内容正文:
专题02 反应热的计算与比较
重难目标
1. 知识目标
①熟记焓变、燃烧热、中和热核心概念,明确△H正负与吸放热对应关系;
②掌握四类反应热计算方法:盖斯定律、键能、热化学方程式系数换算、能量图像;
③掌握反应热大小比较两类思路:带符号比较、仅比较放热/吸热绝对值;
④区分物质状态、计量数、可逆限度对△H数值的影响。
2.能力目标
①能对多步热化学方程式做代数变形,准确推导目标反应焓变;
②结合能量历程图、键能数据独立完成定量计算;
③规范对比不同反应△H,规避符号、状态、可逆反应陷阱;
④结合化工情境提取热化学信息,解决综合计算问题。
3.素养目标
①建立能量守恒观念,理解盖斯定律“反应热只与始态终态有关”;
②提升证据推理能力,通过定量数据、图像证据判断能量变化;
③认识能源利用价值,树立绿色化学、能量优化应用意识。
考情分析
1.本专题为高考必考内容,分值 3~6 分,选择题、原理综合填空均有考查。
2.命题常以新能源、工业合成、催化反应为情境,融合能量历程图像、键能数据、多步热化学方程式。
3.核心考向:一是利用盖斯定律计算焓变并书写热化学方程式;二是结合物质状态、计量数、可逆平衡比较△H大小;三是借助活化能图像判断吸放热、计算反应热。
3.试题侧重逻辑运算与细节辨析,高频设置符号、状态、可逆限度陷阱,常与化学平衡、速率综合设问,侧重考查证据推理与定量计算能力,题型稳定、区分度明显。
一、基础核心概念(计算、比较的前提)
1.焓变△H判定△H>0吸热反应;△H<0放热反应。
2.三个限定热(必考计算载体)
(1)燃烧热:1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物(C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g))放出的热量。
(2)中和热:稀强酸与稀强碱生成1 molH2O(l),△H=-57.3kJ·mol-1;弱酸、弱碱、浓溶液、生成沉淀均会改变数值。
(3)可逆反应焓变:△H是完全进行到底的热量,实际转化吸收/放出热量小于理论值。
3. 聚集状态影响能量能量高低:气体>液体>固体;同种物质状态不同,反应热差值大,是比较类题目核心陷阱。
二、反应热的计算
1.利用热化学方程式进行有关计算
反应热与反应物各物质的物质的量成正比,根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应热当作“产物”,计算反应放出或吸收的热量。
2.根据燃烧热数据,计算反应放出的热量
计算公式:Q=燃烧热×n(可燃物的物质的量)
3.根据反应物和生成物的总能量计算:△H=E生成物-E反应物。
4.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变
(1)物质能量图像:反应物总能量>生成物总能量:放热,△H<0,△H=生成物总能量-反应物总能量
(2)活化能图像:若反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。
5.利用键能计算反应热的方法
(1)熟记反应热ΔH的计算公式:ΔH=E(反应物的总键能之和)-E(生成物的总键能之和)
(2)计算关键:利用键能计算反应热的关键,就是要算清物质中化学键的种类和数目。
(3)理解:断键吸热(正),成键放热(负);断键耗能大于成键释能,整体吸热。
【易错提醒】规避易失分点:计算物质中键的个数时,不能忽略物质的结构,如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键,1 mol SiO2中含4 mol Si—O键,注意特殊物质中键数的判断:
物质(1 mol)
P4
C(金刚石)
石墨
Si
SiO2
CO2
CH4
化学键
P—P
C—C
C—C
Si—Si
Si—O
C==O
C—H
键数(mol)
6
2
1.5
2
4
2
4
6.根据中和热计算反应热的方法:中和反应放出的热量=n(H2O)×|ΔH|
7.利用盖斯定律计算
(1)核心规律:化学反应焓变只与始态、终态有关,与途径无关。
(2)运算规则:
①方程式反向书写,ΔH变正负;
②方程式同乘系数n,ΔH同步乘n;
③方程式相加减,对应ΔH同步相加减。
(3)解题步骤:定位目标反应 → 调整已知方程式(消去中间物质)→ 同步换算ΔH → 代数求和。
(4)运用盖斯定律的技巧——“三调一加”
一调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写已知的热化学方程式。
二调:根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。
三调:调整中间物质的化学计量数。
一加:将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。
(5)运用盖斯定律的三个注意事项
①热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。
②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
三、反应热大小的比较
1.大小比较原则
(1)比较ΔH的大小时,必须把反应热的“+”“-”与反应热的数值看作一个整体进行比较;比较反应放出或吸收的热量时只比较数值的大小;比较“标准燃烧热”“中和热”时,只需比较数值的大小。
(2)反应物的化学计量数不同,则ΔH不同。
(3)ΔH是带符号进行比较的,所有吸热反应的ΔH均比放热反应的ΔH大;放热反应的ΔH<0,放热越多,ΔH越小,但|ΔH|越大。
(4)同一物质,状态不同,反应热亦不同。。
(5)对于可逆反应,因反应不能进行到底,实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的数值。
2、比较方法:
(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。
3.比较技巧
(1)直接比较法
①物质燃烧时,可燃物物质的量越大,燃烧放出的热量越多。
②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。
③生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。
④对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时,放出的热量为197 kJ,实际上向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),反应达到平衡后,放出的热量要小于197 kJ。
(2)盖斯定律比较法
①同一反应,生成物状态不同时
如A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0
C(g)===C(l) ΔH3<0
ΔH1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,
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
ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,
所以ΔH1<ΔH2。
③晶体类型不同,产物相同时
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
因为石墨能量低,则C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,所以ΔH1>ΔH2。
④两个有联系的不同反应相比较时
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
C(s)+(1/2)O2(g)===CO(g) ΔH2<0
C(s)CO2(g)
C(s)CO(g)CO2(g)
因为ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。
(3)利用能量变化图进行比较
由图像可以看出放出或吸收热量的多少,若是放热反应,放出的热量越多,ΔH越小;若是吸热反应,吸收的热量越多,ΔH越大,故ΔH1>ΔH2。
【易错提醒】比较反应热大小的两个注意要点
注意点1.物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。
注意点2.在比较反应热(ΔH)的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越多,ΔH反而越小。
四、易错点汇总
1.盖斯定律只加减方程式,忘记同步改变ΔH符号、倍数;
2.键能公式记反,写成生成物减反应物;
3.比较ΔH忽略负号,直接对比绝对值;
4.燃烧热产物写错:生成气态水、CO 均错误;
5.可逆反应混淆“反应实际放热量”与“方程式焓变ΔH”;
6.中和热计算忽略稀溶液、1mol液态水两个限定条件。
题型 1 根据键能计算反应热
【典例1】(25-26高二下·重庆·期末)已知反应:① ;② 。
部分共价键的键能如下表所示:
