2026届高三化学一轮复习 第13讲-化学反应与能量专题 讲义

该高中化学高考复习资料聚焦化学能与热能专题，涵盖反应热概念、热化学方程式书写、盖斯定律及反应热计算等高考核心考点，按“知识网络-知识点睛-例题精讲-实战演练”逻辑架构系统梳理，通过考点分层解析、解题方法归纳、高考真题精讲等环节，帮助学生构建完整知识体系，突破热化学计算等难点。 资料突出科学思维与模型建构，如盖斯定律应用中设计“方程式变形-叠加-整理”三步法，结合能量图像分析强化反应热本质理解。设置基础巩固、能力提升、综合应用分层练习，配套即时反馈机制，有效培养学生证据推理与规范表达能力，为教师把控复习节奏、提升学生应考效率提供实用指导。

( 化学能与热能 ) ( 第13讲 ) ( 知识网络 ) 1． 化学反应与反应热： 1.化学反应本质：反应物旧键的断裂，生成物新键的形成； 2.化学反应能量变化分类：化学反应都伴随有能量变化，通常表现为热量变化，据此可将化学反应分为：吸热反应：E(反应物)﹤E(生成物)，反应过程吸收热量，ΔH﹥0； 放热反应：E(反应物)﹥ E(生成物)，反应过程放出热量，ΔH﹤0； 3.化学反应热：⑴概念：在相同温度下在化学反应过程中吸收或所放出的热量，也称焓变； 符号：ΔH； 单位：kJ/mol； ⑵中学常见反应热：①燃烧热；1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，单位：kJ/mol； ②中和热：稀酸和稀碱发生中和反应生成1molH2O时 放出的热量，中和热为恒定值， H+ (aq)+OH-(aq)=H2O(l)，ΔH =-57.3 kJ/mol； ⑶产生原因：化学反应过程中，旧键断裂吸收的能量与新键形成放出的能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化，即反应热； 2． 热化学方程式： 1.定义：用来表示参加反应的各物质的物质的量和反应热关系的化学方程式； 2.意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，还表明了化学反应中的能量变化； 3.书写：⑴写方程； ⑵标状态；标注物质的聚集状态(气态：g；液态：l；固态：s；溶液离子：aq；) ⑶注能量；标注能量变化 (‘+’ 或‘ -’及单位：kJ/mol) ΔH =±Q kJ/mol 如：aA(g)+bB(s)=c(l)+dD(aq) ΔH =±Q kJ/mol； 3． 盖斯定律与反应热的计算： 1.盖斯定律： ⑴内容：不管化学反应时一步完成或分几步完成其反应热是相同的，即化学 反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应进行的具体途径无关。 ⑵意义：间接计算某些反应的反应热； ⑶表达：手画； 2.反应热的计算： ⑴根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比； ⑵根据能量图中反应物和生成物的总能量计算； ΔH = E(生成物)﹣E(反应物) ⑶根据化学键的键能计算： ΔH =反应物的化学键断裂吸收的能量﹣生成物化学键形成放出的能量 =∑E(反应物键能)﹣∑E(生成物键能) ⑷根据盖斯定律的计算：应用盖斯定律，对热化学方程式进行加减等数学运算或设计合理的反应途径间接求得相应的反应热 四．化学能与其他形式能量的相互转化：化学反应所释放的能量(化学能)可以通过一定条件及途径转化为电能、热能、光能等其他形式的能量 ( 知识点睛 ) 板块一 化学反应与反应热 1.化学反应的本质：反应物旧键的断裂，生成物新键的形成过程： ①破坏旧键时需要克服原子间的相互作用，需要吸收能量； ②形成新键时又要释放能量。 2.化学反应能量变化分类：化学反应都伴随有能量变化，在不做其他功的情况下则通常表现为热量变化，据此可将化学反应分为： 类型 比较 放热反应 吸热反应 定义 放出热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量。 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量。 与化学键能的关系 生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量 生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂时吸收的总能量 表示方法 △H < 0 △H > 0 图示 常见反应 ①活泼金属与水或酸发生反应 ②酸碱中和反应 ③所有燃烧反应 ④多数化合反应 ⑤铝热反应； ⑥电石与水反应； ①多数的分解反应 ②2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s) BaCl2+2NH3↑+10H2O ③以C、CO、H2为还原剂的反应 ④弱电解质的电离和盐类的水解； 【教学建议】强调，注意吸放热反应的图像，这个图像是理解反应热最直接最重要的手段； 3.化学反应热： ⑴概念：在相同温度下在化学反应过程中吸收或所放出的热量通常叫做化学反应的热效应，一般也可称为反应热，也称焓变； 符号：△H； 单位：kJ/mol或kJ·mol-1； 注意： ①任何化学反应都伴随着能量的变化，不存在不发生能量变化的化学反应。 ②对于某一物质，其化学键能越大，物质自身所具有的能量就越低，物质本身就越稳定，就越不容易发生反应。 ③关于ΔH的单位kJ·mol-1，并不是指1mol具体物质发生反应时伴随着的能量变化是多少千焦，而是指给定形式的具体反应以具体的化学计量数来计算其物质的量时伴随的能量变化，或是可以理解为“每摩尔反应”的能量变化。 