1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第六章化学反应与能量第一讲化学反应与能量的变化考点一焓变反应热(命题指数)1.化学反应的实质与特征:(1)实质:反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。(2)特征:既有物质变化,又伴有能量变化,通常主要表现为热量的变化。2.反应热和焓变:(1)反应热:化学反应中放出或吸收的热量。(2)焓变:在恒压条件下化学反应的热效应,其符号为H,单位是kJ/mol(或kJmol-1)。3.吸热反应和放热反应:(1)从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析。(2)从化学键的变化角度
2、分析。(3)常见放热反应。可燃物的燃烧;酸碱中和反应;大多数化合反应;金属跟酸的置换反应;物质的缓慢氧化。(4)常见吸热反应。大多数分解反应;Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应;碳和水蒸气、C和CO2的反应。1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化。()提示:。任何化学反应均有化学键的断裂和形成,断键吸热,成键放热,所以一定伴随着能量变化。(2)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。()提示:。化学反应是吸热还是放热与反应条件没有必然联系。(3)NH4NO3固体溶于水时吸热,属于吸热反应。()提示:。NH4NO3固体溶于水
3、是物理变化,不属于吸热反应。(4)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。()提示:。焓变与反应条件无关,此反应在光照和点燃条件下的H相同。(5)活化能越大,表明反应断裂旧化学键需要克服的能量越大。()提示:。断裂旧化学键所需要克服的能量总和就等于该反应的活化能,故说法正确。2.H2O2分解反应过程能量变化如图所示:(1)该反应是(填“吸热”或“放热”)反应,2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)H=。(2)使用MnO2催化剂,E3将(填“升高”“降低”或“不变”)。提示:(1)放热2(E1-E2)(2)降低。根据图示可知,该反应是放热反应;根据图
4、中数据,2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)H=2(E1-E2);使用催化剂,能降低反应的活化能。命题角度1:反应热与能量变化的关系【典例1】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D.H=H1+H2【解析】选B。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H=H1+H2,A、C、D项正确;催化剂能降低反应的活化能,B项错误。已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1,在催化剂存在时反应过程中的能量变化如图所示。下列叙述正确
5、的是()A.反应的H=E4-E3+E2-E1B.加入催化剂,H不变,活化能降低,反应速率加快C.加入催化剂后反应经过两步完成,其中第一步决定反应速率D.向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2发生反应达平衡时,放出92.4 kJ热量【解析】选B。A.AB的反应焓变为E1-E2,BC的反应焓变为E3-E4,+可得:AC,结合盖斯定律AC的反应焓变为E1-E2+E3-E4,故A错误;B.加入催化剂可以改变反应历程,降低反应活化能,加快反应速率,但是不改变始终态,所以焓变不变,故B正确;C.由图可知加入催化剂后反应经过两步完成,第一步反应的活化能E1小于第二步反应的活化能E3,所以第二步反
6、应较慢,其决定总反应速率,故C错误;D.由3H2(g)+N2(g)2NH3(g)H=-92.4 kJmol-1可知,若消耗3 mol H2和1 mol N2,会放出92.4 kJ热量,但向密闭容器中充入3 mol H2和1 mol N2,由于该反应是可逆反应,无法完全反应,所以反应放出热量小于92.4 kJ,故D错误。【思维升华】两道试题均考查了化学反应的催化历程中能量的变化。解答此类问题时需注意:(1)分析能量示意图时,要明确反应物、中间产物、生成物,根据物质能量的高低判断反应过程中的能量变化,注意催化剂的加入可降低反应的活化能,但不会改变反应的焓变。(2)若题目中出现粒子构成时,要观察粒子
7、结构的变化,分析不同反应阶段化学键的断裂或形成情况,最终确定反应过程中的能量变化。【备选例题】中国学者在水煤气变换CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下:下列说法正确的是()A.过程、过程均为放热过程B.过程生成了具有极性共价键的H2、CO2C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的HD.图示过程中的H2O均参与了反应过程【解析】选D。根据反应过程示意图,过程是水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,故A错误;过程中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水和氢气,H
8、2中的化学键为非极性键,故B错误;催化剂不能改变反应的H,故C错误;根据反应过程示意图,过程中水分子中的化学键断裂,过程也是水分子中的化学键断裂的过程,过程中形成了水分子,因此H2O均参与了反应过程,故D正确。命题角度2:利用键能计算H【典例2】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CH2CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)H。已知几种共价键的键能如表所示:化学键CHCCHOCCCO键能/(kJmol-1)413615463348351则上述反应式中,H=。【解析】题述反应式中,H=615 kJmol-1+413 kJmol-14+463 kJmol-12-3
9、48 kJmol-1-413 kJmol-15-463 kJmol-1-351 kJmol-1=-34 kJmol-1。答案:-34 kJmol-1在题干条件不变的情况下,下列说法中错误的是()A.碳碳双键的键能小于碳碳单键的键能的2倍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.上述合成乙醇的反应是放热反应D.CH3CH2OH(g)CH2CH2(g)+H2O(g)H=-96 kJmol-1【解析】选D。由题中数据可知,碳碳双键的键能小于碳碳单键的键能的2倍,A正确;反应混合物中,各物质的化学计量数相同,所以相同时间段内,反应中用三种物质表示的反应速率相等,B正确;上述反应式中,H=
10、615 kJmol-1+413 kJmol-14+463 kJmol-12-348 kJmol-1-413 kJmol-15-463 kJmol-1-351 kJmol-1=-34 kJmol-1,H0,所以此反应为放热反应,C正确;反应CH3CH2OH(g)CH2CH2(g)+H2O(g)与合成乙醇的反应方向相反,可知其H=+34 kJmol-1,D错误。【备选例题】N4分子结构为正四面体形(如图所示)。已知:断裂N4(g)中 1 mol NN键吸收193 kJ能量,形成N2(g)中1 mol NN 放出941 kJ能量。下列说法正确的是()A.形成1 mol N4(g)中的化学键放出193
