第03讲 反应热的计算与比较（重难点讲义）化学苏教版2019选择性必修1

第03讲 反应热的计算与比较 1、知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算 2、学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力 一、盖斯定律 1、内容：1836年，化学家盖斯从大量实验中总结出一条规律：一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成的，其反应热是相同的。这就是盖斯定律 2、特点：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 3、多角度理解盖斯定律 (1)从反应途径角度理解盖斯定律 如同山的高度与上山的途径无关一样，A点相当于反应体系的始态， B点相当于反应体系的终态， 山的高度相当于化学反应的反应热 (2)从能量守恒定律的角度理解盖斯定律 从S→L，ΔH1<0，体系放出热量 从L→S，ΔH2>0，体系吸收热量 根据能量守恒，ΔH1＋ΔH2＝0 (3)实例 从反应途径角度 A→D：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6) 从能量守恒角度 ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0 3、盖斯定律的意义：有的反应进行得很慢，有些反应不直接发生，有些反应产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难，若应用盖斯定律可间接地把它们的反应热计算出来 4、盖斯定律的应用 根据如下两个反应：Ⅰ、C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ、CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 选用两种方法，计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH (1)虚拟路径法 反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的途径可设计如下 则ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 (2)加合法 ①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置，C(s)＋O2(g)===CO(g) ②将已知热化学方程式Ⅱ变形，得反应Ⅲ：CO2(g)===CO(g)＋O2(g)　ΔH3＝＋283.0 kJ·mol－1 ③将热化学方程式相加，ΔH也相加：Ⅰ＋Ⅲ得，C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH3，则ΔH＝－110.5 kJ/mol 二、反应热的计算 1、根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”等计算反应热 (1)分析目标反应和已知反应的差异，明确①目标反应物和生成物；②需要约掉的物质 (2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致，同时约掉目标反应中没有的物质，热化学方程式的反应热也进行相应的换算 (3)将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加 以上步骤可以概括为找目标，看来源，变方向，调系数，相叠加，得答案 2、根据反应物和生成物的键能计算：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能 常见物质中的化学键数目 物质 CO2(C===O) CH4(C－H) P4(P－P) SiO2(Si－O) 石墨 金刚石 S8(S－S) Si 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 3、根据热化学方程式计算：反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比 三、反应热的大小比较 1、与“符号”相关的反应热比较：对于放热反应来说，ΔH＝－Q kJ·mol－1，虽然“—”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即：放热越多，ΔH反而越小 2、与“化学计量数”相关的反应热比较 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1， 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，a<b，ΔH1>ΔH2。 3、与“物质聚集状态”相关的反应热比较 (1)同一反应，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0， A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0， 因为C(g)===C(l)　ΔH3<0， 则ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0， 所以ΔH2<ΔH1 图示 (2)同一反应，反应物状态不同时 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2 图示 4、与“同素异形体”相关的反应热比较 C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 因为C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0 所以ΔH1>ΔH2 图示 题型01盖斯定律 【典例】是一种常见燃料，可以用于火箭助推器。已知： ①   ②   ③   则  为 A． B． C． D． 【变式】甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用作燃料。 已知：　 　 下列说法或热化学方程式正确的是 A．的燃烧热为 B．和的总能量比的总能量低 C．完全燃烧甲醇，生成二氧化碳和液态水时放出的热量小于 D．　 题型02 根据反应物和生成物的键能计算 【典例】两种制备硫酸的途径如下图(反应条件略)。下列说法正确的是 A．已知，则 B．若，则2 molH2O2(aq)的能量小于2 molH2O(l)和1 mol O2(g)的总能量 C．若△H2＜0，则1 mol SO2和0.5 mol O2的键能之和大于1 mol SO3的键能 D．工业制硫酸时用98.3%的浓硫酸吸收SO3目的是提高SO3的吸收率 【变式】已知：，下列说法正确的是 A．逆反应的活化能大于46.6kJ/mol B．反应生成2mol AB(l)时， C．其他条件不变时，1mol AB(g)在密闭容器中充分分解，反应前后吸收的热量为23.3kJ D．