PAGEPAGE12第一講化學能與熱能【真題速遞】1.（2024.全國1卷）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領域中。回答下列問題：（3）我國學者結合試驗與計算機模擬結果，探討了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應歷程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用標注。可知水煤氣變換的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），該歷程中最大能壘（活化能）E正=_________eV，寫出該步驟的化學方程式_______________________。【答案】(3).小于2.02COOH+H+H2O===COOH+2H+OH或H2O===H+OH【解析】（3）依據水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]并結合水煤氣變換的反應歷程相對能量可知，CO(g)+H2O(g)的能量（-0.32eV）高于CO2(g)+H2(g)的能量（-0.83eV），故水煤氣變換的ΔH小于0；活化能即反應物狀態達到活化狀態所需能量，依據變換歷程的相對能量可知，最大差值為：其最大能壘（活化能）E正=1.86-(-0.16)eV=2.02eV；該步驟的反應物為COOH+H+H2O===COOH+2H+OH；因反應前后COOH和1個H未發生變更，也可以表述成H2O===H+OH。2.（2024.全國2卷）環戊二烯（）是重要的有機化工原料，廣泛用于農藥、橡膠、塑料等生產。回答下列問題：（1）已知：(g)=(g)+H2(g)ΔH1=100.3kJ·mol?1①H2(g)+I2(g)=2HI(g)ΔH2=﹣11.0kJ·mol?1②對于反應：(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)③ΔH3=___________kJ·mol?1。【答案】(1).89.3【解析】（1）依據蓋斯定律①-②，可得反應③的ΔH=89.3KJ/mol。3.（2024.全國Ⅲ卷）近年來，隨著聚酯工業的快速發展，氯氣的需求量和氯化氫的產出量也隨之快速增長。因此，將氯化氫轉化為氯氣的技術成為科學探討的熱點。回答下列問題：（2）Deacon干脆氧化法可按下列催化過程進行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)ΔH1=83kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g)ΔH2=-20kJ·mol-1CuO(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。【答案】(2).﹣116【解析】（2）依據蓋斯定律知，（反應I+反應II+反應III）×2得?H=（?H1+?H2+?H3）×2=-116kJ?mol-1。4．(1)[2024·天津理綜，7(3)]0.1molCl2與焦炭、TiO2完全反應，生成一種還原性氣體和一種易水解成TiO2·xH2O的液態化合物，放熱4.28kJ，該反應的熱化學方程式為______________________。(2)[2024·江蘇化學，26(1)]TiO2與Cl2難以干脆反應，加碳生成CO和CO2可使反應得以進行。已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝＋175.4kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2＝－220.9kJ·mol－1沸騰爐中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的熱化學方程式：____________________________。【答案】(1)2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－85.6kJ·mol－1(2)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH＝－45.5kJ/mol【解析】(1)由所給數據不難計算，該反應的熱化學方程式為2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－85.6kJ·mol－1。(2)利用蓋斯定律，將已知兩個熱化學方程式相加即可得出答案。5．