化學(xué)反應(yīng)與能量第1講化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)課程標(biāo)準(zhǔn)知識(shí)建構(gòu)1.能辨識(shí)化學(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化形式，能解釋化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)。2．能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡單計(jì)算，能用熱化學(xué)方程式表示反應(yīng)中的能量變化，能運(yùn)用反應(yīng)焓變合理選擇和利用化學(xué)反應(yīng)。3．能舉例說明化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用，能分析能源的利用對自然環(huán)境和社會(huì)發(fā)展的影響。4．能綜合考慮化學(xué)變化中的物質(zhì)變化和能量變化來分析、解決實(shí)際問題，如煤炭的綜合利用等。一、焓變熱化學(xué)方程式1．化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)與特征2．焓與焓變3．反應(yīng)熱(1)概念：反應(yīng)熱是一定條件下化學(xué)反應(yīng)釋放或吸收的熱量。(2)反應(yīng)熱和焓變的關(guān)系：恒壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)熱，因此常用ΔH表示反應(yīng)熱。4．焓變的計(jì)算(1)根據(jù)物質(zhì)具有的能量計(jì)算ΔH＝E(總生成物)－E(總反應(yīng)物)(2)根據(jù)化學(xué)鍵的斷裂與形成計(jì)算ΔH＝反應(yīng)物的鍵能總和－生成物的鍵能總和(3)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化計(jì)算圖示意義a表示正反應(yīng)的活化能；b表示逆反應(yīng)的活化能；c表示該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH圖1：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝－ckJ·mol－1，表示放熱反應(yīng)圖2：ΔH＝(a－b)kJ·mol－1＝ckJ·mol－1，表示吸熱反應(yīng)5.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)(1)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的判斷①從反應(yīng)物和生成物的總能量相對大小的角度分析，如圖所示。②從反應(yīng)熱的量化參數(shù)——鍵能的角度分析(2)常見的放熱反應(yīng)①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應(yīng)；③大多數(shù)化合反應(yīng)；④金屬跟酸的置換反應(yīng)；⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。(3)常見的吸熱反應(yīng)：①大多數(shù)分解反應(yīng)；②鹽類的水解；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)；④碳和水蒸氣、C和CO2的反應(yīng)等?！咎貏e提醒】(1)過程(包括物理過程、化學(xué)過程)與化學(xué)反應(yīng)的區(qū)別，有能量變化的過程不一定是放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)。如水結(jié)成冰放熱，但不屬于放熱反應(yīng)。(2)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱與反應(yīng)發(fā)生的條件沒有必然聯(lián)系。如吸熱反應(yīng)NH4Cl與Ba(OH)2·8H2O在常溫常壓下即可進(jìn)行。6．熱化學(xué)方程式(1)概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。(2)意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。如2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示：2_mol氫氣和1_mol氧氣反應(yīng)生成2_mol液態(tài)水時(shí)放出571.6_kJ的熱量。(3)熱化學(xué)方程式的書寫要求及步驟【診斷1】判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯(cuò)誤的打×。(1)所有的放熱反應(yīng)不需要加熱就能進(jìn)行反應(yīng)()(2)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化一定伴有能量的變化()(3)濃H2SO4稀釋是放熱反應(yīng)()(4)活化能越大，表明反應(yīng)斷裂舊化學(xué)鍵需要克服的能量越高()(5)吸熱反應(yīng)中，反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學(xué)鍵放出的總能量()(6)同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同()(7)可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無關(guān)()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)×(7)√二、燃燒熱、中和熱和能源1．燃燒熱和中和熱的比較燃燒熱中和熱概念101kPa時(shí)，1_mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所放出的熱量在稀溶液里，酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1_mol水時(shí)所放出的熱量相同點(diǎn)能量變化放熱ΔH及其單位ΔH＜0，單位均為kJ·mol－1不同點(diǎn)反應(yīng)物的量1_mol不一定為1mol生成物的量不確定生成的水為1_mol表示方法燃燒熱ΔH＝－akJ·mol－1(a＞0)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3_kJ·mol－12.中和熱的測定(1)實(shí)驗(yàn)裝置(2)測定原理ΔH＝－eq\f(m酸＋m堿·c·t終－t始,n)c＝4.18J·g－1·℃－1＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1；n為生成H2O的物質(zhì)的量。(3)實(shí)驗(yàn)步驟(4)注意事項(xiàng)①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫。②為保證酸完全中和，采取的措施是若采用的酸、堿濃度相等，可采用堿體積稍過量。3．能源(1)能源的分類(2)解決能源問題的措施①提高能源的利用效率：a.改善開采、運(yùn)輸、加工等各個(gè)環(huán)節(jié)；b.科學(xué)控制燃燒反應(yīng)，使燃料充分燃燒。②開發(fā)新能源：開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源?！驹\斷2】判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯(cuò)誤的打×。(1)燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1，則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9kJ·mol－1()(2)已知稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則稀醋酸與稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成1mol水時(shí)放出57.3kJ的熱量()(3)已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1()(4)H2(g)的燃燒熱是285.8kJ·mol－1，則2H2O(g)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6kJ·mol－1()答案(1)×(2)×(3)×(4)×三、蓋斯定律與反應(yīng)熱的比較1．蓋斯定律(1)內(nèi)容：對于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。即：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。(2)意義：間接計(jì)算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。2．反應(yīng)熱大小的比較(1)看物質(zhì)狀態(tài)。物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)轉(zhuǎn)化時(shí)的能量變化如下：(2)看ΔH的符號(hào)。比較反應(yīng)熱大小時(shí)不要只比較ΔH數(shù)值的大小，還要考慮其符號(hào)。(3)看化學(xué)計(jì)量數(shù)。當(dāng)反應(yīng)物與生成物的狀態(tài)相同時(shí)，化學(xué)計(jì)量數(shù)越大，放熱反應(yīng)的ΔH越小，吸熱反應(yīng)的ΔH越大。(4)看反應(yīng)的程度。對于可逆反應(yīng)，參加反應(yīng)的物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時(shí)，反應(yīng)的程度越大，熱量變化越大?！