1、高考资源网（） 您身边的高考专家专题十三 化学反应与能量综合【高频考点解读】 1了解化学反应中能量转化的原因，能说出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，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。【热点题型】题型一 考查 热化学方程式的书写 例1、胶状液氢(主要成分是H2和CH4)有望用于未来的运载火箭和空间运输系统。实验测得101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是()。A2H
2、2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1 BCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol1 CCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJmol1 DCH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol1 【提分秘籍】书写热化学方程式应注意的几个问题(1)H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。若为放热反应，H为“”；若为吸热反应，H为“”。H的单位一般为kJmol1。 (2)反应热H与测定条件(温度、压强等)有关。因此，书写热化学方程式时应注明H的测定条件。绝大多数H是在2
3、5 、1.01105 Pa下测定的，可不注明温度和压强。(3)热化学方程式中各物质的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示该物质的分子数或原子数。因此物质的系数可以是整数，也可以是分数。(4)反应物和产物的聚集状态不同，反应热数值以及符号都可能不同。因此，必须注明物质的聚集状态(s、l、g、aq)才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不用“”和“”，不用“”而用“=”表示。(5)热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于H与反应物的物质的量有关，所以热化学方程式中各物质的系数必须与H相对应，如果系数加倍，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数值相等，符号相反
4、。【举一反三】燃烧热是指通常状况下1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量。下列说法正确的是()。A通常状况下，1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1 B已知：H2(g)F2(g)=2HF(g)H270 kJmol 1，则1 mol氢气与1 mol氟气反应生成2 mol液态氟化氢放出的热量小于270 kJC500 、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)
5、 2NH3(g)H38.6 kJmol1 D已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1，C(s，金刚石)O2(g)=CO2(g)H395.0 kJmol1，则C(s，金刚石)=C(s，石墨)H1.5 kJmol1【热点题型】题型二 盖斯定律及其应用 例2、已知下列热化学方程式Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H125 kJmol1 3Fe2O3(s)CO(g)=2Fe3O4(s)CO2(g) H247 kJmol1 Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g) H319 kJmol1 写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学
6、方程式_。【提分秘籍】 1主要依据 热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热、中和热等数据。 2主要方法 (1)根据热化学方程式计算反应热与反应物各物质的物质的量成正比。(2)根据反应物和生成物的总能量计算HE生成物E反应物。(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算H反应物的化学键断裂吸收的能量生成物的化学键形成释放的能量(4)根据盖斯定律的计算化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。应用盖斯定律常用以下两种方法。热化学方程式相加或相减，如由
7、C(s)O2(g)=CO2(g)H1；C(s)O2(g)=CO(g)H2；可得CO(g)O2(g)=CO2(g)HH1H2合理设计反应途径如由图可得：HH1H2。(5)根据物质燃烧热数值计算Q(放)n(可燃物)|H|(6)根据比热公式进行计算。QcmT3. 根据盖斯定律计算的一般步骤 (1)确定待求的热化学方程式； (2)找出待求的热化学方程式中各物质出现在已知热化学方程式的什么位置； (3)根据未知热化学方程式中各物质的系数和位置的需要对已知热化学方程式进行处理，或调整系数，或调整反应方向；将新得到的热化学方程式及对应的反应热进行叠加，即可求出待求反应的反应热。【举一反三】在298 K、10
8、0 kPa时，已知： 2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H1 Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H2 2Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3 则H3与H1和H2间的关系正确的是 ()。 AH3H12H2 BH3H1H2 CH3H12H2 DH3H1H2【热点题型】题型三 考查反应热(H)的大小比较 例3、比较下列反应或过程中的热量或反应热的相对大小。(1)已知：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4
9、d kJmol1则a、b、c、d间的大小关系为_。(2)若向三份等体积0.100 0 molL1 NaOH溶液中分别加入稀醋酸，浓H2SO4，稀硝酸至恰好完全反应，则上述过程中的焓变H1、H2、H3的大小关系为_。(3)已知胆矾溶于水时，溶液温度降低。在室温下将1 mol无水硫酸铜制成溶液时，放出热量为Q1 kJ，而胆矾分解的热化学方程式是CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)HQ2 kJmol1，则Q1与Q2的大小关系为_。【提分秘籍】反应热(H)的大小比较对于放热反应来说，HQ kJmol1，虽然“”仅表示放热的意思，但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”，即放热越
