专题03 反应热的测量与计算及燃料的合理利用（考题猜想）（6大题型）-2024-2025学年高一化学下学期期中考点大串讲（沪科版2020）

专题03 化学热的测量与计算 题型一 反应热的测量 题型二 热化学方程式 题型三 化学反应焓变的计算 题型四 利用盖斯定律计算未知反应的焓变 题型五 燃烧热 题型六 燃料的充分燃烧和合理利用 ◆题型一 反应热的测量 解题要点 通过实验测量一定量的酸、碱稀溶液在反应前后的温度变化，依据Q=cmΔt计算放出的热量，再依据，计算反应热。 【例1-1】某研究性小组用如图装置测量上述醋酸与氢氧化钠反应的中和热。 将100mL 的溶液与100mL 的NaOH溶液在保温瓶中迅速混合， 旋紧瓶盖，温度从298.0K升高到300.0K。已知溶液密度均为，生成溶液的比热容。醋酸与氢氧化钠反应的中和热是 。 【答案】33.6 【解析】根据Q=cmΔT可得，反应放出的热量Q=cmΔT=4.2J/(g·K)×200g×(300K-298K)=1.68kJ，则该反应的中和热为=33.6kJ/mol 【例1-2】通过实验测定。取50mL 0.55mol/L NaOH溶液和25mL 0.50mol/L溶液进行中和热的测定实验，实验数据如下表。 实验次数 起始温度/℃ 终止温度/℃ 温度差平均值℃ NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.4 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 30.1 4 26.4 26.2 26.3 30.7 13．近似认为NaOH溶液和溶液的密度都是，中和后生成溶液的比热容。则中和热 (保留一位小数)。 14．实验中改用60mL的盐酸跟50mL的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热的数值会 (填“相等”或“不相等”)。 15．该同学做实验有些操作不规范，造成测得中和热的数值偏低，可能的原因是 。 A．在量取硫酸时仰视计数 B．测量硫酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净 C．做本实验的当天室温较高 D．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓 E．将50mL氢氧化钠溶液取成了50mL的氨水 【答案】13．-53.9 14．相等 15．BDE 【解析】13．温度差平均值/℃，四次实验温度差分别为：4.3℃，5.1℃，4.2℃，4.4℃，第二组实验偏差较大数据舍去，温度差平均值=，上述实验中硫酸和氢氧化钠溶液浓度不相同，50mL 0.55mol/L NaOH溶液和25mL 0.50mol/L溶液进行实验，氢氧根离子过量，则中和热； 14．实验中改用30mL 0.50mol/L的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，反应物减少，所放出的热量更少，中和热与用量没有关系，所求中和热的数值相等； 15．A．在量取硫酸时仰视计数，硫酸多了，热量放的多了，不符合题意； B．测量硫酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净，因为氢氧化钠会和硫酸反应，氢氧化钠测得温度偏高，最终温度差偏小，符合题意； C．做本实验的当天室温较高，实验装置保温好，对实验几乎无影响，不符合题意； D．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓，会造成热量损失，符合题意； E．将50mL氢氧化钠溶液取成了50mL的氨水，氨水会吸热，热量放的少了，符合题意； 造成测得中和热的数值偏低的是BDE。 【变式1-1】生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题： i.汽车发动机工作时会引发和反应，生成等污染大气。 (1)其中生成的能量变化如图所示，则图中三种分子最不稳定的是 。 (2)和反应生成气体的同时会 (吸收/放出) 的能量。 2021年12月09日，中国太空课堂介绍了空间站利用与的反应，将航天员呼出的转化为，然后通过电解得到，从而实现的再生。 已知：① ② ③ (3)写出甲烷完全燃烧生成液态水的热化学方程式： 。 ii.理论上稀强酸、稀强碱反应生成水时放出热量。现用下图所示装置测定中和反应反应热，实验药品有盐酸、溶液。 (4)若改用盐酸和氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所求中和热数值 (填“增加”、“减少”或“不变”)。 (5)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为、、，则、、的大小关系为 。 (6)通过计算得到，该结果与有偏差，产生此偏差的原因可能是_______。 A．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度 B．一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 C．实验装置保温、隔热效果差 D．量取盐酸溶液的体积时仰视读数 【答案】(1) (2) 吸收 180 (3) (4)不变 (5) (6)AC 【分析】i.由图可以得出三种气体由分子分解为原子所需要的能量，键能越大，物质越稳定，键能越小，物质越不稳定，由三种物质的键能可以得出反应的焓变值； ii.用如图的装置测定盐酸和反应的中和热，并进行误差分析，据此回答。 【解析】（1）由图可知，氧气分子分解为氧原子所需能量最小，则其键能最小，最不稳定； （2）和反应生成气体的焓变为，则反应同时会吸收180kJ的能量； （3）已知① ② ，由得，，则甲烷完全燃烧生成液态水的热化学方程式； （4）中和热的是强酸和强碱的稀溶液反应生成1mol水时放出的热，与酸和碱用量无关，故所求中和热与上述实验相等； （5）稀氢氧化钠和稀氢氧化钙都是强碱，测得的中和反应的反应热相等，一水合氨是弱碱，电离不完全，反应过程中还需要先电离，而电离吸热，因此测得的反应热数值相对前两者小，中和反应放热，，因此其反应热最大，故答案为：； （6）A．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量NaOH溶液的温度，所测NaOH溶液的起始温度偏高，测得反应过程中的温差偏小，即测得反应放热数值偏小，导致中和热数值偏低，A符合题意； B．一次性把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中，操作规范，不影响测定结果，B不合题意； C．实验装置保温、隔热效果差，热量损耗大，测得反应放热数值偏小，导致中和热数值偏低，C符合题意； D．量取盐酸溶液的体积时仰视读数，则所量HCl的体积偏大，反应过程中生成的H2O的物质的量偏大，放出的热量数值偏大，导致测量所得中和热的数值偏高，D不合题意； 故选AC。 【变式1-2】某同学欲测定中和热，实验装置及测得的混合溶液温度时随间的变化关系分别如图所示。 已知溶液密度均为，混合溶液的比热容水的比热。实验数据记录如下表所示。请回答下列问题： 实验组号 1 2 3 反应前体系温度/℃ 20.7 20.8 19.9 反应后体系温度/℃ 24.1 24.2 24.3 (1)溶液稍过量的原因是 。 (2)实验过程中使用磁力搅拌器而不使用如图所示的搅拌装置，除磁力搅拌器组装方便外，另一个重要原因是 。 (3)该实验不能用浓硫酸代替稀盐酸，除浓硫酸密度、比热容与水相差较大外，还可能的原因是 。 (4)测量反应前体系温度的方法为___________。 A．用温度计测量酸的温度后，再直接测碱的温度，取二者的平均值 B．将酸碱快速混合后，用温度计测量初始温度 C．用温度计测量酸的温度后，用水冲洗干净温度计并擦干净，再测碱的温度，取二者平均值 D．测量室温，室温即为反应前体系温度 (5)实验1中，反应放出的总热量为 。 (6)分析表格中数据，则的= 。 (7)若配制该实验中的盐酸，定容时仰视刻度线，且用所配制的盐酸进行该实验，则会导致计算出的___________。 A．偏大 B．偏小 C．不变 D．不影响 (8)若采用等体积等浓度的醋酸代替该实验中的盐酸，则会导致计算出的___________。 A．偏大 B．偏小 C．不变 D．