【教学建议】需要提醒溶解热（如NaOH固体溶于水，浓硫酸溶于水时）和相变热（物质三态变化时）严格意义上讲不属于一般反应热，只能称为焓变（△H），但在中学范围内并不加以严格区分，所以在反应热的计算过程中通常把溶解热和相变热算在反应热的范畴当中； ⑵产生原因：化学反应过程中，旧键断裂吸收的能量与新键形成放出的能量不相等，故化学反应均伴随着能量变化，即反应热； ⑶中学常见反应热： ①燃烧热： 1.定义：在25℃、101kPa时，1mol纯净物完全燃烧生成稳定的化合物时放出的热量，称为该物质的燃烧热，单位为kJ·mol-1。燃烧热通常可利用仪器（如弹式量热器）由实验测得。 2.意义：如H2的燃烧热△H= -285.8 kJ/mol，其表示的是，在在25℃、101kPa，1molH2完全燃烧生成液态水时，放出285.8 kJ的热量； 3.注意： ⑴燃烧热的条件：25℃、101kPa。目前中学课本中所给燃烧热数据没有特殊指明时均为此条件下 测得的，若不是此条件下测得的燃烧热效应不能称之为燃烧热； ⑵燃烧热是以1 mol纯物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写燃烧的热化学方程式时， 必须以燃烧1 mol纯物质为标准来配平其余物质的化学计量数； ⑶燃烧产物必须是完全燃烧生成稳定的氧化物，如C—CO2（生成CO不是燃烧热）、H2—H2O(l) （生成气态水不是燃烧热）、S—SO2等。生成稳定的氧化物，意思是不能再燃烧、状态稳定的氧 化物。 ⑷燃烧热是必须是以1 mol“纯物质”完全燃烧测得的，所谓“纯物质”指的是纯净物单质或化合物，不能是混合物。若是混合物燃烧，只能说是反应燃烧的热效应而不能说是燃烧热；燃烧热与热值是不同的，热值指的是在101kPa下，1g物质(可以是任何物质包括纯净物和混合物)完全燃烧生成稳定产物时放出的热量，单位kJ/ g。 ②中和热： 1.定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热。 2.表示方法： H+(aq)+OH-(aq)H2O(l) ΔH=－57.3 kJ·mol-1 3.注意： ⑴中学范畴只研究强酸与强碱，且在稀溶液中中和生成1mol水时，都放出57.3kJ热量。若为强酸与弱碱或强碱与弱酸及弱酸与弱碱中和时，所放出的中和热一般都低于57.3 kJ·mol-1。因为弱酸、弱碱的电离是吸热的。 ⑵中和反应的实质是H+和OH-结合生成H2O，若反应过程中有其他物质生成（如生成不溶性物质或其他难电离的物质），这部分反应热不包括在中和热内。同时中和热也不包括物质的溶解热、稀释热等其他的热效应。 *4.测定（了解） （1）实验步骤： 1 准备绝热装置——在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条）使放入的小烧杯杯口与大烧杯相平，然后再在大、小烧杯之间填满泡沫塑料。 2 量取反应物的体积，测量其温度——先量取50mL 0.5 molL－1盐酸，倒入小烧杯中，用温度计测量盐酸的温度。然后再量取50 mL 0.55 molL－1NaOH溶液，用温度计测量其温度。 3 测量反应后的温度——把温度计和环形烧杯玻璃棒放入盛有盐酸的小烧杯中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯中。在烧杯口盖上一个硬纸板,轻轻搅拌溶液，并准确读取混合液的最高温度，记为终止温度。 4 重复实验——重复实验两次，取测量所得数据的平均值为计算依据。 5 根据数据计算中和热ΔH = （2）注意事项： 1 保温效果一定要好，小烧杯与大烧杯的杯口要相平。 2 盐酸与NaOH的浓度要准确。 3 NaOH溶液的浓度（0.55 mol·L-1）要大于盐酸的浓度（0.50 mol·L-1），原因是为了保证NaOH过量盐酸反应完全。 4 宜用有0.1分度的温度计，温度计水银球应浸没在溶液中。 5 读取反应温度时要谨慎细致，全神贯注，读准最高温度。 【教学建议】这两个热效应中，燃烧热是最主要的，中和热及其测定大体了解即可，不要花费太多时间在这上面； 板块二 热化学方程式 1.定义：用来表示参加反应的各物质的物质的量和反应热关系的化学方程式。 2.意义：热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 如：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH =483.6 kJ/mol，表示的是2molH2与1molO2完全反应生成2mol液态H2O时，放出热量483.6 kJ。 3.书写： ⑴步骤： ①写方程；先写出完整的化学方程式或离子方程式并配平； ②标状态；在方程式中各物质的化学式后，注明物质在此反应条件下的聚集状态。 一般气态：g；液态：l；固态：s；水溶液离子：aq；若物质有同素异形体或几种晶型，也应注明是哪一种，如C(s，石墨)或C(s，金刚石)； ③注能量；在方程式右边，注明此条件下反应的能量变化 (“+”或“—”及单位：kJ/mol)，ΔH =±Q kJ/mol（吸热ΔH为“+”，放热ΔH为“—”） ⑵表达：aA(g)+bB(s)=cC(l)+dD(aq) ΔH= +x kJ/mol， cC(l)+dD(aq) =aA(g)+bB(s) ΔH= -x kJ/mol， 1/2aA(g)+ 1/2bB(s)= 1/2cC(l)+ 1/2dD(aq) ΔH= +1/2x kJ/mol ⑶注意事项： ①方程式必须完整且配平，这是热学方程式的前提； ②必须要注明反应物和生成物的聚集状态。因为物质呈现哪一种聚集状态，与它们所具有的能量有关，物质的三态之间的变化本身就伴随有吸热或放热的过程。 常以g、s、l、aq分别表示气、固、液态及水溶液，热化学方程式中不用“↑”和“↓”。若物质有同素异形体或几种晶型，也应注明是哪一种。 ③注意化学计量数与ΔH的关系。与一般化学方程式不同，热化学方程式各物质化学式前的化学计量数不是表示分子个数而是表示其物质的量，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。