第01讲 化学反应的热效应(复习讲义)(浙江专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
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摘要:
该高中化学高考复习讲义聚焦“化学反应的热效应”专题,覆盖反应热与焓变、热化学方程式、燃烧热和中和热、盖斯定律及应用等高考核心考点,按“概念理解-原理应用-综合计算”逻辑层次构建知识框架,通过知识解构梳理基础、考向破译归纳题型、解题妙招提炼方法、真题溯源感知考向的教学环节,帮助学生系统突破反应热计算、热化学方程式书写等难点。
讲义突出“三层递进”教学创新,以化学观念为统领,通过键能与能量变化对比建立物质结构决定性质的认知,结合“能量变化能垒图突破”“盖斯定律热力学循环建模”等科学思维训练,提升学生分析图像和复杂计算的能力。设置中和热测定误差分析等实践活动,强化科学探究与实践素养,助力学生在有限时间内高效掌握高考高频考点,为教师精准把控复习节奏提供清晰路径。
内容正文:
第01讲 化学反应的热效应
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 反应热与焓变
知识解构 知识点1反应热与焓变 ∣ 知识点2 化学反应放热和吸热的原因
考向破译 考向1 焓变或反应热的理解及应用 ∣ 考向2 化学反应能量变化的图像
考向3 用键能求反应热
解题妙招1焓变与能量变化之间的关系
解题妙招2能量变化能垒图的突破策略
解题妙招3常见物质中的化学键数目
考点二 热化学方程式及正误判断
知识解构 知识点1 热化学方程式 ∣ 知识点2 热化学方程式的书写
考向破译 考向1 热化学反应方程式的理解与判断 ∣ 考向2 热化学方程式的书写
解题妙招1热化学方程式正误判断技法
解题妙招2热化学方程式书写基本方法
考点三 燃烧热和中和反应反应热
知识解构 知识点1 燃烧热 ∣ 知识点2 中和反应反应热的测定
考向破译 考向1 燃烧热和中和反应反应热概念的理解 ∣ 考向2 中和反应反应热的测定
解题妙招1燃烧热和中和热的比较 解题妙招2中和热测定误差分析
考点四 盖斯定律及应用
知识解构 知识点1 盖斯定律 ∣ 知识点2 焓变的计算
知识点3 反应热大小的比较方法
考向破译 考向1 利用盖斯定律计算反应热 ∣ 考向2 盖斯定律的应用
考向3 反应热大小比较
解题妙招1利用盖斯定律计算反应热的方法
解题妙招2比较反应热大小的基本方法
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
反应热 焓变
热化学方程式
——
——
燃烧热 中和反应反应热 能源
——
——
盖斯定律 反应热的计算
浙江1月卷T18,12分
浙江卷T11,3分
浙江6月卷T19(5)
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
1.从考查题型和内容上看,浙江选考以选择题为主要形式呈现,在非选择题的化学反应原理综中考查盖斯定律应用。主要有以下三个方面:(1)反应热的概念及计算;(2)热化学方程式的书写与正误判断; (3)盖斯定律及其应用。
2.从命题思路上看,侧重结合能量变化图像、化学反应历程和燃烧热等,考查反应中的能量变化、反应热的比较及盖斯定律的计算。其命题的特点和规律:(1)以化学反应与能量的基本概念命题,考查化学反应中能量转化的形式和反应热的有关计算;(2)以盖斯定律的应用命题,以非选择题中某一问的形式考查热化学方程式的书写和反应热的计算,分值一般为2~3分。
►复习目标:
1.了解反应热、焓变的概念,知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。
2.知道常见的吸热反应和放热反应,能从多角度分析化学反应中能量变化的原因。
3.能正确书写热化学方程式,并能判断所给热化学方程式的正误。会判断热化学方程式ΔH的大小。
4.理解中和热的测定原理,知道所使用的仪器及注意事项。
5.能应用盖斯定律、键能及图像信息计算焓变。
6.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 反应热与焓变
知●识●解●构
知识点1 反应热与焓变
1.焓与焓变
(1)焓(H):焓是与________有关的物理量,用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH):ΔH=________________________,单位________。
2.反应热:指当化学反应在________下进行时,反应所放出或吸收的热量,通常用符号________表示,
单位________。
3.焓变与反应热的关系:对于________条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则有关系:ΔH=________。
4.常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
定义
________热量的化学反应
________热量的化学反应
ΔH的符号
小于0(“-”号)
大于0(“+”号)
形成原因
能量变化
反应物的总能量____生成物的总能量
反应物的总能量____生成物的总能量
键能变化
反应物的总键能____生成物的总键能
反应物的总键能____生成物的总键能
反应类型
①大多数________反应
②所有的金属与________反应
③酸碱中和反应
④铝热反应
⑤碱性氧化物与水反应
①大多数分解反应
②盐的________反应
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和CO2的反应
⑤C和H2O(g)的反应
图示
联系
①ΔH=________键能之和-________键能之和
②键能越大,物质能量越____,越稳定;反之键能越小,物质能量越____,越不稳定。
温馨提醒
ΔH的单位是________
得分速记
(1)焓是与内能有关的相对抽象的一种物理量,焓变的值只与反应体系的始末状态有关,而与过程无关。
(2)过程(包括物理过程、化学过程)与化学反应的区别,有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如水结成冰放热,但不属于放热反应。
(3)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件(如是否加热)没有必然的联系,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体在常温常压下即可发生反应,该反应是吸热反应。
知识点2 化学反应放热和吸热的原因
1.实质:反应物中化学键________和生成物中化学键________。
2.特征:既有物质变化,又伴有能量变化;能量转化主要表现为________的变化。
(1)从微观的角度说,是旧化学键________吸收的热量与新化学键________放出的热量的差值,如下图所示
a表示旧化学键断裂吸收的热量;b表示新化学键形成放出的热量;c表示反应热。
(2)从宏观的角度说,是反应物自身的能量与生成物的能量差值,在上图中:a表示________;b表示活化分子结合成生成物所释放的能量;c表示________。
3.活化能与焓变的关系
(1)催化剂能________反应的活化能,但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况,E1为________的活化能,E2为________的活化能,ΔH=________,活化能大小影响反应速率。
(3)起点、终点能量高低判断反应的ΔH,并且物质的能量越低,物质越________。
4.反应热与键能的关系
反应热:ΔH=E1-E2或ΔH=E4-E3,即ΔH等于________________减去________________,或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。
得分速记
(1)化学反应的焓变只与化学反应的计量系数,物质的聚集状态有关,而与反应条件无关。
(2)物质的焓越小,具有的能量越低,稳定性越强。
考●向●破●译
考向1 焓变或反应热的理解及应用
例1HCN(g)与HNC(g)在一定条件下可以发生互变,反应过程能量变化如图。
下列说法正确的是( )
A.该条件下,HCN(g)比HNC(g)更稳定
B.由HCN(g)生成1 mol HNC(l),需吸收的能量大于59.3 kJ
C.HCN(g)转化为HNC(g)的过程中所有化学键均发生断裂
D.催化剂可以降低反应的ΔH,使HCN(g)更易转化为HNC(g)
解题妙招
焓变与能量之间的关系
【变式1】【变载体】已知反应X+Y===M+N为吸热反应,下列说法中正确的是( )
A.X的能量一定低于M的能量,Y的能量一定低于N的能量
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
【变式2】【变情境】下列关于ΔH的说法正确的是( )
A.反应过程中,消耗的反应物越多,ΔH越大
B.ΔH>0时反应放热,ΔH<0时反应吸热
C.ΔH越大,说明反应放出的热量越多
D.能量变化如图所示的化学反应为放热反应,ΔH为“-”
【变式3】【变考法】(2025·浙江省北斗星盟三模)化工生产中排放的CO2可通过热化学、电化学相关技术进行再利用,使其成为廉价易得的碳资源。
已知:I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= -49.5kJ·mol−1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=-483.6kJ·mol−1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=-41.2kJ·mol−1
(2)2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的逆反应的活化能为,则正反应活化能为 。
考向2 化学反应能量变化的图像
例2某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应 B.三种化合物中C最稳定
C.加入催化剂会改变反应的焓变 D.整个反应的ΔH=E1-E2
解题妙招
能量变化能垒图的突破策略
通览全图,理清坐标含义
能量变化能垒图的横坐标一般表示反应的历程,横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化,不同阶段的最大能垒即该反应的活化能
细看变化,分析各段反应
仔细观察曲线的变化趋势,分析每一阶段发生的反应是什么,各段反应是放热还是吸热,能量升高的为吸热,能量降低的为放热
综合分析,作出合理判断
综合整合各项信息,紧扣题目要求,作出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加,即得到完整反应;催化剂只改变反应的活化能,不改变反应的反应热,也不会改变反应物的转化率
【变式1】【变载体】(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)某反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应过程b说明有催化剂参与,改变了反应机理
B.由于E1>E2,说明该反应过程的活化能是E1
C.该反应过程的焓变是
D.升高温度,活化分子数目变多,反应速率上升
【变式2】【变情境】反应X→Y的物质能量随反应过程的变化如图中曲线①所示,使用催化剂M后反应中物质能量随反应过程的变化如图中曲线②所示,下列说法不正确的是( )
A.稳定性:X<Y
B.使用催化剂降低了该反应的焓变
C.使用催化剂后,反应历程分3步进行
D.使用催化剂后,反应历程中的决速步为X·M=Y·M
【变式3】【新考法】已知A转化为C和D分步进行:①A(g) B(g)+2D(g);②B(g) C(g)+D(g),其反应过程能量如图所示,下列说法正确的是( )
A.1molA(g)的能量低于1molB(g)的能量
B.B(g)C(g)+D(g) ΔH=(Ea4-Ea3)kJ/mol
C.断裂1molA(g)化学键吸收的热量小于形成1molC(g)和3molD(g)化学键所放出的热量
D.反应过程中,由于Ea3<Ea1,反应②速率大于反应①,气体B很难大量积累
考向3 利用键能求反应热
例2(2025·浙江名校协作体高三联考)已知1 mol下列物质分解为气态原子消耗能量与热化学方程式信息如下表:
物质
NO
CO
N2
能量/(kJ·mol-1)
632
1 076
946
热化学方程式
2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=-742 kJ·mol-1
则CO2的碳氧双键键能为( )
A.-1 606 kJ·mol-1 B.1 606 kJ·mol-1 C.803 kJ·mol-1 D.-803 kJ·mol-1
解题妙招
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)
键数
2
4
6
4
物质
石墨(单层)
金刚石
S8(S—S)
Si
键数
1.5
2
8
2
【变式1】【变载体】已知几种共价键的键能数据如下:
共价键
C=O
H-H
C-H
C-O
O-H
键能/(kJ·mol−1)
799
436
413
358
463
根据键能数据计算反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH等于( )
A.-80kJ·mol−1 B.+80kJ·mol−1 C.-90kJ·mol−1 D.+90kJ·mol−1
【变式2】【变载体】(2025·浙江省湖州、衢州、丽水高三三地市一模)近年来,氨(NH3)作为一种无碳能源吸引了越来越多的关注。
(1)已知N≡N≡、H-H和N-H的键能如下:
化学键
N≡N
H-H
N-H
键能(kJ·mol−1)
946
436
390.8
合成氨反应的N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH= kJ·mol−1。
【变式3】【变载体】已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为Cl—N==O):
化学键
N≡O
Cl—Cl
Cl—N
N==O
键能/ (kJ·mol-1)
630
243
a
607
则反应2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)的ΔH= kJ·mol-1(用含a的代数式表示)。
考点二 热化学方程式书写及正误判断
知●识●解●构
知识点1 热化学方程式
1.概念:表示参加反应物质的量和________的关系的化学方程式。
2.意义: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。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,表示在25 ℃和1.01×105 Pa下,1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol液态水时____________________。
得分速记
(1)热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值也必须乘以该数。
(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“+”“-”也随之改变,但数值不变。
(4)由于反应热是指反应完全反应时的热效应,所以对于可逆反应的热量要小于完全反应时的热量。
知识点2 热化学方程式的书写
得分速记
(1)漏写物质的聚集状态;
(2)忽视反应热ΔH的正负号;
(3)错写或漏写ΔH的单位;
(4)化学计量数与ΔH不相匹配,化学计量数加倍,而ΔH没有加倍等。
(5)对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态之外,还要注明物质的名称。
如①S(s,单斜)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-297.16 kJ·mol-1
②S(s,正交)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-296.83 kJ·mol-1
③S(s,单斜)===S(s,正交) ΔH3=-0.33 kJ·mol-1
考●向●破●译
考向1 热化学反应方程式的理解与判断
例1(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)已知 ,下列说法正确的是( )
A.稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应的热化学方程式为
