1、第 1 讲 化学能与热能考纲要求 1.能说明化学反应中能量转化的主要原因，知道化学变化中常见的能量转化形式。2.了解化学能与热能的相互转化及其应用，了解吸热反应、放热反应、反应热(焓变)等概念。3.能正确书写热化学方程式，能根据盖斯定律进行有关反应热的简单计算。4.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，认识化学在解决能源危机中的重要作用。考点一 焓变与反应热1化学反应中的能量变化(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。通常主要表现为热量的变化。2焓变、反应热(1)定义：在恒压
2、条件下进行的反应的热效应。(2)符号：H。(3)单位：kJmol1 或 kJ/mol。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，如图所示。(2)从反应热的量化参数键能的角度分析(3)记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应：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；物质的缓慢氧化等。吸热反应：大多数分解反应；盐的水解和弱电解质的电离；Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 反应；碳和水蒸气、C 和 CO2 的反应等。深度思考判断正误，正确的划“”，错误的划“”(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
3、能量的变化()(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化()(4)吸热反应在任何条件都不能发生()(5)Na 转化为 Na时，吸收的能量就是该过程的反应热()(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热()(7)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()(8)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)(7)(8)解析(5)(6)是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。(7)焓变与反应条件无关。题组一 依据图形，理清活化能与焓变的关系1某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法
4、错误的是()A反应过程可表示为 ABCABCABC反应物过渡态生成物BE1 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 HE1E20，所以正反应为放热反应D此图中逆反应的热效应 HE1E20，所以逆反应为放热反应答案 D解析 该图表示的正反应放热，H 为负值，逆反应吸热，H 为正值，D 错误。2某反应的 H100 kJmol1，下列有关该反应的叙述正确的是()A正反应活化能小于 100 kJmol1B逆反应活化能一定小于 100 kJmol1C正反应活化能不小于 100 kJmol1D正反应活化能比逆反应活化能大 100 kJmol1答案 CD解析 某反应的 H100
5、 kJmol1，说明该反应的正反应为吸热反应，且正反应的活化能比逆反应的活化能大 100 kJmol1，正反应的活化能应大于 100 kJmol1，无法确定逆反应的活化能大小。正确理解活化能与反应热的关系1催化剂能降低反应所需活化能，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，即 E1E2|H|。题组二 依据共价键数，利用键能计算反应热3已知 1 g 氢气完全燃烧生成液态水时放出热量 143 kJ，18 g 水蒸气变成液态水放出 44 kJ 的热量。其他相关数据如下表：O=O(g)HHHO1 mol 化学键断裂时需要吸收的能量/kJ496x463则表
6、中 x 为()A920B557C436D188答案 C解析 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 kJ2x496 kJ4463 kJ，解得 x436 kJ。4通常把拆开 1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热(H)，化学反应的 H 等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使
7、用。化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol1460360436431176347工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(g)，该反应的反应热 H 为_。答案 236 kJmol1解析 SiCl4、H2 和 HCl 分子中共价键的数目容易计算，而产物硅属于原子晶体，可根据原子晶体的结构计算晶体硅中的共价键的数目。1 mol 晶体硅中所含的 SiSi 键为 2 mol，即制取高纯硅反应的反应热 H4360 kJmol12436 kJmol1(2176 kJmol14431 kJmol1)236kJmol1。11熟记反应热 H 的基本
8、计算公式H生成物的总能量反应物的总能量H反应物的总键能之和生成物的总键能之和2规避两个易失分点(1)旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的，缺少任何一个过程都不是化学变化。(2)常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(CH)P4(PP)SiO2(SiO)石墨石金刚S8(SS)Si键数24641.5282考点二 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。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
9、的热量。3书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在 25、101 kPa 下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用 s、l、g、aq 分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位：H 应包括“”或“”、数字和单位(kJmol1)。(4)注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒。(H 与化学计量数相对应)(5)区别于普通方程式：一般不注“”、“”以及“点燃”、“加热”等。(6)注意热化学方程式的化学计量数热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与 H 相对应，如果化学计量数加
10、倍，则 H 也要加倍。深度思考1怎样理解可逆反应中的反应热？答案 无论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热 H 都表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如 2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.64 kJmol1，H 是指 2 mol SO2(g)和 1 molO2(g)完全转化为 2 mol SO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强下，向某容器中加入 2 molSO2(g)和 1 mol O2(g)，反应达到平衡时放出的能量为 Q，因反应不能完全转化为 SO3(g)，故 Q0 表示吸热，H0 表示放热，因而，H 后所跟数值需要带“”、“”符号。2描述反应热时，无论是用
11、“反应热”、“焓变”表示还是用 H 表示，其后所跟数值需要带“”、“”符号。3由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“”号。题组二 中和热测定误差分析和数据处理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 molL1 盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；用另一量筒量取 50 mL 0.55molL1 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，测得混合液最高温度。回答下列问题：(1)为什么所用 NaOH 溶液要稍过量？_。(2)倒入 NaOH 溶液的正确操作是_(填序号)。A沿玻璃棒缓慢倒入B分三次
12、少量倒入C一次迅速倒入(3)使盐酸与 NaOH 溶液混合均匀的正确操作是_(填序号)。A用温度计小心搅拌B揭开硬纸片用玻璃棒搅拌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(4)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_。(5)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.