驹\斷3】試比較下列各組ΔH的大小。(1)同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時(shí)A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1＜0A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2＜0則ΔH1________(填“＞”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。(2)同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時(shí)S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＜0S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＜0則ΔH1________ΔH2。答案(1)＞(2)＜解析(1)因?yàn)镃(g)=C(l)ΔH3＜0則ΔH3＝ΔH2－ΔH1，ΔH2＜ΔH1。(2)ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，則ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2?？键c(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)過程熱效應(yīng)的分析【典例1】(2020·福建福州市高三期末)已知幾種物質(zhì)之間的能量關(guān)系如圖所示，下列說法中不正確的是()A．使用合適催化劑，不能減小反應(yīng)的焓變B．ΔH＝＋28.7kJ/molC．(g)中，熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量D．(g)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量答案C解析A．使用合適催化劑可降低反應(yīng)的活化能，但不能減小反應(yīng)的焓變，故A正確；B.(g)＋H2(g)=(g)ΔH＝237.1kJ/mol－208.4kJ/mol＝＋28.7kJ/mol，故B正確；C.(g)＋H2(g)=(g)ΔH＝119.6kJ/mol－237.1kJ/mol＝－117.5kJ/mol，產(chǎn)物內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能，故C錯(cuò)誤；D.(g)＋H2(g)=(g)ΔH＝－119.6kJ/mol，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，故D正確?！緦c(diǎn)練1】(化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化分析)已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋B2(g)=2AB(g)ΔH＝＋100kJ·mol－1的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是()A．加入催化劑，該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH將減小B．每形成2molA—B鍵，將吸收bkJ能量C．每生成2分子AB吸收(a－b)kJ熱量D．該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能大于100kJ·mol－1答案D解析催化劑不能改變反應(yīng)熱的大小，A錯(cuò)誤；形成化學(xué)鍵，釋放能量，B錯(cuò)誤；熱化學(xué)方程式中，化學(xué)計(jì)量數(shù)代表物質(zhì)的量，C錯(cuò)誤?！緦c(diǎn)練2】(依據(jù)鍵能或能量變化計(jì)算焓變)(2021·湖南汨羅市高三檢測)如圖是金屬鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應(yīng)的能量變化示意圖。下列說法正確的是()A．熱穩(wěn)定性：MgF2<MgCl2<MgBr2<MgI2B．22.4LF2(g)與足量的Mg充分反應(yīng)，放熱1124kJC．工業(yè)上可由電解MgCl2溶液冶煉金屬M(fèi)g，該過程需要吸收熱量D．由圖可知：MgBr2(s)＋Cl2(g)=MgCl2(s)＋Br2(l)ΔH<－117kJ/mol答案D解析A．物質(zhì)的能量越低，其穩(wěn)定性越強(qiáng)，根據(jù)圖示可知，物質(zhì)的穩(wěn)定性MgF2＞MgCl2＞MgBr2＞MgI2，A錯(cuò)誤；B.未指明氣體所處的狀況，無法計(jì)算F2的物質(zhì)的量，因此不能計(jì)算反應(yīng)放出的熱量，B錯(cuò)誤；C.由于MgCl2(s)的能量比Mg(s)、Cl2(g)低，所以工業(yè)上可由電解熔融MgCl2冶煉金屬M(fèi)g，該過程需要吸收熱量，C錯(cuò)誤；D.根據(jù)圖示可知①M(fèi)gCl2(s)=Mg(s)＋Cl2(g)ΔH＝＋641kJ/mol，②MgBr2(s)=Mg(s)＋Br2(g)ΔH＝＋524kJ/mol，②－①，整理可得MgBr2(s)＋Cl2(g)=MgCl2(s)＋Br2(g)ΔH＝－117kJ/mol，物質(zhì)由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，會(huì)放出熱量，所以MgBr2(s)＋Cl2(g)=MgCl2(s)＋Br2(l)ΔH<－117kJ/mol，D正確；故合理選項(xiàng)是D?！緦c(diǎn)練3】(焓變與鍵能的關(guān)系)(2020·海南天一聯(lián)考高三三模)已知H—H鍵的鍵能為436.0kJ·mol－1，O=O鍵的鍵能為498.0kJ·mol－1，且2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－572.0kJ·mol－1。則O—H鍵的鍵能為()A．485.5kJ·mol－1 B．242.8kJ·mol－1C．971kJ·mol－1 D．376.5kJ·mol－1答案A解析設(shè)H2O分子中O—H鍵的鍵能為xkJ/mol，則2molH2O中含有4molO—H，其總鍵能為4xkJ/mol，ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能，即－572kJ/mol＝436kJ/mol×2＋498kJ/mol－4x，所以x＝485.5，即H2O分子中O—H鍵的鍵能為485.5kJ/mol，故選A。反應(yīng)過程能量分析的三點(diǎn)注意事項(xiàng)(1)焓變與反應(yīng)發(fā)生的條件、反應(yīng)是否徹底無關(guān)。(2)催化劑能降低反應(yīng)的活化能，但不影響焓變的大小。(3)在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物各原子之間的化學(xué)鍵不一定完全斷裂。考點(diǎn)二燃燒熱和中和熱【典例2】(2020·福建省漳州市高三質(zhì)檢)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)與能量的說法正確的是()A．已知正丁烷的燃燒熱為2878kJ·mol－1，則表示正丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為2CH3CH2CH2CH3(g)＋13O2(g)=8CO2(g)＋10H2O(l)ΔH＝－2878kJ·mol－1B．已知在一定條件下，2molSO2與1molO2充分反應(yīng)后，釋放出98kJ的熱量，則其熱化學(xué)方程式為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1C．已知稀鹽酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，則表示稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為eq\f(1,2)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)=eq\f(1,2)Na2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1D．已知CuSO4(s)＋5H2O(l)=CuSO4·5H2O(s)，該反應(yīng)為熵增加的反應(yīng)答案C解析燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出的熱量，則表示正丁烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3CH2CH2CH3(g)＋eq\f(13,2)O2(g)=4CO2(g)＋5H2O(l)ΔH＝－2878kJ·mol－1，A錯(cuò)誤；不知道該條件下物質(zhì)的狀態(tài)，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，2molSO2與1molO2充分反應(yīng)后，參加反應(yīng)的反應(yīng)物的量不知，所以不能寫出熱化學(xué)方程式，B錯(cuò)誤；在稀溶液中酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O放出的熱量是中和熱，C正確；從液態(tài)H2O到固態(tài)CuSO4·5H2O，且物質(zhì)的量減少，該反應(yīng)是熵減的反應(yīng)，D錯(cuò)誤?！緦c(diǎn)練4】(燃燒熱和中和熱的判斷)(2020·海南省海南師大附中高三三模)下列描述中，正確的是()A．由CH3CH2OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1，可知乙醇的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為1366.8kJ·mol－1B．已知：C(金剛石，s)=C(石墨，s)ΔH<0，則金剛石比石墨穩(wěn)定C．