1mol (g)与1mol (g)的化学键键能总和大于2mol AB(g)的化学键键能 题型03 根据总能量求反应热 【典例】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】合成尿素的机理及能量变化如图，TS表示过渡态。 下列说法正确的是 A．反应过程中的化合价发生改变 B．一定比稳定 C．若，则 D．决速步的热化学方程式：   题型04 反应热的大小比较 【典例】根据以下热化学方程式，和的大小比较错误的是 A． ， ，则 B． ， ，则 C． ， ，则 D．已知；，则 【变式】回答下列问题。 (1)写出下列反应的热化学方程式： 。 8g甲烷在空气中燃烧，恢复常温，测得放出热量445kJ。 (2)CH3OH，甲醇的结构式如图所示：。燃煤废气中的CO2能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇： 3H2(g)+CO2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)  。已知： 化学键 C—H C—O C=O H—H O—H 键能/kJ·mol-1 412 351 745 436 462 则= 。 (3)CO2可转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。 回答： ①0～10min内，氢气的平均反应速率为 。 ②下列措施能提高反应的速率是 (填序号)。 A．升温        B．恒容下充入Ar气体        C．压缩容器体积 (4)根据所学知识，比较下列反应热大小。 ①同一反应的生成物状态不同时反应热不同，如2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  H1，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  H2，则H1 H2(填“>”、“<”或“=”，下同)。 ②同一反应的反应物状态不同时，反应热不同，如S(g)+O2(g)=SO2(g)  H1，S(s)+O2(g)=SO2(g)  H2，则H1 H2。 【巩固训练】 1．将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理如下： ① ② 下列说法正确的是 A．的燃烧热为 B．按照反应①制取氢气，吸收能量 C．根据①和②推知： D． 2．已知25℃时，某些物质的燃烧热数据如表： 物质 C（石墨，s） C（金刚石，s）      燃烧热           下列热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   3．化学反应中不仅伴随着物质的变化还伴随能量的变化，下列说法正确的是 A．已知；，则 B．含的浓溶液与足量NaOH反应，放出的热量即为中和反应反应热 C．化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量多少无关 D．热化学方程式和化学方程式中的化学计量数的意义不完全相同 4．下列说法正确的是 A．浓硫酸稀释时放出大量的热，所以该过程属于放热反应 B．酒精发酵为醋酸过程中，涉及氧化还原反应 C．反应热的大小不仅与反应体系的始态和终态有关，还与反应途径有关 D．化石能源属于可再生能源，加大开采力度可以满足未来能源需求 5．为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。 下列说法不正确的是 A．固体溶解是吸热过程 B．根据盖斯定律可知： C．根据各微粒的状态，可判断， D．溶解过程的能量变化，与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关 6．已知在下，二个反应的热化学方程式如下 ①C(石墨，s) ② ③(石墨，s) 下列说法正确的是 A．由反应①知等物质的量的石墨的能量高于的能量 B．由反应②可知的摩尔燃烧焓为 C．若反应②生成气态水的焓变为，则 D．由上述反应可推知 7．与生成的反应可以一步完成，也可以分两步完成，各步反应之间的关系如图所示，下列说法错误的是 A．完全燃烧放出热量为 B． C．相同质量的碳，完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多 D．根据图示推出 8．下列各组热化学方程式中，的是 A． ， B． C D． 9．关于如图所示的说法，错误的是 A．图A可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的能量变化 B．图B中1molN2与3molH2充分反应放出的热量少于92kJ C．图C中发生的反应的ΔH＜0 D．三个图均表示反应物化学键键能总和小于生成物化学键键能总和 10．肼是一种常见的火箭燃料。如图是反应  的能量变化图。下列说法正确的是 A． B．反应物的总能量低于生成物的总能量 C．若产物为(1)，相应的焓变为，则 D．与曲线b相比，曲线a是使用了催化剂的能量变化曲线 【强化训练】 11．如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是 A．途径①和途径②的反应热是相等的 B．含1 mol H2SO4的浓溶液和含1 mol H2SO4的稀溶液，分别与足量的NaOH溶液反应，二者放出的热量是相等的 C．1 mol S在空气中燃烧放出的热量等于在纯氧中燃烧放出的热量 D．若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)为放热反应 12．下列示意图表示正确的是 A．甲图表示  反应的能量变化 B．乙图表示丙烷的燃烧热 C．丙图表示实验的环境温度为，将物质的量浓度相等、体积分别为的溶液混合，混合液的最高温度随的变化(已知) D．丁图中反应的热化学方程式为   13．已知、和的燃烧热分别是、、，   ，下列热化学方程式或表述正确的是 A．   B．和充分反应，可放出46.2kJ的热量 C．   D．   14．在、下，将通入溶液中充分反应，测得反应放出热量。在该条件下，通入溶液中充分反应放出热量。则与溶液反应生成的热化学方程式是 A．   B．   C．   D．   15．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． 16．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． 17．符合如图所示的转化关系，且当X、Y、Z的物质的量相等时，存在焓变。满足上述条件的X、Y可能是 ①C、CO   ②、   ③、   ④、   ⑤、 A．②③ B．①③⑤ C．①④⑤ D．①④ 18．化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式计算获得。 (1)溶液的配制：若实验中需配制作250 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，则需要称量NaOH固体 g。 (2)热量的测定：取上述NaOH溶液和0.50 mol/L盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、，则该过程放出的热量为 J(c和分别取和，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。 (3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应焓变(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。 序号 反应 试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 i 溶液100 mL 1.35g Zn粉 a b ii 0.65g Zn粉 a c ①温度：b c(填“>”“<”或“=”)。 ② (选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。 (4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：的焓变。 查阅资料：配制溶液时需加入酸。 提出猜想：Zn粉与溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Zn粉和酸的反应。 验证猜想：用pH试纸测得溶液的pH不大于1；向少量溶液中加入Zn粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和 (用离子方程式表示)。 实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。 教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。 优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为 。 (5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用 。 19．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 20．化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q=cρv 总·ΔT计算获得。 (1)配制盐酸溶液：配置100mL 0.5500mol/LHCl溶液，需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择，写出名称)。 (2)热量的测定：取0.5000mol/LNaOH溶液和上述浓度盐酸各50mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为 J。(c和ρ分别取4.18J/(g·℃)和1.0g /mL，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。 (3)借鉴(2)的方法，甲同学测定放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 ⅰ 100mL0.20mol/L CuSO4溶液 1.20g Fe粉 a b ⅱ 0.56gFe粉 a c ①温度：b c(填“>”、“<”或“=”)。 ②ΔH (选择表中一组数据计算〉。结果表明，该方法可行。 (4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓变。查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。 提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。 验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和 (用离子方程式表示)。 实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。 教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。 优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的烩变。该方案为 。 (5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第03讲 反应热的计算与比较 1、知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算 2、学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力 一、盖斯定律 1、内容：1836年，化学家盖斯从大量实验中总结出一条规律：一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成的，其反应热是相同的。这就是盖斯定律 2、特点：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 3、多角度理解盖斯定律 (1)从反应途径角度理解盖斯定律 如同山的高度与上山的途径无关一样，A点相当于反应体系的始态， B点相当于反应体系的终态， 山的高度相当于化学反应的反应热 (2)从能量守恒定律的角度理解盖斯定律 从S→L，ΔH1<0，体系放出热量 从L→S，ΔH2>0，体系吸收热量 根据能量守恒，ΔH1＋ΔH2＝0 (3)实例 从反应途径角度 A→D：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6) 从能量守恒角度 ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0 3、盖斯定律的意义：有的反应进行得很慢，有些反应不直接发生，有些反应产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难，若应用盖斯定律可间接地把它们的反应热计算出来 4、盖斯定律的应用 根据如下两个反应：Ⅰ、C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1 Ⅱ、CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2＝－283.0 kJ·mol－1 选用两种方法，计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH (1)虚拟路径法 反应C(s)＋O2(g)===CO2(g)的途径可设计如下 则ΔH＝－110.5 kJ·mol－1 (2)加合法 ①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置，C(s)＋O2(g)===CO(g) ②将已知热化学方程式Ⅱ变形，得反应Ⅲ：CO2(g)===CO(g)＋O2(g)　ΔH3＝＋283.0 kJ·mol－1 ③将热化学方程式相加，ΔH也相加：Ⅰ＋Ⅲ得，C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝ΔH1＋ΔH3，则ΔH＝－110.5 kJ/mol 二、反应热的计算 1、根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“加”“减”等计算反应热 (1)分析目标反应和已知反应的差异，明确①目标反应物和生成物；②需要约掉的物质 (2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致，同时约掉目标反应中没有的物质，热化学方程式的反应热也进行相应的换算 (3)将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加 以上步骤可以概括为找目标，看来源，变方向，调系数，相叠加，得答案 2、根据反应物和生成物的键能计算：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能 常见物质中的化学键数目 物质 CO2(C===O) CH4(C－H) P4(P－P) SiO2(Si－O) 石墨 金刚石 S8(S－S) Si 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 3、根据热化学方程式计算：反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比 三、反应热的大小比较 1、与“符号”相关的反应热比较：对于放热反应来说，ΔH＝－Q kJ·mol－1，虽然“—”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即：放热越多，ΔH反而越小 2、与“化学计量数”相关的反应热比较 如：H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－a kJ·mol－1， 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH2＝－b kJ·mol－1，a<b，ΔH1>ΔH2。 3、与“物质聚集状态”相关的反应热比较 (1)同一反应，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1<0， A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2<0， 因为C(g)===C(l)　ΔH3<0， 则ΔH3＝ΔH2－ΔH1<0， 所以ΔH2<ΔH1 图示 (2)同一反应，反应物状态不同时 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1<0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2<0 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3<0，所以ΔH1<ΔH2 图示 4、与“同素异形体”相关的反应热比较 C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 C(金刚石，s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2 因为C(石墨，s)===C(金刚石，s)　ΔH>0 所以ΔH1>ΔH2 图示 题型01盖斯定律 【典例】是一种常见燃料，可以用于火箭助推器。已知： ①   ②   ③   则  为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．选项A的表达式为，但根据推导结果，ΔH应为，与A不符，A错误； B．推导过程中，通过组合反应①、③及反转的反应②×3，得到总ΔH为，再除以4得，与选项B一致，B正确； C．选项C未除以4，直接取，不符合目标反应的系数比例，C错误； D．选项D的表达式为，符号和系数均与推导结果不符，D错误； 故选B。 【变式】甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用作燃料。 已知：　 　 下列说法或热化学方程式正确的是 A．的燃烧热为 B．和的总能量比的总能量低 C．完全燃烧甲醇，生成二氧化碳和液态水时放出的热量小于 D．　 【答案】D 【详解】A．燃烧热是指在101 kPa下，1mol纯物质完全燃烧生成稳定产物时所释放的热量，的燃烧热为，A错误； B．根据　，和的总能量比的总能量高，B错误； C．甲醇的物质的量为，完全燃烧甲醇，生成二氧化碳和气态水时放出的热量为，气态水转化为液态水放热，故完全燃烧甲醇，生成二氧化碳和液态水时放出的热量大于，C错误； D．根据盖斯定律，的，D正确； 故选D。 题型02 根据反应物和生成物的键能计算 【典例】两种制备硫酸的途径如下图(反应条件略)。下列说法正确的是 A．已知，则 B．若，则2 molH2O2(aq)的能量小于2 molH2O(l)和1 mol O2(g)的总能量 C．若△H2＜0，则1 mol SO2和0.5 mol O2的键能之和大于1 mol SO3的键能 D．工业制硫酸时用98.3%的浓硫酸吸收SO3目的是提高SO3的吸收率 【答案】D 【详解】A．气态二氧化硫的能量大于液态二氧化硫，生成液态二氧化硫放热更多，则△Ha＜△Hb，A错误﹔ B．①，②，①+②整理可得。若，说明H2O2(aq)分解生成H2O(l)和O2(g)是放热反应，则2molH2O2(aq)的能量大于2 molH2O(l)和1molO2(g)的总能量，B错误； C．若△H2＜0，根据焓变=反应物键能之和-生成物键能之和，则1molSO2和0.5molO2的键能之和小于1molSO3的键能，C错误； D．工业制硫酸时用98.3%的浓硫酸吸收SO3目的是避免用水吸收时形成酸雾，故可以防止酸雾的形成，便于更充分吸收SO3，从而可提高SO3的吸收率，D正确； 故合理选项是是D。 【变式】已知：，下列说法正确的是 A．逆反应的活化能大于46.6kJ/mol B．反应生成2mol AB(l)时， C．其他条件不变时，1mol AB(g)在密闭容器中充分分解，反应前后吸收的热量为23.3kJ D．1mol (g)与1mol (g)的化学键键能总和大于2mol AB(g)的化学键键能 【答案】A 【详解】A．该反应的反应热为-46.6 kJ/mol表示正反应的活化能比逆反应小46.6 kJ/mol。由于断键吸收热量，形成化学键会释放热量，所以正反应、逆反应的活化能都大于0，则逆反应过程的活化能Ea一定大于46.6 kJ/mol，A正确； B．由气态到液态是放热过程，反应生成2mol AB(l)时，放出热量比气体时多，，B错误； C．反应为可逆反应，AB(g)分解也是可逆反应，1mol AB(g)在密闭容器中充分分解不能全部分解，反应前后吸收的热量小于23.3kJ，C错误； D．反应 1mol 为放热反应，反应物键能小于生成物键能，(g)与1mol (g)的化学键键能总和小于2mol AB(g)的化学键键能，D错误； 答案选A。 