高考化學一輪基礎復習第17講化學反應中的熱效應考綱要求1.能說明化學反應中能量轉化的主要原因，知道化學變化中常見的能量轉化形式。2.了解化學能與熱能的相互轉化及其應用。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱(焓變)等概念。3.能正確書寫熱化學方程式，能根據蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。4.了解提高燃料的燃燒效率、開發高能清潔燃料和研制新型化學電源的重要性。認識化學在解決能源危機中的重要作用。考點一焓變、熱化學方程式1．反應熱(焓變)(1)定義：在恒壓條件下進行的反應的熱效應。符號：ΔH。單位：kJ·mol－1或kJ/mol。(2)表示方法吸熱反應：ΔH>0；放熱反應：ΔH<0。(3)產生原因化學反應過程中舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成放出的能量不相等，故化學反應均伴隨著能量變化。(4)常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應；③大多數化合反應；④金屬跟酸的置換反應；⑤物質的緩慢氧化；⑥鋁熱反應等。吸熱反應：①大多數分解反應；②鹽的水解；③Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應；④碳和水蒸氣、C和CO2的反應等。

2．反應熱的本質圖示a、b、c表示的意義微觀宏觀a表示斷裂舊化學鍵吸收的能量；b表示形成新化學鍵放出的能量；c表示反應熱a表示活化能；b表示活化分子結合成生成物所釋放的能量；c表示反應熱3.熱化學方程式(1)概念表示參加反應物質的量和反應熱的關系的化學方程式。(2)意義表明了化學反應中的物質變化和能量變化。如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示：2mol氫氣和1mol氧氣反應生成2mol液態水時放出571.6kJ的熱量。(3)熱化學方程式的書寫要求①注明反應的溫度和壓強(25℃、101kPa下進行的反應可不注明)。②注明反應物和生成物的狀態：固態(s)、液態(l)、水溶液(aq)、氣態(g)。③熱化學方程式中各物質的化學計量數只表示物質的物質的量，而不表示分子個數(或原子個數)，因此可以寫成分數。④熱化學方程式中不用“↑”和“↓”。⑤熱化學方程式能反映出該反應已完成的數量。由于ΔH與反應物的物質的量有關，所以熱化學方程式中物質的化學計量數必須與ΔH相對應，如果化學計量數加倍，則ΔH也要加倍。當反應向逆反應方向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數值相等，符號相反。(1)放熱反應不需要加熱就能反應，吸熱反應不加熱就不能反應(×)(2)物質發生化學變化都伴有能量的變化(√)(3)吸熱反應在任何條件下都不能發生(×)(4)活化能越大，表明反應斷裂舊化學鍵需要克服的能量越高(√)(5)吸熱反應中，反應物化學鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學鍵放出的總能量(√)(6)同溫同壓下，反應H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同(×)解析焓變與反應條件無關。(7)可逆反應的ΔH表示完全反應時的熱量變化，與反應是否可逆無關(√)如圖表示某反應的能量變化，按要求回答下列問題：(1)該反應是(填“放熱”或“吸熱”)反應。(2)該反應的ΔH＝。(3)使用催化劑(填“能”或“不能”)影響該反應的反應熱。(4)逆反應的活化能可表示為。答案(1)放熱(2)E2－E1(3)不能(4)E3－E2題組一依據圖形，理清活化能與焓變的關系1．某反應的反應過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應的活化能，E2表示逆反應的活化能)。下列有關敘述正確的是()A．該反應為放熱反應B．催化劑能改變該反應的焓變C．催化劑能降低該反應的活化能D．逆反應的活化能大于正反應的活化能答案C解析由題圖可以看出，反應物的總能量低于生成物的總能量，故該反應為吸熱反應，A項錯誤；催化劑不能改變反應的焓變，B項錯誤；由圖像可以看出，催化劑能降低該反應的活化能，C項正確；由圖像可以看出E1＞E2，即逆反應的活化能小于正反應的活化能，D項錯誤。2．某反應過程中體系的能量變化如圖所示，下列說法錯誤的是()A．反應過程可表示為eq\o(A＋BC,\s\do15(反應物))→eq\o([A…B…C],\s\do15(過渡態))→eq\o(AB＋C,\s\do15(生成物))B．E1為反應物的總能量與過渡態的能量差，稱為正反應的活化能C．正反應的熱效應ΔH＝E1－E2＜0，所以正反應為放熱反應D．此圖中逆反應的熱效應ΔH＝E1－E2＜0，所以逆反應為放熱反應答案D解析由圖可知，正反應放熱，ΔH為負值；逆反應吸熱，ΔH為正值，D錯誤。正確理解活化能與反應熱的關系(1)催化劑能降低反應所需活化能，但不影響焓變的大小。(2)在無催化劑的情況下，E1為正反應的活化能，E2為逆反應的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。題組二依據鍵能計算焓變3．已知1g氫氣完全燃燒生成液態水時放出熱量143kJ,18g水蒸氣變成液態水放出44kJ的熱量。其他相關數據如下表：OOH—HH—O(g)1mol化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ496436x則表中x為()A．920B．557C．463D．188答案C解析根據題意，可得熱化學方程式為2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－572kJ·mol－1；而18即－484kJ＝2×436kJ＋496kJ－4xkJ，解得x＝463。4．已知反應2HI(g)=H2(g)＋I2(g)ΔH＝＋11kJ·mol－1,1molH2(g)、1molI2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436kJ、151kJ的能量，則1molHI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為kJ。