化学键所释放的能量的总和 D．1 mol NO2(g)和l mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量 13.汽车受到猛烈碰撞时，安全气囊内的固体迅速分解，产生氮气和金属钠，该过程中的能量变化如下图所示。下列说法错误的是 A．属于离子化合物 B．的分解反应属于放热反应 C．表示2mol固体的能量 D．作为安全气囊的气体发生剂，具有产气快、产气量大等优点 14．小茗同学所在的化学兴趣小组为了探究化学反应的热效应，进行了如下实验： （1）将纯固体物质X分别装入有水的锥形瓶里(发生化学反应)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。 ①若如图1所示，发生的反应(假设没有气体生成)是_______(填“放热”或“吸热”)反应，X可以是_______(填化学式，只填一种即可)。 ②若如图2所示，发生的反应(假设没有气体生成)是_______(填“放热”或“吸热”)反应，以下选项中与其能量变化相同的是_______(填字母)。 A．CO还原CuO的反应 B．CaCO3的分解反应 C．Al和Fe2O3的反应 （2）如图3所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块铝片，再滴入5 mL NaOH溶液。试回答下列问题： 图3 实验中观察到的现象是：大试管中铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、烧杯中澄清的石灰水变浑浊，其中“石灰水变浑浊”的主要原因是_________________________________________。 15．请根据相关的知识，回答下列问题： （1）下列变化：①碘的升华；②冰熔化；③氯化钠溶于水；④氯化氢溶于水；⑤氢氧化钠溶于水。 化学键未被破坏的是__________(填序号)，仅离子键被破坏的是_____________(填序号)。 （2）已知一定条件下，1 mol化学键断裂时吸收的能量相关数据如下表： 化学键 H—H O＝O H—O 能量(kJ) 436 496 463 在25℃、1.013×105Pa时，H2(g)与O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的热化学反应方程式为__________________________________，该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)，反应的能量变化可用图_______表示(填“甲”或“乙”)。 （3）下列变化中，属于吸热反应的是_______(填序号)。 ①铝片与稀盐酸的反应 ②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应 ③铁在氯气中燃烧 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰与水反应生成熟石灰 1．如图为1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的能量变化图(已知：物质具有的键能越大越稳定)。下列说法正确的是 A．该反应每生成1 mol HCl，放出183 kJ的热量 B．由图知H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子会放出431 kJ的能量 C．氯气分子中的化学键比氢气分子中的化学键更稳定 D．该反应生成液态HCl比生成气态HCl释放的能量少 2．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表所示。 化学键 键 键 键 键 键能/() 463 496 436 138 若反应过程中分解了，则下列说法不正确的是 A．总反应为 B．过程I吸收了能量 C．过程Ⅱ放出了能量 D．过程I属于放热反应 3．下列各组热化学方程式中，化学反应的前者大于后者的有 ①        ②       ③       ④       A．1项 B．2项 C．3项 D．4项 4．研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示。下列有关说法正确的是 A．该反应中断裂N2O和CO中化学键释放的能量大于形成N2和CO2中化学键吸收的能量 B．FeO+是该反应的催化剂 C．由图可知，CO2比CO稳定 D．Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2两步均为放热反应 5．计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是 A．过程I、Ⅱ均表示断键的吸收能量过程 B．由图可知比CO稳定 C．过程Ⅲ既有共价键断裂，又有共价键形成 D．该反应为放热反应 6．H2能在Cl2中燃烧生成 HCl，HCl也能在一定条件下分解为H2和Cl2。 图为H2、Cl2和HCl 三者相互转化的微观过程示意图，下列说法正确的是 A．过程 1 放热 B．过程 2 吸热 C．过程 3 放热 D．过程 4 放热 7．德国化学家F.Haber利用N2和 H2在催化剂表面合成氨气而获得诺贝尔奖，该反应的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是 A．催化剂在吸附N2、H2时，催化剂与气体之间的作用力为化学键 B．在该过程中，N2、H2断键形成N原子和H原子 C．合成氨反应中，反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量 D．使用催化剂，合成氨反应放出的热量减少 8．已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为（    ） A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ 9．根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是 A．N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应 B．2 mol O原子结合生成O2（g）时需要吸收498 kJ能量 C．1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量 D．2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量为1444 kJ 10．用催化还原，可以消除氮氧化物的污染。例如： ①   ②   下列说法正确的是 A．若用还原生成和水蒸气，放出的热量为173.4 kJ B．由反应①可推知：   C．等量甲烷参与反应时，①②转移的电子数相同 D．若反应②放出116 kJ热量，则转移电子的物质的量为1.60 mol 11．神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，两个航天员乘组首次实现“太空会师”，发射火箭的燃料常用联氨、液氢，氧化剂有液氧、液态等。下列叙述错误的是 A．液氢和液氧燃烧放出大量热量，产物对环境友好 B．发射场因液态产生大量而呈红棕色 C．宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐 D．和反应中产物的总能量小于反应物的总能量 12．已知101kPa、25℃下，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。已知葡萄糖[C6H12O6(s)]的燃烧热为2804 kJ·mol-1。图中能正确表示反应：6CO2(g)+6H2O(g)=C6H12O6(s)+6O2(g)的能量变化曲线的是    A．曲线1 B．曲线2 C．曲线3 D．曲线4 13．将V1mL 1.0 mol•L-1NaOH 溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是 A．做该实验时环境温度为 22℃ B．该实验表明热能可以转化为化学能 C．HCl 溶液的浓度约是 1.5 mol•L-1 D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应 14．已知X转化为R和W分步进行：① ②。上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．1mol Y(g)的能量低于1mol R(g)的能量 B．反应①生成1mol Y(g)时放出 能量 C．X转化为R的总反应生成1 mol W(g) 吸收 能量 D．断裂1mol X(g)中化学键吸收的能量大于形成1mol W(g)中化学键所放出的能量 15．化学变化过程中均存在物质变化与能量变化，某化学兴趣小组按下图所示装置实验，以验证此结论。 请回答下列问题： （1）进行实验时，装置①中温度计中水银液面变化是 (填“升高”或“降低”)，装置②中化学反应方程是 。 （2）为探究、与盐酸的反应是吸热反应还是放热反应，某同学进行了下列实验(盐酸浓度相同，每项实验各做3次，取平均值)。 实验序号 试剂 固体 混合前温度/℃ 混合后温度/℃ a 35mL水 2.5g 20.0 18.5 b 35mL水 3.2g 20.0 24.3 c 35mL盐酸 2.5g 20.0 16.2 d 35mL盐酸 3.2g 20.0 25.1 设计a、b组实验的目的是 ， 溶液和盐酸的反应的能量变化情况符合图③    1．（2002·安徽·初赛）参照反应Br+H2⇌HBr+H的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的是 A．正反应为吸热反应 B．加入催化剂，该化学反应的放热量变多 C．反应物总能量高于生成物总能量 D．升高温度可增大正反应速率，降低逆反应速率 2．（2021高二上·浙江宁波·竞赛）下列说法正确的是 A．将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释过程中，电离平衡常数Ka(HF)保持不变，始终保持增大 B．某温度下，氯化钠在水中的溶解度是20 g，则该温度下的饱和氯化钠溶液溶质的质量分数为20% C．将0.2mol·L-1的CH3COOH溶液与0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后，溶液中有关粒子的浓度满足下列关系：2c(H+)- 2c(OH- )=c(CH3COO-)- c(CH3COOH) D．反应A(g)2B(g)△H，若正反应的活化能为EakJ·mol-1，逆反应的活化能为EbkJ·mol-1，则ΔH= -(Ea- Eb) kJ·mol-1 3．（2011高二·广东·竞赛）根据如图提供的信息，不能够得到的结论是 A．该反应中化学能转化成了热能，为放热反应 B．该反应一定有能量转化成了生成物的化学能 C．该反应生成物的总能量高于反应物的总能量 D．该反应过程中有比生成物能量更高的中间物质生成 4．