1、专题5.解决与化学反应中能量变化相关的问题考试说明中：能说明化学反应中能量转化的原因，知道化学变化中常见的能量转化形式。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）的概念。能正确书写热化学方程式，能用盖斯定律进行简单化学反应反应热的计算。高考试卷中：判断吸热反应、放热反应和H的大小，判断物质能量高低及稳定性，根据题目中的条件书写热化学方程式，用盖斯定律进行简单化学反应反应热的计算。主要考查基础知识与基本技能，难度不大。答题过程中：敏捷、准确地接受试题中所给出的信息，运用相关能量变化的知识进行判断及计算。一能力展示1.根据碘与氢气反应的热化学方程式 (i) I2(g
2、)+ H2(g) 2HI(g) H = -9.48 kJ (ii) I2(S)+ H2(g)2HI(g) H = +26.48 kJ 下列判断正确的是A254g I2(g)中通入2gH2(g)，反应放热9.48 kJB1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJC反应(i)的产物比反应(ii)的产物稳定D反应(ii)的反应物总能量比反应(i)的反应物总能量低2. 已知：2Zn（s）+O2（g）=2ZnO（s） H1=-701.0kJmol-1 2Hg（l）+O2（g）=2HgO（s） H2=-181.6kJmol-1则反应Zn（s）+ HgO（s）=ZnO（s）+ Hg（l
3、）的H为A. +519.4kJmol-1 B. +259.7 kJmol-1 C. -259.7 kJmol-1 D. -519.4kJmol-1 3. 一些烷烃的燃烧热如下表：化合物燃烧热/kJmol1化合物燃烧热/kJmol1甲烷890.3正丁烷2878.0乙烷1560.8异丁烷2869.6丙烷2221.52甲基丁烷3531.3下列表达正确的是()A乙烷燃烧的热化学方程式为：2C2H6(g)7O2(g)=4CO2(g)6H2O(g)；H1560.8 kJmol1B稳定性：正丁烷异丁烷C正戊烷的燃烧热大于3531.3 kJmol1D相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越多4.能源
4、是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。(1)在25、101 kPa时，16 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是890.31 kJ，则CH4燃烧的热化学方程式是_。(2)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)；H437.3 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)；H285.8 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)；H283.0 kJmol1则煤的气化主要反应的热化学方程式是：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)；H_kJmol1。过程分析：1. 反应是可逆反应，反应物不能完全转化；利用盖斯定律可得出1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量
5、相差35.96 kJ；同一种物质的能量在相同条件下，能量一样多。同样利用盖斯定律可得出选项D正确。答案：D2反应的焓值由盖斯定律直接求出。即(H1-H2)/2=-259.7 kJmol-1。答案：C3. 选项A，所给的热化学方程式中H2O为非稳定的气态，且H值也与化学计量数不符，错误。选项B，等物质的量的正丁烷燃烧释放出的热量大于异丁烷，说明正丁烷具有的总能量大于异丁烷，能量越高越不稳定，所以异丁烷的稳定性大于正丁烷。选项C，根据正丁烷的燃烧热大于异丁烷，推知正戊烷的燃烧热大于2甲基丁烷的燃烧热，即正戊烷的燃烧热大于3531.5 kJmol1。选项D，相同质量的烷烃，氢的质量分数越大，燃烧放出
6、的热量越多。答案：C4.(1)根据提供信息，1 mol甲烷完全燃烧生成液态水放出890.31 kJ的热量，因此其热化学方程式为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)；H890.31 kJmol1。(2)设提供的三个反应分别为、，根据盖斯定律，C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)可以通过得到，因此该反应的H437.3 kJmol1(285.8 kJmol1)(283.0 kJmol1)131.5 kJmol1。答案：(1)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)；H890.31 kJmol1(2)131.5精要点评：1.能源问题是涉及人类生活和世界发展的社会热点
7、，因此，化学反应中的能量变化将成为今后高考命题的热点内容，要正确理解的含义，学会结合相关知识来解决实际问题。2.书写和理解热化学方程式，其中的化学计量数和物质状态标记都必须正确。二能力培养1. 已知：H(aq)OH(aq)=H2O(l)；H1；2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)；H2。其他条件不变时，改变反应物的量，则下列判断正确的是()AH1增大，H2减小 BH1增大，H2增大CH1减小，H2减小 DH1不变，H2不变分析：H1表示稀溶液中强酸与强碱反应生成1 mol水的反应热，与反应物的量无关；H2表示2 mol二氧化硫气体与1 mol氧气完全反应生成2 mol三氧化硫气体的反应热，
8、与反应物的量无关。答案：D2. 反应2CO2=2CO的能量变化如下图所示。下列说法正确的是()A12g C(s)与一定量O2(g)反应生成14 g CO(g)放出的热量为110.5 kJB2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g)，放出的热量大于221 kJC该反应的热化学方程式是2C(s)O2(g)=2CO(g)；H221 kJD该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差分析：根据图示，12 g C(s)与一定量O2(g)反应生成28 g CO(g)放出的热量为110.5 kJ，A错；2 mol C(s)与O2(g)反应生成