题型03 根据总能量求反应热 【典例】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】合成尿素的机理及能量变化如图，TS表示过渡态。 下列说法正确的是 A．反应过程中的化合价发生改变 B．一定比稳定 C．若，则 D．决速步的热化学方程式：   【答案】C 【详解】A．反应过程中N一直为-3价，化合价未变化，故A错误； B．图中HOOCNH2(s)+NH3+2H2O的能量比HNCO(g) +NH3+3H2O的能量更低​​，但HOOCNH2(s)的能量与HNCO(g) 的能量无法比较，故稳定性不确定，故B错误； C．根据图象可知，87.5+△E1=△E2-87，故 若，则，故C正确； D．决速步是能垒最高的步骤（ΔE1=66.5 kJ·mol⁻¹），对应反应：HNCO(g) +NH3 →[CO(NH2)2] (s)，故D错误； 故选C。 题型04 反应热的大小比较 【典例】根据以下热化学方程式，和的大小比较错误的是 A． ， ，则 B． ， ，则 C． ， ，则 D．已知；，则 【答案】B 【详解】A．已知 ，根据盖斯定律可得，即，A正确； B．已知为放热反应，根据盖斯定律可得，即，B错误； C．已知为吸热反应，，为放热反应，，即，C正确； D．已知为放热反应，根据盖斯定律可得，即，则，D正确； 故选B； 【变式】回答下列问题。 (1)写出下列反应的热化学方程式： 。 8g甲烷在空气中燃烧，恢复常温，测得放出热量445kJ。 (2)CH3OH，甲醇的结构式如图所示：。燃煤废气中的CO2能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇： 3H2(g)+CO2(g) ⇌CH3OH(g)+H2O(g)  。已知： 化学键 C—H C—O C=O H—H O—H 键能/kJ·mol-1 412 351 745 436 462 则= 。 (3)CO2可转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。 回答： ①0～10min内，氢气的平均反应速率为 。 ②下列措施能提高反应的速率是 (填序号)。 A．升温        B．恒容下充入Ar气体        C．压缩容器体积 (4)根据所学知识，比较下列反应热大小。 ①同一反应的生成物状态不同时反应热不同，如2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  H1，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  H2，则H1 H2(填“>”、“<”或“=”，下同)。 ②同一反应的反应物状态不同时，反应热不同，如S(g)+O2(g)=SO2(g)  H1，S(s)+O2(g)=SO2(g)  H2，则H1 H2。 【答案】(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  =-890kJ/mol (2)-175kJ/mol (3) 0.225 mol/(Lmin) A、C (4) > < 【详解】（1）甲烷的物质的量为=0.5mol，即0.5mol甲烷完全燃烧生成液态水时放出445kJ热量，1mol甲烷反应燃烧反应放热445kJ×2=890kJ，则反应的热化学方程式为：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  =-890kJ/mol； （2）ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=3×436kJ/mol+745kJ/mol×2-(412kJ/mol×3+351kJ/mol+462kJ/mol+462kJ/mol×2)=-175kJ/mol； （3）①由图可知，10min时，反应已经达平衡，Δc(CO2)=1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，所以10min内，v(CO2)==0.075mol/(L•min)，反应速率之比等于计量数之比，故v(H2)=3v(CO2)=3×0.075mol/(L•min)=0.225mol/(L•min)； ②A．升温能加快反应速率，故A选； B．恒容下充入Ar气体，容器体积不变，反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，故B不选； C．压缩容器体积，反应物和生成物的浓度增大，反应速率加快，故C选； 答案为AC。 （4）①水蒸气的能量高于液态水，故生成液态水时放热更多，反应热更小，即H1>H2； ②S蒸气的能量高于固体S，S蒸气燃烧时放热更多，反应热更小，即H1<H2。 【巩固训练】 1．将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理如下： ① ② 下列说法正确的是 A．的燃烧热为 B．按照反应①制取氢气，吸收能量 C．根据①和②推知： D． 【答案】C 【详解】A．燃烧热是指1mol物质完全燃烧生成稳定氧化物的焓变。反应②生成的是气态H2，而非液态H2O，因此根据题中信息无法知道甲醇的燃烧热，A错误； B．64g CH3OH的物质的量为2mol，按照反应①制取氢气，反应①的ΔH=+49 kJ·mol-1，表示每1mol甲醇吸收49kJ热量，因此2mol应吸收98kJ，B错误； C．通过反应②-①可得：，C正确； D．液态甲醇转化为气态需吸热，故，D错误； 故选C。 2．已知25℃时，某些物质的燃烧热数据如表： 物质 C（石墨，s） C（金刚石，s）      燃烧热           下列热化学方程式书写正确的是 A．   B．   C．   D．   【答案】B 【详解】A．燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，H2燃烧生成的稳定氧化物是液态水，不是气态水，故A错误； B．根据燃烧热数据可得：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ/mol； ②C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol； ③H2(g)+O2 (g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ/mol，由①-②-③×2可得ΔH=-890.3kJ/mol+393.5kJ/mol +285.8kJ/mol =+74.8kJ/mol，故B正确；； C．由C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol，C(金刚石，s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-395.0kJ/mol，用前式减去后式可得ΔH=+1.5kJ/mol，故C错误； D．CH4燃烧热是指1mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量，而该反应生成的是CO，不是CH4的燃烧热，故D错误； 答案选B。 