第1章 化学反应的热效应（复习讲义）化学沪科版2020选择性必修1

第一章 化学反应的热效应 复习讲义 复习目标 1. 掌握焓变和反应热的定义 2. 用不同的方法求解反应热和焓变 3. 盖斯定律的灵活使用 4. 中和热的定义 5. 中和热的测定，及误差分析 6. 燃烧热的定义 7. 热化学方程式中一定质量物质反应的热量求解 8. 多种方法的灵活使用 重点和难点 重点：热化学方程式的书写、焓变和反应热的计算，盖斯定律的使用，燃烧热的含义，中和热的测定 难点：焓变和反应热的计算，盖斯定律的使用 █知识点一 焓变 在 等温 条件下，化学反应体系向环境 释放 或从环境 吸收 的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的 焓变 ，用 ΔH 表示，常用单位是 kJ·mol-1 . 效果检测特别提醒/易错提醒/教材延伸 1. 一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件没有必然联系，需要加热的反应不一定是吸热反应，如碳的燃烧是放热反应，但反应开始时需要点燃。 2. 反应热：ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量 1．下列有关叙述正确的是 A．在任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热 B．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同 C．相同条件下，若1molO、1molO2所具有的能量分别为E1、E2，则2E1>E2 D．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol，则1molKOH固体与足量稀盐酸充分混合放出57.3kJ热量 2．已知：  。下列与化学反应能量变化相关的描述正确的是 A．中学阶段，反应热等于反应的焓变，用符号“”表示 B．有热量变化时一定发生了化学反应 C．石墨的燃烧热与金刚石的燃烧热，二者数值相同 D．常温下与在水溶液中反应，放出热量 █知识点二 化学键断裂和形成时的能量变化 解题思路 a. 明确每种反应物和生成物分子中的化学键种类。 b. 根据热化学方程式中各物质的化学计量数计算反应物的总键能和生成物的总键能。 c. 依据“ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能”计算反应热 特别提醒/易错提醒/教材延伸 注意ΔH的符号，计算结果为负值，则ΔH为符号为“-”，反之ΔH的符号为“+”。 当计算复杂的结构（如芳香族化合物）中的化学键的键能时，若化学方程式两边都有该结构，则该结构中化学键的键能能相互抵消，可不进行计算。 效果检测 1．已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)  ΔH=﹣91kJ•mol-1 化学键 C≡O H﹣H H﹣O C﹣H C﹣O 键能/(kJ·mol﹣1) x 436 463 414 326 则1molCO断键吸收的能量为 A．1068kJ B．1157kJ C．735kJ D．817kJ 2．已知某些共价键的键能如下表所示，火箭燃料肼燃烧的热化学方程式是：。则的键能为 共价键 O-H 键能 A． B． C． D． █知识点三 常见吸热反应和放热反应 1. 放热反应 物质的缓慢氧化、燃烧反应、酸碱中和反应、金属与酸的反应、生石灰和水反应、铝热反应及大多数化合反应等。 2. 吸热反应 铵盐与碱的反应：2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O=BaCl2+2NH3↑+10H2O 水煤气制取：C+H2OCO+H2、CO2+C2CO. 大多数分解反应 盐类的水解反应等 特别提醒/易错提醒/教材延伸 一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件没有必然联系，需要加热的反应不一定是吸热反应，如碳的燃烧是放热反应，但反应开始时需要点燃。 效果检测 1．下列变化过程中，属于放热反应的是 A．葡萄糖在人体内缓慢氧化 B．煅烧石灰石 C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 D．高温下木炭还原二氧化碳 2．下列化学反应属于放热反应的是 ①浓硫酸的稀释②工业合成氨③溶液中加盐酸④氢氧化钡晶体与氯化铵混合⑤溶于水⑥在高温条件下与的反应⑦酸碱中和反应 A．②⑤⑥⑦ B．②⑥⑦ C．①②③⑤⑦ D．全部 3．下列变化一定为放热反应的是 A．H2O(g)=H2O(l)放出44 kJ热量 B．ΔH＞0的化学反应 C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应 D．1mol C固体燃烧生成CO气体 █知识点四 热化学方程式 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，而且强调了物质的“量”与能量之间的定量关系。 书写热化学方程式的注意事项 1. 各物质化学式前面的化学计量数只表示物质的 物质的量 ，而不表示物质的分子或原子个数，因此可以是整数或分数。 2. 热化学方程式中用“====”或“”，而不用“” 3. 标明反应物和生成物的聚集状态，固态（s）、液态（l）、气态（g）、水溶液（aq）。 4. ΔH的值要与物质前面的化学计量数相对应，焓变与参加反应的物质的化学计量数成正比。 5. 当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 6. ΔH有需要注明“+”“-” 特别提醒/易错提醒/教材延伸 若物质有同分异构体应注明是哪一种。 热化学方程式不用注明如“点燃”“Δ”等反应条件。 常用的ΔH的数据，一般默认是在25℃和101kPa时的数据。 效果检测 1．写出下列反应的热化学方程式： (1)在200℃，101kPa时，1molH2与碘蒸气完全作用生成HI气体，放出的热量为14.9kJ： 。 (2)16 g CH4(g)与足量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3 kJ热量： 。 2．回答下列问题。 (1)在一定条件下N2与H2反应生成NH3，已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、945.7 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。 (2)N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂，已知：16 g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6 kJ 的热量，反应N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1。已知：2H2O2(l)=O2(g)＋2H2O(l)　ΔH=-196.4 kJ·mol-1。N2H4和H2O2反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。 █知识点五 燃烧热 在101kPa时， 1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。 注意事项： 1. 可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。 2. 规定是在101kPa下测出来的热量。 3. ΔH是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。 4. 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如：CCO2(g) H2H2O(l) SSO2(g) PP2O5(s) 5. 燃烧反应放热，ΔH的符号为“-”；反应热的ΔH有“+”也有“-”，具体情况具体分析 特别提醒/易错提醒/教材延伸 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如：CCO2(g) H2H2O(l) SSO2(g) PP2O5(s) 效果检测 1．在298 K和100 kPa时，下列反应的ΔH可表示物质燃烧热的是 A．H2 (g) + Cl2 (g)=2HCl (g)  ΔH = -185 kJ · mol-1 B．C4 H10 (g) +O2 (g) =4CO (g) + 5H2 O (l)  ΔH = -1 746 kJ · mol-1 C．H2 (g) +O2 (g) =H2 O (l)  ΔH = -286 kJ · mol-1 D．2CO (g) + O2 (g)= 2CO2 (g)  ΔH = -566 kJ · mol-1 2．下列说法正确的是 A．葡萄糖燃烧热是，则　 B．一定条件下，将和置于密闭容器中充分反应，放出热量为，则　 C．已知　；　，则 D．若　，则金刚石比石墨稳定 █知识点六 中和热 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol液态H2O时放出的热量，叫做中和热。在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水放出57.3kJ热量。 在25℃和101kPa下，弱酸或弱碱参与的中和反应，其中和热数值一般 小于 57.3kJ。因为一般弱酸或弱碱的电离是吸热的。有浓硫酸参与的中和反应，其中和热数值 大于 57.3kJ。因为浓硫酸溶于水放热。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) =-57.3kJ/mol 效果检测 1．Ⅰ．已知下列热化学方程式： ①   ②   ③   ④   回答下列问题： (1)碳的燃烧热的热化学方程式为 (填序号)。 (2)燃烧生成液态水，放出的热量为 。 Ⅱ．中和热是一类重要的反应热，也是化学研究的重要课题。已知强酸稀溶液与强碱稀溶液发生反应的热化学方程式为   。 (3)下列各组试剂混合发生反应的离子方程式为的是 (填序号)。 A．盐酸与氢氧化钠溶液         B．稀硫酸与氢氧化钡溶液 C．醋酸与氢氧化钠固体         D．硫酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液 E．氢氧化镁溶于稀盐酸 (4)若稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成，则反应放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)，原因是 。 Ⅲ．已知：①  ；②   (5)已知  。写出燃烧生成和水蒸气的热化学方程式： 。 2．下列说法正确的是 A．利用与醋酸的稀溶液反应测定中和热 B．500℃、30MPa下，将0.5mol和1.5mol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．和反应的中和热，则稀溶液中和反应的中和热 D．若  ，则的燃烧热 █知识点七 盖斯定律 一个反应，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。即在一定条件下，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。盖斯定律是求反应热的重要方法，即由已知反应焓变计算未知反应焓变的方法。 设计路径法求反应热 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2 = ΔH3+ΔH4 +ΔH5。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 在恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变（ΔH），而ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。 效果检测 1．已知热化学方程式：① ； ② ； ③ 。 下列说法错误的是 A．硫的燃烧热是 B．由盖斯定律可得出热化学方程式： C． D．在一定条件下，将与放入一密闭容器中充分反应，放出的热量小于98.3kJ 2．盖斯定律认为能量总是守恒的：化学反应过程一步完成或分步完成，整个过程的热效应是相同的。 已知：H2O(g)═H2O(l)    ΔH1 C2H5OH(g)═C2H5OH(l)     ΔH2 C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g )     ΔH3 若使46 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，反应热为ΔH4，则ΔH4为 A．ΔH2－ΔH3－3ΔH1 B．0.5ΔH2－0.5ΔH3－1.5ΔH1 C．0.5ΔH1－1.5 ΔH2＋0.5ΔH3 D．ΔH3－ΔH2＋3ΔH1 █考点一 反应热的比较 【例1】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．  ，      则 解题要点 注意状态，相同物质不同状态g > l > s . 考虑是否完全燃烧。不完全燃烧的物质放出的能量小于完全燃烧的物质。 ΔH比较时是带符号比较的吸热反应“+”，放热反应是“-” 氯元素的非金属性强于溴元素，因此氯气与氢气反应放出的热量多余溴与氢气，又因放热焓变为负值，放热越多焓变值越小 【变式1-1】已知两个反应： ， ，则与关系正确的是 A． B． C． D．无法比较 【变式1-2】下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是 ①； ②； ③； A．① B．③ C．②③ D．①②③ █考点二 物质的量与质量能量换算 【例2】已知：25℃、101 kPa时，1.00gCH4完全燃烧生成稳定的化合物放出55.6 kJ热量，书写甲烷燃烧热的热化学方程式 。 解题要点 燃烧热是指1mol燃烧物，因此需要换算成质量，再根据质量比和热量比进行求解。 【变式2-1】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，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285.8kJ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 完全燃烧生成1mol 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 。(已知：甲烷相对分子质量为16；乙醇相对分子质量为46) 【变式2-2】积极发展清洁能源，推动经济社会绿色低碳转型，已经成为国际社会应对全球气候变化的普遍共识。已知： ①某些常见化学键的键能(指常温常压下，气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)数据如下： 化学键 键能 436 496 ②； ③在和下，的燃烧热。 (1)氢能是理想的绿色能源。已知。 ①断开1molH—O需要吸收 能量。 ②与天然气相比，氢能的优点是 (任写1点)。 (2)CH3OH是一种重要的清洁燃料，在和下完全燃烧生成和时，放出热量。 ①表示(1)燃烧热的热化学方程式为 ，该反应中反应物的总键能 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总键能。 ②由催化加氢可制备，则 ，若生成气态水，则 (填“大于”“小于”或“等于”)该计算值。 (3)在和下，和的混合气体完全燃烧生成和时，放出热量，则该混合气体中的物质的量分数为 。 █考点三 热值与反应热之间的转换 【例3】热值指单位质量可燃物完全燃烧时生成稳定氧化物时放出的热量。几种物质热值如下表所示： 可燃物 燃烧热 890 1367 1560 2220 其中，热值最高的是 A． B． C． D． 解题要点 热值指单位质量可燃物完全燃烧时生成稳定氧化物时放出的热量. 甲烷的热值为≈55.6kJ/g、乙醇的热值为≈29.7kJ/g、乙烷的热值为=52kJ/g、丙烷的热值为≈50.5kJ/g 【变式3-1】乙烷、乙烯、乙炔和均为常见的气体燃料，四种物质各完全燃烧的焓变如图所示。已知：单位体积气态可燃物完全燃烧时放出的热量叫作该可燃物的热值。下列叙述正确的是 A．上述四种物质完全燃烧生成等质量液态水时放出热量最多的是 B．表示燃烧热的热化学方程式为 C．上述四种气态可燃物中，热值最大的是 D．由图示可知， 【变式3-2】一种物质的热值指的是“1g物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量”，已知乙烷(结构简式为CH3CH3)的热值为52kJ/g。下列能够表示乙烷燃烧热的热化学方程式的是 A．CH3CH3(g)+O2(g) =2CO2(g)+3H2O(l)   ΔH= -52 kJ·mol-1 B．CH3CH3(g)+O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(g)  ΔH= -1560 kJ·mol-1 C．CH3CH3(g)+O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(l)  ΔH= -1560 kJ·mol-1 D．2CH3CH3(g)+7O2(g) = 4CO2(g)+6H2O(l)  ΔH= -3120 kJ·mol-1 █考点四 键能与反应热相互求解 【例4】已知：碳的燃烧热ΔH= -395 kJ/mol。有关化学键的键能数据如表所示： 化学键 C=O O2中的化学键 C-C 键能/(kJ•mol-1) x 498.8 345.6 假设1 mol 单质碳中含有2 mol C-C键，则x为 A．619.7 B．1239.4 C．792.5 D．1138.1 解题要点 解题思路 d. 明确每种反应物和生成物分子中的化学键种类。 e. 根据热化学方程式中各物质的化学计量数计算反应物的总键能和生成物的总键能。 f. 依据“ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能”计算反应热 【变式4-1】已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)  ΔH=﹣91kJ•mol-1 化学键 C≡O H﹣H H﹣O C﹣H C﹣O 键能/(kJ·mol﹣1) x 436 463 414 326 则断开1molCO中的化学键需吸收的能量为 A．738kJ B．817kJ C．1068kJ D．1157kJ 【变式4-2】制取甲胺的反应为  。已知该反应中相关化学键的键能数据如下： 共价键 键能/() 351 463 393 293 则该反应的为 A． B． C． D．无法计算 █考点五 盖斯定律求解反应热 【例5】实例——应用盖斯定律计算C燃烧生成CO的反应热 已知：(1) (2) 若的反应热为，求。 ①虚拟路径如下图； ②应用盖斯定律求解： 。 则： 。 解题要点 盖斯定律：在一定条件下，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 【变式5-1】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。 【变式5-2】研究化学反应中的能量变化和化学平衡有重要意义。回答下列问题： (1)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示： 该反应的热化学方程式为 。 (2)意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4 分子。N4 分子结构如下图所示，已知断裂1 mol N-N键吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量。根据以上信息和数据，N4(g)=2N2(g)  ΔH= kJ·mol-1。 (3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。298K时，已知： ①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH1=a kJ·mol-1 ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH2=b kJ·mol-1 ③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   ΔH3=c kJ·mol-1 则反应：2C(石墨，s)+H2(g)=C2H2(g) 的焓变ΔH= kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示)。 █考点六 涉及标准摩尔生成焓计算 【例6】标准摩尔生成焓(用△H标表示)是指在25℃、101kPa时，由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。已知25℃、101kPa时下列反应： ①  kJ⋅mol ②  kJ⋅mol ③C(金刚石，s)  kJ⋅mol ④C(金刚石，s)(石墨，s)  kJ⋅mol 则乙烯的标准生成焓标()为 A．+53.4kJ⋅mol B．-53.4kJ⋅mol C．+52.4kJ⋅mol D．-52.4kJ⋅mol 解题要点 标准摩尔生成焓(用△H标表示)是指在25℃、101kPa时，由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。 【变式6-1】标准摩尔生成焓，是指标准状态下由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变。最稳定单质的摩尔生成焓为0。一定条件下，在水溶液中1mol含氯的阴离子的生成焓与氯元素的化合价关系如图所示。下列叙述错误的是 A．e为 B．在含氯阴离子中，c最活泼 C．在一定pH条件下a能与b反应 D．3ClO-(aq)=aq)+2Cl-(aq)  ΔH=117kJ·mol-1 【变式6-2】已知：在、时，由最稳定的单质合成物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用表示。有关物质的标准摩尔生成焓如图所示，下列有关判断错误的是 A．的 B．反应反应物的总能量小于生成物的总能量 C．比稳定 D． █考点七 活化能问题 【例7】使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，其单位用kJ·mol-1表示。请认真观察下图，然后回答问题。 已知：H2(g)＋O2(g)=H2O(g)  ΔH=-241.8 kJ·mol-1，该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1，则其逆反应的活化能为 。 解题要点 ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能，故逆反应的活化能=正反应的活化能-ΔH 【变式7-1】下列关于反应过程中能量变化的说法正确的是 A．如图表示的反应为吸热反应 B．能量变化如图所示，则 C．化学反应过程中一定有化学键的变化，这是反应过程中能量变化的本质原因 D．活化能越大代表化学反应需要吸收或放出的能量越大 【变式7-2】某反应由两步反应构成，反应过程中的能量变化曲线如图(、表示两步反应的活化能)。下列有关叙述正确的是 A．两步反应均为放热反应 B．同一个反应正，逆反应的活化能相等 C．总反应的 D．三种化合物的稳定性强弱顺序： 基础应用 1．1．能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列应用中能量转化关系错误的是 氧炔焰 车用燃料电池 A．化学能→机械能 B．化学能→电能 太阳能电池 水电站发电 C．太阳能→电能 D．机械能→电能 A．A B．B C．C D．D 2．根据下图所示的过程中的能量变化情况，判断下列说法不正确的是 A．转化为氯原子是一个吸热过程 B．和的总能量比的总能量高 C．1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量 D．和反应生成的反应热 3．已知：①  ； ②   1molCH3CH2CH2CH3(g)转化为的热量变化为 A．放出9kJ B．吸收9kJ C．放出17kJ D．吸收18kJ 4．下列说法正确的是 A．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向 B．若反应过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，则反应吸热 C．C(石墨，s)=C(金刚石，s)  ΔH=+1.9 kJ·mol-1，则金刚石比石墨稳定 D．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)  ΔH1；2C(s)+O2(g)=2CO(g)  ΔH2，则ΔH1>ΔH2 5．在化学反应中常伴随能量的释放或吸收。下列说法错误的是 A．化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的 B．等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变 C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的 D．放热反应的△H<0，吸热反应的△H>0 6．下列关于反应与能量的示意图表示错误的是 A．图①可表示  的能量变化 B．图②说明反应物的键能和小于生成物的键能和 C．实验的环境温度为20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为、的HCl、NaOH溶液混合，测得混合液的最高温度如图③所示（已知） D．已知稳定性：B<A<C，某反应分两步进行：A→B→C，反应过程中的能量变化曲线如图④所示 7．已知：在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol 时，放出57.3kJ的热量；某些物质的燃烧热数据如下表所示： 物质 甲醇 氢气 葡萄糖 -726.5 -285.8 -2800 根据以上信息，下列热化学方程式表示正确的是 A．