共价键
键能
436
496
462
则
A. B. C. D.
【对练1】(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试)已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol。若断裂1mol H-H、1mol N-H需要吸收的能量分别为436kJ、391kJ,则断裂1mol N≡N需要吸收的能量为
A.431kJ B.649kJ C.945.6kJ D.869kJ
【对练2】(25-26高二上·青海海南·期中)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和化合来制备甲醇,其反应为 ,已知该反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
H-H
C-O
H-O
C-H
436
343
1076
465
413
则该反应的为
A. B. C. D.
题型 2 根据能量图像/活化能图求ΔH
【典例2】(25-26高二上·河南濮阳·期中)(s)、(g)和氧气的反应过程与能量变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. B.的
C.X是 D.反应
【对练1】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)CO用于处理大气污染物,在催化剂作用下该反应的具体过程及能量变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.总反应为
B.总反应的决速步为反应①
C.该反应催化剂为,为中间产物
D.该总反应的
【对练2】(25-26高二上·福建泉州·期末)土壤中的微生物将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化如图。下列说法错误是
A.总反应热化学方程式为:
B.该转化过程决速步骤的活化能为
C.为吸热反应
D.标准燃烧热为
题型 3 盖斯定律求焓变
【典例3】(25-26高二下·重庆·阶段检测)从盐湖卤水(含高浓度)提取的工艺中需要添加氯化铁,生成的可与共同被萃取剂(如)捕获,从而显著提高锂的萃取效率和选择性。已知下列过程或反应:
(1)
(2)
(3)
(4)
则生成的反应的为
A. B. C. D.
【对练1】(25-26高三上·河北秦皇岛·期中)利用甲醇催化脱氢法制备甲酸甲酯主要涉及如下化学反应。
反应I:
反应II:
反应III:
则反应I中生成标准状况下时,吸收的热量为
A.22.45kJ B.44.9kJ C.89.8kJ D.无法计算
【对练2】(25-26高二上·天津和平·期中)在25℃、101kPa时,、、的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则的反应热为
A. B.
C. D.
题型4 燃烧热、中和热相关定量计算
【典例4】(25-26高二上·湖北孝感·阶段检测)已知:
下列说法正确的是
A.的燃烧热为
B.同质量的和完全燃烧,燃烧放出的热量多
C.
D.
【对练1】(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)下列有关反应热的说法正确的是
A.已知S(正交,s)(单斜,s), kJ/mol,则单斜硫比正交硫稳定
B.一定条件下, , ,则
C.的燃烧热是285.8 kJ/mol,则反应的反应热 kJ/mol
D.25℃、101 kPa时,, kJ/mol,则含0.5 mol 的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为57.3 kJ
【对练2】(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)已知:,CO的标准燃烧热为。下列说法正确的是
A.燃烧热的热化学方程式:
B.
C.CO燃烧的热化学方程式为
D.燃烧生成CO的反应中反应物的总键能高于生成物的总键能
题型5 单一反应ΔH大小比较
【典例5】(25-26高二上·广东肇庆·期中)(1)
(2)
(3)
(4)
下列关系式中不正确的是
A. B. C. D.
【对练1】(25-26高二上·安徽合肥·期末)下列热化学方程式或说法正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热,则和反应的中和热
B.下,将和置于密闭的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:甲烷的燃烧热,则
D.已知,则
【对练2】(25-26高二上·甘肃庆阳·期末)已知下列热化学方程式:
①
②
③
④
下列关系式正确的是
A. B. C. D.
题型6 多组热化学方程式综合排序
【典例6】(25-26高二上·宁夏银川·期中)下列选项中ΔH2>ΔH1的是
A.
B.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH1 CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH2
C.已知2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)ΔH<0 2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)ΔH1 2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)ΔH2
D.
【对练1】(25-26高二下·河北石家庄·期中)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
②
③
④
⑤
A. B.
C. D.
【对练2】(25-26高二上·浙江温州·期末)已知下列反应:
下列说法正确的是
A., B.
C. D.
1.(25-26高二上·安徽·期中)下列有关反应热及热化学方程式的说法正确的是
A.已知 , ,则
B.已知稀溶液中 ,则氨水与稀硫酸反应生成时的反应热
C.燃烧热的热化学方程式:
D.已知 ,则和总键能比总键能大
2.(25-26高二上·江苏苏州·期中)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,如图所示。下列说法正确的是
A.固体溶解是放热过程
B.根据各微粒的状态,可判断,
C.根据盖斯定律可知:
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无关
3.(25-26高二上·江苏扬州·阶段检测)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.由C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=1.9 kJ·mol-1可知,石墨能量更高
B.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则在一定条件下将2 mol N2和6 mol H2置于一密闭容器中充分反应,放出的热量为184.8 kJ
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含1 mol CH3COOH的醋酸溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
D.16 g N2H4(g)完全燃烧生成N2(g)和H2O(g)时,放出133.5 kJ热量:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-267 kJ·mol-1
4.(25-26高二上·江苏扬州·阶段检测)下列有关中和热的说法正确的是
A.表示中和热的热化学方程式为
B.准确测量中和热的整个实验过程中,共需测定3次温度
C.测量中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热数值偏小
D.已知 ,则该反应的中和热为114.6
5.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)下列图示与对应的叙述不相符的是
A.(a)图可表示一氧化碳和水反应的能量变化
B.通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C.由(c)图可知,若在密闭容器中加入1 mol和2 mol充分反应放出的热量为
D.由(d)图可知,A与C的能量差为:
6.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.1 mol 与足量氧气充分反应,放出Q kJ的能量,则
B. ,则1 mol 和1 mol 的总能量高于2 mol 的能量
C.已知 ,则稀硫酸与稀溶液反应生成2 mol 水,放出的热量
D.的标准燃烧热是-283.0 ,则表示CO标准燃烧热的热化学方程式为
7.(25-26高二上·江西·阶段检测)2025年9月3日大阅兵中惊雷-1、巨浪-3、东风61等导弹震撼亮相,彰显大国实力。肼()可用作导弹发射的燃料。已知液态肼与完全反应生成,放出热量,则表示该反应的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
8.(25-26高二上·江苏南京·阶段检测)下列有关热化学方程式的叙述中正确的是
A.中和热的离子方程式为:OH-(aq)+H+(aq)=H2O(g) ΔH=-57.3kJ·mol-1
B.已知C(石墨,s)=C (金刚石,s) ΔH=+19kJ· mol-1,则金刚石比石墨稳定
C.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-571.6kJ·mol-1, 则H2的燃烧热为-571.6kJ·mol-1
D.已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g)=CO2(s) ΔH2 , 则ΔH1>ΔH2
9.(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)某科学家利用二氧化铈()在太阳能作用下将转变为。其过程如下:
下列说法错误的是
A. B.反应①中有两种元素化合价发生变化
C.图中 D.该过程实现了太阳能向化学能的转化
10.(24-25高二上·江苏连云港·期中)下列根据热化学反应方程式的推导正确的
A.已知,则的燃烧热为
B.已知红磷,白磷,,则可推得红磷稳定性比白磷差
C.已知下,将和充分反应能放出19.3kJ的热量,则该反应的热化学方程式为
D.已知;,则
11.(24-25高二上·江苏宿迁·期中)已知在25℃下,燃烧生成液态水时放出的热量。则下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
12.(25-26高二下·江苏盐城·期中)下列与时反应 相关的说法,正确的是
A.图示能表示反应物与生成物总能量的相对关系
B.