已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180kJ·mol－12CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1則2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746kJ·mol－1D．OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，故1molHNO3與1molNH3·H2O完全反應(yīng)，放出的熱量一定為57.3kJ·mol－1答案C解析表示標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱燃燒產(chǎn)物應(yīng)該是穩(wěn)定氧化物，水應(yīng)為液態(tài)，故A錯(cuò)誤；能量越低越穩(wěn)定，石墨比金剛石穩(wěn)定，故B錯(cuò)誤；①N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－566kJ·mol－1依據(jù)蓋斯定律計(jì)算②－①得到2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746kJ/mol，故C正確；NH3·H2O是弱電解質(zhì)，電離時(shí)要吸熱，反應(yīng)中放出的熱量小于57.3kJ，故D錯(cuò)誤?！緦c(diǎn)練5】(依據(jù)燃燒熱、中和熱計(jì)算反應(yīng)熱)已知反應(yīng)：①101kPa時(shí)，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1②稀溶液中，H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1下列結(jié)論中正確的是()A．碳的燃燒熱等于110.5kJ·mol－1B．①的反應(yīng)熱為221kJ·mol－1C．稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1D．含20.0gNaOH固體與稀鹽酸完全中和，放出28.65kJ的熱量答案C解析反應(yīng)①生成的是CO而不是CO2，因此碳的燃燒熱大于110.5kJ·mol－1，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；①的反應(yīng)熱為－221kJ·mol－1，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；稀硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，故C項(xiàng)正確；20gNaOH的物質(zhì)的量n(NaOH)＝0.5mol，0.5mol×57.3kJ·mol－1＝28.65kJ，但NaOH固體溶解時(shí)也放熱，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！緦c(diǎn)練6】(能源類別的判斷)(2020·長沙高三月考)能源可劃分為一次能源和二次能源，直接從自然界取得的能源稱為一次能源，一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源稱為二次能源。下列能源中屬于一次能源的是()A．氫能 B．電能C．核能 D．水煤氣答案C解析A項(xiàng)，氫能是通過加工轉(zhuǎn)換得到的，為二次能源，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電能是二次能源，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，核能又叫原子能，它可分為核聚變能和核裂變能兩類。核燃料，如氘、氚，它們均可從自然界中直接取得，屬于一次能源，正確；D項(xiàng)，水煤氣是通過煤和水蒸氣制取的，是一氧化碳和氫氣的混合氣體，是二次能源，錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三蓋斯定律的應(yīng)用【典例3】(2021·1月河北學(xué)業(yè)水平選擇考適應(yīng)性測試，7)已知25℃、101kPa下，1mol水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.01kJ2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.66kJ·mol－1C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.29kJ·mol－1則反應(yīng)C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱為()A.ΔH＝－396.36kJ·mol－1B.ΔH＝－198.55kJ·mol－1C.ΔH＝－154.54kJ·mol－1D.ΔH＝－110.53kJ·mol－1答案D解析從上到下三個(gè)熱化學(xué)方程式分別為①、②、③，且根據(jù)已知條件H2O(l)=H2O(g)ΔH＝44.01kJ·mol－1④，目標(biāo)方程式③＝②－①×eq\f(1,2)＋④，故ΔH3＝ΔH2－eq\f(1,2)ΔH1＋ΔH4＝－110.53kJ·mol－1。【對點(diǎn)練7】(利用蓋斯定律計(jì)算ΔH表達(dá)式)(2020·河南三門峽市高三一模)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)ΔH12H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH3則反應(yīng)4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)的ΔH為()A．12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1B．2ΔH1－5ΔH2－12ΔH3C．12ΔH3－5ΔH2－2ΔH1D．ΔH1－5ΔH2－12ΔH3答案A解析已知：①6C(s)＋5H2(g)＋3N2(g)＋9O2(g)=2C3H5(ONO2)3(l)；ΔH1，②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)；ΔH2，③C(s)＋O2(g)=CO2(g)；ΔH3，由蓋斯定律：5×②＋12×③－2×①得：4C3H5(ONO2)3(l)=12CO2(g)＋10H2O(g)＋O2(g)＋6N2(g)，ΔH＝12ΔH3＋5ΔH2－2ΔH1；故選A?！緦c(diǎn)練8】(利用蓋斯定律計(jì)算ΔH數(shù)值)(2021·1月重慶市學(xué)業(yè)水平選擇考適應(yīng)性測試，11)已知eq\a\vs4\al(△)(g)＋H2(g)→CH3CH2CH3(g)ΔH＝－157kJ/mol。已知環(huán)丙烷(g)的燃燒熱ΔH＝－2092kJ/mol，丙烷(g)的燃燒熱ΔH＝－2220kJ/mol，1mol液態(tài)水蒸發(fā)為氣態(tài)水的焓變?yōu)棣＝＋44kJ/mol。則2mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水的ΔH(kJ/mol)為()A.－658 B.－482C.－329 D.－285答案B解析已知△(g)＋H2(g)→CH3CH2CH3(g)ΔH＝－157kJ/mol①，△(g)＋eq\f(9,2)O2(g)→3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2092kJ/mol②，CH3CH2CH3(g)＋5O2(g)→3CO2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－2220kJ/mol③，H2O(l)→H2O(g)ΔH＝＋44kJ/mol④，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)可由2(①－②＋③＋④)獲得，計(jì)算得ΔH＝－482kJ/mol。1．(2020·浙江1月選考，22)在一定溫度下，某反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡，其反應(yīng)過程對應(yīng)的能量變化如圖。下列說法正確的是()A．Ea為逆反應(yīng)活化能，E′a為正反應(yīng)活化能B．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＝E′a－EaC．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D．溫度升高，逆反應(yīng)速率加快幅度大于正反應(yīng)加快幅度，使平衡逆移答案D解析由圖像可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，Ea為正反應(yīng)活化能，Ea′為逆反應(yīng)活化能，ΔH＝Ea－Ea′，所有活化分子的平均能量高于所有分子的平均能量，其差值是活化能，故A項(xiàng)、B項(xiàng)、C項(xiàng)都錯(cuò)誤；升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都加快，但逆反應(yīng)速率加快幅度大于正反應(yīng)速率加快幅度，使平衡逆向移動(dòng)，故D項(xiàng)正確。答案選D。2．(2020·北京卷)依據(jù)圖示關(guān)系，下列說法不正確的是()A．石墨燃燒是放熱反應(yīng)B．1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒，全部轉(zhuǎn)化為CO2，前者放熱多C．C(石墨)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2D．化學(xué)反應(yīng)的ΔH，只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)答案C解析A．所有的燃燒都是放熱反應(yīng)，根據(jù)圖示，C(石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol，ΔH1＜0，則石墨燃燒是放熱反應(yīng)，故A正確；B.