答案299解析形成1molH2(g)和1molI2(g)共放出436kJ＋151kJ＝587kJ能量，設斷裂2molHI(g)中化學鍵吸收2akJ能量，則有2a－587＝11，得a＝299kJ。[另解：ΔH＝2E(H—I)－E(H—H)－E(I—I)，2E(H—I)＝ΔH＋E(H—H)＋E(I—I)＝11kJ·mol－1＋436kJ·mol－1＋151kJ·mol－1＝598kJ·mol－1，則E(H—I)＝299kJ·mol－1](1)計算公式：ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。(2)根據鍵能計算反應熱的關鍵是正確找出反應物和生成物所含共價鍵的數目，如H2O分子中含有2個H—O共價鍵，NH3分子中含有3個N—H共價鍵等。要注意晶體結構中化學鍵的情況，常見的有1molP4含有6molP—P鍵，1mol晶體硅含有2molSi—Si鍵，1mol石墨晶體中含有1.5molC—C鍵，1mol金剛石含有2molC—C鍵，1molSiO2含有4molSi—O鍵等。題組三書寫熱化學方程式5．已知化學反應A2(g)＋B2(g)=2AB(g)的能量變化如圖所示，請寫出該反應的熱化學方程式：。答案A2(g)＋B2(g)=2AB(g)ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1解析由圖可知，生成物總能量高于反應物總能量，故該反應為吸熱反應，ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1。6．化學反應N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示(假設該反應反應完全)。試寫出N2(g)和H2(g)反應生成NH3(l)的熱化學方程式。答案N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝－2(c＋b－a)kJ·mol－17．寫出下列反應的熱化學方程式(1)一定量N2(g)與一定量H2(g)在一定條件下反應生成2molNH3(g)，放出92.2kJ熱量。。(2)14gN2(g)與適量的O2(g)在一定條件下反應生成NO(g)，吸收34kJ熱量。。(3)SiH4是一種無色氣體，遇到空氣能發生爆炸性自燃，生成SiO2和液態H2O。已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量89.2kJ。SiH4自燃的熱化學方程式為。(4)在25℃、101kPa下，一定質量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量QkJ，其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學方程式為。(5)CuCl(s)與O2反應生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25℃、101kPa下，已知該反應每消耗1molCuCl(s)，放熱44.4kJ，該反應的熱化學方程式是。答案(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1(2)N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝68kJ·mol－1(3)SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1(4)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1(5)4CuCl(s)＋O2(g)=2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6kJ·mol－1書寫熱化學方程式要“五查”(1)查熱化學方程式是否配平。(2)查各物質的聚集狀態是否正確。(3)查ΔH的“＋”“－”符號是否正確(“＋”常省略)。(4)查反應熱的單位是否為kJ·mol－1。(5)查反應熱的數值與化學計量數是否對應。考點二標準燃燒熱、熱值、中和熱、能源1．標準燃燒熱(1)概念：在101kPa時，1mol純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所放出的熱量，叫做該物質的標準燃燒熱。標準燃燒熱的單位一般用kJ·mol－1表示。標準燃燒熱的限定詞有恒壓(101kPa時)、可燃物的物質的量(1mol)、完全燃燒、穩定的氧化物等，其中的“完全燃燒”，是指物質中下列元素完全轉變成對應的氧化物：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。(2)表示的意義：例如C的標準燃燒熱ΔH為－393.5kJ·mol－1，表示在101kPa時，1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量。(3)書寫熱化學方程式：標準燃燒熱是以1mol純物質完全燃燒所放出的熱量來定義的，因此在書寫它的熱化學方程式時，應以燃燒1mol物質為標準來配平其余物質的化學計量數。例如：C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1，即C8H18的標準燃燒熱ΔH為－5518kJ·mol－1。(4)標準燃燒熱的計算：可燃物完全燃燒放出的熱量的計算方法為Q放＝n(可燃物)×|ΔH|。式中：Q放為可燃物燃燒反應放出的熱量；n為可燃物的物質的量；ΔH為可燃物的標準燃燒熱。2．熱值1g物質完全燃燒所放出的熱量叫做該物質的熱值。3．中和熱(1)概念：在稀溶液中，強酸跟強堿發生中和反應生成1mol液態H2O時的反應熱叫中和熱。(2)注意幾個限定詞：①稀溶液；②產物是1mol液態H2O；③用離子方程式可表示為OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1。(3)中和熱的測定①實驗裝置②實驗說明a．中和熱的測定實驗中，NaOH溶液的濃度稍大于鹽酸的濃度是確保HCl反應完全。若采用的酸、堿濃度相等，可采用堿體積稍過量的方法達到這個目的。b．