（2019高一下·河南鹤壁·竞赛）已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1)：P-P：198，Cl-Cl：243，P-Cl：331。 则反应P4(白磷，s)＋6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH为（    ） A．+1326kJ B．-2316kJ C．-2316kJ/mol D．-1326kJ/mol 5．（2024高三下·浙江·竞赛）已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应：2A+B=C+3D+4E。现将mg相对分子质量为M的A气体与适量的B气体充入一密闭容器中，恰好完全反应且有少量液滴生成。在相同温度下测得反应前后容器内的压强为6.06×106Pa和1.01×107Pa，且测得反应共放出热量QkJ。则该反应的热化学方程式为： A．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol B．2A(g)+B(g)=C(l)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol C．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(l)　△H=-kJ/mol D．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(l)＋4E(g)　△H=-kJ/mol 6．（2023高二下·安徽·竞赛）我国科学家发现硝酸光分解机理(如图所示)，对控制空气雾霾意义重大。下列说法正确的是    A．分子中N为杂化 B．反应①、反应③光解所需光的频率：①<③ C．反应④生成物为HONO和O D．　 7．（2013高二·河南·竞赛）已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-Q1；2H2(g)+O2(g)=2H2O（1） ΔH=-Q2。室温下，取体积比3∶2的甲烷和氢气的混合气体11.2L(换算为标准状况下)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为 A．0.3Q1+0.1Q2 B．3Q1+1Q2 C．0.3Q1+0.2Q2 D．3Q1+2Q2 8．（2013高二·安徽·竞赛）在一定条件下，已知下列物质燃烧的化学方程式为： C(s) +O2(g) =CO2(g)          △H= -393.5 kJ·mol-1 2H2(g) +O2(g) =2H2O(l)        △H= -572 kJ·mol-1 CH4(g) +2O2(g) =CO2(g) +2H2O(l)   △H= -890 kJ·mol-1 在此条件下，下列叙述正确的是 A．C(s) +2H2(g) =CH4(g)          △H= +75.5 kJ·mol-1 B．CH4(g) +O2(g) =C(s) +2H2O(g)     △H= - 1283.5 kJ·mol-1 C．1 mol H2(g)和3 mol CH4(g)燃烧共放热2956 kJ·mol-1 D．l6g CH4充分燃烧放出的热量约等于4 g H2燃烧放出的热量 9．（2013高二·江西·竞赛）下列有关能量变化的判断正确的是 A．F2(g) +2e- =2F- (g)，ΔH=Q1kJ ·mol-1,Cl2(g) +2e- =2C1- (g)，ΔH=Q2 kJ ·mol-1；则Q1 ＞Q2 B．K(g)-e- =K+(g)，ΔH=Q1 kJ ·mol-1,Na(g)-e- =Na+(g)，ΔH=Q2 kJ ·mol-1；则Q 1＞Q2 C．S(s) +O2(g)(纯氧) = SO2(g)，ΔH1 =Q1kJ/mol；S(s) +O2(g)(空气) =SO2(g)，ΔH2 =Q2kJ/mol，则Q1 ＞Q2 D．已知：N2(g) +3H2(g) = 2NH3(g)；△H = QkJ/mol；若向相同条件(同温、同体积)两容器分别通入： ①Imol N2和3mol H2.充分反应测得△H1 = Q1kJ/mol；②0.5mol N2和1. 5mol H2充分反应测得△H2 =Q2kJ/mol；则2Q2＞Q1 ＞Q 10．（2013高二·广东·竞赛）已知： Fe2O3(s)+ 3CO(g)= 2Fe(s) + 3CO2(g) ΔH1 3Fe2O3(S) + CO(g)= 2Fe3O4(s)+ CO2(g) ΔH2 Fe3O4(s) + CO(g) = 3FeO(s) + CO2(g) ΔH3 则反应FeO(s)+ CO(g)= Fe(s) + CO2(g)的ΔH等于 A．3ΔH1-ΔH2-2ΔH3 B．(3ΔH1 - ΔH2 – 2ΔH3)/6 C．2ΔH1- 3ΔH2 +△H3 D．(2ΔH1 – 3ΔH2 +△H3)/6 11．（2014高二·广东·竞赛）对于反应2H2(g) + 2Cl2(g) →4HCl(g)， 25°C下该反应的ΔH° = -369.2 kJ/mol。下列说法中，不正确的是 A．逆反应的△H°为+369.2 kJ/mol B．四个HCl分子的键强于H2和Cl2分子的四个键 C．每产生1 mol HCl(g)将放出92.3 kJ的热量 D．当产生1 mol HCl（1）时反应的△H°为 -92.3 kJ/mol 12．（2014高二·广东·竞赛）由金红石(TiO2) 制取单质钛过程中涉及的步骤为： TiO2 →TiCl4→Ti 已知：C(s)+ O2(g)= CO2(g) ΔH1 2CO(g) + O2(g)= 2CO2(g) ΔH2 TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(g) + O2(g) △H3 则反应TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) = TiCl4(g) + 2CO(g)的ΔH等于 A．2ΔH1+ΔH2+ΔH3 B．△H2- 2ΔH1-△H3 C．ΔH1-ΔH2+ ΔH3 D．2ΔH1-△H2+△H3 13．（2020高二上·甘肃武威·竞赛）写出下列反应的热化学方程式。 （1）N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g)，放出46.1kJ热量。 （2）1molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ热量。 （3）1molCO完全转化为CO2放出283kJ的热量。 （4）24gC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6kJ热量。 （5）1L1mol·L－1稀盐酸跟1L1mol·L-1NaOH溶液发生中和反应放出57.3kJ热量。 14．（2024高二下·河南洛阳·竞赛）光催化是新发展的一个催化技术，TiO2是目前研究成功的应用广泛的光催化剂，它是由金红石矿(主要成分为TiO2)先制备为TiCl4，再转化为纯TiO2。 物种 TiO2(s) TiCl4(g) Cl2(g) O2(g) C(s) CO(g) ΔrΗΘm /kJ∙molˉ1 –944.7 –763.2 0 0 0 –110.5 SΘm/J∙molˉ1∙Kˉ1 55.02 354.9 223.1 205.1 5.74 197.7 请根据表中数据作答： （1）计算反应：TiO2(s) + 2Cl2(g)= TiCl4(g) + O2(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，该反应能否正向进行 ？ （2）计算反应2C(s) + O2(g) = 2CO(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，并判据反应在298K进行的方向 。 （3）为得到纯的TiCl4，有人设计如下方案：TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) = TiCl4(g ) + 2CO(g)。计算该反应298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，并判据反应进行的方向 。 15．（2013高二·河南·竞赛）请由下列三个热化学反应方程式： N2(g) + H2(g) + O2(g)= HNO3(g)   △H= - 133.86 kJ/mol N2(g) + H2(g) + O2(g)= HNO3(l)   △H = - 173.00 kJ/mol N2(g) + H2(g) + O2(g)= HNO3(aq，1 mol/L)  △H = - 200.36 kJ/mol （1）写出HNO3(g)、HNO3（1）分别溶于水形成HNO3(aq，1 mo/L)的热化学方程式 。 （2）若用水稀释浓硝酸成1 mol/L 稀硝酸的△H=a kJ/mol。请写出分别用水将HNO3(g)、HNO3 (l)转变为浓硝酸时的△H 的差值 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 化学反应与热能 模块一：竞赛技巧总结 模块二：易错试题精选 模块三：培优试题精选 模块四：竞赛真题精选 竞赛技巧1 化学反应的热效应 当生成物的温度恢复到反应物的温度时，化学反应中所吸收或放出的热量，称为化学反应热效应，简称反应热（无非体积功）。 1.恒容反应热 恒容反应中，△V = 0，故 W = p·△V = 0 则有：△r U = Q - W = Q 即： △r U = Q Q 是恒容反应中体系的热量，从 △r U = Q 可见，在恒容反应中体系所吸收的热量， 全部用来改变体系的内能。 当 △r U > 0 时， Q > 0，是吸热反应 △r U < 0 时，Q< 0，是放热反应 则 Q 和状态函数的改变量 △r U 建立了联系。 2.恒压反应热 恒压反应中，△p = 0， 则有：△r U = Q－ W = Q－p·△V = Q－△(pV) 所以：Q=△r U + △(pV) Q= △r U +△(pV) = (U2 －U1) + (p2V2 － p1V1) = (U2 + p2V2) － (U1 + p1V1) U，p，V 都是状态函数，所以 U + pV 也是一个状态函数， 令 H = U + pV，则 Q=△(U + pV) 即： △r H = Q H 称热焓，或焓，是一个新的状态函数。 关于焓 H： H = U + pV， 由于 U 不可求， 故焓H不可求；是一种和能量单位一致的物理量；量度性质，有加合性。对于理想气体，H 也只和T有关。 Q= △r H 说明，在恒压反应中，体系所吸收的热量Q，全部用来改变体系的热焓。 △r H > 0 时， Q> 0，是吸热反应 △r H < 0 时， Q< 0，是放热反应 注意：△r U，Q ，△r H，Q 的单位均为焦耳 J。 3.Q 和 Q 的关系 同一反应的 Q 和 Q 并不相等。 