根據(jù)圖示，C(石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol，CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ/mol，根據(jù)反應(yīng)可知都是放熱反應(yīng)，1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒，全部轉(zhuǎn)化為CO2,1molC(石墨)放熱多，故B正確；C.根據(jù)B項(xiàng)分析，①C(石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－3935kJ/mol，②CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律①－②×2可得：C(石墨)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝ΔH1－2ΔH2，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)蓋斯定律可知，化學(xué)反應(yīng)的焓變只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)，故D正確。3．(2020·7月浙江選考，22)關(guān)于下列ΔH的判斷正確的是()COeq\o\al(2－,3)(aq)＋H＋(aq)=HCOeq\o\al(－,3)(aq)ΔH1COeq\o\al(2－,3)(aq)＋H2O(l)HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋OH－(aq)ΔH2OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH3OH－(aq)＋CH3COOH(aq)=CH3COO－(aq)＋H2O(l)ΔH4A．ΔH1<0ΔH2<0 B．ΔH1<ΔH2C．ΔH3<0ΔH4>0 D．ΔH3>ΔH4答案B解析形成化學(xué)鍵要放出熱量，ΔH1<0，第二個(gè)反應(yīng)是鹽類的水解反應(yīng)，是吸熱反應(yīng)，ΔH2>0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH1是負(fù)值，ΔH2是正值，ΔH1<ΔH2，B項(xiàng)正確；酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH3<0，ΔH4<0，C項(xiàng)錯(cuò)誤；第四個(gè)反應(yīng)(醋酸是弱酸，電離吸熱)放出的熱量小于第三個(gè)反應(yīng)，但ΔH3和ΔH4都是負(fù)值，則ΔH3<ΔH4，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．(2020·天津?qū)W業(yè)水平等級考試，10)理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)HNC(g)異構(gòu)化反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．HCN比HNC穩(wěn)定B．該異構(gòu)化反應(yīng)的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1C．正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能D．使用催化劑，可以改變反應(yīng)的反應(yīng)熱答案D解析HNC的能量比HCN高，則穩(wěn)定性較好的是HCN，A項(xiàng)正確；該異構(gòu)化反應(yīng)的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1，為吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能，B、C項(xiàng)正確；使用催化劑只能改變反應(yīng)的歷程，但是不影響反應(yīng)的反應(yīng)熱，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．(高考組合題)(1)(2020·課標(biāo)全國Ⅱ，28)乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng)：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)ΔH1，相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)如表所示：物質(zhì)C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286則ΔH1＝________kJ·mol－1。(2)(2020·山東學(xué)業(yè)水平等級考試，18)探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3回答下列問題：ΔH3＝________kJ·mol－1。答案(1)＋137(2)＋40.9解析(1)根據(jù)題表中數(shù)據(jù)信息可寫出熱化學(xué)方程式(ⅰ)C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1560kJ·mol－1、(ⅱ)C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1411kJ·mol－1、(ⅲ)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，由(ⅰ)－(ⅱ)－(ⅲ)得C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)ΔH1＝＋137kJ·mol－1。(2)分析三個(gè)熱化學(xué)方程式，可應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算，ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－49.5kJ·mol－1－(－90.4kJ·mol－1)＝＋40.9kJ·mol－1。6．(2019·課標(biāo)全國Ⅰ，28)水煤氣變換[CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉栴}：我國學(xué)者結(jié)合實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注?？芍簹庾儞Q的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。該歷程中最大能壘(活化能)E正＝________eV，寫出該步驟的化學(xué)方程式___________。答案小于2.02COOH*＋H*＋H2O*=COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*=H*＋OH*)解析觀察起始態(tài)物質(zhì)的相對能量與終態(tài)物質(zhì)的相對能量知，終態(tài)物質(zhì)相對能量低于始態(tài)物質(zhì)相對能量，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH小于0。過渡態(tài)物質(zhì)相對能量與起始態(tài)物質(zhì)相對能量相差越大，活化能越大，由題圖知，最大活化能E正＝1.86eV－(－0.16eV)＝2.02eV，該步起始物質(zhì)為COOH*＋H*＋H2O*，產(chǎn)物為COOH*＋2H*＋OH*。一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1．(2020·河南省駐馬店市高三期末)“太陽能燃料”國際會(huì)議于2019年10月在我國武漢舉行，旨在交流和探討太陽能光催化分解水制氫、太陽能光催化二氧化碳轉(zhuǎn)化為燃料等問題。下列說法錯(cuò)誤的是()A．太陽能燃料屬于一次能源B．直接電催化CO2制取燃料時(shí)，燃料是陰極產(chǎn)物C．用光催化分解水產(chǎn)生的H2是理想的綠色能源D．研發(fā)和利用太陽能燃料，有利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展答案A解析太陽能燃料屬于二次能源，故A錯(cuò)誤；直接電催化CO2制取燃料時(shí)，化合價(jià)降低，在陰極反應(yīng)，因此燃料是陰極產(chǎn)物，故B正確；用光催化分解水產(chǎn)生的H2，氫氣燃燒放出熱量多，無污染，是理想的綠色能源，故C正確；研發(fā)和利用太陽能燃料，消耗能量較低，有利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，故D正確。2．下列反應(yīng)中符合圖示能量變化的是()A．電解Al2O3得到Al和O2B．Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)C．鋁熱反應(yīng)D．灼熱的炭與CO2反應(yīng)答案C解析根據(jù)圖示可知反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，反應(yīng)發(fā)生時(shí)會(huì)釋放能量，故反應(yīng)是放熱反應(yīng)。電解Al2O3得到Al和O2的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，與圖像不符，故A錯(cuò)誤；Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，與圖像不符，故B錯(cuò)誤；鋁熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，與圖像相符，故C正確；灼熱的炭與CO2反應(yīng)產(chǎn)生CO，該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，與圖像不符，故D錯(cuò)誤。