第1节 化学反应的热效应 （13大题型专项训练） 化学鲁科版2019选择性必修1

第1节 化学反应的热效应 · 题型01 化学反应的反应热 · 题型02 测定中和反应的反应热 · 题型03 反应热与内能变化、反应焓变的关系 · 题型04 反应焓变与化学键变化的关系 · 题型05 热化学方程式的概念及意义 · 题型06 热化学方程式的书写及正误判断 · 题型07 盖斯定律的内容与理解 · 题型08 利用盖斯定律书写热化学方程式 · 题型09 利用盖斯定律计算反应热 · 题型10 一定量的反应物产生热量的计算 · 题型11 已知键能或摩尔燃烧焓计算ΔH · 题型12 ΔH的大小比较 · 题型13 能源　摩尔燃烧焓 题型01 化学反应的反应热 1.体系与环境 人为划定的研究对象(物质系统)称为　　，体系以外的其他部分称为　　。 2.有下列常见的化学反应：①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应　②大多数的分解反应　③大多数的化合反应　④铝热反应　⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应　⑥中和反应　⑦可燃物的燃烧　⑧金属与酸的置换反应 其中属于放热反应的是　　　　　　　(填序号，下同)，属于吸热反应的是　　　　　。  3.反应热 (1)反应热的概念 当化学反应在一定的温度下进行时，反应所　　　　　　　　　　称为该反应在此温度下的热效应，简称　　　　。 (2)表示方法：用符号Q表示，反应吸热时Q取　值，即Q　0；反应放热时Q取负值，即Q　0。 【典例1】下列关于能量的说法正确的是 A．镁条与盐酸的反应是热能被生成物储存的过程 B．燃料电池工作时，把燃料燃烧时的化学能转化为电能 C．由于石墨制金刚石是吸热反应，故金刚石比石墨更稳定 D．化学反应中一定伴随能量变化 故答案为：D。 【变式1-1】下列有关化学反应与能量变化的说法错误的是 A．与盐酸反应为放热反应 B．碳与生成的反应为吸热反应 C．化学反应一定伴随着能量的变化 D．原电池可以将化学能直接转化为电能 【变式1-2】下列变化过程，属于吸热反应的是 ①固体溶于水    ②煤炭燃烧    ③食物因氧化而腐败    ④铝热反应 ⑤酸碱中和反应    ⑥煅烧石灰石    ⑦柠檬酸与小苏打反应 A．⑥⑦ B．①③⑥ C．②③④⑤ D．⑤⑥⑦ 【变式1-3】在101kPa和298K下，异构化反应过程的相对能量变化如图。下列说法正确的是 A．HNC比HCN更稳定 B．该异构化反应为吸热反应 C．1mol HCN吸收186.5kJ能量，能使分子中的化学键完全断裂 D．1mol HNC完全转化为1mol HCN，需吸收59.3kJ能量 题型02 测定中和反应的反应热 1.实验原理 通过实验测定一定量的强酸和强碱溶液反应前后溶液的温度差，根据Q=-mc(T2-T1)=-C(T2-T1)计算反应热(c为比热容)。 2.实验装置： (1)测定反应热的仪器——量热计 如图是一种简易量热计示意图： (2)测定方法：将反应物加入内筒并搅拌使之迅速反应，测量反应前后溶液温度的变化值。 (3)计算公式：Q=　　　。其中C表示溶液及量热计的　　　；T1、T2分别表示　　　　　　　　　　　。 3.实验步骤 ①向量热计内筒中加入1.0 mol·L-1的盐酸100 mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1。 ②向250 mL的烧杯中加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液100 mL，调节温度为T1。 ③快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。 ④重复上述实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。 【典例2】用如图所示装置测定中和反应的反应热。将浓度为0.50mol/L的盐酸与0.55mol/L的NaOH溶液各50mL混合。下列关于中和反应反应热测定实验的说法错误的是 A．a为玻璃搅拌器，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会使ΔH偏小 B．用同一支温度计测量温度可减小实验误差 C．反应物应一次性加入，且不能有液体溅出 D．中和热测定时，将50mL0.55mol/LNaOH溶液与50mL0.50mol/L盐酸改为用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/L NaOH溶液，所得中和热的数值基本保持不变 【变式2-1】某实验小组利用如图所示装置进行稀溶液与稀盐酸中和反应反应热的测定。 下列说法正确的是 A．可为铁制环形搅拌棒 B．用温度计测量溶液温度后可直接测量稀盐酸温度 C．隔热层的作用是减小实验过程中的热量损失 D．为使反应更充分，应将稀溶液缓缓加入稀盐酸中 【变式2-2】借助盐酸与NaOH溶液的反应，用简易量热计测定中和反应的反应热装置如图所示。下列说法正确的是 A．把玻璃搅拌器换成铜制搅拌器，可使测量结果更准确 B．调节碱液温度与量热计中盐酸的温度相同，迅速将碱液倒入量热计中 C．溶液混合后，温度长时间不再改变时，记录反应后体系的温度 D．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，计算所得反应热的绝对值偏大 【变式2-3】利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下： ①用量筒量取盐酸倒入量热计的内简，测出盐酸温度，用水将温度计上的酸冲洗干净，擦干备用； ②用另一量筒量取溶液，用温度计测出其温度； ③将溶液分多次缓慢倒入量热计的内筒中，搅拌使之混合均匀，测得混合液的最高温度； ④重复测量2~3次，准确记录数据。 回答下列问题： (1)指出上述步骤中有一处错误： 。 (2)不能用相同形状的细铁丝代替玻璃搅拌器，理由是 。 (3)现将一定量的稀氢氧化钾溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为，则的大小关系为 。 (4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是，又知中和反应后生成溶液的比然热容。为了计算中和热，某学生实验记录数据如表： 起始温度 终止温度 实验序号 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热 (保留1位小数)。 (5)上述实验结果与中和热数值有偏差，产生偏差的原因不可能为 (填序号)。 ①实验装置保温、隔热效果差 ②用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数 ③分多次把溶液倒入内简中 ④测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定溶液的温度 (6)实验中改用盐酸跟溶液进行反应，调整反应物用量后，理论上所求中和热与原实验比 (填偏大、偏小、相同)。 （6）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，改用60mL 0.5mol/L盐酸进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但是中和热是指稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1molH2O放出的热量，与酸碱的用量无关，则理论上所求中和热与原实验比相同。 题型03 反应热与内能变化、反应焓变的关系 1.内能 2.化学反应中内能的变化 ΔU=U(反应产物)-U(反应物) U(反应产物)>U(反应物)，反应　　能量； U(反应产物)<U(反应物)，反应　　能量。 3.内能变化与反应热的关系 (1)化学反应体系与环境进行能量交换可以以　　　的形式呈现，化学反应中内能的变化等于　　　　　　　，则ΔU=　　　。 (2)若反应中体系没有做功，则ΔU=Q。 4.吸热反应和放热反应中内能变化特点 吸热反应 Q>0，ΔU>0，体系的内能　　 放热反应 Q<0，ΔU<0，体系的内能　　 5.焓与反应焓变 6.反应热与反应焓变的关系 (1)对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能(没有与电能、光能等其他形式的能量形式发生转化)，则反应　　等于该反应的　　　，表达式：　　　　。 (2)反应焓变与吸热反应和放热反应的关系 【典例3】下列说法正确的是 A．质量相等而状态不同的同种物质，它们的焓相等 B．当反应放热时，；反应吸热时，（反应过程中体系没有做功） C．焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化 D．在一个确定的化学反应中，反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同 【变式3-1】下列关于反应∆U的说法中，正确的是 A．∆U>0时，反应释放能量 B．∆U<0时，反应释放能量 C．∆U=Q D．∆U=∆H 【变式3-2】下列说法错误的是 A．催化剂不能改变反应的焓变，但能降低反应的活化能 B．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热 C．如果△H和△S均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行 D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃的条件下△H不相同 【变式3-3】由如图所示的某反应的能量变化分析，以下判断错误的是（    ） A．ΔH>0 B．加入催化剂可以改变反应的焓变 C．生成物总能量高于反应物总能量 D．该反应可能需要加热 题型04 反应焓变与化学键变化的关系 反应焓变(ΔH)与键能的关系 (1)键能：在25 ℃和101 kPa下，气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，如图，表示“H—H”键能为436 kJ·mol-1。 (2)依据键能计算反应焓变 以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示： ΔH=　　　　　　　　　　　　　　　　　。  计算结果表明：1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时，　　　　的能量。 【典例4】汽车发动机工作时会引发和反应生成，其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．三种分子中最稳定的是NO B．氧原子(O)结合生成氧气时释放498能量 C．该反应的热化学方程式为   D．反应物氮气和氧气的能量和高于产物一氧化氮的能量和 【变式4-1】在和的条件下，和完全反应生成的能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A．断开中的化学键需要吸收的能量 B．的能量比的能量低 C．和完全反应生成是放热反应 D．该化学反应能量变化的主要原因是共价键断裂和形成时的能量变化 【变式4-2】微观反应历程是指化学反应在分子或原子水平上的详细步骤和机制。某化学反应微观历程示意图如下，已知该反应属于放热反应。下列说法不正确的是 A．反应中断裂和形成的化学键均为共价键 B．