Q= △r U ，Q= △r U + p△V = △r H 由于两个△r U 近似相等(对于理想气体，两个△r U 相等)，所以： Q= Q + p△V 对于无气体参与的液体、固体反应，由于 △V 很小，故 p△V 可以忽略，则近似有： Q= Q 对于有气体参加反应，△V不能忽略，p△V=△nRT ，所以： Q= Q+△nRT 即 △r H = △r U +△nRT 对于1摩尔反应在标态下进行，则有： △r H = △r U +()RT 式中是方程式中气态产物化学式前计量数之和，是方程式中气态反应物化学式前计量数之和。 竞赛技巧2 热化学方程式 1．概念：能表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。 2．表示意义：热化学方程式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：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1，表示在25 ℃和101 kPa下， 2 mol气态H2与1 mol气态O2反应生成2 mol液态H2O时，放出571.6 kJ的热量。 3、热化学方程式与普通化学方程式的区别 化学方程式 热化学方程式 化学 计量数 是整数，既可表示粒子个数，又可表示该物质的物质的量 既可以是整数，也可以是分数，只表示该物质的物质的量 状态 不要求注明 必须在化学式后注明 正负号及单位 无 必须注明 意义 表明了化学反应中的物质变化 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 4、书写热化学方程式的步骤及要求 一写化学方程式——写出配平的化学方程式。 二标状态——用s、1、g、aq标明物质的聚集状态，不标“↑”或“↓”。 三标条件——标明反应的温度和压强(101kPa、25℃时可不标注)。 四标△H——在方程式后写出△H,并根据信息注明△H的“+”或“-”。 五标数值——根据化学计量数计算写出△H的值，并注明单位kJ·mol－1。 【特别提醒】书写热化学方程式的注意事项 ①ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边，并用“空格”隔开。若为放热反应，ΔH为“－”；若为吸热反应，ΔH为“＋”。ΔH的单位一般为kJ·mol－1。 ②注意反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值不同。物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如下图，因此，必须注明物质的聚集状态(s、l、g、aq)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用标“↑”或“↓”。 ③ΔH的单位“kJ·mol－1”的含义——指每摩尔反应。并不是指每摩尔具体物质反应时伴随的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应以各物质的化学计量数来计量其物质的量时伴随的能量变化。ΔH的值与化学方程式的写法有关，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 例如：已知H2(g)＋（1/2）O2(g)＝H2O(l)　ΔH＝－285.8kJ·mol－1，则 2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　ΔH＝－571.6kJ·mol－1； H2O(l)＝H2(g)＋（1/2）O2(g) ΔH＝＋285.8kJ·mol－1。 ④可逆反应中的“ΔH”表示的是完全反应时对应的焓变值，逆反应的“ΔH”数值相等，符号相反。若按该反应的化学计量数投料进行反应，由于可逆反应不能进行彻底，那么吸收或放出的热量一定比该值小。 竞赛技巧3 盖斯定律 1.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.本质：能量守恒定律 3.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）反应进行得很慢的反应； （2）不容易直接发生的反应； （3）伴有副反应发生的反应。 4．对盖斯定律的理解 （1）从反应途径角度：反应热只与始态、终态有关，与途径无关。 （2）从能量角度：不管反应历程如何，一个反应的反应热只取决于反应物与生成物的总能量的差值。 从S→L，△H1<0，体系放热，从L→S，△H2>0，体系吸热，据能量守恒，△H1+△H2=0。 （3）从反应热角度： 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2=ΔH3+ΔH4 +ΔH5。 5.应用 （1）设计路径法求反应热 已知下列两个热化学方程式： Ⅰ.P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1 Ⅱ.P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1 写出白磷转化成红磷的热化学方程式。 【解析】可虚拟如下路径： 根据盖斯定律可得，ΔH==ΔH1＋(-ΔH2)×4＝-2 983.2 kJ·mol－1+738.5 kJ·mol－1×4＝-29.2kJ·mol－1　 故白磷转化成红磷的热化学方程式为P4(s，白磷)===4P(s，红磷)　ΔH＝－29.2 kJ·mol－1 （2）利用加合法求反应热 若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。 运算规则：根据目标方程式，确定要保留的物质和要消去的物质，运用加、减、乘、除四则运算得到所求目标方程式（调整位置和系数）。 目标物质 方程式数学运算 反应热 小技巧 调位置 加减 同时相加减 将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。 调系数 乘除某数 同时相乘除某数 ①常见运算 方程式 反应热间的关系 AB、aAaB ΔH2＝aΔH1 CD、 DC ΔH4＝－ΔH3 2A+D=2B+C ΔH5 ΔH5＝2ΔH1+ ΔH4＝ 2ΔH1－ΔH3 ②已知下列热化学方程式： 反应Ⅰ.Hg(l)＋O2(g)=HgO(s) ΔH1； 反应Ⅱ.Zn(s)＋O2(g)=ZnO(s) ΔH2； 则反应ⅢZn(s)＋HgO(s)= Hg(l)＋ZnO(s) ΔH3值为（ ） A．ΔH2-ΔH1 B．ΔH2＋ΔH1 C．ΔH1-ΔH2 D．-ΔH1-ΔH2 【答案】A 【解析】根据盖斯定律：Ⅲ=Ⅱ-Ⅰ，则ΔH3=ΔH2-ΔH1，故选A。 【易错提醒】（1）热化学方程式同乘以某一个数时，反应热的数值也必须乘上该数。 （2）热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减(带符号)。 （3）将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”号必须随之改变，但数值不变。 竞赛技巧4 生成热 1.定义：某温度下，由处于标准态的各种元素的指定单质，生成标准态的 1 mol 某物质时的热效应，叫做该物质的标准摩尔生成热。简称标准生成热（或生成热）。 用符号△f H表示，单位为J·mol－1。 这个反应，称为该物质的生成反应。 指定单质，通常是最稳定的单质，它的△f H当然为零。 人们通过大量试验，将298K 时的物质的标准生成热列成表，供查阅使用。 如表中可查到：△f HCO(g) = －110.5 kJ·mol－1 。意思是指 CO(g) 的生成热的值，为－110.5 kJ·mol－1， 同时，CO(g) 的生成反应 C(石) + 1/2O2(g) = CO(g) 的△f H = －110.5 kJ·mol－1 2.标准态 在生成热的定义中，涉及到“标准态”，热力学上，对“标准态”有严格规定： 固态和液态：纯物质为标准态，即：X= 1 溶液中物质A：标准态是浓度bA = 1 mol·kg－1 即：A的质量摩尔浓度为1 mol·kg－1，经常近似为1 mol·dm－3，物质的量浓度。 气体：标准态是指气体分压为 1.013×105 Pa 3.标准生成热的应用 看如下关系： 根据Hess定律： △r H(I) + △r H(II) = △r H(III) 所以 △r H(II) = △r H(III) －△r H(I) 即 ： △r H = － （3-6） 由于各种物质的△r H有表可查，故利用公式，可以求出各种反应的焓变△r H，即求出反应的热效应。 竞赛技巧5 燃烧热 1.概念：热力学规定：在1.013×105 Pa 压强下，1mol 物质完全燃烧时的热效应，叫做该物质的标准摩尔燃烧热。简称标准燃烧热(或燃烧热)。 2.表示方式：用符号△c H表示 (c为 Combustion，燃烧)，单位为 kJ·mol－1 对于燃烧热终点的规定，必须严格： C：CO2(g) H：H2O(l) S：SO2(g) N：NO2(g) Cl：HCl(aq) 3.书写表示燃烧热的热化学方程式：书写表示燃烧热的热化学方程式时，以燃烧1 mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数，同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如：H2(g)＋O2(g)＝H2O(l) ΔH＝－285.8 kJ·mol－1。 【特别提醒】关于燃烧热的理解：①燃料1 mol；②完全燃烧；③生成指定产物：C元素→CO2(g)、H元素→H2O(l)、S元素→SO2(g)、N元素→N2(g)、X(卤素)→HX(g)；④燃烧热的数值与化学计量数无关。 4.应用：用燃烧热计算反应热的公式，可由下图推出： 可知 △r H(I) =△r H(II) + △r H(III) 所以 △r H(II) =△r H(I) －△r H(III) 即： △r H = － 常见的有机物的燃烧热有表可查，因此，燃烧热为计算有机反应的反应热，提供了可用的方法。 竞赛技巧6 反应热的计算 1.利用热化学方程式进行有关计算 反应热与反应物各物质的物质的量成正比，根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量，可以把反应热当作“产物”，计算反应放出或吸收的热量。 2.根据燃烧热数据，计算反应放出的热量 计算公式：Q＝燃烧热×n(可燃物的物质的量) 3.根据反应物和生成物的总能量计算:△H=E生成物-E反应物。 4.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变 若反应物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，则反应的ΔH＝E1－E2。 5.从键能估算反应热 A.熟记反应热ΔH的计算公式:化学反应的实质，是反应物分子中化学键的断裂与生成物中分子的化学键的形成。 这些旧键断裂和新键形成过程的热效应的总结果，则是反应热。断键吸热，成键放热。若知道各种键的能量，则可估算反应热： △r H = － B.计算关键：利用键能计算反应热的关键，就是要算清物质中化学键的种类和数目。 