C.(E表示键能)
D.时,的燃烧热
13.(2026高二上·江苏连云港·学业考试)反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应的
B.的总能量高于和的总能量
C.断开中的化学键需要吸收能量
D.中和反应的热量变化趋势与图像所示一致
14.(25-26高二下·山西晋城·期末)已知 ,该反应的反应历程与能量变化如图所示。下列叙述错误的是
A.升高温度,总反应的反应速率增大,CH3CHO平衡转化率降低
B.催化剂作用下,总反应分两个基元反应,只改变路径而不改变焓变
C.催化剂将总反应活化能降低
D.总反应的热化学方程式为
15.(25-26高二上·江苏·期中)Ⅰ.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼()和强氧化剂液态双氧水。当把0.4 mol液态肼和0.8 mol 混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.0 kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为______。
(2)又已知 。则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是______kJ。
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(3)如图是和反应生成 过程中能量的变化示意图,请写出 和反应的热化学方程式:______。
(4)若已知下列数据:
化学键
键能/
435
943
根据表中及图中数据计算键的键能是______。
(5)用催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
①
②
若 还原至,则该反应过程中的反应热______(用含a、b的式子表示)。
Ⅲ.反应过程的能量变化如图所示。
已知: 氧化为 的 。请回答下列问题:
(6)图中A表示______。E的大小对该反应的反应热______(填“有”或“无”)影响。该反应通常用作催化剂,加会使图中B点______(填“升高”还是“降低”),______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(7)图中______。
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专题02 反应热的计算与比较
重难目标
1. 知识目标
①熟记焓变、燃烧热、中和热核心概念,明确△H正负与吸放热对应关系;
②掌握四类反应热计算方法:盖斯定律、键能、热化学方程式系数换算、能量图像;
③掌握反应热大小比较两类思路:带符号比较、仅比较放热/吸热绝对值;
④区分物质状态、计量数、可逆限度对△H数值的影响。
2.能力目标
①能对多步热化学方程式做代数变形,准确推导目标反应焓变;
②结合能量历程图、键能数据独立完成定量计算;
③规范对比不同反应△H,规避符号、状态、可逆反应陷阱;
④结合化工情境提取热化学信息,解决综合计算问题。
3.素养目标
①建立能量守恒观念,理解盖斯定律“反应热只与始态终态有关”;
②提升证据推理能力,通过定量数据、图像证据判断能量变化;
③认识能源利用价值,树立绿色化学、能量优化应用意识。
考情分析
1.本专题为高考必考内容,分值 3~6 分,选择题、原理综合填空均有考查。
2.命题常以新能源、工业合成、催化反应为情境,融合能量历程图像、键能数据、多步热化学方程式。
3.核心考向:一是利用盖斯定律计算焓变并书写热化学方程式;二是结合物质状态、计量数、可逆平衡比较△H大小;三是借助活化能图像判断吸放热、计算反应热。
3.试题侧重逻辑运算与细节辨析,高频设置符号、状态、可逆限度陷阱,常与化学平衡、速率综合设问,侧重考查证据推理与定量计算能力,题型稳定、区分度明显。
一、基础核心概念(计算、比较的前提)
1.焓变△H判定△H>0吸热反应;△H<0放热反应。
2.三个限定热(必考计算载体)
(1)燃烧热:1 mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物(C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g))放出的热量。
(2)中和热:稀强酸与稀强碱生成1 molH2O(l),△H=-57.3kJ·mol-1;弱酸、弱碱、浓溶液、生成沉淀均会改变数值。
(3)可逆反应焓变:△H是完全进行到底的热量,实际转化吸收/放出热量小于理论值。
3. 聚集状态影响能量能量高低:气体>液体>固体;同种物质状态不同,反应热差值大,是比较类题目核心陷阱。
二、反应热的计算
1.利用热化学方程式进行有关计算
反应热与反应物各物质的物质的量成正比,根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量,可以把反应热当作“产物”,计算反应放出或吸收的热量。
2.根据燃烧热数据,计算反应放出的热量
计算公式:Q=燃烧热×n(可燃物的物质的量)
3.根据反应物和生成物的总能量计算:△H=E生成物-E反应物。
4.根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变
(1)物质能量图像:反应物总能量>生成物总能量:放热,△H<0,△H=生成物总能量-反应物总能量
(2)活化能图像:若反应物旧化学键断裂吸收能量E1,生成物新化学键形成放出能量E2,则反应的ΔH=E1-E2。
5.利用键能计算反应热的方法
(1)熟记反应热ΔH的计算公式:ΔH=E(反应物的总键能之和)-E(生成物的总键能之和)
(2)计算关键:利用键能计算反应热的关键,就是要算清物质中化学键的种类和数目。
(3)理解:断键吸热(正),成键放热(负);断键耗能大于成键释能,整体吸热。
【易错提醒】规避易失分点:计算物质中键的个数时,不能忽略物质的结构,如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键,1 mol SiO2中含4 mol Si—O键,注意特殊物质中键数的判断:
物质(1 mol)
P4
C(金刚石)
石墨
Si
SiO2
CO2
CH4
化学键
P—P
C—C
C—C
Si—Si
Si—O
C==O
C—H
键数(mol)
6
2
1.5
2
4
2
4
6.根据中和热计算反应热的方法:中和反应放出的热量=n(H2O)×|ΔH|
7.利用盖斯定律计算
(1)核心规律:化学反应焓变只与始态、终态有关,与途径无关。
(2)运算规则:
①方程式反向书写,ΔH变正负;
②方程式同乘系数n,ΔH同步乘n;
③方程式相加减,对应ΔH同步相加减。
(3)解题步骤:定位目标反应 → 调整已知方程式(消去中间物质)→ 同步换算ΔH → 代数求和。
(4)运用盖斯定律的技巧——“三调一加”
一调:根据目标热化学方程式,调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置,改写已知的热化学方程式。
二调:根据改写的热化学方程式调整相应ΔH的符号。
三调:调整中间物质的化学计量数。
一加:将调整好的热化学方程式及其ΔH相加。
(5)运用盖斯定律的三个注意事项