13、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)。(6)_(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_。答案(1)确保盐酸被完全中和(2)C(3)D(4)H1H2H3(5)51.8 kJmol1(6)不能 H2SO4 与 Ba(OH)2 反应生成 BaSO4 沉淀，沉淀的生成热会影响反应的反应热解析(1)在中和热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反应物稍微过量一些。(2)为了减小热量损失，倒入 NaOH 溶液应该一次迅速倒入。(3)使盐酸与 NaOH
14、溶液混合均匀的正确操作：用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动。(4)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，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要小一些(注意中和热与 H 的关系)。(5)取三次实验的平均值代入公式计算即可。(6)硫酸与 Ba(OH)2 溶液反应生成 BaSO4 沉淀的生成热会影响反应的反应热，故不能用 Ba(OH)2 溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。正确理解中和热，注意操作与计算细节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(0.10.5 m
15、olL1)。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。考点四 有关反应热的比较、计算1H 的比较比较 H 的大小时需考虑正负号，对放热反应，放热越多，H 越小；对吸热反应，吸热越多，H越大。2反应热的有关计算(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物的物质的量成
16、正比。(2)根据盖斯定律求算应用盖斯定律进行简单计算时，关键在于设计反应过程，同时注意：参照新的热化学方程式(目标热化学方程式)，结合原热化学方程式(一般 23 个)进行合理“变形”，如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数，然后将它们相加、减，得到目标热化学方程式，求出目标热化学方程式的 H 与原热化学方程式之间 H 的换算关系。当热化学方程式乘、除以某一个数时，H 也应相应地乘、除以某一个数；方程式进行加减运算时，H 也同样要进行加减运算，且要带“”、“”符号，即把 H 看作一个整体进行运算。将一个热化学方程式颠倒书写时，H 的符号也随之改变，但数值不变。在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(
17、固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。(3)根据物质燃烧放热的数值计算：Q(放)n(可燃物)|H|说明 方法(2)常用于判断物质能量的大小关系及稳定性。深度思考1同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，放出的能量是否相同？放出的热量哪个多？为什么？答案 相同；在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。2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)H2”、“解析 因为 C(g)=C(l)H30则 H3H2H1，H2H1。(2)同一反应，反应物状态不同时S(g
18、)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20则 H1_H2。答案 解析 S(g)H3 S(s)H2 SH1O2(g)H2H3H1，则 H3H1H2，又 H30，所以 H1H2。(3)两个有联系的不同反应相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10C(s)12O2(g)=CO(g)H20则 H1_H2。答案 解析 根据常识可知 CO(g)12O2(g)=CO2(g)H3H1。3已知 Al2O3(s)AlCl3(g)3C(s)=3AlCl(g)3CO(g)Ha kJmol1判断下列变化过程是否正确，正确的划“”，错误的划“”(1)3AlCl(g)3CO(g)=Al2O3(s
19、)AlCl3(g)3C(s)Ha kJmol1()(2)AlCl(g)CO(g)=13Al2O3(s)13AlCl3(g)3C(s)H13a kJmol1()(3)2Al2O3(s)2AlCl3(g)6C(s)=6AlCl(g)6CO(g)H2a kJmol1()答案(1)(2)(3)利用状态，迅速比较反应热的大小 若反应为放热反应1当反应物状态相同，生成物状态不同时，生成固体放热最多，生成气体放热最少。2当反应物状态不同，生成物状态相同时，固体反应放热最少，气体反应放热最多。3在比较反应热(H)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，H 反而越小。题组一 利用盖斯定律书写热化学
20、方程式1LiH 可作飞船的燃料，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。答案 2LiH(s)O2(g)=Li2O(s)H2O(l)H702 kJmol1解析 2LiH(s)=2Li(s)H2(g)H182 kJmol12Li(s)12O2(g)=Li2O(s)H598 kJmol1H2(g)12O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1上述三式相加得：2LiH(s)O2(g)=Li2O