稀和溶液反应：   B．   C．   D．   8．下列实验或装置不能达到目的的是 A．测定中和热 B．测定锌与硫酸的反应速率 C．实验室制氯气 D．验证的漂白性 A．A B．B C．C D．D 9．工业上由CO2和H2合成气态甲醇的反应为  ΔH。有关化学键的键能如下表： 化学键 C=O C—O O—H H—H C—H 键能/(kJ·mol-1) 745 343 463 436 414 则ΔH为 A．167 kJ·mol-1 B．176 kJ·mol-1 C．-176k kJ·mol-1 D．-167 kJ·mol-1 10．下列说法不正确的是 A．稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热为57.3 kJ•mol−1，则表示稀硫酸与稀氢氧化钾溶液中和热的热化学方程式为：H2SO4(l)+KOH(l)=K2SO4(l)+H2O(l)  △H=−57.3 kJ•mol−1 B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为：CO (g)+O2(g)=CO2 (g)  ΔH=−283.0 kJ•mol−1 C．已知H−H键键能为436 kJ•mol−1，H−N键键能为391 kJ•mol−1，根据化学方程式：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  △H=−92.4kJ•mol−1，则N≡N键的键能约为946kJ•mol−1 D．一定条件下，反应2CO(g)=CO2(g)+C(s)可自发进行，则该反应的△H<0 11．物质变化和能量变化在化学研究中占据核心地位，它们不仅是化学反应的基本特征，也是化学研究的重要对象。通过深入研究这些变化，可以更好地理解和利用化学反应，为人类的生产和生活带来更多的可能性。请回答以下问题： (1)如图所示，有关化学反应和能量变化的说法，不正确的是___________(填字母)。 A．反应物比生成物稳定 B．该反应一定需要加热才能发生 C．表示的是吸热反应的能量变化 D．不可以表示强酸与强碱发生中和反应的能量变化 (2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。 已知： 共价键 键能 436 247 则键的键能为 。 (3)如图是与反应生成和的过程中能量变化示意图。 ①请写出该反应的热化学方程式： 。 ②若在该反应体系中加入催化剂，则对反应热 (填“有”或“无”)影响。 (4)金属钛()在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石转化为，再进一步还原得到钛。转化为有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下： i．直接氯化： ii．碳氯化： 则反应的。 (5)“氧弹量热仪”可以测定蔗糖的燃烧热，“氧弹”是一个耐高温高压可通电点火的金属罐，将蔗糖和足量氧气充入“氧弹”中点燃，产生的热量被“氧弹”外的水吸收，通过测定水温的变化从而计算出蔗糖的燃烧热。已知：蔗糖的质量为，其摩尔质量是；量热计中水的质量为，水的比热容为；忽略金属“氧弹”吸收的热量。反应前后所测水温如下表。 序号 点火前温度/℃ 燃烧后测得的最高温度/℃ 1 20.73 22.63 2 20.76 21.25 3 20.72 22.82 ①上述蔗糖燃烧放出的热量Q= J。 ②请写出蔗糖燃烧的热化学方程式： 。 12．化学反应中均伴随着能量的变化，回答下列问题： (1)某同学进行如下实验，图①和②中温度计示数降低的是 。     (2)有机物M可转化成N，转化过程如图，则M、N相比，较稳定的是 。   ΔH=+88.6kJ/mol (3)已知CH4在一定条件下可发生如图的一系列反应，下列说法正确的是_______。 A．ΔH1<ΔH5 B．ΔH3=ΔH2-ΔH5 C．ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 D．ΔH4<0 (4)金属Ni可活化C2H6放出CH4，其反应历程如图所示： 下列关于活化历程的说法正确的是_______。 A．中间体1→中间体2的过程是放热过程 B．加入催化剂可降低该反应的反应热，加快反应速率 C．1molNi和1molC2H6的总能量小于1molNiCH2和1molCH4的总能量 D．中间体2→中间体3的过程是决速步骤 (5)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下，则该反应的ΔH= kJ/mol。 化学键 C-H C=O H-H C≡O(CO) 键能/(kJ/mol) 413 745 436 1075 (6)中和热的测定实验中，取30mL 0.5mol∙L-1H2SO4溶液与50mL0.5mol/LNaOH溶液进行中和反应，三次实验温度平均升高4℃，已知溶液的比热容近似为4.2 J∙g-1∙℃-1，溶液的密度均近似为1 g∙cm-3。通过计算可得稀硫酸和稀NaOH溶液的中和热ΔH= kJ/mol。 13．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 。 能力提升 14．下列说法正确的是 A．  ，则碳的燃烧热等于 B．C(石墨，s)(金刚石，s)  ，则金刚石比石墨稳定 C．用溶液和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热：   D．与在催化剂、500℃下混合反应生成，转移电子的数目约为 15．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． 16．实验小组用图1装置探究稀溶液与稀盐酸的反应，用注射器吸取稀盐酸，逐滴滴加到盛有溶液的烧杯中，测得溶液温度随时间变化的曲线如图2所示。下列说法不正确的是 A．图2说明该反应是放热反应 B．滴加过程中烧杯里溶液的浓度逐渐增大 C．40s时溶液中的溶质是和 D．实验说明溶液与稀盐酸发生了反应 17．汽车尾气中氮氧化物、CO均为大气污染物。有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态，图示涉及的物质均是气体)，整个过程发生三个基元反应。下列说法正确的是 A．该化学反应的决速步为反应② B．的稳定性低于(g) C．使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变 D．总反应的热化学方程式为   18．环境保护、绿色能源的使用是当今社会的热点问题 (1)对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。CO还原法：一定条件下，由和CO反应生成S和的能量变化如图所示，每生成64g S(s)，该反应 (填“放出”或“吸收”)的热量为 kJ。 (2)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ：   反应Ⅰ的热化学方程式为 。 (3)为消除汽车尾气中含有NO、、CO等气体，可采取：NO和CO在催化转换器中发生如下反应： ； 已知：  ；CO的燃烧热为； 与CO发生反应的热化学方程式： (用、、表示)。 (4)工业上接触法生产硫酸的主要反应之一是：在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下，被空气中的氧化为。是钒催化剂的活性成分，在对反应Ⅰ的催化循环过程中，经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，反应Ⅱ为决速步，如下图所示： 化学键 能量/kJ a b c ①根据气体分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据，计算反应Ⅰ的 kJ/mol。 ②反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中正反应活化能最小的是 。 19．试回答下列有关热化学问题。 (1)根据键能数据计算的反应热 。 化学键 键能/(kJ/mol) 414 489 565 155 (2)已知在微生物作用的条件下，经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如图： 则全部被氧化成的热化学方程式为： 。 (3)室温下，用盐酸与溶液在如图所示装置中进行中和反应。回答下列问题： ①仪器a的名称为 。 ②保持其他条件不变，实验中改用盐酸与溶液进行反应，与上述实验相比，二者所测的中和热 (填“相等”或“不相等”)，原因是 。 ③若三次操作测得终止温度与起始温度差分别为a．3.1℃；b．3.1℃；c．2.9℃。则所得的中和反应的中和热 。(已知该温度下该溶液的比热容：，保留三位有效数字) ④上述实验结果的数值与有偏差，产生偏差的原因可能是 (填字母)。 a．实验装置保温、隔热效果差 b．在量取盐酸溶液的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 d．用铜棒代替图中a仪器 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 化学反应的热效应 复习讲义 复习目标 1. 掌握焓变和反应热的定义 2. 用不同的方法求解反应热和焓变 3. 盖斯定律的灵活使用 4. 中和热的定义 5. 中和热的测定，及误差分析 6. 燃烧热的定义 7. 热化学方程式中一定质量物质反应的热量求解 8. 多种方法的灵活使用 重点和难点 重点：热化学方程式的书写、焓变和反应热的计算，盖斯定律的使用，燃烧热的含义，中和热的测定 难点：焓变和反应热的计算，盖斯定律的使用 █知识点一 焓变 在 等温 条件下，化学反应体系向环境 释放 或从环境 吸收 的热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。在等压条件下进行的化学反应，其反应热等于反应的 焓变 ，用 ΔH 表示，常用单位是 kJ·mol-1 . 效果检测特别提醒/易错提醒/教材延伸 1. 一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件没有必然联系，需要加热的反应不一定是吸热反应，如碳的燃烧是放热反应，但反应开始时需要点燃。 2. 反应热：ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量 1．下列有关叙述正确的是 A．在任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热 B．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同 C．相同条件下，若1molO、1molO2所具有的能量分别为E1、E2，则2E1>E2 D．已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol，则1molKOH固体与足量稀盐酸充分混合放出57.3kJ热量 【答案】C 【详解】A．在恒压条件下发生的化学反应的反应热等于反应的焓变，故A错误； B．同一化学反应的△H与反应物和生成物的总能量有关，与反应条件无关，所以氢气与氯气在光照和点燃条件下反应生成氯化氢的焓变相等，故B错误； C．氧分子共价键断裂生成氧原子的过程为吸收能量的过程，所以，故C正确； D．氢氧化钾固体溶于水的过程为放出热量的过程，所以1mol氢氧化钾固体与稀盐酸反应放出的热量大于57.3kJ，故D错误； 故选C。 2．已知：  。下列与化学反应能量变化相关的描述正确的是 A．中学阶段，反应热等于反应的焓变，用符号“”表示 B．有热量变化时一定发生了化学反应 C．石墨的燃烧热与金刚石的燃烧热，二者数值相同 D．常温下与在水溶液中反应，放出热量 【答案】A 【详解】A．在等压条件下进行的化学反应(严格的说，对反应体系做功还有限定，中学阶段，一般不考虑)，其反应热等于反应的焓变，用符号表示，故A正确； B．有热量变化时不一定发生化学反应，如NaOH固体溶解过程放出热量，属于物理变化，故B错误； C．石墨、金刚石为不同结构的碳单质，两者能量不同，则燃烧热不同，故C错误； D．H2SO4与Ba(OH)2反应会生成BaSO4沉淀和水，生成沉淀要放热，所以稀溶液中1molH2SO4与1molBa(OH)2反应放热大于114.6kJ，故D错误； 故选：A。 █知识点二 化学键断裂和形成时的能量变化 解题思路 a. 明确每种反应物和生成物分子中的化学键种类。 b. 根据热化学方程式中各物质的化学计量数计算反应物的总键能和生成物的总键能。 c. 依据“ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能”计算反应热 特别提醒/易错提醒/教材延伸 注意ΔH的符号，计算结果为负值，则ΔH为符号为“-”，反之ΔH的符号为“+”。 当计算复杂的结构（如芳香族化合物）中的化学键的键能时，若化学方程式两边都有该结构，则该结构中化学键的键能能相互抵消，可不进行计算。 效果检测 1．