①热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值必须也乘上该数。
②热化学方程式相加减时,物质之间相加减,反应热也必须相加减。
③将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”“-”随之改变,但数值不变。
三、反应热大小的比较
1.大小比较原则
(1)比较ΔH的大小时,必须把反应热的“+”“-”与反应热的数值看作一个整体进行比较;比较反应放出或吸收的热量时只比较数值的大小;比较“标准燃烧热”“中和热”时,只需比较数值的大小。
(2)反应物的化学计量数不同,则ΔH不同。
(3)ΔH是带符号进行比较的,所有吸热反应的ΔH均比放热反应的ΔH大;放热反应的ΔH<0,放热越多,ΔH越小,但|ΔH|越大。
(4)同一物质,状态不同,反应热亦不同。。
(5)对于可逆反应,因反应不能进行到底,实际反应过程中放出或吸收的能量要小于热化学方程式中反应热的数值。
2、比较方法:
(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。
3.比较技巧
(1)直接比较法
①物质燃烧时,可燃物物质的量越大,燃烧放出的热量越多。
②等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。
③生成等量的水时,强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。
④对于可逆反应,因反应不能进行完全,实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1,表示2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)完全反应生成2 mol SO3(g)时,放出的热量为197 kJ,实际上向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g),反应达到平衡后,放出的热量要小于197 kJ。
(2)盖斯定律比较法
①同一反应,生成物状态不同时
如A(g)+B(g)===C(g) ΔH1<0
A(g)+B(g)===C(l) ΔH2<0
C(g)===C(l) ΔH3<0
ΔH1+ΔH3=ΔH2,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,
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
ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,
所以ΔH1<ΔH2。
③晶体类型不同,产物相同时
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-a kJ·mol-1
C(金刚石,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-b kJ·mol-1
因为石墨能量低,则C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH3=ΔH1-ΔH2>0,所以ΔH1>ΔH2。
④两个有联系的不同反应相比较时
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
C(s)+(1/2)O2(g)===CO(g) ΔH2<0
C(s)CO2(g)
C(s)CO(g)CO2(g)
因为ΔH2+ΔH3=ΔH1,ΔH1<0,ΔH2<0,ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。
(3)利用能量变化图进行比较
由图像可以看出放出或吸收热量的多少,若是放热反应,放出的热量越多,ΔH越小;若是吸热反应,吸收的热量越多,ΔH越大,故ΔH1>ΔH2。
【易错提醒】比较反应热大小的两个注意要点
注意点1.物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。
注意点2.在比较反应热(ΔH)的大小时,应带符号比较。对于放热反应,放出的热量越多,ΔH反而越小。
四、易错点汇总
1.盖斯定律只加减方程式,忘记同步改变ΔH符号、倍数;
2.键能公式记反,写成生成物减反应物;
3.比较ΔH忽略负号,直接对比绝对值;
4.燃烧热产物写错:生成气态水、CO 均错误;
5.可逆反应混淆“反应实际放热量”与“方程式焓变ΔH”;
6.中和热计算忽略稀溶液、1mol液态水两个限定条件。
题型 1 根据键能计算反应热
【典例1】(25-26高二下·重庆·期末)已知反应:① ;② 。
部分共价键的键能如下表所示:
共价键
键能
436
496
462
则
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】首先利用键能计算反应③的焓变:焓变反应物总键能-生成物总键能,代入数据得。再根据盖斯定律,反应②+③,即可得到反应①,因此,即。故选A。
【对练1】(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·开学考试)已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.4kJ/mol。若断裂1mol H-H、1mol N-H需要吸收的能量分别为436kJ、391kJ,则断裂1mol N≡N需要吸收的能量为
A.431kJ B.649kJ C.945.6kJ D.869kJ
【答案】C
【解析】反应热ΔH = 反应物总键能 - 生成物总键能,设断裂1 mol N≡N吸收的能量为,反应物含有1 mol N≡N、3 mol H-H,生成物共含有6 mol N-H,代入数据得:,解得,即断裂1 mol N≡N需要吸收的能量为945.6 kJ,故答案选C。
【对练2】(25-26高二上·青海海南·期中)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和化合来制备甲醇,其反应为 ,已知该反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
H-H
C-O
H-O
C-H
436
343
1076
465
413
则该反应的为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】焓变ΔH = 反应物键能总和(断裂吸收)生成物键能总和(形成释放)
反应物键能总和:CO中1个C≡O键(1076 kJ/mol)+ 2 mol 中2个H-H键(2×436 kJ/mol)= 1076 + 872 = 1948 kJ/mol;生成物键能总和:中3个C-H键(3×413 kJ/mol)+ 1个C-O单键(343 kJ/mol)+ 1个O-H键(465 kJ/mol)= 1239 + 343 + 465 = 2047 kJ/mol;ΔH = 1948 kJ/mol2047 kJ/mol =99 kJ/mol;故答案选C。
题型 2 根据能量图像/活化能图求ΔH
【典例2】(25-26高二上·河南濮阳·期中)(s)、(g)和氧气的反应过程与能量变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. B.的