③→④是放热过程 C．1mol与1mol的总能量大于1mol的能量 D．在该反应中，反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量 【变式4-3】和在一定条件下发生反应，能量变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．和充分反应后，混合气体的物质的量仍为2mol B．断开所需要吸收的能量是 C．结合生成时放出能量 D．该反应断开反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键释放的总能量 题型05 热化学方程式的概念及意义 (1)概念 把一个化学反应中　　　　　和　　　　　同时表示出来的化学方程式。 (2)意义 热化学方程式不仅表明了　　　　　，还表明了　　　　　　。 (3)实例：H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义：在298 K、101 kPa下，　　　 H2(g)与　　　　 O2(g)反应生成　　　　时，　　的热量是285.8 kJ。 【典例5】下列有关“热化学方程式”的说法，不正确的是 A．能同时表明反应中的物质变化和能量变化 B．书写条件为“25℃、101 kPa”时，可以不特别注明 C．化学计量数只表示分子个数 D．表示“每摩尔反应”对应的“热量” 【变式5-1】已知101kPa时，  。下列说法正确的是 A．该反应的反应热为221 kJ·mol-1 B．加入合适的催化剂，ΔH将减小 C．碳的燃烧热ΔH<-110.5kJ·mol-1 D．该反应的反应物键能总和大于生成物键能总和 【变式5-2】已知热化学方程式：  。下列判断正确的是 A．反应中生成2体积HCl(g)放出184.6kJ的热量 B．   C．1分子H2(g)和1分子Cl2(g)反应，放出热量184.6kJ D．同温同压下，反应在光照和点燃条件下的△H相同 【变式5-3】已知 ，下列说法中正确的是 A．在相同条件下，键与键键能和小于键键能和 B．标准状况下，2L HF分解成和吸收543kJ的热量 C．与反应生成的反应活化能为 D．在相同条件下，该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量 题型06 热化学方程式的书写及正误判断 1.热化学方程式的数写 (1)注明反应时的温度和压强，298 K(25 ℃)、101 kPa下进行的反应可不注明。 (2)注明反应物和反应产物的聚集状态：固态(　)、液态(　)、气态(　)、溶液(　)。 (3)热化学方程式的化学计量数，可以是　　或　　。 (4)ΔH必须与化学方程式一一对应。 ΔH的单位中“mol-1”，指的是“　　　　”，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。 2.热化学方程式正误判断 一看方程式是否配平； 二看各物质的聚集状态是否正确； 三看ΔH的“+”“-”符号是否正确； 四看反应热的单位是否为“kJ·mol-1”； 五看反应热的数值与化学计量数是否对应。 【典例6】书写给定条件下的热化学方程式。 (1)1molC2H4(g)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1411kJ的热量 。 (2)0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量 。 (3)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，吸收10.94kJ热量 。 (4)乙烷、二甲醚的燃烧热较大，可用作燃料，乙烷、二甲醚燃烧过程中的能量变化如图所示。 写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式： 。 【变式6-1】溶于水生成HNO3是氨催化氧化法制HNO3的重要反应，该反应有关能量变化如图所示。 下列有关热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   【变式6-2】化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是　 A．N2(g)+3H2(g)=2NH3(l)  ΔH=2(a－b－c)kJ·mol－1 B．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  ΔH=2(b－a)kJ·mol－1 C．N2(g)+H2(g)=NH3(l)  ΔH=(b+c－a)kJ·mol－1 D．N2(g)+H2(g)=NH3(g)  ΔH=(a+b)kJ·mol－1 【变式6-3】下列热化学方程式正确的是 A．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为： B．500 ℃、30 MPa下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3 kJ，其热化学方程式为： C．已知在120 ℃、101 kPa下，燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量，其热化学方程式为： D．25 ℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为，硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为： 题型07 盖斯定律的内容与理解 1.内容 一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应热　　　　。 2.特点 盖斯定律遵循能量守恒定律，在一定条件下，一个化学反应的焓变只取决于反应体系的　　和　　，与反应的　　无关。 3.意义 对于很难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。 【典例7】下列关于盖斯定律的说法不正确的是 A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 C．反应热与反应体系的始态和终态无关，而与反应的途径有关 D．根据盖斯定律，热化学方程式中△H直接相加即可得总反应热 【变式7-1】下列说法不正确的是 A．化学反应中一定伴随能量变化 B．S在纯氧中燃烧是将全部化学能转化为热能 C．物质所含化学键键能越大，其越稳定 D．化学反应的∆H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 【变式7-2】下列关于盖斯定律描述不正确的是 A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B．盖斯定律遵守能量守恒定律 C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热 D．利用盖斯定律不可以计算有副反应发生的反应的反应热 【变式7-3】依据图示关系，下列说法不正确的是 A．石墨燃烧是放热反应 B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多 C．C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2 D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 题型08 利用盖斯定律书写热化学方程式 利用盖斯定律书写热化学方程式的关键是结合已知热化学方程式消去“中间产物”，得到目标热化学方程式，采用“目标加合法”可快速消去“中间产物”，反应热也随之相加减。 【典例8】通过热循环进行能源综合利用的反应系统的原理如下图所示。 系统(Ⅱ)制取氢气的热化学方程式为 ；两个系统制得等量的H2时所需能量较少的是 。(填“Ⅰ”或“Ⅱ”) 【变式8-1】甲烷燃烧时的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是 A．图1中反应的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  H=+890.3kJ·mol-1 B．图2中反应的热化学方程式为  H=-607.3kJ·mol-1 C．由图可以推出  H=-283.0kJ·mol-1 D．CH4的燃烧热H=-607.3kJ·mol-1 【变式8-2】丙烯是重要的化工原料，可以用于生产丙醇，卤代烃和塑料。丙烷经催化脱氢可制备丙烯：   已知：         脱氢法制丙烯反应的热化学方程式为 。 【变式8-3】火箭升空通常用肼作为高能燃料，可选或做氧化剂，同时肼—空气燃料电池是一种无污染，能量高，有广泛的应用前景的燃料电池。回答下列问题： (1)已知：  ；   ；   。 则   (用、、表示)。 (2)已知：由最稳定的单质合成某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。相同状况下有关物质的摩尔生成焓如下： 物质 则工业合成氨气的热化学方程式为 ；   。 题型09 利用盖斯定律计算反应热 【典例9】利用循环再生可将燃煤尾气中的转化生产单质硫，涉及的主要反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 恒容条件下，按和投料反应。平衡体系中，各气态物种的随温度的变化关系如图所示，n为气态物种物质的量的值。 已知：图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数基本不变。 回答下列问题： 反应的焓变 (用含的代数式表示)。 【变式9-1】已知如下热化学方程式： ①   ②   ③   ④   高氯酸铵是发射火箭的固体能源，发生爆炸的反应如下：  ，可表示为 A． B． C． D． 【变式9-2】酸催化下与混合溶液反应的离子方程式为：可用于石油开采中油路解堵。 已知： 则的 A． B． C． D． 【变式9-3】乙烯和丙烯都是重要的化工原料，甲醇和丙烷共反应制备乙烯和丙烯可大幅度降低能耗，该反应体系中存在如下反应： I. II. III. IV. ΔH3= 。 题型10 一定量的反应物产生热量的计算 1.计算依据 反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比。 2.关系式 (1)依据热化学方程式计算 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)依据燃料的摩尔燃烧焓计算：Q=n(可燃物)×|ΔH|(摩尔燃烧焓)。 【典例10】已知：  ，  。某和CO的混合气体完全燃烧时放出85.45热量，同时生成4.4g，则原混合气体中和CO的物质的量之比为 A． B． C． D． 【变式10-1】取少量的溶液滴加到过量的稀溶液中，产生2.33g白色沉淀，同时放热0.59kJ，若已知：  ，则   A． B． C． D． 【变式10-2】已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧，放出热量。则、、的物质的量之比为 A． B． C． D． 【变式10-3】在火箭推进器中装有强还原剂肼()和强氧化剂()，当它们混合时，即产生大量的和水蒸气，并放出大量热。已知液态肼和足量反应，生成氮气和水蒸气，放出的热量。 (1)写出该反应的热化学方程式 (计算结果保留小数点后三位) (2)已知  ，则液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是 (计算结果保留小数点后一位)。 (3)上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是 。 (4)已知  ，  ，根据盖斯定律写出肼与完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式 。 (5)肼()和是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成和，已知气体肼在上述反应中放出热量，其热化学方程式为 。 (6)的气态高能燃料乙硼烷()在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出热量，其热化学反应方程式为 ；又知  ，则(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是 (计算结果保留小数点后一位)。 题型11 已知键能计算ΔH 键能：在25 ℃和101 kPa下，气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量 ΔH=　　　的键能总和-　　　的键能总和 【典例11】“宏观辨识一微观探析一符号表征”是化学学习的重要方法。我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 H2O中H-O键 O2中O-O键 H2中H-H键 H2O2中O-O键 H2O2中O-H键 键能kJ/mol 463 496 436 138 463 若反应过程中分解了2mol气态水，则下列说法错误的是 A．整个过程中实现了光能转化为化学能 B．过程I吸收能量，过程Ⅱ释放能量 C．2H2O(g)=H2(g)+H2O2(g)  ΔH=+352kJ/mol D．反应的能量变化如上图所示 【变式11-1】常温下，1mol化学键形成(或断裂)的能量变化用E表示。根据表中信息判断，下列说法错误的是 共价键 H-H Cl-Cl H-Cl E(kJ•mol-1) 436 243 431 A．断裂1mol H-H键吸收436 kJ的能量 B．H(g)+Cl(g)→HCl(g) =-431 kJ•mol-1 C．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) =+248 kJ•mol-1 D．1 mol H2(g)与1mol Cl2(g)的总能量高于2 molHCl(g)的总能量 【变式11-2】甲烷是一种重要的化工原料，广泛应用于民用和工业中。回答下列问题： (1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。 已知：①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆H1 ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H2=-566kJ∙mol–1 ③H2(g)+O2(g)=H2O(g) ∆H3=-242kJ∙mol–1 相关化学键的键能数据如下： 共价键 H-O C≡O H-H C-H 键能/(kJ∙mol–1) 463 1076 436 413 由此计算∆H1= kJ∙mol–1。 【变式11-3】甲醇是一种绿色能源。工业上，H2和CO合成CH3OH的反应为2H2(g)+CO(g)→CH3OH(g) ΔH (1)已知几种键能数据如下表： 化学键 H-H C-O C≡O H-O C-H E/(kJ·mol-1) 436 343 1076 465 413 则2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH= kJ·mol-1 题型12 ΔH的大小比较 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。 【典例12】关于下列的判断正确的是             A． B． C．   D．   【变式12-1】根据的水溶液能量循环图，下列说法错误的是 A． B．相同条件下， C．相同条件下，的比的大 D．相同条件下，的小于的 【变式12-2】依据下列含硫物质转化的热化学方程式，得出的相关结论正确的是 ①  ΔH1 ②  ΔH2 ③  ΔH3 ④  ΔH4 ⑤  ΔH5 A． B． C． D． 【变式12-3】已知：H2S在与不足量的O2反应时，生成S和H2O。根据以下三个热化学方程式： 2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1 2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2 2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(g)　ΔH3 判断ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系正确的是 A．ΔH3>ΔH2>ΔH1 B．ΔH1>ΔH3>ΔH2 C．ΔH1>ΔH2>ΔH3 D．ΔH2>ΔH1>ΔH3 题型13 能源　摩尔燃烧焓 1.能源 2.摩尔燃烧焓 (1)概念：在一定　　　　　条件下，1 mol　　　完全氧化为同温下的指定产物时的　　　。 (2)熟记常见元素完全燃烧生成的指定产物 元素 C H S N 指定产物及状态 　　　 　　　 　　　 　　　 (3)意义 甲烷的摩尔燃烧焓为-890.3 kJ·mol-1，它表示298 K、101 kPa时，　mol CH4完全燃烧生成　　　　和 　　　时放出890.3 kJ的热量。 【典例13】化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。 (1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体氧化和水汽化的热化学方程式分别为： ①， ②。 则“可燃冰”(分子式为)释放的甲烷气体完全氧化生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为 。 (2)的气态高能燃料乙硼烷()在氧气中氧化生成固态三氧化二硼和液态水时放出热量，其热化学方程式为 。 (3)家用液化气的主要成分之一是丁烷()。常温常压条件下，丁烷完全氧化生成气体和液态水时放出热量，则表示丁烷摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。 (4)下列制氢气方法中最节能的是 (填序号)。 A．电解水制氢气： B．高温使水分解制氢气： C．太阳光催化分解水制氢气： D．天然气制氢气： 【变式13-1】能源与我们日常生活密切相关，下列有关能源的叙述中不正确的是 A．化石能源是不可再生的能源 B．发展太阳能有助于减缓温室效应 C．使用乙醇汽油可以减少汽车尾气排放造成的大气污染 D．人类利用的能源都是通过化学反应获得的 【变式13-2】下列对摩尔燃烧焓的理解正确的是 A．可燃物燃烧放出的热量就是其摩尔燃烧焓 B．可燃物燃烧放出的热量就是其摩尔燃烧焓 C．、时，完全燃烧生成液态水时放出的热量就是其摩尔燃烧焓 D．摩尔燃烧焓随热化学方程式中化学式前的系数的改变而改变 【变式13-3】、、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式分别为 ① ② ③ (1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷气体与作用产生的能量存活，甲烷细菌使甲烷气体与反应生成气体与液态水，放出的能量 (填“＞”“＜”或“=”)。 (2)甲烷气体与可用于合成水煤气(主要成分是一氧化碳和氢气)：，完全反应可释放热量，则能表示该反应过程中能量变化的是 (填标号)。 A． B． C． D． (3)的反应热无法直接测量，但通过上述反应可求出的反应热 。 (4)目前对于上述物质的研究是燃料研究的重点，下列关于上述物质的研究方向中可行的是 (填标号)。 A．寻找优质催化剂，使与反应生成与，并放出热量 B．寻找优质催化剂，在常温常压下使分解生成与 C． 寻找优质催化剂，利用太阳能使大气中的与海底开采的合成水煤气 D．将固态碳合成为，以作为燃料 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1节 化学反应的热效应 · 题型01 化学反应的反应热 · 题型02 测定中和反应的反应热 · 题型03 反应热与内能变化、反应焓变的关系 · 题型04 反应焓变与化学键变化的关系 · 题型05 热化学方程式的概念及意义 · 题型06 热化学方程式的书写及正误判断 · 题型07 盖斯定律的内容与理解 · 题型08 利用盖斯定律书写热化学方程式 · 题型09 利用盖斯定律计算反应热 · 题型10 一定量的反应物产生热量的计算 · 题型11 已知键能或摩尔燃烧焓计算ΔH · 题型12 ΔH的大小比较 · 题型13 能源　摩尔燃烧焓 题型01 化学反应的反应热 1.体系与环境 人为划定的研究对象(物质系统)称为体系，体系以外的其他部分称为环境。 2.有下列常见的化学反应：①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应　②大多数的分解反应　③大多数的化合反应　④铝热反应　⑤C和H2O(g)、C和CO2的反应　⑥中和反应　⑦可燃物的燃烧　⑧金属与酸的置换反应 其中属于放热反应的是　　　　　　　(填序号，下同)，属于吸热反应的是　　　　　。  答案　③④⑥⑦⑧　①②⑤ 3.反应热 (1)反应热的概念 当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。 (2)表示方法：用符号Q表示，反应吸热时Q取正值，即Q>0；反应放热时Q取负值，即Q<0。 【典例1】下列关于能量的说法正确的是 A．镁条与盐酸的反应是热能被生成物储存的过程 B．燃料电池工作时，把燃料燃烧时的化学能转化为电能 C．由于石墨制金刚石是吸热反应，故金刚石比石墨更稳定 D．化学反应中一定伴随能量变化 【答案】D 【详解】A．镁条与盐酸反应是放热反应，热能释放而非被储存，故A错误； B．燃料电池通过电化学反应直接将化学能转化为电能，而非燃料燃烧，故B错误； C．吸热反应说明产物（金刚石）能量更高，能量越高稳定性越差，所以石墨更稳定，故C错误； D．化学反应中旧键断裂和新键形成必然伴随能量变化，故D正确； 故答案为：D。 【变式1-1】下列有关化学反应与能量变化的说法错误的是 A．与盐酸反应为放热反应 B．碳与生成的反应为吸热反应 C．化学反应一定伴随着能量的变化 D．原电池可以将化学能直接转化为电能 【答案】B 【详解】A．金属与酸反应通常放热，Mg与盐酸反应符合这一规律，A正确； B．碳与氧气生成CO的反应属于不完全燃烧，也是放热反应，B错误； C．化学反应中旧键断裂会吸收能量，新键形成会释放能量，故化学反应必然伴随能量变化，C正确； D．原电池通过自发氧化还原反应将化学能转化为电能，D正确； 故选B。 【变式1-2】下列变化过程，属于吸热反应的是 ①固体溶于水    ②煤炭燃烧    ③食物因氧化而腐败    ④铝热反应 ⑤酸碱中和反应    ⑥煅烧石灰石    ⑦柠檬酸与小苏打反应 A．⑥⑦ B．①③⑥ C．②③④⑤ D．