1、专题六化学能与热能体系构建串真知真题回放悟高考解读考纲1了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。2了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式。4了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。5了解焓变(H)与反应热的含义。6理解盖斯定律，并能用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。体验真题1(2020全国卷28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)H98 kJ mol1。回答下列问题：钒催化剂参与反应的能量变化
2、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：_2V2O5(s)2SO2(g)2VOSO4(s)V2O4(s)H351 kJmol1_。【解析】(1)由题中信息可知：SO2(g)O2(g)SO3(g)H98 kJmol1V2O4(s)SO3(g)V2O5(s)SO2(g)H224 kJmol1V2O4(s)2SO3(g)2VOSO4(s)H1399 kJmol1根据盖斯定律可知，2得2V2O5(s)2SO2(g)2VOSO4(s)V2O4(s)，则HH12H2(399 kJmol1)(24 kJmol1)2351 kJmol1，所以该反应的热化
3、学方程式为：2V2O5(s)2SO2(g)2VOSO4(s)V2O4(s)H351 kJmol1。2(2020全国卷28)乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)C2H4(g)H2(g)H，相关物质的燃烧热数据如下表所示：物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃烧热H/(kJ mol1)1 5601 411286H_137_kJ mol1。【解析】由表中燃烧热数值可知：C2H6(g)O2(g)2CO2(g)3H2O(l)H11 560 kJmol1；C2H4(g)3O2(g)2CO2(g)2H2O(l)H21 411 kJmol1；H2(g)O2(g)H2O(l)H3286 kJmol
4、1；根据盖斯定律可知，得C2H6(g)C2H4(g)H2(g)，则HH1H2H3(1 560 kJmol1)(1 411 kJmol1)(286 kJmol1)137 kJmol1。3(2019全国卷28节选)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直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)CuCl(s)Cl2(g)H183 kJ mol1CuCl(s)O2(g)CuO(s)Cl2(g)H220 kJ mol1CuO(s)2HCl(g)CuCl2(s)H2O(g)H3121 kJ mol1则
5、4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)的H_116_ kJ mol1。【解析】利用盖斯定律解答本题。CuCl2(s)CuCl(s)Cl2(g)H183 kJ mol1CuCl(s)O2(g)CuO(s)Cl2(g)H220 kJ mol1CuO(s)2HCl(g)CuCl2(s)H2O(g)H3121 kJ mol1则4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)可由222得到，所以其H832(20)2(121)2116(kJ mol1)。4(1)(2018全国卷28节选)已知：2N2O5(g)2N2O4(g)O2(g)H14.4 kJmol12NO2(g)N2O4(g)H
6、255.3 kJmol1则反应的N2O5(g)2NO2(g)O2(g)的H_53.1_kJmol1。(2)(2018全国卷27节选)CH4CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)CH4CO2催化重整反应为：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)。已知：C(s)2H2(g)CH4(g)H75 kJ mol1C(s)O2(g)CO2(g)H394 kJ mol1C(s)O2(g)CO(g)H111 kJ mol1该催化重整反应的H_247_kJ mol1。(3)(2018全国卷28节选)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅
7、的重要原料。SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148 kJ mol13SiH2Cl2(g)SiH4(g)2SiHCl3(g)H230 kJ mol1则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)3SiCl4(g)的H_114_kJ mol1。【解析】(1)由2N2O5(g)2N2O4(g)O2(g)H4.4 kJmol1和2NO2(g)N2O4(g)H255.3 kJmol1，根据盖斯定律，故反应N2O5(g)2NO2(g)O2(g)的H1/2H1H2(2.255.3)kJmol153.1 kJmol1。(2)将题目给出的热化学方程式依次编
8、为序号、，则将2就得出催化重整的反应，因此催化重整反应的H111 kJ mol12394 kJ mol175 kJ mol1247 kJ mol1。(3)结合两个反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148 kJ mol13SiH2Cl2(g)SiH4(g)2SiHCl3(g)H230 kJ mol1可得反应4SiHCl3(g)SiH4(g)3SiCl4(g)的H3H1H2348(30)kJ mol1114 kJ mol1预判考情本部分内容是高考必考知识点，且考查形式固定，主要以填空题型考查，预测未来高考中仍会以非选择题的形式与化学平衡相结合考查热化学方程式的书写、盖斯
9、定律的应用、反应热的计算，偶尔在选择题型中考查反应热的大小比较。知识深化精整合1反应热计算的四种方法(1)从宏观角度计算HH1(生成物的总能量)H2(反应物的总能量)(2)从微观角度计算HE1(反应物的键能总和)E2(生成物的键能总和)(3)从活化能角度计算HE1(正反应的活化能)E2(逆反应的活化能)(4)根据盖斯定律计算计算步骤计算方法2热化学方程式书写注意事项(1)注意H的符号和单位：H的单位为kJmol1。(2)注意测定条件：绝大多数的反应热H是在25 、101 kPa下测定的，此时可不注明温度和压强。(3)注意热化学方程式中的化学计量数：热化学方程式的化学计量数可以是整数，也可以是分