【易错提醒】①规避易失分点：计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2中含4 mol Si—O键，注意特殊物质中键数的判断： 物质(1 mol) P4 C(金刚石) 石墨 Si SiO2 CO2 CH4 化学键 P—P C—C C—C Si—Si Si—O C==O C—H 键数(mol) 6 2 1.5 2 4 2 4 ②由于在不同化合物中， 同种键的键能不完全一致， 如 C2H4 和C2H4OH 中的 C—H 键就不一样；再者，定义键能的条件也和反应条件不一致。故利用键能，只能估算反应热。 6.根据中和热计算反应热的方法：中和反应放出的热量＝n(H2O)×|ΔH| 7.利用盖斯定律计算 A.运用盖斯定律的技巧——“三调一加” 一调：根据目标热化学方程式，调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置，改写已知的热化学方程式。 二调：根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。 三调：调整中间物质的化学计量数。 一加：将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。 B.运用盖斯定律的三个注意事项 ①热化学方程式乘以某一个数时，反应热的数值必须也乘上该数。 ②热化学方程式相加减时，物质之间相加减，反应热也必须相加减。 ③将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“＋”“－”随之改变，但数值不变。 竞赛技巧7 反应热大小的比较 1．大小比较原则 （1）比较ΔH的大小时，必须把反应热的“＋”“－”与反应热的数值看作一个整体进行比较；比较反应放出或吸收的热量时只比较数值的大小；比较“标准燃烧热”“中和热”时，只需比较数值的大小。 （2）反应物的化学计量数不同，则ΔH不同。 （3）ΔH是带符号进行比较的，所有吸热反应的ΔH均比放热反应的ΔH大；放热反应的ΔH<0，放热越多，ΔH越小，但|ΔH|越大。 （4）同一物质，状态不同，反应热亦不同。 。 （5）对于可逆反应，因反应不能进行到底，实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的数值。 2、比较方法： （1）看物质状态。物质的气、液、固三态转化时的能量变化如下： （2）看ΔH的符号。比较反应热大小时不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。 （3）看化学计量数。当反应物与生成物的状态相同时，化学计量数越大，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。 （4）看反应的程度。对于可逆反应，参加反应的物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。 3.比较技巧 （1）直接比较法 ①物质燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。 ②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。 ③生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。 ④对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时，放出的热量为197 kJ，实际上向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。 （2）盖斯定律比较法 ①同一反应，生成物状态不同时 如A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0 A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0 C(g)===C(l)　ΔH3<0 ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0， 所以ΔH2<ΔH1。 ②同一反应，反应物状态不同时 如S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0 S(g)===S(s)　ΔH3<0 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0， 所以ΔH1<ΔH2。 ③晶体类型不同，产物相同时 C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol－1 C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol－1 因为石墨能量低，则C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,所以ΔH1>ΔH2。 ④两个有联系的不同反应相比较时 C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0 C(s)+（1/2）O2(g)===CO(g) ΔH2<0 C(s)CO2(g) C(s)CO(g)CO2(g) 因为ΔH2+ΔH3=ΔH1，ΔH1<0，ΔH2<0，ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2。 （3）利用能量变化图进行比较 由图像可以看出放出或吸收热量的多少,若是放热反应,放出的热量越多,ΔH越小；若是吸热反应,吸收的热量越多,ΔH越大,故ΔH1>ΔH2。 【易错提醒】比较反应热大小的两个注意要点 注意点1.物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。 注意点2.在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。 1.下列变化中，既属于氧化还原反应又属于吸热反应的是 A．灼热的碳与二氧化碳反应 B．铝和盐酸反应 C．酸碱中和反应 D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应 【答案】A 【解析】A．灼热的碳与二氧化碳反应是氧化还原反应，也是吸热反应，A项正确；B．铝和盐酸反应是氧化还原反应，是放热反应，B项错误；C．酸碱中和反应是复分解反应，不是氧化还原反应，是放热反应，C项错误；D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应是复分解反应，不是氧化还原反应，是吸热反应，D项错误；故答案选A。 2.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知( ) A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B．该反应中，热能转化为化学能 C．醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应，该反应为吸热反应 D．该反应的离子方程式为：CO＋2H＋=CO2↑＋H2O 【答案】B 【解析】A．醋酸逐渐凝固，温度下降，可知NH4HCO3与盐酸的反应为吸热反应，故A错误；B．热能转化为化学能储存在新物质中，故B正确；C．醋酸与NH4HCO3未接触，未发生反应，故C错误；D．HCO不能拆，故D错误；故答案为B。 3.A + B = C + D是化学反应，已知该反应为放热反应，对该反应的说法正确的是 A．A的能量一定高于C 的能量 B．B的能量一定高于D的能量 C．反应物A与B的总能量一定低于生成物C与D的总能量 D．反应物A与B的总能量一定高于生成物C与D的总能量 【答案】D 【解析】反应物的总能量大于生成物的总能量的反应是放热反应。已知该反应是放热反应，则反应物A和B的总能量大于产物C和D的总能量。答案选D。 4.下列反应中能量变化趋势与下图一致的是( ) A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合 B．中和反应 C．木炭在氧气中发生不完全燃烧 D．生石灰和水的反应 【答案】A 【解析】生成物的总能量大于反应物的总能量，说明此反应为吸热反应。和的反应为吸热反应；中和反应、、均为放热反应。故答案为：A。 5.下列说法中不正确的是 A．化学键的断裂与形成是化学反应过程的本质 B．化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 C．从能量的角度看，断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量 D．若化学反应吸收能量时，其断键吸收的能量小于成键放出的能量 【答案】D 【解析】A．一个化学反应包括旧化学键的断裂和新化学键的形成，化学键的断裂与形成是化学反应过程的本质，A正确；B．旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成放出能量，一个化学反应放出能量还是吸收能量由断键吸收的能量和成键放出的能量的相对大小决定，故化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，B正确；C．化学键的断裂吸收能量，化学键的形成放出能量，C正确；D．一个化学反应放出能量还是吸收能量由断键吸收的能量和成键放出的能量的相对大小决定，若化学反应吸收能量，则其断键吸收的能量大于成键放出的能量，D错误；选D。 6.已知1molBr2(g)发生反应H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)放出102kJ的热量，其他相关数据如表： H2(g) Br2(g) HBr(g) 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369 则表中a为 A．404 B．260 C．230 D．200 【答案】D 【解析】H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)反应，1mol H2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量为436kJ、1mol Br2(g)中的化学键断裂时需要吸收的能量为akJ，2mol HBr(g)中化学键形成放出的能量2×369kJ，1molBr2(g)发生反应H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)放出102kJ的热量，即2×369kJ-436kJ-akJ=102kJ，a=200，故选D。 7.在 25℃和 101 kPa 条件下，断开 1 mol H2(g)中的化学键要吸收 436 kJ 的能量，断开 1 mol Cl2(g)中的化学键要吸收 243 kJ 的能量，形成 2 mol HCl(g)中的化学键要释放 862 kJ 的能量。下列说法不正确的是 A．Cl(g)形成 Cl2(g)的过程会释放能量 B．等质量的 HCl（1）具有的能量高于 HCl(g)具有的能量 C．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的能量关系可用如图表示 D．