⑤⑥⑦ 【答案】A 【详解】① NH₄Cl固体溶于水是物理过程，吸热但不属于化学反应； ② 煤炭燃烧为放热反应； ③ 食物腐败是缓慢氧化，放热； ④ 铝热反应剧烈放热； ⑤ 酸碱中和反应放热； ⑥ 煅烧石灰石（CaCO₃分解）需持续加热，是吸热反应； ⑦ 柠檬酸与小苏打反应生成CO₂，吸热导致温度下降，属于吸热反应； 综上，吸热反应为⑥和⑦； 故选A。 【变式1-3】在101kPa和298K下，异构化反应过程的相对能量变化如图。下列说法正确的是 A．HNC比HCN更稳定 B．该异构化反应为吸热反应 C．1mol HCN吸收186.5kJ能量，能使分子中的化学键完全断裂 D．1mol HNC完全转化为1mol HCN，需吸收59.3kJ能量 【答案】B 【详解】A．能量越低越稳定，HNC的能量大于HCN，则HCN比HNC更稳定，故A错误； B．由图可知，HNC的能量大于HCN，则该异构化反应为吸热反应，故B正确； C．1mol HCN吸收186.5kJ能量，分子中的C-N键未断裂，故C错误； D．1mol HNC完全转化为1mol HCN，需要放出59.3kJ的热量，故D错误； 故选B。 题型02 测定中和反应的反应热 1.实验原理 通过实验测定一定量的强酸和强碱溶液反应前后溶液的温度差，根据Q=-mc(T2-T1)=-C(T2-T1)计算反应热(c为比热容)。 2.实验装置： (1)测定反应热的仪器——量热计 如图是一种简易量热计示意图： (2)测定方法：将反应物加入内筒并搅拌使之迅速反应，测量反应前后溶液温度的变化值。 (3)计算公式：Q=-C(T2-T1)。其中C表示溶液及量热计的热容；T1、T2分别表示反应前和反应后体系的温度。 3.实验步骤 ①向量热计内筒中加入1.0 mol·L-1的盐酸100 mL，盖上杯盖，插入温度计，匀速搅拌后记录初始温度T1。 ②向250 mL的烧杯中加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液100 mL，调节温度为T1。 ③快速将烧杯中的碱液倒入量热计中，盖好杯盖，匀速搅拌，记录体系达到的最高温度T2。 ④重复上述实验操作，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。 【典例2】用如图所示装置测定中和反应的反应热。将浓度为0.50mol/L的盐酸与0.55mol/L的NaOH溶液各50mL混合。下列关于中和反应反应热测定实验的说法错误的是 A．a为玻璃搅拌器，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器，会使ΔH偏小 B．用同一支温度计测量温度可减小实验误差 C．反应物应一次性加入，且不能有液体溅出 D．中和热测定时，将50mL0.55mol/LNaOH溶液与50mL0.50mol/L盐酸改为用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/L NaOH溶液，所得中和热的数值基本保持不变 【答案】A 【详解】A．中和热测定时，用金属搅拌器代替玻璃搅拌器会造成热量散失，会使ΔH偏大，故A错误； B．中和热测定时，应用同一支温度计测量温度，避免温度计规格不同造成实验误差，故B正确； C．中和热测定时，应该注意反应物应一次性加入，且不能有液体溅出，否则会因热量散失造成实验误差，故C正确； D．中和热测定时，将50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液与50mL0.50mol/L盐酸改为用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液时，反应生成水的物质的量不同，放出的热量不同，但所得中和热的数值基本保持不变，故D正确； 故选A。 【变式2-1】某实验小组利用如图所示装置进行稀溶液与稀盐酸中和反应反应热的测定。 下列说法正确的是 A．可为铁制环形搅拌棒 B．用温度计测量溶液温度后可直接测量稀盐酸温度 C．隔热层的作用是减小实验过程中的热量损失 D．为使反应更充分，应将稀溶液缓缓加入稀盐酸中 【答案】C 【详解】A．应为环形玻璃搅拌器，铁制搅拌棒导热性好，会造成热量散失，引起误差，A错误； B．用温度计测量溶液温度后，应将温度计用蒸馏水冲洗干净并擦干后再测量稀盐酸温度，B错误； C．为了减小实验过程中的热量损失，可在装置中加隔热层，减小实验误差，C正确； D．为了减小实验过程中的热量损失，应将稀溶液一次性快速加入稀盐酸中，D错误； 故选C。 【变式2-2】借助盐酸与NaOH溶液的反应，用简易量热计测定中和反应的反应热装置如图所示。下列说法正确的是 A．把玻璃搅拌器换成铜制搅拌器，可使测量结果更准确 B．调节碱液温度与量热计中盐酸的温度相同，迅速将碱液倒入量热计中 C．溶液混合后，温度长时间不再改变时，记录反应后体系的温度 D．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验，计算所得反应热的绝对值偏大 【答案】B 【详解】A．铜为热的导体，使得热量散失导致实验误差，A错误； B．调节碱液温度与量热计中盐酸的温度相同，迅速将碱液倒入量热计中，防止产生实验误差，B正确； C．需要测定并记录的实验数据有反应前盐酸、氢氧化钠溶液的温度和反应后混合溶液的最高温度，C错误； D．若用同浓度的醋酸溶液代替盐酸进行实验，由于醋酸电离吸热，反应放热更少，则计算所得反应热偏小，所得反应热偏大，D错误； 故选B。 【变式2-3】利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下： ①用量筒量取盐酸倒入量热计的内简，测出盐酸温度，用水将温度计上的酸冲洗干净，擦干备用； ②用另一量筒量取溶液，用温度计测出其温度； ③将溶液分多次缓慢倒入量热计的内筒中，搅拌使之混合均匀，测得混合液的最高温度； ④重复测量2~3次，准确记录数据。 回答下列问题： (1)指出上述步骤中有一处错误： 。 (2)不能用相同形状的细铁丝代替玻璃搅拌器，理由是 。 (3)现将一定量的稀氢氧化钾溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为，则的大小关系为 。 (4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是，又知中和反应后生成溶液的比然热容。为了计算中和热，某学生实验记录数据如表： 起始温度 终止温度 实验序号 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热 (保留1位小数)。 (5)上述实验结果与中和热数值有偏差，产生偏差的原因不可能为 (填序号)。 ①实验装置保温、隔热效果差 ②用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数 ③分多次把溶液倒入内简中 ④测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定溶液的温度 (6)实验中改用盐酸跟溶液进行反应，调整反应物用量后，理论上所求中和热与原实验比 (填偏大、偏小、相同)。 【答案】(1)NaOH溶液分次缓慢倒入量热计的内筒中 (2)铜丝导热性好，造成热量损失，影响测量结果 (3) (4)-52.3kJ•mol-1 (5)② (6)相同 【详解】（1）步骤③中操作错误：NaOH溶液分次缓慢倒入量热计的内筒中，会造成反应过程中的热量损失，应快速将NaOH溶液一次性倒入量热计的内筒中，与盐酸混合； （2）金属具有导热性，不能用相同形状的细铁丝代替玻璃搅拌器，理由是铜丝导热性好，造成热量损失，影响测量结果； （3）氢氧化钾与氢氧化钙均是强碱，完全电离，与等量的稀盐酸恰好完全反应，其反应热相等即，一水合氨为弱碱，反应过程中还会继续电离，电离过程吸热，因此稀氨水与稀盐酸反应放出的热量少，因为放热反应的反应热为负值，放热越少，反应热越大，故可得出； （4）实验1的温度差为23.2℃−=3.15℃，实验2的温度差为23.4℃−=3.1℃，故平均温度差值为=3.125℃，该实验测得的中和热； （5）上述实验中测定的中和热数值为52.3kJ·mol-1，比理论中和热数值57.3kJ·mol-1偏小， ①实验装置保温、隔热效果差，造成热量损失，测定的中和热数值偏小，故不符合题意； ②用量筒量取盐酸溶液体积时仰视读数，造成量取的盐酸体积偏大，反应生成的水偏多，放出的热量偏多，故测定的中和热数值偏大，故符合题意； ③分多次把NaOH溶液倒入内筒中，造成热量损失，测定的中和热数值偏小，故不符合题意； ④测量稀盐酸的温度计未洗净直接测定NaOH溶液的温度，造成初始平均温度偏大，温度差偏小，故测定的中和热数值偏小，故不符合题意； 故选②； （6）反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，改用60mL 0.5mol/L盐酸进行反应，与上述实验相比，生成水的量增多，所放出的热量偏高，但是中和热是指稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1molH2O放出的热量，与酸碱的用量无关，则理论上所求中和热与原实验比相同。 题型03 反应热与内能变化、反应焓变的关系 1.内能 2.化学反应中内能的变化 ΔU=U(反应产物)-U(反应物) U(反应产物)>U(反应物)，反应吸收能量； U(反应产物)<U(反应物)，反应释放能量。 3.内能变化与反应热的关系 (1)化学反应体系与环境进行能量交换可以以热和功的形式呈现，化学反应中内能的变化等于反应热和功的加和，则ΔU=Q+W。 (2)若反应中体系没有做功，则ΔU=Q。 4.吸热反应和放热反应中内能变化特点 吸热反应 Q>0，ΔU>0，体系的内能增加 放热反应 Q<0，ΔU<0，体系的内能减少 5.焓与反应焓变 6.反应热与反应焓变的关系 (1)对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能(没有与电能、光能等其他形式的能量形式发生转化)，则反应焓变等于该反应的反应热，表达式：Qp=ΔH。 (2)反应焓变与吸热反应和放热反应的关系 【典例3】下列说法正确的是 A．质量相等而状态不同的同种物质，它们的焓相等 B．当反应放热时，；反应吸热时，（反应过程中体系没有做功） C．焓变是指1mol物质参加反应时的能量变化 D．在一个确定的化学反应中，反应物的总焓与反应产物的总焓一定不同 【答案】D 【详解】A．焓是指物质的具有的能量，质量相等状态不同的同种物质，其焓不同，故A错误； B．放热反应的△H＜0，反应吸热时△H＞0，故B错误； C．焓变是一个确定的反应中生成物与反应物的能量差，故C错误； D．任何化学反应都有能量变化，所以反应物和生成物的总焓不同，故D正确。 答案选D。 【变式3-1】下列关于反应∆U的说法中，正确的是 A．∆U>0时，反应释放能量 B．∆U<0时，反应释放能量 C．∆U=Q D．∆U=∆H 【答案】B 【详解】A．△U是内能的变化，△U=U (反应产物) -U (反应物)，当△U<0时，反应释放能量，A错误； B．△U是内能的变化，△U=U (反应产物) -U (反应物)，当△U<0时，反应释放能量，B正确； C．△U=Q+W，只有体系没有做功(反应前后体系体积不变且没有做电功等其他功)时，△U=Q，C错误； D．△H=△U+P△V，D错误； 故选B。 【变式3-2】下列说法错误的是 A．催化剂不能改变反应的焓变，但能降低反应的活化能 B．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热 C．