11、 kJ的能量B.N4(g)比N2(g)更稳定C.1 mol N2(g)完全转化为N4(g),体系的能量增加362 kJD.N4(g)2N2(g)H=+724 kJmol-1【解析】选C。从结构图中可看出,一个N4分子中含有6个 NN键,形成1 mol N4(g)中的化学键放出6193 kJ 的能量,A项错误;从结构图中可看出,一个N4分子中含有6个NN键,根据N4(g)2N2(g)可知H=6193 kJmol-1-2941 kJmol-1=-724 kJmol-1,这说明 N2(g)的总能量小于N4(g),因此N2(g)比N4(g)更稳定,B项错误;根据B选项中分析可知1 mol N2(g)完
12、全转化为 N4(g),体系的能量增加 362 kJ,C项正确;由B项分析可知,D项错误。1.图解反应热与活化能的关系:(1)注意活化能在图示中的意义。从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能(E1);从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能(E2);H=E1-E2。(2)催化剂只影响正、逆反应的活化能,而不影响反应的焓变。(3)涉及反应热的有关计算时,要特别注意图示中反应物和生成物的物质的量。2.利用键能计算H的方法:(1)计算公式: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。物质CO2(CO)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)键数2464物质
13、石墨金刚石S8(SS)Si键数1.5282命题点1:反应热过程中的能量变化(基础性考点)1.根据如图所示的反应,判断下列说法中错误的是()A.CO2(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CaCO3(s)的总能量,焓变大于零,A、B两项均正确;在CaCO3中,Ca2+和C之间存在离子键,C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
14、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。2.关于2NO(g)+O22NO2(g) 的反应历程与能量变化关系如图所示,下列叙述正确的是()A.第步反应物的活化能高于第步B.使用合适的催化剂可以减小E1、E2和E3C.第步和第步反应均为吸热反应D.NO3为反应的最终产物之一【解析】选A。第步反应物的活化能高于第步,A正确;使用合适的催化剂只能减小反应的活化能,E3为反应的H,不能改变,B错误;第步反应是放热反应,C错误;NO3为反应的中间产物,D错误。命题点2:与H相关的基本计算(综合性考点)3.用Cl2生产某些含
15、氯有机物时会产生副产物HCl。利用如下反应,可实现氯的循环利用:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)H=-115.6 kJmol-1。下列说法正确的是()A.该反应的活化能为115.6 kJmol-1B.使用催化剂能使该反应的焓变增大C.该反应的正反应活化能比逆反应活化能大D.断裂H2O(g)中1 mol HO键比断裂HCl(g)中1 mol HCl键所需能量多【解析】选D。A项,活化能不等于反应热,错误。B项,催化剂对反应焓变的大小无影响,错误。C项,H=正反应活化能-逆反应活化能P2C.该历程中最大正反应的活化能E正=186.19 kJmol-1D.相同条件下,由中间产
16、物Z转化为产物的速率:v(P1)P1,故B项错误;C项:由图示可知中间产物Z到过渡态所需的活化能最大,则E正=-18.92 kJmol-1-(-205.11 kJmol-1)=186.19 kJmol-1,所以C项正确;D项:由图示可知,由Z到产物P1所需的活化能低于由Z到产物P2所需的活化能,则由中间产物Z转化为产物的速率:v(P1)v(P2),故D项错误。【加固训练拔高】1.研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,下列说法错误的是()A.反应总过程H0B.Fe+使反应的活化能减小C.FeO+也是该反应的催化剂D.Fe+N2OFeO+N2、FeO+COFe+C
17、O2两步反应均为放热反应【解析】选C。A项,反应总过程为N2O+CON2+CO2,根据图示可知,反应物总能量高于生成物总能量,为放热反应,H0)总反应: CH3OH(g)+H2O(g)CO2 (g)+3H2(g)H3=c kJmol-1下列有关说法中正确的是()A.反应是放热反应B.1 mol CH3OH(g)和H2O(g)的总能量大于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量C.c0D.优良的催化剂降低了反应的活化能,并减少H3,节约了能源【解析】选C。根据图象可知反应生成物能量大于反应物能量,因此为吸热反应,故A错误;根据图象可知1 mol CH3OH(g)和H2O(g)的总
18、能量小于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量,故B错误;1 mol CH3OH(g)和H2O(g)的总能量小于1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)的总能量,是吸热反应,因此c0,故C正确;优良的催化剂降低了反应的活化能,焓变不变,焓变只能由反应物和生成物总能量决定,故D错误。3.某反应过程中体系的能量变化如图所示,下列说法错误的是()A.反应过程可表示为B.E1为反应物的总能量与过渡态的能量差,称为正反应的活化能C.正反应的热效应H=E1-E20,所以正反应为放热反应D.此图中逆反应的热效应H=E1-E2H2。()提示:。由于固体转化为气体需要吸收能量,故第二个
19、反应放出的热量小于第一个反应放出的热量,但因为H0,故H1H2。2.(1)25 、101 kPa时,1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体,放出890.3 kJ的热量,表示其反应热的化学方程式为 。(2)已知化学反应A2(g)+B2(g)2AB(g)的能量变化如图所示,请写出该反应的热化学方程式: 。【解析】(2)由图可知,生成物总能量高于反应物总能量,故该反应为吸热反应,H=+(a-b) kJmol-1。答案:(1)CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H=-890.3 kJmol-1(2)A2(g)+B2(g)2AB(g)H=+(a-b)kJmol-1命题角度1:
20、热化学方程式的正误判断【典例1】已知:25 、101 kPa时1 mol辛烷完全燃烧生成液态水时放出热量为5 518 kJ;强酸和强碱在稀溶液中发生反应生成1 mol H2O时放出的热量为57.3 kJ,则下列热化学方程式书写正确的是()2C8H18(l)+25O2(g)16CO2(g)+18H2O(g)H=-5 518 kJmol-12C8H18(l)+25O2(g)16CO2(g)+18H2O(l)H=-11 036 kJmol-1H+OH-H2O H=-57.3 kJmol-12NaOH(aq)+H2SO4(aq)Na2SO4(aq)+2H2O(l)H=-114.6 kJmol-1A.