在 H2和 Cl2的反应过程中，断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量 【答案】B 【解析】A．Cl(g)形成 Cl2(g)的过程是成键过程，会释放能量，A项正确；B． HCl（1）转化成 HCl(g)，由液态变成气态，需要吸热，因此等质量的 HCl（1）具有的能量要低于 HCl(g)具有的能量，B项错误；C．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，△H=(436+243-862) kJ/mol=-183kJ/mol，是放热反应，能量关系可用如图表示，C项正确；D．H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)，△H=(436+243-862) kJ/mol=-183kJ/mol，是放热反应，断开化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，D项正确；答案选B。 8.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。答案选D。 9.下图是1 mol 与1 mol CO反应生成1 mol 和1 mol NO过程中的能量变化示意图。下列说法正确的是 A．反应放出的能量为 B．反应放出的能量为 C．反应吸收的能量为 D．反应吸收的能量为 【答案】A 【解析】A．根据图像可知，该反应为放热反应，放出的能量为，A正确；B．根据图像可知，该反应为放热反应，放出的能量为，B错误；C．根据图像可知，该反应为放热反应，C错误；D．根据图像可知，该反应为放热反应，D错误；故答案为：A。 10.自然界中臭氧形成反应3O2(g)＝2O3(g)的能量变化如如图所示。下列说法中错误的是 A．2O3＝3O2为放热反应 B．氧气比臭氧稳定 C．反应物的能量低于生成物 D．反应热为E3－E1 【答案】D 【解析】A项，根据图示，生成物总能量大于反应物总能量，3O2＝2O3为吸热反应，2O3＝3O2为放热反应，正确；B项，氧气的能量比臭氧低，所以氧气比臭氧稳定，正确；C项，根据图示，反应物的能量低于生成物，正确；D项，由图像可知反应热为E2－E1，错误。答案选D。 11.反应H2＋Cl22HCl的总能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．过程1释放能量 B．过程2吸收能量 C．该反应是放热反应 D．过程1的能量变化大于过程2 【答案】C 【解析】A项，根据图示，过程1断键，吸收能量，错误；B项，根据图示，过程2成键，释放能量，错误；C项，根据图示，反应物总能量大于生成物总能量，该反应是放热反应，正确；D项，根据图示，过程1吸收的能量小于过程2释放的能量，过程1的能量变化小于过程2，错误。答案选C。 12.已知反应NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．图中A→B为放热过程 B．该反应为吸热反应 C．断裂1 mol NO2和1 mol CO的化学键吸收的能量总和小于形成1 mol NO和1 mol CO2的化学键所释放的能量的总和 D．1 mol NO2(g)和l mol CO(g)的总能量低于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量 【答案】C 【解析】A项，图中A→B的过程，能量升高，为吸热过程，错误；B项，生成物总能量小于反应物总能量，该反应为放热反应，错误；C项，该反应为放热反应，则断裂1 mol NO2和1 mol CO的化学键吸收的能量总和小于形成1 mol NO和1 mol CO2的化学键所释放的能量的总和，正确；D项，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，则1 mol NO2(g)和 lmol CO(g)的总能量高于1 mol NO(g)和1 mol CO2(g)的总能量，错误。答案选C。 13.汽车受到猛烈碰撞时，安全气囊内的固体迅速分解，产生氮气和金属钠，该过程中的能量变化如下图所示。下列说法错误的是 A．属于离子化合物 B．的分解反应属于放热反应 C．表示2mol固体的能量 D．作为安全气囊的气体发生剂，具有产气快、产气量大等优点 【答案】C 【解析】A．由Na+和N构成，属于离子化合物，故A正确；B．的分解反应，反应物总能量大于生成物总能量，属于放热反应，故B正确；C．表示该反应的活化能，故C错误；D．汽车受到猛烈碰撞时，安全气囊内的固体迅速分解，产生氮气和金属钠，具有产气快、产气量大，故D正确；答案选C。 14．小茗同学所在的化学兴趣小组为了探究化学反应的热效应，进行了如下实验： （1）将纯固体物质X分别装入有水的锥形瓶里(发生化学反应)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。 ①若如图1所示，发生的反应(假设没有气体生成)是_______(填“放热”或“吸热”)反应，X可以是_______(填化学式，只填一种即可)。 ②若如图2所示，发生的反应(假设没有气体生成)是_______(填“放热”或“吸热”)反应，以下选项中与其能量变化相同的是_______(填字母)。 A．CO还原CuO的反应 B．CaCO3的分解反应 C．Al和Fe2O3的反应 （2）如图3所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块铝片，再滴入5 mL NaOH溶液。试回答下列问题： 图3 实验中观察到的现象是：大试管中铝片逐渐溶解、有大量气泡产生、烧杯中澄清的石灰水变浑浊，其中“石灰水变浑浊”的主要原因是_________________________________________。 【答案】（1）①放热 CaO ②吸热 AB （2）铝片与NaOH溶液反应放热，烧杯内溶液温度升高，Ca(OH)2溶解度降低，析出晶体 【解析】（1）①将纯固体物质X装入有水的锥形瓶里(假设没有气体生成)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度若如图1所示，U形管左侧液面降低，右侧液面升高，说明锥形瓶内气体膨胀，温度升高，发生的反应是放热反应，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，反应放热，所以X可以是CaO；②将纯固体物质X装入有水的锥形瓶里(假设没有气体生成)，立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度若如图2所示，U形管左侧液面升高，右侧液面下降，说明锥形瓶内气体收缩，温度降低，发生的反应是吸热反应；A项，CO还原CuO生成二氧化碳和铜，该反应是吸热反应，符合题意；B项，CaCO3的分解生成氧化钙和二氧化碳，分解反应吸热，符合题意；C项，Al和Fe2O3的反应生成氧化铝和铁，铝热反应放热，不符合题意；选AB；（2）氢氧化钙的溶解度随温度升高而降低，铝片和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和氢气，反应放热，烧杯内溶液温度升高，氢氧化钙溶解度减小，有氢氧化钙析出，所以烧杯中澄清的石灰水变浑浊。 15．请根据相关的知识，回答下列问题： （1）下列变化：①碘的升华；②冰熔化；③氯化钠溶于水；④氯化氢溶于水；⑤氢氧化钠溶于水。 化学键未被破坏的是__________(填序号)，仅离子键被破坏的是_____________(填序号)。 （2）已知一定条件下，1 mol化学键断裂时吸收的能量相关数据如下表： 化学键 H—H O＝O H—O 能量(kJ) 436 496 463 在25℃、1.013×105Pa时，H2(g)与O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的热化学反应方程式为__________________________________，该反应为_______反应(填“吸热”或“放热”)，反应的能量变化可用图_______表示(填“甲”或“乙”)。 （3）下列变化中，属于吸热反应的是_______(填序号)。 ①铝片与稀盐酸的反应 ②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应 ③铁在氯气中燃烧 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰与水反应生成熟石灰 【答案】（1）①② ③⑤ （2）H2(g)＋O2(g)＝H2O(g) ΔH＝-242 kJ·mol－1 放热 甲 （3）②④ 【解析】（1）①碘的升华、②冰熔化改变了分子间作用力，并未破坏发生化学键，③氯化钠溶于水发生电离，故仅破坏了离子键，④氯化氢溶于水发生电离，因为氯化氢是共价化合物，故仅破坏了共价键，⑤氢氧化钠溶于水破坏了离子键；化学键未被破坏的是：①②；仅离子键被破坏的是：③⑤；（2）反应H2(g)＋O2(g)＝H2O(g)的ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能＝436 kJ·mol－1＋×496 kJ·mol－1－2×463 kJ·mol－1＝-242 kJ·mol－1，故热反应方程式为H2(g)＋O2(g)＝H2O(g) ΔH＝-242 kJ·mol－1，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故为甲；（3）①铝片与稀盐酸的反应为放热反应；②Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体混合反应为吸热反应；③铁在氯气中燃烧为放热反应；④氯酸钾分解制氧气为吸热反应；⑤生石灰与水反应生成熟石灰为放热反应，故选②④。 1．如图为1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的能量变化图(已知：物质具有的键能越大越稳定)。下列说法正确的是 A．该反应每生成1 mol HCl，放出183 kJ的热量 B．由图知H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子会放出431 kJ的能量 C．氯气分子中的化学键比氢气分子中的化学键更稳定 D．该反应生成液态HCl比生成气态HCl释放的能量少 【答案】B 【分析】物质内含有的化学键的键能越大，该物质的稳定性就越强。根据产生的热量等于反应物化学键的键能总和与生成物化学键的键能总和的差计算。 【解析】A．根据图示可知：断裂1 mol H2和1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时放出的热量Q=436 kJ+243 kJ-2×431 kJ=183 kJ，所以该反应每生成1 mol HCl，放出91.5 kJ的热量，A错误；B．由图可知:1 molH原子和1 molCl原子反应形成1 mol分子会放出431 kJ的能量，B正确；C．