而ΔH与反应的物质的量有关，所以ΔH必须随方程式中物质化学计量数的变化而变化，也因此热学方程式可以进行加减乘除的数学运算。 ④注意ΔH的“+”或“—”及单位：kJ/mol的意义。若反应吸热ΔH为“+”，放热ΔH为“—”，当反应方程式进行颠倒时，ΔH也要跟着变，如正反应ΔH为“+”则逆反应ΔH为“—”；ΔH的单位：kJ/mol， 这里mol-含义是指每一份给定形式的具体反应以各物质的化学计量数的物质的量反应时所对应的能量变化，可以看做“每摩尔反应”（也可以称为每一个化学进度）所对应的的能量变化。 ⑤需要注意反应的温度和压强。因为反应的温度和压强不同时，其ΔH 也不同，但中学阶段所用的ΔH一般都是在101kPa和25℃时的数据，故常常不需特别注明。 板块三 盖斯定律及反应热计算应用 一..盖斯定律： ⑴内容：不管化学反应时一步完成或分几步完成其反应热是相同的，即化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应进行的具体途径无关。 ⑵意义：盖斯定律是热化学中一个相当有实用价值的定律，利用这一定律就可以从易测定的反应的热 效应来间接计算出某些难测定或不能测定的反应的效应热，这是间接求解反应热最主要和最 常用的方法 ⑶运用盖斯定律的解题思路是： 此定律的主要用途是用已知反应的反应热来推知相关反应的反应热。利用盖斯定律可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH（乘以某个数后）相加或相减而得出一个新的热化学方程式。热化学方程式之间的“+”，“－”等数学运算，对应ΔH也进行“+”，“－”等数学运算。 步骤是： ①先比较要写的热化学方程式与已知的相关热化学方程式的主要不同； ②找出无关的物质并变换系数使其相同； ③再通过对已知热化学方程式加减消去，然后算出新方程式的热量。 ⑷应用： 例如，①C(s，石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1= -393.5kJ/mol ②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH2= -283.0kJ/mol 试计算：C(s，石墨)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=? 解：⑴首先观察比较，需要将②式变换得③式：③CO2(g)= CO(g)+1/2O2(g)，ΔH2，= +283.0kJ/mol ⑵再观察将①+③相加得：C(s，石墨)+O2(g)+ CO2(g)=CO2(g)+ CO(g)+1/2O2(g)， ΔH=ΔH1+ΔH2，= -393.5+（+283.0）kJ/mol ⑶最后整理得：C(s，石墨)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH= -110.5 kJ/mol 二. 反应热的计算： 1.有关热化学方程式的试题类型 主要有3种： （1）已知一定量的物质参加反应的吸、放热量，写出其热化学方程式或判断所给的热化学方程式的正误。在判断热化学方程式的正误时注意： ①各物质的化学式是否正确，方程式是否符合客观事实，是否正确配平。 ②是否标明反应中各物质的状态； ③在热化学方程式右端是否注明热量的变化，ΔH的“+”或“－”号是否正确 ④热化学方程式中各物质前面的系数只要同后面的热量值相对应，则无论系数为整数、分数还是小数，都应该是正确的。 （2）已知相关的热化学方程式，要求写出新的热化学方程式；这种类型题的解题思路主要运用盖斯定律。 （3）依据热化学方程式进行有关计算：这类题目是求一定量物质燃烧放出的热量，求混合气体成分或含量，在进行计算时，应把反应热量看成一种产物，按一般化学方程式的计算要求进行计算。 2.有关化学反应热的常用计算方法： ⑴根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正比； ⑵根据能量图中反应物和生成物的总能量计算；ΔH = E(生成物)﹣E(反应物) ⑶根据化学键的键能计算：ΔH =反应物的化学键断裂吸收的能量﹣生成物化学键形成放出的能量 =∑E(反应物键能)﹣∑E(生成物键能) ⑷根据盖斯定律的计算：应用盖斯定律，对热化学方程式进行加减等数学运算或设计合理的反应途径间接求得相应的反应热 【教学建议】反应热的计算和盖斯定律是高考题中这一部分中最主要的考查模式，可以说是学生的主要得分点，但学生实际情况是计算动手能力太差，往往会做但常常算错，所以这个考点在教学中不要因为知识点简单而忽略，应强化训练，训练学生会做且做对。 三.反应热的大小比较 （1）同一反应的反应热比较 ①同一反应生成物的状态不同时： 如：2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　 ΔH1<0； 2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　 ΔH2<0； H2O(g)H2O (1)　 ΔH3<0 因为ΔH3=ΔH2－ΔH1，所以ΔH2<ΔH1 ②同一反应反应物状态不同时： 如：S(g)+O2(g)SO2(g)　 ΔH1<0； S(s)+O2(g)SO2(g)　 ΔH2<0； S(g)S(s)　 ΔH3<0 因为ΔH3=ΔH1－ΔH2，所以ΔH l <ΔH2 ③同一反应反应物相同生成物不同时； 如：C(s)+O2(g)CO2(g)　 ΔH1<0； C(s)+ 1/2O2(g) CO (g)　 ΔH2<0； 定有ΔHl <ΔH2。