不影响 【答案】(1)确保盐酸充分反应，减小实验误差 (2)不锈钢材质搅拌棒易导热，会造成实验过程中更多的热量损失，产生实验误差 (3)浓硫酸稀释会放出大量的热 (4)C (5)1.4212 (6) (7)A (8)A 【解析】（1）测定中和热，NaOH溶液稍过量的原因是确保盐酸充分反应，减小实验误差； （2）实验过程中使用磁力搅拌器而不使用如图所示的搅拌装置，除磁力搅拌器组装方便外，另一个重要原因是不锈钢材质搅拌棒易导热，会造成实验过程中更多的热量损失，产生实验误差； （3）因为浓硫酸稀释时会放出大量的热，则该实验不能用浓硫酸代替稀盐酸，除浓硫酸密度、比热容与水相差较大外，还可能的原因是浓硫酸稀释时会放出大量的热； （4）测定中和热时，取盐酸温度和NaOH溶液温度的平均值记为反应前体系的温度T1，则测量反应前体系温度的方法为用温度计测量酸的温度后，用水冲洗干净温度计并擦干净，然后测碱的温度，取二者的平均值， 故答案为：C； （5）实验1中，溶液总质量为100g，升高的温度为(24.1℃-20.7℃)=3.4℃，则反应放出的总热量为； （6）实验1、2、3中的温度差(T2-T1)分别为3.4℃、3.4℃、4.4℃，则实验3的温度误差较大，舍去，取实验1、2的温度差进行计算，因温度差均为3.4℃，反应放出的总热量均为1.4212kJ，均生成0.025moH2O(l)，则 ； （7）若配制该实验中的盐酸，定容时仰视刻度线，所加蒸馏水偏多，会导致所配盐酸浓度偏低，用所配的盐酸进行该实验，放出的热量偏小，而中和热是负值，计算出的偏大， 故答案为：A； （8）醋酸为弱酸，电离过程吸热，若采用等体积等浓度的醋酸代替该实验中的盐酸，放出的热量偏小，则会导致计算出的偏大， 故答案为：A。 ◆题型二 热化学方程式 解题要点 热化学方程式书写注意事项： ⑴需注明物质的聚集状态 ⑵各物质前的计量数只表示物质的物质的量，所以可以写整数也可以写分数 ⑶ΔH的数值随整个方程式发生变化，方程式加倍或减少，ΔH也随之加倍或减少；方程式反应物和生成物调换，ΔH的正负号也随之调换 ⑷不写反应条件；由于已经注明了物质的聚集状态，所以热化学方程式不写↓、↑ ⑸不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的ΔH都表示反应进行到底（即完全转化）时的能量变化 ⑹需注明反应的温度和压强，但因中学化学所用的ΔH的数值一般都是在101kpa和25℃时测定的，因此可以不注明 【例2-1】根据下表数据，写出合成氨的热化学方程式 。 相关化学键的键能数据 化学键 N≡N H-H N-H 键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8 【答案】N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-90.8kJ•mol-1 【解析】由题干表中数据可知，N≡N的键能是946kJ/mol，H-H的键能为436.0kJ/mol，N-H的键能为390.8kJ/mol，则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=946kJ/mol+3×436.0kJ/mol-6×390.8kJ/mol=-90.8kJ/mol，该热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-90.8kJ•mol-1，故答案为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-90.8kJ•mol-1 【例2-2】“萨巴蒂尔反应”[  ]可在空间站上清除宇航员呼出的，并产生供空间站在轨运行的火箭燃料。根据提供的数据，回答以下问题： 物质 燃烧热/() 283 285.8 890.3 393 (1)表示燃烧热的热化学方程式： 。 (2)若2由、和组成的混合气体完全燃烧生成和，则其放出的热量(Q)的取值范围是 。 【答案】(1)CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=﹣283kJ•mol-1 (2)566kJ＜Q＜1780.6kJ 【解析】（1）根据表中数据CO的燃烧热为283kJ•mol-1，CO(g)燃烧热的热化学方程式为CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=﹣283kJ•mol-1； （2）2mol由CO(g)、H2(g)和CH4(g)组成的混合气体完全燃烧，采用极值法，2molCO完全燃烧放出的热量2mol×283kJ•mol-1=566kJ，2molCH4完全燃烧放出的热量2mol×890.3kJ•mol-1=1780.6kJ，2molH2完全燃烧放出的热量2mol×285.8kJ•mol-1=571.6kJ，则混合气体放出的热量(Q)的取值范围是566kJ～1780.6kJ； 【变式2-1】N2 (g) 与H2 (g) 反应生成1molNH3(g) 的能量变化如图所示。 N2 (g) 与H2 (g) 制备NH3 (g) 的热化学方程式为 。NH3 中N-H 的键能为 kJ·mol-1。 【答案】 【解析】由图可知，0.5mol完全反应生成1mol的焓变为(a-b)kJ/mol，故与制备的热化学方程式为；由图可知1mol分解为氮原子、氢原子吸收能量为bkJ，则中的键能为，故答案为：；。 【变式2-2】的电子式为 。在25℃和101kPa时，Na与反应生成1mol放热510.9kJ，写出该反应的热化学方程式： 。 【答案】 或 【解析】由钠离子和过氧根离子构成，电子式为，Na与反应生成1mol放热510.9kJ，则对应热化学方程式为或。 ◆题型三 化学反应焓变的计算 解题要点 一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。这就是盖斯定律。 【例3-1】乙醇也是一种新型清洁燃料。盖斯定律认为，不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题： 已知： 若使液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为 kJ。 【答案】 【解析】假设为①，为②，为③，液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，生成液态水，根据盖斯定律③-②+3×①，得， ，液态无水酒精即1mol，放出的热量为。 【例3-2】一种可将H2S无害化处理的工艺涉及反应如下： 反应I：2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H2O(g)   反应Ⅱ：4H2S(g) + 2SO2(g) = 3S2(g) + 4H2O(g)   反应Ⅲ：3S2(g) = S6(s)   (1)基态S原子核外有 种能量不同的电子。 (2)反应6H2S(g) + 3O2(g) = S6(s) + 6H2O(g)的 。 (3)已知，H2S与CH3OH可发生催化反应，反应机理如图所示。 ①该反应的催化剂是 。 ②物质A的电子式为 。 【答案】(1)5 (2)-1417.1kJ·mol-1 (3) Fe3O4-x 【解析】（1）已知S是16号元素，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p4，不同能级上的电子具有不同的能量，故基态S原子核外有5种能量不同的电子，故答案为：5； （2）由题干信息可知，反应I：2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H2O(g)  ，反应Ⅱ：4H2S(g) + 2SO2(g) = 3S2(g) + 4H2O(g)  ，反应Ⅲ：3S2(g) = S6(s)  ，则反应Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ可得反应6H2S(g) + 3O2(g) = S6(s) + 6H2O(g)，根据盖斯定律可知，=(-1006.5kJ/mol)+(90.3kJ/mol)+(-500.9kJ/mol)=-1417.1kJ/mol，故答案为：-1417.1kJ/mol； （3）①由题干反应历程图可知，该反应历程中Fe3O4-x参与反应，但反应前后不变，故该反应的催化剂是Fe3O4-x，故答案为：Fe3O4-x； ②由题干反应历程图中过程Ⅱ的转化信息可知，物质A的化学式为CH3SH，该物质的电子式为，故答案为：。 【变式3-1】乙烯是重要的基础化工原料，工业上利用乙烷制乙烯涉及的相关反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 298K时，反应I历程如图1所示。已知在标准压强101kPa、298K下，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用符号)表示。部分物质的如图2所示。(g)、(g)的标准摩尔生成焓为0。     该反应的决速步骤为 (填“反应a”或“反应b”)。图2中x= ，热稳定性：(g) (g)(填“>”或“<”)，反应Ⅱ的 。 【答案】 反应a -86 < -205.6 【解析】由图可知，反应a的活化能为+80.8kJ/mol-(-104.1kJ/mol)=184.9kJ/mol，反应b的活化能为+185.2kJ/mol-(+54.5kJ/mol)=130.7kJ/mol，反应的活化能越大、反应速率越慢，为反应的决速步骤，则该反应的决速步骤为反应a； 由图1可知，反应ⅠC2H6(g)C2H4(g)+H2(g)的∆H1=+139kJ/mol，∆H1=生成物的标准摩尔生成焓之和-反应物的标准摩尔生成焓之和=53kJ/mol+0kJ/mol-xkJ/mol=+139kJ/mol，解得x=-86； C2H6(g)的标准摩尔生成焓为-86kJ/mol，C2H4(g)的标准摩尔生成焓为53kJ/mol，结合标准摩尔生成焓的概念，热稳定性：C2H4(g)＜C2H6(g)； 反应Ⅱ的∆H2=2×53kJ/mol+2×(-241.8kJ/mol)-2×(-86kJ/mol)-0kJ/mol=-205.6kJ/mol。 