21、B. C.D 只有【解析】选C。判断热化学方程式的书写时,要注意状态、H单位、符号以及数值是否与前面的化学计量数相对应。中水的状态应为液态且焓变数值与方程式的化学计量数不对应,故错误;错在没有标出是在水溶液中的反应,正确的热化学方程式为H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmo。(1)(证据推理与模型认知)根据题意,能否认为101 kPa时,辛烷的燃烧热为5 518 kJmol-1?提示:能。题意中1 mol 辛烷完全燃烧,且产物中的水为液态水,符合燃烧热的定义。(2)(变化观念与平衡思想)由已知条件,热化学方程式2H+(aq)+S(aq)+Ba2+(aq)+2OH-(a
22、q)BaSO4(s)+2H2O(l)H=-114.6 kJmol-1书写是否正确?提示:错误。当有BaSO4沉淀生成时,反应放出的热量会增加,上述反应放出的热量大于生成2 mol H2O(l)时放出的热量,大于114.6 kJ。【备选例题】根据能量变化示意图,下列热化学方程式正确的是()A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-(b-a) kJmol-1B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-(a-b) kJmol-1C.2NH3(l)N2(g)+3H2(g)H=2(a+b-c) kJmol-1D.2NH3(l)N2(g)+3H2(g)H=2(b+c-a) kJmol-1【解析】
23、选D。根据图象可知,合成氨反应的反应物的能量和大于生成物的能量和,所以该反应为放热反应,H0,则生成1 mol NH3(g)的H=-(b-a) kJmol-1,生成1 mol NH3(l)的H=-(b+c-a) kJmol-1,只有D项正确。命题角度2:热化学方程式的书写【典例2】一定条件下,在水溶液中1 mol Cl-、Cl(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。BA+C反应的热化学方程式为 (用离子符号表示)。【解析】根据化合价可知,A为Cl-,B为ClO-,C为Cl,D为Cl。BA+C的热化学方程式为3ClO-(aq)2Cl-(aq)+Cl(aq)H=(20+63-360)
24、 kJmol-1=-117 kJmol-1。答案:3ClO-(aq)2Cl-(aq)+Cl(aq)H=-117 kJmol-1在题干条件不变的情况下,回答下列问题:(1)A、B、C、D四种离子中最稳定的是(填写离子符号)。(2)若能量最高的点对应的离子为E(+3,100),EB+C反应的热化学方程式为_(用离子符号表示)。【解析】(1)能量越低越稳定,所以最稳定的为A,即Cl-。(2)EB+C的热化学方程式为2Cl(aq)Cl(aq)+ClO-(aq)H=(63+60-2100) kJmol-1=-77 kJmol-1。答案:(1)Cl-(2)2Cl(aq)Cl(aq)+ClO-(aq)H=-
25、77 kJmol-1书写热化学方程式的程序命题点1:热化学方程式的正误判断(基础性考点)1.已知1 g物质完全燃烧时的反应热叫作该物质的热值。有以下能量转化图,下列说法不正确的是()A.转化的热化学方程式为:C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5 kJmoB.转化的热化学方程式为:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)H=-565.8 kJmoC.由CCO的热化学方程式为:2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-110.6 kJmoD.CO的热值为-10.1 kJ【解析】选C。由题给物质能量转化图可得:转化是CCO2,热化学方程式为:C(s)+O2(g)CO2(g)H=-393.5
26、kJmo,A正确;转化是COCO2,热化学方程式为CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-282.9 kJmol-1,B正确;CCO的热化学方程式为:C(s)+O2(g)CO(g)H=-(393.5 kJmol-1-282.9 kJmol-1)=-110.6 kJmo,即:2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221.2 kJmol-1,C错误;由热值的定义结合能量转化图可知,CO的热值为-=-10.1 kJ,D正确。2.下列热化学方程式正确的是()选项已知条件热化学方程式AH2的燃烧热为a kJmol-1H2+Cl22HClH=-a kJmol-1B1 mol SO2、0.5 mol O2
27、完全反应,放出热量98.3 kJ2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H=-98.3 kJmol-1CH+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)BaSO4(s)+2H2O(l)H=-114.6 kJmol-1D31 g白磷比31 g红磷能量多b kJP4(白磷,s)4P(红磷,s)H=-4b kJmol-1【解析】选D。选项A中符合已知条件的应是H2和O2反应,A错;H应为-196.6 kJmol-1,B错;选项C中由于生成BaSO4沉淀,放出的热量大于114.6 kJ,C错。命题点2:根据信息书写热化学方程式(应用性考点
28、)3.依据事实写出下列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)如图1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N2+3H22NH3的能量变化如图2所示(假设该反应反应
29、完全)。试写出N2(g)和H2(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)H=-1 427.2 kJmol-1(2)4CuCl(s)+O2(g)2CuCl2(s)+2CuO(s)H=-177.6 kJmol-1(3)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)H=-234 kJmol-1(4)N2(g)+3H2(g)2NH3(l)H=-2(c+b-a) kJmol-1【加固训练拔高】1.写出下列反应的热化学方程式。(1) 0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应,生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O的
30、液态化合物,放热4.28 kJ,该反应的热化学方程式为_。 (2) Si与Cl两元素的单质反应生成 1 mol Si的最高价化合物,恢复至室温,放热687 kJ,已知该化合物的熔、沸点分别为-69 和58 。写出该反应的热化学方程式:_。 (3)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。已知AX3的熔点和沸点分别为-93.6 和76 ,AX5的熔点为167 。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5,放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为_。【解析】(1)该还原性气体为CO,易水解生成 TiO2xH2O 的液态化合物为TiCl4,反应的化学方程式为2Cl2(g