并且据此可写出反应的热化学方程式： CO(g)+O2(g)CO2(g)　 ΔH3=ΔH1-ΔH2 ④同一反应化学计量系数不同时 如：2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　 ΔH1<0； H2(g)+O2(g)H2O(g)　 ΔH2<0； 定有ΔHl <ΔH2，且应有ΔHl＝2ΔH2 ⑤同一反应的正逆反应 如：2NO2(g) N2O4(g) ΔH1<0； N2O4(g) 2NO2(g) ΔH2﹥0； 定有ΔH2﹥ΔH1（吸热反应的ΔH为正值肯定比放热反应的ΔH大） （2）不同反应之间反应热的比较：一般需要综合运用多种方法进行比较 ①直接比较法：利用经验、规律和常识直接判断不同反应的ΔH的大小。 ②盖斯定律法比较法：利用盖斯定律，对于几个热化学方程式可以进行移项、变向、（乘以某个数后）相加减等多种数学运算，依据所得的新反应或新过程的ΔH可以比价运算前的各ΔH的大小，这种方法被称为盖斯定律法。 ③图示比较法：画出化学变化中的能量变化图，根据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便的比较ΔH的大小。 板块四 化学能与各能量之间的相互转化 ( 太阳能 光能 化学能 电能 热能 核能 机械能 煤炭 石油 天然气 风力 水力 潮汐 核反应 呼吸作用 化学反应 光合作用 原电池 电解池 光电效应 光电效应 ) ( 例题精讲 ) 考点1：反应热概念与能量变化 【例1】 (江苏)某反应的反应过程中能量变化如图所示（图中表示正反应的活化能，表 示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确 的是（ ） A．该反应为放热反应 B．催化剂能改变该反应的焓变 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．逆反应的活化能大于正反应的活化能 【答案】 C 【例2】(大纲卷)反应分两步进行：① ，②。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 【答案】 D 【例3】（山东）下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是（ ） A．生成物能量一定低于反应物总能量 B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变 D．同温同压下，H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同 【答案】C 【例4】 (丰台一模)根据碘与氢气反应的热化学方程式，下列判断正确的是（ ） ① I2(g)+ H2(g) 2HI(g) △H=－9.48 kJ/mol ② I2(s)+ H2(g) 2HI(g) △H=+26.48 kJ/mol A．254g I2(g)中通入2g H2(g)，反应放热9.48 kJ B．当反应②吸收52.96kJ热量时转移2mole一 C．反应②的反应物总能量比反应①的反应物总能量低 D．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含能量相差17.00 kJ 【答案】C 【例5】 (北京模拟)．反应2C + O2＝2CO 的能量变化如下图所示。 下列说法正确的是（ ） A．12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g)，放出的热量为110.5 kJ B．2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g)，放出的热量大于221 kJ C．该反应的热化学方程式是 2C(s) + O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－221 kJ D．该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差 【答案】B 【例6】下列说法或表示方法正确的是（ ） A．由H＋(aq)+ OH－(aq)= H2O(l)　ΔH=－57.3 kJ·mol-1可知，若将含1 mol CH3COOH的稀溶液与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热量小于57.3 kJ B．在10l kPa、25 ℃时，1 g H2完全燃烧生成气态水，放出120.9 kJ的热量，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol-1 C．已知：2SO2 (g) + O2 (g)2SO3 (g) ΔH =－98.3 kJ·mol-1。将1 mol SO2和0.5 mol O2充入一密闭容器中反应，放出49.15 kJ 的热量 D．由C(金刚石，s)= C(石墨，s) ΔH= -1.90 kJ·mol-1，可知：金刚石比石墨稳定 【答案】A 【例7】 (天津)已知：2CO(g)+O2(g)2CO2(g)　ΔH=－566 kJ·mol-1； Na2O2(s)+CO2(g)Na2CO3(s)+1/2O2(g) ΔH=－226 kJ·mol-1 根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是 A．CO的燃烧热为283 kJ B．右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系 C．