3．分別向1L0.5mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①濃硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列關(guān)系中正確的是()A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1<ΔH2<ΔH3C．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH2<ΔH3答案B解析混合時(shí)濃硫酸在被稀釋的過程中放熱；濃、稀硫酸在與Ba(OH)2反應(yīng)時(shí)還會(huì)形成BaSO4沉淀，Ba2＋、SOeq\o\al(2－,4)之間形成化學(xué)鍵的過程中也會(huì)放出熱量。因放熱反應(yīng)的ΔH取負(fù)值，故ΔH1<ΔH2<ΔH3。4．(2019·九江高三模擬)25℃、101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5518kJ·mol－1A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1答案B解析A項(xiàng)，所列熱化學(xué)方程式中有兩個(gè)錯(cuò)誤，一是中和熱是指反應(yīng)生成1molH2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱，二是當(dāng)有BaSO4沉淀生成時(shí)，反應(yīng)放出的熱量會(huì)增加，生成1molH2O(l)時(shí)放出的熱量大于57.3kJ，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，燃燒熱是指1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時(shí)所產(chǎn)生的熱量，產(chǎn)物中的水應(yīng)為液態(tài)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，當(dāng)2mol辛烷完全燃燒時(shí)，產(chǎn)生的熱量為11036kJ，且辛烷應(yīng)為液態(tài)，錯(cuò)誤。5．(2020·海南?？谑幸恢懈呷?下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是()A．HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH＝－57.3kJ/mol，則H2SO4和Ca(OH)2完全反應(yīng)的中和熱為－114.6kJ/molB．CO(g)的燃燒熱是283.0kJ/mol，則表示CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式為2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH＝－283.0kJ/molC．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，只與反應(yīng)的始態(tài)與終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)的過程無關(guān)D．需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)答案C解析H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)生成水和硫酸鈣沉淀，放出更多的熱量，則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH＜－57.3kJ/mol，故A錯(cuò)誤；表示CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)反應(yīng)的ΔH＝－283.0kJ·mol－1，故B錯(cuò)誤；物質(zhì)能量一定，對于確定的反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與體系始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與變化途徑無關(guān)，故C正確；某些放熱反應(yīng)也需要加熱條件才能發(fā)生反應(yīng)；需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。6．(2021·湖南汨羅市高三檢測)已知：①CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH1②CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH2下列推斷正確的是()A．若CO的燃燒熱為ΔH3，則H2的燃燒熱為ΔH3－ΔH1B．反應(yīng)CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝ΔH1－ΔH2C．若反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，則ΔH2<0D．若等物質(zhì)的量的CO和H2完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時(shí)后者放熱更多，則ΔH1＞0答案D解析A．若CO的燃燒熱為ΔH3，則③CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3，③－①，整理可得H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝ΔH3－ΔH1，由于H2O的穩(wěn)定狀態(tài)是液態(tài)，因此該反應(yīng)熱不能表示氫氣的燃燒熱，A錯(cuò)誤；B.①－②，整理可得CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝ΔH2－ΔH1，B錯(cuò)誤；C.若反應(yīng)②的反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，ΔH2＞0，C錯(cuò)誤；D．③CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3，④H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH4，若等物質(zhì)的量的CO和H2完全燃燒生成氣態(tài)產(chǎn)物時(shí)后者放熱更多，則ΔH3＞ΔH4，③－④，整理可得CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH1＝ΔH3－ΔH4＞0，D正確。7．(2020·長沙市第一中學(xué)高三測試)在25℃、101kPa時(shí)，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃燒熱分別為393.5kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、870.3kJ·mol－1，則2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3A．－488.3kJ·mol－1 B．＋488.3kJ·mol－1C．－191kJ·mol－1 D．＋191kJ·mol－1答案A解析由題知表示各物質(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)方程式分別為①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1；②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－870.3kJ·mol－1。則2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)可由反應(yīng)①×2＋②×2－③得出，則反應(yīng)熱為(－393.5kJ·mol－1)×2＋(－285.8kJ·mol－1)×2－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。8．NF3是一種溫室氣體，其存儲(chǔ)能量的能力是CO2的12000～20000倍，在大氣中的壽命可長達(dá)740年，如表所示是幾種化學(xué)鍵的鍵能：化學(xué)鍵N≡NF—FN—F鍵能/(kJ·mol－1)946154.8283.0下列說法中正確的是()A．過程N(yùn)2(g)→2N(g)放出能量B．過程N(yùn)(g)＋3F(g)→NF3(g)放出能量C．反應(yīng)N2(g)＋3F2(g)=2NF3(g)的ΔH＞0D．NF3吸收能量后如果沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成，仍可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)答案B解析A．N2(g)→2N(g)為化學(xué)鍵的斷裂過程，應(yīng)吸收能量，故A錯(cuò)誤；B.N(g)＋3F(g)→NF3(g)為形成化學(xué)鍵的過程，放出能量，故B正確；C.反應(yīng)N2(g)＋3F2(g)=2NF3(g)ΔH＝(946＋3×154.8－283.0×6)kJ·mol－1＝－287.6kJ·mol－1，ΔH＜0，為放熱反應(yīng)，故C錯(cuò)誤；D.NF3吸收能量后如果沒有化學(xué)鍵的斷裂與生成，無化學(xué)變化的發(fā)生，故D錯(cuò)誤。9．(2020·廣東廣州、深圳學(xué)調(diào)聯(lián)盟高三調(diào)研)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出廢舊印刷電路板上的銅。