21、(s)H2O(l)H702 kJmol1题组二 利用盖斯定律计算反应热2在 25、101 kPa 时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为 393.5 kJmol1、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 kJmol1D191 kJmol1答案 A解析 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)H393.5kJmol1；H2(g)12O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1；CH3COOH(l
22、)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H870.3 kJmol1。则 2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)可由反应22得出，则反应热为393.5 kJmol12(285.8 kJmol12)(870.3 kJmol1)488.3 kJmol1。题组三 利用盖斯定律定性判断 H 间的关系3(2013新课标全国卷，12)在 1 200 时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)32O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)=32S2(g)2H2O(g)H2H2S(g)12O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4则 H4 的
23、正确表达式为()AH423(H1H23H3)BH423(3H3H1H2)CH432(H1H23H3)DH432(H1H23H3)答案 A解析 给题中方程式依次编号为、，3 得 3S(g)=32S2(g)(H1H23H3)故 2S(g)=S2(g)H423(H1H23H3)。利用盖斯定律书写热化学方程式 特别提醒：通过热化学方程式变形时，利用“加法”不容易出错。考点五 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。深度思考判断正误，正确的划“”，错
24、误的划“”(1)太阳能是清洁能源()(2)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能()(3)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用()(4)人类利用的能源都是通过化学反应获得的()(5)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一()(6)食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源()(7)粮食作物是制乙醇燃料的重要原料()(8)化石燃料属于可再生能源，不影响可持续发展()(9)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中 PM2.5 的含量()(10)开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料()(11)低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代
25、替化石燃料，减少温室气体的排放()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)题组一 正确理解能源的种类1能源分类相关图如下图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是()A煤炭、石油、沼气B水能、生物能、天然气C太阳能、风能、潮汐能D地热能、海洋能、核能答案 C2能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一，能源家族中：煤炭、核能、石油、天然气、水能、风能、地热能等，属于不可再生的是_(填序号，下同)；属于新能源的是_。答案 题组二 能源的开发和利用3为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的
26、是()AH2O 的分解反应是吸热反应B氢能源已被普遍使用C2 mol 液态 H2O 具有的总能量低于 2 mol H2 和 1 mol O2 的能量D氢气不易贮存和运输，无开发利用价值答案 AC解析 2H2O(l)=2H2(g)O2(g)是吸热反应，说明 2 mol 液态 H2O 的能量低于 2 mol H2 和 1 mol O2的能量。因由水制取 H2 耗能多且 H2 不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。4为缓解能源紧张，越来越多的国家开始重视生物质能源(利用能源作物和有机废料，经过加工转变为生物燃料的一种能源)的开发利用。(1)如图是某国能源结构比例图，其中生物质能源所
27、占的比例是_。(2)生物柴油是由动植物油脂转化而来，其主要成分为脂肪酸酯，几乎不含硫，生物降解性好，一些国家已将其添加在普通柴油中使用。关于生物柴油及其使用，下列说法正确的是_。生物柴油是可再生资源 可减少二氧化硫的排放与普通柴油相比易分解 与普通柴油制取方法相同ABCD答案(1)27%(2)A解析(1)油料作物和甘蔗是能源作物，属生物质能源；化石燃料不是生物质能源。(2)生物柴油的原料是动植物油脂，可再生(对)，几乎不含硫(对)，生物降解性好(对)，主要成分为酯类，而普通柴油源于烃类(石油)，所以错。探究高考 明确考向江苏五年高考1判断正误，正确的划“”，错误的划“”如图表示某吸热反应分别在