2Na2O2(s)+2CO2(s)2Na2CO3(s)+O2(g) ΔH＞－452 kJ·mol-1 D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为 6.02×1023 【答案】C 【例8】下列各组变化中，标出的物理量前者小于后者的一组是(　　) ①CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH1 CH4(g) +2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2 ②2H2(g) +O2(g)===2H2O(l) ΔH1 H2(g) +O2(g)===H2O(l) ΔH2 ③t℃时，在一定条件下，将1 mol SO2和1 mol O2分别置于恒容和恒压的两个密闭容器中，达到平衡状态时放出的热量分别为Q1、Q2 ④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH1 CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH2 A．①②③ B．②④ C．②③④ D．③④ 【答案】A 【例9】（辽宁宁夏）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ·mol-1。请回答下列问题： （1）图中A、C分别表示 、 ，E的大小对该反应的反 应热有无影响？ 。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5 会使图中B点升高还是降低？ ，理由是 ； （2）图中ΔH= kJ·mol-1； （3）V2O5的催化循环机理可能为：V2O5氧化SO2时，自身被 还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出 该催化循环机理的化学方程式 ； （4）如果反应速率v（SO2）为0.05 mol·L-1·min-1，则v（O2）= mol·L-1·min-1、 v(SO3)= mol·L-1·min-1； （5）已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol-1，计算由S(s)生成3 molSO3(g)的ΔH= 【答案】（1）反应物能量；生成物能量；无；降低；因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低； （2）－198；（3）SO2+V2O5SO3+2VO2；4VO2+O22V2O5；（4）0.025；0.05； （5）S(s)+O2(g)2SO2(g) ΔH1=－296 kJ·mol-1； SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) ΔH2=－99 kJ·mol-1； 3S(s)+9/2O2(g)3SO3(g) ΔH=3(ΔH1+ΔH2)=－1185 kJ·mol-1 考点2：盖斯定律应用及热化学方程式书写和相关计算 【例10】（江苏）用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。 已知：Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39kJ·mol－1； 2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=－196.46kJ·mol－1； H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=－285.84kJ·mol－1； 在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为 。 【答案】Cu(s)+H2O2(l)+2H＋(aq)=Cu2＋(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68kJ.mol-1 【例11】 (海南13)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用。 回答下列问题： (2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式为___ ___； (3)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。 已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l)　 ΔH1＝－19.5 kJ·mol－1 ②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－534.2 kJ·mol－1 写出肼和N2O4反应的热化学方程式___ ___； 【答案】 (2)2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O (3)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 048.9 kJ/mol 【例12】（2011山东）（2）已知： 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH=-196．6 kJ·mol-1 2NO（g）+O2（g）2NO2（g） ΔH=-113．0 kJ·mol-1 则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH= kJ·mol-1。 【答案】（2）—41.8； 【例13】已知、和的燃烧热分别是、和，则由和反应生成的为（ ） A． B． C． D． 【答案】A 【例14】（年重庆）已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g); ΔH=－72 kJ·mol-1，蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他的相关数据如下表： 　 H2(g) Br2(g) HBr(g) 1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 436 a 369 则表中a为 A．