10、数。(4)注意物质的聚集状态：气体用“g”，液体用“1”，固体用“s”，溶液用“aq”。热化学方程式中不用“”和“”。(5)注意H的数值与符号：如果化学计量数加倍，则H也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等，但符号相反。(6)对于具有同素异形体的物质，除了要注明聚集状态外，还要注明物质的名称。如：S(单斜，s)O2(g)SO2(g)H297.16 kJmol1S(正交，s)O2(g)SO2(g)H2296.83 kJmol1S(单斜，s)S(正交，s)H30.33 kJmol1典题精研通题型考点一反应热热化学方程式典例探究角度一化学反应中的能量变化典例1 (2020营口模拟)下列有关
11、化学反应与能量变化的说法正确的是(D)A如图所示的化学反应中，反应物的键能之和大于生成物的键能之和B相同条件下，氢气和氧气反应生成液态水比生成等量的气态水放出的热量少C金刚石在一定条件下转化成石墨能量变化如图所示，热反应方程式可为：C(s金刚石)C(s，石墨)H(E2E3)kJ mol1D同温同压下，H2(g)Cl2(g)2HCl(g)能量变化如图所示，在光照和点燃条件下的H相同【解析】据图可知，该反应是放热反应，反应实质是旧键断裂和新键生成，前者吸收能量，后者释放能量，所以反应物的键能之和小于生成物的键能之和，A错误；液态水的能量比等量的气态水的能量低，而氢气在氧气中的燃烧为放热反应，故当生
12、成液态水时放出的热量高于生成气态水时放出的热量，故B错误；放出的热量反应物的总能量生成物的总能量，H(E1E3)kJ mol1，故C错误；反应的热效应取决于反应物和生成的总能量的差值，与反应条件无关，故D正确。规律方法解答能量变化图像题的“4关键”(1)反应热不能取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小，即部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小不能决定反应是吸热还是放热。(2)注意活化能在图示(如图)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，即E1；从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能，即E2。(3)催化剂只能影响正、逆反应的活化能，而不影响反应的H。(4)设计反
13、应热的有关计算时，要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。角度二热化学方程式的书写典例2 (2020昆明模拟)(1)已知2 mol H2完全燃烧生成液态水放出572 kJ热量。写出H2燃烧热的热化学反应方程式：_H2(g)1/2O2(g)H2O(l)H286 kJ mol1_。(2)在25 、101 kPa下，1 g CH4(g)完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出55 kJ的热量，写出该反应的热化学方程式_CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H880 kJ mol1_。(3)已知热化学方程式：2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)H12 602.0 kJ m
14、ol1C(s)O2(g)CO2(g)H2393.5 kJ mol1H2(g)O2(g)H2O(l)H3285.8 kJ mol1则反应2C(s)H2(g)C2H2(g)的H为_228.2_kJ_mol1_。【解析】(1)已知2 mol H2完全燃烧生成液态水放出572 kJ热量。则1 mol H2完全燃烧生成液态水放出286 kJ热量，H2燃烧热的热化学反应方程式：H2(g)1/2O2(g)H2O(l)H286 kJ mol1；(2)在25 、101 kPa下，1 g CH4(g)完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出55 kJ的热量，则1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出880
15、kJ的热量，该反应的热化学方程式CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H880 kJ mol1；(3)已知热化学方程式：2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)H12 602.0 kJ mol1C(s)O2(g)CO2(g)H2393.5 kJ mol1H2(g)O2(g)H2O(l)H3285.8 kJ mol1根据盖斯定律，2得：2C(s)H2(g)C2H2(g)的H为228.2 kJ mol1。易错警示热化学方程式书写与正误判断易出现的5种常见错误(1)“”“”漏写或使用不正确。如放热反应未标“”。(2)单位与热量Q单位混淆。H的单位为“kJmol1(或kJ/
16、 mol)”，易错写成“kJ”。(3)物质的状态标注不正确。s、l、 g和aq分别表示固态、液态、气态和水溶液。(4)H的数值不正确。即H的数值必须与方程式中的化学计量数相对应。(5)对概念的理解不正确。如燃烧热是指1 mol可燃物，且生成CO2(g)、H2O(l)、SO2(g)等；中和热是指1 mol H和1 mol OH生成1 mol H2O(l)。类题精练1(2020福州模拟)根据能量变化示意图，下列说法正确的是(C)A状态1是液态，则状态3一定是气态B状态3是液态，则状态4一定是气态CA(状态2)B(g)C(状态3)D(g)H(da)kJmol1D断裂1 mol C(状态3)和1 mo
17、l D(g)中的化学键需要吸收的能量为(ed)kJ【解析】A与B生成C和D的反应中，A和B的总能量小于C和D的总能量，为吸热反应，若状态1为液体，状态3可能为气体，也可能为液体，故A错误；C(状态3)D(g)的总能量高于C(状态4)D(g)的总能量，若状态3为液体，则状态4为液体或固体，故B错误；A(状态2)B(g)C(状态3)D(g)，反应物的总能量小于生成物的总能量，为吸热反应，则吸收的能量为(da)kJ，故C正确；未标明C的状态，C不一定为气体，则吸收的总能量不全是断键消耗的，还可能包含其他状态转化为气体所吸收的能量，故D错误。2(2020成都模拟)下列热化学方程式或离子方程式中，正确的