【变式3-2】已知N≡N的键能为946 kJ/mol，H—H的键能为436 kJ/mol，H—N的键能为391 kJ/mol。解释N≡N的键能高于H—H的键能的原因 。根据键能数据，写出合成氨反应的热化学方程式 。 【答案】 氮氮三键原子之间成键数更多，电子云重叠区域更大，因此键能更大 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol 【解析】氮氮三键原子之间成键数更多，电子云重叠区域更大，因此键能更大，故N≡N的键能高于H—H的键能；合成氨反应：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)，ΔH=反应物键能和-生成物键能和=946 kJ/mol+3×436 kJ/mol-6×391 kJ/mol=-92kJ/mol，热化学反应方程式为：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92kJ/mol。 题型四 利用盖斯定律计算未知反应的焓变 【例4】下列热化学方程式不正确的是 A．已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出19.12kJ热量，则   B．下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3kJ，其热化学方程式为   C．表示中和热的热化学方程式：   D．在101kPa下的燃烧热，则水分解的热化学方程式为   【答案】B 【解析 】A．根据生成硫化亚铁0.2mol时，放出19.12kJ热量，可知生成时放出95.6kJ的热量，所以硫粉与铁粉反应的热化学方程式为  ，A正确； B．和置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3kJ，此反应为可逆反应，不能完全转化，则完全反应时放热大于，则热化学方程式为  ，B错误； C．中和热为强酸和强碱的稀溶液生成1mol液态水时所释放的能量，则表示中和热的热化学方程式：  ，C正确； D．燃烧热指101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，所以  ，水的分解是氢气燃烧的逆过程，所以水分解的热化学方程式为  ，D正确； 故答案选B。 【变式4-1】2023年，中国在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。请根据所学知识回答下列问题： Ⅰ．朱雀二号作为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭，标志着我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得突破。已知在在25℃、101kPa下完全燃烧生成和时，放出445.15kJ的热量。 (1)写出表示燃烧热的热化学方程式 。 Ⅱ．长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。可用CO在高温下与水蒸气反应制得，是目前大规模制取氢气的方法之一。 已知：在25℃、101kPa下， (2)25℃、101kPa下，CO与水蒸气反应转化为和的热化学方程式为 。 (3)请写出作为火箭燃料与反应生成气态水的热化学方程式 。 (4)与足量反应生成和液态水时，放出的热量是 kJ。 (5)上述与反应能够成功用于火箭推进器的原因；①反应释放大量的热；② 。 【答案】(1) (2) (3) (4)655.2 (5)能快速产生大量气体 【解析 】（1）0.5molCH4完全燃烧放出445.15kJ的热量，燃烧热的热化学方程式； 故答案为：； （2）令上述热化学方程式分别为反应i、ii、iii，则i-ii+iii即得到反应：，根据盖斯定律可知； 故答案为：； （3）根据图可知，，，，则根据盖斯定律； 故答案为：； （4），则，则放出热量655.2kJ； 故答案为：655.2； （5）根据上述与反应，该反应能够成功用于火箭推进剂的原因除了反应释放大量的热之外，还能快速产生大量气体； 故答案为：能快速产生大量气体。 【变式4-2】石油开采的天然气中含有H2S，H2S会腐蚀管道和设备，在高温1200℃下进行脱硫处理，H2S会被氧气氧化为SO2，并产生水蒸气。相关化学键的键能如下表： 化学键 H−S O=O H−O SO2中键能总和 键能/(kJ·mol−1) 339 498 464 1083 写出该反应的热化学方程式： 。 【答案】 【解析 】该反应为：，其等于反应物总键能与生成物总键能之差，即，该反应的热化学方程式为 【变式4-3】按下列要求填空 (1)下列过程中属于吸热反应的是 。 ①灼热的木炭中通入CO2②碘升华③石灰石受热分解④水蒸气液化⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑⑥CH4+2O2CO2+2H2O⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑⑧Na2CO3·10H2O与NH4NO3反应制作冷敷袋 (2)已知含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7 kJ的热量。写出表示中和热的热化学方程式： 。 (3)已知23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量。写出C2H5OH燃烧热的热化学方程式： 。 (4)已知： ； ； 。 则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为 。 (5)乙酸是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。已知： 甲醇脱水反应：2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+ H2O (g)  ΔH1=-23.9 kJ∙mol-1 甲醇制烯烃反应：2CH3OH(g)= C2H4(g)+ 2H2O (g)  ΔH2=-29.1 kJ∙mol-1 乙醇异构化反应：C2H5OH(g) =CH3OCH3(g)  ΔH3=+50.7 kJ∙mol-1 则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH= kJ∙mol-1。 (6)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看做是该化学键的键能。下表是常见的键能数据： 化学键 H-O C=O H-H C-H 键能(kJ/mol) a b c d 计算反应CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的ΔH= 。 (7)已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量122 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为 。 【答案】(1)①③⑦⑧ (2)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.4kJ·mol−1 (3)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2akJ/mol (4) (5)-45.5kJ·mol−1 (6)(4d+4a-2b-4c)kJ/mol (7)434kJ 【解析 】（1）①灼热的木炭中通入CO2是以C为还原剂的氧化还原反应属于吸热反应，②碘升华是物理变化，不是化学反应，③石灰石受热分解是吸热反应，④水蒸气液化是一个放热过程，属于物理变化，⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑是活泼金属与酸的反应，属于放热反应，⑥CH4+2O2CO2+2H2O是燃烧反应，属于放热反应，⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑是一个吸热反应，⑧Na2CO3·10H2O与NH4NO3反应制作冷敷袋是铵盐的有关反应，属于吸热反应，综上分析可知，上述过程中属于吸热反应的是①③⑦⑧，故答案为：①③⑦⑧； （2）已知含20.0 g NaOH的物质的量为： =0.5mol，则含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7 