404 B． 260 C．230 D．200 【答案】D 【例15】 (全国课标)己知：与反应的；与反应的。则在水溶液中电离的等于 A． B． C． D． 【答案】C 【例16】 (北京模拟)已知：H2(g)+ 1/2O2(g)H2O(l)　ΔH =－285.8 kJ·mol-1； 　　　　　　　　　　　CH4(g)+ 2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l) ΔH =－890.3 kJ·mol-1 现有H2和CH4的混合气体112 L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，共放出热量3242.5 kJ，则原混合气体中H2合CH4的物质的量之比是 A．1∶1 B．1∶3 C．1∶4 D．2∶3 【答案】D 【例17】 (重庆12)．肼是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如题12图所示。已知断裂化学键所需的能量：为、为500、为154，则断裂键所需的能量是（ ） A． B．391 C．516 D．658 【答案】 B 【例18】已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1mol O=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸汽中1mol H-O键完全断裂时吸收热量463kJ，则氢气中1mol H-H键完全断裂时吸收热量 A．920 kJ ；B．557 kJ ；C．436 kJ ；D．188 kJ； 【答案】 C 【例19】 (2013东城一模)25.（2）砷的常见氧化物有As2O3和As2O5，其中As2O5热稳定性差。根据下图写出As2O5分解为As2O3的热化学方程式： 。 ( 能量 反应过程 As 2 O 3 (s)+O 2 (g) 2As (s)+ O 2 (g) As 2 O 5 (s) H 1 =-619.2 kJ · mol -1 H 2 = -914.6 kJ · mol -1 ) 【答案】 （2） As2O5(s) = As2O3(s) + O2(g) H= +295.4 kJ·mol-1 【例20】 (2011重庆)13．是一种优良的绝缘气体，分子结构中存在S-F键。已知1molS（s） 转化为气态硫原子吸收能量280kJ,断裂1molF-F 、S-F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ．则的反应热为（ ） A．-1780 kJ·mol-1 B．-1220 kJ·mol-1 C．-450 kJ·mol-1 D．+430 kJ·mol-1 【答案】B 【例21】 (2008海南高考)白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P：akJ·mol—1、P—O：bkJ·mol—1、P=O：ckJ·mol—1、O=O：dkJ·mol—1。 根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是 A．（6a+5d－4c－12b）kJ·mol-1　　　B．（4c+12b－6a－5d）kJ·mol-1 C．（4c+12b－4a－5d）kJ·mol-1　　　D．（4a+5d－4c－12b）kJ·mol-1　 【答案】A 【例22】 (全国课标27)光气（）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下与在活性碳催化下合成。 （1）实验室中常用来制备氯气的化学方程式为 ； （2）工业上利用天然气（主要成分为）与进行高温重整制备，已知、和的燃烧热（）分别为、和，则生成（标准状况）所需热量为 ； 【答案】（1）MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O；（2）5.52×103kJ。 【例23】 (2011西城一模) Q、W、X、Y、Z是5种短周期元素，原子序数逐渐增大，Q与W组成的化合物是一种温室气体，W与Y、X与Y组成的化合物是机动车排出的大气污染物，Y和Z能形成原子个数比为1∶1和1∶2的两种离子化合物。 ⑸已知：W(s)+ Y2 (g)= WY2(g) ΔH=－393.5 kJ/mol WY(g)+ Y2 (g)= WY2(g) ΔH=－283.0 kJ/mol 24 g W与一定量的Y2反应，放出热量362.5 kJ，所得产物的物质的量之比是 。 【答案】（5）n(CO2)∶n(CO)＝1∶3 【例24】 (天津10)（3）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ① ② ③ 总反应：的 ； 【答案】（3） 【例25】已知下列热化学方程式： ①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)；ΔH= -25kJ.mol-1 ②3Fe2O3(s)+ CO(g)=2Fe3O4(s)+ CO2(g)；ΔH= -47kJ.mol-1 ③ Fe3O4(s)+ CO(g)=3FeO(s)+ CO2(g)；ΔH= +19kJ.mol-1 写出FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和CO2的热化学方程式：　　　　　　　　 　　。 