[2015·全國卷Ⅱ，27(1)]甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發生的主要反應如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3回答下列問題：已知反應①中相關的化學鍵鍵能數據如下：化學鍵H—HC—OC≡OH—OC—HE/(kJ·mol－1)4363431076465413由此計算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58kJ·mol－1，則ΔH3＝________kJ·mol－1。【答案】－99＋41【解析】依據鍵能與反應熱的關系可知，ΔH1＝反應物的鍵能之和－生成物的鍵能之和＝(1076kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1)－(413kJ·mol－1×3＋343kJ·mol－1＋465kJ·mol－1)＝－99kJ·mol－1。依據質量守恒定律：由②－①可得：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，結合蓋斯定律可得：ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58kJ·mol－1)－(－99kJ·mol－1)＝＋41kJ·mol－1。【考綱解讀】考點內容說明化學能與熱能1.了解化學反應中能量轉化的緣由，能說出常見的能量轉化形式。2.了解化學能與熱能的相互轉化。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。3.了解熱化學方程式的含義，能正確書寫熱化學方程式。4.了解能源是人類生存和社會發展的重要基礎。了解化學在解決能源危機中的重要作用。5.了解焓變與反應熱的含義。6.理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進行有關反應焓變的計算。高考必考點之一，常以非選擇題的形式出現【學問梳理】1．化學反應的實質與特征(1)實質：反應物中化學鍵和生成物中化學鍵。(2)特征：既有物質變更，又伴有能量變更；能量轉化主要表現為的變更，也有光能和電能等。2．焓變和反應熱(1)反應熱：化學反應中的熱量。(2)焓變：生成物與反應物的內能差，ΔH＝H(生成物)－H(反應物)。在恒壓條件下化學反應的熱效應，其符號為，單位是。3．吸熱反應與放熱反應(1)從能量守恒的角度理解ΔH＝的總能量－的總能量。(2)從化學鍵變更角度理解ΔH＝的總鍵能－的總鍵能。(3)常見的放熱反應和吸熱反應①放熱反應：大多數化合反應、反應、金屬與的反應、全部的燃燒反應。②吸熱反應：大多數分解反應、鹽的反應、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應、C與H2O(g)反應、C與CO2反應。4．燃燒熱5．中和熱6．能源【答案】(1)斷裂形成(2)熱量(1)汲取或放出(2)ΔHkJ·mol－1或kJ/mol(1)放<吸>生成物反應物(2)吸熱放熱反應物生成物①中和酸②水解4．1mol穩定的氧化物1mol(C) CO2(g)5．1mol(H2O)H+(aq)+OH－(aq)===H2O(aq)ΔH=－57.3kJ·mol－16．不行可再生【考點精講】考點一、焓變與反應熱1．化學反應中的能量變更(1)化學反應中的兩大變更：物質變更和能量變更。(2)化學反應中的兩大守恒：質量守恒和能量守恒。(3)化學反應中的能量轉化形式：熱能、光能、電能等。通常主要表現為熱量的變更。2．焓變、反應熱(1)焓(H)用于描述物質所具有能量的物理量。(2)焓變(ΔH)ΔH＝H(生成物)－H(反應物)。單位kJ·mol－1。(3)反應熱指當化學反應在肯定溫度下進行時，反應所放出或汲取的熱量，通常用符號Q表示，單位kJ·mol－1。(4)焓變與反應熱的關系對于等壓條件下進行的化學反應，假如反應中物質的能量變更全部轉化為熱能，則有如下關系：ΔH＝Qp。3．吸熱反應和放熱反應(1)從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析。(2)從反應熱的量化參數——鍵能的角度分析(3)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。【典例1】1.2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）反應過程中能量變更如圖所示（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．該反應為吸熱反應B．上升溫度，不影響活化分子百分數C．運用催化劑使該反應的反應熱發生變更D．E1﹣E2=△H【答案】D【解析】A．圖象分析反應物能量高于生成物能量，反應是放熱反應，錯誤；B．上升溫度，活化分子百分數增大，單位體積內的活化分子數增大，所以反應速率增大，錯誤；C．催化劑對反應的始態和狀態無響應，只變更活化能，則對反應的焓變無影響，錯誤；D．△H=斷鍵汲取的能量﹣成鍵放出的能量=E1﹣E2，正確．