B.已知H2的燃烧热,则
C.已知 ,则
D.已知 , ,则
解题妙招
热化学方程式正误判断技法
【变式1】【变载体】(2026·浙江丽水期末)下列关于热化学方程式的叙述不正确的是( )
A.已知 ΔH1=-57.3kJ·mol−1,则浓硫酸和反应生成1mol时的反应热ΔH2<-57.3kJ·mol−1
B. , ,则
C.氢气燃烧热为,则分解水的热化学方程式为 ΔH=+571kJ·mol−1
D.若CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol−1 ,则1molCO(g)和1molH2O(g)置于密闭容器中充分反应,放出的热量小于41.2kJ
【变式2】【变载体】25 ℃、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热ΔH为-57.3 kJ·mol-1,辛烷的燃烧热ΔH为-5 518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B.KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C.C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
D.2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
【变式3】【新考法】下列有关热化学方程式的评价合理的是( )
选项
实验事实
热化学方程式
评价
A
若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,将稀硫酸和NaOH溶液混合
H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
正确
B
醋酸和稀NaOH溶液混合
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
不正确,因为醋酸的状态为“l”,而不是“aq”
C
160 g SO3气体与足量液态水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)
ΔH=-130.3 kJ· mol-1
不正确,因为反应热ΔH=-260.6 kJ· mol-1
D
1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出2082 kJ的热量
2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l) ΔH=-4164 kJ· mol-1
正确
考向2 热化学方程式的书写
例2在煤化工领域主要涉及碳一化学,即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。已知物质之间转化能量关系如图所示:
写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式_________________________。
解题妙招
热化学方程式书写基本方法
(1)物质后面括状态,式前系数要配平。
(2)正负表示吸放热,反应条件须注明。
(3)热量随着系数变,kJ·mol-1记心中。
【变式1】【变载体—XXXX】已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应:2A+B=C+3D+4E。现将mg相对分子质量为M的A气体与适量的B气体充入一密闭容器中,恰好完全反应且有少量液滴生成。在相同温度下测得反应前后容器内的压强为6.06×106Pa和1.01×107Pa,且测得反应共放出热量QkJ。则该反应的热化学方程式为( )
A.2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)+4E(g) △H=-kJ/mol
B.2A(g)+B(g)=C(l)+3D(g)+4E(g) △H=-kJ/mol
C.2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)+4E(l) △H=-kJ/mol
D.2A(g)+B(g)=C(g)+3D(l)+4E(g) △H=-kJ/mol
【变式2】【变考法】为了有效降低能耗,过渡金属催化还原氮气合成氨被认为是具有巨大前景的一种合成氨方法。催化过程一般有吸附—解离—反应—脱附等过程,图示为N2和H2在固体催化剂表面合成氨反应路径的势能面图(部分数据略),其中“*”表示被催化剂吸附。
氨气的脱附是 (填“吸热”或“放热”)过程,合成氨的热化学方程式为 。
【变式3】【新情境—工业生产与学科知识结合】硫酸工业中,在接触室中催化氧化SO2 的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
上述反应在V2O5的催化作用下分两步进行,能量变化如图:
写出第二步反应的热化学方程式: ;通入1mol SO2、0.51mol O2充分反应,放出热量 (填“>”“<”或“=”)。
考点三 燃烧热和中和反应反应热
知●识●解●构
知识点1 燃料热
1.燃烧热
(1)概念:在101 kPa时,________纯物质完全燃烧生成________时所放出的热量。
单位:________,通常利用量热计由实验测得。
各元素的指定产物:C→________;H→________;S→________;N→________。
(2)意义:
甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,或ΔH=-890.3 kJ·mol-1,它表示25 ℃、101 kPa时,1mol甲烷完全燃烧生成________________和________________时________890.3 kJ的热量。
(3)燃烧热的热化学方程式
书写燃烧热的热化学方程式时,以燃烧________可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成________________。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
2.能源
(1)能源分类
(2)解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率:a.改善开采、运输、加工等各个环节;b.科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。
②开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
得分速记
(1)有关燃烧热的判断,一看是否以1 mol可燃物为标准,二看是否生成指定产物。
(2)由于它们的反应放热是确定的,所以描述燃烧热不带“-”,但焓变为负值。
(3)当用热化学方程式表示中和反应反应热时,生成H2O(l)的物质的量必须是1 mol;当用热化学方程式表示燃烧热时,可燃物的物质的量必须为1 mol。
(4)物质完全燃烧生成的指定产物示例:H→H2O(l),C→CO2(g),S→SO2(g),N→N2(g)。XXX
知识点2 中和反应反应热的测定
装置
原理
ΔH=-
实验
步骤
①量取反应物并且测定其初始温度(宜用0.1分刻度的温度计)。
②混合反应物并且测定反应的________温度。
③平行试验。重复实验________次,取测量所得数据的________值作为计算依据。
实验准确性问题
(1)小烧杯口与大烧杯口相平,碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是:________________。
(2)为保证酸、碱完全中和,常使________稍稍过量(实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得数值________)。
(3)实验操作时要快,酸和碱混合过程中,要________倒入烧杯。以减少热量的损失。
(4)酸和碱混合之后,记录的温度必须是________温度。
得分速记
(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。
(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1~0.5 mol·L-1)。若溶液浓度过大,溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大,电离程度达不到100%,这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量,造成较大误差。
(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。
(4)使用同一支温度计,分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度,测完一种溶液后,必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算,而不是结果的平均值,计算时应注意单位的统一、
(6)中和反应中生成1 mol水放出的热量与酸碱的用量无关。
考●向●破●译
考向1 燃烧热和中和反应反应热概念的理解
例1下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是 ( )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×
283.0 kJ·mol-1
C.氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJ·mol-1
D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
解题妙招
燃烧热和中和热的比较
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
反应热的含义
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
在稀溶液里,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量
表示方法
燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1
【变式1】【变载体】下列说法正确的是( )
A.已知甲醇燃烧热为726.51 kJ·mol-1,则CH3OH燃烧热的热化学方程式:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-726.51 kJ·mol-1
B.已知锂在氧气中燃烧与Mg相似,其燃烧热为299 kJ·mol-1。锂燃烧的热化学方程式:2Li(s)+O2(g)=Li2O2(s) ΔH=+299 kJ·mol-1
C.反应2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH<0,说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和
D.已知H2的标准燃烧热是285.8 kJ·mol-1,其燃烧的热化学方程式可以表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
【变式2】【变载体】25 ℃、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热ΔH为-57.3 kJ·mol-1,辛烷的燃烧热ΔH为-5518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B.KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C.C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518 kJ·mol-1
D.2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
【变式3】【变载体】下列热化学方程式书写正确的是(其中ΔH的绝对值均正确)( )
A. (燃烧热)
B. (中和反应反应热)
C. (反应热)
D. (反应热)
考向2 中和反应反应热的测定
例2手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图。已知:混合溶液的密度近似为1g· cm-3,比热容近似为4.18J/(g·℃)。下列相关说法正确的是( )
A.分批加入NaOH溶液,反应更充分,测量结果更准确
B.本实验中测定的中和反应反应热ΔH=-55.176kJ·mol−1
C.用量筒量取盐酸时仰视读数,ΔH将偏大
D.若将NaOH溶液换成同浓度、同体积的氨水,反应放出的热量将偏多
解题妙招
中和热测定误差分析
50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应的误差分析:
引起误差的实验操作
t终-t始
|ΔH|
保温措施不好
偏小
偏小
搅拌不充分
偏小
偏小
所用酸、碱浓度过大
偏大
偏大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液
偏小
偏小
用同浓度的醋酸代替盐酸
偏小
偏小
用50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液
偏小
偏小
【变式1】【变载体】中和热测定实验中,用50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55mol/LNaOH进行实验,下列说法错误的是( )
A.改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液反应,求得中和热数值和原来相同
B.测了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度,否则中和热数值偏小
C.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液应慢慢倒入小烧杯中以免溶液溅出,再用环形玻璃搅拌棒搅拌
D.装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失
【变式2】【变情境】某实验小组利用如图装置进行稀溶液与稀盐酸中和反应反应热的测定。下列说法错误的是( )
A.不能用普通的玻璃棒代替
B.用温度计测量溶液温度后不可直接用于测量稀盐酸温度
C.隔热层的作用是减小实验过程中的热量损失
D.为使反应更充分,应将稍过量稀溶液分多次加入稀盐酸中
【变式3】【变题型】利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入内筒中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入内筒中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是_______(填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_______(填字母。
A.用温度计小心搅拌 B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(3)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1L1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为_______。
(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容4.18 kJ·kg-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH =_______(结果保留一位小数)。
(5)若计算生成1 mol H2O时的放出的热量小于57.3 kJ,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.量取盐酸的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用温度计测定盐酸起始温度后直接测定NaOH溶液的温度
e.使用玻璃搅拌器搅拌不均匀
f.实验中用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器
考点四 盖斯定律及应用
知●识●解●构
知识点1 盖斯定律