C.X是 D.反应
【答案】D
【分析】(s)、(g)和氧气的反应过程与能量变化关系如图,根据元素守恒可知,X为SO2,可得热化学方程式 ΔH1、 ΔH2。
【解析】A.根据盖斯定律所表示的反应为,由低能量生成高能量的物质,故属于吸热反应,即,A正确;B.根据 ΔH1,能量比低,故燃烧时气态放热更多,即,B正确;C.根据元素守恒可知,X为SO2,C正确;D.根据盖斯定律,8倍的减去8倍的可得,则,D错误;故选D。
【对练1】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期末)CO用于处理大气污染物,在催化剂作用下该反应的具体过程及能量变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.总反应为
B.总反应的决速步为反应①
C.该反应催化剂为,为中间产物
D.该总反应的
【答案】D
【解析】A.根据图示可以看出反应过程中CO变为CO2,N2O变成N2,因此总反应化学方程式为,A正确;B.反应①正反应活化能是149.6 kJ/mol ,反应②正反应的活化能是108.22 kJ/mol ,活化能越大,反应速率越慢,反应①的活化能更大,所以反应①是总反应的决速步骤,B正确;C.根据图示可知,可以看出反应的催化剂为,是中间产物,C正确;D.ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,根据图示可知反应的能量变化为ΔH=(-361.22)-0=-361.22 kJ/mol ,D错误;故选D。
【对练2】(25-26高二上·福建泉州·期末)土壤中的微生物将大气中的经两步反应氧化成,两步反应的能量变化如图。下列说法错误是
A.总反应热化学方程式为:
B.该转化过程决速步骤的活化能为
C.为吸热反应
D.标准燃烧热为
【答案】D
【解析】A.总反应的焓变ΔH等于生成物总能量减去反应物总能量。由图可知反应物的相对能量为221.2kJ・mol-1,生成物的相对能量为-581.5kJ・mol-1,因此ΔH=-581.5-221.2=-802.7kJ・mol-1,热化学方程式书写正确。A正确;B.多步反应的决速步骤是活化能最大的一步。第一步反应的活化能为406-221.2=184.8kJ・mol-1,第二步反应的活化能为330.5-0=330.5kJ・mol-1,因此第二步是决速步骤,其活化能为330.5kJ・mol-1。B正确;C.由图中信息可知,第一步反应H2S(g)+2O2(g)=S(s)+O2(g)+H2O(g)的ΔH=0-221.2=-221.2kJ・mol-1。其逆反应S(s)+H2O(g)=H2S(g)+O2(g)的ΔH=+221.2kJ・mol-1,将该反应乘以2得,ΔH=+442.4kJ・mol-1,为吸热反应。C正确;D.标准燃烧热的定义是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量。H2S完全燃烧的稳定产物应为SO2(g)和H2O(l),而图中第一步反应生成的是S(s)和H2O(g),并非稳定氧化物,因此-221.2kJ・mol-1不是H2S的标准燃烧热。D错误;故答案选D。
题型 3 盖斯定律求焓变
【典例3】(25-26高二下·重庆·阶段检测)从盐湖卤水(含高浓度)提取的工艺中需要添加氯化铁,生成的可与共同被萃取剂(如)捕获,从而显著提高锂的萃取效率和选择性。已知下列过程或反应:
(1)
(2)
(3)
(4)
则生成的反应的为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据盖斯定律,将反应(3)+反应(4)-反应(1)-反应(2),消去中间产物、、、后即可得到目标反应,对应焓变为,答案选A。
【对练1】(25-26高三上·河北秦皇岛·期中)利用甲醇催化脱氢法制备甲酸甲酯主要涉及如下化学反应。
反应I:
反应II:
反应III:
则反应I中生成标准状况下时,吸收的热量为
A.22.45kJ B.44.9kJ C.89.8kJ D.无法计算
【答案】A
【解析】反应I可通过2×反应II − 反应III,故,当反应I中生成标准状况下(即1mol H2)时,吸收的热量为22.45kJ,故答案选A。
【对练2】(25-26高二上·天津和平·期中)在25℃、101kPa时,、、的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则的反应热为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】表示燃烧热的热化学方程式为①+O2(g)=CO2(g)
表示燃烧热的热化学方程式为②+ O2(g)=H2O(l)
表示燃烧热的热化学方程式为③+ 2O2(g)= 2CO2(g) +2H2O(l)
结合盖斯定律可知,目标反应可通过2①+2 ②-③得到,则反应热=2+2 -=2×(-393.5)+2×(-285.8)-1×(-870.3)=-488.3kJ/mol;故选D。
题型4 燃烧热、中和热相关定量计算
【典例4】(25-26高二上·湖北孝感·阶段检测)已知:
下列说法正确的是
A.的燃烧热为
B.同质量的和完全燃烧,燃烧放出的热量多
C.
D.
【答案】B
【解析】A.燃烧热是指1mol物质完全燃烧的焓变。已知反应中2molH2燃烧放热571.6kJ,因此H2的燃烧热为285.8kJ·mol⁻¹,A错误;B.计算单位质量放热量:H2的燃烧热为285.8kJ·mol⁻¹,每克放热≈142.9kJ/g;CH₃OH的燃烧热为726kJ·mol⁻¹(),每克放热≈22.7kJ/g,H2放热更多,B正确;C.与反应生成沉淀,除中和反应外还释放沉淀生成的热量,总ΔH应比-114.6kJ·mol-1(2×-57.3)更小,而选项C的ΔH=-57.3kJ·mol-1,不符合实际,C错误;D.已知:①,②,通过盖斯定律,(①×3-②)计算目标反应的ΔH为-131.4kJ·mol-1,而选项D的ΔH=+135.9kJ·mol-1,D错误;故选B。
【对练1】(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)下列有关反应热的说法正确的是
A.已知S(正交,s)(单斜,s), kJ/mol,则单斜硫比正交硫稳定
B.一定条件下, , ,则
C.的燃烧热是285.8 kJ/mol,则反应的反应热 kJ/mol
D.25℃、101 kPa时,, kJ/mol,则含0.5 mol 的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为57.3 kJ
【答案】B
【解析】A.正交硫转化为单斜硫的ΔH为+0.33 kJ/mol,说明正交硫能量更低,更稳定,A错误;B.液态SO3的能量低于气态SO3,生成液态SO3比气态SO3释放更多热量,ΔH更小,因此ΔH1大于ΔH2,B正确;C.H2的燃烧热对应生成液态水,而反应中水为气态,C错误;D.稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应会生成BaSO4沉淀,放热大于57.3 kJ,D错误;故选B。
【对练2】(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)已知:,CO的标准燃烧热为。下列说法正确的是
A.燃烧热的热化学方程式:
B.