10、多，H反而越小。如： 1同一反应，生成物状态不同时 A(g)B(g)=C(g)H10，A(g)B(g)=C(l)H20，因为C(g)=C(l)H30，则H3H2H1，所以H2H1。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)H20H2H3H1，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)O2(g)=CO(g)H20根据常识可知CO(g)O2(g)=CO2(g)H30又因为H2H3H1，所以H2H1。4. 比较反应热大小的四个注意要点（1）反应物和生成物的状态物质的气、液、固
11、三态的变化与反应热的关系（2）H的符号：比较反应热的大小时，不要只比较H数值的大小，还要考虑其符号。（3）参加反应物质的量，当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多放热反应的H越小，吸热反应的H越大。（4）反应的程度：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。【举一反三】如图所示，下列说法不正确的是()。A反应过程(1)的热化学方程式为A2(g)B2(g)=C(g)H1Q1kJmol1 B反应过程(2)的热化学方程式为C(g)=A2(g)B2(g)H2Q2 kJmol1 CQ1与Q2的关系：Q1Q2 DH2H1【高考风向标】 1（2014重庆理综化学卷，T6）已知C
12、(s)H2O(g)CO(g)H2(g) HakJmol12C(s)O2(g)2CO(g) H220kJmol1HH、OO和OH键的键能分别为436、496和462kJmol1,则a为( )A332 B118 C350 D1302（2014上海单科化学卷，T9）1，3-丁二烯和2-丁炔分别与氢气反应的热化学方程式如下：CH2=CHCH=CH2(g) + 2H2(g) CH3CH2CH2CH3(g) + 236.6 kJCH3-CC-CH3(g) + 2H2(g) CH3CH2CH2CH3(g) + 272.7 kJ由此不能判断A1，3-丁二烯和2-丁炔稳定性的相对大小B1，3-丁二烯和2-丁炔分
13、子储存能量的相对高低C1，3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应D一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键键能之和的大小3（2014全国新课标I化学卷，T9）已知分解1mol H2O2放出热量98KJ。在含有少量I的溶液中，H2O2分解的机理为： H2O2+ I H2O+IO H2O2+ IO H2O+O2+ I 下列有关该反应的说法正确的是（ ）A反应速率与I浓度有关 BIO也是该反应的催化剂C反应活化能等于98KJmol-1 D4（2014全国新课标II化学卷，T13）室温下，将1mol的CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为H1，将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高
14、，热效应为H2；CuSO45H2O受热分解的化学方程式为：CuSO45H2O(s) CuSO4(s) +5H2O()，热效应为H3。则下列判断正确的是AH2H3 BH1”或“”填空： 第一电离能离子半径熔点酸性Si SO2- Na+NaCl SiH2SO4 HClO4 （3）CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25、101KPa下，已知该反应每消耗1 mol CuCl(s)，放出44.4KJ，该反应的热化学方程式是 。 （4）ClO2常用于水的净化，工业上可用Cl2氧化NaClO2溶液制取。写出该反应的离子方程式，并标出电子转移的方向和数目 。9（2014北京理综化学
15、卷，T26）NH3经一系列反应可以得到HNO3，如下图所示。（1）I中，NH3 和O2在催化剂作用下反应，其化学方程式是_。（2）II中，2NO（g）+O22NO2(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P1、P2）下温度变化的曲线（如右图）。比较P1、P2的大小关系：_。随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是_。（3）III中，将NO2（）转化为N2O4（），再制备浓硝酸。已知： 2NO2（） N2O4（）H1 2NO2（） N2O4（） H2 下列能量变化示意图中，正确的是（选填字母）_。N2O4与O2、H2O化合的化学方程式是_。（4）IV中，电解NO制备 NH4N
16、O3，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是_，说明理由：_。10（2014福建理综化学卷，T23）(15分)元素周期表中第VIIA族元素的单质及其化合物的用途广泛。（1）与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为 。（2）能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是 (填序号)。aCl2、Br2、I2的熔点 b Cl2、Br2、I2的氧化性cHCl、HBr、HI的热稳定性 d HCl、HBr、HI的酸性（3）工业上，通过如下转化可制得KClO3晶体：完成I中反应的总化学方程式：NaClH2ONaClO3 。II中转化的基本反应类型是
17、 ，该反应过程能析出KClO3晶体而无其它晶体析出的原因是 。（4）一定条件，在水溶液中1 mol Cl、ClO(x1，2，3，4)的能量(KJ)相对大小如右图所示。D是 (填离子符号)。BAC反应的热化学方程式为 (用离子符号表示)。11（2014广东理综化学卷，T31）（16分）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) H1= 47.3kJmol-1 CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+CO2(g) +SO2(g) H2= +