1.定律内容:不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热________,即化学反应的反应热只与反应体系的________和________有关,而与反应的________无关。
2.常用关系式
热化学方程式
焓变之间的关系
aA===B ΔH1
A===B ΔH2
ΔH2=ΔH1或ΔH1=aΔH2
aA===B ΔH1
B===aA ΔH2
ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
3.“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则
热化学方程式
方程式系数关系
焓变之间的关系
反应Ⅰ:aA(g)===B(g)ΔH1
反应Ⅱ:B(g)===aA(g)ΔH2
Ⅰ=________
ΔH1=________
反应Ⅰ:aA(g)===B(g)ΔH1
反应Ⅱ:A(g)===B(g)ΔH2
Ⅰ=________
ΔH1=________
/
ΔH=________________或
ΔH=________________
知识点2 焾变的计算
计算依据
计算方法
反应物的总能量和生成物的总能量
ΔH=ΣE(生成物的能量)-ΣE(反应物的能量)
化学键的键能
ΔH=Σ(反应物的键能)-Σ(生成物的键能)
反应历程正、逆反应的活化能
ΔH=Σ(正反应的活化能)-Σ(逆反应的活化能)
热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变正、负号,各项的系数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
盖斯定律
根据盖斯定律,可以将两个或若干个热化学方程式进行代数运算(包括ΔH运算),得到一个新的热化学方程式
知识点3 反应热大小的比较方法
1.利用盖斯定律比较。
(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。
2.同一反应的生成物状态不同时,如A(g)+B(g)===C(g) ΔH1,A(g)+B(g)===C(l) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
3.同一反应物状态不同时,如A(s)+B(g)===C(g) ΔH1,A(g)+B(g)===C(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
4.两个有联系的反应相比较时,如C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1①,C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2②。
比较方法:利用反应①(包括ΔH1)乘以某计量数减去反应②(包括ΔH2)乘以某计量数,即得出ΔH3=ΔH1×某计量数-ΔH2×某计量数,根据ΔH3大于0或小于0进行比较。
得分速记
看物质状态
物质的气、液、固三态转化时的能量变化
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
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
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
考●向●破●译
考向1 利用盖斯定律计算反应热
例1(2026·浙江Z20名校联盟考前选考模拟)以CH3OH生产高附加值的精细化学品,被认为是优化传统工业合成方法的绿色经济途径。
(1)以CO2和H2为原料在催化剂的作用下合成甲醇:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ·mol−1
已知该转化反应在某固体催化剂表面发生的反应如下:
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ·mol−1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
根据以上数据计算ΔH3=___________kJ·mol−1,反应Ⅲ能自发进行的条件是___________。
解题妙招
利用盖斯定律计算反应热的方法
内容
∆H=∆H1+∆H2=∆H3+∆H4+∆H5
方法
温馨提醒
(1)当反应式乘以或除以某数时,ΔH也应乘以或除以某数。
(2)反应式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”、“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。
(3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时,同样要把ΔH看作一个整体。
(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
(5)当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
【变式1】【变载体】(2026·浙江温州育英实验学校等校选考模拟)“碳中和”是当前全球应对气候变化的重要目标,通过特定技术将二氧化碳转化成有用产品是实现该目标的关键路径之一。
(1)CO2催化加氢制CH3OH
Ⅰ、CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.5kJ·mol−1
Ⅱ、CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-92.4kJ·mol−1
Ⅲ、CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
ΔH3=______kJ·mol−1,反应Ⅱ在______(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
【变式2】【变载体】(2026·浙江杭州十四中选考考前模拟)乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志,在温和条件下,将乙烯转化为烃类具有重要意义。
(1)在反应器中,发生如下反应:
反应i:2C2H4(g)C4H8(g)+3H2(g) ΔH1=-104.7kJ·mol−1
反应ii:2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g) ΔH2=-230.7kJ·mol−1
计算反应C4H8(g)+H2(g)C4H10(g)的_______,该反应_______(填标号)。
A.高温自发 B.低温自发 C.高温低温均自发 D.高温低温均不自发
【变式3】【变载体】(2026·浙江稽阳联谊学校高三联考)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:
(1)已知:为物质生成焓,反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。
物质
SO2(g)
SO3(g)
O2(g)
-296.8
-395.7
0
该反应的ΔH=___________kJ·mol−1,该反应自发进行的条件是___________。
A.高温 B.低温 C.任意温度 D.无法判断
考向2 盖斯定律的应用
例2(2026·浙江省杭州首考适应性考试)晶格能指的是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量值。这个数值并不能通过实验测定得到,但可以通过设计热力学循环,利用盖斯定律计算得到。下图所示过程即为通过盖斯定律计算晶格能的方法,下列说法不正确的是( )
A.NaCl的晶格能为-ΔH1 B.ΔH2=-I1(Na)
C.ΔH5为Cl2的键能 D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6
【变式1】【变载体】(2026·浙江省强基联盟高三二模)已知环己烯、1,3-环己二烯、苯均能与H2在一定条件下发生加成反应制得环己烷,反应的热化学方程式如下。下列说法不正确的是( )
① ΔH1=-119.6kJ·mol−1
② ΔH2=-237.1kJ·mol−1
③ ΔH3=-208.4kJ·mol−1
A.转化为的热化学方程式为 ΔH=-117.5kJ·mol−1
B.催化加氢生成的反应为放热反应
C.键长:苯中碳碳键>环己烯中碳碳双键
D.1mol物质具有的能量:
【变式2】【变载体】MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是( )
A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
【变式3】【变题型】 (2025·浙江省金华十校高三模拟)甲酸(HCOOH)被认为是潜在的贮氢物质之一。请回答:
(1)加热甲酸可发生两种分解反应,反应过程中的能量变化如图所示。
Ⅰ.HCOOH(g)CO(g)+H2O(g)
Ⅱ.HCOOH(g)CO2(g)+H2(g)
根据能量变化图,计算CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的ΔH= 。
考向3 反应热大小比较
例3(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是( )
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1
2N2H4(l)+2H2(g)2NH3(g ΔH2
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH3
4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH4
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l) ΔH5
2N2H4(l)+2NO(g)2N2(g)+2H2O(l) ΔH6
A.ΔH3>ΔH4 B.ΔH3<0 C.ΔH3>ΔH5 D.2ΔH6-ΔH4+2ΔH1= 2ΔH2
解题妙招
比较反应热大小的基本方法
(1)反应中各物质的聚集状态;
(2)ΔH有正负之分,比较时要连同“+”、“-”一起比较,类似数学中的正、负数大小的比较;
(3)若只比较放出或吸收热量的多少,则只比较数值的大小,不考虑正、负号。
【变式1】【变考法】根据以下热化学方程式,ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是( )
A.Br2(g)+H2(g)=2HBr(g) ΔH1,Br2(l)+H2(g)=2HBr(g) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
B.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1,2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2,则有ΔH1>ΔH2
C.4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH1,4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
D.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
【变式2】【变载体】(2025·浙江高三开学考试)相同温度和压强下,关于反应的∆H,下列判断不正确的是
A. ∆H1
B. ∆H2
C. ∆H3
D. ∆H4
E. ∆H5
A.∆H1=∆H2-∆H4 B.∆H2>0,∆H4>0 C.∆H1=∆H2+∆H3-∆H5 D.∆H3>∆H5
【变式3】【变载体】(2026·浙江省浙南名校联盟三联考一模)相同温度和压强下,已知下列反应均能自发进行,下列判断正确的是( )
ΔH1
ΔH2
ΔH3
ΔH4
A.ΔH1<0,ΔH3>0 B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH3>ΔH4 D.ΔH1−ΔH2−ΔH3+ΔH4=0
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2025•浙江1月卷,11,3分)下列说法正确的是( )
A.常温常压下H2(g)和O2(g)混合无明显现象,则反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)在该条件下不自发
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数减小
C.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ΔH<0,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s) ΔH1<0,Na+(g)+Cl−(g)=NaCl(s) ΔH2<0,则Na(s)+Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g) ΔH<0
2.(2023•浙江1月卷,14,3分)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是 ( )
A.E6-E3=E5-E2
B.可计算Cl-Cl键能为2(E2-E3)kJ•mol-1
C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程II>历程I
D.历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为:ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) ∆H=(E5-E4)kJ•mol-1
3.(2022·浙江省6月卷,18,2分))标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质(g)
O
H
HO
HOO
H2
O2
H2O2
H2O
能量/ kJ·mol-l
249
218
39
10
0
0
可根据HO(g)+HO(g)= H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-l。下列说法不正确的是( )
A.H2的键能为436 kJ·mol-l
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量: HOO<H2O2
D.H2O(g)+O(g)= H2O2(g) ΔH=-143kJ·mol−1
4.(2022•浙江1月卷,18,2分)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是( )
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
5.(2022•浙江6月卷,24,2分)尖晶石矿的主要成分为MgAl2O4 (含SiO2杂质)。已知:MgAl2O4(s)+4Cl2(g)= MgCl2(s)+2AlCl3(g)+2O2(g) ΔH>0。该反应难以发生,但采用“加炭氯化法”可以制备MgCl2和AlCl3,同时还可得到副产物SiCl4 (SiCl4沸点为58℃,AlCl3在180℃升华):MgAl2O4(s)+4C(s)+4CO(g)MgCl2(s)+2 AlCl3(g)+4CO(g)。下列说法不正确的是( )
A.制备时要保持无水环境
B.输送气态产物的管道温度要保持在180℃以上
C.氯化时加炭,既增大了反应的趋势,又为氯化提供了能量
D.为避免产生大量CO2,反应过程中需保持炭过量
6.(2026•浙江1月卷,18)某小组想用CO制取CO2,反应如下:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol−1 K1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-484kJ·mol−1 K2
Ⅲ.CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g) ΔH3 K3
请回答:
(1)①ΔH3= kJ/mol。
②某同学在常温常压下,往CO与O2以体积比为2:1混合至密闭体系中,放置数年后却发现几乎无CO2。该同学认为是该反应的平衡常数K3极小导致的,你认为该同学的说法 (“正确”或“错误”),设计实验验证你的结论: (简述即可)。
(2)Pt因其原子结构特点,有良好的催化活性,是催化小分子反应的优异催化剂。某小组在250℃条件下,用Pt催化CO制取CO2,反应如下:
Ⅳ
V
Ⅵ (过渡态)
Ⅶ
Ⅷ
①Pt(原子序数78),位于元素周期表第 周期 族。
②反应Ⅳ的 0(填“>”、“<”或“=”)。
③在图中画出位置(虚线框内) 。
(3)某小组在其他条件不变的情况下采取某种措施,使反应温度由降为,相关反应如下:
序号
反应
Ea(kJ/mol)
a
144
b
101
c
56
d
48
e
40
f
39
g
24
h
15
i
OH*+H*→H2O*→H2O(g)
14
①该研究小组采取的措施是 。
②请选出合理的反应并排序,补全反应历程: (填序号)→CO2*→CO2(g)。
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第01讲 化学反应的热效应
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 反应热与焓变
知识解构 知识点1反应热与焓变 ∣ 知识点2 化学反应放热和吸热的原因
考向破译 考向1 焓变或反应热的理解及应用 ∣ 考向2 化学反应能量变化的图像
考向3 用键能求反应热
解题妙招1焓变与能量变化之间的关系
解题妙招2能量变化能垒图的突破策略
解题妙招3常见物质中的化学键数目
考点二 热化学方程式及正误判断
知识解构 知识点1 热化学方程式 ∣ 知识点2 热化学方程式的书写
考向破译 考向1 热化学反应方程式的理解与判断 ∣ 考向2 热化学方程式的书写
解题妙招1热化学方程式正误判断技法
解题妙招2热化学方程式书写基本方法
考点三 燃烧热和中和反应反应热
知识解构 知识点1 燃烧热 ∣ 知识点2 中和反应反应热的测定
考向破译 考向1 燃烧热和中和反应反应热概念的理解 ∣ 考向2 中和反应反应热的测定
解题妙招1燃烧热和中和热的比较 解题妙招2中和热测定误差分析
考点四 盖斯定律及应用
知识解构 知识点1 盖斯定律 ∣ 知识点2 焓变的计算
知识点3 反应热大小的比较方法
考向破译 考向1 利用盖斯定律计算反应热 ∣ 考向2 盖斯定律的应用
考向3 反应热大小比较
解题妙招1利用盖斯定律计算反应热的方法
解题妙招2比较反应热大小的基本方法
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--三年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
反应热 焓变
热化学方程式
——
——
燃烧热 中和反应反应热 能源
——
——
盖斯定律 反应热的计算
浙江1月卷T18,12分
浙江卷T11,3分
浙江6月卷T19(5)
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
1.从考查题型和内容上看,浙江选考以选择题为主要形式呈现,在非选择题的化学反应原理综中考查盖斯定律应用。主要有以下三个方面:(1)反应热的概念及计算;(2)热化学方程式的书写与正误判断; (3)盖斯定律及其应用。
2.从命题思路上看,侧重结合能量变化图像、化学反应历程和燃烧热等,考查反应中的能量变化、反应热的比较及盖斯定律的计算。其命题的特点和规律:(1)以化学反应与能量的基本概念命题,考查化学反应中能量转化的形式和反应热的有关计算;(2)以盖斯定律的应用命题,以非选择题中某一问的形式考查热化学方程式的书写和反应热的计算,分值一般为2~3分。
►复习目标:
1.了解反应热、焓变的概念,知道化学反应热效应与反应的焓变之间的关系。
2.知道常见的吸热反应和放热反应,能从多角度分析化学反应中能量变化的原因。
3.能正确书写热化学方程式,并能判断所给热化学方程式的正误。会判断热化学方程式ΔH的大小。
4.理解中和热的测定原理,知道所使用的仪器及注意事项。
5.能应用盖斯定律、键能及图像信息计算焓变。
6.掌握盖斯定律的内容及意义,并能进行有关反应热的计算。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 反应热与焓变
知●识●解●构
知识点1 反应热与焓变
1.焓与焓变
(1)焓(H):焓是与内能有关的物理量,用于描述物质所具有能量的物理量。
(2)焓变(ΔH):ΔH=生成物的焓与反应物的焓之差,单位kJ·mol-1。
2.反应热:指当化学反应在一定压强下进行时,反应所放出或吸收的热量,通常用符号Q表示,
单位kJ·mol-1。
3.焓变与反应热的关系:对于恒压条件下进行的化学反应,如果反应中物质的能量变化全部转化为热能,则有关系:ΔH=Qp。
4.常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
定义
放出热量的化学反应
吸出热量的化学反应
ΔH的符号
小于0(“-”号)
大于0(“+”号)
形成原因
能量变化
反应物的总能量>生成物的总能量
反应物的总能量<生成物的总能量
键能变化
反应物的总键能<生成物的总键能
反应物的总键能>生成物的总键能
反应类型
①大多数化合反应
②所有的金属与酸反应
③酸碱中和反应
④铝热反应
⑤碱性氧化物与水反应
①大多数分解反应
②盐的水解反应
③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
④C和CO2的反应
⑤C和H2O(g)的反应
图示
联系
①ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和
②键能越大,物质能量越低,越稳定;反之键能越小,物质能量越高,越不稳定。
温馨提醒
ΔH的单位是kJ·mol-1
得分速记
(1)焓是与内能有关的相对抽象的一种物理量,焓变的值只与反应体系的始末状态有关,而与过程无关。
(2)过程(包括物理过程、化学过程)与化学反应的区别,有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应,如水结成冰放热,但不属于放热反应。
(3)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件(如是否加热)没有必然的联系,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体在常温常压下即可发生反应,该反应是吸热反应。
知识点2 化学反应放热和吸热的原因
1.实质:反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。
2.特征:既有物质变化,又伴有能量变化;能量转化主要表现为热量的变化。
(1)从微观的角度说,是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键形成放出的热量的差值,如下图所示
a表示旧化学键断裂吸收的热量;b表示新化学键形成放出的热量;c表示反应热。
(2)从宏观的角度说,是反应物自身的能量与生成物的能量差值,在上图中:a表示活化能;b表示活化分子结合成生成物所释放的能量;c表示反应热。
3.活化能与焓变的关系
(1)催化剂能降低反应的活化能,但不影响焓变的大小。
(2)在无催化剂的情况,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,ΔH=E1-E2,活化能大小影响反应速率。
(3)起点、终点能量高低判断反应的ΔH,并且物质的能量越低,物质越稳定。
4.反应热与键能的关系
反应热:ΔH=E1-E2或ΔH=E4-E3,即ΔH等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和,或生成物具有的总能量减去反应物具有的总能量。
得分速记
(1)化学反应的焓变只与化学反应的计量系数,物质的聚集状态有关,而与反应条件无关。
(2)物质的焓越小,具有的能量越低,稳定性越强。
考●向●破●译
考向1 焓变或反应热的理解及应用
例1HCN(g)与HNC(g)在一定条件下可以发生互变,反应过程能量变化如图。
下列说法正确的是( )
A.该条件下,HCN(g)比HNC(g)更稳定
B.由HCN(g)生成1 mol HNC(l),需吸收的能量大于59.3 kJ
C.HCN(g)转化为HNC(g)的过程中所有化学键均发生断裂
D.催化剂可以降低反应的ΔH,使HCN(g)更易转化为HNC(g)
【答案】A
【解析】A项,物质的能量越低越稳定。图中显示 HCN(g) 的能量低于 HNC(g) ,因此 HCN(g) 更稳定,A正确;B项,根据图表计算,HCN(g)→HNC(g)吸收的热量为59.3 kJ。物质从气态变为液态(HNC(g)→HNC(l))是一个放热过程(凝结放热)。根据盖斯定律:ΔH总=ΔH气相反应+ΔH液化,ΔH总=(+59.3 kJ)+(负值),吸收的能量应该小于59.3kJ,B错误;C项,这是一个异构化反应。HCN ( H-C≡N ) 转化为 HNC ( H-N≡C )。在这个过程中,C≡N 键并没有完全断裂成独立的C原子和N原子,而是发生了重排。虽然H-C键断裂形成了H-N键,但说“所有化学键均发生断裂”通常指原子完全解离,这不符合异构化反应的特征,C错误;D项,催化剂的作用是降低反应的活化能,从而加快反应速率,但它不能改变反应的焓变(ΔH)。ΔH只取决于始态和终态的能量差,与路径无关,D错误;故选A。
解题妙招
焓变与能量之间的关系
【变式1】【变载体】已知反应X+Y===M+N为吸热反应,下列说法中正确的是( )
A.X的能量一定低于M的能量,Y的能量一定低于N的能量
B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
【答案】D
【解析】已知X+Y===M+N ΔH>0,说明X与Y的总能量低于M与N的总能量,A错误,D正确;破坏反应物中的化学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量,C错误;吸热反应有的不需要加热也可反应,如氢氧化钡晶体与氯化铵混合搅拌即可发生反应,B错误。故选D。
【变式2】【变情境】下列关于ΔH的说法正确的是( )
A.反应过程中,消耗的反应物越多,ΔH越大
B.ΔH>0时反应放热,ΔH<0时反应吸热
C.ΔH越大,说明反应放出的热量越多
D.能量变化如图所示的化学反应为放热反应,ΔH为“-”
【答案】D
【解析】A项,ΔH与化学方程式中的化学计量数有关,与反应物的用量无关,A项错误;B项,ΔH>0时反应吸热,ΔH<0时反应放热,B项错误;C项,反应热有正、负,反应放出的热量越多,ΔH越小,反应吸收的热量越多,ΔH越大,C项错误;D项,由于反应物的总焓大于生成物的总焓,故由反应物转化为生成物时,该反应为放热反应,ΔH为“-”,D项正确;故选D。
【变式3】【变考法】(2025·浙江省北斗星盟三模)化工生产中排放的CO2可通过热化学、电化学相关技术进行再利用,使其成为廉价易得的碳资源。
已知:I.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= -49.5kJ·mol−1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=-483.6kJ·mol−1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=-41.2kJ·mol−1
(2)2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的逆反应的活化能为,则正反应活化能为 。
【答案】(2) 401.2+a
【解析】(2)已知:Ⅱ.2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH2=-483.6kJ·mol−1;Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=-41.2kJ·mol−1;由盖斯定律,2×Ⅲ-Ⅱ得反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g) ,又因为可知,正反应活化能为(401.2+a)kJ·mol−1;
考向2 化学反应能量变化的图像
例2某反应由两步反应A→B→C构成,它的反应能量曲线如图(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是( )
A.两步反应均为吸热反应 B.三种化合物中C最稳定
C.加入催化剂会改变反应的焓变 D.整个反应的ΔH=E1-E2
【答案】B
【解析】根据图示可知第一步反应的反应物的能量比生成物的能量低,所以该步反应是吸热反应;而第二步反应中生成物的能量比反应物的能量低,该步反应是放热反应,A错误;根据图示可知三种化合物中C含有的能量最低,故其最稳定,B正确;加入催化剂会改变反应的活化能,但是不能改变反应物、生成物的能量,所以不能改变反应的焓变,C错误;整个反应的ΔH=E1+E3-E2-E4,D错误。
解题妙招
能量变化能垒图的突破策略
通览全图,理清坐标含义
能量变化能垒图的横坐标一般表示反应的历程,横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段。纵坐标表示能量的变化,不同阶段的最大能垒即该反应的活化能
细看变化,分析各段反应
仔细观察曲线的变化趋势,分析每一阶段发生的反应是什么,各段反应是放热还是吸热,能量升高的为吸热,能量降低的为放热
综合分析,作出合理判断
综合整合各项信息,紧扣题目要求,作出合理判断。如利用盖斯定律将各步反应相加,即得到完整反应;催化剂只改变反应的活化能,不改变反应的反应热,也不会改变反应物的转化率
【变式1】【变载体】(2026·浙江省第二届NBchem高三第一次联考)某反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应过程b说明有催化剂参与,改变了反应机理
B.由于E1>E2,说明该反应过程的活化能是E1
C.该反应过程的焓变是
D.升高温度,活化分子数目变多,反应速率上升
【答案】B
【解析】A项,催化剂能够改变反应途径,降低反应的活化能,根据图示可知反应过程b有催化剂参与,A正确;B项,反应过程b使用了催化剂,则活化能为E1,反应过程a未使用催化剂,活化能大于E1,B错误;C项,由图可知,反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应,因此,即焓变是-||,C正确;D项,升高温度,分子能量升高,更多的普通分子会转化成活化分子,活化分子数目变多,有效碰撞概率增大,反应速率上升,D正确;故选B。
【变式2】【变情境】反应X→Y的物质能量随反应过程的变化如图中曲线①所示,使用催化剂M后反应中物质能量随反应过程的变化如图中曲线②所示,下列说法不正确的是( )
A.稳定性:X<Y
B.使用催化剂降低了该反应的焓变
C.使用催化剂后,反应历程分3步进行
D.使用催化剂后,反应历程中的决速步为X·M=Y·M
【答案】B
【解析】A项,由图可知,该反应为X的能量高于生成物Y的能量的放热反应,物质的能量越高越不稳定,则X的稳定性弱于Y,A正确;B项,催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,但反应的焓变不改变,B错误;C项,由图可知,使用催化剂发生的反应为X+M=X·M、X·M=Y·M、Y·M=Y+M,则反应历程分3步进行,C正确;D项,反应的活化能越大,反应速率越慢,慢反应是反应的决速步,由图可知,使用催化剂后,反应历程中的决速步为X·M=Y·M,D正确;故选B。
【变式3】【新考法】已知A转化为C和D分步进行:①A(g) B(g)+2D(g);②B(g) C(g)+D(g),其反应过程能量如图所示,下列说法正确的是( )
A.1molA(g)的能量低于1molB(g)的能量
B.B(g)C(g)+D(g) ΔH=(Ea4-Ea3)kJ/mol
C.断裂1molA(g)化学键吸收的热量小于形成1molC(g)和3molD(g)化学键所放出的热量
D.反应过程中,由于Ea3<Ea1,反应②速率大于反应①,气体B很难大量积累
【答案】D
【解析】A项,从图中可知1molA(g)的能量低于1molB(g)和2molD(g)的总能量,不能比较1molA(g)的能量和1molB(g)的能量大小,A错误;B项,从图中反应前后能量变化可知,反应物总能量低于生成物总能量,B(g)⇌C(g)+D(g)为吸热反应,ΔH>0,故ΔH=(Ea3-Ea4)kJ/mol,B错误;C项,从图中可知,A转化为C和D为吸热反应,断裂1molA(g)化学键吸收的热量应大于形成1molC(g)和3molD(g)化学键所放出的热量,C错误;D项,从反应过程的图像中可知,Ea3<Ea1,活化能越低,反应速率越快,故反应②速率大于反应①,气体B很难大量积累,D正确。故选D。
考向3 利用键能求反应热
例2(2025·浙江名校协作体高三联考)已知1 mol下列物质分解为气态原子消耗能量与热化学方程式信息如下表:
物质
NO
CO
N2
能量/(kJ·mol-1)
632
1 076
946
热化学方程式
2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=-742 kJ·mol-1
