1、课题20化学能与热能学习任务1焓变热化学方程式一、反应热(焓变)1概念：在恒压条件下进行的反应的热效应。符号为H，单位为kJmol1或kJ/mol。2表示方法吸热反应：H0；放热反应：H0。干冰和冰的升华以及液氨的汽化等过程均为物理变化，它们的热效应不是反应热。二、吸热反应和放热反应1从两角度理解(1)从物质具有的能量角度理解H0，放热反应H0，吸热反应(2)从化学键角度理解小结化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。物质具有的能量越低，该物质越稳定，断开物质内部的化学键就越难，其键能就越大。2常见的吸热反应和放热反应(1)常见的吸热反应：大多数的分解反应、所有的水解反应、Ba(OH
2、)28H2O与NH4Cl的反应、C与H2O(g)的反应、C与CO2的反应等。(2)常见的放热反应：大多数的化合反应、酸碱中和反应、活泼金属与水的反应、较活泼金属与酸的反应、所有的燃烧反应、铝热反应、物质的缓慢氧化等。三、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：表明了化学反应中的物质变化和能量变化。例如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1，表示2 mol氢气和1 mol氧气反应生成2 mol液态水时放出571.6 kJ的热量。3书写要求(1)注明反应的温度和压强(25 、101 kPa下进行的反应可不注明)。(2)注明反应物和生成
3、物的状态：固态(s)、液态(l)、水溶液(aq)、气态(g)。(3)各物质的化学计量数只表示物质的物质的量，而不表示分子个数(或原子个数)，因此可以写成整数，也可以写成分数。(4)不用标注“”“”。(5)热化学方程式能反映该反应已完成的量。由于H与反应物质的量有关，所以热化学方程式中物质的化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。当反应向逆反应方向进行时，其反应热与正反应的反应热的数值相等，符号相反。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应。()(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化。()(3)吸热反应在任何条件下都
4、不能发生。()(4)吸热反应中，反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量。()(5)同温同压下，反应H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同。()(6)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2如图表示某反应的能量变化，按要求回答下列问题：(1)该反应是_(填“放热”或“吸热”)反应。(2)该反应的H_。(3)使用催化剂_(填“能”或“不能”)影响该反应的反应热。(4)曲线反应过程的逆反应的活化能可表示为_。答案：(1)放热(2)E2E1(3)不能(4)E3E2正确理解活化能与反应热的关
5、系(1)催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小。(2)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，E1E2H。化学反应中能量变化探析变化观念与平衡思想1化学反应AB和BC的反应过程中能量变化如图所示。下列有关该反应的叙述错误的是()A反应的H10B反应在升高温度时，平衡向正反应方向移动C反应的活化能小于反应的活化能D总反应AC的H30解析：选B。A项，反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，所以反应为吸热反应，即H10，正确；B项，反应中反应物的总能量大于生成物的总能量，所以反应为放热反应，升高温度时，平衡向逆反应方向移动，错误；C项，由题图可知，反应的活化能大于反应
6、的活化能，正确；D项，总反应中反应物的总能量小于生成物的总能量，所以总反应为吸热反应，即H30，正确。2(双选)某反应使用催化剂后，其反应过程中能量变化如图所示，下列说法错误的是()A总反应为放热反应B使用催化剂后，活化能不变C反应是吸热反应，反应是放热反应DHH2H1解析：选BD。由题图可知，反应是吸热反应，反应是放热反应，总反应是放热反应，且HH1H2，A、C正确，D项错误；催化剂能降低反应的活化能，B项错误。3科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()ACO和O生成CO2是吸热反应B在该过程中，CO断键形成C和OCCO和O
7、生成了具有极性共价键的CO2D状态状态表示CO与O2反应的过程解析：选C。由题图可知，状态的能量低于状态的能量，因此该过程放热，A项错误；由题图可知，该过程中CO的化学键没有断开，B项错误；CO与O生成的CO2具有极性共价键，C项正确；状态状态表示CO与O反应生成CO2的过程，D项错误。(1)焓变与反应发生的条件、反应进行是否彻底无关。(2)在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。 依据键能或能量变化图计算焓变证据推理与模型认知4已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出143 kJ热量，18 g 水蒸气变成液态水时放出44 kJ热量。其他相关数据如下表：化学键O=O(g)HH(g)