28、有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化()(2011江苏，10A)解析 该反应为放热反应。22013江苏，20(1)白磷(P4)可由 Ca3(PO4)2、焦炭和 SiO2 在一定条件下反应获得。相关热化学方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)10C(s)=6CaO(s)P4(s)10CO(g)H13 359.26 kJmol1CaO(s)SiO2(s)=CaSiO3(s)H289.61 kJmol12Ca3(PO4)2(s)6SiO2(s)10C(s)=6CaSiO3(s)P4(s)10CO(g)H3则 H3_kJmol1。答案(1)2 821.6解析(1)2Ca3(PO4)2(s)10C(
29、s)=6CaO(s)P4(s)10CO(g)H13 359.26 kJmol1CaO(s)SiO2(s)=CaSiO3(s)H289.61 kJmol1由盖斯定律，目标反应可由反应反应6，则 H3H1H262 821.6 kJmol1。3.2011江苏，20(1)(2)(3)(5)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H206.2 kJmol1CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247.4 kJmol12H2S(g)=2H2(g)S2(g)H169.8 kJmol1(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上
30、常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为_。(2)H2S 热分解制氢时，常向反应器中通入一定 比例空气，使部分 H2S 燃烧，其目的是_；燃烧生成的 SO2 与 H2S 进一步反应，生成物在常温下均非气体，写出该反应的化学方程式：_。(3)H2O 的热分解也可得到 H2，高温下水分解体系中主要气体的体积分数与温度的关系如下图所示。图中 A、B 表示的物质依次是_。(5)Mg2Cu 是一种储氢合金。350 时，Mg2Cu 与 H2 反应，生成 MgCu2 和仅含一种金属元素的氢化 物(其 中 氢 的 质 量 分 数 为0.077)。Mg2Cu与H
31、2反 应 的 化 学 方 程 式 为_。答案(1)CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165.0 kJmol1(2)为 H2S 的热分解反应提供热量2H2SSO2=2H2O3S(或 4H2S2SO2=4H2O3S2)(3)H、O(或氢原子、氧原子)(5)2Mg2Cu3H2,MgCu23MgH242010江苏，17(2)燃煤烟气脱硫方法之一是用生物质热解气(主要成分 CO、CH4、H2)将 SO2在高温下还原成单质硫。主要发生了下列反应：2CO(g)SO2(g)=S(g)2CO2(g)H8.0 kJmol12H2(g)SO2(g)=S(g)2H2O(g)H90.4 kJmol1
32、2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566.0 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1S(g)与 O2(g)反应生成 SO2(g)的热化学方程式可表示为_。答案 S(g)O2(g)=SO2(g)H574.0 kJmol1解析 根据盖斯定律：2CO(g)O2(g)2CO(g)SO2(g)=2CO2(g)S(g)2CO2(g)H566.0kJmol18.0 kJmol1 得 S(g)O2(g)=SO2(g)H574.0 kJmol1。各省市两年高考1(2014新课标全国卷，13)室温下，将 1 mol 的 CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热
33、效应为 H1，将 1 mol 的 CuSO4 溶于水会使溶液温度升高，热效应为 H2；CuSO4(s)5H2O(s)受热分解的化学方程式为 CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为 H3。则下列判断正确的是()AH2H3BH1H3CH1H3H2DH1H2H3答案 B解析 1 mol CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反应，故 H10,1 mol CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热过程，故 H20,1 mol CuSO45H2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成 1 mol CuSO4(s)和 5 mol 水，然后 1 mol CuS
34、O4(s)再溶于水，CuSO45H2O 的分解为吸热反应，即 H30，根据盖斯定律得到关系式 H1H2H3，分析得到答案：H1H3。2(2014重庆理综，6)已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)Ha kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H220 kJmol1HH、O=O 和 OH 键的键能分别为 436、496 和 462 kJmol1，则 a 为()A332B118C350D130答案 D解析 根据盖斯定律和焓变与键能的关系解答。根据题中给出的键能可得出热化学方程式：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H3(24364964462)kJmol1，即2H2(g)O2(g
35、)=2H2O(g)H3480 kJmol1，题中2C(s)O2(g)=2CO(g)H2220 kJmol1，()12得C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H1(H2H3)12，即 a(220480)12130，选项 D 正确。3(2013重庆理综，6)已知：P4(g)6Cl2(g)=4PCl3(g)，Ha kJmol1，P4(g)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb kJmol1，P4 具有正四面体结构，PCl5 中 PCl 键的键能为 c kJmol1，PCl3 中 PCl 键的键能为 1.2c kJmol1。下列叙述正确的是()APP 键的键能大于 PCl 键的键能B可求 Cl2(