9、CO(g)放出的热量为221 kJ，由于CO(g)与O2(g)反应生成CO2(g)放热，因此2 mol C(s)与足量O2(g)反应生成CO2(g)放出的热量大于221 kJ，B对；该反应的热化学方程式是2C(s)O2(g)=2CO(g)；H221 kJ/mol，C错；该反应的反应热等于CO分子中化学键形成时所释放的总能量与C、O2分子中化学键断裂时所吸收的总能量的差，D错。答案：B3.由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：已知： C (s) +O2 (g) CO2 (g)； H = -393.5 kJmol-1 2CO (g) + O2 (g) 2CO2 (g)； H = -56
10、6 kJmol-1 TiO2(s) + 2Cl2 (g) TiCl4(s) + O2(g)； H = +141 kJmol-1则TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(s) + 2CO (g)的=_。 分析：三个反应分别为、，根据盖斯定律，TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(s) + 2CO (g) 的可以通过+2 得到，= +141 kJmol-1 +（-393.5 kJmol-1）2（-566 kJmol-1）-80 kJmol-1。答案：-80 kJmol-1 方法指导：1. 焓变只与反应的始态、终态有关，与途径无关，与热化学方程式中各化学计量数相对应
11、。2. 根据已知的热化学方程式来书写新的热化学方程式及焓变，先写出反应物和生成物并标明物质聚集状态，然后对已知的热化学方程式进行加减即可。三能力测评1. 下列关于能量变化的说法正确的是 ( )A“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰相比较，冰的能量高B化学反应在物质变化的同时，伴随着能量变化，其表现形式只有吸热和放热两种C已知C(石墨，s)=C(金刚石，s ) H0，则金刚石比石墨稳定D化学反应遵循质量守恒的同时，也遵循能量守恒2.用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如： CH4（g）4NO2（g）4NO（g）CO2（g）2H2O（g）H574 kJmol1CH4（g）4NO
12、（g）2N2（g）CO2（g）2H2O（g）H1160 kJmol1若用标准状况下4.48L CH4还原NO2至N2整个过程中转移的电子总数为_（阿伏加德罗常数的值用NA表示），放出的热量为_kJ。3 .在火箭推进器中装有还原剂肼（N2H4）和强氧化剂（H2O2），当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热（1）写出肼和H2O2反应的热化学方程式 。（2）肼（N2H4）和NO2两种物质混合发生反应生成N2和H2O（g），已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量，其热化学方程式为 。解题分析：1.
13、A项中水比冰能量高。B项中化学反应在物质变化时，除了热量变化外，可能还有其他能量变化，如光能等等。C项中从石墨到金刚石过程为吸热，应该是石墨稳定。D项正确。 2.由盖斯定律得所求方程CH4（g）2NO2（g） N2（g）CO2（g）2H2O（g）的反应热为H （1）+（2）/2 （574 kJmol1+1160 kJmol1）/2867 kJmol1. 4.48L CH4为0.2 mol，放出的热量为0.2 mol867 kJmol1=173.4 kJ，电子转移总数为0.2 NA1.6 NA. 答案：1.6NA 173.43. 先写出反应物和生成物并标明物质聚集状态，然后根据物质的量来计算H。
14、答案：（1）N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）；H= 641.6kJ mol1 (2) 2N2H4（g）2NO2（g）3N2（g）4H2O（g）；H1136 kJ mol1防错机制：1.热化学方程式中物质聚集状态很重要，必须看清和标明。2.利用盖斯定律进行计算和书写新的热化学方程式，必须注意：一是化学计量数关系，决定乘和除的倍数，二是反应物的方位，决定加和减关系。方程式和反应热同步加减。四能力提升1化学反应中通常伴随着能量变化, 下列说法中错误的是( ) .A. 煤燃烧时将部分化学能转化为热能B. 电解熔融Al2O3 时将部分化学能转化为电能C. TNT 爆炸时将部分
15、化学能转化为动能D. 镁条燃烧时将部分化学能转化为光能2. 已知：H2(g)F2(g)2HF(g) ；H一270kJmol1，下列说法正确的是( ) A2L氟化氢气体分解成1L的氢气和1L的氟气吸收270kJ热量B1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量小于270kJC在相同条件下，1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量D1个氢气分子与1个氟气分子反应生成2个氟化氢分子放出270kJ的热量3.反应CO(g)2H2(g)CH3OH(g)过程中的能量变化情况如下图所示，曲线和曲线分别表示不使用催化剂和使用催化剂的两种情况。下列判断正确的是()A该反应
16、的H91 kJ/molB加入催化剂，该反应的H变小C反应物的总能量大于生成物的总能量D如果该反应生成液态CH3OH，则H变大4. 已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)；H566 kJmol1， N2(g)O2(g)=2NO(g)；H180 kJmol1，则2CO(g)2NO(g)=N2(g)2CO2(g)的H是()A386 kJmol1 B386 kJmol1C746 kJmol1 D746 kJmol15. 己知：与反应的H12.1 kJmol1；与反应的H55.6 kJmol1。则在水溶液中电离的H等于（ ）w_w w. k#s5 _u o*m A67.7kJmol1 B43.5k