中和熱的計算公式ΔH＝－eq\f(m酸＋m堿·c·t終－t始,n水)kJ·mol－1c．實驗中若用弱酸(或弱堿)代替強酸(或強堿)，因弱酸(或弱堿)電離出H＋(或OH－)需要吸收熱量，故測定的中和熱的數值小于57.3kJ·mol－1；若用濃硫酸與強堿反應測定反應熱，因濃硫酸稀釋要放熱，故測定的反應熱的數值大于57.3kJ·mol－1。③誤差分析a．分析的依據看實驗中有哪些因素能造成(t終－t始)出現誤差。若(t終－t始)偏大，則|ΔH|偏大；若(t終－t始)偏小，則|ΔH|偏小。b．誤差分析實例50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液反應的誤差分析：引起誤差的實驗操作t終－t始|ΔH|保溫措施不好偏小偏小攪拌不充分偏小偏小所用酸、堿濃度過大偏大偏大用同濃度的氨水代替NaOH溶液偏小偏小用同濃度的醋酸代替鹽酸偏小偏小用50mL0.50mol·L－1NaOH溶液偏小偏小4.能源(1)能源分類(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、運輸、加工等各個環節；b.科學控制燃燒反應，使燃料充分燃燒。②開發新能源：開發資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。(1)S(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO3(g)ΔH＝－315kJ·mol－1(標準燃燒熱)(ΔH的數值正確)()(2)燃料電池中將甲醇蒸氣轉化為氫氣的熱化學方程式是CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1，則CH3OH(g)的標準燃燒熱為192.9kJ·mol－1()(3)葡萄糖的燃燒熱是2800kJ·mol－1，則eq\f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1400kJ·mol－1()(4)已知101kPa時，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，則該反應的反應熱為221kJ·mol－1()(5)NaOH(aq)＋HCl(aq)=NaCl(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1(中和熱)(ΔH的數值正確)()(6)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生成1mol水時放出57.3kJ的熱量()(7)H2(g)2(g)ΔH＝571.6kJ·mol－1()(8)CO(g)的燃燒熱是283.0kJ·mol－1，則2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)反應的ΔH＝2×283.0kJ·mol－1()(9)已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應的反應熱ΔH＝2×(－57.3)J·mol－1()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)×(8)√(9)×題組一對標準燃燒熱、中和熱的理解1．25℃、101kPa時，強酸與強堿的稀溶液發生中和反應的中和熱為57.3kJ·mol－1，辛烷的標準燃燒熱為5518kJ·mol－1。下列熱化學方程式書寫正確的是()A．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，所列熱化學方程式中有兩個錯誤，一是中和熱是指反應生成1molH2O(l)時的反應熱，二是當有BaSO4沉淀生成時，反應放出的熱量會增加，生成1molH2O(l)時放出的熱量大于57.3kJ，錯誤；B項正確；C項，標準燃燒熱是指1mol純物質完全燃燒生成穩定的氧化物時所產生的熱量，產物中的水應為液態水，錯誤；D項，當2mol辛烷完全燃燒時，產生的熱量為11036kJ，且辛烷應為液態，錯誤。(1)描述反應熱時，無論是用“反應熱”“焓變”表示還是用ΔH表示，其后所跟數值都需要帶“＋”“－”符號(“+”常省略)。如：某反應的反應熱(或焓變)為ΔH＝－QkJ·mol－1或ΔH＝QkJ·mol－1(Q>0)。(2)題組二中和反應反應熱的測定2．在測定中和熱的實驗中，下列說法正確的是()A．使用環形玻璃攪拌棒是為了加快反應速率，減小實驗誤差B．為了準確測定反應混合溶液的溫度，實驗中溫度計水銀球應與小燒杯底部接觸C．用0.5mol·L－1NaOH溶液分別與0.5mol·L－1的鹽酸、醋酸溶液反應，如所取的溶液體積相等，則測得的中和熱數值相同D．答案A3．利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下：mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設法使之混合均勻，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．分三次少量倒入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．用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒輕輕地攪動(4)現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，其反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關系為________________。(5)假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1g·cm－3，又知中和反應后生成溶液的比熱容c＝4.18J·g－1·℃－1。為了計算中和熱，某學生實驗記錄數據如下：實驗序號起始溫度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依據該學生的實驗數據計算，該實驗測得的中和熱ΔH＝__________(結果保留一位小數)。