【答案】FeO(s)+ CO(g)= Fe(s)+ CO2(g)；ΔH= -11kJ.mol-1 【例26】 (江苏17)（2）方法Ⅱ中主要发生了下列反应：                                                               与反应生成的热化学方程式可表示为    。 【答案】（2） 【例27】(四川29)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问 题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫， 最终生成硫酸钙。硫酸钙可在右图所示的循环燃烧装置的燃料反应器 中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳， 从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。 请回答下列问题： （1）煤燃烧产生的烟气直接排放到空气中，引发的主要环境问题 有 。（填写字母编号） A.温室效应 ；B.酸雨 ； C.粉尘污染；D.水体富营养化； （2）在烟气脱硫的过程中，所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前，需通一段时间的二氧化碳，以增加其脱硫效率；脱硫时控制浆液的pH值，此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。 ①二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为 。 ②亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式： 。 （3）已知1mol CH4在燃料反应器中完全反应生成气态水时吸热160.1kJ，1mol CH4在氧气中完全燃烧生成气态水时放热802.3kJ。写出空气反应器中发生反应的热化学方程式： 。 【答案】（1）ABC （3分） （2）①或碳酸氢钙 （2分） ② （3分） （3）； （3分） 考点3：反应热的测定 【例28】某实验小组用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。 Ⅰ．配制0.50 mol/L NaOH溶液 （1）若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体　　　　 g。 （2）从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是（填字母）：　　　　　　　　　　。 名称 托盘天平（带砝码） 小烧杯 坩埚钳 玻璃棒 药匙 量筒 仪器 序号 a b c d e f Ⅱ．测定中和热的实验装置如下图所示。 （1）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式（中和热数值为57.3 kJ/mol）：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 （2）取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。 ①请填写下表中的空白：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度 t2/℃ 温度差 平均值 （t2-t1）/℃ H2SO4 NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.1 2 27.0 27.4 27.2 33.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 ②近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则中和热ΔH=　　　　　　　　　　 （取小数点后一位）。 ③上述实验数值结果与57.3 kJ/mol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．量取NaOH溶液的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度 【答案】Ⅰ、（1）5.0（写“5”不给分） （2）a b e Ⅱ、（1）H2SO4(aq)+NaOH(aq)Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol （2）①4.0（写“4”不给分） ②-53.5 kJ/mol ③a c d 考点4： 反应热与能量综合 【例29】 (北京26)某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在，该废水的处理流程如下： （2）过程Ⅱ：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下： ①第一步反应是　　　　反应（选填“放热”或“吸热”）， 判断依据是　　 　　。 ②1 mol (aq)全部氧化成(aq)的热化学方程式是： 　。 【答案】（2）放热 (反应物的总能量大于生成物的总能量) 【例30】(2008全国II)26. 