【歸納總結】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)在無催化劑的狀況下，E1為正反應的活化能，E2為逆反應的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。【典例2】2.下列有關反應熱的說法正確的是（）A．在化學反應過程中，吸熱反應需不斷從外界獲得能量，放熱反應不需從外界獲得能量B．甲烷的燃燒熱△H=﹣890kJ/mol，則甲烷燃燒的熱化學方程式為：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣890kJ?mol﹣1C．已知常溫常壓下：HCl（aq）+NaOH（aq）===NaCl（aq）+H2O（l）△H=﹣57.3kJ?mol﹣1，則有：H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）===BaSO4（s）+2H2O（l）△H=﹣114.6kJ?mol﹣1D．已知：S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣Q1kJ?mol﹣1，S（g）+O2（g）=SO2（g）△H2=﹣Q2kJ?mol﹣1，則Q1＜Q2【答案】D【解析】A、反應是不行能自然進行的，無論放熱還是吸熱反應都要從外界汲取一部分熱量達到反應的活化狀態，對于放熱反應來說是放出的熱量大于汲取的熱量，對于吸熱反應來說是汲取的熱量大于放出的熱量，錯誤；B、甲烷燃燒的熱化學方程式中，穩定的氧化物應當是液態水，錯誤；C、H2SO4與Ba（OH）2反應生成沉淀，也釋放出熱量，△H小于﹣114.6kJ?mol﹣1，錯誤；D、S（g）變更為S（s）還要釋放出熱量，所以Q2＞Q1，正確．【易錯警醒】①有能量變更的過程不肯定是放熱反應或吸熱反應，如水結成冰放熱但不屬于放熱反應。②化學反應是放熱還是吸熱與反應發生的條件沒有必定聯系。如吸熱反應NH4Cl與Ba(OH)2·8H2O在常溫常壓下即可進行。【考點一精練】1．最新報道：科學家首次用X射線激光技術視察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下：下列說法正確的是()A．CO和O生成CO2是吸熱反應B．在該過程中，CO斷鍵形成C和OC．CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2D．狀態Ⅰ→狀態Ⅲ表示CO與O2反應的過程【答案】C【解析】由能量—反應過程圖像中狀態Ⅰ和狀態Ⅲ知，CO和O生成CO2是放熱反應，錯誤；由狀態Ⅱ知，在CO與O生成CO2的過程中CO沒有斷鍵形成C和O，錯誤；由狀態Ⅲ及CO2的結構式O=C=O知，CO2分子中存在碳氧極性共價鍵，正確；由能量—反應過程圖像中狀態Ⅰ(CO和O)和狀態Ⅲ(CO2)分析，狀態Ⅰ→狀態Ⅲ表示CO和O原子反應生成CO2的過程，錯誤。2.依據碘與氫氣反應的熱化學方程式（i）I2（s）+H2（g）═2HI（g）△H2=+26.47kJ/mol（ii）I2（g）+H2（g）═2HI（g）△H2=﹣9.48kJ/mol．下列推斷正確的是（）A．反應（ii）的產物比反應（i）的產物穩定B．1molI2（s）比1molI2總能量低35.96kJC．254gI2中通入2gH2（g）充分反應放熱9.48kJD．反應（ii）反應物的總能量比反應（i）反應物的總能量高l7kJ【答案】B【解析】已知：①I2（g）+H2（g）═2HI（g）△H=﹣9.48kJ?mol﹣1；②I2（s）+H2（g）═2HI（g）△H=+26.47kJ?mol﹣1，利用蓋斯定律將①﹣②可得I2（g）==I2（s）△H=﹣9.48kJ?mol﹣1﹣26.47kJ?mol﹣1=﹣35.95kJ?mol﹣1。3.1，3﹣丁二烯CH2=CH﹣CH=CH3和2﹣丁炔CH3﹣C≡C﹣CH3是有機合成工業中常用的不飽和烴原材料，分別與氫氣反應的熱化學方程式如下：CH2=CH﹣CH=CH2（g）+2H2（g）→CH3CH2CH2CH3（g）△H=﹣236.6kJ?mol﹣1CH3﹣C=C﹣CH3（g）+2H2（g）→CH3CH2CH2CH（g）△H=﹣272.7kJ?mol﹣1．由此不能推斷（）A．1，3﹣丁二烯和2﹣丁炔相互轉化的焓變△HB．1，3﹣丁二烯和2﹣丁炔分子的穩定性C．1，3﹣丁二烯和2﹣丁炔的燃燒熱熱值的相對大小D．2﹣丁炔中一個碳碳三鍵能與1，3﹣丁二烯中兩個碳碳雙鍵鍵能之和的相對大小【答案】D【解析】依據△H=生成物的能量和﹣反應物的能量和=反應物的鍵能和﹣生成物的鍵能和可知，3﹣丁二烯和2﹣丁炔的能量凹凸，能量越低越穩定，A、相同條件下2﹣丁炔放出熱量比1，3﹣丁二烯多，說明1，3﹣丁二烯能量低，其相互轉化有能量變更，正確；B、相同條件下2﹣丁炔放出熱量比1，3﹣丁二烯多，說明1，3﹣丁二烯能量低，穩定，正確；C、相同條件下2﹣丁炔放出熱量比1，3﹣丁二烯多，說明1，3﹣丁二烯能量低，燃燒熱熱值也低，正確；D、1，3﹣丁二烯和2﹣丁炔所含的碳碳單鍵數目不同，所以不能推斷一個碳碳叁鍵的鍵能與兩個碳碳雙鍵的鍵能大小，錯誤．