如果△H和△S均为正值，当温度升高时，反应可能自发进行 D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃的条件下△H不相同 【答案】D 【详解】A．催化剂降低反应的活化能，但不能改变反应的焓变，焓变只与反应物总能量和生成物总能量有关，故A正确； B．反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应，故B正确； C．如果△H和△S均为正值，当温度升高时，△G ＝△H－T△S＜0，因此反应可能自发进行，故C正确； D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃的条件下△H相同，△H与反应条件无关，只与反应物和生成物所具有的总能量有关，故D错误。 综上所述，答案为D。 【变式3-3】由如图所示的某反应的能量变化分析，以下判断错误的是（    ） A．ΔH>0 B．加入催化剂可以改变反应的焓变 C．生成物总能量高于反应物总能量 D．该反应可能需要加热 【答案】B 【详解】A．根据图象可以看出，生成物的能量高于反应物的能量，故反应为吸热反应，ΔH>0，A正确； B．催化剂的加入可以降低化学反应活化能，但不能改变化学反应的焓变，B错误； C．根据图象可以看出，生成物的总能量高于反应物的总能量，C正确； D．由于反应需要吸收一定的能量，故这个反应可能需要加热，D正确； 故选B。 题型04 反应焓变与化学键变化的关系 反应焓变(ΔH)与键能的关系 (1)键能：在25 ℃和101 kPa下，气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，如图，表示“H—H”键能为436 kJ·mol-1。 (2)依据键能计算反应焓变 以H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明，如图所示： ΔH=(436+243)kJ·mol-1-(431+431)kJ·mol-1=-183 kJ·mol-1。  计算结果表明：1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl时，放出183 kJ的能量。 【典例4】汽车发动机工作时会引发和反应生成，其能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．三种分子中最稳定的是NO B．氧原子(O)结合生成氧气时释放498能量 C．该反应的热化学方程式为   D．反应物氮气和氧气的能量和高于产物一氧化氮的能量和 【答案】C 【分析】该反应的反应热=反应物总键能-生成物总键能=，为吸热反应，据此分析； 【详解】A．键的键能最大，N2最稳定，A错误； B．2molO原子结合生成1molO2(g)时需要放出498kJ能量，氧原子(O)结合生成氧气时释放249能量，B错误； C．根据分析可知，，，C正确； D．该反应中反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，D错误； 故选C。 【变式4-1】在和的条件下，和完全反应生成的能量变化如图所示，下列说法不正确的是 A．断开中的化学键需要吸收的能量 B．的能量比的能量低 C．和完全反应生成是放热反应 D．该化学反应能量变化的主要原因是共价键断裂和形成时的能量变化 【答案】B 【详解】A．由图可知，形成释放的能量，则断开中的化学键需要吸收的能量，A正确； B．根据图示可判断，的能量比和的总能量低，但不能判断的能量比的能量低，B错误； C．根据计算，断裂和中的化学键要吸收能量，形成中的化学键要释放能量，所以是放热反应，C正确； D．该化学反应能量变化的主要原因是共价键断裂和形成时的能量变化，D正确； 故选B。 【变式4-2】微观反应历程是指化学反应在分子或原子水平上的详细步骤和机制。某化学反应微观历程示意图如下，已知该反应属于放热反应。下列说法不正确的是 A．反应中断裂和形成的化学键均为共价键 B．③→④是放热过程 C．1mol与1mol的总能量大于1mol的能量 D．在该反应中，反应物断键吸收的能量小于生成物成键释放的能量 【答案】C 【详解】A．反应物和生成物都是分子，因此涉及的化学键是共价键，A正确； B．③→④过程，形成了化学键，为放热过程，B正确；    C．该反应是放热反应，由图示可知，3mol与1mol的总能量大于2mol的能量，但是无法判断1mol与1mol的总能量与1mol的能量的大小，C错误； D．该反应是放热反应，则反应物断键吸收的能量小于生成物形成新键释放的能量，D正确； 答案选C。 【变式4-3】和在一定条件下发生反应，能量变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．和充分反应后，混合气体的物质的量仍为2mol B．断开所需要吸收的能量是 C．结合生成时放出能量 D．该反应断开反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键释放的总能量 【答案】B 【详解】A．该反应是气体分子数不变的反应，因此和充分反应后，混合气体的物质的量仍为2mol，A正确； B．断裂1mol H-H键需要吸收b kJ的能量，断裂1mol I-I键需要吸收c kJ的能量，1mol H2(g)和1mol I2(g)反应生成2mol HI(g)放出的能量为a kJ，则形成2mol H-I键放出热量(b+c+a)kJ，故断开1mol H-I键所需要吸收的能量是，B错误； C．由图可知，断裂1mol H-H键需要吸收b kJ的能量，因此结合生成时放出能量，C正确； D．该反应是放热反应，即ΔH=反应物的总键能－生成物的总键能＜0，则反应物的总键能小于生成物的总键能，因此该反应断开反应物中化学键吸收的总能量小于形成生成物中化学键释放的总能量，D正确； 故选B。 题型05 热化学方程式的概念及意义 (1)概念 把一个化学反应中物质的变化和反应的焓变同时表示出来的化学方程式。 (2)意义 热化学方程式不仅表明了物质的变化，还表明了焓变(能量变化)。 (3)实例：H2(g)+O2(g)===H2O(l)　ΔH=-285.8 kJ·mol-1表示的意义：在298 K、101 kPa下，1 mol H2(g)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(l)时，放出的热量是285.8 kJ。 【典例5】下列有关“热化学方程式”的说法，不正确的是 A．能同时表明反应中的物质变化和能量变化 B．书写条件为“25℃、101 kPa”时，可以不特别注明 C．化学计量数只表示分子个数 D．表示“每摩尔反应”对应的“热量” 【答案】C 【详解】A．热化学方程式中涉及到反应物生成物以及能量的变化，能同时表明反应中的物质变化和能量变化，A正确； B．物质具有的能量受温度压强的影响，书写热化学方程式应表明温度、压强，但 “25℃、101 kPa”，可以不特别注明，B正确； C．热化学方程式中化学计量数表示物质的量，C错误； D．表示的是“每摩尔反应”对应的“热量”，D正确； 故答案为：C。 【变式5-1】已知101kPa时，  。下列说法正确的是 A．该反应的反应热为221 kJ·mol-1 B．加入合适的催化剂，ΔH将减小 C．碳的燃烧热ΔH<-110.5kJ·mol-1 D．该反应的反应物键能总和大于生成物键能总和 【答案】C 【详解】A．该反应的反应热为-221 kJ·mol-1，A错误； B．催化剂影响反应速率，不影响反应的焓变，B错误； C．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量；C完全燃烧生成的稳定氧化物为CO2(g)，CO燃烧生成CO2的过程中会继续放出热量，则1mol碳完全燃烧放出热量大于110.5kJ，放热反应焓变为负值，则燃烧热ΔH<-110.5kJ·mol-1，C正确； D．反应为放热反应，反应焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，则该反应的反应物键能总和小于生成物键能总和，D错误； 故选C。 【变式5-2】已知热化学方程式：  。下列判断正确的是 A．反应中生成2体积HCl(g)放出184.6kJ的热量 B．   C．1分子H2(g)和1分子Cl2(g)反应，放出热量184.6kJ D．同温同压下，反应在光照和点燃条件下的△H相同 【答案】D 【详解】A．热方程式的计量数不能表示分子数，只能表示物质的量，2HCl代表2molHCl，A错误； B．根据盖斯定律，的逆反应的热化学方程式为：，B错误； C．方程式的系数不能表示分子数，表示的是物质的量，C错误； D．反应的焓变和反应条件无关，则同温同压下，反应在光照和点燃条件下的△H相同，D正确； 故选D。 【变式5-3】已知 ，下列说法中正确的是 A．在相同条件下，键与键键能和小于键键能和 B．标准状况下，2L HF分解成和吸收543kJ的热量 C．与反应生成的反应活化能为 D．在相同条件下，该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量 【答案】A 【详解】A．该反应是放热反应，1mol H－H键与1mol F－F键键能和小于2mol H－F键键能和，A正确； B．由方程式可知，在25℃、101kPa， 2mol HF气体分解成1mol H2(g)和1mol F2(g)吸收543kJ的热量，标准状况下，2L HF不是气体，其物质的量不是2mol，B错误； C．该热化学方程式表示与反应生成2mol HF放出543kJ能量，不是表示该反应的活化能，C错误； D．该反应是放热反应，该反应的反应物的总能量大于生成物的总能量，D错误； 故选A。 题型06 热化学方程式的书写及正误判断 1.热化学方程式的数写 (1)注明反应时的温度和压强，298 K(25 ℃)、101 kPa下进行的反应可不注明。 (2)注明反应物和反应产物的聚集状态：固态(s)、液态(l)、气态(g)、溶液(aq)。 (3)热化学方程式的化学计量数，可以是整数或分数。 (4)ΔH必须与化学方程式一一对应。 ΔH的单位中“mol-1”，指的是“每摩尔反应”，对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH也不同。 2.热化学方程式正误判断 一看方程式是否配平； 二看各物质的聚集状态是否正确； 三看ΔH的“+”“-”符号是否正确； 四看反应热的单位是否为“kJ·mol-1”； 五看反应热的数值与化学计量数是否对应。 【典例6】书写给定条件下的热化学方程式。 (1)1molC2H4(g)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1411kJ的热量 。 (2)0.25molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出133.5kJ热量 。 (3)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，吸收10.94kJ热量 。 (4)乙烷、二甲醚的燃烧热较大，可用作燃料，乙烷、二甲醚燃烧过程中的能量变化如图所示。 写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式： 。 