物质具有的键能越大，断裂该化学键稀吸收能量就越多，化学键就越难断裂，含有该化学键的物质就越稳定，因此根据图示可知氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键的键能更大，因此H2比Cl2更稳定，C错误；D．气态物质变为液态会放出能量，因此该反应生成液态HCl比生成气态HCl释放的能量更多，D错误；故合理选项是B。 2．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表所示。 化学键 键 键 键 键 键能/() 463 496 436 138 若反应过程中分解了，则下列说法不正确的是 A．总反应为 B．过程I吸收了能量 C．过程Ⅱ放出了能量 D．过程I属于放热反应 【答案】D 【解析】A．用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，则总反应为，A正确；B．断裂化学键吸收能量，结合表中数据可知，过程Ⅰ吸收了463kJ×2=926kJ能量，B正确；C．形成化学键释放能量，则过程Ⅱ放出了436kJ+138kJ=574kJ能量，C正确；D．过程I为断裂化学键吸收能量，属于吸热反应，D错误；故选D。 3．下列各组热化学方程式中，化学反应的前者大于后者的有 ①        ②       ③       ④       A．1项 B．2项 C．3项 D．4项 【答案】C 【解析】>，则相同条件下，生成时，放热更多，则<，①正确；由反应可知，该反应为放热反应， ，则>，故②错误；为分解反应，吸收热量，，为化合反应，放出热量，，则，故③正确；为弱酸，反应过程中发生电离，电离吸收热量，则反应放出的热量小于反应放出的热量，>，故④正确；故选：C。 4．研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示。下列有关说法正确的是 A．该反应中断裂N2O和CO中化学键释放的能量大于形成N2和CO2中化学键吸收的能量 B．FeO+是该反应的催化剂 C．由图可知，CO2比CO稳定 D．Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2两步均为放热反应 【答案】D 【解析】A．由图可知，反应是放热反应，断裂N2O和CO中化学键释放的能量小于形成N2和CO2中化学键吸收的能量，故A错误；B．将①、②两步加和，可确定Fe+是催化剂，FeO+是中间产物，故B错误；C．由图像只能判断出生成物的总能量小于反应物的总能量，不能比较CO2和CO的能量高低，也就不能比较两者的稳定性，故C错误；D．Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2 两步反应，都是反应物的总能量高于生成物的总能量，所以两步反应均为放热反应，故D正确；答案选D。 5．计算机模拟催化剂表面水煤气产氢反应[]过程中能量的变化如图所示。下列说法错误的是 A．过程I、Ⅱ均表示断键的吸收能量过程 B．由图可知比CO稳定 C．过程Ⅲ既有共价键断裂，又有共价键形成 D．该反应为放热反应 【答案】B 【解析】A．根据图示，过程I、Ⅱ均为O-H键断裂，故均需要吸收能量，A正确；B．根据图示数据，不能判断、CO稳定性强弱，B错误；C．过程Ⅲ既有O-H键键断裂；又有C=O、O-H、H-H键形成，C正确；D．生成物总能量低于反应物总能量，则总反应为放热反应，D正确；答案选B。 6．H2能在Cl2中燃烧生成 HCl，HCl也能在一定条件下分解为H2和Cl2。 图为H2、Cl2和HCl 三者相互转化的微观过程示意图，下列说法正确的是 A．过程 1 放热 B．过程 2 吸热 C．过程 3 放热 D．过程 4 放热 【答案】C 【解析】化学反应的过程中存在化学键的断裂与形成，其中键断裂吸热，键形成放热，图中过程1是吸热过程，过程2是放热过程，氢气在氯气中燃烧是放热过程，而氯化氢的分解是吸热过程，故答案为C。 7．德国化学家F.Haber利用N2和 H2在催化剂表面合成氨气而获得诺贝尔奖，该反应的微观历程及能量变化的示意图如下，用、、分别表示N2、H2、NH3，下列说法正确的是 A．催化剂在吸附N2、H2时，催化剂与气体之间的作用力为化学键 B．在该过程中，N2、H2断键形成N原子和H原子 C．合成氨反应中，反应物断键吸收能量大于生成物形成新键释放的能量 D．使用催化剂，合成氨反应放出的热量减少 【答案】B 【解析】A、催化剂与气体之间的作用力不是化学键，A错误；B、由图中可知，每3个氢分子和1个氮气分子断键得到原子，然后生成2个氨分子，生成氨分子之前是氢原子和氮原子，B正确；C、合成氨的反应是放热反应，反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量，C错误；D、催化剂不会改变反应的热效应，即使用催化剂，合成氨反应放出的热量不会变化，D错误；答案选B。 8．已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH-H键断裂时吸收热量为（    ） A．920kJ B．557kJ C．436kJ D．188kJ 【答案】C 【解析】根据题意2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kJ，2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH= -484 kJ/mol，设1mol H-H键断裂时吸收热量为x，则ΔH= -484 = 2x + 496 - 463×4，解得x = 436，故C正确；故答案为C。 9．根据如图所示的N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化情况判断，下列说法正确的是 A．N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)是放热反应 B．2 mol O原子结合生成O2（g）时需要吸收498 kJ能量 C．1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632 kJ能量 D．2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量为1444 kJ 【答案】C 【分析】焓变=反应物断裂化学键吸收的能量−生成物形成化学键放出的能量,N2+O2═2NO△H=946kJ/mol+498kJ/mol−2×632kJ/mol=+180kJ/mol，反应是吸热反应； 【解析】A. 依据计算分析反应是吸热反应，故A错误；B. 原子结合形成分子的过程是化学键形成过程,是放热过程,2molO原子结合生成O2(g)时需要放出498kJ能量，故B错误；C. 形成2molNO放热2×632×J能量,所以1molNO(g)分子中的化学键断裂时需要吸收632kJ能量，故C正确；D.无法判断2 mol N(g)和2 mol O(g)的总能量，故D错误；故选C。 10．用催化还原，可以消除氮氧化物的污染。例如： ①   ②   下列说法正确的是 A．若用还原生成和水蒸气，放出的热量为173.4 kJ B．由反应①可推知：   C．等量甲烷参与反应时，①②转移的电子数相同 D．若反应②放出116 kJ热量，则转移电子的物质的量为1.60 mol 【答案】C 【解析】A．①   ②   根据盖斯定律，①+②可得，若用还原生成和水蒸气，放出的热量为86.7kJ，A错误；B．气态水水变成液态水是放热反应，所以，B错误；C．反应①和反应②中，都变成了，也就是说转移的电子数为8，所以等物质的量的甲烷分别参加反应①、②，反应转移的电子数相同，C正确；D．若反应②放出116 kJ热量，则0.4molNO参加反应，则转移电子的物质的量为0.8 mol，D错误；故选C。 11．神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，两个航天员乘组首次实现“太空会师”，发射火箭的燃料常用联氨、液氢，氧化剂有液氧、液态等。下列叙述错误的是 A．液氢和液氧燃烧放出大量热量，产物对环境友好 B．发射场因液态产生大量而呈红棕色 C．宇宙飞船返回舱外表面使用的高温结构陶瓷的主要成分是硅酸盐 D．和反应中产物的总能量小于反应物的总能量 【答案】C 【解析】A．液氢和液氧燃烧是放热反应，产物为水，不污染环境，A项正确；B．液体气化过程中，部分转化成释放，产生红棕色雾，B项正确；C．高温结构陶瓷耐高温、耐腐蚀，是新型无机非金属材料，不是传统的硅酸盐，C项错误；D．和反应是放热反应，反应物总能量高于产物总能量，D项正确;故选C。 12．已知101kPa、25℃下，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。已知葡萄糖[C6H12O6(s)]的燃烧热为2804 kJ·mol-1。图中能正确表示反应：6CO2(g)+6H2O(g)=C6H12O6(s)+6O2(g)的能量变化曲线的是    A．曲线1 B．曲线2 C．曲线3 D．曲线4 【答案】B 【解析】已知葡萄糖的燃烧热为2804 kJ·mol-1，说明1 mol葡萄糖固体与足量O2气体完全燃烧产生CO2气体和液态H2O，放出热量为2804 kJ，则表示燃烧热的热化学方程式为：△H=-2804 kJ·mol-1，则表示燃烧热反应的逆反应为吸热反应，生成物的能量比反应物的多，反应方程式为：△H=+2804 kJ·mol-1。由于气态水含有的能量比等质量的液体水多，则图中能正确表示反应：△H＜+2804 kJ·mol-1，该反应为吸热反应，该反应吸收的热量小于2804kJ，故图中能正确表示反应：6CO2(g)+6H2O(g)=C6H12O6(s)+6O2(g)的能量变化曲线的是为曲线2，合理选项是B。 故选B。 13．将V1mL 1.0 mol•L-1NaOH 溶液和V2mL未知浓度的HCl溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50 mL)。下列叙述正确的是 A．做该实验时环境温度为 22℃ B．该实验表明热能可以转化为化学能 C．HCl 溶液的浓度约是 1.5 mol•L-1 D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应 【答案】C 【解析】A．由图可知，温度为 22℃时，已经加入了5mLNaOH 溶液，而中和反应为放热反应，则该实验开始温度低于22℃，故A错误；B．由图可知该反应是一个放热反应，表明化学能可以转化为热能，故B错误；C．由图可知，NaOH 溶液体积为30mL时，溶液温度最高，说明NaOH 溶液和HCl溶液恰好完全反应，由V1+V2=50 mL可知HCl溶液的体积为20mL，由反应方程式可知V1c(NaOH)= V2c(HCl)，解得c(HCl)为1.5 mol•L-1，故C正确；D．八水合氢氧化钡与氯化铵反应有水生成，该反应是吸热反应，故D错误；故选C。 14．已知X转化为R和W分步进行：① ②。上述反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．1mol Y(g)的能量低于1mol R(g)的能量 B．反应①生成1mol Y(g)时放出 能量 C．X转化为R的总反应生成1 mol W(g) 吸收 能量 D．