8、HO(g)1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ496436x则表中x为()A920B557C463 D188解析：选C。根据题意可得热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol1；而18 g水蒸气变成液态水时放出44 kJ热量，则2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H484 kJmol1，即484 kJmol12436 kJmol1496 kJmol14x kJmol1，解得x463。5(双选)根据如下能量关系示意图，判断下列说法正确的是()A1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量之和为393.5 kJB反应2CO(g)O2(g)=2CO2(g)
9、中，生成物的总能量大于反应物的总能量C由C(s)CO(g)的热化学方程式为2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.2 kJmol1D热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO的热值为10.1 kJg1解析：选CD。A项，由题图可知，1 mol C(s)与1 mol O2(g)的能量比1 mol CO2(g)的能量高393.5 kJ，错误；B项，2CO(g)O2(g)=2CO2(g)为放热反应，生成物的总能量小于反应物的总能量，错误；C项，由题图可知，1 mol C(s)与0.5 mol O2(g)反应生成1 mol CO(g)放出的热量为393.5 kJ282.9 kJ11
10、0.6 kJ，且物质的量与热量成正比，焓变为负值，则热化学方程式为2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.2 kJmol1，正确；D项，热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，则CO的热值为10.1 kJg1，正确。1熟记反应热H的基本计算公式H生成物的总能量反应物的总能量H反应物的总键能生成物的总键能2常见1 mol物质中的化学键数目1 mol物质CO2(CO)CH4(CH)N2H4(NN、NH)P4SiO2(SiO)石墨金刚石S8Si化学键数目2NA4NANN：NANH：4NA6NA4NA1.5NA2NA8NA2NA热化学方程式的书写变化观念6(教材改编题)依据信息写出下列
11、反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_。(2)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25 、101 kPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放热44.4 kJ，该反应的热化学方程式是_。(3)下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_。(4)化学反应N23H22NH3的能量变化如图所示(假设该反应进行完全)。试写出N2(g)和H2
12、(g)反应生成NH3(l)的热化学方程式：_。答案：(1)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 427.2 kJmol1(2)4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s)H177.6 kJmol1(3)NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJmol1(4)N2(g)3H2(g)2NH3(l)H2(cba) kJmol1书写热化学方程式要“五查”(1)查热化学方程式是否配平。(2)查各物质的聚集状态是否正确。(3)查H的“”“”符号是否正确。(4)查反应热的单位是否为kJmol1。(5)查反应热的数值与化学计量数是否对应。学习任务2燃烧
13、热中和热能源一、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H及其单位H0，单位均为kJmol1不同点反应物的量1 mol可燃物不一定为1 mol生成物的量不确定生成水的物质的量为1 mol反应热的含义101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量在稀溶液里，酸与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Ha kJmol1(a0)强酸与强碱反应的中和热H57.3 kJmol1二、中和热的测定1实验装置2测定原理Hc4.18 Jg114.18103 kJg11；n为生成H2O的物质的量。3注意事项(1)泡沫塑料板和碎泡沫塑料的作用是保温、隔热，减少
14、实验过程中的热量损失。(2)若采用的酸、碱浓度相等，为保证酸完全中和，采取的措施是碱体积稍过量。(3)完成一次实验，需要测定3次温度。(4)实验中若用弱酸(或弱碱)代替强酸(或强碱)，因弱酸(或弱碱)电离出H(或OH)需要吸收热量，故测定的中和热的数值小于57.3 kJmol1；若用浓硫酸与强碱反应测定反应热，因浓硫酸稀释要放热，故测定的中和热的数值大于57.3 kJmol1。4误差分析(1)依据看实验中有哪些因素能造成(t终t始)出现误差。若(t终t始)偏大，则|H|偏大；若(t终t始)偏小，则|H|偏小。(2)实例50 mL 0.50 molL1盐酸与50 mL 0.55 molL1 Na
15、OH溶液反应：引起误差的实验操作t终t始|H|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 molL1NaOH溶液偏小偏小三、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：改善开采、运输、加工等各个环节；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。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)S(s)O2(g)=SO3(g)H315 kJmol1(燃烧热)(H的数值正确)。()(2)燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气