已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)  ΔH=﹣91kJ•mol-1 化学键 C≡O H﹣H H﹣O C﹣H C﹣O 键能/(kJ·mol﹣1) x 436 463 414 326 则1molCO断键吸收的能量为 A．1068kJ B．1157kJ C．735kJ D．817kJ 【答案】A 【详解】CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)  ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和，即(x+2)-(3414+326+463)=-91，解得x=1068；即1molCO断键吸收的能量为1068kJ； 答案选A。 2．已知某些共价键的键能如下表所示，火箭燃料肼燃烧的热化学方程式是：。则的键能为 共价键 O-H 键能 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据焓变=反应物的总键能-生成物的总键能计算焓变，再根据反应热，求N-H的键能。设N-H的键能为，根据方程式可知反应物的总键能-生成物的总键能，解得，即的键能为。 故选B。 █知识点三 常见吸热反应和放热反应 1. 放热反应 物质的缓慢氧化、燃烧反应、酸碱中和反应、金属与酸的反应、生石灰和水反应、铝热反应及大多数化合反应等。 2. 吸热反应 铵盐与碱的反应：2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O=BaCl2+2NH3↑+10H2O 水煤气制取：C+H2OCO+H2、CO2+C2CO. 大多数分解反应 盐类的水解反应等 特别提醒/易错提醒/教材延伸 一个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件没有必然联系，需要加热的反应不一定是吸热反应，如碳的燃烧是放热反应，但反应开始时需要点燃。 效果检测 1．下列变化过程中，属于放热反应的是 A．葡萄糖在人体内缓慢氧化 B．煅烧石灰石 C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 D．高温下木炭还原二氧化碳 【答案】A 【详解】A．葡萄糖在人体内缓慢氧化是放热反应，A正确； B．煅烧石灰石分解是吸热反应，B错误； C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，C错误； D．高温下木炭还原二氧化碳是吸热反应，D错误； 故选A。 2．下列化学反应属于放热反应的是 ①浓硫酸的稀释②工业合成氨③溶液中加盐酸④氢氧化钡晶体与氯化铵混合⑤溶于水⑥在高温条件下与的反应⑦酸碱中和反应 A．②⑤⑥⑦ B．②⑥⑦ C．①②③⑤⑦ D．全部 【答案】A 【详解】①浓硫酸稀释放热，但不属于化学变化中的放热反应； ②工业合成氨反应属于化合反应，为放热反应，正确； ③溶液中加盐酸生成二氧化碳气体，反应为吸热反应； ④氢氧化钡晶体与氯化铵混合是典型的吸热反应； ⑤溶于水放出大量的热，为放热反应，正确； ⑥铝热反应生成熔融的混合物为放热反应，正确； ⑦酸碱中和反应为放热反应，正确； 符合题意的为②⑤⑥⑦，故答案选A。 3．下列变化一定为放热反应的是 A．H2O(g)=H2O(l)放出44 kJ热量 B．ΔH＞0的化学反应 C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应 D．1mol C固体燃烧生成CO气体 【答案】D 【详解】A．H2O(g)=H2O(l)，虽然放出44 kJ热量，但只发生物质状态的改变，未发生化学反应，A不符合题意； B．ΔH＞0的化学反应为吸热反应，B不符合题意； C．化学反应的能量变化由断裂化学键吸收的能量和形成化学键放出的能量的相对大小决定，虽然形成化学键时放出能量862 kJ，但断裂化学键吸收的能量未知，不能肯定反应为放热反应，C不符合题意； D．1mol C固体燃烧生成CO气体，虽然燃烧不充分，但燃烧反应都是放热反应，D符合题意； 故选D。 █知识点四 热化学方程式 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，而且强调了物质的“量”与能量之间的定量关系。 书写热化学方程式的注意事项 1. 各物质化学式前面的化学计量数只表示物质的 物质的量 ，而不表示物质的分子或原子个数，因此可以是整数或分数。 2. 热化学方程式中用“====”或“”，而不用“” 3. 标明反应物和生成物的聚集状态，固态（s）、液态（l）、气态（g）、水溶液（aq）。 4. ΔH的值要与物质前面的化学计量数相对应，焓变与参加反应的物质的化学计量数成正比。 5. 当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。 6. ΔH有需要注明“+”“-” 特别提醒/易错提醒/教材延伸 若物质有同分异构体应注明是哪一种。 热化学方程式不用注明如“点燃”“Δ”等反应条件。 常用的ΔH的数据，一般默认是在25℃和101kPa时的数据。 效果检测 1．写出下列反应的热化学方程式： (1)在200℃，101kPa时，1molH2与碘蒸气完全作用生成HI气体，放出的热量为14.9kJ： 。 (2)16 g CH4(g)与足量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3 kJ热量： 。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在200℃，101kPa时，1molH2与碘蒸气完全作用生成HI气体，放出的热量为14.9kJ，则热化学方程式为：； （2）16 g CH4(g)即1mol CH4(g)，与足量O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(l)，放出890.3 kJ热量，则热化学方程式为：； 2．回答下列问题。 (1)在一定条件下N2与H2反应生成NH3，已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、945.7 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。 (2)N2H4和H2O2混合可作火箭推进剂，已知：16 g液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6 kJ 的热量，反应N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)的ΔH= kJ·mol-1。已知：2H2O2(l)=O2(g)＋2H2O(l)　ΔH=-196.4 kJ·mol-1。N2H4和H2O2反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式为 。 【答案】(1)N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)  ΔH＝-92.3 kJ·mol-1 (2) -621.2 N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)  ΔH＝-817.6 kJ·mol-1 【详解】(1)在反应N2＋3H2⇌2NH3中，断裂3 mol H—H键，1 mol N≡N键共吸收的能量为3×436 kJ＋945.7 kJ＝2253.7 kJ，生成2 mol NH3，共形成6 mol N—H键，放出的能量为6×391 kJ＝2346 kJ，吸收的热量少，放出的热量多，该反应为放热反应，放出的热量为2346 kJ－2253.7 kJ＝92.3 kJ；则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝-92.3 kJ·mol-1； (2)16 g即0.5mol液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出310.6 kJ的热量，则1mol液态N2H4和足量氧气反应生成N2(g)和H2O(l)，放出621.2 kJ的热量，热化学方程式为N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－621.2 kJ·mol-1①； 2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)　ΔH＝－196.4 kJ·mol-1 ②根据盖斯定律，①＋②得：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)　ΔH＝－817.6 kJ·mol-1 ； █知识点五 燃烧热 在101kPa时， 1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。 注意事项： 1. 可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。 2. 规定是在101kPa下测出来的热量。 3. ΔH是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。 4. 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如：CCO2(g) H2H2O(l) SSO2(g) PP2O5(s) 5. 燃烧反应放热，ΔH的符号为“-”；反应热的ΔH有“+”也有“-”，具体情况具体分析 特别提醒/易错提醒/教材延伸 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物，如：CCO2(g) H2H2O(l) SSO2(g) PP2O5(s) 效果检测 1．在298 K和100 kPa时，下列反应的ΔH可表示物质燃烧热的是 A．H2 (g) + Cl2 (g)=2HCl (g)  ΔH = -185 kJ · mol-1 B．C4 H10 (g) +O2 (g) =4CO (g) + 5H2 O (l)  ΔH = -1 746 kJ · mol-1 C．H2 (g) +O2 (g) =H2 O (l)  ΔH = -286 kJ · mol-1 D．2CO (g) + O2 (g)= 2CO2 (g)  ΔH = -566 kJ · mol-1 【答案】C 【详解】A．氢气完全燃烧生成的稳定物质是H2O(l)，则H2与Cl2生成HCl的反应的热化学方程式，不能表示燃烧热，A错误； B．正丁烷完全燃烧生成的稳定物质是CO2(g)和H2O(l)，CO为不完全燃烧产物，不能表示燃烧热，B错误； C．1mol H2完全燃烧生成稳定产物H2O(l)，符合燃烧热定义，能表示燃烧热，C正确； D．反应涉及2mol CO燃烧，不能表示燃烧热，D错误； 选C。 2．下列说法正确的是 A．葡萄糖燃烧热是，则　 B．一定条件下，将和置于密闭容器中充分反应，放出热量为，则　 C．已知　；　，则 D．若　，则金刚石比石墨稳定 【答案】A 【详解】A．燃烧热指1mol物质完全燃烧生成指定产物时放出的热量，葡萄糖燃烧热为2800kJ·mol⁻¹，对应的热化学方程式应为，。选项A的方程式为0.5mol葡萄糖燃烧，数值正确为-1400kJ·mol⁻¹，且产物为液态水，符合燃烧热定义，故A正确。 B．该反应为可逆反应，1mol SO2和0.5mol O2无法完全转化为SO3，实际放热79.2kJ小于完全反应的理论值，若写成，则意味着2mol SO2完全反应放热158.4kJ，但实际应更小，故B错误； C．比较两个反应的焓变：生成CO2(完全燃烧)放热更多，更小，设生成2mol CO2的，生成2mol CO的，则，故C错误； D．表明石墨→金刚石为吸热反应，石墨能量更低，更稳定；故D错误； 答案选A。 █知识点六 中和热 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol液态H2O时放出的热量，叫做中和热。在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水放出57.3kJ热量。 在25℃和101kPa下，弱酸或弱碱参与的中和反应，其中和热数值一般 小于 57.3kJ。因为一般弱酸或弱碱的电离是吸热的。有浓硫酸参与的中和反应，其中和热数值 大于 57.3kJ。因为浓硫酸溶于水放热。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) =-57.3kJ/mol 效果检测 1．Ⅰ．已知下列热化学方程式： ①   ②   ③   ④   回答下列问题： (1)碳的燃烧热的热化学方程式为 (填序号)。 (2)燃烧生成液态水，放出的热量为 。 Ⅱ．中和热是一类重要的反应热，也是化学研究的重要课题。已知强酸稀溶液与强碱稀溶液发生反应的热化学方程式为   。 (3)下列各组试剂混合发生反应的离子方程式为的是 (填序号)。 A．盐酸与氢氧化钠溶液         B．稀硫酸与氢氧化钡溶液 C．醋酸与氢氧化钠固体         D．硫酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液 E．