36、g)PCl3(g)=PCl5(s)的反应热 HCClCl 键的键能ba5.6c4kJmol1DPP 键的键能为5a3b12c8kJmol1答案 C解析 A 项，由于氯原子半径小于磷原子半径，所以 PP 键的键能应小于 PCl 键的键能，错误；B 项，由于不知 PCl5(g)=PCl5(s)对应的 H，所以无法根据盖斯定律求得该反应的 H，错误；C 项，P4(g)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb kJmol1P4(g)6Cl2(g)=4PCl3(g)Ha kJmol1得Cl2(g)PCl3(g)=PCl5(g)Hba4kJmol1EClCl31.2c kJmol15c kJmol1ba4k
37、Jmol1EClClba5.6c4kJmol1，正确；D 项，根据 P4(g)10Cl2(g)=4PCl5(g)Hb kJmol1 得6EPP10ba5.6c4kJmol145c kJmol1b kJmol1EPP5a12c3b12kJmol1，错误。4(2013福建理综，11)某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将 H2O、CO2 转变为 H2、CO。其过程如下：mCeO2太阳能(mx)CeO2xCexO2(mx)CeO2xCexH2OxCO2900 mCeO2xH2xCO下列说法不正确的是()A该过程中 CeO2 没有消耗B该过程实现了太阳能向化学能的转化C右图中 H1H2H3D
38、以 CO 和 O2 构成的碱性燃料电池的负极反应式为 CO4OH2e=CO23 2H2O答案 C解析 抓住盖斯定律的含义(反应的焓变与途径无关，只与始态和终态有关)解题。A 项根据题干中已知的两个反应可以看出，CeO2 在反应前后没有变化，CeO2 应是水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳的催化剂；B 项在太阳能的作用下，水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，太阳能转化为化学能；C 项根据盖斯定律可知H1H2H3；D 项以一氧化碳和氧气构成的碱性燃料电池，负极应为一氧化碳失电子，在碱性条件下一氧化碳应变为碳酸根离子，结合选项中所给的电极反应式，再根据电荷守恒、得失电子守恒则可判断其正确。52014北京
39、理综，26(3)已知：2NO2(g)N2O4(g)H12NO2(g)N2O4(l)H2下列能量变化示意图中，正确的是(选填字母)_。答案 A解析 等质量的 N2O4(g)具有的能量高于 N2O4(l)，因此等量的 NO2(g)生成 N2O4(l)放出的热量多，只有 A 项符合题意。62014新课标全国卷，28(1)(2)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)，再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式_。(2)已知：甲醇脱水反应 2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g
40、)H123.9 kJmol1甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)=C2H4(g)2H2O(g)H229.1 kJmol1乙醇异构化反应 C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)H350.7 kJmol1则乙烯气相直接水合反应 C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)的 H_ kJmol1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是_。答案(1)CH2=CH2H2SO4(浓)C2H5OSO3H，C2H5OSO3HH2OC2H5OHH2SO4(2)45.5 污染小，腐蚀性小等7(2014高考试题组合)(1)2014四川理综，11(3)已知：25、101 kPa 时，Mn(s)O2(g)=MnO2
41、(s)H520 kJmol1S(s)O2(g)=SO2(g)H297 kJmol Mn(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_。(2)2014浙江理综，27(3)煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以 CaSO4 的形式固定，从而降低 SO2 的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO 又会与 CaSO4 发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H1218.4 kJmol1(反
42、应)CaSO4(s)4CO(g)CaS(s)4CO2(g)H2175.6 kJmol1(反应)假设某温度下，反应的速率(v1)大于反应的速率(v2)，则下列反应过程能量变化示意图正确的是_。(3)2014广东理综，31(1)用 CaSO4 代替 O2 与燃料 CO 反应，既可提高燃料效率，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。1/4CaSO4(s)CO(g)1/4CaS(s)CO2(g)H147.3 kJmol1CaSO4(s)CO(g)CaO(s)CO2(g)SO2(g)H2210.5 kJmol1CO(g)1/2C(s)1/2CO2(g)H