【答案】(1)C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH＝-1411 kJ·mol-1 (2)N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)　ΔH＝-534 kJ·mol-1 (3)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)　ΔH＝+131.28 kJ·mol-1 (4)CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 455 kJ·mol-1 【详解】（1）根据1molC2H4(g)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1411kJ的热量，可写热化学方程式为：。 （2）1molN2H4(g)完全燃烧生成氮气和气态水时，放出热量，可写热化学方程式为：。 （3）12g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，吸收热量，可写热化学方程式为：。 （4）由H原子守恒可知6a=2,则a=，由C原子守恒可知，由O原子守恒可知,则c=1，燃烧热为1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,则二甲醚燃烧热为485kJ/mol×3= 1455kJ /mol ，结合状态及焓变可知二甲醚完全燃烧时的热化学方程式为CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)　ΔH=-1 455 kJ·mol-1。 【变式6-1】溶于水生成HNO3是氨催化氧化法制HNO3的重要反应，该反应有关能量变化如图所示。 下列有关热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】D 【详解】A．未标注物质的聚集状态，故A错误； B．由图可知NO2与水反应是放热反应，放热反应的小于0，故B错误； C．由图可知HNO2分解反应是吸热反应，吸热反应的大于0，故C错误； D．由图可得热化学方程式 ；计量数乘以3即可得，故D正确。 答案选D。 【变式6-2】化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是　 A．N2(g)+3H2(g)=2NH3(l)  ΔH=2(a－b－c)kJ·mol－1 B．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  ΔH=2(b－a)kJ·mol－1 C．N2(g)+H2(g)=NH3(l)  ΔH=(b+c－a)kJ·mol－1 D．N2(g)+H2(g)=NH3(g)  ΔH=(a+b)kJ·mol－1 【答案】A 【分析】由图可知：N2(g)+H2(g)=NH3(l)  ΔH=(a-b-c)kJ·mol－1；N2(g)+H2(g)=NH3(g)  ΔH=(a-b)kJ·mol－1。 【详解】A．根据分析，N2(g)+3H2(g)=2NH3(l)  ΔH=2(a－b－c)kJ·mol－1，A正确； B．根据分析，N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  ΔH=2(a－b)kJ·mol－1，B错误； C．根据分析，N2(g)+H2(g)=NH3(l)  ΔH=(a-b-c)kJ·mol－1，C错误； D．根据分析，N2(g)+H2(g)=NH3(g)  ΔH=(a-b)kJ·mol－1，D错误； 故选A。 【变式6-3】下列热化学方程式正确的是 A．甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为： B．500 ℃、30 MPa下，将和置于密闭容器中充分反应生成，放热19.3 kJ，其热化学方程式为： C．已知在120 ℃、101 kPa下，燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量，其热化学方程式为： D．25 ℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为，硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为： 【答案】C 【详解】A．根据燃烧热的定义可知，燃烧热中生成的水必须为液态，故甲烷的燃烧热为，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：，A错误； B．已知合成氨的反应是一个可逆反应，故500 ℃、30 MPa下，将和置于密闭容器中充分反应生成，反应中0.5molN2并未完全反应，放热19.3 kJ，其热化学方程式为：，B错误； C．已知在120 ℃、101 kPa下，1gH2的物质的量为=0.5mol燃烧生成水蒸气放出121 kJ热量，其热化学方程式为：，C正确； D．中和热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时放出的热量，故25 ℃，101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为，硫酸溶液与氢氧化钾溶液反应的热化学方程式为：，D错误； 故答案为：C。 题型07 盖斯定律的内容与理解 1.内容 一个化学反应无论是一步完成还是分几步完成，反应热都是一样的。 2.特点 盖斯定律遵循能量守恒定律，在一定条件下，一个化学反应的焓变只取决于反应体系的始态和终态，与反应的途径无关。 3.意义 对于很难通过实验测定的反应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。 【典例7】下列关于盖斯定律的说法不正确的是 A．不管反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同 B．有些反应的反应热不能直接测得，可通过盖斯定律间接计算得到 C．反应热与反应体系的始态和终态无关，而与反应的途径有关 D．根据盖斯定律，热化学方程式中△H直接相加即可得总反应热 【答案】CD 【详解】A．盖斯定律指若是一个反应可以分步进行，则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同，A正确； B．有些反应很慢，有的反应有副反应，其反应热通过实验测定有困难，可以用盖斯定律间接计算出来， B正确； C．反应物的总能量与产物的总能量决定反应热效应，所以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， C错误； D．方程式按一定系数比加和时其反应热也按该系数比加和，D错误； 答案选CD。 【变式7-1】下列说法不正确的是 A．化学反应中一定伴随能量变化 B．S在纯氧中燃烧是将全部化学能转化为热能 C．物质所含化学键键能越大，其越稳定 D．化学反应的∆H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 【答案】B 【详解】A．由于反应物和生成物的能量不可能相等，故化学反应一定伴随能量变化（或者从化学反应实质角度解释：化学反应伴随着旧键断裂和新键形成，断键吸热、成键放热，故化学反应一定伴随能量变化），A正确； B．S燃烧时产生光和热，故有一部分化学能转化为光能，B错误； C．化学键键能越大，则化学键越稳定，不容易断裂，对应物质越稳定，C正确； D．由盖斯定律知，化学反应的焓变只与反应物和生成物状态有关，与反应过程无关，D正确； 故答案选B。 【变式7-2】下列关于盖斯定律描述不正确的是 A．化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关 B．盖斯定律遵守能量守恒定律 C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热 D．利用盖斯定律不可以计算有副反应发生的反应的反应热 【答案】AD 【详解】A．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，A不正确； B．盖斯定律强调反应热与反应体系的始态和终态有关，遵守能量守恒定律，B正确； C．对于通过实验难以测量或不能测量的反应热，利用盖斯定律可间接计算反应的反应热，C正确； D．有副反应发生的反应的反应热，同样可以利用盖斯定律进行计算，D不正确； 故选AD。 【变式7-3】依据图示关系，下列说法不正确的是 A．石墨燃烧是放热反应 B．1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多 C．C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2 D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 【答案】C 【详解】A．所有的燃烧都是放热反应，根据图示，C(石墨)+O2(g)= CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol，ΔH1＜0，则石墨燃烧是放热反应，故A正确； B．根据图示，C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol，CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol，根据反应可知都是放热反应，1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，1molC(石墨)放热多，故B正确； C．根据B项分析，①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol，②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol，根据盖斯定律①-②ｘ2可得：C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2，故C错误； D．根据盖斯定律可知，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，故D正确； 答案选C。 题型08 利用盖斯定律书写热化学方程式 利用盖斯定律书写热化学方程式的关键是结合已知热化学方程式消去“中间产物”，得到目标热化学方程式，采用“目标加合法”可快速消去“中间产物”，反应热也随之相加减。 【典例8】通过热循环进行能源综合利用的反应系统的原理如下图所示。 系统(Ⅱ)制取氢气的热化学方程式为 ；两个系统制得等量的H2时所需能量较少的是 。(填“Ⅰ”或“Ⅱ”) 【答案】 S(g) + 2H2O(g)⇌SO2(g) + 2H2(g)  ΔH = −90 kJ·moL−1 Ⅱ 【详解】CO2(g)+C(s)2CO(g)  △H1=+172.4kJ∙mol-1① Fe3O4(s)+CO(g)3FeO+CO2(g) △H2=+17.2kJ∙mol-1② 3FeO(s)+H2O(g)Fe3O4+H2(g) △H3=-58.2kJ∙mol-1   ③ 2CO(g)+SO2(g)S(g)+2CO2(g) △H4=+8.0kJ∙mol-1④ 利用盖斯定律，将②×2+③×2-④，即得系统(Ⅱ)制取氢气的热化学方程式为S(g)+2H2O(g) SO2(g)+2H2(g) △H= -90.0 kJ•mol-1；将①+②+③即得系统(I)的热化学方程式为C(g)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H=+131.4 kJ•mol-1，系统Ⅱ是放热反应，而系统Ⅰ是吸热反应，显然两个系统制得等量的H2时所需能量较少的是系统(Ⅱ)。 