18、是(B)A甲烷的标准燃烧热为890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1BCO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则CO2(g)2CO(g)O2(g)的反应热H2283.0 kJ/molCNaOH和HCl反应的中和热H57.3 kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3)kJ/molD500 、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，其热化学方程式为：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H3
19、8.6 kJ/mol【解析】甲烷的标准燃烧热为890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1，A错误；燃烧热是指25 101 KP时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，反应热与方程式的计量数成正比，CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则2CO(g)O2(g)2CO2(g)反应的H2283.0 kJ/mol，B正确；中和热是指在稀溶液中，强酸和强碱反应生成1 mol水和可溶性盐时放出的热量，但H2SO4和Ca(OH)2反应生成的盐微溶，C错误；相同条件下的同一可逆反应，正逆反应反
20、应热数值相等，符号相反，0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放热19.3 kJ，生成的氨气的物质的量小于1 mol，所以2 mol氨气分解，吸收的热量大于38.6 kJ，D错误。考点二盖斯定律焓变的计算典例探究典例3 (1)(2020绵阳模拟)氨是最重要的化工产品之一。合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示，则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为_CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H161.1 kJ/mol_。(2)(2020
21、南京模拟)已知：2H2(g)O2(g)2H2O(g)H1S(s)O2(g)SO2(g)H22S(s)S2(g)H32H2S(g)SO2(g)3S(s)2H2O(g)H4则反应2H2S(g)2H2(g)S2(g)的H_H2H3H4H1_。(3)(2020济南模拟)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41 kJ/mol已知：2H2(g)O2(g)2H2O(g)H484 kJ/mol，写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式：_2CO(g)O2(g)CO2(g)H566 kJ/mol_。【解析】(1)由图像分析可知CO(g)1/2O2(g
22、)CO2(g)H282 kJ/molH2(g)1/2O2(g)H2O(g)H241.8 kJ/molCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(g)H846.3 kJ/mol由盖斯定律3得：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)H161.1 kJ/mol。(2)根据盖斯定律：可得2H2S(g)2H2(g)S2(g)的HH2H3H4H1。(3)由CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41 kJ/mol2H2(g)O2(g)2H2O(g)H484 kJ/mol，根据盖斯定律，2可得：2CO(g)O2(g)CO2(g)H566 kJ/mol。技巧点拨利用盖斯定律计算H的方法和步骤类
23、题精练3(2018北京高考节选)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：反应：2H2SO4(l)2SO2(g)2H2O(g)O2(g)H1551 kJmol1反应：S(s)O2(g)SO2(g)H3297 kJmol1反应的热化学方程式：_3SO2(g)2H2O(g)2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol1_。【解析】由于反应是二氧化硫的歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为H2SO4和S，根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式为3SO22H2O2H2SO4S。根据盖斯定律，反应与反应的热化学方程式相加得：2H2SO4(l)S(
24、s)3SO2(g)2H2O(g)H254 kJmol1，所以反应的热化学方程式为3SO2(g)2H2O(g)2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol1。4化学反应的焓变既可以通过实验测定，也可以根据理论计算。(1)一氧化碳还原氧化铁是工业炼铁的原理。已知：Fe2O3(s)3CO(g)2Fe(s)3CO2(g)H126.7 kJmol13Fe2O3(s)CO(g)2Fe3O4(s)CO2(g)H250.8 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)3FeO(s)CO2(g)H36.5 kJmol1试写出CO气体还原固态FeO生成固态Fe和CO2气体的热化学方程式：_FeO(s)CO(g)Fe
25、(s)CO2(g)H7.3 kJmol1_。(2)请根据表中的数据计算H1和H2。物质石墨H2COCH4燃烧热/(kJmol1)393.5285.8283.0890.3化学键HHCOCOHOCHE/(kJmol1)4367991 076465413CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)的H1_170_kJ mol1；CH4(g)H2O(l)3H2(g)CO(g)的H2_250.1_kJmol1。【解析】(1)根据盖斯定律，由(32)得FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g)H(H13H2H32)7.3 kJmol1。(2)H12E(CO)4E(HH)4E(CH)4E(HO)(2799443644134465)kJmol1170 kJmol1。根据燃烧热写出如下热化学方程式：CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)H3890.3 kJmol1；H2(g)O2(g)H2O(l)H4285.8 kJmol1；CO(g)O2(g)CO2(g)H5283.0 kJmol1。根据盖斯定律可得H2H33H4H5(890.33285.8283.0) kJmol1250.1 kJmol1.