43、386.2 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)。(4)2014大纲全国卷，28(1)化合物 AX3 和单质 X2 在一定条件下反应可生成化合物 AX5。回答下列问题：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1molAX5，放 出 热 量123.8kJ。该 反 应 的 热 化 学 方 程 式 为_。(5)2014天津理综，7(4)晶体硅(熔点 1 410)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：Si粗C
44、l2460 SiCl4蒸馏 SiCl4纯 H21 100 Si硅写出 SiCl4 的电子式：_；在上述由 SiCl4 制纯硅的反应中，测得每生成 1.12 kg 纯硅需吸收 a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。答案(1)MnO2(s)SO2(g)=MnSO4(s)H248 kJmol1(2)C(3)4H1H22H3(4)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJmol1(5)SiCl4(g)2H2(g)=1 100 Si(s)4HCl(g)H0.025a kJmol18(2013高考试题组合)(1)2013新课标全国卷，28(3)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一
45、种新型能源。由合成气(组成为 H2、CO 和少量的 CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：甲醇合成反应：()CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H190.1 kJmol1()CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H249.0 kJmol1水煤气变换反应：()CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.1 kJmol1二甲醚合成反应：()2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H424.5 kJmol1由 H2 和 CO 直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_。(2)2013四川理综，11(5)节选焙烧产生的 SO2 可
46、用于制硫酸。已知 25、101 kPa 时：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1197 kJmol1；H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol1；2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)H3545 kJmol1。则 SO3(g)与 H2O(l)反应的热化学方程式是_。(3)2013浙江理综，27(1)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：反应：2NH3(l)H2O(l)CO2(g)(NH4)2CO3(aq)H1反应：NH3(l)H2O(l)CO
47、2(g)NH4HCO3(aq)H2反应：(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)2NH4HCO3(aq)H3H3 与 H1、H2 之间的关系是：H3_。(4)2013天津理综，10(2)为减少 SO2 的排放，常采取的措施有：将煤转化为清洁气体燃料。已知：H2(g)12O2(g)=H2O(g)H241.8 kJmol1C(s)12O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：_。(5)2013北京理综，26(2)汽车发动机工作时会引发 N2 和 O2 反应，其能量变化示意图如下：写出该反应的热化学方程式：_。答案(1)2CO(g)4H2(g)=C
48、H3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1(2)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJmol1(3)2H2H1(4)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1(5)N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJmol1解析(1)筛选用热化学方程式为()和()，用()2()即可得目标方程式：2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H204.7 kJmol1。(2)根据盖斯定律，得出 SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H4 只须按下式进行即可：H12(H3H12H2)130 kJmol1，热化学方程式应为SO3(
49、g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJmol1。(3)式2式，即可得反应。(4)下式减上式即可求得热化学方程式。(5)拆开化学键吸收能量，形成化学键释放能量N2(g)O2(g)=2NO(g)其 H 计算方法如下：H945 kJmol1498 kJmol12630 kJmol1183 kJmol1。练出高分一、单项选择题1美国现任总统奥巴马就环境问题公开表示，到 2020 年，美国将会把温室气体排放量削减到 1990年水平的 80%，此外美国将把新能源比重提高到 30%。奥巴马还计划每年拿出 150 亿美元大举投资太阳能、风能和生物质能源等，并且举全国之力构建美国的低碳经济领袖地位。下