31、)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)H=-2=-85.6 kJmol-1。(2)Si与Cl2反应生成SiCl4,因其熔、沸点分别为-69 和58 ,故室温下,SiCl4的状态为液态。反应的热化学方程式为Si(s)+2Cl2(g)SiCl4(l)H=-687 kJmol-1。(3)由AX3和AX5的熔、沸点可知室温下AX3为液态,AX5为固态,反应的热化学方程式为AX3(l)+X2(g)AX5(s)H=-123.8 kJmol-1。答案:(1)2Cl2(g)+TiO2(s)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)H=-85.6 kJmol-1(2)Si(s)+2Cl2(
32、g)SiCl4(l)H=-687 kJmol-1(3)AX3(l)+X2(g)AX5(s)H=-123.8 kJmol-12.(1)已知 1 L 1 molL-1 (NH4)2CO3 溶液与 2 L 1 molL-1Ba(OH)2溶液加热充分反应,放出100 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式。(2)在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用如图简单表示(图中的H表示生成1 mol产物的数据) 。写出表示S8燃烧热的热化学方程式: _。写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式: _。【解析】(1)根据(NH4)2CO3溶液与B
33、a(OH)2的用量可知Ba(OH)2过量,所以应该由(NH4)2CO3的物质的量进行反应热的计算,另外注意各物质的状态的确定:气体为g,沉淀为s;水为l;溶于水的物质为aq;(2)S8(s)和O2(g)发生反应转化为SO2(g)时放热为燃烧热,由图可知生成1 mol SO2(g)放出热量为a kJ,则燃烧热的热化学方程式为S8(s)+8O2(g)8SO2(g)H=-8a kJmol-1,依据图象分析结合反应能量变化,写出化学方程式,标注物质聚集状态和反应热,SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式为SO3(g)SO2(g)+O2(g)H=b kJmol-1。答案: (1)(NH4)2CO3(a
34、q)+Ba(OH)2(aq)BaCO3(s)+2H2O(l)+2NH3(g)H=-100 kJmol-1(2)S8(s)+8O2(g)8SO2(g)H=-8a kJmol-1SO3(g)SO2(g)+O2(g)H=+b kJmol-1考点三燃烧热中和热能源(命题指数)学生用书P1311.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)强酸与强碱在稀溶液中反应的中和热为57.3 kJmol-1或H=-57.3 kJmol-12.中和热的测定:(1)装置(请在横线上填写仪器名称)(2)计算公式:H=- kJmol-1(t1起始温度,t2终止温度)(3)注意事项。泡沫塑料板(或硬
35、纸板)和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热,减少实验过程中的热量损失。为保证酸完全中和,采取的措施是碱稍过量。因为弱酸或弱碱存在电离平衡,电离过程需要吸热,实验中若使用弱酸或弱碱则测得的反应热数值偏小。3.能源:1.判断下列说法是否正确,正确的打“”,错误的打“”。(1)向汽油中添加甲醇后,该混合燃料的热值不变。()提示:。反应热不同,等质量时放出的热量不同,热值不同。(2)1 mol H2燃烧放出的热量为H2的燃烧热。()提示:。1 mol H2完全燃烧(即生成1 mol液态H2O)放出的热量为H2的燃烧热。(3)甲烷的燃烧热H=-890.3 kJmol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示
36、为CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-890.3 kJmol-1。()提示:。应生成液态水。(4)已知H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1,则Ca(OH)2和HCl反应的反应热H=2(-57.3) kJmol-1。()提示:。Ca(OH)2和HCl的状态及物质的量未确定。(5)氢气的燃烧热为285.5 kJmol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+285.5 kJmol-1。()提示:。燃烧热规定可燃物必须是1 mol,正确的是2H2O(l)2H2(g)+O2(g) H=+571 kJmol-1。2
37、.三油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:C57H104O6(s)+80O2(g)57CO2(g)+52H2O(l)已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8104 kJ。三油酸甘油酯的燃烧热为。【解析】燃烧1 kg三油酸甘油酯释放出热量3.8104 kJ,燃烧1 mol 三油酸甘油酯释放出热量为3.8104 kJ3.4104 kJ,则三油酸甘油酯的燃烧热为3.4104 kJmol-1。答案:3.4104 kJmol-1命题角度1:对燃烧热的认识【典例1】一些烷烃的燃烧热如下表:化合物燃烧热/(kJmol-1)化合物燃烧热/(kJmol-1)甲烷890.3正丁烷2 878.
38、0乙烷1 560.8异丁烷2 869.6丙烷2 221.52-甲基丁烷3 531.3下列说法正确的是()A.乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)H=-1 560.8 kJmol-1B.稳定性:正丁烷异丁烷C.正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJmol-1D.相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越多【解析】选C。表示乙烷燃烧的热化学方程式中,H2O应为液态,且该反应的H=-3 121.6 kJmol-1,A错误;由表中燃烧热数据可知,1 mol正丁烷、异丁烷分别完全燃烧时,正丁烷放出的热量多,说明等量的两种物质,正丁烷具有的能量高于异
39、丁烷,则异丁烷更稳定,B错误;2-甲基丁烷的稳定性强于正戊烷,由于2-甲基丁烷的燃烧热为3 531.3 kJmol-1,故正戊烷的燃烧热大于3 531.3 kJmol-1,C正确;由表中数据分析可知,相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越少,D错误。(1)(科学态度与社会责任)热气球燃烧器的燃料通常为石油液化气,其成分为丙烷和丁烷,根据表中数据,试写出丙烷燃烧的热化学方程式。提示:C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l)H=-2 221.5 kJmol-1。(2)(科学探究与创新意识)已知氢气燃烧的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-571.