则CO2的碳氧双键键能为( )
A.-1 606 kJ·mol-1 B.1 606 kJ·mol-1 C.803 kJ·mol-1 D.-803 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】1 mol物质分解为气态原子消耗的能量即该物质的键能,设CO2的碳氧双键键能为x,由ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能=(2×632 kJ·mol-1+2×1 076 kJ·mol-1)-(946 kJ·mol-1+2×2x)=-742 kJ·mol-1,解得x=803 kJ·mol-1,故选C。
解题妙招
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)
键数
2
4
6
4
物质
石墨(单层)
金刚石
S8(S—S)
Si
键数
1.5
2
8
2
【变式1】【变载体】已知几种共价键的键能数据如下:
共价键
C=O
H-H
C-H
C-O
O-H
键能/(kJ·mol−1)
799
436
413
358
463
根据键能数据计算反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的ΔH等于( )
A.-80kJ·mol−1 B.+80kJ·mol−1 C.-90kJ·mol−1 D.+90kJ·mol−1
【答案】A
【解析】反应物总键能为,生成物总键能为,则。故选 A。
【变式2】【变载体】(2025·浙江省湖州、衢州、丽水高三三地市一模)近年来,氨(NH3)作为一种无碳能源吸引了越来越多的关注。
(1)已知N≡N≡、H-H和N-H的键能如下:
化学键
N≡N
H-H
N-H
键能(kJ·mol−1)
946
436
390.8
合成氨反应的N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH= kJ·mol−1。
【答案】(1)-90.8
【解析】(1)反应热ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能,故;
【变式3】【变载体】已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为Cl—N==O):
化学键
N≡O
Cl—Cl
Cl—N
N==O
键能/ (kJ·mol-1)
630
243
a
607
则反应2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)的ΔH= kJ·mol-1(用含a的代数式表示)。
【答案】289-2a
【解析】根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能知,ΔH=2×630 kJ·mol-1+243 kJ·mol-1-2×(a kJ·mol-1+607 kJ·mol-1)=(289-2a) kJ·mol-1。
考点二 热化学方程式书写及正误判断
知●识●解●构
知识点1 热化学方程式
1.概念:表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。
2.意义: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。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1,表示在25 ℃和1.01×105 Pa下,1 mol H2(g)和 mol O2(g)反应生成1 mol液态水时放出285.8 kJ的热量。
得分速记
(1)热化学方程式乘以某一个数时,反应热的数值也必须乘以该数。
(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“+”“-”也随之改变,但数值不变。
(4)由于反应热是指反应完全反应时的热效应,所以对于可逆反应的热量要小于完全反应时的热量。
知识点2 热化学方程式的书写
得分速记
(1)漏写物质的聚集状态;
(2)忽视反应热ΔH的正负号;
(3)错写或漏写ΔH的单位;
(4)化学计量数与ΔH不相匹配,化学计量数加倍,而ΔH没有加倍等。
(5)对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态之外,还要注明物质的名称。
如①S(s,单斜)+O2(g)===SO2(g) ΔH1=-297.16 kJ·mol-1
②S(s,正交)+O2(g)===SO2(g) ΔH2=-296.83 kJ·mol-1
③S(s,单斜)===S(s,正交) ΔH3=-0.33 kJ·mol-1
考●向●破●译
考向1 热化学反应方程式的理解与判断
例1(2026·浙江省金丽衢十二校高三一模)已知 ,下列说法正确的是( )
A.稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应的热化学方程式为
B.已知H2的燃烧热,则
C.已知 ,则
D.已知 , ,则
【答案】D
【解析】A项,稀硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,该过程不仅包含中和反应(放热),还包含沉淀形成(额外放热),给定ΔH = -114.6 kJ/mol仅对应生成2 mol水的中和热(2 × -57.3 kJ/mol),但忽略了BaSO4沉淀的放热效应,因此实际|ΔH|应更大(ΔH更负),A错误;B项,H2的燃烧热ΔH = -285.8 kJ/mol表示1 mol H2完全燃烧生成H2O(l)的焓变。对于反应2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O(l),ΔH应为2倍燃烧热,即-571.6 kJ/mol,而非-285.8 kJ/mol,B错误;C项,由HF(aq) + OH⁻(aq) = F⁻(aq) + H2O(l) ΔH = -67.7 kJ/mol和H⁺(aq) + OH⁻(aq) = H2O(l) ΔH = -57.3 kJ/mol,可得HF电离反应HF(aq) ⇌ H⁺(aq) + F⁻(aq)的ΔH = -67.7 kJ/mol - (-57.3 kJ/mol) = -10.4 kJ/mol < 0,而非ΔH>0,C错误;D项,ΔH2为NaCl(s)解离成气态离子的焓变(晶格能,正值且较大);ΔH1为溶解焓,包含晶格能和离子水合焓ΔH3(水合焓为负值),故ΔH1 = ΔH2+ ΔH3 <ΔH2(因ΔH3<0),D正确;故选D。
解题妙招
热化学方程式正误判断技法
【变式1】【变载体】(2026·浙江丽水期末)下列关于热化学方程式的叙述不正确的是( )
A.已知 ΔH1=-57.3kJ·mol−1,则浓硫酸和反应生成1mol时的反应热ΔH2<-57.3kJ·mol−1
B. , ,则
C.氢气燃烧热为,则分解水的热化学方程式为 ΔH=+571kJ·mol−1
D.若CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol−1 ,则1molCO(g)和1molH2O(g)置于密闭容器中充分反应,放出的热量小于41.2kJ
【答案】C
【解析】A项,浓硫酸稀释过程放热,与NaOH反应生成水时总放热量大于稀溶液中和反应,故ΔH2更负,A正确;B项,钠从固态变为液态需吸热(熔化热),液态钠能量更高,反应生成相同产物时放热更多,ΔH1更负,故ΔH1 < ΔH2,B正确;C项,氢气燃烧热对应生成液态水,分解水时若为气态水,需额外吸收蒸发焓,故2H2O(g)分解的ΔH应小于571 kJ·mol−1,C不正确;D项,该反应为可逆反应,ΔH = -41.2kJ·mol−1表示完全反应时的焓变,但密闭容器中反应达平衡时不完全,实际放热量小于41.2 kJ,D正确;故选C。
【变式2】【变载体】25 ℃、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热ΔH为-57.3 kJ·mol-1,辛烷的燃烧热ΔH为-5 518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H+(aq)+SO42-(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B.KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C.C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
D.2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5 518 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】A项,所列热化学方程式中有两个错误,一是中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时的反应热,二是当有BaSO4沉淀生成时,反应放出的热量会增加,生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ,错误;B项,中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时的反应热,正确;C项,燃烧热是指1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,产物中的水应为液态水,错误;D项,当2 mol辛烷完全燃烧时,产生的热量为11 036 kJ,且辛烷应为液态,错误。
【变式3】【新考法】下列有关热化学方程式的评价合理的是( )
选项
实验事实
热化学方程式
评价
A
若H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1,将稀硫酸和NaOH溶液混合
H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
正确
B
醋酸和稀NaOH溶液混合
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ· mol-1
不正确,因为醋酸的状态为“l”,而不是“aq”
C
160 g SO3气体与足量液态水反应生成H2SO4放出热量260.6 kJ
SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq)
ΔH=-130.3 kJ· mol-1
不正确,因为反应热ΔH=-260.6 kJ· mol-1
D
1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出2082 kJ的热量
2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l) ΔH=-4164 kJ· mol-1
正确
【答案】D
【解析】将稀硫酸和NaOH溶液混合生成2 mol水时发生反应的热化学方程式为H2SO4(aq)+2NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=-114.6 kJ· mol-1,A项错误;因醋酸是弱酸,电离时需要吸热,所以反应热ΔH>-57.3 kJ· mol-1,即CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH>-57.3 kJ· mol-1,B项错误;因160 g (2 mol)SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量260.6 kJ,则1 mol SO3气体与适量水恰好完全反应生成H2SO4,放出热量130.3 kJ,热化学方程式为SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(aq) ΔH=-130.3 kJ· mol-1,C项错误;1 mol C6H14(l)在O2(g)中燃烧,生成CO2(g)和H2O(l),放出2082 kJ的热量,则发生反应的热化学方程式为2C6H14(l)+19O2(g)=12CO2(g)+14H2O(l)ΔH=-4164 kJ· mol-1,D项正确。
考向2 热化学方程式的书写
例2在煤化工领域主要涉及碳一化学,即研究以含有一个碳原子的物质(CO、CO2、CH4、CH3OH等)为原料合成化工产品或液体燃料。已知物质之间转化能量关系如图所示:
写出CO(g)和H2(g)生成CH4(g)和H2O(g)的热化学方程式_________________________。
【答案】(1)CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ΔH=-206kJ·mol−1
【解析】(1)根据图示能量变化关系,可写出如下两个热化学方程式:① ② 根据盖斯定律,将①+②即可得到目标反应:;
解题妙招
热化学方程式书写基本方法
(1)物质后面括状态,式前系数要配平。
(2)正负表示吸放热,反应条件须注明。
(3)热量随着系数变,kJ·mol-1记心中。
【变式1】【变载体—XXXX】已知A、B两种气体在一定条件下可发生反应:2A+B=C+3D+4E。现将mg相对分子质量为M的A气体与适量的B气体充入一密闭容器中,恰好完全反应且有少量液滴生成。在相同温度下测得反应前后容器内的压强为6.06×106Pa和1.01×107Pa,且测得反应共放出热量QkJ。则该反应的热化学方程式为( )
A.2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)+4E(g) △H=-kJ/mol
B.2A(g)+B(g)=C(l)+3D(g)+4E(g) △H=-kJ/mol
C.2A(g)+B(g)=C(g)+3D(g)+4E(l) △H=-kJ/mol
D.2A(g)+B(g)=C(g)+3D(l)+4E(g) △H=-kJ/mol
【答案】D
【解析】该反应放热,所以△H<0;在密闭容器中气体的压强与其物质的量成正比,即压强之比等于物质的量之比,反应前后压强之比=6.06×106Pa:1.01×107Pa=3:5,所以反应前后气体的物质的量之比为3:5,物质的量之比等于计量数之比,所以,反应前气体的计量数之和是3,反应后气体的计量数之和是5,mgA放出QkJ热量,即A完全反应放出QkJ的热量,则2molA放出热量为:kJ,由此可知 D符合;故选D。
【变式2】【变考法】为了有效降低能耗,过渡金属催化还原氮气合成氨被认为是具有巨大前景的一种合成氨方法。催化过程一般有吸附—解离—反应—脱附等过程,图示为N2和H2在固体催化剂表面合成氨反应路径的势能面图(部分数据略),其中“*”表示被催化剂吸附。
氨气的脱附是 (填“吸热”或“放热”)过程,合成氨的热化学方程式为 。
【答案】吸热 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1
【解析】由势能面图可知,氨气从催化剂上脱离时势能面在升高,为吸热过程,由题图可知,0.5 mol氮气和1.5 mol氢气转变成1 mol氨气的反应热为21 kJ·mol-1-17 kJ·mol-1-50 kJ·mol-1=-46 kJ·mol-1,则合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。
【变式3】【新情境—工业生产与学科知识结合】硫酸工业中,在接触室中催化氧化SO2 的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
上述反应在V2O5的催化作用下分两步进行,能量变化如图:
写出第二步反应的热化学方程式: ;通入1mol SO2、0.51mol O2充分反应,放出热量 (填“>”“<”或“=”)。
【答案】2V2O4(s)+ O2(g)2V2O5(s) △H=—222kJ/mol <
【解析】由图可知,第二步反应为四氧化二钒与氧气反应生成五氧化二钒,反应的反应热△H=—222kJ/mol,反应的热化学方程式为2V2O4(s)+ O2(g) 2V2O5(s) △H=—222kJ/mol,总反应的反应热△H=—(222kJ/mol—24kJ/mol)=—198kJ/mol,该反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以1mol二氧化硫与0.5mol氧气完全反应放出的热量小于198kJ/mol×1mol×=99 kJ。
考点三 燃烧热和中和反应反应热
知●识●解●构
知识点1 燃料热
1.燃烧热
(1)概念: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。
单位:kJ·mol-1,通常利用量热计由实验测得。