50、列说法不正确的是()ACO2、甲烷都属于温室气体B用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体C太阳能、风能和生物质能属于新能源D太阳能电池可将太阳能直接转化为电能答案 B解析 乙醇作燃料产生 CO2 气体，会引起温室效应，B 项错误。2一定条件下，发生反应：M(s)N(g)R(g)HQ1 kJmol1，2R(g)N(g)2T(g)HQ2 kJmol1。Q1、Q2、Q3 均为正值。下列说法正确的是()A1 mol R(g)的能量总和大于 1 mol M(s)与 1 mol N(g)的能量总和B将 2 mol R(g)与 1 mol N(g)在该条件下充分反应，放出热量 Q2
51、kJC当 1 mol M(s)完全转化为 T(g)时(假定无热量损失)，放出热量(Q1Q22)kJDM(g)N(g)R(g)HQ3 kJmol1，则 Q3Q1答案 C解析 A 项，为放热反应，所以 1 mol R(g)的总能量应小于 1 mol M(s)与 1 mol N(g)的能量总和；B 项，为可逆反应，放出热量小于 Q2 kJ；C 项，由盖斯定律得，M(s)32N(g)=T(g)H(Q1Q22)kJmol1，正确；D 项，M(s)和 N(g)反应放出热量少，所以 Q3Q1。3下列推论正确的是()AS(g)O2(g)=SO2(g)H1；S(s)O2=SO2(g)H2，则 H1H2BC(石墨
52、，s)=C(金刚石，s)H1.9 kJmol1，则由石墨制取金刚石的反应是吸热反应，金刚石比石墨稳定CNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.4 kJmol1，则：含 20 g NaOH 的稀溶液与稀盐酸完全反应，放出的热量为 28.7 kJD2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJmol1，则碳的燃烧热等于 110.5 kJmol1答案 C解析 A 项，S(s)和 O2(g)反应放出热量少，所以 H1H2；B 项，能量越低越稳定，石墨的稳定性大于金刚石；D 项，碳的燃烧热指的是 1 mol C(s)完全燃烧生成 CO2(g)放出的热量。4已知：C(s)O2
53、(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下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10，H30BH20CH2H1H3DH3H4H5答案 C5已知：H2(g)12O2(g)=H2O(g)H1a kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1H2(g)12O2(g)=H2O(l)H3c kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3d kJmol1下列关系式中正确的是()Aac0Bbd0C2ab0D2cd0答案
54、C解析 氢气燃烧是放热反应，H 小于 0，放出的热量越多，H 越小。由于液态水的能量低于气态水的能量，所以氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量多，因此，2cd2ab0，答案选 C。6在 25、101 kPa 下，1 g 甲醇燃烧生成 CO2 和液态水时放热 22.68 kJ，下列热化学方程式正确的是()ACH3OH(l)32O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.76 kJmol1B2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 451.52 kJmol1C2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(l)H725.76 kJmol1D2CH3OH(l)3O2
55、(g)=2CO2(g)4H2O(l)H1 451.52 kJmol1答案 B解析 甲醇燃烧是放热反应，所以反应热 H 应小于 0，A、D 不正确；2 mol 甲醇的质量是 64 g，完全燃烧放出的热量是 22.68 kJ641 451.52 kJ，所以答案选 B。二、不定项选择题7下列说法正确的是()A右图可表示水分解过程中的能量变化B若 2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJmol1，则碳的燃烧热为 110.5 kJmol1C需要加热的反应一定是吸热反应，常温下能发生的反应一定是放热反应D已知：对于反应 H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)Ha kJmol1，：且 a、b、c
56、 均大于零，则断开 1 mol HCl 键所需的能量为 abc2kJ答案 AD解析 A 项，水分解过程是吸热反应，使用催化剂会降低活化能，正确；B 项，燃烧热是 1 mol 物质生成稳定的产物(如 CO2)放出的热量，错误；C 项，加热与吸热、放热反应无关，如金属的燃烧多数需要加热，错误；D 项，1 mol HCl 键所需的能量为abc2kJ，正确。8下列说法正确的是()A任何酸与碱发生中和反应生成 1 mol H2O 的过程中，能量变化均相同B同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的 H 相同C已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1a kJmol1，2
57、H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2b kJmol1，则 abD已知：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1，C(金刚石，s)O2(g)=CO2(g)H2395.0 kJmol1，则金刚石比石墨稳定答案 B9反应 A(g)B(g)C(g)H，分两步进行：A(g)B(g)X(g)H1X(g)C(g)H2，反应过程中能量变化如图所示，E1 表示 ABX 的活化能，下列说法正确的是()AH1HH20BX 是反应 A(g)B(g)C(g)的催化剂CE2 是反应的活化能DHE1E2答案 A三、非选择题10在量热计(如图)中将 100 mL 0.50 molL1 的 CH3