kJ的热量，表示中和热的热化学方程式为：H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.4kJ·mol−1，故答案为：H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.4kJ·mol−1； （3）23gC2H5OH的物质的量为：=0.5mol，已知23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量，则C2H5OH燃烧热的热化学方程式为：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2akJ/mol，故答案为：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-2akJ/mol； （4）已知：反应Ⅰ：；反应Ⅱ：；反应Ⅲ：，则Ⅰ+Ⅱ-Ⅲ可得反应根据盖斯定律可知，(-169kJ/mol)+(-110.5kJ//mol)-(-314kJ/mol)=+34.5kJ/mol，故工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为，故答案为：； （5）已知：甲醇脱水反应1：2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+ H2O (g)  ΔH1=-23.9 kJ∙mol-1，甲醇制烯烃反应2：2CH3OH(g)= C2H4(g)+ 2H2O (g)  ΔH2=-29.1 kJ∙mol-1，乙醇异构化反应3：C2H5OH(g) =CH3OCH3(g)  ΔH3=+50.7 kJ∙mol-1，则1-2-3可得反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)，根据盖斯定律可得，ΔH=(-23.9kJ/mol)-(-19.1kJ/mol)-(50.7kJ/mol)=-45.6kJ∙mol-1，故答案为：-45.6； （6）已知反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，则反应CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的ΔH=4E(C-H)+4E(H-O)-2E(C=O)-4E(H-H)=(4d+4a-2b-4c)kJ/mol，故答案为：(4d+4a-2b-4c)kJ/mol； （7）已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量122 kJ，则该热化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)=-488kJ/mol,且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则有=2E(H-H)+E(O=O)-4E(H-O)= 2E(H-H)+496kJ/mol-4×463kJ/mol=-488kJ/mol，解得：E(H-H)=434kJ/mol，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为434kJ，故答案为：434kJ。 ◆题型五 燃烧热 【例5】回答下列问题： (1)写出该反应的热化学方程式：1molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157.3kJ的热量： 。 (2)写出燃烧热的热化学方程式：23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量： 。 (3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知： ； ； 。 则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为 。 (4)N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g)的过程中能量变化如图所示，写出该反应中每消耗1molN2(g)时的热化学方程式： 。 (5)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看做是该化学键的键能。下表是常见的键能数据： 化学键 H-O C=O H-H C-H 键能(kJ/mol) a b c d 写出CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的热化学方程式： 。 【答案】(1)2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)　△H=-314.6kJ/mol (2)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)　△H=-2akJ/mol (3)C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)　△H=+34.5kJ/mol (4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　△H=-92.2kJ/mol (5)CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)　△H=(4d+4a-2b-4c)kJ/mol 【解析】（1）1molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157.3kJ的热量，反应的热化学方程式为2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)　△H=-314.6kJ/mol； （2）23gC2H5OH(l)即0.5molC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量，则1molC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出2akJ的热量，可得燃烧热表示的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)　△H=-2akJ/mol； （3）①；②；③，①+②-③可得：C(s)+2CuO(s)=Cu2O(s)+CO(g)△H=+34.5kJ·mol-1； （4）根据图象可知，生成2molNH3(g)放热427.2kJ-335kJ=92.2kJ，每消耗1molN2(g)时的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　△H=-92.2kJ/mol； （5）根据反应的焓变等于反应物的总键能-生成物的总键能，可得CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)　△H=(4d+4a-2b-4c)kJ/mol。 【变式5-1】氢气被视为未来理想的能源，科学家对氢能源的研究从未停歇。回答下列问题。 (1)在101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量。 ①氢气的燃烧热 。 ②该反应的热化学方程式为 。 ③已知H—O键能为，O=O键能为，1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量，计算H—H键能为 。 ④已知甲烷的燃烧热，乙醇的燃烧热，计算25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为 、 ，并据此说明氢气作为能源的优点是 。 (2)工业上制取氢气时涉及的一个重要反应是： 已知： ① 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH1=-221 kJ·mol-1 ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-482 kJ·mol-1 ③C (s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393 kJ·mol-1 则ΔH= 。 (3)1000.200mol/L CuSO4溶液与1.95g锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1℃，反应后最高温度为30.1℃。 已知：反应前后，溶液的比热容均近似为4.18、溶液的密度均近似为1.00，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算： ①反应放出的热量Q= J。 ②反应Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)的ΔH= kJ·mol-1。 