各元素的指定产物:C→CO2(g);H→H2O(l);S→SO2(g);N→N2(g)。
(2)意义:
甲烷的燃烧热为890.3 kJ·mol-1,或ΔH=-890.3 kJ·mol-1,它表示25 ℃、101 kPa时,1mol甲烷完全燃烧生成1 mol CO2(g)和2 mol H2O(l)时放出890.3 kJ的热量。
(3)燃烧热的热化学方程式
书写燃烧热的热化学方程式时,以燃烧1mol可燃物为标准来配平其余物质的化学计量数,同时可燃物要完全燃烧且生成指定产物。例如:H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
2.能源
(1)能源分类
(2)解决能源问题的措施
①提高能源的利用效率:a.改善开采、运输、加工等各个环节;b.科学控制燃烧反应,使燃料充分燃烧。
②开发新能源:开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。
得分速记
(1)有关燃烧热的判断,一看是否以1 mol可燃物为标准,二看是否生成指定产物。
(2)由于它们的反应放热是确定的,所以描述燃烧热不带“-”,但焓变为负值。
(3)当用热化学方程式表示中和反应反应热时,生成H2O(l)的物质的量必须是1 mol;当用热化学方程式表示燃烧热时,可燃物的物质的量必须为1 mol。
(4)物质完全燃烧生成的指定产物示例:H→H2O(l),C→CO2(g),S→SO2(g),N→N2(g)。XXX
知识点2 中和反应反应热的测定
装置
原理
ΔH=-
实验
步骤
①量取反应物并且测定其初始温度(宜用0.1分刻度的温度计)。
②混合反应物并且测定反应的最高温度。
③平行试验。重复实验2次,取测量所得数据的平均值作为计算依据。
实验准确性问题
(1)小烧杯口与大烧杯口相平,碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是:隔热,防止热量散失。
(2)为保证酸、碱完全中和,常使碱稍稍过量(实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得数值偏小)。
(3)实验操作时要快,酸和碱混合过程中,要一次性倒入烧杯。以减少热量的损失。
(4)酸和碱混合之后,记录的温度必须是最高温度。
得分速记
(1)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。
(2)酸碱溶液应当用稀溶液(0.1~0.5 mol·L-1)。若溶液浓度过大,溶液中阴、阳离子间的相互牵制作用就大,电离程度达不到100%,这样使酸碱中和时产生的热量会消耗一部分补偿电离时所需的热量,造成较大误差。
(3)使用两只量筒分别量取酸和碱。
(4)使用同一支温度计,分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度,测完一种溶液后,必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。
(5)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算,而不是结果的平均值,计算时应注意单位的统一、
(6)中和反应中生成1 mol水放出的热量与酸碱的用量无关。
考●向●破●译
考向1 燃烧热和中和反应反应热概念的理解
例1下列关于反应热和热化学反应的描述中正确的是 ( )
A.HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3) kJ·mol-1
B.CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=+2×
283.0 kJ·mol-1
C.氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH=+285.5 kJ·mol-1
D.1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
【答案】B
【解析】在稀溶液中,强酸跟强碱发生中和反应生成1 mol液态H2O时的反应热叫作中和热,中和热是以生成1 mol 液态H2O为基准的,A项错误;CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1,则2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-2×283.0 kJ·mol-1,逆向反应时反应热的数值相等,符号相反,B项正确;电解2 mol水吸收的热量和2 mol H2完全燃烧生成液态水时放出的热量相等,C项中的ΔH应为+571.0 kJ·mol-1;在25 ℃、101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时(水应为液态)所放出的热量是该物质的燃烧热,D项错误。
解题妙招
燃烧热和中和热的比较
燃烧热
中和热
相同点
能量变化
放热
ΔH及其单位
ΔH<0,单位均为kJ·mol-1
不同点
反应物的量
1 mol
不一定为1 mol
生成物的量
不确定
生成水的量为1 mol
反应热的含义
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
在稀溶液里,强酸与强碱发生中和反应生成1 mol水时所放出的热量
表示方法
燃烧热ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)
中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1
【变式1】【变载体】下列说法正确的是( )
A.已知甲醇燃烧热为726.51 kJ·mol-1,则CH3OH燃烧热的热化学方程式:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-726.51 kJ·mol-1
B.已知锂在氧气中燃烧与Mg相似,其燃烧热为299 kJ·mol-1。锂燃烧的热化学方程式:2Li(s)+O2(g)=Li2O2(s) ΔH=+299 kJ·mol-1
C.反应2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH<0,说明反应物的键能总和小于生成物的键能总和
D.已知H2的标准燃烧热是285.8 kJ·mol-1,其燃烧的热化学方程式可以表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
【答案】C
【解析】A项,表示燃烧热的热化学方程式中的产物水应该为液态,错误;B项,根据锂的燃烧热数值,热化学方程式应表示为Li(s)+O2(g)=Li2O(s) ΔH=-299 kJ·mol-1,错误;C项,该反应的ΔH<0,ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和<0,则反应物的键能总和小于生成物的键能总和,正确;D项,根据H2的标准燃烧热数值,则表示该热化学方程式应为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,错误。
【变式2】【变载体】25 ℃、101 kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的反应热ΔH为-57.3 kJ·mol-1,辛烷的燃烧热ΔH为-5518 kJ·mol-1。下列热化学方程式书写正确的是( )
A.2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
B.KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
C.C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(g) ΔH=-5518 kJ·mol-1
D.2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1
【答案】B
【解析】A项,所列热化学方程式中有两个错误,一是中和热是指反应生成1 mol H2O(l)时的反应热,二是当有BaSO4沉淀生成时,反应放出的热量会增加,生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ,错误;C项,燃烧热是指1 mol 纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,产物中的水应为液态水,错误;D项,当2 mol辛烷完全燃烧时,产生的热量为11036 kJ,且辛烷应为液态,错误。
【变式3】【变载体】下列热化学方程式书写正确的是(其中ΔH的绝对值均正确)( )
A. (燃烧热)
B. (中和反应反应热)
C. (反应热)
D. (反应热)
【答案】C
【解析】A项,燃烧热的定义为101kPa下1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量,H2S中S元素转化为SO2,因此H2S的燃烧的热化学方程式为,A错误;B项,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1molH2O时,放出57.3kJ的热量。而CH3COOH为弱酸,其电离时会吸热,因此放出的热量少于57.3kJ,B错误;C项,该方程式表示由稳定单质生成1mol气态甲酸,方程式书写正确,C正确;D项,NaHCO3与盐酸的反应为吸热反应,ΔH>0,D错误。
考向2 中和反应反应热的测定
例2手持技术测定中和反应反应热的装置和测定结果如图。已知:混合溶液的密度近似为1g· cm-3,比热容近似为4.18J/(g·℃)。下列相关说法正确的是( )
A.分批加入NaOH溶液,反应更充分,测量结果更准确
B.本实验中测定的中和反应反应热ΔH=-55.176kJ·mol−1
C.用量筒量取盐酸时仰视读数,ΔH将偏大
D.若将NaOH溶液换成同浓度、同体积的氨水,反应放出的热量将偏多
【答案】B
【解析】A项,中和热测定需一次性快速加入NaOH溶液,若分批加入,会导致热量散失过多,测量结果不准确,A项错误;B项,溶液总质量,温度变化 (从图像看,初始温度为21.0 ℃,最高温度为T2= 24.3℃),放出热量,生成H2O的物质的量 ,中和热,B项正确;C项,用量筒量取盐酸时仰视读数,会导致盐酸体积偏大(溶质物质的量偏多),与NaOH反应生成H2O的物质的量偏多,放出热量偏多,由于ΔH<0,所以ΔH偏小,C项错误;D项,氨水是弱碱,电离过程吸热,若将NaOH换成同浓度同体积的氨水,反应放出的热量会偏少(因部分热量用于氨水电离),D项错误;故选B。
解题妙招
中和热测定误差分析
50 mL 0.50 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液反应的误差分析:
引起误差的实验操作
t终-t始
|ΔH|
保温措施不好
偏小
偏小
搅拌不充分
偏小
偏小
所用酸、碱浓度过大
偏大
偏大
用同浓度的氨水代替NaOH溶液
偏小
偏小
用同浓度的醋酸代替盐酸
偏小
偏小
用50 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液
偏小
偏小
【变式1】【变载体】中和热测定实验中,用50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55mol/LNaOH进行实验,下列说法错误的是( )
A.改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液反应,求得中和热数值和原来相同
B.测了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度,否则中和热数值偏小
C.酸碱混合时,量筒中NaOH溶液应慢慢倒入小烧杯中以免溶液溅出,再用环形玻璃搅拌棒搅拌
D.装置中的大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热、减少热量损失
【答案】C
【解析】A项,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,所以改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,测得中和热数值相等,故A正确;B项,测了酸后的温度计应用水清洗再去测碱的温度,否则碱液的起始温度偏高,从而导致中和热数值偏小,故B正确;C项,量筒中NaOH溶液应慢慢倒入小烧杯中,热量散失,导致反应后的温度低,ΔT偏小,由Q=m•c•ΔT可知测量结果偏低,故C错误;D项,大小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是:保温、隔热、减少实验过程中的热量散失,故D正确;故选C。
【变式2】【变情境】某实验小组利用如图装置进行稀溶液与稀盐酸中和反应反应热的测定。下列说法错误的是( )
A.不能用普通的玻璃棒代替
B.用温度计测量溶液温度后不可直接用于测量稀盐酸温度
C.隔热层的作用是减小实验过程中的热量损失
D.为使反应更充分,应将稍过量稀溶液分多次加入稀盐酸中
【答案】D
【解析】A项,M用于搅拌反应液,需用环形玻璃搅拌棒,不能用普通的玻璃棒代替,A正确;B项,用温度计测量NaOH溶液温度后,为防止附着的NaOH影响后面溶液温度测量,需洗干净温度计上的杂质后,再测量稀盐酸温度,B正确;C项,隔热层用于保温,以减小实验过程中的热量损失,C正确;D项,为使反应更充分,应将稍过量稀NaOH溶液一次性快速加入稀盐酸中,以保证热量不散失,D错误;故选D。
【变式3】【变题型】利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L-1盐酸倒入内筒中,测出盐酸温度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;
③将NaOH溶液倒入内筒中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。回答下列问题:
(1)倒入NaOH溶液的正确操作是_______(填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(2)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是_______(填字母。
A.用温度计小心搅拌 B.揭开杯盖用玻璃棒搅拌
C.轻轻地振荡烧杯 D.用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
(3)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1L1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为_______。
(4)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容4.18 kJ·kg-1·℃-1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验序号
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
盐酸
氢氧化钠溶液
混合溶液
1
20.0
20.1
23.2
2
20.2
20.4
23.4
3
20.5
20.6
23.6
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH =_______(结果保留一位小数)。
(5)若计算生成1 mol H2O时的放出的热量小于57.3 kJ,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.量取盐酸的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有盐酸的小烧杯中
d.用温度计测定盐酸起始温度后直接测定NaOH溶液的温度
e.使用玻璃搅拌器搅拌不均匀
f.实验中用铜丝搅拌器代替玻璃搅拌器
【答案】(1)C (2)D (3)ΔH1=ΔH2<ΔH3 (4)-51.8 kJ·mol-1 (5)acdef
【解析】(1)倒入氢氧化钠溶液时,必须一次迅速的倒入,目的是减少热量的散失,不能分几次倒入氢氧化钠溶液,否则会导致热量散失,影响测定结果。故选为C。
(2)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作方法是:用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动;温度计是测量温度的,不能使用温度计搅拌;也不能轻轻地振荡内筒,否则可能导致液体溅出或热量散失,影响测定结果;更不能打开杯盖用玻璃棒搅拌,否则会有热量散失。故选为D。