已知：Cu(s)＋2H＋(aq)=Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ/mol2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46kJ/molH2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.84kJ/mol在H2SO4溶液中，Cu與H2O2反應(yīng)生成Cu2＋(aq)和H2O(l)的反應(yīng)熱ΔH等于()A．－319.68kJ/mol B．－417.91kJ/molC．－448.46kJ/mol D．＋546.69kJ/mol答案A解析①Cu(s)＋2H＋(aq)=Cu2＋(aq)＋H2(g)ΔH＝＋64.39kJ/mol②2H2O2(l)=2H2O(l)＋O2(g)ΔH＝－196.46kJ/mol③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.84kJ/mol根據(jù)蓋斯定律，將①＋eq\f(1,2)×②＋③，整理可得：Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)=Cu2＋(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－319.68kJ/mol，故合理選項(xiàng)是A。10．下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述正確的是()A．含20.0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7kJ的熱量，則稀醋酸和稀NaOH溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：NaOH(aq)＋CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.4kJ·mol－1B．已知C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH＞0，則石墨比金剛石穩(wěn)定C．已知反應(yīng)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，則H2的燃燒熱為571.6kJ·mol－1D．已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)ΔH1,2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2，則ΔH1＞ΔH2答案B解析醋酸是弱酸，電離需要吸收熱量，所以稀醋酸和稀NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生1mol水時(shí)放出的熱量小于57.4kJ，A項(xiàng)錯(cuò)誤；物質(zhì)所含有的能量越低越穩(wěn)定，金剛石的能量高于石墨，則石墨比金剛石穩(wěn)定，B項(xiàng)正確；2molH2完全燃燒產(chǎn)生2mol液態(tài)水，放出的熱量是571.6kJ，所以1molH2完全燃燒生成1mol液態(tài)水，放出的熱量是571.6kJ÷2＝285.8kJ，則氫氣的燃燒熱為285.8kJ·mol－1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；碳的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，完全燃燒放出的熱量多于不完全燃燒放出的熱量，但焓變是負(fù)數(shù)，所以ΔH1＜ΔH2，D項(xiàng)錯(cuò)誤。11．(2020·河南省駐馬店市高三期末)1mol常見金屬M(fèi)和鹵素反應(yīng)的焓變?chǔ)(單位：kJ·mol－1)示意圖如圖，反應(yīng)物和生成物均為常溫時(shí)的穩(wěn)定狀態(tài)。下列選項(xiàng)中不正確的是()A．MBr2與Cl2反應(yīng)的ΔH＜0B．化合物的熱穩(wěn)定性順序：MI2＞MBr2＞MCl2＞MF2C．MBr2(s)＋F2(g)=MF2(s)＋Br2(l)，ΔH＝－600kJ·mol－1D．由MCl2(s)制得M的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)答案B解析①M(fèi)(s)＋Cl2(g)=MCl2(s)ΔH＝－641.3kJ·mol－1；②M(s)＋Br2(l)=MBr2(s)ΔH＝－524kJ·mol－1；①－②可得MBr2(s)＋Cl2(g)=MCl2(s)＋Br2(l)ΔH＝－117.3kJ·mol－1，A正確；放出的能量越多，產(chǎn)物的能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定，所以化合物的熱穩(wěn)定性順序?yàn)镸I2<MBr2<MCl2<MF2，B錯(cuò)誤；①M(fèi)(s)＋F2(g)=MF2(s)ΔH＝－1124kJ/mol；②M(s)＋Br2(l)=MBr2(s)ΔH＝－524kJ/mol；則①－②可得MBr2(s)＋F2(g)=MF2(s)＋Br2(l)，ΔH＝－600kJ·mol－1，C正確；生成MCl2為放熱反應(yīng)，其逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，D正確。12．工業(yè)上可采用CH3OHCO＋2H2的方法來制取高純度的CO和H2。我國學(xué)者采用量子力學(xué)方法，通過計(jì)算機(jī)模擬，研究了在鈀基催化劑表面上甲醇制氫的反應(yīng)歷程，其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。甲醇(CH3OH)脫氫反應(yīng)的第一步歷程，有兩種可能方式：方式A：CH3OH*→CH3O*＋H*Ea＝＋103.1kJ·mol－1方式B：CH3OH*→CHeq\o\al(*,3)＋OH*Eb＝＋249.3kJ·mol－1(其中Ea、Eb為活化能)。圖為計(jì)算機(jī)模擬的各步反應(yīng)的能量變化示意圖。下列說法錯(cuò)誤的是()A．總反應(yīng)的焓變(ΔH)大于0B．甲醇裂解過程主要?dú)v經(jīng)的方式應(yīng)為AC．該歷程中最小能壘(活化能)為70.7kJ·mol－1D．該歷程中，放熱最多的步驟的化學(xué)方程式為CHO*＋3H*=CO*＋4H*答案C解析A．由圖可知，CH3OH的能量低于CO和2H2的總能量，反應(yīng)CH3OHCO＋2H2為吸熱反應(yīng)，ΔH大于0，故A正確；B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，方式A的活化能低，說明甲醇裂解過程主要?dú)v經(jīng)的方式應(yīng)為A，故B正確；C.由圖可知，該歷程中最小能壘(活化能)為(116.1－62.5)kJ·mol－1＝53.6kJ·mol－1，故C錯(cuò)誤；D.由圖可知，反應(yīng)CHO*＋3H*=CO*＋4H*反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，且差別最大，是放熱最多的步驟，故D正確。二、非選擇題(本題包括5小題)13．利用如圖所示裝置測定中和熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用同一溫度計(jì)測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設(shè)法使之混合均勻，測得混合液最高溫度。回答下列問題：(1)為什么所用NaOH溶液要稍過量？______________________。(2)倒入NaOH溶液的正確操作是________(填字母)。A．沿玻璃棒緩慢倒入B．分三次倒入C．一次迅速倒入(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是________(填字母)。A．用溫度計(jì)小心攪拌B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌C．輕輕地振蕩燒杯D．用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地?cái)噭?dòng)(4)現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1L1mol·L－1的稀鹽酸恰好完全反應(yīng)，其反應(yīng)熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關(guān)系為________。(5)假設(shè)鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反應(yīng)后生成溶液的比熱容c＝4.18J·g－1·℃－1。為了計(jì)算中和熱，某學(xué)生實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)起始溫度t1/℃終止溫度t2/℃鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6依據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，該實(shí)驗(yàn)測得的中和熱ΔH＝________(結(jié)果保留一位小數(shù))。(6)________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸，理由是_____________________。答案(1)確保鹽酸被完全中和(2)C(3)D(4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3(5)－51.8kJ·mol－1(6)不能H2SO4與Ba(OH)2反應(yīng)生成BaSO4沉淀，沉淀的生成熱會(huì)影響反應(yīng)的中和熱14．(2019·山東濰坊二模)CH4超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化如圖1所示：圖1圖2(1)已知相關(guān)反應(yīng)的能量變化如圖2所示：過程Ⅰ的熱化學(xué)方程式為_______________________________________。(2)關(guān)于上述過程Ⅱ的說法不正確的是________(填字母)。a．實(shí)現(xiàn)了含碳物質(zhì)與含氫物質(zhì)的分離b．