C.CO燃烧的热化学方程式为
D.燃烧生成CO的反应中反应物的总键能高于生成物的总键能
【答案】A
【分析】①
CO的标准燃烧热为,则热化学方程式为:
②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol⁻1
【解析】A.依据盖斯定律,将反应①÷2+②得,甲烷燃烧的热化学方程式为 ΔH=(-1214.6 kJ·mol⁻1)÷2+(-283 kJ·mol⁻1)=-890.3 kJ·mol⁻1,A正确;B.若H2O为气态,生成气态水比生成液态水释放的热量更少,ΔH>-1214.6 kJ·mol⁻1,B错误;C.CO的燃烧热为283 kJ·mol⁻1,则2mol CO燃烧的ΔH应为-566 kJ·mol⁻1,C错误;D.ΔH<0说明生成物的总能量低于反应物的总能量,则反应物的总键能低于生成物的总键能,D错误;故选A。
题型5 单一反应ΔH大小比较
【典例5】(25-26高二上·广东肇庆·期中)(1)
(2)
(3)
(4)
下列关系式中不正确的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.由于反应(2)和反应(4)参加反应的氢气和氧气的物质的量相同,但是反应(4)生成液态水比反应(2)生成气态水释放更多热量,比更负,因此b > d,故A错误;B.由于反应(1)和反应(3)参加反应的氢气和氧气的物质的量相同,但是反应(3)生成液态水比反应(1)生成气态水释放更多热量,比 更负,因此a > c,B正确;C.由于反应(2)是反应(1)参加反应的氢气和氧气的物质的量的两倍,且产物状态相同,故焓变关系为b = 2a,C正确;D.由于反应(4)是反应(3)参加反应的氢气和氧气的物质的量的两倍,且产物状态相同,焓变关系为d = 2c,D正确;故答案选A。
【对练1】(25-26高二上·安徽合肥·期末)下列热化学方程式或说法正确的是
A.HCl和NaOH反应的中和热,则和反应的中和热
B.下,将和置于密闭的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:甲烷的燃烧热,则
D.已知,则
【答案】D
【解析】A.中和热是指强酸强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol液态水时所放出的热量,为-57.3 kJ/mol。H2SO4与Ca(OH)2反应生成2 mol水,但还需考虑生成微溶硫酸钙沉淀的额外能量变化,A错误;B.合成氨反应是可逆反应,0.5 mol N2和1.5 mol H2不能完全反应,因此1 mol N2完全反应放出的热量应大于,即,B错误;C.燃烧热是指1 mol物质完全燃烧生成稳定化合物时的反应热。甲烷燃烧热ΔH = -890.3 kJ/mol要求生成H2O(l),而选项中生成H2O(g),故该反应ΔH > -890.3 kJ/mol,C错误;D.S(s)转化为S(g)需吸收升华热(ΔH > 0),S(g)燃烧生成SO2(g)的ΔH2比S(s)直接燃烧的ΔH1更负(放热更多),ΔH1> ΔH2,D正确;故答案选D。
【对练2】(25-26高二上·甘肃庆阳·期末)已知下列热化学方程式:
①
②
③
④
下列关系式正确的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】A.根据方程式可知,,,因此2c=d正确,但两个反应均为放热反应,,所以2c=d<0,A错误;B.根据方程式可知,,,因此2a=b,且两个反应均放热,,2a=b<0,B正确;C.生成液态水比生成气态水放热更多,故>,两个反应均放热,,即,因此c<a<0,C错误;D.生成液态水比生成气态水放热更多,故>,两个反应均放热,,即,因此d<b<0,D错误,故答案选B。
题型6 多组热化学方程式综合排序
【典例6】(25-26高二上·宁夏银川·期中)下列选项中ΔH2>ΔH1的是
A.
B.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)ΔH1 CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)ΔH2
C.已知2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s)ΔH<0 2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)ΔH1 2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)ΔH2
D.
【答案】B
【解析】A.乙炔燃烧生成液态水比生成气态水释放更多热量,ΔH2更小,故ΔH2< ΔH1,A不符合题意;B.CH3COOH是弱酸,电离时要吸热,的绝对值小于的绝对值,中和反应是放热反应,故ΔH2> ΔH1,B符合题意;C.根据盖斯定律,铝热反应2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH=ΔH2−ΔH1<0,故ΔH2< ΔH1,C不符合题意;D.CaCO3分解吸热(ΔH1>0),CaO与水反应放热(ΔH2<0),故ΔH2< ΔH1,D不符合题意;故选B。
【对练1】(25-26高二下·河北石家庄·期中)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
②
③
④
⑤
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.等量气态S的能量高于固态S,反应①放出的热量更多,放热反应焓变为负,放出热量越多焓变越小,故,A错误;B.反应③为不完全燃烧,放出的热量少于完全燃烧的反应④,放热反应焓变为负,放出热量越多焓变越小,故,B错误;C.根据盖斯定律,反应②加反应③无法得到反应④,故,C错误;D.根据盖斯定律,③-④=⑤,对应焓变关系为,D正确;故选D。
【对练2】(25-26高二上·浙江温州·期末)已知下列反应:
下列说法正确的是
A., B.
C. D.
【答案】D
【分析】根据盖斯定律推导焓变关系: ① ; ② ;③ ,由盖斯定律可知:反应③ = 反应① - 反应②,因此得焓变关系: ,,据此分析;
【解析】A.弱电解质电离、水的电离均为吸热过程,因此,,A错误;B.根据推导的关系,B错误;C.将代入不等式,化简得,与(电离吸热)矛盾,C错误;D.由,水的电离吸热,,因此,可得,D正确;故选D。
1.(25-26高二上·安徽·期中)下列有关反应热及热化学方程式的说法正确的是
A.已知 , ,则
B.已知稀溶液中 ,则氨水与稀硫酸反应生成时的反应热
C.燃烧热的热化学方程式:
D.已知 ,则和总键能比总键能大
【答案】D
【解析】A.碳完全燃烧生成CO2比不完全燃烧生成CO释放的热量更多,ΔH的绝对值更大,因此ΔH1(更负)小于ΔH2,故ΔH1>ΔH2,A错误;B.氨水是弱碱,氨水电离吸热,与硫酸反应生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ,ΔH>-57.3kJ/mol,B错误;C.燃烧热的定义为1 mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,甲烷燃烧生成稳定产物应为液态水,而方程式中H2O为气态,因此该热化学方程式不满足燃烧热定义,C错误;D.ΔH>0表示反应吸热,即ΔH=反应物总键能(N2和O2)减去生成物总键能(2NO)大于0,因此反应物总键能大于生成物总键能,D正确;故答案选D。
2.(25-26高二上·江苏苏州·期中)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,如图所示。下列说法正确的是
A.固体溶解是放热过程
B.根据各微粒的状态,可判断,
C.根据盖斯定律可知:
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无关
【答案】B