【变式8-1】甲烷燃烧时的能量变化如图所示，下列有关说法正确的是 A．图1中反应的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  H=+890.3kJ·mol-1 B．图2中反应的热化学方程式为  H=-607.3kJ·mol-1 C．由图可以推出  H=-283.0kJ·mol-1 D．CH4的燃烧热H=-607.3kJ·mol-1 【答案】C 【详解】A．根据图象分析，反应物的总能量高于生成物总能量，则图1中反应为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)    H=-890.3kJ/mol，A错误； B．根据图象分析，生成物水的状态是液态，则图2中反应为：CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)    H=﹣607.3kJ/mol，B错误； C．CO(g)+O2(g)=CO2(g) 的焓变可根据：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)    H1=-890.3kJ/mol和反应②：CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)    H2=﹣607.3kJ/mol，①－②求出焓变H=﹣283kJ/mol，C正确； D．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成指定产物放出的热量，由A选项可知，CH4的燃烧热是-890.3kJ/mol，D错误； 故选C。 【变式8-2】丙烯是重要的化工原料，可以用于生产丙醇，卤代烃和塑料。丙烷经催化脱氢可制备丙烯：   已知：         脱氢法制丙烯反应的热化学方程式为 。 【答案】    【详解】已知：①  ；②  ；③  ；由盖斯定律可知，①+②-③可得的=。 【变式8-3】火箭升空通常用肼作为高能燃料，可选或做氧化剂，同时肼—空气燃料电池是一种无污染，能量高，有广泛的应用前景的燃料电池。回答下列问题： (1)已知：  ；   ；   。 则   (用、、表示)。 (2)已知：由最稳定的单质合成某物质的反应焓变叫做该物质的摩尔生成焓，用表示，最稳定的单质的摩尔生成焓为0。相同状况下有关物质的摩尔生成焓如下： 物质 则工业合成氨气的热化学方程式为 ；   。 【答案】(1) (2) －534.2 【详解】（1）①  ； ②  ； ③  ，根据盖斯定律可知，2②-①-③可得  。 （2）的摩尔生成焓为则，工业合成氨气的热化学方程式为： ；  ； 题型09 利用盖斯定律计算反应热 【典例9】利用循环再生可将燃煤尾气中的转化生产单质硫，涉及的主要反应如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 恒容条件下，按和投料反应。平衡体系中，各气态物种的随温度的变化关系如图所示，n为气态物种物质的量的值。 已知：图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数基本不变。 回答下列问题： 反应的焓变 (用含的代数式表示)。 【答案】ΔH1+ΔH2 【详解】已知： Ⅰ． Ⅱ． 依据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ即得到反应的焓变为ΔH1+ΔH2； 【变式9-1】已知如下热化学方程式： ①   ②   ③   ④   高氯酸铵是发射火箭的固体能源，发生爆炸的反应如下：  ，可表示为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据盖斯定律，等于目标反应，对应反应热也有类似的加和关系，得：，A正确； 故选A。 【变式9-2】酸催化下与混合溶液反应的离子方程式为：可用于石油开采中油路解堵。 已知： 则的 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】假设为①，为②，为③，为④，根据盖斯定理由①-②-③+④可得，所以，答案选A。 【变式9-3】乙烯和丙烯都是重要的化工原料，甲醇和丙烷共反应制备乙烯和丙烯可大幅度降低能耗，该反应体系中存在如下反应： I. II. III. IV. ΔH3= 。 【答案】+42.95kJ/mol 【详解】I. II. 根据盖斯定律I –II得=； 题型10 一定量的反应物产生热量的计算 1.计算依据 反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比。 2.关系式 (1)依据热化学方程式计算 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)依据燃料的摩尔燃烧焓计算：Q=n(可燃物)×|ΔH|(摩尔燃烧焓)。 【典例10】已知：  ，  。某和CO的混合气体完全燃烧时放出85.45热量，同时生成4.4g，则原混合气体中和CO的物质的量之比为 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由4.4g可知原混合物中含的物质的量为0.1，反应中放热为，其余的热量是燃烧放出的，根据反应  ，可得含的物质的量为，所以和CO的物质的量之比为，答案选A。 【变式10-1】取少量的溶液滴加到过量的稀溶液中，产生2.33g白色沉淀，同时放热0.59kJ，若已知：  ，则   A． B． C． D． 【答案】D 【详解】由题干知产生2.33g白色沉淀，知生成和，同时放热0.59kJ对应的热化学方程式为；结合题干所给信息知酸碱中和对应生成放出57.3kJ热量，由此可得知； 故答案选D 【变式10-2】已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧，放出热量。则、、的物质的量之比为 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】已知、、的燃烧热分别为、、。混合物完全燃烧，放出热量。设、、的物质的量分别为x、y、z，可得方程①x+y+z=0.5，②1300x+1400y+1560z=700，反应①×1400-反应②得11x-160z=0，解得，根据选项，只有D项符合，故答案选D。 【变式10-3】在火箭推进器中装有强还原剂肼()和强氧化剂()，当它们混合时，即产生大量的和水蒸气，并放出大量热。已知液态肼和足量反应，生成氮气和水蒸气，放出的热量。 (1)写出该反应的热化学方程式 (计算结果保留小数点后三位) (2)已知  ，则液态肼燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是 (计算结果保留小数点后一位)。 (3)上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，还有一个很突出的优点是 。 (4)已知  ，  ，根据盖斯定律写出肼与完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式 。 (5)肼()和是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成和，已知气体肼在上述反应中放出热量，其热化学方程式为 。 (6)的气态高能燃料乙硼烷()在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出热量，其热化学反应方程式为 ；又知  ，则(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时，放出的热量是 (计算结果保留小数点后一位)。 【答案】(1)    (2)408.8 (3)产物为氮气和水，无污染 (4)   (5)   (6)    1016.5 【详解】（1）已知液态肼和足量反应，生成氮气和水蒸气，放出的热量，则1mol液态肼和足量反应，生成氮气和水蒸气，放出热量，该反应的热化学方程式   ；故答案为：   。 （2）已知  ，则   ，则液态肼(物质的量为0.5mol)燃烧生成氮气和液态水时，放出的热量是408.8；故答案为：408.8。 （3）上述反应应用于火箭推进剂，除释放大量的热和快速产生大量气体外，产生是氮气和水，还有一个很突出的优点是产物无污染；故答案为：产物为氮气和水，无污染。 （4）根据盖斯定律，第二个方程式二倍减去第一个方程式得到肼与完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式  ；故答案为：  。 （5）肼()和是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成和，已知气体肼(物质的量为0.25mol)在上述反应中放出热量，则2mol气体肼在上述反应中放出热量，其热化学方程式为  ；故答案为：  。 （6）的气态高能燃料乙硼烷()在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出热量，1mol气态高能燃料乙硼烷()在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出热量，其热化学反应方程式为 ；又知  ，则 ，(标准状况)乙硼烷(物质的量为0.5mol)完全燃烧生成气态水时，放出的热量是1016.5；故答案为：  ；1016.5。 题型11 已知键能计算ΔH 键能：在25 ℃和101 kPa下，气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量 ΔH=反应物的键能总和-反应产物的键能总和 【典例11】“宏观辨识一微观探析一符号表征”是化学学习的重要方法。我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 H2O中H-O键 O2中O-O键 H2中H-H键 H2O2中O-O键 H2O2中O-H键 键能kJ/mol 463 496 436 138 463 若反应过程中分解了2mol气态水，则下列说法错误的是 A．整个过程中实现了光能转化为化学能 B．过程I吸收能量，过程Ⅱ释放能量 C．2H2O(g)=H2(g)+H2O2(g)  ΔH=+352kJ/mol D．反应的能量变化如上图所示 【答案】D 【详解】A．水分解成氢气和氧气需吸收能量，则利用太阳光在新型复合催化剂表面实现高效分解水的过程中实现了光能转化为化学能，A正确； B．过程I为化学键的断裂，吸收能量，而过程Ⅱ为化学键的形成，释放能量 ，B正确； C．△H=反应物的键能总和-生成物的键能总和，△H=(463×4-436-138-463×2)kJ/mol=+352kJ/mol，C正确； D．反应吸收能量，图示代表放热反应，D错误； 答案选D。 【变式11-1】常温下，1mol化学键形成(或断裂)的能量变化用E表示。根据表中信息判断，下列说法错误的是 共价键 H-H Cl-Cl H-Cl E(kJ•mol-1) 436 243 431 A．断裂1mol H-H键吸收436 kJ的能量 B．H(g)+Cl(g)→HCl(g) =-431 kJ•mol-1 C．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) =+248 kJ•mol-1 D．