(3)中和热是强酸强碱稀溶液完全反应生成1mol水放出的热量,一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和1L 1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应放热57.3kJ;一水合氨是弱电解质,存在电离平衡,电离过程是吸热程,稀氨水和1L 1mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应放热小于57.3kJ,反应焓变是负值,所以ΔH1=ΔH2<ΔH3。
(4)根据表格数据分析可知,温度差平均值=3.1℃;50 mL 0.55 mol·L-1盐酸与50 mL 0.55 mol·L-1 NaOH溶液进行中和反应生成水的物质的量为,溶液的质量为:,温度变化的值为ΔT=3.1℃,则生成0.025mol水放出的热量为,即1.2958kJ,所以实验测得的中和热;
(5)b.仰视读数时,实际量取的溶液体积多于应该量取的溶液体积,会导致放出的热量变多;d.实验中用温度计先后测量酸溶液、碱溶液及混合溶液的温度时,使用同一支温度计可减小实验误差,且测量完一种溶液后 ,温度计必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。测完酸溶液的温度计表面附着酸,未冲洗就直接测定碱溶液的温度,导致测定的碱溶液温度偏高,从而使测定的温度差值偏小,测得的中和热数值偏小;f.铜容易导热,使热量损失,所以测量的中和反应反应热数值偏小;故选acdef。
考点四 盖斯定律及应用
知●识●解●构
知识点1 盖斯定律
1.定律内容:不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热相同,即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。
2.常用关系式
热化学方程式
焓变之间的关系
aA===B ΔH1
A===B ΔH2
ΔH2=ΔH1或ΔH1=aΔH2
aA===B ΔH1
B===aA ΔH2
ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
3.“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则
热化学方程式
方程式系数关系
焓变之间的关系
反应Ⅰ:aA(g)===B(g)ΔH1
反应Ⅱ:B(g)===aA(g)ΔH2
Ⅰ=-Ⅱ
ΔH1=-ΔH2
反应Ⅰ:aA(g)===B(g)ΔH1
反应Ⅱ:A(g)===B(g)ΔH2
Ⅰ=a×Ⅱ
ΔH1=a×ΔH2
/
ΔH=ΔH1+ΔH2或
ΔH=ΔH3+ΔH4+ΔH5
知识点2 焾变的计算
计算依据
计算方法
反应物的总能量和生成物的总能量
ΔH=ΣE(生成物的能量)-ΣE(反应物的能量)
化学键的键能
ΔH=Σ(反应物的键能)-Σ(生成物的键能)
反应历程正、逆反应的活化能
ΔH=Σ(正反应的活化能)-Σ(逆反应的活化能)
热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变正、负号,各项的系数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
盖斯定律
根据盖斯定律,可以将两个或若干个热化学方程式进行代数运算(包括ΔH运算),得到一个新的热化学方程式
知识点3 反应热大小的比较方法
1.利用盖斯定律比较。
(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。
2.同一反应的生成物状态不同时,如A(g)+B(g)===C(g) ΔH1,A(g)+B(g)===C(l) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
3.同一反应物状态不同时,如A(s)+B(g)===C(g) ΔH1,A(g)+B(g)===C(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2。
4.两个有联系的反应相比较时,如C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1①,C(s)+1/2O2(g)===CO(g) ΔH2②。
比较方法:利用反应①(包括ΔH1)乘以某计量数减去反应②(包括ΔH2)乘以某计量数,即得出ΔH3=ΔH1×某计量数-ΔH2×某计量数,根据ΔH3大于0或小于0进行比较。
得分速记
看物质状态
物质的气、液、固三态转化时的能量变化
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
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
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
考●向●破●译
考向1 利用盖斯定律计算反应热
例1(2026·浙江Z20名校联盟考前选考模拟)以CH3OH生产高附加值的精细化学品,被认为是优化传统工业合成方法的绿色经济途径。
(1)以CO2和H2为原料在催化剂的作用下合成甲醇:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ·mol−1
已知该转化反应在某固体催化剂表面发生的反应如下:
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ·mol−1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3
根据以上数据计算ΔH3=___________kJ·mol−1,反应Ⅲ能自发进行的条件是___________。
【答案】(1) -90 低温
【解析】(1)由盖斯定律,反应Ⅰ-反应Ⅱ得到反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),则,ΔH-TΔS<0,反应能够自发进行,反应Ⅲ为放热的熵减反应,能自发进行的条件是低温。
解题妙招
利用盖斯定律计算反应热的方法
内容
∆H=∆H1+∆H2=∆H3+∆H4+∆H5
方法
温馨提醒
(1)当反应式乘以或除以某数时,ΔH也应乘以或除以某数。
(2)反应式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”、“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。
(3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时,同样要把ΔH看作一个整体。
(4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
(5)当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。
【变式1】【变载体】(2026·浙江温州育英实验学校等校选考模拟)“碳中和”是当前全球应对气候变化的重要目标,通过特定技术将二氧化碳转化成有用产品是实现该目标的关键路径之一。
(1)CO2催化加氢制CH3OH
Ⅰ、CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.5kJ·mol−1
Ⅱ、CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2=-92.4kJ·mol−1
Ⅲ、CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3
ΔH3=______kJ·mol−1,反应Ⅱ在______(填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
【答案】(1)+43.9 低温
【解析】(1)①根据反应Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ,则;该反应气体分子数减少,ΔS<0,由ΔG=ΔH-TΔS可知,低温时ΔG<0,反应能自发进行。
【变式2】【变载体】(2026·浙江杭州十四中选考考前模拟)乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志,在温和条件下,将乙烯转化为烃类具有重要意义。
(1)在反应器中,发生如下反应:
反应i:2C2H4(g)C4H8(g)+3H2(g) ΔH1=-104.7kJ·mol−1
反应ii:2C2H4(g)+H2(g)C4H10(g) ΔH2=-230.7kJ·mol−1
计算反应C4H8(g)+H2(g)C4H10(g)的_______,该反应_______(填标号)。
A.高温自发 B.低温自发 C.高温低温均自发 D.高温低温均不自发
【答案】(1) -126 B
【解析】(1)根据盖斯定律,由反应ⅱ减去反应ⅰ可得目标反应:C4H8(g)+H2(g)C4H10(g),。该反应的ΔH<0,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-TΔS,低温时ΔG<0,反应自发,所以该反应低温自发,选B。
【变式3】【变载体】(2026·浙江稽阳联谊学校高三联考)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:
(1)已知:为物质生成焓,反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。
物质
SO2(g)
SO3(g)
O2(g)
-296.8
-395.7
0
该反应的ΔH=___________kJ·mol−1,该反应自发进行的条件是___________。
A.高温 B.低温 C.任意温度 D.无法判断
【答案】(1) -98.9 B
【解析】(1)根据已知信息:“反应焓变ΔH=产物生成焓之和-反应物生成焓之和”可知ΔH=−395.7−(−296.8+0)=−395.7+296.8=−98.9 kJ/mol ;该反应放热,ΔH<0;又反应前后气体分子数减少,ΔS<0,由ΔG=ΔH−TΔS,低温时ΔG<0可自发。
考向2 盖斯定律的应用
例2(2026·浙江省杭州首考适应性考试)晶格能指的是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量值。这个数值并不能通过实验测定得到,但可以通过设计热力学循环,利用盖斯定律计算得到。下图所示过程即为通过盖斯定律计算晶格能的方法,下列说法不正确的是( )
A.NaCl的晶格能为-ΔH1 B.ΔH2=-I1(Na)
C.ΔH5为Cl2的键能 D.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6
【答案】C
【解析】A项,根据晶格能定义,气态离子形成1mol离子晶体释放的能量为晶格能。该过程Na+ (g)+ Cl-(g)NaCl(s)焓变为ΔH1,此过程放热,ΔH1<0,晶格能为释放的能量数值,因此晶格能为-ΔH1,A正确;B项,是Na的第一电离能,对应过程;题中ΔH2对应过程是其逆过程,逆过程焓变符号相反,因此,B正确;C项,键能是断裂1mol化学键吸收的能量,Cl2的键能对应过程的焓变,大小等于键能(键能为正值)。由图可知 ,不是Cl2的键能,C错误;D项,根据盖斯定律,从始态Na+ (g)+ Cl-(g)到终态NaCl(s),ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6,D正确;故选C。
【变式1】【变载体】(2026·浙江省强基联盟高三二模)已知环己烯、1,3-环己二烯、苯均能与H2在一定条件下发生加成反应制得环己烷,反应的热化学方程式如下。下列说法不正确的是( )
① ΔH1=-119.6kJ·mol−1
② ΔH2=-237.1kJ·mol−1
③ ΔH3=-208.4kJ·mol−1
A.转化为的热化学方程式为 ΔH=-117.5kJ·mol−1
B.催化加氢生成的反应为放热反应
C.键长:苯中碳碳键>环己烯中碳碳双键
D.1mol物质具有的能量:
【答案】D
【解析】A项,根据盖斯定律可知,②-①可得(g)转化为(g)的热化学方程式为(g) ΔH=-117.5kJ·mol−1,A正确;B项,根据盖斯定律可知,③-①可得(g)催化加氢生成(g)的热化学方程式为(g) ΔH=ΔH3- ΔH1=-208.4kJ·mol−1-(-119.6kJ·mol−1)=-88.8kJ·mol−1,则该反应为放热反应,故B正确;C项,苯中碳碳键键长介于单双键之间,故键长为苯中碳碳键>环己烯C=C,C正确;D项,根据题中信息无法判断1mol(g)和1mol(g)的能量大小关系,D错误;故答案为D。
【变式2】【变载体】MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M=Ca、Mg):
已知:离子电荷相同时,半径越小,离子键越强。下列说法不正确的是( )
A.ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0
B.ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0
C.ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)=ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)
D.对于MgCO3和CaCO3,ΔH1+ΔH2>ΔH3
【答案】C
【解析】根据盖斯定律可得ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3,又易知Ca2+半径大于Mg2+半径,所以CaCO3的离子键强度弱于MgCO3,CaO的离子键强度弱于MgO。A项,ΔH1表示断裂CO32-和M2+的离子键所吸收的能量,离子键强度越大,吸收的能量越大,因而ΔH1(MgCO3)>ΔH1(CaCO3)>0,A项正确;B项,ΔH2表示断裂CO32-中共价键形成O2-和CO2吸收的能量,与M2+无关,因而ΔH2(MgCO3)=ΔH2(CaCO3)>0,B项正确;C项,由上可知ΔH1(CaCO3)-ΔH1(MgCO3)<0,而ΔH3表示形成MO离子键所放出的能量,ΔH3为负值,CaO的离子键强度弱于MgO,因而ΔH3(CaO)>ΔH3(MgO),ΔH3(CaO)-ΔH3(MgO)>0,C项错误;D项,ΔH1+ΔH2>0,ΔH3<0,故ΔH1+ΔH2>ΔH3,D项正确。故选C。
【变式3】【变题型】 (2025·浙江省金华十校高三模拟)甲酸(HCOOH)被认为是潜在的贮氢物质之一。请回答:
(1)加热甲酸可发生两种分解反应,反应过程中的能量变化如图所示。
Ⅰ.HCOOH(g)CO(g)+H2O(g)
Ⅱ.HCOOH(g)CO2(g)+H2(g)
根据能量变化图,计算CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的ΔH= 。
【答案】(1) ΔH2+ΔH3-ΔH1-ΔH4
【解析】(1)①由图可知Ⅰ.HCOOH(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=ΔH2-ΔH4;Ⅱ.HCOOH(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=ΔH1-ΔH3;根据盖斯定律,反应Ⅰ-反应Ⅱ得到CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),则ΔH=(ΔH2-ΔH4)-(ΔH1-ΔH3)=ΔH2+ΔH3-ΔH1-ΔH4;
考向3 反应热大小比较
例3(2026·浙江省北斗星联盟高三一模)下列反应均能自发进行,相关判断不正确的是( )
N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH1
2N2H4(l)+2H2(g)2NH3(g ΔH2
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH3
4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH4
4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l) ΔH5
2N2H4(l)+2NO(g)2N2(g)+2H2O(l) ΔH6
A.ΔH3>ΔH4 B.ΔH3<0 C.ΔH3>ΔH5 D.2ΔH6-ΔH4+2ΔH1= 2ΔH2
【答案】D