16、的热化学方程式为CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2 (g)H192.9 kJmol1，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJmol1。()(3)已知101 kPa时，2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则C(s)的燃烧热为110.5 kJmol1。()(4)NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(中和热)(H的数值正确)。()(5)已知稀溶液中，H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1 mol水时放出57.3 kJ的热量。()(6)H2(g)的燃烧热是2
17、85.8 kJmol1，则2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJmol1。()(7)CO(g)的燃烧热是283.0 kJmol1，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)H(2283.0) kJmol1。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)燃烧热和中和热的理解证据推理与模型认知1(双选)25 、101 kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJmol1，辛烷的燃烧热为5 518 kJmol1。下列热化学方程式书写正确的是()A2H(aq)SO(aq)Ba2(aq)2OH(aq)=BaSO4(s)2H2O(l)H57.3 kJmol1BKO
18、H(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1CC8H18(l)O2(g)=8CO2(l)9H2O(l)H5 518 kJmol1D2C8H18(g)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H5 518 kJmol1解析：选BC。A项，所给热化学方程式中有两个错误，一是中和热指反应生成1 mol H2O(l)时所放出的热量，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应放出的热量会增加，则生成1 mol H2O(l)时放出的热量大于57.3 kJ，错误；C项，燃烧热指101 kPa时，1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，产物中的水为液态水
19、，正确；D项，当2 mol辛烷完全燃烧时，放出的热量为11 036 kJ，且辛烷应为液态，错误。2下列示意图表示正确的是()A甲图表示Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H26.7 kJmol1反应的能量变化B乙图表示碳的燃烧热C丙图表示实验的环境温度为20 ，将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，混合液的最高温度随V(NaOH)的变化(已知V1V260 mL)D已知稳定性顺序：BAC，某反应由两步反应ABC 构成，反应过程中的能量变化曲线如丁图解析：选D。A项，甲图表示放热反应，而Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H
20、26.7 kJmol1为吸热反应，错误；B项，碳完全燃烧生成CO2，且反应放热，故乙图不能表示碳的燃烧热，错误；C项，丙图中NaOH溶液体积V2为20 mL时温度最高，说明此时酸碱已经完全反应，又实验中始终保持V1V260 mL，所以H2SO4溶液体积V1为40 mL，由酸碱中和关系式2NaOHH2SO4可知，硫酸和氢氧化钠溶液浓度不同，和题干叙述不符，错误。(1)有关燃烧热的判断，一看是否以1 mol可燃物为标准，二看是否生成稳定氧化物。(2)有关中和热的判断，一看是否以生成1 mol H2O(l)为标准，二看酸碱的强弱和浓度，应充分考虑弱酸、弱碱电离吸热，浓的酸碱稀释放热等因素。 中和热的
21、测定证据推理与模型认知3(教材改编题)利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：用量筒量取50 mL 0.50 molL1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；用另一量筒量取50 mL 0.55 molL1 NaOH溶液，并用同一温度计测出其温度；将 NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测定混合液最高温度。回答下列问题：(1)写出该反应的热化学方程式生成1 mol H2O(l)时的反应热为57.3 kJ/mol：_。(2)为什么所用NaOH溶液要稍过量？_。(3)倒入NaOH溶液的正确操作是_(填字母)。A沿玻璃棒缓慢倒入B分三次倒入C一次迅速倒入(4)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作