(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反應生成BaSO4沉淀，沉淀的生成熱會影響反應的反應熱解析(1)在中和熱的測定實驗中為了確保反應物被完全中和，常常使加入的一種反應物稍微過量一些。(2)為了減少熱量損失，倒入NaOH溶液應該一次迅速倒入。(3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作：用套在溫度計上的環形玻璃攪拌棒上下輕輕地攪動。(4)稀氫氧化鈉溶液和稀氫氧化鈣溶液中溶質都完全電離，它們的中和熱相同，稀氨水中的溶質是弱電解質，它與鹽酸的反應中一水合氨的電離要吸收熱量，故反應熱的數值要小一些(注意中和熱與ΔH的關系)。(5)取三次實驗的平均值代入公式計算即可。(6)硫酸與Ba(OH)2溶液反應生成BaSO4沉淀的生成熱會影響反應的反應熱，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸。題組三反應熱大小的比較4．試比較下列各組ΔH的大小。(1)同一反應，生成物狀態不同時A(g)＋B(g)=C(g)ΔH1＜0A(g)＋B(g)=C(l)ΔH2＜0則ΔH1____(填“>”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。答案>解析因為C(g)=C(l)ΔH3＜0則ΔH3＝ΔH2－ΔH1，ΔH2＜ΔH1。(2)同一反應，反應物狀態不同時S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1＜0S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2＜0則ΔH1____ΔH2。答案＜解析ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，則ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2。(3)兩個有聯系的不同反應相比C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＜0C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2＜0則ΔH1____ΔH2。答案＜解析根據常識可知，CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH3＜0，又因為ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，所以ΔH2>ΔH1。利用狀態，迅速比較反應熱的大小若反應為放熱反應(1)當反應物狀態相同，生成物狀態不同時，生成固體放熱最多，生成氣體放熱最少。(2)當反應物狀態不同，生成物狀態相同時，固體反應放熱最少，氣體反應放熱最多。越小。題組四能源的開發和利用5．未來新能源的特點是資源豐富，在使用時對環境無污染或污染很小，且可以再生。下列屬于未來新能源的是()①天然氣②煤③核能④石油⑤太陽能⑥生物質能⑦風能⑧氫能A．①②③④ B．③④⑤⑥⑦⑧C．③⑤⑥⑦⑧ D．⑤⑥⑦⑧答案D解析新能源要符合污染小，可再生性強等特點，選D。6．為消除目前燃料燃燒時產生的環境污染，同時緩解能源危機，有關專家提出了利用太陽能制取氫能的構想。下列說法正確的是()A．H2O的分解反應是放熱反應B．氫能源已被普遍使用C．2mol液態H2O具有的總能量低于2molH2和1molO2的能量D．氫氣不易貯存和運輸，無開發利用價值答案CmolO2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運輸，所以氫能源利用并未普及，但發展前景廣闊。考點三蓋斯定律及反應熱的計算1．蓋斯定律(1)內容對于一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。即：化學反應的反應熱只與反應體系的始態和終態有關，而與反應的途徑無關。(2)意義間接計算某些反應的反應熱。(3)應用轉化關系反應熱間的關系aAeq\o(→,\s\up7(ΔH1))B、Aeq\o(→,\s\up7(ΔH2))eq\f(1,a)BΔH1＝aΔH2Aeq\o(,\s\up7(ΔH1),\s\do5(ΔH2))BΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH22.利用蓋斯定律計算反應熱(1)運用蓋斯定律的技巧——“三調一加”一調：根據目標熱化學方程式，調整已知熱化學方程式中反應物和生成物的左右位置，改寫已知的熱化學方程式。二調：根據改寫的熱化學方程式調整相應ΔH的符號。三調：調整中間物質的化學計量數。一加：將調整好的熱化學方程式及其ΔH相加。(2)運用蓋斯定律的三個注意事項①熱化學方程式乘以某一個數時，反應熱的數值必須也乘上該數。②熱化學方程式相加減時，物質之間相加減，反應熱也必須相加減。③將一個熱化學方程式顛倒時，ΔH的“＋”“－”隨之改變，但數值不變。1．反應熱比較選項判斷(1)一個反應一步完成或幾步完成，兩者相比，經過的步驟越多，放出的熱量越少()(2)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1和2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2中的ΔH1<ΔH2()(3)已知相同條件下2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH1，反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(s)ΔH2，則ΔH1>ΔH2()(4)C(石墨，s)=C(金剛石，s)ΔH>0，說明石墨比金剛石穩定()答案(1)×(2)×(3)√(4)√解析(1)一個反應的ΔH大小只與反應的始態和終態有關，與途徑無關。2．已知Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g)ΔH＝akJ·mol－1。