40、6 kJmol-1,试比较同质量的氢气和丙烷燃烧,产生的热量比值约为多少?氢气是未来的能源,除产生的热量大之外,还具有哪些优点?提示:同质量的氢气与丙烷燃烧,44 g丙烷产生热量为2 221.5 kJ,44 g氢气产生热量为571.611=6 287.6 kJ。故比值为2.831。氢气原料资源丰富,产物无污染等。【备选例题】25 、101 kPa下,碳、氢气、甲烷和葡萄糖的燃烧热依次是393.5 kJmol-1、285.8 kJmol-1、890.3 kJmol-1、2 800 kJmol-1,则下列热化学方程式正确的是()A.C(s)+O2(g)CO(g)H=-393.5 kJmol-1B.
41、2H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=+571.6 kJmol-1C.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-890.3 kJmol-1D.C6H12O6(s)+6O2(g)6CO2(g)+6H2O(l)H=-2 800 kJmol-1【解析】选D。A中碳未完全燃烧;B中应为放热反应H=-571.6 kJmol-1;C中H2O应为液态。命题角度2:中和热的实验测定【典例2】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 molL-1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 molL-1 NaOH溶液,并用同一温度计测出
42、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 kJmol-1:。(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)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 gcm-3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18 Jg
43、-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120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热H=(结果保留一位小数)。【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)取三次实验的平均值代入公式计算即可。答案:(1)HCl(aq)+NaOH(aq)NaCl(a
44、q)+H2O(l)H=-57.3 kJmol-1(2)确保盐酸被完全中和(3)C(4)D(5)-51.8 kJmol-1在题干条件不变的情况下,回答下列问题:(1)上述实验数值结果与-57.3 kJmol-1有偏差,产生偏差的原因不可能是(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(2)若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 molL-1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。【解析】(1)放出的
45、热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读得较高等原因。(2)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H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)。答案:(1)b(2)H1=H2H3【讲台挥洒一刻】测定中和热的易错细节(1)使用两只量筒分别量取酸和碱。(2)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。(3)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。【备选例题】将V1 mL 1.0 molL-1 H
46、Cl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。下列叙述正确的是()A.做该实验时环境温度为22 B.该实验表明化学能可转化为热能C.NaOH溶液的浓度约为1.0 molL-1D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应【解析】选B。中和反应为放热反应,B对;中和反应有水生成,但有水生成的反应不一定是放热反应,如NH4HCO3NH3+CO2+H2O是吸热反应,D错;从表中分析可知当加入HCl溶液5 mL、NaOH溶液45 mL反应后温度为22 ,故实验时环境温度低于22 ,A错;加入HCl溶液30 mL反应放热最多,应是酸
47、碱正好中和,故c(NaOH)=1.0 molL-130 mL/20 mL=1.5 molL-1,C错。1.理解燃烧热时的注意事项:(1)燃烧热定义中的“完全燃烧”是指物质中元素完全转变成稳定的氧化物。(2)燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的,因此在书写它的热化学方程式时,应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如:C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)H=-5 518 kJmol-1,即C8H18的燃烧热H=-5 518 kJmol-1。2.理解中和热时的注意事项:(1)有关中和热的判断,一看是否以生成1 mol H2O为标准,二看酸碱的
48、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。(2)强酸和弱碱或弱酸和强碱的稀溶液发生反应,中和热一般小于57.3 kJmol-1,因为弱电解质的电离是吸热的。(3)中和反应的实质是H+和OH-结合生成H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性物质、难电离物质等),这部分反应热不在中和热之内。命题点1:对燃烧热、中和热含义的理解(基础性考点)1.已知反应:101 kPa时,2C(s)+O2(g)2CO(g)H=-221 kJmol-1;稀溶液中,H+(aq)+OH-(aq)H2O(l)H=-57.3 kJmol-1。下列结论正确的是()A.碳的燃烧热大于110.5
49、kJmol-1B.的反应热为221 kJmol-1C.稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热H=-257.3 kJmol-1D.稀醋酸和稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O,放出57.3 kJ的热量【解析】选A。由于2C(s)+O2(g)2CO(g)生成的CO不是稳定的氧化物,因此=110.5 kJmol-1不是碳的燃烧热,由于CO转化为CO2放出热量,故碳的燃烧热大于110.5 kJmol-1,A正确;反应热的表示包含三部分:“符号”“数值”和“单位”,而B项中没有表示出符号,B错误;强酸、强碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol H2O的中和热H=-57.3 kJmol-1,C错误;由于稀醋
50、酸是弱电解质,电离时吸收热量,故稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol H2O时放出的热量小于57.3 kJ,D错误。命题点2:中和热测定误差分析和数据处理(综合性考点)2.在如图所示的量热计中,将100 mL 0.50 molL-1 CH3COOH溶液与100 mL 0.55 molL-1NaOH溶液混合,温度从25.0 升高到27.7 。下列说法错误的是()A.若量热计的保温瓶绝热效果不好,则所测H偏大B.搅拌器一般选用导热性差的玻璃搅拌器C.若选用同浓度同体积的盐酸,则溶液温度将升高至不超过27.7 D.所加NaOH溶液过量,目的是保证CH3COOH溶液完全被中和【解析】选C。若量热计