可表示為CO2＋H2=H2O(g)＋COc．CO未參與反應(yīng)d．Fe3O4、CaO為催化劑，降低了反應(yīng)的ΔH答案(1)CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.4kJ·mol－1(2)cd解析(1)由圖2可得反應(yīng)Ⅰ：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH＝＋206.2kJ·mol－1，反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)ΔH＝－165kJ·mol－1；根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ×2＋Ⅱ得到CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247.4kJ·mol－1。(2)過程Ⅱ的第一步反應(yīng)是CO＋CO2＋H2＋Fe3O4＋CaO→H2O(g)＋Fe＋CaCO3，第二步反應(yīng)是Fe＋CaCO3→Fe3O4＋CaO＋CO；分析上述可知，兩步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了含碳物質(zhì)與含氫物質(zhì)的分離，a項(xiàng)正確；反應(yīng)過程中總反應(yīng)可表示為CO2＋H2=H2O(g)＋CO，b項(xiàng)正確；CO參與反應(yīng)后又生成，c項(xiàng)錯(cuò)誤；Fe3O4、CaO為催化劑，改變反應(yīng)速率但不能改變反應(yīng)的ΔH，d項(xiàng)錯(cuò)誤。15．聯(lián)氨可用作火箭燃料，回答下列問題：(1)在發(fā)射“神舟”七號(hào)的火箭推進(jìn)器中裝有肼(N2H4)和過氧化氫，當(dāng)兩者混合時(shí)即產(chǎn)生氣體，并放出大量的熱。已知：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－641.6kJ·mol－1；H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ·mol－1若用6.4g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水，則整個(gè)過程中放出的熱量為________。(2)“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星使用液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)偏二甲肼(C2H8N2)作推進(jìn)劑。N2O4與偏二甲肼燃燒產(chǎn)物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量熱，已知10.0g液態(tài)偏二甲肼與液態(tài)四氧化二氮完全燃燒可放出425kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_________________。(3)火箭的常規(guī)燃料是液態(tài)四氧化二氮和液態(tài)肼(N2H4)，N2O4作氧化劑，有人認(rèn)為若用氟氣代替四氧化二氮作氧化劑，反應(yīng)釋放的能量更大(兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂头瘹錃怏w)。已知：①N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534.0kJ·mol－1②eq\f(1,2)H2(g)＋eq\f(1,2)F2(g)=HF(g)ΔH＝－269.0kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH＝－242.0kJ·mol－1請寫出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________________________________________________________________。(4)已知：①H2(g)=H2(l)ΔH＝－0.92kJ·mol－1②O2(g)=O2(l)ΔH＝－6.84kJ·mol－1③H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ·mol－1④H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1請寫出液氫和液氧生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式：____________________________________________________________________。答案(1)163.52kJ(2)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)ΔH＝－2550.0kJ·mol－1(3)N2H4(l)＋2F2(g)=N2(g)＋4HF(g)ΔH＝－1126.0kJ·mol－1(4)H2(l)＋eq\f(1,2)O2(l)=H2O(g)ΔH＝－237.46kJ·mol－1解析(1)6.4g液態(tài)肼的物質(zhì)的量為0.2mol，由蓋斯定律可知，液態(tài)肼與過氧化氫反應(yīng)生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水的熱化學(xué)方程式：N2H4(l)＋2H2O2(l)=N2(g)＋4H2O(l)ΔH＝－(641.6＋4×44)kJ·mol－1＝－817.6kJ·mol－1，故0.2mol液態(tài)肼放出的熱量為0.2mol×817.6kJ·mol－1＝163.52kJ。(2)四氧化二氮與偏二甲肼反應(yīng)的產(chǎn)物為二氧化碳、氮?dú)夂退?；根?jù)10.0g偏二甲肼與四氧化二氮完全燃燒可放出425kJ熱量計(jì)算。根據(jù)C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)ΔH，得ΔH＝－425kJ÷eq\f(10.0g,60g·mol－1)＝－2550.0kJ·mol－1。熱化學(xué)方程式為C2H8N2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)ΔH＝－2550.0kJ·mol－1。(3)將①＋②×4－③×2得：N2H4(l)＋2F2(g)=N2(g)＋4HF(g)ΔH＝－1126.0kJ·mol－1。(4)將④＋③－①－②×eq\f(1,2)得：H2(l)＋eq\f(1,2)O2(l)=H2O(g)ΔH＝－237.46kJ·mol－1。16．CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式分別為①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1；②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1；③C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1。(1)在深海中存在一種甲烷細(xì)菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生的能量存活。甲烷細(xì)菌使1mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量________(填“＞”“＜”或“＝”)890.3kJ。(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4＋CO2=2CO＋2H2,1gCH4完全反應(yīng)可釋放15.46kJ的熱量，能表示該反應(yīng)過程中能量變化的是________(填字母)。(3)C(s)與H2(g)不反應(yīng)，所以C(s)＋2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱無法直接測量，但通過上述反應(yīng)可求出其反應(yīng)熱ΔH＝________________。答案(1)＝(2)D(3)－74.8kJ·mol－1解析(1)給定反應(yīng)的反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過程無關(guān)，故甲烷細(xì)菌使1mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量仍等于890.3kJ。(2)1gCH4完全反應(yīng)釋放15.46kJ的熱量，則1molCH4完全反應(yīng)放出的熱量為247.36kJ，故D項(xiàng)符合題意。(3)根據(jù)蓋斯定律，②＋③－①即得C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH＝－74.8kJ·mol－1。17．(1)已知C(s，石墨)=C(s，金剛石)ΔH＞0，則穩(wěn)定性：金剛石________(填“＞”“＜”)石墨。(2)已知：2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)ΔH12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2則ΔH1________(填“＞”或“＜”)ΔH2。(3)火箭的第一、二級發(fā)動(dòng)機(jī)中，所用的燃料為偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼來制備。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化劑，二者反應(yīng)生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水。