氢氧化镁溶于稀盐酸 (4)若稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成，则反应放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)，原因是 。 Ⅲ．已知：①  ；②   (5)已知  。写出燃烧生成和水蒸气的热化学方程式： 。 【答案】(1)④ (2) (3)AD (4) 大于 氢氧化钠固体溶于水放出大量的热 (5) 【详解】（1）燃烧热是在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量；则碳的燃烧热的热化学方程式为④  ，故选④； （2）已知①  ，则燃烧生成液态水，放出的热量为； （3）A．HCl和NaOH分别为强酸、强碱，盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水，可以用表示；         B．稀硫酸与氢氧化钡溶液反应除了生成水，同时还生成硫酸钡沉淀，不能用表示； C．醋酸为弱酸不能拆，与氢氧化钠固体反应不能用表示；         D．硫酸氢钠在溶液中完全电离出钠离子、氢离子、硫酸根离子，与氢氧化钠溶液生成硫酸钠和水，能用表示； E．氢氧化镁为沉淀不能拆，溶于稀盐酸不能用表示； 故选AD； （4）氢氧化钠固体溶于水放出大量的热，则稀硫酸与氢氧化钠固体反应生成，放出的热量大于； （5）已知：②  、③  ，由盖斯定律，②+4×③得反应，则1mol燃烧生成和水蒸气的反应热为，所以燃烧生成和水蒸气的热化学方程式为：。 2．下列说法正确的是 A．利用与醋酸的稀溶液反应测定中和热 B．500℃、30MPa下，将0.5mol和1.5mol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．和反应的中和热，则稀溶液中和反应的中和热 D．若  ，则的燃烧热 【答案】D 【详解】A．稀醋酸是弱酸，电离时吸收热量，故A错误； B．相同条件下的同一可逆反应，正逆反应反应热数值相等，符号相反，0.5mol N2和1.5mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3kJ，生成的氨气的物质的量小于1mol，所以生成2mol氨气，放出的热量大于38.6kJ，ΔH<-38.6kJ•mol-1，故B错误； C．生成的CaSO4微溶，故焓变不等于2×(－57.3) kJ·mol－1，故C错误； D．燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧[C元素生成CO2(g)，H元素生成H2O(g)]放出的能量，故的燃烧热，故D正确； 故选：D。 █知识点七 盖斯定律 一个反应，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。即在一定条件下，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。盖斯定律是求反应热的重要方法，即由已知反应焓变计算未知反应焓变的方法。 设计路径法求反应热 则ΔH＝ΔH1＋ΔH2 = ΔH3+ΔH4 +ΔH5。 特别提醒/易错提醒/教材延伸 在恒压条件下，化学反应的热效应等于焓变（ΔH），而ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关，而与反应的途径无关。 效果检测 1．已知热化学方程式：① ； ② ； ③ 。 下列说法错误的是 A．硫的燃烧热是 B．由盖斯定律可得出热化学方程式： C． D．在一定条件下，将与放入一密闭容器中充分反应，放出的热量小于98.3kJ 【答案】C 【详解】A．燃烧热的概念是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，S的温度氧化物为，结合反应①可知硫的燃烧热是，故A正确； B．由盖斯定律可知可由2×③-3×①得到，，故B正确； C．等量的能量高于，则燃烧放热更多， ，故C错误； D．由反应②可知与完全反应时放出98.3kJ热量，而该反应为可逆反应，将与放入一密闭容器中充分反应时，反应不能完全进行，则放出的热量小于98.3kJ，故D正确； 故选：C。 2．盖斯定律认为能量总是守恒的：化学反应过程一步完成或分步完成，整个过程的热效应是相同的。 已知：H2O(g)═H2O(l)    ΔH1 C2H5OH(g)═C2H5OH(l)     ΔH2 C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g )     ΔH3 若使46 g酒精液体完全燃烧，最后恢复到室温，反应热为ΔH4，则ΔH4为 A．ΔH2－ΔH3－3ΔH1 B．0.5ΔH2－0.5ΔH3－1.5ΔH1 C．0.5ΔH1－1.5 ΔH2＋0.5ΔH3 D．ΔH3－ΔH2＋3ΔH1 【答案】D 【详解】①H2O(g)═H2O(l)    ΔH1 ②C2H5OH(g)═C2H5OH(l)     ΔH2 ③C2H5OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(g )     ΔH3 46 g酒精其物质的量为1mol，根据盖斯定律可知③-②+3①可得C2H5OH(l)+ 3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l ) ΔH4=ΔH3 -ΔH2+ 3ΔH1，综上所述故选D。 █考点一 反应热的比较 【例1】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．  ，      则 【答案】B 【详解】A．已知 ，根据盖斯定律可得，即，故A正确； B．已知为放热反应，根据盖斯定律可得，即，故B错误； C．已知为吸热反应，，为放热反应，，即，故C正确； D．已知氯元素的非金属性强于溴元素，因此氯气与氢气反应放出的热量多余溴与氢气，又因放热焓变为负值，放热越多焓变值越小，即，故D正确； 故答案选B选项。 解题要点 注意状态，相同物质不同状态g > l > s . 考虑是否完全燃烧。不完全燃烧的物质放出的能量小于完全燃烧的物质。 ΔH比较时是带符号比较的吸热反应“+”，放热反应是“-” 氯元素的非金属性强于溴元素，因此氯气与氢气反应放出的热量多余溴与氢气，又因放热焓变为负值，放热越多焓变值越小 【变式1-1】已知两个反应： ， ，则与关系正确的是 A． B． C． D．无法比较 【答案】C 【分析】；等质量的同一种物具有的能量：气态＞液态＞固态。 【详解】：，：，根据可知 即，故答案为：C。 【变式1-2】下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者大于后者的是 ①； ②； ③； A．① B．③ C．②③ D．①②③ 【答案】C 【详解】①C完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO释放更多热量，ΔH为负值，放热越多ΔH越小，故ΔH1 < ΔH2，不符合化学反应的ΔH前者大于后者； ②反应3生成1mol H2O（ΔH3=-286 kJ/mol），反应4生成2mol H2O（ΔH4=-572 kJ/mol），故ΔH3 > ΔH4，符合化学反应的ΔH前者大于后者； ③CaCO3分解吸热（ΔH5>0），CaO与水反应放热（ΔH6<0），显然ΔH5 > ΔH6，符合化学反应的ΔH前者大于后者； 综上，②③符合题意，故选C。 █考点二 物质的量与质量能量换算 【例2】已知：25℃、101 kPa时，1.00gCH4完全燃烧生成稳定的化合物放出55.6 kJ热量，书写甲烷燃烧热的热化学方程式 。 【答案】CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(L) ΔH= -889.6 kJ/mol 1molCH4完全燃烧生成稳定的化合物放出55.6 kJ×16=889.6 kJ热量，甲烷燃烧热的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(L) ΔH= -889.6 kJ/mol； 解题要点 燃烧热是指1mol燃烧物，因此需要换算成质量，再根据质量比和热量比进行求解。 【变式2-1】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，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285.8kJ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 完全燃烧生成1mol 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 。(已知：甲烷相对分子质量为16；乙醇相对分子质量为46) 【答案】(1)    436 55.6kJ 29.7kJ 相同质量时，三种物质中燃烧放出的热量最多 【详解】（1）①1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量，则1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量，故氢气的燃烧热，故答案为：； ②根据①的分析，该反应的热化学方程为，故答案为：； ③设H—H键能为xkJ/mol，根据反应热与键能的关系，，解得x=436，故答案为436； ④1g甲烷完全燃烧放出的热量为≈55.6kJ，1g乙醇完全燃烧放出的热量为≈29.7kJ；相同质量的氢气、甲烷、乙醇完全燃烧，氢气放出的热量最多，且燃烧产物为水，无污染，故答案为：55.6kJ；29.7kJ；相同质量时，三种物质中H2燃烧放出的热量最多； 【变式2-2】积极发展清洁能源，推动经济社会绿色低碳转型，已经成为国际社会应对全球气候变化的普遍共识。已知： ①某些常见化学键的键能(指常温常压下，气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)数据如下： 化学键 键能 436 496 ②； ③在和下，的燃烧热。 (1)氢能是理想的绿色能源。已知。 ①断开1molH—O需要吸收 能量。 ②与天然气相比，氢能的优点是 (任写1点)。 (2)CH3OH是一种重要的清洁燃料，在和下完全燃烧生成和时，放出热量。 ①表示(1)燃烧热的热化学方程式为 ，该反应中反应物的总键能 (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总键能。 ②由催化加氢可制备，则 ，若生成气态水，则 (填“大于”“小于”或“等于”)该计算值。 (3)在和下，和的混合气体完全燃烧生成和时，放出热量，则该混合气体中的物质的量分数为 。 【答案】(1) 462.9 单位质量的燃料放出的能量多 (2) ① 小于 -130.9 (3)60 【详解】（1）①已知②、④，根据盖斯定律，反应④-2×反应②可得，由=反应物的总键能一生成物的总键能=2E(H-H)+E(O=O)-4E(H-O)=2×436+496-4E(H-O)=-483.6，解得E(H-O)=462.9kJ/mol，即断开1molH—O需要吸收462.9kJ能量，故答案为：462.9； ②与天然气相比，氢能的优点是单位质量的燃料放出的能量多，故答案为：单位质量的燃料放出的能量多； （2）①为，则可算出在和下完全燃烧生成和时，放出的热量为，故表示(1)燃烧热的热化学方程式为：，该反应是一个放热反应，故该反应中反应物的总键能小于生成物的总键能，故答案为：；小于； ②已知反应a：，b为：，则可得到由催化加氢可制备，则，根据盖斯定律可知，×(-571.6)-(-726.5)=-130.9，已知液态水转化为气态水需要吸收热量，故若生成气态水，放出的热量更少，则大于该计算值，故答案为：-130.9；＞； （3）由题干信息可知，CH4的燃烧热为890.3kJ/mol，H2的燃烧热为285.8kJ/mol，故设和的物质的量分别为，依题意可得、，联立解得，则该混合气体中的物质的量分数为=60%，故答案为：60。 █考点三 热值与反应热之间的转换 【例3】热值指单位质量可燃物完全燃烧时生成稳定氧化物时放出的热量。几种物质热值如下表所示： 可燃物 燃烧热 890 1367 1560 2220 其中，热值最高的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意可知，甲烷的热值为≈55.6kJ/g、乙醇的热值为≈29.7kJ/g、乙烷的热值为=52kJ/g、丙烷的热值为≈50.5kJ/g，则四种物质中热值最高的是甲烷，故选A。 解题要点 热值指单位质量可燃物完全燃烧时生成稳定氧化物时放出的热量. 甲烷的热值为≈55.6kJ/g、乙醇的热值为≈29.7kJ/g、乙烷的热值为=52kJ/g、丙烷的热值为≈50.5kJ/g 【变式3-1】乙烷、乙烯、乙炔和均为常见的气体燃料，四种物质各完全燃烧的焓变如图所示。已知：单位体积气态可燃物完全燃烧时放出的热量叫作该可燃物的热值。下列叙述正确的是 A．上述四种物质完全燃烧生成等质量液态水时放出热量最多的是 B．表示燃烧热的热化学方程式为 C．上述四种气态可燃物中，热值最大的是 D．由图示可知， 【答案】C 【分析】由图可知，氢气、乙烷、乙烯、乙炔燃烧热的热化学方程式分别为 ， ， ， ； 【详解】A．由分析，根据氢元素守恒可知，生成液态水放出热量最多的是乙炔，A错误； B．