判斷下列變化過程是否正確(1)3AlCl(g)＋3CO(g)=Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)ΔH＝akJ·mol－1()(2)AlCl(g)＋CO(g)=eq\f(1,3)Al2O3(s)＋eq\f(1,3)AlCl3(g)＋C(s)ΔH＝－akJ·mol－1()(3)2Al2O3(s)＋2AlCl3(g)＋6C(s)=6AlCl(g)＋6CO(g)ΔH＝－2akJ·mol－1()答案(1)×(2)×(3)×飲用水中的NOeq\o\al(－,3)主要來自于NHeq\o\al(＋,4)。已知在微生物的作用下，NHeq\o\al(＋,4)經過兩步反應被氧化成NOeq\o\al(－,3)。兩步反應的能量變化示意圖如下：1molNHeq\o\al(＋,4)全部被氧化成NOeq\o\al(－,3)的熱化學方程式為。答案NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋2O2(g)=NOeq\o\al(－,3)(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)ΔH＝－346kJ·mol－1題組一利用蓋斯定律比較ΔH大小1．已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH13H2(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3H2O(g)ΔH22Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)ΔH32Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH42Al(s)＋Fe2O3(g)=Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔH5下列關于上述反應焓變的判斷正確的是()A．ΔH1<0，ΔH3>0 B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5答案B解析大多數化合反應為放熱反應，而放熱反應的反應熱(ΔH)均為負值，故A錯誤；鋁熱反應為放熱反應，故ΔH5<0，而2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)ΔH3③，2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH4④，由④－③可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，可得ΔH4<ΔH3、ΔH3＝ΔH4－ΔH5，故B正確，D錯誤；已知：3H2(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3H2O(g)ΔH2②，2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)ΔH3③，將(②＋③)×eq\f(2,3)可得：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1＝eq\f(2,3)(ΔH2＋ΔH3)，故C錯誤。2．室溫下，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應為ΔH1，將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應為ΔH2；CuSO4·5H2O(s)受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應為ΔH3。則下列判斷正確的是()A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3答案B解析方法一：“虛擬”路徑法。根據蓋斯定律：ΔH1＝ΔH3＋ΔH2由于ΔH1>0，ΔH3>0，ΔH2＜0所以ΔH1＜ΔH3。方法二：方程式疊加法。CuSO4·5H2O(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋5H2O(l)ΔH1>0①CuSO4(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH2＜0②CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH3>0③②＋③：CuSO4·5H2O(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋5H2O(l)ΔH1＝ΔH2＋ΔH3由于ΔH1>0，ΔH2＜0，ΔH3>0，所以ΔH1＜ΔH3。題組二利用蓋斯定律計算反應熱3．在1200℃時，天然氣脫硫工藝中會發生下列反應：H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH12H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH32S(g)=S2(g)ΔH4則ΔH4的正確表達式為()A．ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)B．ΔH4＝eq\f(2,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)C．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)答案A解析給題中方程式依次編號為①、②、③、④，由①＋②－③×3得：3S(g)=eq\f(3,2)S2(g)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)，故2S(g)=S2(g)ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。4．在25℃、101kPa時，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)=CH3COOH(l)的反應熱為()A．－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燃燒熱的熱化學方程式分別為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①×2＋②×2－③得出，則反應熱為－393.5kJ·mol－1×2＋(－285.8kJ·mol－1×2)－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。