18、210.5kJmol-1 CO(g) C(s)+ CO2(g) H3= 86.2kJmol-1 （1）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）反应的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图18，结合各反应的H，归纳lgK-T曲线变化规律：a)_；b)_。（3）向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应于900达到平衡，c平衡(CO)=8.010-5 molL-1，计算CO的转化率（忽略副反应，结果保留两位有效数字）。（4）为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量
19、加入_。（5）以反应中生成的CaS为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再生CaSO4，该反应的化学方程式为_；在一定条件下，CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为_。 12（2014全国新课标I化学卷，T28）（15分）乙酸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）间接水合法是指现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) =23.9 KJmol-1 甲醇制烯烃反应
20、 2CH3OH(g)= C2H4(g)+ 2H2O (g) =29.1 KJmol-1乙醇异构化反应 C2H5OH (g) =CH3OCH3(g) =+50.7KJmol-1 则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的=_KJmol-1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是_。（3）下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中=1:1）列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=_（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数）。图中压强（、）的大小顺序为_，理由是_。气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温
21、度290，压强6.9MPa，=0.6:1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有_、_。13（2014全国大纲版化学卷，T9）(15分) 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：（1）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lmol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为 。（2）反应AX3(g)X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时
22、间的变化如图所示。列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5) 。图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为 (填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b 、c 。用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，表示AX3的平衡转化率，则的表达式为 ；实验a和c的平衡转化率：a为 、c为 。14（2014天津理综化学卷，T7）（14分）元素单质及其化合物有广泛用途，请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题：(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外)，以下说法正确的是_。a原子半径和离子半径均减小b金属性减弱，非金属性增强c
23、氧化物对应的水化物碱性减弱，酸性增强d单质的熔点降低(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为_，氧化性最弱的简单阳离子是_。(3)已知： 化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/28002050714191工业制镁时，电解MgCl2而不电解MgO的原因是_；制铝时，电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是_。(4)晶体硅(熔点1410 )是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)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
24、，写出该反应的热化学方程式：_。(5)P2O5是非氧化性干燥剂，下列气体不能用浓硫酸干燥，可用P2O5干燥的是_。aNH3 bHI cSO2 dCO2(6)KClO3可用于实验室制O2，若不加催化剂，400 时分解只生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，另一种盐的阴阳离子个数比为11。写出该反应的化学方程式：_。15（2014浙江理综化学卷，T27）（14分）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，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s
25、)+CO(g) CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) H1=218.4kJmol-1(反应) CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s) + 4CO2(g) H2= -175.6kJmol1(反应)请回答下列问题：反应能自发进行的条件是 。对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应的Kp= (用表达式表示)。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 。通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应和是否同时发生，理由是 。图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体