22、是_(填字母)。A用温度计小心搅拌B揭开泡沫塑料板用玻璃棒搅拌C轻轻地振荡烧杯D用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动(5)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 molL1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为H1、H2、H3，则H1、H2、H3的大小关系为_。(6)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 gcm3，又知中和反应后生成溶液的比热容c4.18 Jg11。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120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计
23、算，该实验测得的中和热H_(结果保留一位小数)。(7)_(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是_。解析：(2)在中和热的测定实验中为了确保一种反应物被完全中和，常常使加入的另一种反应物稍微过量。(3)为了减少热量损失，NaOH溶液应该一次迅速倒入。(4)使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动。(5)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和热相同，稀氨水中的溶质是弱电解质，它与盐酸反应时，一水合氨的电离要吸收热量，故反应放出的热量要少一些(比较大小时，注意H的正负号)。(6)取三次实验的平均值
24、代入公式计算即可。(7)硫酸与Ba(OH)2溶液反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响中和热的测定，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。答案：(1)HCl(aq)NaOH(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1(2)确保盐酸被完全中和(3)C(4)D(5)H1H2H3(6)51.8 kJmol1(7)不能H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响中和热的测定能源的开发和利用科学态度与社会责任4(教材改编题)能源可分为一次能源和二次能源，直接从自然界取得的能源称为一次能源，一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源。下列能
25、源中属于一次能源的是()A氢能B电能C核能 D水煤气解析：选C。A项，氢能是通过加工、转换得到的，为二次能源，错误；B项，电能是二次能源，错误；C项，核能又叫原子能，它可分为核聚变能和核裂变能两类，核燃料如氘、氚，它们均可直接从自然界取得，属于一次能源，正确；D项，水煤气是通过煤和水蒸气的反应制取的，是一氧化碳和氢气的混合气体，是二次能源，错误。5化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是()A直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同B我国在南海开采成功的可燃冰属于清洁能源C人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值D地热能、风能、天然气和氢能
26、都属于新能源解析：选B。A项，将煤进行深加工后，脱硫处理、气化处理能很好地减少污染气体，提高燃烧效率，燃烧的效果更好，错误；C项，有时需要通过吸热反应吸收热量降低环境温度，吸热反应也有利用价值，如“摇摇冰”的上市就是利用了吸热反应原理，错误；D项，地热能、风能和氢能都属于新能源，天然气是化石燃料，不属于新能源，错误。学习任务3盖斯定律反应热的比较与计算一、盖斯定律1内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。2意义：间接计算某些反应的反应热。3应用转化关系反应热间的关系aAB；ABH1aH2ABH1
27、H2HH1H2二、反应热的比较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H的符号比较反应热大小时不要只比较H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H越小，吸热反应的H越大。4看反应的程度对于可逆反应，参加反应物质的量和状态相同时，反应的程度越大，热量变化越大。三、利用盖斯定律计算反应热1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H的符号。三调：调整中间物质的化学计量数及相应H的数值。一加：将调整
28、好的热化学方程式及其H相加。2运用盖斯定律的四个注意事项(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左右颠倒时，H的“”“”随之改变，但数值不变。(4)同一物质的三态变化(固、液、气)，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)已知相同条件下H2(g)O2(g)=H2O(g)H1，2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2，则H1H2。()(2)已知相同条件下2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1，2SO2(g)O2(g)2SO3(s)H2