題組三利用蓋斯定律書寫熱化學方程式5．LiH可作飛船的燃料，已知下列反應：①2Li(s)＋H2(g)=2LiH(s)ΔH＝－182kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－572kJ·mol－1③4Li(s)＋O2(g)=2Li2O(s)ΔH＝－1196kJ·mol－1試寫出LiH在O2中燃燒的熱化學方程式。答案2LiH(s)＋O2(g)=Li2O(s)＋H2O(l)ΔH＝－702kJ·mol－1解析2LiH(s)=2Li(s)＋H2(g)ΔH＝182kJ·mol－12Li(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=Li2O(s)ΔH＝－598kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1上述三式相加得：2LiH(s)＋O2(g)=Li2O(s)＋H2O(l)ΔH＝－702kJ·mol－1。6．FeSO4可轉化為FeCO3，FeCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料。已知25℃、101kPa時：4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH＝－1648kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393kJ·mol－12Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)=2FeCO3(s)ΔH＝－1480kJ·mol－1FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。答案4FeCO3(s)＋O2(g)=2Fe2O3(s)＋4CO2(g)ΔH＝－260kJ·mol－1解析將所給熱化學方程式標號：4Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH＝－1648kJ·mol－1①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393kJ·mol－1②2Fe(s)＋2C(s)＋3O2(g)=2FeCO3(s)ΔH＝－1480kJ·mol－1③根據蓋斯定律：③×(－2)＋①＋②×4可得總方程式。1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”(1)相同條件下，等質量的碳按a、b兩種途徑完全轉化，途徑a比途徑b放出更多熱能途徑a：Ceq\o(→,\s\up7(H2O),\s\do5(高溫))CO＋H2eq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(燃燒))CO2＋H2O途徑b：Ceq\o(→,\s\up7(O2),\s\do5(燃燒))CO2(×)(2)表示燃料燃燒反應的能量變化(×)2．通過以下反應可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是()①C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH1＝akJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝bkJ·mol－1③CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3＝ckJ·mol－1④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝dkJ·mol－1A．反應①、②為反應③提供原料氣B．反應③也是CO2資源化利用的方法之一C．反應CH3OH(g)=eq\f(1,2)CH3OCH3(g)＋eq\f(1,2)H2O(l)的ΔH＝eq\f(d,2)kJ·mol－1D．反應2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ·mol－1答案C解析A項，反應①、②提供CO2和H2，正確；B項，反應③將CO2轉化為有機原料，是CO2的資源利用，正確；C項，反應生成液態水，放出熱量大于eq\f(d,2)，錯誤；D項，目標反應可由反應②×2＋③×2＋④獲得，計算反應熱為(2b＋2c＋d)kJ·mol－1，正確。3．通過以下反應均可獲取H2。下列有關說法正確的是()①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝571.6kJ·mol－1②焦炭與水反應制氫：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131.3kJ·mol－1③甲烷與水反應制氫：CH4(g)＋H2O(g)=CO(g)＋3H2(g)ΔH3＝206.1kJ·mol－1A．反應①中電能轉化為化學能B．反應②為放熱反應C．反應③使用催化劑，ΔH3減小D．反應CH4(g)=C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8kJ·mol－1答案D解析反應①中是光能轉化為化學能，A錯誤；反應②中ΔH＞0，為吸熱反應，B錯誤；催化劑只降低反應的活化能，不影響反應的焓變，C錯誤；根據蓋斯定律，目標反應可由反應③－②獲得，ΔH＝206.1kJ·mol－1－131.3kJ·mol－1＝74.8kJ·mol－1，D正確。4．已知：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1CO2(g)＋C(s)=2CO(g)ΔH22CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH34Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH43CO(g)＋Fe2O3(s)=3CO2(g)＋2Fe(s)ΔH5下列關于上述反應焓變的判斷正確的是()A．