3．化学反应中不仅伴随着物质的变化还伴随能量的变化，下列说法正确的是 A．已知；，则 B．含的浓溶液与足量NaOH反应，放出的热量即为中和反应反应热 C．化学反应中的能量变化的大小与反应物的质量多少无关 D．热化学方程式和化学方程式中的化学计量数的意义不完全相同 【答案】D 【详解】A．S(g)转化为S(s)会释放热量，因此S(g)燃烧生成SO2的放热量（ΔH1）比S(s)燃烧生成SO₂的放热量（ΔH2）更大，由于ΔH为负值，ΔH1更小，故ΔH1 < ΔH2，A错误； B．浓硫酸与NaOH反应时，浓硫酸稀释会额外放热，导致总放热量超过中和反应的反应热，B错误； C．化学反应的能量变化与反应物质量成正比，例如燃烧更多物质会释放更多热量，C错误； D．热化学方程式的计量数可表示物质的量且影响ΔH值，而普通化学方程式的计量数仅表示比例，意义不同，D正确； 故选D。 4．下列说法正确的是 A．浓硫酸稀释时放出大量的热，所以该过程属于放热反应 B．酒精发酵为醋酸过程中，涉及氧化还原反应 C．反应热的大小不仅与反应体系的始态和终态有关，还与反应途径有关 D．化石能源属于可再生能源，加大开采力度可以满足未来能源需求 【答案】B 【详解】A．浓硫酸稀释是物质的溶解过程，由于没有新物质生成，因此属于物理过程，不属于化学反应，因此溶解放热不能认为“放热反应”，A错误； B．在酒精发酵为醋酸过程中，乙醇(C2H5OH)被氧化生成乙酸(CH3COOH)时，涉及电子转移，因此该转化过程涉及到了氧化还原反应，B正确； C．根据盖斯定律，反应热仅由物质始态和终态决定，与反应途径无关，C错误； D．化石能源是不可再生资源，短期内无法再生，加大开采无法解决未来能源需求，D错误； 故合理选项是B。 5．为理解离子化合物溶解过程的能量变化，可设想固体溶于水的过程分两步实现，示意图如下。 下列说法不正确的是 A．固体溶解是吸热过程 B．根据盖斯定律可知： C．根据各微粒的状态，可判断， D．溶解过程的能量变化，与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关 【答案】C 【详解】A．由图可知，固体溶解过程的焓变为，为吸热过程，A正确； B．由图可知，固体溶于水的过程分两步实现，由盖斯定律可知，即，B正确； C．由分析可知，第一步为NaCl固体变为Na+和Cl-，此过程离子键发生断裂，为吸热过程，a＞0；第二步为Na+和Cl-与水结合形成水合钠离子和水合氯离子的过程，此过程为成键过程，为放热过程，b＜0，C错误； D．由分析可知，溶解过程的能量变化，却决于固体断键吸收的热量及Na+和Cl-水合过程放出的热量有关，即与固体和溶液中微粒间作用力的强弱有关，D正确； 故选C。 6．已知在下，二个反应的热化学方程式如下 ①C(石墨，s) ② ③(石墨，s) 下列说法正确的是 A．由反应①知等物质的量的石墨的能量高于的能量 B．由反应②可知的摩尔燃烧焓为 C．若反应②生成气态水的焓变为，则 D．由上述反应可推知 【答案】D 【详解】A．反应①中石墨和O2的总能量高于CO2，但单独比较等物质的量石墨和CO2的能量时未考虑O2的贡献，故A错误； B．反应②中2mol H2燃烧放热571.6kJ，故H2的摩尔燃烧焓为-285.8kJ/mol，故B错误； C．生成液态水比气态水释放更多热量，ΔH2更小，故生成气态水则ΔH4＞ΔH2，故C错误； D．根据盖斯定理，可知通过反应①×4+②-③×2得ΔH=-1574-571.6-453.4=-2599kJ/mol，故D正确； 答案选D。 7．与生成的反应可以一步完成，也可以分两步完成，各步反应之间的关系如图所示，下列说法错误的是 A．完全燃烧放出热量为 B． C．相同质量的碳，完全燃烧比不完全燃烧放出的热量更多 D．根据图示推出 【答案】B 【详解】A．由图可知1mol C(s)完全燃烧生成CO2(g)放出热量393.5kJ ，物质的量为，完全燃烧放出热量为，，A正确； B．根据盖斯定律，反应热只与反应的始态和终态有关，与反应途径无关，应该是，即，B错误； C．由，即碳与氧气反应生成放出热量，碳完全燃烧放出热量，C正确； D．由盖斯定律可知，碳与反应生成的反应焓变为，则碳与反应生成的热化学方程式为，D正确； 故选B。 8．下列各组热化学方程式中，的是 A． ， B． C D． 【答案】A 【详解】A．碳不完全燃烧生成CO（ΔH1）的焓变绝对值小于完全燃烧生成CO2（ΔH2），故ΔH1> ΔH2，A正确； B．CaO与水反应放热，ΔH1<0，CaCO3分解吸热，ΔH2>0，故ΔH1<ΔH2，B错误； C．硫酸与Ba(OH)2反应生成沉淀，释放更多热量，ΔH1更负，故ΔH1 < ΔH2，C错误； D．HCl为强酸，中和放热更多，ΔH1更负，而CH3COOH为弱酸，电离时吸收热量，ΔH2绝对值更小，故ΔH1< ΔH2，D错误； 故选A。 9．关于如图所示的说法，错误的是 A．图A可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的能量变化 B．图B中1molN2与3molH2充分反应放出的热量少于92kJ C．图C中发生的反应的ΔH＜0 D．三个图均表示反应物化学键键能总和小于生成物化学键键能总和 【答案】D 【详解】A．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应是吸热反应，生成物的总能量大于反应物总能量，则图A可表示Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的能量变化，A正确； B．根据图B可知，生成2molNH3放出(152-60)kJ=92kJ的能量，但该反应() 为可逆反应，则1molN2与3molH2充分反应生成氨气的物质的量小于2mol，则放出的热量少于92kJ，B正确； C．锌粉与稀盐酸的反应为放热反应，图C中发生的反应的ΔH＜0，C正确； D．图A表示吸热反应，即反应物化学键键能总和大于生成物化学键键能总和；图B、C的反应均为放热反应，均表示反应物化学键键能总和小于生成物化学键键能总和，D错误； 故选D。 10．肼是一种常见的火箭燃料。如图是反应  的能量变化图。下列说法正确的是 A． B．反应物的总能量低于生成物的总能量 C．若产物为(1)，相应的焓变为，则 D．与曲线b相比，曲线a是使用了催化剂的能量变化曲线 【答案】C 【详解】A．该反应，根据图示可知，，A错误； B．由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量，属于放热反应，B错误； C．若产物为，能量低于，放出热量多，，C正确； D．使用催化剂可降低反应的活化能，故与曲线a相比，曲线b为使用了催化剂的图像，D错误； 答案选C。 【强化训练】 11．如图为两种制备硫酸的途径(反应条件略)。下列说法不正确的是 A．途径①和途径②的反应热是相等的 B．含1 mol H2SO4的浓溶液和含1 mol H2SO4的稀溶液，分别与足量的NaOH溶液反应，二者放出的热量是相等的 C．1 mol S在空气中燃烧放出的热量等于在纯氧中燃烧放出的热量 D．若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则2H2O2(aq)=2H2O(l)＋O2(g)为放热反应 【答案】B 【详解】A．