断裂1mol X(g)中化学键吸收的能量大于形成1mol W(g)中化学键所放出的能量 【答案】D 【分析】根据图像可知，①，1molX(g)反应吸收的能量为：；②，1molY(g)反应吸收的能量为：，据此作答。 【解析】A．从图中可知1molX(g)的能量低于1molY(g)和2molW(g)的总能量，无法比较1molX(g)的能量和1molY(g)的能量大小，A错误；B．从反应过程的图象中可知，反应①中生成物能量比反应物能量高，因此是吸收能量，B错误；C．X转化为R同时生成W的反应为：，该反应等于①+②，则生成3mol W(g) 吸收能量，那么生成1mol W(g) 吸收能量，C错误；D．从图中可知，X转化为R和W为吸热反应，断裂1molX(g)化学键吸收的热量应大于形成1molW(g)化学键所放出的热量，D正确；故答案选D。 15．化学变化过程中均存在物质变化与能量变化，某化学兴趣小组按下图所示装置实验，以验证此结论。 请回答下列问题： （1）进行实验时，装置①中温度计中水银液面变化是 (填“升高”或“降低”)，装置②中化学反应方程是 。 （2）为探究、与盐酸的反应是吸热反应还是放热反应，某同学进行了下列实验(盐酸浓度相同，每项实验各做3次，取平均值)。 实验序号 试剂 固体 混合前温度/℃ 混合后温度/℃ a 35mL水 2.5g 20.0 18.5 b 35mL水 3.2g 20.0 24.3 c 35mL盐酸 2.5g 20.0 16.2 d 35mL盐酸 3.2g 20.0 25.1 设计a、b组实验的目的是 ， 溶液和盐酸的反应的能量变化情况符合图③    【答案】（1）升高 （2）作为对照实验，排除物质溶解而造成的热量变化 NaHCO3 【解析】（1）铁与稀硫酸反应为放热反应，故温度计的水银液面升高；的反应方程式为： 答案为：升高；。 （2）、溶于水，具会发生水解，都会伴随着热量变化，为探究、与盐酸反应的热效应，需要对照实验，排除物质溶解而造成的热量变化；由实验a、c可知，当与盐酸反应后，混合溶液的温度比在相同量水中溶解后的温度低，说明与盐酸反应为吸热反应，符合图像的能量变化。 答案为：作为对照实验，排除物质溶解而造成的热量变化；NaHCO3。 1．（2002·安徽·初赛）参照反应Br+H2⇌HBr+H的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的是 A．正反应为吸热反应 B．加入催化剂，该化学反应的放热量变多 C．反应物总能量高于生成物总能量 D．升高温度可增大正反应速率，降低逆反应速率 【答案】A 【分析】反应热只与体系中始态和终态有关，与反应途径无关，该反应是放热反应还是吸热反应，与反应物总能量和生成物总能量的大小有关，据此分析； 【解析】A．根据图象，反应物总能量小于生成物总能量，即该反应为吸热反应，故A正确；B．根据A选项，该反应为吸热反应，故B错误；C．根据图象，反应物总能量小于生成物总能量，故C错误；D．升高温度，无论正反应速率还是逆反应速率都增大，故D错误；答案为A。 2．（2021高二上·浙江宁波·竞赛）下列说法正确的是 A．将浓度为0.1mol·L-1HF溶液加水不断稀释过程中，电离平衡常数Ka(HF)保持不变，始终保持增大 B．某温度下，氯化钠在水中的溶解度是20 g，则该温度下的饱和氯化钠溶液溶质的质量分数为20% C．将0.2mol·L-1的CH3COOH溶液与0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后，溶液中有关粒子的浓度满足下列关系：2c(H+)- 2c(OH- )=c(CH3COO-)- c(CH3COOH) D．反应A(g)2B(g)△H，若正反应的活化能为EakJ·mol-1，逆反应的活化能为EbkJ·mol-1，则ΔH= -(Ea- Eb) kJ·mol-1 【答案】C 【解析】A．加水稀释促进HF电离，温度不变，电离平衡常数不变，当接近中性时，氢离子浓度接近10-7mol/L，氟离子浓度继续减小，二者比值减小，A错误；B．饱和溶液的质量分数和溶解度之间的关系：，该温度下的饱和氯化钠溶液的溶质质量分数小于20%，B错误；C．将0.2mol·L-1的CH3COOH溶液与0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后，得到的是等浓度的醋酸和醋酸钠的混合物，存在电荷守恒，，物料守恒，，整理两式得到：2c(H+)- 2c(OH- )=c(CH3COO-)- c(CH3COOH)，C正确；D．ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能=，D错误；故选C。 3．（2011高二·广东·竞赛）根据如图提供的信息，不能够得到的结论是 A．该反应中化学能转化成了热能，为放热反应 B．该反应一定有能量转化成了生成物的化学能 C．该反应生成物的总能量高于反应物的总能量 D．该反应过程中有比生成物能量更高的中间物质生成 【答案】A 【解析】A．由图可知，生成物的能量比反应物要高，故该反应属于吸热反应，A错误；B．由上述可知，该反应为放热反应，部分热能转化为了化学能，B正确；C．由图可知，生成物的总能量比反应物的总能量要高，C正确；D．根据过渡态理论，反应物先转化为能量最高的过渡态物质，然后再转化为能量较低的生成物，D正确；故选A。 4．（2019高一下·河南鹤壁·竞赛）已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1)：P-P：198，Cl-Cl：243，P-Cl：331。 则反应P4(白磷，s)＋6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH为（    ） A．+1326kJ B．-2316kJ C．-2316kJ/mol D．-1326kJ/mol 【答案】D 【解析】利用反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和进行计算，即ΔH=6×198 kJ·mol-1+6×243 kJ·mol-1-12×331 kJ·mol-1=-1326 kJ·mol-1。故选D。 5．（2024高三下·浙江·竞赛）已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应：2A+B=C+3D+4E。现将mg相对分子质量为M的A气体与适量的B气体充入一密闭容器中，恰好完全反应且有少量液滴生成。在相同温度下测得反应前后容器内的压强为6.06×106Pa和1.01×107Pa，且测得反应共放出热量QkJ。则该反应的热化学方程式为： A．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol B．2A(g)+B(g)=C(l)+3D(g)＋4E(g)　△H=-kJ/mol C．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)＋4E(l)　△H=-kJ/mol D．2A(g)+B(g)=C(g)+3D(l)＋4E(g)　△H=-kJ/mol 【答案】D 【解析】该反应放热，所以△H<0；在密闭容器中气体的压强与其物质的量成正比，即压强之比等于物质的量之比，反应前后压强之比=6.06×106Pa：1.01×107Pa=3：5，所以反应前后气体的物质的量之比为3：5，物质的量之比等于计量数之比，所以，反应前气体的计量数之和是3，反应后气体的计量数之和是5，mgA放出QkJ热量，即A完全反应放出QkJ的热量，则2molA放出热量为：kJ，由此可知 D符合；故选：D。 6．（2023高二下·安徽·竞赛）我国科学家发现硝酸光分解机理(如图所示)，对控制空气雾霾意义重大。下列说法正确的是    A．分子中N为杂化 B．反应①、反应③光解所需光的频率：①<③ C．反应④生成物为HONO和O D．　 【答案】B 【解析】A．分子中N的价层电子对数为2.5，看作3，为杂化，A项错误；B．反应①、反应③光解所需光的频率：①<③，因为反应①破坏单键，反应③破坏双键(键能高)，光频率越大，能量越高，B项正确；C．依据质量守恒，反应④生成物为HONO和，C项错误；D．，因为是激发态分子，能量高，D项错误；故选B。 7．（2013高二·河南·竞赛）已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-Q1；2H2(g)+O2(g)=2H2O（1） ΔH=-Q2。室温下，取体积比3∶2的甲烷和氢气的混合气体11.2L(换算为标准状况下)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为 A．0.3Q1+0.1Q2 B．3Q1+1Q2 C．0.3Q1+0.2Q2 D．3Q1+2Q2 【答案】A 【解析】标准状况下11.2L甲烷和氢气的混合气体的物质的量为=0.5mol，甲烷和氢气的体积比3:2，所以甲烷的物质的量为：0.5mol=0.3mol，氢气的物质的量为0.5mol-0.3mol=0.2mol，由CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  ΔH=-Q1可知0.3mol甲烷燃烧放出的热量为0.3Q1，由2H2(g)+O2(g)=2H2O（1）  ΔH=-Q2可知，0.2mol氢气燃烧放出的热量为Q2=0.1Q2，所以放出的热量为0.3Q1+0.1Q2。答案选A。 8．（2013高二·安徽·竞赛）在一定条件下，已知下列物质燃烧的化学方程式为： C(s) +O2(g) =CO2(g)          △H= -393.5 kJ·mol-1 2H2(g) +O2(g) =2H2O(l)        △H= -572 kJ·mol-1 CH4(g) +2O2(g) =CO2(g) +2H2O(l)   △H= -890 kJ·mol-1 在此条件下，下列叙述正确的是 A．C(s) +2H2(g) =CH4(g)          △H= +75.5 kJ·mol-1 B．CH4(g) +O2(g) =C(s) +2H2O(g)     △H= - 1283.5 kJ·mol-1 C．1 mol H2(g)和3 mol CH4(g)燃烧共放热2956 kJ·mol-1 D．l6g CH4充分燃烧放出的热量约等于4 g H2燃烧放出的热量 【答案】C 9．（2013高二·江西·竞赛）下列有关能量变化的判断正确的是 A．F2(g) +2e- =2F- (g)，ΔH=Q1kJ ·mol-1,Cl2(g) +2e- =2C1- (g)，ΔH=Q2 kJ ·mol-1；则Q1 ＞Q2 B．K(g)-e- =K+(g)，ΔH=Q1 kJ ·mol-1,Na(g)-e- =Na+(g)，ΔH=Q2 kJ ·mol-1；则Q 1＞Q2 C．S(s) +O2(g)(纯氧) = SO2(g)，ΔH1 =Q1kJ/mol；S(s) +O2(g)(空气) =SO2(g)，ΔH2 =Q2kJ/mol，则Q1 ＞Q2 D．已知：N2(g) +3H2(g) = 2NH3(g)；△H = QkJ/mol；若向相同条件(同温、同体积)两容器分别通入： ①Imol N2和3mol H2.充分反应测得△H1 = Q1kJ/mol；②0.5mol N2和1. 