1 mol H2(g)与1mol Cl2(g)的总能量高于2 molHCl(g)的总能量 【答案】C 【详解】A．H-H键键能为436 kJ•mol-1，断开1mol H-H键吸收436 kJ的能量，A正确； B．H-Cl键键能为431 kJ•mol-1，形成1molH-Cl键放出431 kJ的能量，B正确； C．焓变=反应物总键能-生成物总键能，，C错误； D．H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) =-183 kJ•mol-1，说明1 mol H2(g)与1mol Cl2(g)的总能量高于2 molHCl(g)的总能量，D正确； 答案选C。 【变式11-2】甲烷是一种重要的化工原料，广泛应用于民用和工业中。回答下列问题： (1)利用CH4超干重整CO2技术可得到富含CO的化工原料。 已知：①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ∆H1 ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H2=-566kJ∙mol–1 ③H2(g)+O2(g)=H2O(g) ∆H3=-242kJ∙mol–1 相关化学键的键能数据如下： 共价键 H-O C≡O H-H C-H 键能/(kJ∙mol–1) 463 1076 436 413 由此计算∆H1= kJ∙mol–1。 【答案】+194 【详解】化学反应的实质是旧化学键断裂，新化学键形成。旧键断裂吸收能量，新键形成放出能量，反应热等于旧键断裂吸收的能量和新键形成放出的能量的差值，所以反应①的∆H1=4×413 kJ∙mol–1+2×463 kJ∙mol–1-1076 kJ∙mol–1-3×436 kJ∙mol–1=+194 kJ∙mol–1。 【变式11-3】甲醇是一种绿色能源。工业上，H2和CO合成CH3OH的反应为2H2(g)+CO(g)→CH3OH(g) ΔH (1)已知几种键能数据如下表： 化学键 H-H C-O C≡O H-O C-H E/(kJ·mol-1) 436 343 1076 465 413 则2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH= kJ·mol-1 【答案】-99 【详解】(1)反应热等于断裂化学键吸收的总能量与形成化学键放出的总能量之差。ΔH= kJ/mol=-99kJ/mol。 题型12 ΔH的大小比较 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。 【典例12】关于下列的判断正确的是             A． B． C．   D．   【答案】A 【分析】中和反应都是放热反应，则，，碳酸氢根的电离是吸热反应，则是放热反应，；而，反应物断键吸收的能量大于生成物形成键放出的能量，故为吸热反应，即. 【详解】A．因为醋酸电离吸热，所以，A正确； B．根据分析知，，。即，B错误； C．中和反应都是放热反应，则，，C错误； D．根据分析知，，，D错误； 故选A。 【变式12-1】根据的水溶液能量循环图，下列说法错误的是 A． B．相同条件下， C．相同条件下，的比的大 D．相同条件下，的小于的 【答案】C 【详解】A．根据盖斯定律可知，，故A正确； B．是卤化氢分子断开共价键变为气态原子要吸收的能量，由于HCl比HBr稳定，故H-Cl键键能大于H-Br键，故，故B正确； C．指的是H(g)变为H+(aq)的热效应，与卤化氢的种类无关，故C错误； D．指的是气态的卤素原子得电子变为X-(g)的热效应，的得电子能力大于，得电子释放能量，故的小于的，故D正确； 答案选C。 【变式12-2】依据下列含硫物质转化的热化学方程式，得出的相关结论正确的是 ①  ΔH1 ②  ΔH2 ③  ΔH3 ④  ΔH4 ⑤  ΔH5 A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】A．气态S的能量比固体S的大，所以气态S燃烧时放出的热量多，放热反应的ΔH为负数，绝对值大的ΔH反而小，故A正确； B．反应③是H2S的不完全燃烧，反应④是H2S的完全燃烧，完全燃烧放出的热量多，放热反应的ΔH为负数，绝对值大的ΔH反而小，所以ΔH3>ΔH4，故B错误； C．根据盖斯定律，②×2＋③得2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l) ΔH4=2ΔH2+ΔH3，故C错误； D．根据盖斯定律[③×3-④]得2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)＋2H2O(l) ，即，故D正确； 答案选AD。 【变式12-3】已知：H2S在与不足量的O2反应时，生成S和H2O。根据以下三个热化学方程式： 2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1 2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l)　ΔH2 2H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(g)　ΔH3 判断ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系正确的是 A．ΔH3>ΔH2>ΔH1 B．ΔH1>ΔH3>ΔH2 C．ΔH1>ΔH2>ΔH3 D．ΔH2>ΔH1>ΔH3 【答案】A 【详解】H2S与O2的反应为放热反应，焓变ΔH＜0，等量的H2S反应越完全，放出的热量越多，焓变ΔH越小，则ΔH2＞ΔH1；反应②生成的为H2O(l)，反应③生成的为H2O(g)，H2O(g)→H2O(l)时放热，则ΔH3＞ΔH2，所以ΔH1、ΔH2、ΔH3三者大小关系为ΔH3＞ΔH2＞ΔH1。 故选A。 题型13 能源　摩尔燃烧焓 1.能源 2.摩尔燃烧焓 (1)概念：在一定反应温度和压强条件下，1 mol纯物质完全氧化为同温下的指定产物时的焓变。 (2)熟记常见元素完全燃烧生成的指定产物 元素 C H S N 指定产物及状态 CO2(g) H2O(l) SO2(g) N2(g) (3)意义 甲烷的摩尔燃烧焓为-890.3 kJ·mol-1，它表示298 K、101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成CO2气体和液态H2O时放出890.3 kJ的热量。 【典例13】化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。 (1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体氧化和水汽化的热化学方程式分别为： ①， ②。 则“可燃冰”(分子式为)释放的甲烷气体完全氧化生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为 。 (2)的气态高能燃料乙硼烷()在氧气中氧化生成固态三氧化二硼和液态水时放出热量，其热化学方程式为 。 (3)家用液化气的主要成分之一是丁烷()。常温常压条件下，丁烷完全氧化生成气体和液态水时放出热量，则表示丁烷摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。 (4)下列制氢气方法中最节能的是 (填序号)。 A．电解水制氢气： B．高温使水分解制氢气： C．太阳光催化分解水制氢气： D．天然气制氢气： 【答案】 C 【详解】(1)由可得 。 中甲烷的物质的量为，甲烷气体完全氧化生成二氧化碳气体和液态水时放出的热量为。 (2)在氧气中氧化生成固态三氧化二硼和液态水时放出的热量为，其热化学方程式为。 (3)表示丁烷摩尔燃烧焓的热化学方程式为 。 (4)电解水需要大量的电能，A项不符合题意； 高温使水分解制氢气及与在高温条件下制氢气均需要消耗大量的燃料，并产生大量的及其他污染环境的气体，B、D项不符合题意； 太阳能是一种无污染的可再生能源，C项符合题意； 答案选C。 【变式13-1】能源与我们日常生活密切相关，下列有关能源的叙述中不正确的是 A．化石能源是不可再生的能源 B．发展太阳能有助于减缓温室效应 C．使用乙醇汽油可以减少汽车尾气排放造成的大气污染 D．人类利用的能源都是通过化学反应获得的 【答案】D 【详解】A、化石燃料属于不可再生的能源，故A正确；B、太阳能的利用减少化石能源的使用，从而减缓温室效应，故B正确；C、乙醇燃烧能生成水和二氧化碳，是一种比较清洁的能源，使用乙醇汽油可以减少汽车尾气的污染，故C正确；D、人类利用的能量有些不是通过化学反应获得的，例如人类利用的太阳能、风能等不是通过化学变化获得的，故D错误；故选D。 【变式13-2】下列对摩尔燃烧焓的理解正确的是 A．可燃物燃烧放出的热量就是其摩尔燃烧焓 B．可燃物燃烧放出的热量就是其摩尔燃烧焓 C．、时，完全燃烧生成液态水时放出的热量就是其摩尔燃烧焓 D．摩尔燃烧焓随热化学方程式中化学式前的系数的改变而改变 【答案】C 【详解】A．1mol可燃性纯物质燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量是其摩尔燃烧焓，故A错误； B．1mol可燃性纯物质燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量是其摩尔燃烧焓，故B错误； C．298K、101kPa时，1molH2完成燃烧生成液态水(氢元素的稳定氧化物)时放出的热量就是其摩尔燃烧焓，故C正确； D．摩尔燃烧焓是1mol可燃性纯物质燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，不随热化学方程式中物质前的化学计量数的改变而改变，故D错误； 答案为C。 【变式13-3】、、C都是优质的能源物质，它们燃烧的热化学方程式分别为 ① ② ③ (1)在深海中存在一种甲烷细菌，它们依靠酶使甲烷气体与作用产生的能量存活，甲烷细菌使甲烷气体与反应生成气体与液态水，放出的能量 (填“＞”“＜”或“=”)。 (2)甲烷气体与可用于合成水煤气(主要成分是一氧化碳和氢气)：，完全反应可释放热量，则能表示该反应过程中能量变化的是 (填标号)。 A． B． C． D． (3)的反应热无法直接测量，但通过上述反应可求出的反应热 。 (4)目前对于上述物质的研究是燃料研究的重点，下列关于上述物质的研究方向中可行的是 (填标号)。 A．寻找优质催化剂，使与反应生成与，并放出热量 B．寻找优质催化剂，在常温常压下使分解生成与 C． 寻找优质催化剂，利用太阳能使大气中的与海底开采的合成水煤气 D．将固态碳合成为，以作为燃料 【答案】 = D C 【详解】(1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的物质的量和状态，与反应途径无关，则甲烷细菌使甲烷气体与反应生成气体与液态水，放出的能量仍等于； (2)完全反应可释放热量，则完全反应放出的热量为，则该反应为放热反应，和的能量之和大于和的能量之和，符合条件的只有选项D； (3)根据盖斯定律，由得； (4)A. 已知 ，则与反应生成与的反应是吸热反应，故A不可行； B. 分解生成与的反应为吸热反应，常温下不能发生，故B不可行； C. 利用太阳能使大气中的与海底开采的合成水煤气是合理的，故C可行； D. 将固态碳合成为，以作为燃料，既没有经济效益也没有实际意义，故D不可行； 答案选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$