29、，则H1H2。()(3)C(石墨，s)=C(金刚石，s)H0，说明石墨比金刚石稳定。()答案：(1)(2)(3)22019高考全国卷，28(2)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。Deacon发明的直接氧化法为4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)，可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)Cl2(g)H183 kJmol1CuCl(s)O2(g)=CuO(s)Cl2(g)H220 kJmol1CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g)H3121 kJmol1则4
30、HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的H_kJmol1。解析：将已知热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由()2得4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)H116 kJmol1。答案：116反应热的比较证据推理与模型认知1试比较下列各组H的大小。(1)同一反应，生成物状态不同时A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H20则H1_(填“”“”或“”，下同)H2。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20则H1_H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H
31、10C(s)O2(g)=CO(g)H20则H1_H2。解析：(1)因为C(g)=C(l)H30，根据盖斯定律，H3H2H10，H2H1。(2)H2H3H1，则H3H1H2，又H30，所以H1H2。(3)根据常识可知，CO(g)O2(g)=CO2(g)H30，又因为H2H3H1，所以H2H1。答案：(1)(2)(3)2(双选)已知：2CH3OH(g)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(l)H32H2(g)O2(g)=2H2O(g)H4CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是
32、()AH10，H20BH3H4CH1H22H3H5D2H5H10解析：选AD。A项，甲醇、CO燃烧是放热反应，H10，H20，正确；B项，H2O(g)=H2O(l)放出热量，反应放出的热量多，H小，故H3H4，错误；C项，根据盖斯定律，H1H22H32H5，错误；D项，根据盖斯定律，由反应2反应得2CO(g)4H2(g)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H2H5H1，相当于CO、H2的燃烧，均为放热反应，故2H5H10，正确。利用盖斯定律计算反应热(书写热化学方程式)证据推理与模型认知3在25 、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ
33、mol1、285.8 kJmol1、870.3 kJmol1，则2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为()A488.3 kJmol1B488.3 kJmol1C191 kJmol1 D191 kJmol1解析：选A。由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1；CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H870.3 kJmol1。根据盖斯定律，由22得2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)，则反应热为(393.5 k
34、Jmol1)2(285.8 kJmol1)2(870.3 kJmol1)488.3 kJmol1。4在1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则H4的正确表达式为()AH4(H1H23H3)BH4(3H3H1H2)CH4(H1H23H3)DH4(H1H23H3)解析：选A。根据盖斯定律，由反应反应反应2反应，则H4H1H2H32(H1H23H3)。5根据已知信息，按要求写出指定反应的热化学方程式。(1)Li
35、H可做飞船的燃料，已知下列反应：2Li(s)H2(g)=2LiH(s)H182 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol14Li(s)O2(g)=2Li2O(s)H1 196 kJmol1试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式：_。(2)工业上制取硝酸铵的流程如下所示：已知：4NO(g)4NH3(g)O2(g)4N2(g)6H2O(g)H1 745.2 kJmol16NO(g)4NH3(g)5N2(g)6H2O(g)H1 925.2 kJmol1则反应的热化学方程式可表示为_。(3)饮用水中的NO主要来自NH。已知在微生物的作用下，NH经过两步反应被氧化成NO。两
36、步反应的能量变化示意图如下：1 mol NH全部被氧化成NO的热化学方程式为_。解析：(1)根据盖斯定律，由已知反应反应反应得2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l)H702 kJmol1。(2)将已知的两个热化学方程式依次标记为和，根据盖斯定律，由54得4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025.2 kJmol1。答案：(1)2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l)H702 kJmol1(2)4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025.2 kJmol1(3)NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H34