ΔH1＞0，ΔH3＜0B．ΔH2＞0，ΔH4＞0C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5答案C解析A項，C(s)、CO(g)在O2(g)中燃燒生成CO2，均為放熱反應，則有ΔH1<0、ΔH3<0；B項，CO2(g)與C(s)在高溫條件下反應生成CO(g)，該反應為吸熱反應，則有ΔH2>0，Fe(s)與O2(g)反應生成Fe2O3(s)為放熱反應，則有ΔH4<0；C項，將五個熱化學方程式依次編號為①、②、③、④、⑤，根據蓋斯定律，由②＋③可得①，則有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3；D項，根據蓋斯定律，由④＋⑤×2可得③×3，則有3ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5。5．煙氣(主要污染物SO2、NOx)經O3預處理后用CaSO3水懸浮液吸收，可減少煙氣中SO2、NOx的含量。O3氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應的熱化學方程式為NO(g)＋O3(g)=NO2(g)＋O2(g)ΔH＝－200.9kJ·mol－1NO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=NO2(g)ΔH＝－58.2kJ·mol－1SO2(g)＋O3(g)=SO3(g)＋O2(g)ΔH＝－241.6kJ·mol－1則反應3NO(g)＋O3(g)=3NO2(g)的ΔH＝kJ·mol－1。答案－317.36．白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在一定條件下反應獲得。相關熱化學方程式如下：2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3359.26kJ·mol－1CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s)ΔH2＝－89.61kJ·mol－12Ca3(PO4)2(s)＋6SiO2(s)＋10C(s)=6CaSiO3(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH3則ΔH3＝kJ·mol－1。答案2821.6解析2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)=6CaO(s)＋P4(s)＋10CO(g)ΔH1＝＋3359.26kJ·mol－1①CaO(s)＋SiO2(s)=CaSiO3(s)ΔH2＝－89.61kJ·mol－1②由蓋斯定律，目標反應可由反應①＋反應②×6，則ΔH3＝ΔH1＋ΔH2×6＝2821.6kJ·mol－1。一、單項選擇題1．頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣，是一種重要的非常規天然氣資源。我國的頁巖氣儲量超過其他任何一個國家，可采儲量有1275萬億立方英尺。這些儲量足夠中國使用300多年，有關頁巖氣的敘述錯誤的是()A．頁巖氣屬于一種新能源 B．頁巖氣屬于一次能源C．頁巖氣屬于清潔能源 D．頁巖氣屬于不可再生能源答案A解析頁巖氣屬于天然氣，是化石燃料，是不可再生能源。2．美國研究人員將CO和O附著在一種釘催化劑表面，用激光脈沖將其加熱到2000K，成功觀察到CO與O形成化學鍵生成CO2的全過程。下列說法不正確的是()A．CO2屬于酸性氧化物B．CO與O形成化學鍵的過程中放出能量C．釘催化劑可以改變該反應的焓變D．CO與O形成化學鍵的過程中有電子轉移答案C解析二氧化碳能和堿反應生成鹽和水，說明二氧化碳是酸性氧化物，A項正確；原子結合形成化學鍵時放出熱量，B項正確；催化劑只改變反應速率，不改變反應的焓變，C項錯誤；一氧化碳轉化為二氧化碳時碳的化合價升高，所以一氧化碳和氧形成化學鍵的過程中有電子轉移，D項正確。3．現代火法煉鋅過程中發生了以下三個主要反應。下列說法正確的是()①2ZnS(s)＋3O2(g)=2ZnO(s)＋2SO2(g)ΔH1＝akJ·mol－1②2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2＝bkJ·mol－1③ZnO(s)＋CO(g)=Zn(g)＋CO2(g)ΔH3＝ckJ·mol－1A．以上三個反應中，只有①是放熱反應B．反應②的作用是僅為反應③提供還原劑C．反應ZnS(s)＋C(s)＋2O2(g)=Zn(g)＋SO2(g)＋CO2(g)的ΔH＝eq\f(a＋b＋2c,2)kJ·mol－1D．用這種方法得到的是純凈的鋅單質答案C解析A項，碳不完全燃燒也是放熱反應，錯誤；B項，反應②的作用既可以為反應③提供還原劑，同時反應放熱，也提供能量，錯誤；C項，根據蓋斯定律可知反應(①＋②＋2×③)/2即得到反應ZnS(s)＋C(s)＋2O2(g)=Zn(g)＋SO2(g)＋CO2(g)的ΔH＝eq\f(a＋b＋2c,2)kJ·mol－1，正確；D項，用這種方法得到的是含有雜質(碳或ZnS等)的鋅單質，錯誤。4．下列有關熱化學方程式的敘述，正確的是()A．1mol甲烷燃燒生成氣態水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的標準燃燒熱B．由N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－1，可知將1molN2O4(g)置于密閉容器中充分反應后放出熱量為56.9kJC．由：H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，可知：含1molCH3COOH的溶液與含1molNaOH的溶液混合，放出熱量為57.3kJD．已知101kPa時，2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1，則1mol碳完全燃燒放出的熱量大于110.5kJ答案D解析A項，液態的水才是氫的穩定氧化物，錯誤；B項，N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－1，這是一個可逆反應不可能完全反應，錯誤；C項，醋酸是弱電解質，電離的過程要吸收熱量，因此1molCH3COOH的溶液與含1molNaOH的溶液混合，放出熱量要小于57.3kJ，錯誤。