根据盖斯定律，反应热只与始态和终态有关，则途径①和途径②的反应热是相等的，A正确； B．浓硫酸稀释放热，则含1mol H2SO4的浓溶液、含1mol H2SO4的稀溶液，分别与足量的NaOH溶液反应，前者放出的热量多，B错误； C．相同温度下，相同质量的单质硫分别在足量空气中和足量纯氧中燃烧，生成相同质量的二氧化硫，理论上讲，放出的能量应该一样多，C正确； D．由图示可得三个反应：  H1   ①     H2    ②    H3    ③ ①-(②+③)，即得反应H2O2(aq)=H2O(l)＋O2(g)  △H，所以△H=ΔH1-（ΔH2+ΔH3），若ΔH1<ΔH2＋ΔH3，则△H <0，则该反应为放热反应，D正确； 故选B。 12．下列示意图表示正确的是 A．甲图表示  反应的能量变化 B．乙图表示丙烷的燃烧热 C．丙图表示实验的环境温度为，将物质的量浓度相等、体积分别为的溶液混合，混合液的最高温度随的变化(已知) D．丁图中反应的热化学方程式为   【答案】D 【详解】A．由图可知反应物的能量大于生成物的能量，为放热放应，而  为吸热反应，故A错误； B．燃烧热要求生成液态水，而图中显示的却是气态水，故B错误； C．溶液的物质的量浓度相同，当二者的体积比为时，二者恰好完全反应，放出的热量最多，混合液的温度最高，此时硫酸溶液的体积为，氢氧化钠溶液的体积为，故C错误； D．由图可知的能量为原子的能量为的能量为，，故D正确； 故选D。 13．已知、和的燃烧热分别是、、，   ，下列热化学方程式或表述正确的是 A．   B．和充分反应，可放出46.2kJ的热量 C．   D．   【答案】D 【详解】A．由反应③：可知，生成液态水时放出的热量更多，故  ，A错误； B．由可知，该反应为可逆反应，不能完全进行，故和充分反应，放出的热量小于46.2kJ，B错误； C．由反应②为可知，  ，C错误； D．由分析知，由盖斯定律得=故，D正确； 故选D。 14．在、下，将通入溶液中充分反应，测得反应放出热量。在该条件下，通入溶液中充分反应放出热量。则与溶液反应生成的热化学方程式是 A．   B．   C．   D．   【答案】A 【详解】通入溶液中充分反应，该反应既生成碳酸钠又生成碳酸氢钠，方程式为2CO2+3NaOH═NaHCO3+Na2CO3+H2O，测得放出xkJ的热量，即热化学反应方程式为2CO2（g）+3NaOH（aq）═NaHCO3（aq）+Na2CO3（aq）+H2O（l）①，通入溶液中充分反应放出热量3CO2（g）+4NaOH（aq）═2NaHCO3（aq）+Na2CO3（aq）+H2O（l）②，由盖斯定律可知，①×2-②可得，答案选A。 15．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。 16．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。 17．符合如图所示的转化关系，且当X、Y、Z的物质的量相等时，存在焓变。满足上述条件的X、Y可能是 ①C、CO   ②、   ③、   ④、   ⑤、 A．②③ B．①③⑤ C．①④⑤ D．①④ 【答案】D 【详解】①由C+O2CO2，可看成C+O2CO，CO+O2CO2来完成，X、Y、Z的物质的量相等，符合△H=△H1+△H2，故①符合； ②因S与氧气反应生成二氧化硫，不会直接生成三氧化硫，则不符合转化，故②不符合； ③由2Na+O2Na2O2，可看成2Na+O2Na2O、Na2O+O2=Na2O2，来完成，X、Y、Z的物质的量相等时，不符合△H=△H1+△H2，故③不选； ④由AlCl3+4NaOH═3NaCl+Na[Al(OH)4]，可看成AlCl3+3NaOH═Al(OH)3↓+3NaCl、Al(OH)3+NaOH═Na[Al(OH)4]来完成，X、Y、Z的物质的量相等，符合△H=△H1+△H2，故④符合； ⑤由NaOH+CO2═NaHCO3，可看成NaOH+CO2═Na2CO3+H2O，CO2+Na2CO3+H2O=NaHCO3，X、Z的物质的量相等，而Y的物质的量为X一半，不符合题意，故⑤不符合； 综上分析，符合题意的有①④； 答案选D。 18．化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式计算获得。 (1)溶液的配制：若实验中需配制作250 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液，则需要称量NaOH固体 g。 (2)热量的测定：取上述NaOH溶液和0.50 mol/L盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、，则该过程放出的热量为 J(c和分别取和，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。 (3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应焓变(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。 序号 反应 试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 i 溶液100 mL 1.35g Zn粉 a b ii 0.65g Zn粉 a c ①温度：b c(填“>”“<”或“=”)。 ② (选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。 (4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：的焓变。 查阅资料：配制溶液时需加入酸。 提出猜想：Zn粉与溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Zn粉和酸的反应。 验证猜想：用pH试纸测得溶液的pH不大于1；向少量溶液中加入Zn粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和 (用离子方程式表示)。 实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。 教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。 优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为 。 (5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用 。 