【解析】A.由图可知溶解总过程ΔH3=+4 kJ/mol,焓变为正值,说明NaCl固体溶解是吸热过程,A错误;B.ΔH1为NaCl(s)解离为气态离子,需克服离子键吸热,故a>0;ΔH2为气态离子水合为水合离子,释放热量,故b<0,B正确;C.根据盖斯定律,NaCl(s)直接溶解(ΔH3=+4 kJ/mol)与先解离为气态离子(ΔH1=a kJ/mol)再水合(ΔH2=b kJ/mol)的总焓变相等,即a+b=4,C错误;D.溶解过程的能量变化取决于破坏NaCl固体中的离子键所需的能量和形成水合离子的水合能(离子与水分子间的作用力)的相对大小,即NaCl固体和NaCl溶液中微粒间作用力的强弱有关,D错误;故选B。
3.(25-26高二上·江苏扬州·阶段检测)下列关于热化学反应的描述正确的是
A.由C(石墨,s)=C(金刚石,s) ΔH=1.9 kJ·mol-1可知,石墨能量更高
B.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,则在一定条件下将2 mol N2和6 mol H2置于一密闭容器中充分反应,放出的热量为184.8 kJ
C.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,若将含1 mol CH3COOH的醋酸溶液与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ
D.16 g N2H4(g)完全燃烧生成N2(g)和H2O(g)时,放出133.5 kJ热量:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-267 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】A.为正值说明石墨转化为金刚石吸热,石墨能量更低,金刚石能量更高, A错误;B.可逆反应无法完全转化,实际和置于一密闭容器中充分反应,放出的热量小于理论值,B错误;C.醋酸为弱酸,弱电解质电离过程吸热,故将含的醋酸溶液与含的溶液混合,放出的热量小于,C错误;D.物质的量为,其完全燃烧生成和时放热,则1molN2H4(g)完全燃烧生成和时放热,热化学方程式正确, D正确;故答案选D。
4.(25-26高二上·江苏扬州·阶段检测)下列有关中和热的说法正确的是
A.表示中和热的热化学方程式为
B.准确测量中和热的整个实验过程中,共需测定3次温度
C.测量中和热的实验过程中,环形玻璃搅拌棒材料若用铜代替,则测量出的中和热数值偏小
D.已知 ,则该反应的中和热为114.6
【答案】C
【解析】A.中和热的热化学方程式中,H⁺和OH⁻应为水溶液状态(aq),而非液态(l),故中和热的热化学方程式为,A错误;B.中和热实验中需测定酸和碱的初始温度各一次,以及混合后的最高温度一次,共3次温度数据,但实际混合后需多次测量以确定最高温度,总次数超过3次,B错误;C.铜的导热性优于玻璃,导致热量散失更快,测得的温度差偏小,计算出的中和热数值会偏小,C正确;D.中和热定义为生成1mol水释放的热量,该反应生成2mol水,中和热应为,D错误;故选C。
5.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)下列图示与对应的叙述不相符的是
A.(a)图可表示一氧化碳和水反应的能量变化
B.通过(b)图可知石墨比金刚石稳定
C.由(c)图可知,若在密闭容器中加入1 mol和2 mol充分反应放出的热量为
D.由(d)图可知,A与C的能量差为:
【答案】C
【解析】A.(a)图中反应物能量低于生成物,为吸热反应,一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气是吸热反应(),与图示能量变化相符,A不符合题意;B.(b)图中金刚石与的总能量高于石墨与,说明金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,故石墨比金刚石稳定,B不符合题意;C.(c)图中反应为,该反应是可逆反应,1 mol和2 mol充分反应不能完全转化为2 mol,放出热量应小于,C符合题意;D.(d)图中A→B过程需吸收能量、放出,由于>,该过程吸收的能量;B→C过程吸收、放出,由于,该过程放出能量,根据盖斯定律,总反应的焓变等于分步反应焓变的加和,则,由于总反应为放热反应,,则A与C的能量差为:,D不符合题意;故选C。
6.(25-26高二上·江苏苏州·阶段检测)下列关于热化学反应的描述中正确的是
A.1 mol 与足量氧气充分反应,放出Q kJ的能量,则
B. ,则1 mol 和1 mol 的总能量高于2 mol 的能量
C.已知 ,则稀硫酸与稀溶液反应生成2 mol 水,放出的热量
D.的标准燃烧热是-283.0 ,则表示CO标准燃烧热的热化学方程式为
【答案】B
【解析】A.Q kJ的热量为1 mol 没有全部转化时放出的热量,2 mol 全部反应掉时放出的热量大于2Q kJ,即,A错误;B.为负说明反应放热,反应物总能量高于生成物,B正确;C.硫酸与反应生成沉淀,额外释放沉淀热,总放热量大于2×57.3 kJ,C错误;D.标准燃烧热对应1 mol CO完全燃烧,选项方程式为2 mol CO燃烧,表示CO标准燃烧热的热化学方程式为 ,D错误;故答案选B。
7.(25-26高二上·江西·阶段检测)2025年9月3日大阅兵中惊雷-1、巨浪-3、东风61等导弹震撼亮相,彰显大国实力。肼()可用作导弹发射的燃料。已知液态肼与完全反应生成,放出热量,则表示该反应的热化学方程式正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】热化学方程式需要标明物质状态,0.5 mol液态肼与气态二氧化氮反应放出283.5 kJ热量,则2 mol肼反应放出热量为,则反应焓变为-1134 kJ/mol,生成物的水为气态,氮气为气态,符合的选项为A,故选A。
8.(25-26高二上·江苏南京·阶段检测)下列有关热化学方程式的叙述中正确的是
A.中和热的离子方程式为:OH-(aq)+H+(aq)=H2O(g) ΔH=-57.3kJ·mol-1
B.已知C(石墨,s)=C (金刚石,s) ΔH=+19kJ· mol-1,则金刚石比石墨稳定
C.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-571.6kJ·mol-1, 则H2的燃烧热为-571.6kJ·mol-1
D.已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g)=CO2(s) ΔH2 , 则ΔH1>ΔH2
【答案】D
【解析】A.在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成1mol水时的反应热叫做中和热,中和热的离子方程式中应该是H2O(l),A错误;B.由C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H>0,可知反应吸热,即石墨的能量低于金刚石,而能量越低物质越稳定,故石墨比金刚石稳定,B错误;C.燃烧热指的是在25摄氏度,101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH=-571.6kJ·mol-1,则H2的燃烧热为571.6kJ·mol-1×0.5= 285.8 kJ·mol-1,C错误;D.已知①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1,②C(s)+O2(g)=CO2(s) ΔH2,均为放热反应,△H均小于0,CO2(g)的能量高于CO2(s),故①放出的热量少于②,则ΔH1>ΔH2,D正确;故选D。
9.(25-26高二上·江苏连云港·阶段检测)某科学家利用二氧化铈()在太阳能作用下将转变为。其过程如下:
下列说法错误的是
A. B.反应①中有两种元素化合价发生变化
C.图中 D.该过程实现了太阳能向化学能的转化
【答案】A