5．在25℃、101kPa下，1mol白磷(化學式為P4)完全燃燒放出的熱量和4mol紅磷(化學式為P)完全燃燒放出的熱量關系如圖所示：由此判斷，下列說法正確的是()A．由紅磷轉化為白磷是吸熱反應，等質量時紅磷比白磷能量高，白磷比紅磷穩定B．由紅磷轉化為白磷是放熱反應，等質量時紅磷比白磷能量低，紅磷比白磷穩定C．由紅磷轉化為白磷是放熱反應，等質量時紅磷比白磷能量高，白磷比紅磷穩定D．由紅磷轉化為白磷是吸熱反應，等質量時紅磷比白磷能量低，紅磷比白磷穩定答案D解析由圖像知：白磷比紅磷能量高，能量越高越不穩定，故紅磷比白磷穩定，紅磷轉化為白磷時需要吸收能量，屬于吸熱反應。6．下列各組熱化學方程式的ΔH前者大于后者的是()①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2②S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH4③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH52H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH6④CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH7CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(aq)ΔH8A．①B．④C．②③④D．①②③答案C解析ΔH有正、負之分，比較時要連同“＋”“－”在內一起比較，類似數學中的正、負大小的比較。①中第一個熱化學方程式減去第二個熱化學方程式可得：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2，該反應為放熱反應，即ΔH1－ΔH2<0，所以ΔH1<ΔH2；②等量的固態硫變為硫蒸氣時吸收熱量，故在與O2反應產生同樣的SO2時，氣態硫放出的熱量多，即ΔH3>ΔH4；③發生同樣的燃燒反應，物質的量越多，放出的熱量越多，故ΔH5>ΔH6；④碳酸鈣分解吸收熱量，ΔH7>0，CaO與H2O反應放出熱量，ΔH8<0，顯然ΔH7>ΔH8。7．下列圖示與對應的敘述相符的是()A．圖甲中的ΔH1>ΔH2B．圖乙表示可逆反應A(s)＋3B(g)2C(g)ΔH>0C．圖丙表示充滿NO2氣體的試管，倒置于水槽中，向其中緩慢通入氧氣直至試管中全部充滿水，假設溶質不擴散，溶質的物質的量濃度與通入氧氣的體積關系D．由圖丁可說明烯烴與H2加成反應是放熱反應，虛線表示在有催化劑的條件下進行答案C解析ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于零，且ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，故A錯誤；平衡常數不會隨壓強的改變而改變，故B錯誤；試管中發生的總反應為4NO2＋O2＋2H2O=4HNO3，所以隨氧氣通入，溶質的物質的量濃度不變，故C正確；催化劑會降低反應的活化能，故D錯誤。二、不定項選擇題8．我國利用合成氣直接制烯烴獲重大突破，其原理是()反應①：C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1反應②：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH2反應③：CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH3＝－90.1kJ·mol－1反應④：2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4，能量變化如圖所示反應⑤：3CH3OH(g)=CH3CH=CH2(g)＋3H2O(g)ΔH5＝－31.0kJ·mol－1下列說法正確的是()A．反應③使用催化劑，ΔH3減小B．反應④中正反應的活化能大于逆反應的活化能C．ΔH1－ΔH2<0D．3CO(g)＋6H2(g)=CH3CH=CH2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－121.1kJ·mol－1答案C解析A項，催化劑不能改變焓變，錯誤；B項，反應④是放熱反應，其中正反應的活化能小于逆反應的活化能，錯誤；C項，根據蓋斯定律：①－②即得到氫氣燃燒的熱化學方程式，氫氣燃燒放熱，所以ΔH1－ΔH2<0，正確；D項，根據蓋斯定律：③×3＋⑤得3CO(g)＋6H2(g)=CH3CH=CH2(g)＋3H2O(g)ΔH＝－301.3kJ·mol－1，錯誤。9．一定條件下，在水溶液中1molCl－、ClOeq\o\al(－,x)(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相對大小如圖所示，下列有關說法正確的是()A．e是ClOeq\o\al(－,3)B．b→a＋c反應的活化能為60kJ·mol－1C．a、b、c、d、e中c最穩定D．b→a＋d反應的熱化學方程式為3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ·mol－1答案D解析A項，e中Cl元素化合價為＋7價，而ClOeq\o\al(－,3)中Cl元素化合價為＋5價，錯誤；B項，b→a＋c反應的活化能為40kJ·mol－1，錯誤；C項，a、b、c、d、e中a能量最低，所以最穩定，錯誤；D項，b→a＋d，根據轉移電子守恒得該反應方程式為3ClO－=ClOeq\o\al(－,3)＋2Cl－，反應熱＝64kJ·mol－1＋2×0kJ·mol－1－3×60kJ·mol－1＝－116kJ·mol－1，所以該熱化學反應方程式為3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－116kJ·mol－1，正確。10．下列關于焓變(ΔH)的敘述或判斷中錯誤的是()A．2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)在常