37、6 kJmol11(2018高考北京卷)我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如图。下列说法不正确的是()A生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%BCH4CH3COOH过程中，有CH键发生断裂C放出能量并形成了CC键D该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率解析：选D。由CO2和CH4制备CH3COOH的化学方程式为CO2CH4CH3COOH，反应中没有副产物生成，所以总反应的原子利用率为100%，A项正确；CH4分子中含有4个CH键，而CH3COOH分子中含有3个CH键，显然CH4CH3COOH过程中，有 CH 键发生断裂，B项正确
38、；观察反应的示意图可知，过程中放出能量，且在此过程中形成了新化学键，即乙酸分子中的CC键，C项正确；催化剂只能改变化学反应速率，而不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误。2(1)2019高考全国卷，27(1)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。已知：(g)=(g)H2(g)H1100.3 kJmol1H2(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJmol1对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g)H3_kJmol1。(2)(2018高考天津卷)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)已知上述反应中
39、相关的化学键键能数据如下：化学键CHC=OHHCO(CO)键能/(kJmol1)4137454361 075则该反应的H_。(3)2017高考全国卷，28(2)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_、_。(4)2017高考全国卷，28(3)已知：As(s)H2(g)2O2(g)=H3AsO4(s) H1H2(g)O2(g)=H2O(l)H22As(s)O2(g)=As2O5(s)H3则反应As2O5(s) 3H2O(l)=2H3AsO4(s)的H_。解析：(1)根据盖斯定律，由反应反应得反应，则H3H1
40、H2(100.311.0) kJmol189.3 kJmol1。(2)根据H反应物总键能生成物总键能，该反应的H(41347452) kJmol1(1 07524362) kJmol1120 kJmol1。(4)将已知热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由23得As2O5(s)3H2O(l)=2H3AsO4(s)H2H13H2H3。答案：(1)89.3(2)120 kJmol1(3)H2O(l)=H2(g)O2(g)H286 kJmol1H2S(g)=H2(g)S(s)H20 kJmol1(4)2H13H2H3一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1下列说法不正确的是()A化学能可以转变成
41、热能、电能等B化学反应必然伴随着能量变化C化学反应中的能量变化主要是由化学键的变化引起的D化学反应中能量变化的多少与反应物的质量无关解析：选D。化学反应的实质是旧化学键断裂与新化学键形成，一定伴随着能量变化；化学变化过程中产生的能量可以转化为热能、电能等，且化学反应中，反应物的质量(或物质的量)的多少及物质的聚集状态，影响反应中能量变化的多少。2(2020邢台高三期末)一种生产和利用氢能的途径如图所示。下列说法中错误的是()A氢能属于二次能源B图中能量转化的方式至少有6种C太阳能电池的供电原理与燃料电池相同D太阳能、风能、氢能都属于新能源解析：选C。氢能属于二次能源，A项正确；图中涉及的能量转
42、化方式有太阳能、风能、水能转化为电能，电能转化为化学能、光能，化学能转化为电能等，B项正确；太阳能电池的供电原理是将太阳能转化为电能，而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能，所以二者供电原理不相同，C项错误；太阳能、风能、氢能都属于新能源，D项正确。3根据如图所示的反应，判断下列说法中错误的是()ACO2(g)和CaO(s)的总能量大于CaCO3(s)的总能量B该反应的焓变大于零C该反应中既有离子键断裂也有共价键断裂，化学键断裂吸收能量，化学键生成放出能量D由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应解析：选D。因为碳酸钙受热分解是吸热反应，所以CO2(g)和CaO(s)的总能量大于C
43、aCO3(s)的总能量，焓变大于零，A、B项正确；在CaCO3中，Ca2和CO之间存在离子键，CO中C与O之间存在共价键，故反应中既有离子键断裂也有共价键断裂，断键吸收能量，成键放出能量，C项正确；需要加热才发生的反应不一定为吸热反应，如碳的燃烧反应就是放热反应，D项错误。4已知反应：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H32Cu(s)O2(g)=2CuO(s)H4CO(g)CuO(s)=CO2(g)Cu(s)H5下列说法正确的是()AH10，H30BH2H1H3CH20，H40 DH5H1H4解析：选B。将已知反应依