【解析】A.由能量图可知,ΔH1为H2O(g)分解为H2(g)和O2(g)的焓变(吸热,ΔH1>0),ΔH3为H2(g)和O2(g)生成H2O(l)的焓变(放热,ΔH3<0),-ΔH3表示H2O(l)分解的焓变,而ΔH1是H2O(g)分解的焓变,二者数值不同(因H2O(l)汽化需吸热),故ΔH1≠-ΔH3,A错误;B.反应①中,CeO2中Ce为+4价,产物中部分Ce为0价,Ce元素化合价降低;O元素由-2价升高为0价,共两种元素化合价变化,B正确;C.根据盖斯定律,图中三步反应构成循环,总焓变为0,即,C正确;D.反应①利用太阳能使CeO2分解,将太阳能转化为化学能储存在产物中,实现了太阳能向化学能的转化,D正确;答案选A。
10.(24-25高二上·江苏连云港·期中)下列根据热化学反应方程式的推导正确的
A.已知,则的燃烧热为
B.已知红磷,白磷,,则可推得红磷稳定性比白磷差
C.已知下,将和充分反应能放出19.3kJ的热量,则该反应的热化学方程式为
D.已知;,则
【答案】D
【解析】A.燃烧热的定义为:1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量,氢元素对应的稳定氧化物是液态水,该反应中水为气态,因此氢气的燃烧热不等于,A错误;B.红磷转化为白磷,说明该反应吸热,能量:白磷>红磷;物质能量越高越不稳定,因此稳定性:红磷>白磷,B错误;C.合成氨反应是可逆反应,与不能完全反应,因此完全反应放出的热量大于,,且方程式中未标注状态,不符合热化学方程式书写规范,C错误;D.碳完全燃烧生成比不完全燃烧生成放出的热量更多,两个反应均为负值,放热越多越小,因此,D正确;故选D。
11.(24-25高二上·江苏宿迁·期中)已知在25℃下,燃烧生成液态水时放出的热量。则下列热化学方程式书写正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】(物质的量为)燃烧生成液态水放热,则燃烧放热为,燃烧放热为。
【解析】A.方程式表示燃烧生成液态水,应为,A错误;B.燃烧生成液态水放出热量,,与计算结果一致,B正确;C.方程式生成气态水,比生成液态水放热更少,的绝对值应更小,C错误;D.方程式为水的分解反应(逆反应),应为,D错误;故答案选B。
12.(25-26高二下·江苏盐城·期中)下列与时反应 相关的说法,正确的是
A.图示能表示反应物与生成物总能量的相对关系
B.
C.(E表示键能)
D.时,的燃烧热
【答案】A
【解析】A.图中纵坐标为能量,可以知道反应物的总能量和生成物的总能量,=生成物总能量-反应物总能量,因此能表示反应物与生成物总能量的相对关系,A正确;B.观察该图,反应物的总能量小于生成物的总能量,=生成物总能量-反应物总能量,因此,B错误;C.=反应物总键能-生成物总键能,根据反应可知H2O为反应物,,C错误;D.燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,即的燃烧热为:,D错误;故选A。
13.(2026高二上·江苏连云港·学业考试)反应的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应的
B.的总能量高于和的总能量
C.断开中的化学键需要吸收能量
D.中和反应的热量变化趋势与图像所示一致
【答案】C
【分析】反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应,;
【解析】A.图示中反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应,所以的,故A错误;B.该反应为吸热反应反应物HI的总能量低于和的总能量,故B错误;C.断键吸热,成键放热,故C正确;D.中和反应为放热反应,该反应为吸热反应,热量变化趋势与图像所示不一致,故D错误;答案选C。
14.(25-26高二下·山西晋城·期末)已知 ,该反应的反应历程与能量变化如图所示。下列叙述错误的是
A.升高温度,总反应的反应速率增大,CH3CHO平衡转化率降低
B.催化剂作用下,总反应分两个基元反应,只改变路径而不改变焓变
C.催化剂将总反应活化能降低
D.总反应的热化学方程式为
【答案】A
【解析】A. 总反应是吸热反应,升高温度,乙醛的平衡转化率增大,A项错误;B. 加入催化剂后总反应分两步进行,路径改变,化学反应速率加快,但是焓变不改变,B项正确;C. 未加催化剂时的活化能为,加入催化剂后活化能为,活化能相差,C项正确;D. 总反应的反应热等于产物能量与反应物能量之差,,D项正确;故答案选A。
15.(25-26高二上·江苏·期中)Ⅰ.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼()和强氧化剂液态双氧水。当把0.4 mol液态肼和0.8 mol 混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256.0 kJ的热量(相当于25℃、101 kPa下测得的热量)。
(1)反应的热化学方程式为______。
(2)又已知 。则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是______kJ。
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(3)如图是和反应生成 过程中能量的变化示意图,请写出 和反应的热化学方程式:______。
(4)若已知下列数据:
化学键
键能/
435
943
根据表中及图中数据计算键的键能是______。
(5)用催化还原NO,还可以消除氮氧化物的污染。已知:
①
②
若 还原至,则该反应过程中的反应热______(用含a、b的式子表示)。
Ⅲ.反应过程的能量变化如图所示。
已知: 氧化为 的 。请回答下列问题:
(6)图中A表示______。E的大小对该反应的反应热______(填“有”或“无”)影响。该反应通常用作催化剂,加会使图中B点______(填“升高”还是“降低”),______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(7)图中______。
【答案】(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) H=-640 kJ/mol
(2)408
(3)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92 kJ/mol
(4)390
(5)
(6)反应物总能量 无 降低 不变
(7)-198
【解析】(1)0.4 mol液态肼和0.8 mol 反应生成氮气和水蒸气,放出256.0 kJ的热量,则1 mol N2H4(l)和2 mol H2O2(l)充分反应放出的热量为640 kJ,则热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) H=-640 kJ/mol;(2)16 g液态肼为0.5 mol,对应生成2 mol气态水,放出热量为320 kJ,2 mol气态水转化为液态水会进一步放出热量88 kJ,故16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量:320 kJ + 88 kJ = 408 kJ。
(3)由题图知,和反应生成过程中放热300 kJ -254 kJ = 46 kJ,则 和反应生成2放热92 kJ,热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92 kJ/mol。
(4)H=反应物总键能-生成物总键能,设键的键能为x,则943+435 ×3-x×6=-92 ,解得x=390 。
(5)还原至,热化学方程式为,由盖斯定律知,①-3②可得此方程式,则。
(6)图中A表示反应物总能量;E为反应的活化能,反应热取决于物质的始态和终态的能量差,与活化能无关;加入催化剂可降低反应的活化能,且对反应热无影响;故答案为:反应物总能量;无;降低;不变。
(7)氧化为的 ,则 -198 。
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