26、积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中SO2生成量的措施有 。A向该反应体系中投入石灰石B在合适的温度区间内控制较低的反应温度C提高CO的初始体积百分数D提高反应体系的温度恒温恒容条件下，假设反应和同时发生，且v1v2，则下，请在图2中画出反应体系中c(SO2)随时间t变化的总趋势图。【随堂巩固】1下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是()A反应热就是反应放出的热量B放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率C应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应热D同温同压下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H不同2下列能正确表示氢气与氯气
27、反应生成氯化氢过程中能量变化的示意图是()3下列变化过程，属于放热反应的是()液态水变成水蒸气酸碱中和反应浓H2SO4稀释固体NaOH溶于水H2在Cl2中燃烧食物腐败ABCD4已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol1 2Hg(l)O2(g)= =2HgO(s)H181.6 kJmol1则反应Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H为()A519.4 kJmol1B259.7 kJmol1C259.7 kJmol1D519.4 kJmol15某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是()A
28、该反应为放热反应B催化剂能改变该反应的焓变C催化剂能降低该反应的活化能D逆反应的活化能大于正反应的活化能6已知CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1Q1 kJmol1,2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2Q2 kJmol1,2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3Q3 kJmol1。常温下，取体积比41的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(换算为标准状况下)，经完全燃烧后恢复至室温，则放出的热量为()A0.4Q10.05Q3B0.4Q10.05Q2C0.4Q10.1Q3D0.4Q10.2Q27下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者大于后者的是()C(s)O2(g)=C
29、O2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)O2(g)=H2O(l)H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH2)(s)H8ABCD8肼(N2H4)是火箭发动机的燃料，它与N2O4反应时，N2O4为氧化剂，生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H8.7 kJ/mol，N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534.0 kJ/mol，下列表示肼跟N2O4反应的热化学方程式，正确的是()A2N
30、2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H542.7 kJ/molB2N2H4(g)N2O4(g) =3N2(g)4H2O(g) H1 059.3 kJ/molC2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H1 076.7 kJ/molDN2H4(g)N2O4(g)=N2(g)2H2O(g) H1 076.7 kJ/mol9甲醇是人们开发和利用的一种新能源。已知：2H2(g)O2(g)= =2H2O(l)H1571.8 kJmol1；CH3OH(g)1/2O2(g)=CO2(g)2H2(g)H2192.9 kJmol1*教*网z*z*s*tep(1)甲醇蒸气完全
31、燃烧的热化学方程式为_。(2)反应中的能量变化如图所示，则H2_。(3)H2 (g)的燃烧热为_。(4)请你分析H2(g)作为能源比甲醇蒸气作为能源的优点：_(写出两点即可)。10用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。反应A：4HClO22Cl22H2O(1)已知：反应A中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。H2O的电子式是_。反应A的热化学方程式是_。断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差约为_ kJ， H2O中HO键比HCl中HCl键(填“强”或“弱”)_。11 (1)根据下列图示，写出反应的热化学方程式：
32、_。根据下图所示情况，判断下列说法中正确的是_A其热化学方程式为：CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJ/molB该反应为吸热反应C该反应为放热反应D当H2O为液态时，其反应热值小于41 kJ/mol(2)已知16 g固体硫完全燃烧时放出148.4 kJ的热量，该反应的热化学方程式是_。(3)下图是某温度下，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。该反应的热化学方程式为：_。 12为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。(1)实验测得：5 g甲醇在氧气中完全燃烧，生成二氧化碳气体
33、和液态水时释放出113.5 kJ的热量。试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_。(2)由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中，破坏旧化学键需要吸收能量，形成新化学键又会释放能量。化学键HHNHNN键能/kJmol1436391945已知反应N23H22NH3Ha kJmol1。试根据表中所列键能数据计算a的数值(列出简单的计算式)：_。(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2571.6 kJmol12C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H32 599 kJmol1根据盖斯定律，计算298 K时由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变(列出简单的计算式)：_。- 19 - 版权所有高考资源网