17、Jmol1C+43.5kJmol1 D+67.7kJmol16.以下反应中，H 1 H 2 的是AS(s)O2(g) SO2(g) H 1 kJ； S(g)O2(g) SO2(g) H 2 kJB2H2(g)O2(g) 2H2O(l) H 1 kJ ；2H2(g)O2(g) 2H2O(g) H 2 kJCNaOH(aq)HCl(aq) NaCl(aq)H2O(l) H 1 kJ NaOH(aq)HAc(aq) NaAc(aq)H2O(l) H 2 kJDH2(g)Cl2(g) 2HCl(g) H 1 kJ， H2(g)F2(g) 2HF(g) H 2 kJ7. 已知：2CO(g)+O2(g)=
18、2CO2(g) H=-566 kJ/molNa2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+ H=-226 kJ/mol根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是A.CO的燃烧热为283 kJB.右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g) H-452 kJ/molD.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为6.0210238.在常温常压下，已知：4Fe(s) + 3O2(g) = 2Fe2O3(s) H14Al(s) + 3O2(g) = 2Al2O3(s) H22Al(s) + Fe2O
19、3(s) = Al2O3(s) + 2Fe(s) H3则H3与H1和H2间的关系正确的是AH3=（H1+H2） BH3=H2H1 CH3=2（H2+H1） DH3=（H2H1）9.现有下列热化学方程式CaCO3(s)=CaOCO2(g)；H177.7 kJC(s)H2O(s)=CO(g)H2(g)；H131.3 kJ/mol H2SO4(l)NaOH(l)=Na2SO4(l)H2O(l)；H57.3 kJ/mol C(s)O2(g)=CO2(g)；H393.5 kJ/molCO(g)O2(g)=CO2(g)；H283 kJ/mol HNO3(aq)NaOH(aq)=NaNO3(aq)H2O(l
20、)；H57.3 kJ/mol 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)；H517.6 kJ/mol(1)上述热化学方程式中，不正确的有_，不正确的理由分别是_。(2)根据上述信息，写出C转化为CO的热化学方程式_。(3)上述反应中，表示燃烧热的热化学方程式有_；表示中和热的热化学方程式有_。10.(1) 已知：N2(g)+O2(g) 2NO(g)；H180.5kJ/mol4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ；H-905kJ/mol2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ；H-483.6kJ/mol则N2(g)3H2(g)2NH3(g)的 H =_ _(2) 高炉内可能发生如
21、下反应：C(s)O2(g) CO2(g) H1393.5 kJmol1 C(s)CO2(g) 2CO(g) H2172.5 kJmol1 4CO(g)Fe3O4(s) 4CO2(g)3Fe(s) H313.7 kJmol1 请计算3Fe(s)2O2(g) Fe3O4(s)的H 。 (3)已知：N2(g)+O2(g) =2NO(g) H=180.5 kJmol12C (s)十O2(g) =2CO(g) H=221.0 kJmol1C (s)十O2(g) =CO2(g) H393.5 kJmol1则反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) 的H= 。(4) 有关反应如下：NO2(
22、g)+SO2(g)+H2O(l)=H2SO4(l)+NO(g) H1NO(g)+NO2(g)=N2O3(g) H2N2O3(g)+2H2SO4(l)=2NOHSO4(s)+H2O(l) H34NOHSO4(s)+O2 (g)+2H2O(l)=4H2SO4(l)+4NO2(g) H42SO2(g)+ O2(g) +2H2O(l)= 2H2SO4(l) H5则H1、H2、H3、H4、H5之间的关系为H5= 。 (5) 在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知：C(s)O2(g)CO2(g)；H1393.5 kJmol1CO2(g)C(s)2CO(g)；H2+172.5 kJmol1S(s)O
23、2(g)SO2(g)；H3296.0 kJmol1请写出CO除SO2的热化学方程式 。 (6) 查阅资料获知如下反应的热化学方程式：N2(g)O2(g)2NO(g) H180 kJmol1N2(g)2O2(g)2NO2(g) H68 kJmol12C(s)O2(g)2CO(g) H221 kJmol1C(s)O2(g)CO2(g) H393.5 kJmol1CO与NO2反应的热化学方程式为4CO(g)2NO2(g)4CO2(g)N2(g) H 。 (7) 用的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知： = = = 在溶液中与反应生成和的热化学方程式为 。习题答案1.B 2.C 3.C 4.
24、C 5. C 6.AD 7.C 8.D9. (1)CaO没标状态，H177.7 kJ/mol；H2O的状态应为“g”；H2SO4、NaOH和Na2SO4的状态不是“l”应为“aq”(2)C(s)O2(g)=CO(g)；H110.5 kJ/mol(3)10.(1) 92.4kJ/mol1(2) 1118.3 kJmol1(3) -746.5 kJmol1(4) 2H1 +2H2 +2H3 +H4(5) 2CO(g)SO2(g)S(s)2CO2(g) H3270 kJmol1 (6) 1200 kJmol1(7) Cu(s)+ H2O2 (l)+2H(aq)=Cu2(aq)+2H2O(l) H =-319.68KJ.mol-1