【答案】(1) 436 55.6kJ 29.1kJ 相同质量时，三种物质中H2燃烧放出的热量最多 (2) (3) −209 【解析】（1）①在101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则1molH2为2g，燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量，故氢气的燃烧热； ②上述反应的热化学方程式为； ③1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量，热化学方程式为，，即=(H—H键能)+-，解得H—H键能=； ④已知甲烷的燃烧热，乙醇的燃烧热，25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为=55.6kJ、=29.1kJ，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，氢气作为能源的优点是相同质量时，三种物质中H2燃烧放出的热量最多； （2）已知： ① 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH1=-221 kJ·mol-1 ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-482 kJ·mol-1 ③C (s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393 kJ·mol-1 根据盖斯定律，方程式③-①-②得，即=-393 kJ·mol-1-(-221 kJ·mol-1)-( -482 kJ·mol-1)=； （3）①溶液的质量m=ρV=100mL×1.00g•cm-3=100g，温度变化△T=30.1℃-20.1℃=10.0℃，比热容c=4.18J•g-1•C-1，所以反应放出的热量Q=cm△T=100g×10.0℃×4.18J•g-1•C-1=4.18×103J； ②n(CuSO4)=cV=0.1L×0.200mol•L-1=0.020mol，n(Zn)==0.030mol＞0.020mol，根据方程式Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)，可知Zn过量，CuSO4反应完全且反应放热，即0.020mol CuSO4完全反应放热4.18×103J=4.18kJ，所以反应Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH===-209kJ/mol。 【变式5-2】研究化学反应中的能量变化有利于更好地开发和利用化学能源。 (1)历史上曾用“地康法”制氯气，反应为4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)，已知相关化学键的键能(E)如表所示。 化学键 Cl―Cl O2中的化学键 O―H H―Cl 247 497 463 431 ①该反应的为 ，其能量转化形式是 能转化为 能。 ②该反应转移2 mol 电子时，放出 kJ 热量；消耗1 mol氧化剂时，放出 kJ 热量。 ③对于反应H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应放出183 kJ的热量，则2 mol H2(g)和O2(g)反应生成气态水的热化学方程式为 。 (2)CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如图所示， 主要热化学方程式如下： 2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) ΔH=−479.8 kJ•mol−1 CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) ΔH=+68.9 kJ•mol−1 ①写出甲烷燃烧热的 ΔH= 。 ②CH4的“化学链燃烧”有利于二氧化碳的分离与回收，所放出的热量在相同条件下与CH4直接燃烧相比 (填“前者大”“后者大”或“相同”)，原因是 。 (3)已知H2的燃烧热ΔH=−285.8 kJ•mol−1、CO的燃烧热ΔH=−283 kJ•mol−1，25℃时，4g H2和28g CO的混合气体充分燃烧，恢复至原温度，放出的热量为 kJ。 【答案】(1) -125kJ•mol-1 化学 热 62.5 125 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -491 kJ/mol (2) -890.7kJ•mol-1 相同 一个化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的 (3)854.6 【解析】（1）①△H=反应物总键能-生成物总键能=(4×431+497)kJ·mol-1-(2×247+4×463) kJ·mol-1=-125 kJ·mol-1； 能量转化形式为化学能转化为热能，放出热量； ②4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-125 kJ·mol-1反应中，1molO2参加反应转移4mol电子，放出125kJ热量，该反应转移2 mol 电子时，放出热量； 4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-125 kJ·mol-1反应中，O2为氧化剂，1molO2反应，放出热量为125kJ； ③根据反应H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应放出183 kJ的热量可得到热化学方程式为：反应I：H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g) △H=-183kJ·mol-1，反应II：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-125 kJ·mol-1，2×反应I+反应II得到：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ，根据盖斯定律，△H=2×(-183kJ·mol-1)+( -125 kJ·mol-1)=-491 kJ·mol-1；答案是：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH= -491 kJ/mol； （2）①已知：2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s)　ΔH=-479.8kJ·mol-1；CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s)　ΔH=+68.9kJ·mol-1，结合盖斯定律，将第一个方程式乘以2加上第二个方程式得CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-890.7kJ·mol-1，则CH4的燃烧热是ΔH =-890.7kJ·mol-1； ②由盖斯定律知一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应热是相等的，则CH4的“化学链燃烧”所放出的热量在相同条件下与CH4直接燃烧所放出的热量相同； （3）燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，则1mol H2完全燃烧放出285.8kJ的热量，1mol CO完全燃烧放出283.0kJ的热量，4g H2为2mol，28 g CO为1mol，充分燃烧，恢复至原温，能放出的热量为285.8kJ·mol-1×2mol+283.0 kJ=854.6 kJ 【变式5-3】生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： (1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。 (2)丙烷(C3H8)常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)过程中的能量变化图。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式： 。 (3)盖斯定律：不管化学过程是一步完成或分多步完成，整个过程的总热效应相同。 ①反应A+B→C()分两步进行： (ⅰ)A+B→X() (ⅱ)X→C() 下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 (填字母)。 A．    B．    C．    D． ②已知：         若将46g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为 kJ(用含、、的代数式表示)。 (4)已知： 化学键 键能() 460 360 436 431 176 347 则：的反应热 。 