【解析】A项, 已知反应①N2(g)+O2(g)2NO(g)需要放电条件下能自发进行,该反应为吸热反应,可知ΔH1>0;反应③4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)能自发进行,ΔS<0,故ΔH3<0,反应④4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)能自发进行,ΔS<0,故ΔH4<0;利用盖斯定律将(反应③-反应④)得到反应①N2(g)+O2(g)2NO(g),从而得出ΔH3>ΔH4,A正确;B项,4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)能自发进行, ΔG=ΔH-TΔS<0,因ΔS<0,故ΔH3<0,B正确;C项,反应③4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)能自发进行,ΔS<0,故ΔH3<0,反应⑤4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l)能自发进行,ΔS<0,故ΔH5<0。利用盖斯定律将(反应③-反应⑤)得到反应①N2(g)+O2(g)2NO(g),从而得出ΔH3>ΔH5,C正确;D项,已知反应①N2(g)+O2(g)2NO(g),反应④4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l),反应⑥2N2H4(l)+2NO(g)2N2(g)+2H2O(l),运用盖斯定律将反应⑥-反应④+反应①,得到反应2N2H4(l)+3N2(g)+2O2(g)+2H2O(l)4NH3(g)+6NO(l),该反应不是反应②2N2H4(l)+2H2(g)2NH3(g)扩大2倍的反应,故2ΔH6-ΔH4+2ΔH1≠ 2ΔH2,D错误;故选D。
解题妙招
比较反应热大小的基本方法
(1)反应中各物质的聚集状态;
(2)ΔH有正负之分,比较时要连同“+”、“-”一起比较,类似数学中的正、负数大小的比较;
(3)若只比较放出或吸收热量的多少,则只比较数值的大小,不考虑正、负号。
【变式1】【变考法】根据以下热化学方程式,ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是( )
A.Br2(g)+H2(g)=2HBr(g) ΔH1,Br2(l)+H2(g)=2HBr(g) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
B.2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) ΔH1,2H2S(g)+O2(g)=2S(s)+2H2O(l) ΔH2,则有ΔH1>ΔH2
C.4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH1,4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
D.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1,C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2,则有ΔH1<ΔH2
【答案】B
【解析】A项,依据盖斯定律分析,液态溴变化为气态溴需要吸收热量,反应是放热反应,焓变是负值,所以△H1<△H2,A正确;B项,S燃烧生成二氧化硫放热,反应是放热反应,焓变是负值,所以△H1<△H2,B错误;C项,铝活泼性大于铁,能量高于铁,反应是放热反应,焓变是负值,△H1<△H2,C正确;D项,碳完全燃烧放出的热量大于不完全燃烧生成CO放出的热量,反应是放热反应,焓变是负值,所以△H1<△H2,D正确;故选B。
【变式2】【变载体】(2025·浙江高三开学考试)相同温度和压强下,关于反应的∆H,下列判断不正确的是
A. ∆H1
B. ∆H2
C. ∆H3
D. ∆H4
E. ∆H5
A.∆H1=∆H2-∆H4 B.∆H2>0,∆H4>0 C.∆H1=∆H2+∆H3-∆H5 D.∆H3>∆H5
【答案】B
【解析】A项,方程式a可由方程式b-方程式d得到,根据盖斯定律,∆H1=∆H2-∆H4,A正确;B项,反应CO2+C2CO为吸热反应,故反应d为放热反应,∆H4<0,B错误;C项,方程式a可以由方程式b+方程式c-方程式e得到,根据盖斯定律,∆H1=∆H2+∆H3-∆H5,C正确;D项,方程式c-方程式e可得方程式CO2+C2CO,该反应为吸热反应,根据盖斯定律,∆H3-∆H5>0,故∆H3>∆H5,D正确;故选B。
【变式3】【变载体】(2026·浙江省浙南名校联盟三联考一模)相同温度和压强下,已知下列反应均能自发进行,下列判断正确的是( )
ΔH1
ΔH2
ΔH3
ΔH4
A.ΔH1<0,ΔH3>0 B.ΔH1>ΔH2
C.ΔH3>ΔH4 D.ΔH1−ΔH2−ΔH3+ΔH4=0
【答案】C
【解析】A项,石墨完全燃烧生成CO2为放热反应,ΔH1<0;能自发进行,根据自发反应的判断依据ΔG=ΔH−TΔS<0,该反应ΔS<0(气体物质的量减少),所以ΔH3<0,A错误;B项,ΔH1是C(石墨)→CO2的焓变,ΔH2是CO→CO2的焓变,因C(石墨)→CO2释放热量更多,ΔH1<ΔH2,B错误;C项,根据盖斯定律,ΔH3=ΔH4+ΔH2−ΔH1,因ΔH1<ΔH2,ΔH2−ΔH1>0,故ΔH3>ΔH4,C正确;D项,根据盖斯定律,ΔH3=ΔH4+ΔH2−ΔH1,ΔH1−ΔH2−ΔH3+ΔH4=2(ΔH1−ΔH2)≠0,D错误;故选C。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2025•浙江1月卷,11,3分)下列说法正确的是( )
A.常温常压下H2(g)和O2(g)混合无明显现象,则反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)在该条件下不自发
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数减小
C.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ΔH<0,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s) ΔH1<0,Na+(g)+Cl−(g)=NaCl(s) ΔH2<0,则Na(s)+Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g) ΔH<0
【答案】B
【解析】A项,根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS,该反应ΔH<0、ΔS<0,温度较低时ΔG<0,故低温能自发进行,A错误;B项,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆移,平衡常数减小,B正确;C项,该反应为放热反应,则E正-E逆<0,则正反应的活化能小于逆反应的活化能,C错误;D项,①Na(s)+Cl2(g)=NaCl(s) ΔH1<0,②Na+(g)+Cl−(g)=NaCl(s) ΔH2<0,根据盖斯定律,反应①-反应②得到目标反应Na(s)+Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g),则ΔH=ΔH1-ΔH2,由于不能明确ΔH1、ΔH2相对大小,则ΔH不能确定,D错误;故选B。
2.(2023•浙江1月卷,14,3分)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是 ( )
A.E6-E3=E5-E2
B.可计算Cl-Cl键能为2(E2-E3)kJ•mol-1
C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程II>历程I
D.历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为:ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) ∆H=(E5-E4)kJ•mol-1
【答案】C
【解析】对比两个历程可知,历程Ⅱ中增加了催化剂,降低了反应的活化能,加快了反应速率。A项,催化剂能降低活化能,但是不能改变反应的焓变,因此E6-E3=E5-E2,A正确;B项,已知Cl2(g)的相对能量为0,对比两个历程可知,Cl(g)的相对能量为(E2-E3)kJ•mol-1,则Cl-Cl键能为2(E2-E3)kJ•mol-1,B正确;C项,催化剂不能改变反应的平衡转化率,因此相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ=历程Ⅰ,C错误;D项,活化能越低,反应速率越快,由图像可知,历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低,所以速率最快的一步反应的热化学方程式为:ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) ∆H=(E5-E4)kJ•mol-1,D正确;故选C。
3.(2022·浙江省6月卷,18,2分))标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:
物质(g)
O
H
HO
HOO
H2
O2
H2O2
H2O
能量/ kJ·mol-l
249
218
39
10
0
0
可根据HO(g)+HO(g)= H2O2(g)计算出H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-l。下列说法不正确的是( )
A.H2的键能为436 kJ·mol-l
B.O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍
C.解离氧氧单键所需能量: HOO<H2O2
D.H2O(g)+O(g)= H2O2(g) ΔH=-143kJ·mol−1
【答案】C
【解析】A项,根据表格中的数据可知,H2的键能为218×2=436 kJ·mol-l,A正确;
B项,由表格中的数据可知O2的键能为:249×2=498 kJ·mol-l,由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-l,则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B正确;C项,由表格中的数据可知HOO=HO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为249+39-10=278 kJ·mol-l,H2O2中氧氧单键的键能为214 kJ·mol-l,C错误;D项,由表中的数据可知H2O(g)+O(g)= H2O2(g)的,D正确;故选C。
4.(2022•浙江1月卷,18,2分)相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷()的能量变化如图所示:
下列推理不正确的是( )
A.2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.ΔH2<ΔH3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性
【答案】A
【解析】A项,2ΔH1≈ΔH2,说明碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目成正比,但是不能是存在相互作用的两个碳碳双键,故A错误;B项,ΔH2<ΔH3,即单双键交替的物质能量低,更稳定,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定,故B正确;C项,3ΔH1<ΔH4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键,故C正确;D项,ΔH3-ΔH1<0,ΔH4-ΔH3>0,说明苯分子具有特殊稳定性,故D正确;故选A。
5.(2022•浙江6月卷,24,2分)尖晶石矿的主要成分为MgAl2O4 (含SiO2杂质)。已知:MgAl2O4(s)+4Cl2(g)= MgCl2(s)+2AlCl3(g)+2O2(g) ΔH>0。该反应难以发生,但采用“加炭氯化法”可以制备MgCl2和AlCl3,同时还可得到副产物SiCl4 (SiCl4沸点为58℃,AlCl3在180℃升华):MgAl2O4(s)+4C(s)+4CO(g)MgCl2(s)+2 AlCl3(g)+4CO(g)。下列说法不正确的是( )
A.制备时要保持无水环境
B.输送气态产物的管道温度要保持在180℃以上
C.氯化时加炭,既增大了反应的趋势,又为氯化提供了能量
D.为避免产生大量CO2,反应过程中需保持炭过量
【答案】D
【解析】A项,由于高温条件下,C与H2O将反应生成CO和H2,且AlCl3、MgCl2在高温下均易水解,生成的HCl挥发后促进AlCl3、MgCl2水解,导致所得产物不纯,故制备时要保持无水环境,A正确;B项,由题干信息可知,AlCl3在180℃升华,故输送气态产物的管道温度要保持在180℃以上,B正确;C项,由题干信息可知,不加炭的氯化反应很难进行,则氯化时加炭,既增大了反应的趋势,同时C被氧化为CO放出热量,则又为氯化提供了能量,C正确;D项,反应过程中若保持炭过量,则可能发生反应:SiO2+2CSi+2CO或者SiO2+3CSiC+2CO,导致获得的固体产物MgCl2中含有Si、SiC等杂质,D错误;故选D。
6.(2026•浙江1月卷,18)某小组想用CO制取CO2,反应如下:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41kJ·mol−1 K1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=-484kJ·mol−1 K2
Ⅲ.CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g) ΔH3 K3
请回答:
(1)①ΔH3= kJ/mol。
②某同学在常温常压下,往CO与O2以体积比为2:1混合至密闭体系中,放置数年后却发现几乎无CO2。该同学认为是该反应的平衡常数K3极小导致的,你认为该同学的说法 (“正确”或“错误”),设计实验验证你的结论: (简述即可)。
(2)Pt因其原子结构特点,有良好的催化活性,是催化小分子反应的优异催化剂。某小组在250℃条件下,用Pt催化CO制取CO2,反应如下:
Ⅳ
V
Ⅵ (过渡态)
Ⅶ
Ⅷ
①Pt(原子序数78),位于元素周期表第 周期 族。
②反应Ⅳ的 0(填“>”、“<”或“=”)。
③在图中画出位置(虚线框内) 。
(3)某小组在其他条件不变的情况下采取某种措施,使反应温度由降为,相关反应如下:
序号
反应
Ea(kJ/mol)
a
144
b
101
c
56
d
48
e
40
f
39
g
24
h
15
i
OH*+H*→H2O*→H2O(g)
14
①该研究小组采取的措施是 。
②请选出合理的反应并排序,补全反应历程: (填序号)→CO2*→CO2(g)。
【答案】(1)-283 错误 点燃,检验产物
(2)第六周期 Ⅷ <
(3)通入氢气 hgeidf或dhgeif等合理答案
【解析】(1)①根据盖斯定律,反应Ⅲ=(-484kJ·mol−1)-(41kJ·mol−1)= -283kJ·mol−1。②该同学的结论“错误”。CO与O2常温下难反应的根本原因是活化能高而并非平衡常数过小,可通过点燃使之迅速产生CO2来验证。
(2)①Pt(原子序数78),可根据稀有气体氡(86号元素)进行推断,按照元素周期表位置可知其在Ni元素所在列,故位于元素周期表第六周期第Ⅷ族。②反应Ⅳ是CO吸附在催化剂表面的过程,气态的CO吸附在固体的催化剂上,混乱度减小,ΔS<0 。③由O···CO*转化为CO2*时形成新的化学键放热故CO2*的能量比O···CO*低,但在催化剂上脱附是吸热过程,故CO2*的位置在O···CO*与CO2(g)的下面,如图:。
(3)①根据(3)题干表格中给出的反应历程,如h:H2(g)→H*2→2H* ,g: O2(g)+H*→O2H*等,均涉及H2或含氢物种,说明体系中引入了H2(g)→H*2→2H*作为反应物或助催化剂,开辟了新的、活化能更低的反应路径,从而能在30℃下进行反应。②根据表格中各基元反应判断反应进行的优先顺序h(H2(g)→H2*→2H*)→g(O2(g)+H*→O2H*)→e(O2H*→O*+OH*)→i[OH*+H*→H2O*→H2O(g)]→d[CO(g)→CO*]→f(O*+CO*→O...CO*→CO2*)→CO2*→CO2(g),故反应顺序是hgeidf;或其他合理答案:hgei位置不能互换,d可以在hgei前,也可以在hgei后,f在hgei后面,如dhgeif也可。
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