4.已知：①4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=﹣1269kJ/mol②下列說正確的是（）A．斷開1molO—O鍵比斷開1molN—N鍵所需能量少448kJB．斷開1molH—O鍵比斷開1molH—N鍵所需能量相差約72.6kJC．由以上鍵能的信息可知H2O的沸點比NH3高D．由元素非金屬性的強弱可知H—O鍵比H—N鍵弱【答案】B【解析】A．依據II可知O=O鍵的鍵能比N≡N鍵的鍵能小，則斷開1molO=O鍵比斷開1molN≡N鍵所需能量少448kJ，錯誤；B．已知4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=﹣1269kJ/mol，則12H—N+3×498kJ/mol﹣2×946kJ/mol﹣12H—O=﹣1269kJ/mol，得（H—O）﹣（H—N）=72.6kJ/mol，所以斷開1molH—O鍵與斷開1molH—N鍵所需能量相差約72.6kJ，正確；C．鍵能與沸點無關，沸點與分子間作用力有關，錯誤；D．元素的非金屬性越強，與H元素形成的化學鍵越穩定，非金屬性：O＞N，則H—O鍵比H—N鍵強，錯誤．5.己知：①CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H1，②CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H2下列推斷正確的是（）A．若CO的燃燒熱為△H3，則H2的燃燒熱為△H3﹣△H1B．反應CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）的△H=△H2﹣△H1C．若反應②的反應物總能量低于生成物總能量，則△H2＜0D．若等物質的量的CO和H2完全燃燒生成氣態產物時前者放熱更多，則△H1＞0【答案】B【解析】A、若CO的燃燒熱為△H3，則③CO（g）+1/2O2（g）═CO2（g）△H3，依據蓋斯定律得③﹣①，H2（g）+1/2O2（g）═H2O（g）△H3﹣△H1，燃燒熱指生成穩定的化合物，水應為液態，錯誤；B、依據蓋斯定律得②﹣①，CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）的△H=△H2﹣△H1，正確；C．若反應②的反應物總能量低于生成物總能量，則該反應為吸熱反應，所以△H2＞0，錯誤；D、依據CO（g）+1/2O2（g）═CO2（g）△H3，H2（g）+1/2O2（g）═H2O（g）△H4，若等物質的量的CO和H2完全燃燒生成氣態產物時前者放熱更多，所以△H3＜△H4，又依據蓋斯定律①CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H1=△H3﹣△H4＜0，錯誤．考點二、熱化學方程式1．概念表示參與反應物質的量和反應熱關系的化學方程式。2．意義表明白化學反應中的物質變更和能量變更。如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示：25℃、101kPa條件下，2mol氫氣和1mol氧氣反應生成2mol液態水時放出571.6kJ的熱量。3．熱化學方程式書寫留意事項(1)注明反應條件：反應熱與測定條件(溫度、壓強等)有關。絕大多數反應是在25℃、101kPa下進行的，可不注明。(2)注明物質狀態：常用s、l、g、aq分別表示固體、液體、氣體、溶液。(3)留意符號單位：ΔH應包括“＋”或“－”、數值和單位(kJ·mol－1)。(4)留意守恒關系：①原子守恒和得失電子守恒；②能量守恒。(ΔH與化學計量數相對應)(5)區分于一般方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“點燃”、“加熱”等。(6)留意熱化學方程式的化學計量數熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數僅表示該物質的物質的量，可以是整數，也可以是分數。且化學計量數必需與ΔH相對應，假如化學計量數加倍，則ΔH也要加倍。【典例1】1.已知充分燃燒ag乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態水，并放出熱量bkJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是（）A．2C2H2（g）+5O2（g）→4CO2（g）+2H2O（l）；△H=-4bkJ/molB．C2H2（g）+5/2O2（g）→2CO2（g）+H2O（l）；△H=2bkJ/molC．2C2H2（g）+5O2（g）→4CO2（g）+2H2O（l）；△H=-2bkJ/molD．