【答案】(1)吸热 (2)C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) =-2215kJ/mol (3) C (Q3+3Q1-Q2) (4)+236 【解析】（1）制作冷敷袋可以利用吸热的化学变化或物理变化来降低温度，达到降温、保鲜、镇痛的目的，故答案为：吸热； （2）燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定稳定的物质时放出的热量，结合题干图示一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)过程中放出553.75kJ/mol的热量，表示丙烷燃烧热的热化学方程式为： C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) =-553.75×4=-2215kJ/mol，故答案为：C3H8(g)+5O2(g)= 3CO2(g)+4H2O(l) =-2215kJ/mol； （3）①由题干信息可知，总反应A+B→C()为放热反应，即A和B的总能量高于C的总能量，历程(ⅰ)A+B→X()为放热反应，即A和B的总能量高于X，(ⅱ)X→C()为放热反应，即X的总能量高于C的，据此可知只有C图符合题意，故答案为：C； ②由题干信息可知，转化①  ，转化②  ，反应③  ，则③-②+3①可得反应：根据盖斯定律可知，=-Q3-(-Q2)+3(-Q1)=-(Q3+3Q1-Q2)kJ/mol，故若将46g即=1mol液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温即生成液态水，则整个过程中放出的热量为(Q3+3Q1-Q2)kJ，故答案为：(Q3+3Q1-Q2)； （4）已知：反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和，故的反应热4E(Si-Cl)+2E(H-H)-2E(Si-Si)-4E(H-Cl)=4×360kJ/mol+2×436kJ/mol-2×176kJ/mol-4×431kJ/mol=+236kJ/mol，故答案为：+236。 ◆题型六 燃料的充分燃烧和合理利用 解题要点 提高能源的利用率 （1） 固体燃料粉碎、液体燃料雾化都能够增大可燃物与空气的接触面积，使得燃烧更充分，适当的通入较多的空气也能够使得燃烧更充分（但是不能过多，过多的空气会带走热量）。 （2）热量的充分利用：热交换器。 热交换器是提高热交换效率的一种设备，其内部装有许多平行或蛇形管道，以扩大传热面积。当一种流体在管道内流动，另一种流体在管道外逆向流动时，它们通过管壁进行热交换，使热的流体得到降温，冷的流体得到预热。工业中利用该原理使一种反应物放出的热量加热另一反应物。 【例6】合理利用燃料，减小污染符合 “绿色化学”理念，下列关于燃料的说法中正确的是（    ） A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料 B．通入大大过量的空气使燃料充分燃烧，从而达到充分利用热能的目的 C．燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用 D．硫的燃烧热为akJ·mol-1，硫燃烧的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO3(g) △H=-akJ·mol-1 【答案】C 【解析】A．可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH4•nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，故A错误； B．通入大大过量的空气，会带走热量，使燃料的燃烧充分，但燃烧后热效率降低，故B错误； C．物质的化学能可以转化为热能、光能、电能等能量形式，被人类利用，故C正确； D．燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，硫燃烧生成二氧化硫，不是三氧化硫，故D错误； 故选C。 【变式6-1】合理利用燃料，减小污染符合“绿色化学”理念，下列关于燃料的说法正确的是 A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料 B．通入大大过量的空气使燃料充分燃烧，从而达到充分利用热能的目的 C．燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用 D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 【答案】C 【解析】A．“可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH4•nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，故A错误； B．通入大大过量的空气，会带走热量，使燃烧效率降低，故B错误； C．物质的化学能可以转化为热能、光能、电能等能量形式被利用，故C正确； D．燃烧热指的是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，注意生成的水应为液态而不能为气态，故D错误； 故答案为C。 【变式6-2】合理利用燃料减小污染符合“绿色化学”理念，下列关于燃料的说法正确的是 A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料 B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料 C．天然气、海洋能、太阳能、生物质能、风能、氢能 都属于新能源 D．电能是一次能源 【答案】B 【解析】试题分析：A、可燃冰的成分是甲烷，故错误；B、氢气燃烧产生是水，水对环境无影响，故正确；C、天然气是不可再生能源，对环境有污染，故错误；D、一次能源是从自然界中直接获得，电能不是一次能源，属于二次能源，故错误。 考点：考查能源等知识。 【变式6-3】合理利用燃料减小污染符合“绿色奥运”理念，下列关于燃料的说法正确的是 A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料 B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料 C．乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料 D．石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料 【答案】B 【解析】A．可燃冰”外观像冰，其化学组成是CH4•nH2O，水的化学式为H2O，根据元素守恒知，水不能变为油，故A错误； B．氢能源具有来源广、热值高，且燃烧后生成水对环境无污染，故B正确； C．乙醇中含有碳、氢、氧三种元素，其燃烧产物是二氧化碳和水，但乙醇为可再生能源，故C错误； D．石油和煤都属于化石燃料，且属于不可再生能源，故D错误； 故选B。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 化学热的测量与计算 题型一 反应热的测量 题型二 热化学方程式 题型三 化学反应焓变的计算 题型四 利用盖斯定律计算未知反应的焓变 题型五 燃烧热 题型六 燃料的充分燃烧和合理利用 ◆题型一 反应热的测量 解题要点 通过实验测量一定量的酸、碱稀溶液在反应前后的温度变化，依据Q=cmΔt计算放出的热量，再依据，计算反应热。 【例1-1】某研究性小组用如图装置测量上述醋酸与氢氧化钠反应的中和热。 将100mL 的溶液与100mL 的NaOH溶液在保温瓶中迅速混合， 旋紧瓶盖，温度从298.0K升高到300.0K。已知溶液密度均为，生成溶液的比热容。醋酸与氢氧化钠反应的中和热是 。 【例1-2】通过实验测定。取50mL 0.55mol/L NaOH溶液和25mL 0.50mol/L溶液进行中和热的测定实验，实验数据如下表。 实验次数 起始温度/℃ 终止温度/℃ 温度差平均值℃ NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.4 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 30.1 4 26.4 26.2 26.3 30.7 13．近似认为NaOH溶液和溶液的密度都是，中和后生成溶液的比热容。则中和热 (保留一位小数)。 14．实验中改用60mL的盐酸跟50mL的NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求中和热的数值会 (填“相等”或“不相等”)。 15．该同学做实验有些操作不规范，造成测得中和热的数值偏低，可能的原因是 。 A．在量取硫酸时仰视计数 B．测量硫酸的温度后，温度计没有用水冲洗干净 C．做本实验的当天室温较高 D．把量筒中的氢氧化钠溶液倒入小烧杯时动作迟缓 E．将50mL氢氧化钠溶液取成了50mL的氨水 【变式1-1】生产生活中的化学反应都伴随着能量的变化，请根据有关知识回答下列问题： i.汽车发动机工作时会引发和反应，生成等污染大气。 (1)其中生成的能量变化如图所示，则图中三种分子最不稳定的是 。 (2)和反应生成气体的同时会 (吸收/放出) 的能量。 2021年12月09日，中国太空课堂介绍了空间站利用与的反应，将航天员呼出的转化为，然后通过电解得到，从而实现的再生。 已知：① ② ③ (3)写出甲烷完全燃烧生成液态水的热化学方程式： 。 ii.