燃烧热强调可燃物，表示乙烷燃烧热的热化学方程式为，B错误；   C．结合阿伏伽德罗定律，由分析可知，相同体积的四种气态可燃物完全燃烧时放出热量最多的是，C正确； D．表示氢气、乙烯和乙烷燃烧热的热化学方程式分别为①、②、③，根据盖斯定律，将得：，D错误； 故选C。 【变式3-2】一种物质的热值指的是“1g物质完全燃烧生成指定产物所放出的热量”，已知乙烷(结构简式为CH3CH3)的热值为52kJ/g。下列能够表示乙烷燃烧热的热化学方程式的是 A．CH3CH3(g)+O2(g) =2CO2(g)+3H2O(l)   ΔH= -52 kJ·mol-1 B．CH3CH3(g)+O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(g)  ΔH= -1560 kJ·mol-1 C．CH3CH3(g)+O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(l)  ΔH= -1560 kJ·mol-1 D．2CH3CH3(g)+7O2(g) = 4CO2(g)+6H2O(l)  ΔH= -3120 kJ·mol-1 【答案】C 【详解】CH3CH3的热值为52kJ/g，1molCH3CH3完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量是52kJ/g30g/mol= 1560 kJ·mol-1；根据燃烧热的定义，1mol有机物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量是该物质的燃烧热，乙烷完全燃烧的产物是液态的水和气体的二氧化碳， 所以乙烷燃烧的热化学方程式为CH3CH3(g)+O2(g) = 2CO2(g)+3H2O(l)  ΔH= -1560 kJ·mol-1； 答案选C。 █考点四 键能与反应热相互求解 【例4】已知：碳的燃烧热ΔH= -395 kJ/mol。有关化学键的键能数据如表所示： 化学键 C=O O2中的化学键 C-C 键能/(kJ•mol-1) x 498.8 345.6 假设1 mol 单质碳中含有2 mol C-C键，则x为 A．619.7 B．1239.4 C．792.5 D．1138.1 【答案】C 【详解】碳燃烧的化学方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g)，燃烧热ΔH=−395kJ/mol。根据反应热ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和。 1mol单质碳中含有2molC−C键，1molO2中含有1molO=O键，1molCO2中含有2molC=O键。反应物键能总和为2×345.6kJ+498.8kJ，生成物键能总和为2xkJ。 则ΔH=(2×345.6+498.8)−2x=−395，解得x=792.5，故选C。 解题要点 解题思路 d. 明确每种反应物和生成物分子中的化学键种类。 e. 根据热化学方程式中各物质的化学计量数计算反应物的总键能和生成物的总键能。 f. 依据“ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能”计算反应热 【变式4-1】已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)  ΔH=﹣91kJ•mol-1 化学键 C≡O H﹣H H﹣O C﹣H C﹣O 键能/(kJ·mol﹣1) x 436 463 414 326 则断开1molCO中的化学键需吸收的能量为 A．738kJ B．817kJ C．1068kJ D．1157kJ 【答案】C 【详解】根据焓变=反应物总键能-生成物总键能，则，解得：，答案选C。 【变式4-2】制取甲胺的反应为  。已知该反应中相关化学键的键能数据如下： 共价键 键能/() 351 463 393 293 则该反应的为 A． B． C． D．无法计算 【答案】A 【详解】ΔH＝反应物总键能－生成物总键能＝3×E(C-H)+E(C-O)+E(O-H)+3×E(N-H)-[3×E(C-H)+E(C-N)+2×E(N-H)+2×E(H-O)]= E(C-O)+E(N-H) -E(C-N)-E(H-O)=351+393-293-463=-12kJ·mol-1，故答案选A。 █考点五 盖斯定律求解反应热 【例5】实例——应用盖斯定律计算C燃烧生成CO的反应热 已知：(1) (2) 若的反应热为，求。 ①虚拟路径如下图； ②应用盖斯定律求解： 。 则： 。 【答案】 【详解】盖斯定律：在一定条件下，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，则；由反应(1)-(2)可得反应，则反应热=[-393.5-(-283.0)]kJ/mol=。 解题要点 盖斯定律：在一定条件下，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 【变式5-1】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】 【详解】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。 【变式5-2】研究化学反应中的能量变化和化学平衡有重要意义。回答下列问题： (1)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如图所示： 该反应的热化学方程式为 。 (2)意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4 分子。N4 分子结构如下图所示，已知断裂1 mol N-N键吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量。根据以上信息和数据，N4(g)=2N2(g)  ΔH= kJ·mol-1。 (3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。298K时，已知： ①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH1=a kJ·mol-1 ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH2=b kJ·mol-1 ③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   ΔH3=c kJ·mol-1 则反应：2C(石墨，s)+H2(g)=C2H2(g) 的焓变ΔH= kJ·mol-1(用含a、b、c的式子表示)。 【答案】(1)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)  △H=-41 kJ/mol (2)-882 (3)2a+b-c 【详解】（1）由于反应热等于生成物总能量与反应物总能量的差，则根据图示可知该反应的反应热化学方程式为：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)  △H=-41 kJ/mol； （2）反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，则根据以上信息和数据，N4(g)=2N2(g) ΔH=(6×167 kJ/mol)-(2×942 kJ/mol)=-882 kJ/mol； （3）已知热化学方程式：①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH1=a kJ·mol-1 ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)  ΔH2=b kJ·mol-1 ③2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)   ΔH3=c kJ·mol-1， 根据盖斯定律，将①×2-(②+③)×，整理可得热化学方程式2C(石墨，s)+H2(g)=C2H2(g) 的焓变ΔH=(2a+b-c)kJ/mol； █考点六 涉及标准摩尔生成焓计算 【例6】标准摩尔生成焓(用△H标表示)是指在25℃、101kPa时，由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。已知25℃、101kPa时下列反应： ①  kJ⋅mol ②  kJ⋅mol ③C(金刚石，s)  kJ⋅mol ④C(金刚石，s)(石墨，s)  kJ⋅mol 则乙烯的标准生成焓标()为 A．+53.4kJ⋅mol B．-53.4kJ⋅mol C．+52.4kJ⋅mol D．-52.4kJ⋅mol 【答案】A 【详解】由④可知金刚石转化为石墨放出热量，故石墨更稳定，则乙烯的标准生成焓△H标（C2H4）的化学方程式为：2C（石墨，s）+2H2（g）=C2H4（g），根据盖斯定律可知，-④×2+2×③+②-①即可得2C（石墨，s）+2H2（g）=C2H4（g）△H=（2.5×2-2×395.5-571.6+1411）kJ•mol-1=+53.4kJ•mol-1，故选A。 解题要点 标准摩尔生成焓(用△H标表示)是指在25℃、101kPa时，由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。 【变式6-1】标准摩尔生成焓，是指标准状态下由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物时的焓变。最稳定单质的摩尔生成焓为0。一定条件下，在水溶液中1mol含氯的阴离子的生成焓与氯元素的化合价关系如图所示。下列叙述错误的是 A．e为 B．在含氯阴离子中，c最活泼 C．在一定pH条件下a能与b反应 D．3ClO-(aq)=aq)+2Cl-(aq)  ΔH=117kJ·mol-1 【答案】D 【详解】A．由图可知，e中Cl元素化合价为+7，该阴离子为，A正确； B．根据标准摩尔生成焓定义可知，生成焓越高，表明物质能量越高，物质越活泼，从图像可以看出，c生成焓最大，最活泼，B正确； C．由图可知，a为Cl-，b为ClO-，Cl-和ClO-在酸性条件下能够发生氧化还原反应生成Cl2，C正确； D．3ClO-(aq)=aq)+2Cl-(aq)中氯元素为由+1价歧化为-1价和+5价，该反应的ΔH=生成物生成焓-反应物生成焓=(-167×2-104+107×3)kJ/mol=-117kJ·mol-1，D错误； 故选D。 【变式6-2】已知：在、时，由最稳定的单质合成物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用表示。有关物质的标准摩尔生成焓如图所示，下列有关判断错误的是 A．的 B．反应反应物的总能量小于生成物的总能量 C．比稳定 D． 【答案】A 【详解】A．能量高于，结合题干图示信息可知，的，A错误； B．的标准摩尔生成焓为，则，是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量，B正确； C．标准摩尔生成焓为，的标准摩尔生成焓为，根据能量越低越稳定，则比稳定，C正确； D．标准摩尔生成焓为，①，标准摩尔生成焓为，则②，根据盖斯定律：②-①得，D正确； 故选A。 █考点七 活化能问题 【例7】使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能，其单位用kJ·mol-1表示。请认真观察下图，然后回答问题。 已知：H2(g)＋O2(g)=H2O(g)  ΔH=-241.8 kJ·mol-1，该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1，则其逆反应的活化能为 。 【答案】409.0 kJ·mol-1 【详解】由图示可知ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能，故逆反应的活化能=正反应的活化能-ΔH=167.2 kJ·mol-1-(-241.8 kJ·mol-1)=409.0 kJ·mol-1。 解题要点 ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能，故逆反应的活化能=正反应的活化能-ΔH 【变式7-1】下列关于反应过程中能量变化的说法正确的是 A．如图表示的反应为吸热反应 B．能量变化如图所示，则 C．化学反应过程中一定有化学键的变化，这是反应过程中能量变化的本质原因 D．活化能越大代表化学反应需要吸收或放出的能量越大 【答案】C 【详解】A．反应物能量高于生成物能量，反应为放热反应，A错误； B．ΔH=生成物能量-反应物能量，，B错误； C．断键需要吸热，成键需要放热，化学反应过程中一定有化学键的变化，这是反应过程中能量变化的本质原因，C正确； D．放出或吸收的能量与反应物能量和生成物的能量有关，与活化能大小无关，D错误； 答案选C。 【变式7-2】某反应由两步反应构成，反应过程中的能量变化曲线如图(、表示两步反应的活化能)。下列有关叙述正确的是 A．两步反应均为放热反应 B．同一个反应正，逆反应的活化能相等 C．总反应的 D．