58、COOH 溶液与 100 mL 0.55 molL1 NaOH 溶液混合，温度从 298.0 K 升高到 300.7 K。已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高 1 K 所需要的热量)是 150.5 JK1，溶液密度均为 1 gmL1，生成溶液的比热容 c4.184 Jg1K1(已知 CH3COOH电离要吸热)。(1)CH3COOH 的中和热 H_。(2)CH3COOH 中和热的文献值为56.1 kJmol1，你认为造成(1)中测得的实验值有偏差的可能原因是_。(3)实验中 NaOH 溶液过量的目的是_。(4)你认为 CH3COOH 的中和热与盐酸的中和热绝对值相比，_的较大，其原因是_。答
59、案(1)53.3 kJmol1(2)量热计的保温杯绝热效果不好、酸碱溶液混合不迅速或温度计不够精确(答案合理即可)(3)保证 CH3COOH 完全被中和，从而提高实验准确度(4)盐酸 CH3COOH 电离时要吸热，中和时放热较少解析(1)CH3COOH 为 0.050 mol，NaOH 为 0.055 mol，碱过量，应以酸的量计算出生成 0.050 molH2O的 反 应 热，进 而 计 算 出 生 成1molH2O的 反 应 热，即H 150.5 JK14.184 Jg1K1100 g100 g300.7 K298.0 K0.050 mol5.33104 Jmol153.3kJmol1。(
60、2)本实验测得 CH3COOH 中和热的实验值不等于文献值，原因可能有以下三个方面：量热计的保温杯绝热效果不好；酸、碱溶液混合不迅速；温度计不够精确。(3)过量的碱能保证 CH3COOH完全被中和，从而提高实验准确度。(4)CH3COOH 电离时要吸热，中和时放热较少。11按要求回答下列问题(1)已知在常温常压下：2CH3OH(l)3O2(g)=2CO2(g)4H2O(g)H1 275.6 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_。(2)已知：CH3OH(g)12O2(g)CO2(g)2H2(g)H1192.9 kJmol1H2(g)12
61、O2(g)H2O(g)H2120.9 kJmol1则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变 H3_。(3)苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯(C6H5CH2CH3)为原料，采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5CH=CH2)的反应方程式为C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)H2(g)H1已知：3C2H2(g)C6H6(g)H2C6H6(g)C2H4(g)C6H5CH2CH3(g)H3则反应 3C2H2(g)C2H4(g)C6H5CH=CH2(g)H2(g)的 H_。(4)氨的合成是最重要的化工生产之一。工业上合成氨用的 H2 有多种制取的方法：用焦炭跟水反应：C(s)H2O(g)
62、=高温 CO(g)H2(g)；用天然气跟水蒸气反应：CH4(g)H2O(g)=高温催化剂CO(g)3H2(g)已知有关反应的能量变化如下图所示，则方法中反应的 H_。(5)甲醇是一种用途广泛的化工原料。工业上常用下列两种反应制备甲醇：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H190.1 kJmol1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(l)H2已知：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H341.1 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H444.0 kJmol1则 H2_。答案(1)CH3OH(l)32O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H725.8 kJmol1(2)72
63、.0 kJmol1(3)H1H2H3(4)(a3bc)kJmol1(5)93.0 kJmol112(1)2013 年以来，全国很多地区都曾陷入严重的雾霾和污染天气中，冬季取暖排放的 CO2、汽车尾气等都是形成雾霾的因素。已知：N2(g)O2(g)=2NO(g)H179.5 kJmol12NO(g)O2(g)=2NO2(g)H112.3 kJmol12NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)H759.8 kJmol1下图是在 101 kPa,298 K 条件下 1 mol NO2 和 1 mol CO 反应生成 1 mol CO2 和 1 mol NO 过程中能量变化的示意图。则 a_。(2)利用反应 A 可将释放的 CO2 转化为具有工业利用价值的产品。反应 A：CO2H2O=电解高温 COH2O2已知：反应是_反应(填“吸热”或“放热”)，其原因是_。反应 A 的热化学方程式是_。(3)一定条件下，在容积为 3 L 的密闭容器中反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)达到化学平衡状态。根据题目有关信息，请在右下坐标图中标示出该化学反应过程的能量变化(标明信息)。答案(1)368(2)吸热 反应物总能量低于生成物总能量(或 H0)CO2(g)H2O(g)=CO(g)H2(g)O2(g)H524.8 kJmol1(3)