理论上稀强酸、稀强碱反应生成水时放出热量。现用下图所示装置测定中和反应反应热，实验药品有盐酸、溶液。 (4)若改用盐酸和氢氧化钠溶液进行反应，则与上述实验相比，所求中和热数值 (填“增加”、“减少”或“不变”)。 (5)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为、、，则、、的大小关系为 。 (6)通过计算得到，该结果与有偏差，产生此偏差的原因可能是_______。 A．用温度计测量盐酸起始温度后直接测量溶液的温度 B．一次性把溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 C．实验装置保温、隔热效果差 D．量取盐酸溶液的体积时仰视读数 【变式1-2】某同学欲测定中和热，实验装置及测得的混合溶液温度时随间的变化关系分别如图所示。 已知溶液密度均为，混合溶液的比热容水的比热。实验数据记录如下表所示。请回答下列问题： 实验组号 1 2 3 反应前体系温度/℃ 20.7 20.8 19.9 反应后体系温度/℃ 24.1 24.2 24.3 (1)溶液稍过量的原因是 。 (2)实验过程中使用磁力搅拌器而不使用如图所示的搅拌装置，除磁力搅拌器组装方便外，另一个重要原因是 。 (3)该实验不能用浓硫酸代替稀盐酸，除浓硫酸密度、比热容与水相差较大外，还可能的原因是 。 (4)测量反应前体系温度的方法为___________。 A．用温度计测量酸的温度后，再直接测碱的温度，取二者的平均值 B．将酸碱快速混合后，用温度计测量初始温度 C．用温度计测量酸的温度后，用水冲洗干净温度计并擦干净，再测碱的温度，取二者平均值 D．测量室温，室温即为反应前体系温度 (5)实验1中，反应放出的总热量为 。 (6)分析表格中数据，则的= 。 (7)若配制该实验中的盐酸，定容时仰视刻度线，且用所配制的盐酸进行该实验，则会导致计算出的___________。 A．偏大 B．偏小 C．不变 D．不影响 (8)若采用等体积等浓度的醋酸代替该实验中的盐酸，则会导致计算出的___________。 A．偏大 B．偏小 C．不变 D．不影响 ◆题型二 热化学方程式 解题要点 热化学方程式书写注意事项： ⑴需注明物质的聚集状态 ⑵各物质前的计量数只表示物质的物质的量，所以可以写整数也可以写分数 ⑶ΔH的数值随整个方程式发生变化，方程式加倍或减少，ΔH也随之加倍或减少；方程式反应物和生成物调换，ΔH的正负号也随之调换 ⑷不写反应条件；由于已经注明了物质的聚集状态，所以热化学方程式不写↓、↑ ⑸不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的ΔH都表示反应进行到底（即完全转化）时的能量变化 ⑹需注明反应的温度和压强，但因中学化学所用的ΔH的数值一般都是在101kpa和25℃时测定的，因此可以不注明 【例2-1】根据下表数据，写出合成氨的热化学方程式 。 相关化学键的键能数据 化学键 N≡N H-H N-H 键能E/(kJ·mol-1) 946 436.0 390.8 【例2-2】“萨巴蒂尔反应”[  ]可在空间站上清除宇航员呼出的，并产生供空间站在轨运行的火箭燃料。根据提供的数据，回答以下问题： 物质 燃烧热/() 283 285.8 890.3 393 (1)表示燃烧热的热化学方程式： 。 (2)若2由、和组成的混合气体完全燃烧生成和，则其放出的热量(Q)的取值范围是 。 【变式2-1】N2 (g) 与H2 (g) 反应生成1molNH3(g) 的能量变化如图所示。 N2 (g) 与H2 (g) 制备NH3 (g) 的热化学方程式为 。NH3 中N-H 的键能为 kJ·mol-1。 【变式2-2】的电子式为 。在25℃和101kPa时，Na与反应生成1mol放热510.9kJ，写出该反应的热化学方程式： 。 ◆题型三 化学反应焓变的计算 解题要点 一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。这就是盖斯定律。 【例3-1】乙醇也是一种新型清洁燃料。盖斯定律认为，不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题： 已知： 若使液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为 kJ。 【例3-2】一种可将H2S无害化处理的工艺涉及反应如下： 反应I：2H2S(g) + 3O2(g) = 2SO2(g) + 2H2O(g)   反应Ⅱ：4H2S(g) + 2SO2(g) = 3S2(g) + 4H2O(g)   反应Ⅲ：3S2(g) = S6(s)   (1)基态S原子核外有 种能量不同的电子。 (2)反应6H2S(g) + 3O2(g) = S6(s) + 6H2O(g)的 。 (3)已知，H2S与CH3OH可发生催化反应，反应机理如图所示。 ①该反应的催化剂是 。 ②物质A的电子式为 。 【变式3-1】乙烯是重要的基础化工原料，工业上利用乙烷制乙烯涉及的相关反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 298K时，反应I历程如图1所示。已知在标准压强101kPa、298K下，由最稳定的单质合成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用符号)表示。部分物质的如图2所示。(g)、(g)的标准摩尔生成焓为0。     该反应的决速步骤为 (填“反应a”或“反应b”)。图2中x= ，热稳定性：(g) (g)(填“>”或“<”)，反应Ⅱ的 。 【变式3-2】已知N≡N的键能为946 kJ/mol，H—H的键能为436 kJ/mol，H—N的键能为391 kJ/mol。解释N≡N的键能高于H—H的键能的原因 。根据键能数据，写出合成氨反应的热化学方程式 。 题型四 利用盖斯定律计算未知反应的焓变 【例4】下列热化学方程式不正确的是 A．已知硫粉与铁粉混合加热生成时放出19.12kJ热量，则   B．下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3kJ，其热化学方程式为   C．表示中和热的热化学方程式：   D．在101kPa下的燃烧热，则水分解的热化学方程式为   【变式4-1】2023年，中国在载人航天、火星探测与月球探测等领域均取得了重大成就。请根据所学知识回答下列问题： Ⅰ．朱雀二号作为全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭，标志着我国运载火箭在新型低成本液体推进剂应用方面取得突破。已知在在25℃、101kPa下完全燃烧生成和时，放出445.15kJ的热量。 (1)写出表示燃烧热的热化学方程式 。 Ⅱ．长征5号火箭发射时使用液氢和煤油作为燃料。可用CO在高温下与水蒸气反应制得，是目前大规模制取氢气的方法之一。 已知：在25℃、101kPa下， (2)25℃、101kPa下，CO与水蒸气反应转化为和的热化学方程式为 。 (3)请写出作为火箭燃料与反应生成气态水的热化学方程式 。 (4)与足量反应生成和液态水时，放出的热量是 kJ。 (5)上述与反应能够成功用于火箭推进器的原因；①反应释放大量的热；② 。 【变式4-2】石油开采的天然气中含有H2S，H2S会腐蚀管道和设备，在高温1200℃下进行脱硫处理，H2S会被氧气氧化为SO2，并产生水蒸气。相关化学键的键能如下表： 化学键 H−S O=O H−O SO2中键能总和 键能/(kJ·mol−1) 339 498 464 1083 写出该反应的热化学方程式： 。 【变式4-3】按下列要求填空 (1)下列过程中属于吸热反应的是 。 ①灼热的木炭中通入CO2②碘升华③石灰石受热分解④水蒸气液化⑤Mg+2HCl=MgCl2+H2↑⑥CH4+2O2CO2+2H2O⑦HCl+NaHCO3=NaCl+H2O+CO2↑⑧Na2CO3·10H2O与NH4NO3反应制作冷敷袋 (2)已知含20.0 g NaOH的稀溶液与稀硫酸完全中和，放出28.7 kJ的热量。写出表示中和热的热化学方程式： 。 (3)已知23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量。写出C2H5OH燃烧热的热化学方程式： 。 (4)已知： ； ； 。 则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为 。 (5)乙酸是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。已知： 甲醇脱水反应：2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+ H2O (g)  ΔH1=-23.9 kJ∙mol-1 甲醇制烯烃反应：2CH3OH(g)= C2H4(g)+ 2H2O (g)  ΔH2=-29.1 kJ∙mol-1 乙醇异构化反应：C2H5OH(g) =CH3OCH3(g)  ΔH3=+50.7 kJ∙mol-1 则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH= kJ∙mol-1。 (6)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看做是该化学键的键能。下表是常见的键能数据： 化学键 H-O C=O H-H C-H 键能(kJ/mol) a b c d 计算反应CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的ΔH= 。 (7)已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量122 kJ。且氧气中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收热量为 。 ◆题型五 燃烧热 【例5】回答下列问题： (1)写出该反应的热化学方程式：1molCu(s)与适量O2(g)反应生成CuO(s)，放出157.3kJ的热量： 。 (2)写出燃烧热的热化学方程式：23gC2H5OH(l)在O2中完全燃烧生成CO2和液态水，放出akJ的热量： 。 (3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。已知： ； ； 。 则工业上用炭粉在高温条件下还原CuO制取Cu2O和CO的热化学方程式为 。 (4)N2(g)和H2(g)反应生成2molNH3(g)的过程中能量变化如图所示，写出该反应中每消耗1molN2(g)时的热化学方程式： 。 (5)通常把拆开1mol某化学键吸收的能量看做是该化学键的键能。下表是常见的键能数据： 化学键 H-O C=O H-H C-H 键能(kJ/mol) a b c d 写出CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的热化学方程式： 。 【变式5-1】氢气被视为未来理想的能源，科学家对氢能源的研究从未停歇。回答下列问题。 (1)在101kPa下，1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量。 ①氢气的燃烧热 。 ②该反应的热化学方程式为 。 ③已知H—O键能为，O=O键能为，1mol H2完全燃烧生成1mol H2O(g)放出241kJ热量，计算H—H键能为 。 ④已知甲烷的燃烧热，乙醇的燃烧热，计算25℃和101kPa时1g甲烷和1g乙醇完全燃烧放出的热量分别为 、 ，并据此说明氢气作为能源的优点是 。 (2)工业上制取氢气时涉及的一个重要反应是： 已知： ① 2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH1=-221 kJ·mol-1 ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-482 kJ·mol-1 ③C (s)+O2(g)=CO2(g) ΔH3=-393 kJ·mol-1 则ΔH= 。 (3)1000.200mol/L CuSO4溶液与1.95g锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为20.1℃，反应后最高温度为30.1℃。 已知：反应前后，溶液的比热容均近似为4.18、溶液的密度均近似为1.00，忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算： ①反应放出的热量Q= J。 ②反应Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)的ΔH= kJ·mol-1。 【变式5-2】研究化学反应中的能量变化有利于更好地开发和利用化学能源。 (1)历史上曾用“地康法”制氯气，反应为4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)，已知相关化学键的键能(E)如表所示。 化学键 Cl―Cl O2中的化学键 O―H H―Cl 247 497 463 431 ①该反应的为 ，其能量转化形式是 能转化为 能。 ②该反应转移2 mol 电子时，放出 kJ 热量；消耗1 mol氧化剂时，放出 kJ 热量。 ③对于反应H2(g)+Cl2(g) =2HCl(g)，测得生成2 mol HCl(g)时，反应放出183 kJ的热量，则2 mol H2(g)和O2(g)反应生成气态水的热化学方程式为 。 (2)CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如图所示， 主要热化学方程式如下： 2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) ΔH=−479.8 kJ•mol−1 CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) ΔH=+68.9 kJ•mol−1 ①写出甲烷燃烧热的 ΔH= 。 ②CH4的“化学链燃烧”有利于二氧化碳的分离与回收，所放出的热量在相同条件下与CH4直接燃烧相比 (填“前者大”“后者大”或“相同”)，原因是 。 (3)已知H2的燃烧热ΔH=−285.8 kJ•mol−1、CO的燃烧热ΔH=−283 kJ•mol−1，25℃时，4g H2和28g CO的混合气体充分燃烧，恢复至原温度，放出的热量为 kJ。 【变式5-3】生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题： (1)冷敷袋在日常生活中有降温、保鲜和镇痛等用途。制作冷敷袋可以利用 (填“放热”或“吸热”)的化学变化或物理变化。 (2)丙烷(C3H8)常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2(g)和1molH2O(l)过程中的能量变化图。写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式： 。 (3)盖斯定律：不管化学过程是一步完成或分多步完成，整个过程的总热效应相同。 ①反应A+B→C()分两步进行： (ⅰ)A+B→X() (ⅱ)X→C() 下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 (填字母)。 A．    B．    C．    D． ②已知：         若将46g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为 kJ(用含、、的代数式表示)。 (4)已知： 化学键 键能() 460 360 436 431 176 347 则：的反应热 。 ◆题型六 燃料的充分燃烧和合理利用 解题要点 提高能源的利用率 （1） 固体燃料粉碎、液体燃料雾化都能够增大可燃物与空气的接触面积，使得燃烧更充分，适当的通入较多的空气也能够使得燃烧更充分（但是不能过多，过多的空气会带走热量）。 （2）热量的充分利用：热交换器。 热交换器是提高热交换效率的一种设备，其内部装有许多平行或蛇形管道，以扩大传热面积。当一种流体在管道内流动，另一种流体在管道外逆向流动时，它们通过管壁进行热交换，使热的流体得到降温，冷的流体得到预热。工业中利用该原理使一种反应物放出的热量加热另一反应物。 【例6】合理利用燃料，减小污染符合 “绿色化学”理念，下列关于燃料的说法中正确的是（    ） A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料 B．通入大大过量的空气使燃料充分燃烧，从而达到充分利用热能的目的 C．燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用 D．硫的燃烧热为akJ·mol-1，硫燃烧的热化学方程式为S(s)+O2(g)=SO3(g) △H=-akJ·mol-1 【变式6-1】合理利用燃料，减小污染符合“绿色化学”理念，下列关于燃料的说法正确的是 A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料 B．通入大大过量的空气使燃料充分燃烧，从而达到充分利用热能的目的 C．燃料的化学能可以在不同的条件下转化为热能、电能被人类利用 D．1mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热 【变式6-2】合理利用燃料减小污染符合“绿色化学”理念，下列关于燃料的说法正确的是 A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料 B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料 C．天然气、海洋能、太阳能、生物质能、风能、氢能 都属于新能源 D．电能是一次能源 【变式6-3】合理利用燃料减小污染符合“绿色奥运”理念，下列关于燃料的说法正确的是 A．“可燃冰”是将水变为油的新型燃料 B．氢气是具有热值高、无污染等优点的燃料 C．乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料 D．石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$