51、的保温瓶绝热效果不好,则会损失一部分热量,则测出放出热量偏少,因为H为负值,则所测H偏大,故A正确;搅拌选用导热性差的玻璃搅拌器,故B正确;若选用盐酸,则放出的热量将更多,所以温度升高将超过27.7 ,故C错误; 酸和碱反应测中和热时,为了保证一方完全反应,往往需要另一方试剂稍稍过量,减少实验误差,所以加NaOH溶液过量的目的是保证CH3COOH溶液完全被中和,故D正确。命题点3:能源的开发和利用(应用性考点)3.一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【
52、解析】选C。氢能属于二次能源,A项正确;图中涉及的能量转化方式有太阳能、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。【加固训练拔高】1.雷诺汽车梅甘娜(Megane)使用了与生物燃料(生物乙醇和生物柴油)兼容的引擎。乙醇燃料是一种清洁的能源燃料,298 K时,燃烧a g乙醇(液态)生成CO2气体和液态H2O,放出热量为Q kJ,经测定a g乙醇与足量钠反应能生成H2 5.6 L(标准状况),则乙醇燃烧的热
53、化学方程式表示正确的是()A.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=-Q kJmol-1B.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=-Q kJmol-1C.C2H5OH(l)+O2(g)CO2(g)+H2O(l)H=+Q kJmol-1D.C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=-2Q kJmol-1【解析】选D。据化学方程式:2C2H5OH +2Na2C2H5ONa+H2 2 mol 22.4 L n(C2H5OH)5.6 Ln(C2H5OH)=0.5 mol。0.5 mol C2H5OH完全燃烧生成CO2和H2
54、O的反应热为H=-Q kJmol-1。所以该热化学方程式可写为C2H5OH(l)+O2(g)CO2(g)+H2O(l)H=-Q kJmol-1,将上述热化学方程式同乘以2,得D项。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) H=26.7 kJmol-1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20 ,将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合,测量混合液温度,结果如图(已知V1+V2=60 mL)D.丁图已知稳定性顺序: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图(E1
55、、E3表示两反应的活化能)【解析】选D。A项,图象表示的物质能量变化为反应物能量高于生成物能量的放热反应,反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)H=26.7 kJmol-1为吸热反应,错误;B项,图象表示的热化学方程式为2C(s)+O2(g)2CO(g)H,生成的氧化物不是最稳定的氧化物,不符合燃烧热概念,错误;C项,如图,V2为20 mL时温度最高,说明此时酸碱已经反应完毕,又实验中始终保持V1+V2=60 mL,所以V1为40 mL,由酸碱中和关系式:2NaOHH2SO4,硫酸和氢氧化钠溶液浓度不同,和题干将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaO
56、H溶液混合不符合,错误。3.(2021乌鲁木齐模拟)下列热化学方程式正确的是()A.CH4的燃烧热为890 kJmol-1:CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)H=-890 kJmol-1B.中和热H=-57.3 kJmol-1:CH3COOH(aq)+NaOH(aq)H2O(l)+CH3COONa(aq)H=-57.3 kJmol-1C.一定条件下,0.5 mol N2与1.5 mol H2充分反应后放出35.5 kJ的热量:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-71 kJmol-1D.96 g O2的能量比96 g O3的能量低b kJ:3O2(g)2O3(g)H=
57、+b kJmol-1【解析】选D。表示燃烧热时,生成的水必须为液态, A错误;强酸强碱的稀溶液反应只生成1 mol液态水时放出的热量叫中和热,醋酸为弱酸, B错误;可逆反应不能彻底,0.5 mol N2与1.5 mol H2充分反应后放出35.5 kJ的热量,则1 mol N2与3 mol H2充分反应后放出的热量不一定加倍,C错误;反应热与化学计量数成正比关系,反应物总能量比生成物低则为吸热反应,3O2(g)2O3(g)H=+b kJmol-1, D正确。4.为了测量某酸碱反应的中和热,计算时至少需要的数据有()酸的浓度和体积碱的浓度和体积比热容反应后溶液的质量生成水的物质的量反应前后温度变
58、化操作所需的时间 A.B.C.D.全部【解析】选C。在测量并计算反应放出的热量时用到的公式为Q=mct,理解各符号表示的物理意义即可:m表示反应后溶液的质量,c表示比热容,t表示反应前后温度变化,C正确。5.(2021黄冈模拟)以太阳能为热源分解Fe3O4,经热化学铁氧化合物循环分解水制H2的过程如图所示。下列叙述不正确的是()A.过程中的能量转化形式是太阳能化学能B.过程中每消耗116 g Fe3O4转移2 mol电子C.过程的化学方程式为3FeO+H2OFe3O4+H2D.铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点【解析】选B。过程利用太阳能将四氧化三铁转化为氧气和氧化亚铁,实现的
59、能量转化形式是太阳能化学能, A正确;过程中四氧化三铁转化为氧气和氧化亚铁,每消耗116 g Fe3O4即0.5 mol,20.5 mol=1 mol Fe由+3价变为+2价,转移1 mol电子, B错误;过程实现了氧化亚铁与水反应生成四氧化三铁和氢气的转化,反应的化学方程式为3FeO+H2OFe3O4+H2,C正确;根据流程信息可知,铁氧化合物循环制H2具有节约能源、产物易分离等优点, D正确。考点四盖斯定律及反应热的计算与比较(命题指数) 1.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
60、途径无关。(2)意义:间接计算某些反应的反应热。2.反应热的计算:(1)利用热化学方程式进行有关计算。可以把反应热当作“产物”,根据已知的热化学方程式、已知的反应物或生成物反应吸收或放出的热量,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)根据旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算焓变。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H=E1-E2。(4)利用盖斯定律计算反应热。热化学方程式相加或相减,如:.C(s)+O2(g)CO2(g)H1;.C(s)+O2(g)CO(g)H2;-可得CO(g)+
61、O2(g)CO2(g)H=H1-H2。合理设计反应途径,如:顺时针方向和逆时针方向变化反应热代数和相等,即H=H1+H2。3.反应热的比较:(1)利用盖斯定律比较。如比较H1与H2的大小的方法。因H10,H20,H3|H2|,所以H1H2。(3)同一反应物状态不同时,如A(s)+B(g)C(g)H1,A(g)+B(g)C(g)H2,则H1H2。(4)两个有联系的反应相比较时,如C(s)+O2(g)CO2(g)H1,C(s)+O2(g)CO(g)H2。则-可得CO(g)+O2(g)CO2(g)H3=H1-H20,即H1H2()提示:。比较H时,应包括符号,CH4燃烧为放热反应,热值越大,H越小。
62、(4)已知:O3+ClClO+O2H1ClO+OCl+O2H2则反应O3+O2O2的H=H1+H2。()提示:。根据盖斯定律可得:H=H1+H2。2.TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知:TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)H1=+175.4 kJmol-12C(s)+O2(g)2CO(g)H2=-220.9 kJmol-1沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式:_。【解析】根据盖斯定律,将已知的两个热化学方程式相加即可得到所求热化学方程式。答案:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO
63、(g)H=-45.5 kJmol-1命题角度1:盖斯定律【典例1】(2020全国卷节选)硫酸是一种重要的基本化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g)H=-98 kJmol-1。回答下列问题:钒催化剂参与反应的能量变化如图所示,V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为: _。【解析】由题中信息可知:SO2(g)+O2(g)SO3(g)H=-98 kJmol-1V2O4(s)+ SO3(g)V2O5(s)+SO2(g)H2=-24 kJmol-1V2O4(s)+ 2SO3(g)2VOSO4(s)H1=
64、-399 kJmol-1;根据盖斯定律可知,-2得2V2O5(s)+ 2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s),则H=H1-2H2=(-399 kJmol-1)-(-24 kJmol-1)2=-351 kJmol-1,所以该反应的热化学方程式为2V2O5(s)+ 2SO2(g)2VOSO4(s)+ V2O4(s)H=-351 kJmol-1。答案:2V2O5(s)+2SO2(g)2VOSO4(s)+V2O4(s)H=-351 kJmol-1在题干条件不变的情况下,反应2VOSO4(s)+ V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s)+ 2SO3(g)的H=kJmol-1。【解析】根据盖斯
65、定律可知,2+2-得2VOSO4(s)+ V2O4(s)+O2(g)2V2O5(s)+ 2SO3(g),则H=(-98 kJmol-1)2+(-24 kJmol-1)2-(-399 kJmol-1)=+155 kJmol-1,所以该反应的H=+155 kJmol-1。答案: +155【讲台挥洒一刻】利用盖斯定律时需注意:(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
66、。命题角度2:反应热的比较【典例2】下列各组中两个反应的反应热,其中H1H2的是()A.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H2B.S(g)+O2(g)SO2(g)H1S(s)+O2(g)SO2(g)H2C.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H12SO3(g)O2(g)+2SO2(g)H2D.已知反应:C(s,金刚石)C(s,石墨)H0,则H2+H=H1,H1-H2=H0,故H1H2,正确。B项:,由于S(s)S(g)H0,则H+H1=H2,H2-H1=H0,故H2H1,错误。C项:SO2被氧化成SO3是放热反应,H10,故H2H1,错误。D项
67、:,根据盖斯定律H1=H+H2,H1-H2=H0,则H1”“ 【备选例题】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()A.H10,H2H4C.H1=H2+2H3-H5D.2H5+H10【解析】选D。A项,甲醇燃烧是放热反应,H10,错误;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,H1=H2+2H3-2H
68、5,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)H=2H5+H1,相当于CO、H2的燃烧,均为放热反应,故2H5+H10,则H1H2。方法二:利用能量变化图进行比较。由图象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,H越小;若是吸热反应,吸收的热量越多,H越大,故H1H2。命题点1:利用盖斯定律计算反应热或书写热化学方程式(综合性考点)1.(2021年河北适应性测试)已知25 、101 kPa下,1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+571.66 kJmol
69、-1C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.29 kJmol-1则反应C(s)+ O2(g)CO(g)的反应热为()A.H=-396.36 kJmol-1B.H=-198.55 kJmol-1C.H=-154.54 kJmol-1D.H=-110.53 kJmol-1【解析】选D。已知25 、101 kPa下,1 mol水蒸发为水蒸气需要吸热44.01 kJ,则H2O(l)H2O(g)H=+44.01 kJmol-1 、2H2O(l)2H2(g)+O2(g)H=+571.66 kJmol-1 、C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.29 kJmol-1 、
70、根据盖斯定律-+得C(s)+O2(g)CO(g)H=+131.29 kJmol-1-571.66 kJmol-1+44.01 kJmol-1=-110.53 kJmol-1,则反应C(s)+O2(g)CO(g)的反应热为H=-110.53 kJmol-1,故D正确。2.根据已知信息,按要求写出指定反应的热化学方程式(1)LiH可作飞船的燃料,已知下列反应:2Li(s)+H2(g)2LiH(s)H=-182 kJmol-12H2(g)+O2(g)2H2O(l)H=-572 kJmol-14Li(s)+O2(g)2Li2O(s)H=-1 196 kJmol-1试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式
71、_。 (2)饮用水中的N主要来自于N。已知在微生物的作用下,N经过两步反应被氧化成N。两步反应的能量变化示意图如下:1 mol N全部被氧化成N的热化学方程式为_。【解析】(1) 2LiH(s)2Li(s)+H2(g)H=182 kJmol-12Li(s)+O2(g)Li2O(s)H=-598 kJmol-1H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-286 kJmol-1上述三式相加得:2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l) H=-702 kJmol-1。(2)第一步的热化学方程式为N(aq)+1.5O2(g)N(aq)+2H+(aq)+H2O(l)H=-273 kJmol-1,
72、第二步的热化学方程式为N(aq)+0.5O2(g)N(aq)H=-73 kJmol-1,根据盖斯定律则N(aq)+2O2(g)2H+(aq)+H2O(l)+N(aq)H=-346 kJmol-1。答案:(1)2LiH(s)+O2(g)Li2O(s)+H2O(l)H=-702 kJmol-1(2)N(aq)+2O2(g)N(aq)+2H+(aq)+H2O(l)H=-346 kJmol-1【加固训练拔高】1.在25 、101 kPa时,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJmol-1、285.8 kJmol-1、870.3 kJmol-1,则2C(s)+2H2(g
73、)+O2(g)CH3COOH(l)的反应热为()A.-488.3 kJmol-1B.+488.3 kJmol-1C.-191 kJmol-1D.+191 kJmol-1【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)H=-393.5 kJmol-1;H2(g)+O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1;CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H=-870.3 kJmol-1。根据盖斯定律,由2+2-得2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l),则反应热为(-393.5 kJmol-1)2+(-285.8
74、 kJmol-1)2-(-870.3 kJmol-1)=-488.3 kJmol-1。2.已知下列四个热化学方程式(H的单位均为kJmol-1):NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)H1=a()Ba(OH)28H2O(s)BaO(s)+9H2O(l)H2=b()2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)H3=c()BaO(s)+2HCl(aq)BaCl2(aq)+H2O(l)H4=d()其中a、b、c均大于0,HCl气体溶于水,溶液温度升高。由此可知下列判断一定正确的是()A.d0B.c2a+b+d【解析】选B。通过给出的信息无法