【答案】(1)5.5g； (2) (3) > 或 (4) 将一定量的Cu粉加入一定浓度的溶液中反应，测量反应热，计算得到反应的焓变；根据(4)中实验计算得到反应的焓变；根据盖斯定律计算得到反应的焓变为 (5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等) 【详解】（1）根据n=c·v=0.55mol/L×0.25L=0.1375mol，所以m(NaOH)=n·M=0.1375mol×40g/mol=5.5g； （2）测得反应前后体系的温度值(℃)分别为、，混合溶液的质量为100g，则该过程放出的热量为； （3）①由于铜离子物质的量为0.02mol，消耗的物质的量为0.02mol，由于0.65g锌粉物质的量为0.01mol，而1.35g锌粉物质的量大于0.02mol，因此1.35g锌粉反应铜离子更充分，放出的热量更多，则温度：b>c； ②或； （4）①用pH试纸测得溶液的pH不大于1；向少量溶液中加入Zn粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和铁与硫酸反应生成氢气，其反应离子方程式为：； ②优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为将一定量的Cu粉加入一定浓度的溶液中反应，测量反应热，计算得到反应的焓变；根据实验计算得到反应的焓变；根据盖斯定律计算得到反应的焓变为； （5）化学能可转化为热能，在生产或生活中的一种应用燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)；故答案为：燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)。 19．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 【详解】（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。 20．化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q=cρv 总·ΔT计算获得。 (1)配制盐酸溶液：配置100mL 0.5500mol/LHCl溶液，需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择，写出名称)。 (2)热量的测定：取0.5000mol/LNaOH溶液和上述浓度盐酸各50mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为 J。(c和ρ分别取4.18J/(g·℃)和1.0g /mL，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。 (3)借鉴(2)的方法，甲同学测定放热反应Fe(s)+CuSO4(aq)=FeSO4(aq)+Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见下表。 序号 反应试剂 体系温度/℃ 反应前 反应后 ⅰ 100mL0.20mol/L CuSO4溶液 1.20g Fe粉 a b ⅱ 0.56gFe粉 a c ①温度：b c(填“>”、“<”或“=”)。 ②ΔH (选择表中一组数据计算〉。结果表明，该方法可行。 (4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A：Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓变。查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。 提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。 验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和 (用离子方程式表示)。 实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。 教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。 优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的烩变。该方案为 。 (5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用 。 【答案】(1)100mL容量瓶、胶头滴管 (2)418(T1-T0) (3) > 或 (4) Fe+2H+=Fe2++H2↑ 将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓变ΔH1，根据(3)中实验计算得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2 (5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等) 【详解】（1）配制盐酸溶液：配置100mL 0.5500mol/LHCl溶液，需要的仪器有烧杯、药匙、玻璃棒、100mL容量瓶、胶头滴管。 （2）反应前后质量为100g，放出热量Q=cρV总 (T1-T0)= 4.18J/g·℃×1g/L×(50mL+50mL)×(T1-T0)℃=418(T1-T0)J。 （3）①100mL0.20mol/LCuSO4溶液含有溶质的物质的量为0.02mol，1.20g铁粉和0.56g铁粉的物质的量分别为0.021mol、0.01mol，实验i中有0.02molCuSO4发生反应，实验 ii中有0.01molCuSO4发生反应，实验i放出的热量多，则b>c；若按实验i进行计算，△H=；若按实验 ii进行计算，。 （4）用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1，向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，气泡为氢气，还存在铁与酸反应，离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑；乙同学根据相关原理，重新设计优化的实验方案的重点为如何防止Fe与酸反应产生影响，可以借助盖斯定律，设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应，故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4的焓变ΔH1，根据(3)中实验计算得到反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4的焓变ΔH2，根据盖斯定律计算得到反应Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4的焓变为ΔH1+ΔH2。 （5）化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛，化石燃料的燃烧、炸药开山、放射火箭等都是化学能转化热能的应用，另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化热能的应用。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$