5mol H2充分反应测得△H2 =Q2kJ/mol；则2Q2＞Q1 ＞Q 【答案】D 10．（2013高二·广东·竞赛）已知： Fe2O3(s)+ 3CO(g)= 2Fe(s) + 3CO2(g) ΔH1 3Fe2O3(S) + CO(g)= 2Fe3O4(s)+ CO2(g) ΔH2 Fe3O4(s) + CO(g) = 3FeO(s) + CO2(g) ΔH3 则反应FeO(s)+ CO(g)= Fe(s) + CO2(g)的ΔH等于 A．3ΔH1-ΔH2-2ΔH3 B．(3ΔH1 - ΔH2 – 2ΔH3)/6 C．2ΔH1- 3ΔH2 +△H3 D．(2ΔH1 – 3ΔH2 +△H3)/6 【答案】B 【解析】 ①Fe2O3(s)+ 3CO(g)= 2Fe(s) + 3CO2(g) ΔH1 ②3Fe2O3(S) + CO(g)= 2Fe3O4(s)+ CO2(g) ΔH2 ③Fe3O4(s) + CO(g) = 3FeO(s) + CO2(g) ΔH3 根据盖斯定律，(①×3-②-③×2)可得反应FeO(s)+ CO(g)= Fe(s) + CO2(g)，则ΔH=(3ΔH1 - ΔH2 – 2ΔH3)/6；故选B。 11．（2014高二·广东·竞赛）对于反应2H2(g) + 2Cl2(g) →4HCl(g)， 25°C下该反应的ΔH° = -369.2 kJ/mol。下列说法中，不正确的是 A．逆反应的△H°为+369.2 kJ/mol B．四个HCl分子的键强于H2和Cl2分子的四个键 C．每产生1 mol HCl(g)将放出92.3 kJ的热量 D．当产生1 mol HCl（1）时反应的△H°为 -92.3 kJ/mol 【答案】D 12．（2014高二·广东·竞赛）由金红石(TiO2) 制取单质钛过程中涉及的步骤为： TiO2 →TiCl4→Ti 已知：C(s)+ O2(g)= CO2(g) ΔH1 2CO(g) + O2(g)= 2CO2(g) ΔH2 TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(g) + O2(g) △H3 则反应TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) = TiCl4(g) + 2CO(g)的ΔH等于 A．2ΔH1+ΔH2+ΔH3 B．△H2- 2ΔH1-△H3 C．ΔH1-ΔH2+ ΔH3 D．2ΔH1-△H2+△H3 【答案】D 【解析】将反应依次标记为I、II、III、IV，根据盖斯定律可知，IV=III+2I-II，则ΔH=2ΔH1-△H2+△H3；故选：D。 13．（2020高二上·甘肃武威·竞赛）写出下列反应的热化学方程式。 （1）N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g)，放出46.1kJ热量。 （2）1molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ热量。 （3）1molCO完全转化为CO2放出283kJ的热量。 （4）24gC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6kJ热量。 （5）1L1mol·L－1稀盐酸跟1L1mol·L-1NaOH溶液发生中和反应放出57.3kJ热量。 【答案】（1）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH＝－92.2kJ·mol-1 （2）C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)  ΔH＝－1366.8kJ·mol-1 （3）2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ΔH＝－566kJ·mol-1 （4）C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  ΔH＝+131.3kJ·mol-1 （5）HCl(ag)+NaOH(ag)=NaCl(ag)+H2O(l)  ΔH＝－57.3kJ·mol-1 【分析】（1）17gNH3(g)为1mol，可按生成1moNH3书写热化学方程式，也可将物质的量及46.1kJ同时扩大二倍进行书写。 （2）按题意，将文字表述转化为热化学方程式。 （3）可写出1molCO完全转化为CO2的热化学方程式，也可写出2molCO完全转化为CO2时的热化学方程式。 （4）24gC(s)为2mol，可写出1molC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式。 （5）可依题意，直接写出该中和反应的热化学方程式。 【解析】（1）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH＝－92.2kJ·mol-1。答案为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH＝－92.2kJ·mol-1； （2）C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)  ΔH＝－1366.8kJ·mol-1。答案为：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)  ΔH＝－1366.8kJ·mol-1； （3）2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ΔH＝－566kJ·mol-1。答案为：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)  ΔH＝－566kJ·mol-1； （4）C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  ΔH＝+131.3kJ热量。答案为：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  ΔH＝+131.3kJ·mol-1； （5）HCl(ag)+NaOH(ag)=NaCl(ag)+H2O(l)  ΔH＝－57.3kJ·mol-1。答案为：HCl(ag)+NaOH(ag)=NaCl(ag)+H2O(l)  ΔH＝－57.3kJ·mol-1。 14．（2024高二下·河南洛阳·竞赛）光催化是新发展的一个催化技术，TiO2是目前研究成功的应用广泛的光催化剂，它是由金红石矿(主要成分为TiO2)先制备为TiCl4，再转化为纯TiO2。 物种 TiO2(s) TiCl4(g) Cl2(g) O2(g) C(s) CO(g) ΔrΗΘm /kJ∙molˉ1 –944.7 –763.2 0 0 0 –110.5 SΘm/J∙molˉ1∙Kˉ1 55.02 354.9 223.1 205.1 5.74 197.7 请根据表中数据作答： （1）计算反应：TiO2(s) + 2Cl2(g)= TiCl4(g) + O2(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，该反应能否正向进行 ？ （2）计算反应2C(s) + O2(g) = 2CO(g) 298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，并判据反应在298K进行的方向 。 （3）为得到纯的TiCl4，有人设计如下方案：TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) = TiCl4(g ) + 2CO(g)。计算该反应298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm，并判据反应进行的方向 。 【答案】（1）ΔrΗΘm–TΔrSΘm = 163.9kJ∙molˉ1∙Kˉ1＞ 0 反应正向不能进行 （2）ΔrΗΘm–TΔrSΘm = –274kJ∙molˉ1∙Kˉ1 ＜0  反应正向能进行 （3）ΔrΗΘm–TΔrSΘm =-113.9kJ∙molˉ1  ＜0  反应正向能进行 【解析】（1）ΔrΗΘm = 181.5 kJ/mol ， ΔrSΘm = 58.78 J∙molˉ1∙Kˉ1，TiO2(s) + 2Cl2(g) = TiCl4(g) + O2(g)，根据吉布斯自由能，ΔrΗΘm–TΔrSΘm = 163.9kJ∙molˉ1∙Kˉ1＞ 0 反应正向不能进行；故答案为：ΔrΗΘm–TΔrSΘm = 163.9kJ∙molˉ1∙Kˉ1＞ 0 反应正向不能进行； （2）ΔrΗΘm =  –221 kJ/mol ， ΔrSΘm =  249.7 J∙molˉ1∙Kˉ1，ΔrΗΘm–TΔrSΘm = –274/ J∙molˉ1∙Kˉ1 ＜0  反应正向能进行；故答案为：ΔrΗΘm–TΔrSΘm = –274/ J∙molˉ1∙Kˉ1 ＜0  反应正向能进行； （3）ΔrΗΘm =  –39.5 kJ/mol  ， ΔrSΘm =   249.7 J∙molˉ1∙Kˉ1 ，ΔrΗΘm–TΔrSΘm =-113.9kJ∙molˉ1 ＜0  反应正向能进行；故答案为：ΔrΗΘm–TΔrSΘm =-113.9kJ∙molˉ1  ＜0  反应正向能进行。 15．（2013高二·河南·竞赛）请由下列三个热化学反应方程式： N2(g) + H2(g) + O2(g)= HNO3(g)   △H= - 133.86 kJ/mol N2(g) + H2(g) + O2(g)= HNO3(l)   △H = - 173.00 kJ/mol N2(g) + H2(g) + O2(g)= HNO3(aq，1 mol/L)  △H = - 200.36 kJ/mol （1）写出HNO3(g)、HNO3（1）分别溶于水形成HNO3(aq，1 mo/L)的热化学方程式 。 （2）若用水稀释浓硝酸成1 mol/L 稀硝酸的△H=a kJ/mol。请写出分别用水将HNO3(g)、HNO3 (l)转变为浓硝酸时的△H 的差值 。 【答案】（1）HNO3(g)HNO3(aq，1mol/L)    ΔH= -66. 50 kJ/mol；HNO3(l)HNO3(aq， 1 mol/L)   ΔH= -27.36 kJ/mol （2）-39.14 kJ/mol 【解析】设HNO3(g)溶于水形成浓硝酸时ΔH = b kJ/mol，再将该浓硝酸稀释为1 mol/L硝酸时则有ΔH =a k/mol，整个过程ΔH1 =(b+a) kJ/mol=-66. 50 kJ/mol。 同样地，设HNO3(l)溶于水形成浓硝酸时ΔH =c kJ/mol，再将该依硝酸稀释为1 mol/L硝酸时则有ΔH=a kJ/mol，整个过程△H2=(c+a) kJ/mol = -27.36 kJ/mol。 由此可知分别用水将HNO3(g)和HNO3（1）转变为浓硝酸时ΔH的差值，即： b-c= ΔH1- ΔH2=-66.50 kJ/mol-( -27.36 kJ/mol) =-39. 14 kJ/mol / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$