已知：①N2(g)＋2O2(g)=N2O4(g)ΔH＝＋10.7kJ·mol－1②N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－543kJ·mol－1寫出氣態(tài)肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：____________________________________________________________________。(4)25℃、101kPa時(shí)，14gCO在足量的O2中充分燃燒，放出141.3kJ熱量，則CO的燃燒熱為ΔH＝________(5)0.50L2.00mol·L－1H2SO4溶液與2.10L1.00mol·L－1KOH溶液完全反應(yīng)，放出114.6kJ熱量，該反應(yīng)的中和熱ΔH＝________。(6)已知拆開1molH—H鍵、1molN—H鍵、1molN≡N鍵分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式是___________________________________________________________________。答案(1)＜(2)＜(3)2N2H4(g)＋N2O4(g)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1096.7kJ·mol－1(4)－282.6kJ·mol－1(5)－57.3kJ·mol－1(6)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1解析(1)已知C(s，石墨)=C(s，金剛石)ΔH＞0，說明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，因此石墨的總能量低于金剛石的總能量，而能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定，故穩(wěn)定性：金剛石＜石墨。(2)ΔH1表示碳完全燃燒的反應(yīng)熱，ΔH2表示碳不完全燃燒的反應(yīng)熱，碳完全燃燒放熱多，且放熱越多ΔH越小。因此，ΔH1＜ΔH2。(3)根據(jù)蓋斯定律，由2×②－①得：2N2H4(g)＋N2O4(g)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝2×(－543kJ·mol－1)－(＋10.7kJ·mol－1)＝－1096.7kJ·mol－1。(4)25℃、101kPa時(shí)，14gCO在足量的O2中充分燃燒，放出141.3kJ的熱量，則1molCO(即28gCO)完全燃燒放出的熱量是141.3kJ×2＝282.6kJ，即CO的燃燒熱ΔH＝－282.6kJ·mol－1(6)N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式可表示為N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝E(N≡N)＋3E(H—H)－2×3E(N—H)＝946kJ·mol－1＋3×436kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1＝－92kJ·mol－1。微專題21蓋斯定律的兩大應(yīng)用應(yīng)用一利用蓋斯定律計(jì)算ΔH及書寫熱化學(xué)方程式利用蓋斯定律可以進(jìn)行熱化學(xué)方程式的書寫和反應(yīng)熱的計(jì)算，其關(guān)鍵是合理設(shè)計(jì)反應(yīng)途徑，正確加減熱化學(xué)方程式。1．蓋斯定律的理解熱化學(xué)方程式焓變之間的關(guān)系aA=BΔH1A=eq\f(1,a)BΔH2ΔH2＝eq\f(1,a)ΔH1或ΔH1＝aΔH2aA=BΔH1B=aAΔH2ΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH22.利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式的思維模型3．運(yùn)用蓋斯定律的三個(gè)注意事項(xiàng)(1)熱化學(xué)方程式乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反應(yīng)熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，物質(zhì)之間相加減，反應(yīng)熱也必須相加減。(3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，ΔH的“＋”“－”隨之改變，但數(shù)值不變。題型一利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式【典例1】根據(jù)下列條件，寫出相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：(1)(2020·全國卷Ⅰ)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)eq\o(,\s\up7(釩催化劑))SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1。釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應(yīng)生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學(xué)方程式為：___________________________________。(2)(2017·全國卷Ⅰ)如圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。通過計(jì)算，可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為__________________________________、__________________。答案(1)2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－1(2)H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋286kJ·mol－1H2S(g)=H2(g)＋S(s)ΔH＝＋20kJ·mol－1解析(1)根據(jù)題圖知，V2O4(s)＋SO3(g)=V2O5(s)＋SO2(g)ΔH2＝－24kJ·mol－1①，V2O4(s)＋2SO3(g)=2VOSO4(s)ΔH1＝－399kJ·mol－1②。根據(jù)蓋斯定律，由②－①×2得：2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝(－399＋48)kJ·mol－1＝－351kJ·mol－1。(2)根據(jù)蓋斯定律，將系統(tǒng)(Ⅰ)中的三個(gè)熱化學(xué)方程式相加可得H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝[＋327＋(－151)＋110]kJ·mol－1＝＋286kJ·mol－1。將系統(tǒng)(Ⅱ)中的三個(gè)熱化學(xué)方程式相加可得H2S(g)=H2(g)＋S(s)ΔH＝[(－151)＋110＋61]kJ·mol－1＝＋20kJ·mol－1。題型二利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)焓變【典例2】根據(jù)題目條件，計(jì)算相關(guān)反應(yīng)的ΔH：(1)(2019·全國卷Ⅲ)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨之迅速增長。Deacon直接氧化法可按下列催化過程進(jìn)行：Ⅰ.CuCl2(s)=CuCl(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH1＝83kJ·mol－1Ⅱ.CuCl(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH2＝－20kJ·mol－1Ⅲ.CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－121kJ·mol－1則4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。(2)(2018·全國卷Ⅰ)已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－12NO2(g)=N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1則反應(yīng)N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。答案(1)－116(2)＋53.1解析(1)根據(jù)蓋斯定律知，(反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅱ＋反應(yīng)Ⅲ)×2得4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)，ΔH＝(ΔH1＋ΔH2＋ΔH3)×2＝－116kJ·mol－1。(2)將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為a、b，根據(jù)蓋斯定律，由eq\f(1,2)×a－b得N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝eq\f(ΔH1－2ΔH2,2)＝eq\f(－4.4＋55.3×2,2)kJ·mol－1＝＋53.1kJ·mol－1。應(yīng)用二利用蓋斯定律比較反應(yīng)熱的大小1．同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時(shí)如A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1＜0A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2＜0C(g)=C(l)ΔH3＜0eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Ag,＋,Bg))eq\o(→,\s\up7(ΔH1))C(g)eq\o(→,\s\up7(