三种化合物的稳定性强弱顺序： 【答案】D 【分析】A→B的反应，反应物总能量小于生成物总能量，反应吸热；B→C的反应，反应物的总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，结合能量的高低解答该题。 【详解】A．A→B的反应为吸热反应，B→C的反应为放热反应，A错误； B．以A→B的反应为例，正反应的活化能为，逆反应的活化能为，两个活化能不相等，B错误； C．由图像可知，总反应的，C错误； D．物质的总能量越低，越稳定，所以三种化合物的稳定性顺序：，D正确； 故选D。 基础应用 1．1．能量与科学、技术、社会、环境关系密切。下列应用中能量转化关系错误的是 氧炔焰 车用燃料电池 A．化学能→机械能 B．化学能→电能 太阳能电池 水电站发电 C．太阳能→电能 D．机械能→电能 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．氧炔焰是将化学能转化为热能，A错误； B．车用燃料电池是将化学能转化为电能，B正确； C．硅太阳能电池将太阳能转化为电能，C正确； D．水电站能将机械能转化为电能，D正确； 故选A。 2．根据下图所示的过程中的能量变化情况，判断下列说法不正确的是 A．转化为氯原子是一个吸热过程 B．和的总能量比的总能量高 C．1个分子中的化学键断裂时需要吸收能量 D．和反应生成的反应热 【答案】C 【详解】A．转化为氯原子是化学键断裂的过程，需要吸收热量，是一个吸热过程，A正确；   B．和反应生成的反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=436kJ/mol+243kJ/mol-2×431kJ/mol=-183kJ/mol，属于放热反应，因此1molH2和1molCl2的总能量比2molHCl的总能量高，B正确； C．1mol分子中化学键断裂时需要吸收431kJ能量，而不是1个HCl(g)分子中的化学键断裂时需要吸收431kJ能量，C错误； D．由B分析可知，和反应生成的反应热，D正确； 故选C。 3．已知：①  ； ②   1molCH3CH2CH2CH3(g)转化为的热量变化为 A．放出9kJ B．吸收9kJ C．放出17kJ D．吸收18kJ 【答案】A 【详解】由盖斯定律可知，反应①—反应②得到反应，则反应△H=(—2878kJ/mol)—(—2869kJ/mol)=—9kJ/mol，所以1molCH3CH2CH2CH3(g)转化为放出的热量为9kJ/mol×1mol=9kJ，故选A。 4．下列说法正确的是 A．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向 B．若反应过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，则反应吸热 C．C(石墨，s)=C(金刚石，s)  ΔH=+1.9 kJ·mol-1，则金刚石比石墨稳定 D．已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)  ΔH1；2C(s)+O2(g)=2CO(g)  ΔH2，则ΔH1>ΔH2 【答案】B 【详解】A．化石燃料不可再生，且成本高污染重，用化石燃料放出的热量来制取氢气，得不偿失，A错误； B．若化学过程中断开化学键吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，反应吸热，故反应为吸热反应，B正确； C．C(石墨，s)=C(金刚石，s)  ΔH=+1.9 kJ·mol−1，说明金刚石比石墨的能量高，能量低的较稳定，则石墨比金刚石稳定，C错误； D．等量的碳单质完全燃烧放出的热量更多，放热越多ΔH越小，则ΔH1＜ΔH2，D错误； 故选：B。 5．在化学反应中常伴随能量的释放或吸收。下列说法错误的是 A．化学反应中的能量变化都是以热能形式表现出来的 B．等压条件下进行的化学反应的反应热等于反应的焓变 C．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的 D．放热反应的△H<0，吸热反应的△H>0 【答案】A 【详解】A．化学反应中的能量变化有的以热能形式表现出来，有的以光能、电能等形式表现出来，A错误； B．在等压条件下，反应热()等于反应的焓变()，这是焓变的定义()，B正确； C．由于断键吸热，形成化学键放热，则化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的，C正确； D．放热反应断键吸热小于成键放热，△H<0，吸热反应断键吸热大于成键放热，△H>0，D正确； 故选A。 6．下列关于反应与能量的示意图表示错误的是 A．图①可表示  的能量变化 B．图②说明反应物的键能和小于生成物的键能和 C．实验的环境温度为20℃，将物质的量浓度相等、体积分别为、的HCl、NaOH溶液混合，测得混合液的最高温度如图③所示（已知） D．已知稳定性：B<A<C，某反应分两步进行：A→B→C，反应过程中的能量变化曲线如图④所示 【答案】C 【详解】A．是放热反应，反应物总能量高于生成物总能量，加催化剂会导致活化能降低，但不影响反应热，与图像含义符合，故A正确； B．由图可知，该反应为放热反应，反应物的键能和小于生成物的键能和，故B正确； C． 酸碱中和反应为放热反应，物质的量浓度相等、体积分别为、的HCl、NaOH溶液混合，，则，时HCl、NaOH溶液恰好完全反应，放出的热量最多，即横坐标为30时的温度应该最高，图象与实际反应不相符，故C错误； D． 已知稳定性顺序为B<A<C，物质的总能量越低越稳定，则物质具有的能量B>A>C，图示中表示的能量变化曲线符合实际，故D正确； 故选C。 7．已知：在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol 时，放出57.3kJ的热量；某些物质的燃烧热数据如下表所示： 物质 甲醇 氢气 葡萄糖 -726.5 -285.8 -2800 根据以上信息，下列热化学方程式表示正确的是 A．稀和溶液反应：   B．   C．   D．   【答案】D 【详解】A．稀和溶液反应除了生成水，还生成了硫酸钡沉淀，故A错误；   B．甲醇的燃烧热是101kPa时，1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，  ，故B错误； C．氢气的燃烧热是101kPa时，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量，则  ，故C错误； D．葡萄糖的燃烧热是101kPa时，1mol葡萄糖完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量，  ，故D正确； 选D。 8．下列实验或装置不能达到目的的是 A．测定中和热 B．测定锌与硫酸的反应速率 C．实验室制氯气 D．验证的漂白性 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．测定中和热应使用玻璃搅拌棒，减少热量散失，用隔热层保温，装置合理，可以达到实验目的，故A不符合题意； B．利用锌粒与硫酸溶液反应，可通过测量生成的氢气所用的时间计算反应速率，故B不符合题意； C．利用二氧化锰和浓盐酸制备氯气，需要加热，故C符合题意； D．在加热条件下浓硫酸和铜反应生成二氧化硫，通入品红中，品红褪色，同时用浸有氢氧化钠溶液的棉团处理尾气，故D不符合题意； 故选C。 9．工业上由CO2和H2合成气态甲醇的反应为  ΔH。有关化学键的键能如下表： 化学键 C=O C—O O—H H—H C—H 键能/(kJ·mol-1) 745 343 463 436 414 则ΔH为 A．167 kJ·mol-1 B．176 kJ·mol-1 C．-176k kJ·mol-1 D．-167 kJ·mol-1 【答案】C 【详解】根据焓变=反应物键能之和−生成物键能之和，ΔH=2×745+3×436－3×414－343－463－2×463=176kJ·mol -1，故选C。 10．下列说法不正确的是 A．稀盐酸和稀氢氧化钠溶液反应的中和热为57.3 kJ•mol−1，则表示稀硫酸与稀氢氧化钾溶液中和热的热化学方程式为：H2SO4(l)+KOH(l)=K2SO4(l)+H2O(l)  △H=−57.3 kJ•mol−1 B．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则表示CO(g)燃烧热的热化学方程式为：CO (g)+O2(g)=CO2 (g)  ΔH=−283.0 kJ•mol−1 C．已知H−H键键能为436 kJ•mol−1，H−N键键能为391 kJ•mol−1，根据化学方程式：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  △H=−92.4kJ•mol−1，则N≡N键的键能约为946kJ•mol−1 D．一定条件下，反应2CO(g)=CO2(g)+C(s)可自发进行，则该反应的△H<0 【答案】A 【详解】A．表示稀硫酸与稀氢氧化钾溶液中和热的热化学方程式为：H2SO4(aq)+KOH(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l)  △H=−57.3 kJ•mol−1，故A错误； B．燃烧热即1mol物质完全燃烧生成稳定物质所放出的热量，CO(g)燃烧热的热化学方程式为：CO (g)+O2(g)=CO2 (g)  ΔH=−283.0 kJ•mol−1，故B正确； C．H−H键键能为436 kJ•mol−1，H−N键键能为391 kJ•mol−1，根据化学方程式：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  △H=−92.4kJ•mol−1，假设N≡N键的键能为x kJ•mol−1，得x+436×3-391×6=−92.4，解得x≈946，故C正确； D．一定条件下，反应2CO(g)=CO2(g)+C(s)可自发进行，即△G=△H-T△S，△S＜0，若是△G＜0，则该反应的△H<0，故D正确； 答案选A。 11．物质变化和能量变化在化学研究中占据核心地位，它们不仅是化学反应的基本特征，也是化学研究的重要对象。通过深入研究这些变化，可以更好地理解和利用化学反应，为人类的生产和生活带来更多的可能性。请回答以下问题： (1)如图所示，有关化学反应和能量变化的说法，不正确的是___________(填字母)。 A．反应物比生成物稳定 B．该反应一定需要加热才能发生 C．表示的是吸热反应的能量变化 D．不可以表示强酸与强碱发生中和反应的能量变化 (2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。 已知： 共价键 键能 436 247 则键的键能为 。 (3)如图是与反应生成和的过程中能量变化示意图。 ①请写出该反应的热化学方程式： 。 ②若在该反应体系中加入催化剂，则对反应热 (填“有”或“无”)影响。 (4)金属钛()在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石转化为，再进一步还原得到钛。转化为有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式如下： i．直接氯化： ii．碳氯化： 则反应的。 (5)“氧弹量热仪”可以测定蔗糖的燃烧热，“氧弹”是一个耐高温高压可通电点火的金属罐，将蔗糖和足量氧气充入“氧弹”中点燃，产生的热量被“氧弹”外的水吸收，通过测定水温的变化从而计算出蔗糖的燃烧热。已知：蔗糖的质量为，其摩尔质量是；量热计中水的质量为，水的比热容为；忽略金属“氧弹”吸收的热量。反应前后所测水温如下表。 序号 点火前温度/℃ 燃烧后测得的最高温度/℃ 1 20.73 22.63 2 20.76 21.25 3 20.72 22.82 ①上述蔗糖燃烧放出的热量Q= J。 ②请写出蔗糖燃烧的热化学方程式： 。 【答案】(1)BD (2)434 (3) NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH = −252 kJ/mol 无 (4)-223 (5) 6000c C12H22O11(s) + 12O2(g) =12CO2(g) +11H2O(l) ΔH=-1200c kJ/mol 【详解】（1）A．物质的能量越低，越稳定，由图可知，反应物的能量低于生成物，则反应物比生成物稳定，A正确； B．由图可知，反应物的能量低于生成物，该反应为吸热反应，吸热反应不一定需要加热才能发生，B错误； C．由图可知，反应物的能量低于生成物，该反应为吸热反应，C正确； D．由图可知，反应物的能量低于生成物，该反应为吸热反应，强酸与强碱发生中和反应的过程中放热，该图像不可以表示强酸与强碱发生中和反应的能量变化，D错误； 故选BD。 （2）ΔH=反应物的总键能- 生成物的总键能=436 kJ/mol+ 247 kJ/mol-2×E(H-Cl)= ，则 E(H-Cl) = 434 kJ/mol。 （3）①由题图提供的E1=134 kJ/mol、E2=386 kJ/mol可推知，该反应的焓变ΔH = E1-E2 = 134 kJ/mol-386kJ/mol=-252 kJ/mol，对应热化学方程式为：NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH = −252 kJ/mol； ②若在该反应体系中加入催化剂，只改变反应途径，不改变反应的热效应，则对反应热没有影响。 （4）利用盖斯定律，将反应ⅱ-ⅰ得的-51-172 =-223。 （5）①利用表中数据，计算三次实验中反应前后的温度变化分别为实验1：1.9℃，实验2：0.49℃，实验3：2.1℃，由于实验2的测定结果与另两次实验的误差过大，数据不能采用。反应放出的热量Q= c J·g-1·C-1×3000g×℃=6000cJ； ②蔗糖的物质的量为=0.005mol，则1mol蔗糖燃烧放出的量为=1.2×106cJ=1200ckJ，蔗糖燃烧的热化学方程式：C12H22O11(s) + 12O2(g) =12CO2(g) +11H2O(l) ΔH=-1200c kJ/mol。 12．化学反应中均伴随着能量的变化，回答下列问题： (1)某同学进行如下实验，图①和②中温度计示数降低的是 。     (2)有机物M可转化成N，转化过程如图，则M、N相比，较稳定的是 。   ΔH=+88.6kJ/mol (3)已知CH4在一定条件下可发生如图的一系列反应，下列说法正确的是_______。 A．ΔH1<ΔH5 B．ΔH3=ΔH2-ΔH5 C．ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4 D．ΔH4<0 (4)金属Ni可活化C2H6放出CH4，其反应历程如图所示： 下列关于活化历程的说法正确的是_______。 A．中间体1→中间体2的过程是放热过程 B．加入催化剂可降低该反应的反应热，加快反应速率 C．1molNi和1molC2H6的总能量小于1molNiCH2和1molCH4的总能量 D．中间体2→中间体3的过程是决速步骤 (5)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。已知上述反应中相关的化学键键能数据如下，则该反应的ΔH= kJ/mol。 化学键 C-H C=O H-H C≡O(CO) 键能/(kJ/mol) 413 745 436 1075 (6)中和热的测定实验中，取30mL 0.5mol∙L-1H2SO4溶液与50mL0.5mol/LNaOH溶液进行中和反应，三次实验温度平均升高4℃，已知溶液的比热容近似为4.2 J∙g-1∙℃-1，溶液的密度均近似为1 g∙cm-3。通过计算可得稀硫酸和稀NaOH溶液的中和热ΔH= kJ/mol。 【答案】(1)② (2)M (3)C (4)AD (5)+120 (6)-53.76 【详解】（1）图①Al和稀盐酸反应为放热反应，温度计读数升高，图②氯化铵和氢氧化钡晶体反应为吸热反应，温度计读数降低，答案为②； （2） △H=+88.6kJ•mol-1是吸热反应，则M、N相比，M所具有的能量较低，较稳定的是M； （3）A．由盖斯定律可知，CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g) △H1=△H5+△H4，但H2O(l)→H2O(g) △H4＞0，所以△H1＞△H5，故A错误； B．由盖斯定律可知，CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) △H5=△H2+△H3，即△H3=△H5-△H2，故B错误； C．由盖斯定律可知，CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g) △H1=△H2+△H3+△H4，故C正确； D．H2O(l)→H2O(g)吸热，所以CO2(g)+2H2O(l)→CO2(g)+2H2O(g)吸热，即△H4＞0，故D错误。 答案为C； （4）A．中间体1的相对能量为-56.21kJ，中间体2的相对能量为-154.82kJ，中间体1→中间体2的过程是放热过程，故A正确； B．催化剂不能改变反应物和生成物的能量，加入催化剂，该反应的反应热不变，故B错误； C．由图可知，Ni和C2H6的相对总能量为0，NiCH2和CH4的相对总能量为-6.57kJ，正反应放热，故C错误； D．慢反应决定总反应速率，中间体2→中间体3的过程正反应活化能最大，反应速率最慢，所以中间体2→中间体3的过程是决定整个历程反应速率的关键步骤，故D正确； 答案为AD； （5）焓变=反应物键能之和-生成物键能之和，所以该反应△H=(4×413+2×745-2×1075-2×436)kJ/mol=+120kJ/mol；答案为：+120； （6）中和热=-=-53.76 kJ/mol，答案为：-53.76。 13．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)。 能力提升 14．下列说法正确的是 A．  ，则碳的燃烧热等于 B．C(石墨，s)(金刚石，s)  ，则金刚石比石墨稳定 C．用溶液和NaOH溶液反应测定中和反应的反应热：   D．与在催化剂、500℃下混合反应生成，转移电子的数目约为 【答案】C 【详解】A．碳的燃烧热是25℃、101lPa时1mol碳完全燃烧生成二氧化碳气体放出的能量，生成的是CO，则碳的燃烧热不等于110.5 kJ·mol−1，A错误； B．C(石墨，s)(金刚石，s) ，金刚石的能量大于石墨，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，B错误； C．醋酸为弱电解质，电离需要吸热，当用稀CH3COOH(aq)和稀NaOH(aq)生成1molH2O(l)时，反应热ΔH＞－57.3kJ/mol，C正确； D．与在催化剂、500℃下混合反应生成，该反应为可逆反应，不能完全转化，转移电子的数目小于，D错误； 故选C。 15．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。 16．实验小组用图1装置探究稀溶液与稀盐酸的反应，用注射器吸取稀盐酸，逐滴滴加到盛有溶液的烧杯中，测得溶液温度随时间变化的曲线如图2所示。下列说法不正确的是 A．图2说明该反应是放热反应 B．滴加过程中烧杯里溶液的浓度逐渐增大 C．40s时溶液中的溶质是和 D．实验说明溶液与稀盐酸发生了反应 【答案】C 【分析】稀NaOH溶液与稀盐酸反应为放热反应，导致温度升高，根据图示可知，随着稀盐酸的滴加，溶液中的pH逐渐减小，恰好完全反应，反应完全放热，溶液温度升到最高，据此作答。 【详解】A．根据图像可知，随着反应进行，温度逐渐升高，该反应为放热反应，故A正确； B．随着反应进行，NaOH逐渐被消耗，因此pH逐渐减小，即浓度逐渐增大，故B正确； C．根据分析可知，溶液温度升到最高时，NaOH与HCl恰好完全反应，40s时未到达最高温度，因此仍有部分NaOH未反应，溶质为NaOH、NaCl，故C错误； D．溶液与稀盐酸的反应是放热反应，反应放热是化学能转化为热能的过程，因此能证明两者发生了反应，故D正确； 故答案选C。 17．汽车尾气中氮氧化物、CO均为大气污染物。有一种催化转化的反应历程如图所示(TS表示过渡态，图示涉及的物质均是气体)，整个过程发生三个基元反应。下列说法正确的是 A．该化学反应的决速步为反应② B．的稳定性低于(g) C．使用更高效的催化剂可降低反应所需的活化能和焓变 D．总反应的热化学方程式为   【答案】D 【详解】A．活化能最大的是反应①，活化能越大反应速率越慢，整个反应由最慢的一步决定，则该化学反应的决速步为反应①，A错误； B．能量越低越稳定，的相对能量低于(g)，则更稳定，B错误； C．催化剂可降低反应所需的活化能，但不能改变焓变，C错误； D．从图中可得出三个热化学方程式，反应①  ，反应②  ，反应③  ，利用盖斯定律，将反应①+②+③得  ，D正确； 故选D。 18．环境保护、绿色能源的使用是当今社会的热点问题 (1)对烟道气中的进行回收再利用具有较高的社会价值和经济价值。CO还原法：一定条件下，由和CO反应生成S和的能量变化如图所示，每生成64g S(s)，该反应 (填“放出”或“吸收”)的热量为 kJ。 (2)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ：   反应Ⅰ的热化学方程式为 。 (3)为消除汽车尾气中含有NO、、CO等气体，可采取：NO和CO在催化转换器中发生如下反应： ； 已知：  ；CO的燃烧热为； 与CO发生反应的热化学方程式： (用、、表示)。 (4)工业上接触法生产硫酸的主要反应之一是：在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下，被空气中的氧化为。是钒催化剂的活性成分，在对反应Ⅰ的催化循环过程中，经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段，反应Ⅱ为决速步，如下图所示： 化学键 能量/kJ a b c ①根据气体分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据，计算反应Ⅰ的 kJ/mol。 ②反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中正反应活化能最小的是 。 【答案】(1) 放出 540 (2)； (3) (4) 反应Ⅲ 【详解】（1）从图中可知，该反应中反应物总能量大于生成物总能量，因此属于放热反应，每生成64gS，物质的量为2mol，放出热量为(679-409)kJ×2=540kJ。 （2）从图中可知，反应I是硫酸分解生成SO2、O2和水，反应Ⅰ=-(反应Ⅱ+反应Ⅲ)，ΔH1=-(-254-297)kJ/mol=551kJ/mol，反应I的热化学方程式为 （3）CO燃烧的热化学方程式为CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH3，将小问中的三个反应依次标号为①、②、③，目标反应=反应①-反应②+反应③×2，ΔH=ΔH1-ΔH2+2ΔH3。 （4）①反应I的ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(2a+0.5b-3c)kJ/mol。 ②反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ，其中反应Ⅱ为决速步骤，因此反应Ⅱ的速率最慢，活化能最高，反应I为总反应，活化能与反应Ⅱ相同，反应Ⅲ反应速率最快，活化能最小。 19．试回答下列有关热化学问题。 (1)根据键能数据计算的反应热 。 化学键 键能/(kJ/mol) 414 489 565 155 (2)已知在微生物作用的条件下，经过两步反应被氧化成。两步反应的能量变化示意图如图： 则全部被氧化成的热化学方程式为： 。 (3)室温下，用盐酸与溶液在如图所示装置中进行中和反应。回答下列问题： ①仪器a的名称为 。 ②保持其他条件不变，实验中改用盐酸与溶液进行反应，与上述实验相比，二者所测的中和热 (填“相等”或“不相等”)，原因是 。 ③若三次操作测得终止温度与起始温度差分别为a．3.1℃；b．3.1℃；c．2.9℃。则所得的中和反应的中和热 。(已知该温度下该溶液的比热容：，保留三位有效数字) ④上述实验结果的数值与有偏差，产生偏差的原因可能是 (填字母)。 a．实验装置保温、隔热效果差 b．在量取盐酸溶液的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中 d．用铜棒代替图中a仪器 【答案】(1)−1940kJ/mol (2) (3) 玻璃搅拌器 相等 中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关 acd 【详解】（1）△H=反应物的总键能−生成物的总键能，△H=414kJ/mol×4+4×155kJ/mol−(489kJ/mol×4+4×565kJ/mol)=−1940kJ/mol。 （2）由图可知，第一步反应热化学方程式为① ，第二步反应热化学方程式为② ，运用盖斯定律将(①+②得到反应 （3）①测定反应过程中所放出的热量，使用玻璃搅拌器加快反应速率，图中a为玻璃搅拌器； ②反应放出的热量和所用酸以及碱的量的多少有关，若用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，生成水的量增加，所放出的热量偏高，但是中和热是强酸和强碱反应生成1mol水时放出的热，与酸碱的用量无关，所以用100mL 0.50mol/L盐酸跟100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得中和热数值相等； ③若三次操作测得终止温度与起始温度差(t2 – t1)分别为a．3.1℃；b．3.1℃；c．2.9℃，计算出平均温度差为 ， 盐酸与溶液混合后溶液的质量和为 ，C = ，代入公式得生成0.05mol的水放出热量，即生成0.025mol的水放出热量为：kJ，生成1mol的水放出热量为：，即该实验测得的中和热； ④a．实验装置保温、隔热效果差，会造成测量结果偏小，故a可选； b．量取盐酸时仰视读数会使所取盐酸体积增大，放出热量增多，故b不选； c. 分多次把 NaOH 溶液倒入盛有盐酸的小烧杯过程中会有热量损失，使测量结果偏小，故c可选； d. 用铜棒代替玻璃搅拌器仪会使热量散失，会造成测量结果偏小，故d可选； 故答案为：acd。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$