44、次编号为。反应和反应都是放热反应，因此H10，H30，故A错误；根据盖斯定律，由可得反应，因此H1H2H3，即H2H1H3，故B正确；反应为吸热反应，因此H20，反应为放热反应，因此H40，故C错误；根据盖斯定律，由()可得反应，因此H5H3H4，故D错误。5火箭推进器常以联氨(N2H4)为燃料、过氧化氢为助燃剂。已知下列各物质反应的热化学方程式：N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H1533.23 kJmol1H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g) H3196.4 kJmol1则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为()A
45、N2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(l) H817.63 kJmol1BN2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g) H641.63 kJmol1CN2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(l) H641.63 kJmol1DN2H4(g)2H2O2(l)=N2(g)4H2O(g) H817.63 kJmol1解析：选B。将已知反应依次编号为，根据盖斯定律，由2得联氨与过氧化氢反应生成液态水的反应热HH12H2H3817.63 kJmol1；根据盖斯定律，由2得联氨与过氧化氢反应生成气态水的反应热HH12H2H3641.63 kJmol1，故B正确。6已知
46、：Cu(s)2H(aq)=Cu2(aq)H2(g)H12H2O2(l)=2H2O(l)O2(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3则反应Cu(s)H2O2(l)2H(aq)=Cu2(aq)2H2O(l)的H()AH1H2H3BH1H2H3CH12H22H3D2H1H2H3解析：选A。根据盖斯定律，由可得所求的热化学方程式，即HH1H2H3。7已知：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJmol1；H2(g)O2(g)=H2O(l)H2285.8 kJmol1。CO2与H2反应生成甲烷与液态水的热化学方程式为CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2H2
47、O(l)H3，则H3()A252.9 kJmol1 B252.9 kJmol1C604.5 kJmol1 D604.5 kJmol1解析：选A。将已知反应依次编号为，根据盖斯定律，由4可得所求热化学方程式，则H34H2H1252.9 kJmol1。二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。8(2020济南教学质量检测)工业上，在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇，化学原理为CH2=CH2(g)H2O(g)=CH3CH2OH(g)H。已知几种共价键的键能如下表所示：化学键CHC=CHOCCCO键能/ (kJmol1)413615463348351下列说法中错误的是()A上述合成乙醇的反应是
48、加成反应B相同时间段内，反应中用三种物质表示的反应速率相等C碳碳双键的键能小于碳碳单键的键能的2倍D上述反应式中，H96 kJmol1解析：选D。题述反应式中，H615 kJmol1413 kJmol14463 kJmol12348 kJmol1413 kJmol15463 kJmol1351 kJmol134 kJmol1，D项错误。9NO与CO在金属铑(Rh)的催化下发生反应2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)H，该反应过程经历如下两步：反应：NO(g)CO(g)Rh(s)RhN(s)CO2(g) H133.44 kJmol1反应：RhN(s)NO(g)Rh(s)N2OH2319
49、.35 kJmol1如图所示为该反应在无催化剂(a)和有催化剂(b)时反应过程的能量变化对比图。下列有关判断正确的是()AH285.91 kJmol1BE1为反应2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)不使用催化剂和使用催化剂的活化能之差CE2为使用催化剂后降低的活化能D使用合适的催化剂可降低反应的活化能，提高反应速率解析：选BD。根据盖斯定律，由反应反应可得2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)HH1H2352.79 kJmol1，A项错误；E1为2NO(g)CO(g)N2O(g)CO2(g)不使用催化剂和使用催化剂的活化能之差，B项正确；E2为2NO(g)CO(g)N2O(g
50、)CO2(g)的焓变，C项错误；使用合适的催化剂可降低反应的活化能，从而提高反应速率，D项正确。10(2020山东第一次联考)HBr被O2氧化依次由如下、三步反应组成，1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，其能量与反应过程曲线如图所示。()HBr(g)O2(g)=HOOBr(g)()HOOBr(g)HBr(g)=2HOBr(g)()HOBr(g)HBr(g)=H2O(g)Br2(g)下列说法中正确的是()A三步反应均为放热反应B步骤()的反应速率最慢C步骤()中HOOBr比HBr和O2稳定D热化学方程式为4HBr(g)O2(g)=2H2O(g)2Br2(g)H12.67 k