红磷P（s）和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5， 反应过程和能量关系如图所示（图中的△H表示生成1 mol产物的数据）根据上图回答下列问题 （1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式 ； （2）PCl5分解生成PCl3和Cl2的热化学方程式 ； 上述分解反是一个可逆反应，温度T1时，在密闭容器中加入0.8 mol PCl5，反应达到平衡时还剩余0.6 mol PCl5，其分解率等于 ；若反应温度由T1升高到T2，平衡时PCl5分解率， (填“大于”，“小于”或“等于”)； （3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是 ； （4）P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的 ；P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的 (填“大于”，“小于”或“等于”)； （5）与足量水反应，最终生成两种酸，其化学方程式是 。 【答案】（1） （2） 25% 大于 （3）因为分解反应是吸热反应，温度太高，不利于的生成。 （4）－399 kJ/mol 等于 （5） 考点5：新能源与节能减排 【例31】 (江苏1)化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是 A．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药 B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 C．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源 D．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用 【答案】D 【例32】 (2011福建6).下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是 A.CO2 CH4 N2等均是造成温室效应的气体 B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一 C.节能减排符合低碳经济的要求 D.合理开发利用可燃冰（固态甲烷水合物）有助于缓解能源紧缺 【答案】A ( 实战演练 ) 【演练1】 (年北京模拟)已知反应：H2(g)＋O2(g)＝H2O(g) ΔH1 N2(g) ＋ O2(g) ＝ NO2 (g) ΔH2 N2(g) ＋ H2(g) ＝ NH3 (g) ΔH3 则反应2NH3 (g) ＋O2(g) ＝2NO2 (g) ＋3H2O(g) 的ΔH为 A．2ΔH1+2ΔH2 - 2ΔH3 B．ΔH1+ΔH2 - ΔH3 C．3ΔH1+2ΔH2+2ΔH3 D. 3ΔH1+2ΔH2 - 2ΔH3 【答案】D 【演练2】 (全国II)下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式（25°C，101kPa）： ① ② ③ ④ 由此判断，正丁烷的燃烧热是（ ） A． B. C. D. 【答案】 A 【演练3】反应热及盖斯定律基础计算： ⑴12g碳在一定量的氧气中不完全燃烧生成一氧化碳，放出110.35 kJ的热量； 写出相应的热化学方程式： ； 【答案】C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH＝－110.35 kJ/mol ⑵已知H-H键的键能为436 kJ/mol，Cl-Cl键的键能为243 kJ/mol，H-Cl键的键能为431 kJ/mol，则H2与Cl2反应生成HCl的反应热ΔH： ； 【答案】ΔH＝－183 kJ/mol ⑶已知H-H键的键能为436 kJ/mol，H-N键的键能为391 kJ/mol，根据热化学方程式：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，则N≡N键的键能是： ； 【答案】945.6 kJ/mol ⑷已知丙烷(C3H8)燃烧时能放出大量热，它是液化石油气的主要成分。 已知①2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l) ΔH＝－2741.8 kJ/mol ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH＝－566 kJ/mol, 试写出丙烷的的燃烧热的热化学方程式 ： ； 【答案】C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH＝－2219.9 kJ/mol； ⑸已知①FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH＝－218 kJ/mol ②Fe3O4(s)+CO(g)= 3FeO(s)+CO2(g) ΔH＝－640.5 kJ/mol, 试写出CO气体还原Fe3O4固体得到Fe固体和CO2气体的 热化学方式 ： ； 答案：Fe3O4(s)+4CO(g)= 3Fe(s)+ 4CO2(g) ΔH＝－13.5 kJ/mol； ⑹（海南）已知：Fe2O3(s)+C(s)CO2(g)+2Fe(s) ΔH=+234.1 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH =－393.5 kJ·mol-1 则2Fe(s)+O2(g)Fe2O3(s)的ΔH是 A．－824.4 kJ·mol-1　　　　　B．－627.6 kJ·mol-1 C．－744.7 kJ·mol-1　　　　　D．－169.4 kJ·mol-1 【答案】A ⑺ (江苏20)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。 ⑴ 真空碳热还原-氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下： ①反应的 (用含、的代数式表示)。 【答案】⑴ ① 1 学科网（北京）股份有限公司 � 液态 固态 气态 放热 放热 吸热 吸热 吸热 放热 $