75、判断反应()是放热反应还是吸热反应,A错误;根据题目提示信息可设定:HCl(g)HCl(aq)H5=e,由盖斯定律可确定c=2a+b+d+2e,因e0,故c-(2a+b+d)0,即c|H2|,因此H1H2。中H1=2H2,又H1、H2均小于零,所以H10,H2H2。故选B。4.已知室温下, 将CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高。 则有关下列能量转化关系的判断不正确的是()CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l)Cu2+(aq)+S(aq)+5H2O(l)A.H10B.H2H3C.H
76、3H1D.H2=H1+H3【解析】选C。A将 CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,说明是吸热反应,H10,H20,故A正确;B.由CuSO45H2O(s)CuSO4(s)+5H2O(l)知H2H3,故B正确;将CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高说明是放热反应,H30,故H3H1是错的,故C错误;根据上述关系和盖斯定律知H2=H1+H3,故D正确。1.(2020浙江7月选考)关于下列H的判断正确的是()C(aq)+H+(aq)HC(aq)H1C(aq)+H2O(l)HC(aq)+OH-(aq)H2OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)H3OH-(aq)+CH3COOH(aq)C
77、H3COO-(aq)+H2O(l)H4A.H10H20B.H1H2C.H30D.H3H4【解析】选B。碳酸氢根的电离属于吸热过程,则C(aq)+H+(aq)HC(aq)为放热反应,所以H10;OH-(aq)+H+(aq)H2O(l)表示强酸和强碱的中和反应,为放热反应,所以H30;醋酸与强碱的中和反应为放热反应,所以H4H3;综上所述,只有H1H2正确,故答案为B。2.(2020天津等级考)理论研究表明,在101 kPa和298 K下,HCN(g)HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是()A.HCN比HNC稳定B.该异构化反应的H=+59.3 kJmol-1 C.正反应
78、的活化能大于逆反应的活化能D.使用催化剂,可以改变反应的反应热【解析】选D。根据图示,HCN的能量比HNC的能量低,因此HCN比HNC稳定,A项正确;该异构化反应中反应物总能量低于生成物总能量,为吸热反应,反应物和生成物能量相差59.3 kJmol-1,故H=+59.3 kJmol-1,B项正确;根据图示,正反应的活化能为+186.5 kJmol-1,逆反应的活化能为127.2 kJmol-1,C项正确;使用催化剂,可以改变反应的活化能,但不能改变反应热,D项错误。3.(2019全国卷节选)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g)H1=83 kJ
79、mol-1CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g)H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121 kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的H= kJmol-1。【解析】利用盖斯定律解答本题。CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g)H1=83 kJmol-1CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g)H2=-20 kJmol-1CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g)H3=-121 kJmol-1则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)可由2+2+2
80、得到,所以其H=832+(-20)2+(-121)2=-116 (kJmol-1)。答案:-1164.(2019全国卷节选)水煤气变换CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是重要的化工过程,主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题:我国学者结合实验与计算机模拟结果,研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程,如图所示,其中吸附在金催化剂表面上的物种用标注。可知水煤气变换的H0(填“大于”“等于”或“小于”),该历程中最大能垒(活化能)E正=eV,写出该步骤的化学方程式_。【解析】根据水煤气变换CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)并结合水煤气变换的反应历
81、程相对能量可知,CO(g)+H2O(g)的能量高于CO2(g)+H2(g)的能量,故水煤气变换的H小于0;活化能即反应物状态达到活化状态所需能量,根据变换历程的相对能量可知,最大差值为:其最大能垒(活化能)E正=1.86 eV-(-0.16) eV=2.02 eV;该步骤的反应物COOH+H+H2OCOOH+2H+OH;因反应前后COOH和1个H未发生改变,也可以表述成H2OH+OH。答案:小于2.02COOH+H+H2OCOOH+2H+OH(或H2OH+OH)【加固训练拔高】1.(2018全国卷节选)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(
82、g)H1=48 kJmol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g)H2=-30 kJmol-1则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的H为 kJmol-1。【解析】结合两个反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g)H1=48 kJmol-13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g)H2=-30 kJmol-1可得反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的H=3H1+H2=348+(-30) kJmol-1=114 kJmol-1。答案:1142.(2017全国卷)下图是通过热化学循环在较低
83、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_、_,制得等量H2所需能量较少的是。【解析】把系统()和系统()的三个热化学方程式分别相加,可以得到制氢的热化学方程式分别为H2O(l)H2(g)+O2(g)H=286 kJmol-1H2S(g)H2(g)+S(s)H=20 kJmol-1 ,制得等量H2所需能量较少的是系统()。答案:H2O(l)H2(g)+O2(g)H=286 kJmol-1H2S(g)H2(g)+S(s)H=20 kJmol-1系统()1.理解物质能量与反应吸、放热之间的2个关系:(1)E(反应物)E(生成物),放热反应。2.明确热化学方程式书写与判断的4点注意事项:(1)标明物质的状态。(2)明确H的符号与单位。(3)H的数值与化学计量数是否对应。(4)燃烧热、中和热的条件的限制。3.了解燃烧热和中和热的2点联系:(1)对于中和热、燃烧热,由于它们的反应放热是确定的,所以描述中不带“-”,但其焓变小于零。(2)当用热化学方程式表示中和热时,生成H2O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.把握盖斯定律的2个关键:(1)化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关。(2)利用盖斯定律可计算某些反应的反应热。关闭Word文档返回原板块