51、Jmol1解析：选B。放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量，根据题图可知，第一步反应为吸热反应，A项错误；步骤()为吸热反应，导致体系温度降低，反应速率减慢，其余反应均为放热反应，温度升高，反应速率加快，B项正确；步骤()中HOOBr的能量比HBr和O2的总能量高，能量越高，物质越不稳定，C项错误；1 mol HBr被氧化为Br2放出12.67 kJ热量，则热化学方程式为4HBr(g)O2(g)=2H2O(g)2Br2(g)H50.68 kJmol1，D项错误。11(改编题)研究表明CO与N2O在Fe作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，两步反应分别为N2OFe=N2FeO(慢)、
52、FeOCO=CO2Fe(快)。下列说法正确的是()A反应都是氧化还原反应B两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应决定CFe使反应的活化能减小，FeO是中间产物D若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O解析：选AC。A项，反应均有元素化合价的升降，因此都是氧化还原反应，正确；B项，由题图可知，反应都是放热反应，总反应的化学反应速率由速率慢的反应决定，错误；C项，Fe做催化剂，使反应的活化能减小，FeO是反应过程中产生的物质，因此是中间产物，正确；D项，由于没有指明外界条件，所以不能确定气体的体积，错误。三、非选择题12请参考题中图表，根据要求回答下列问题：(1)图是1 mol
53、NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，H的变化是_。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应的热化学方程式如下：CH3OH(g)H2O(g)=CO2(g)3H2(g) H49.0 kJmol1CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g) H192.9 kJmol1又知H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1，则甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式为_。(3)如表所示是部分化学键的键能参数：化学键PPPOO=OP=O键能/(kJ
54、mol1)abcx已知白磷的燃烧热为d kJmol1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图所示，则表中x_(用含a、b、c、d的代数式表示)。解析：(1)观察图像，E1应为反应的活化能，加入催化剂，反应的活化能减小，但H不变。(2)观察方程式，利用盖斯定律，将所给热化学方程式做如下运算：322，即可求出甲醇蒸气燃烧生成液态水的热化学方程式。(3)白磷燃烧的化学方程式为P45O2P4O10，结合题图中白磷及其完全燃烧产物的结构，根据“反应热反应物键能总和生成物键能总和”与燃烧热概念可得等式：6a5c(4x12b)d，据此可得x(d6a5c12b)。答案：(1)减小不变(2)CH3OH(g)O2(g)
55、=CO2(g)2H2O(l)H764.7 kJmol1(3)(d6a5c12b)13(1)用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术。反应为主反应，反应和为副反应。CaSO4(s)CO(g)CaS(s)CO2(g) H147.3 kJmol1CaSO4(s)CO(g)CaO(s)CO2(g)SO2(g) H2210.5 kJmol1CO(g)C(s)CO2(g) H386.2 kJmol1反应2CaSO4(s)7CO(g)CaS(s)CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)的H_(用H1、H2和H3表示)。(2)已知：2
56、5 、101 kPa时，Mn(s)O2(g)=MnO2(s)H520 kJmol1S(s)O2(g)=SO2(g)H297 kJmol1Mn(s)S(s)2O2(g)=MnSO4(s) H1 065 kJmol1SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_。(3)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：2NH3(l)H2O(l)CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1NH3(l)H2O(l)CO2(g)NH4HCO3(aq)H2(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(
57、g)2NH4HCO3(aq)H3H3和H1、H2之间的关系是H3_。(4)已知：WO2(s)2H2(g)W(s)2H2O(g) H66.0 kJmol1WO2(g)2H2(g)W(s)2H2O(g) H137.9 kJmol1则WO2(s)WO2(g)的H_。解析：(1)根据盖斯定律，由42得2CaSO4(s)7CO(g)CaS(s)CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)H4H1H22H3。(2)将已知3个热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由得MnO2(s)SO2(g)=MnSO4(s)H(1 065 kJmol1)(520 kJmol1)(297 kJmol1)248 kJmol1。(3)根据盖斯定律，反应反应2反应，因此H32H2H1。(4)根据盖斯定律，由可得WO2(s)WO2(g)H203.9 kJmol1。答案：(1)4H1H22H3(2)MnO2(s)SO2(g)=MnSO4(s)H248 kJmol1(3)2H2H1(4)203.9 kJmol1