2C2H2（g）+5O2（g）→4CO2（g）+2H2O（l）；△H=bkJ/mol【答案】A【解析】由由物質的物質的量與反應放出的熱量成正比可知，生成4mol二氧化碳氣體和液態水，并放出熱量4bkJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式為2C2H2（g）+5O2（g）→4CO2（g）+2H2O（l）；△H=-4bkJ/mol．【歸納總結】推斷熱化學方程式的“5審法”【典例2】2.如圖所示是298K時，N2與H2反應過程中能量變更的曲線圖，下列敘述錯誤的是（）A．加入催化劑，不能變更該化學反應的反應熱B．b曲線是加入催化劑時的能量變更曲線C．該反應的熱化學方程式為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H=﹣92kJ/molD．在溫度、體積肯定的條件下，通入1molN2和3molH2反應后放出的熱量為92kJ【答案】D【解析】A、加入催化劑，平衡不移動，所以該化學反應的反應熱不變更，故A正確；B、催化劑能變更反應的路徑，使發生反應所需的活化能降低，即可降低生產能耗，故B正確；C、該反應放出的能量大于汲取的能量，所以放熱△H=508﹣600=﹣92kJ/mol，熱化學方程式為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H=﹣92kJ/mol，故C正確；D、反應是可逆反應，在溫度、體積肯定的條件下，通入1molN2和3molH2充分反應后放出的熱量小于92kJ，故D錯誤．【歸納總結】ΔH與反應的“可逆性”可逆反應的ΔH表示反應完全反應時的熱量變更，與反應是否可逆無關。如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1，表示25℃、101kPa條件下1molN2和3molH2完全反應生成2molNH3釋放92kJ熱量。【考點二精練】1.已知：CH3CH2CH2CH3（g）+6.5O2（g）═4CO2（g）+5H2O（l）△H=﹣2878kJ?mol﹣1，（CH3）2CHCH3（g）+6.5O2（g）═4CO2（g）+5H2O（l）△H=﹣2869kJ?mol﹣1.下列說法正確的是（）A．正丁烷分子儲存的能量大于異丁烷分子B．正丁烷的穩定性大于異丁烷C．異丁烷轉化為正丁烷的過程是一個放熱過程D．異丁烷分子中的碳氫鍵比正丁烷的多【答案】A【解析】A、因化學反應中能量守恒，放出的熱量=反應物的總能量﹣生成物的總能量，生成物的總能量的能量相同時，放出的熱量越多，反應物的總能量越多，正確；B、物質具有的能量越低越穩定，依據A可知正丁烷分子儲存的能量大于異丁烷分子，所以正丁烷的穩定性小于異丁烷，錯誤；C、因正丁烷的能量比異丁烷的能量高，所以異丁烷轉化為正丁烷的過程是一個吸熱過程，錯誤；D、在正丁烷和異丁烷中，均含有碳碳單鍵和碳氫單鍵，數目一樣多，錯誤．2.化學反應N2+3H22NH3的能量變更如圖所示，該反應的熱化學方程式是（）A．N2（g）+3H2（g）2NH3（l）△H=2（a﹣b﹣c）kJ/molB．N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=2（b﹣a）kJ/molC．0.5N2（g）+1.5H2（g）NH3（l）△H=（b+c﹣a）kJ/molD．0.5N2（g）+1.5H2（g）NH3（g）△H=（a+b）kJ/mol【答案】A【解析】由圖可以看出，△E為反應的活化能，反應熱等于反應物的活化能減生成物的活化能，所以0.5N2（g）+1.5H2（g）==NH3（g）△H=（a﹣b）kJ/mol，即N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=﹣2（b﹣a）kJ/mol，而1mol的NH3（g）轉化為1mol的NH3（l）放出的熱量為ckJ，依據蓋斯定律有：0.5N2（g）+1.5H2（g）=NH3（l）△H=（a﹣b﹣c）kJ/mol，即：N2（g）+3H2（g）2NH3（1）△H=2（a﹣b﹣c）kJ?mol﹣1，故A正確．3.下列有關熱化學方程式的敘述正確的是（）A．已知C（石墨，s）=C（金剛石，s）△H＞O，則金剛石比石墨穩定B．已知2H2（g）+O2（g）═2H2O（1）△H=﹣571.6kJ?mol﹣1，則氫氣的燃燒熱為﹣285.8kJ?mol﹣1C．含20.0gNaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7kJ的熱量，則該條件下稀醋酸和稀NaOH溶液反應的熱化學方程式為：NaOH（aq）+CH3COOH（aq）═H3COOHNa（aq）+H2O（l）H=﹣57.4kJ?mol﹣1D．已知2C（s）+2O2（g）=2CO2（g）△H1：2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H2則△H1＞△H2【答案】B【解析】A．石墨轉化為金剛石時，要汲取能量，說明金剛石能量高于石墨，能量越低越穩定，所以石墨比金剛石穩定，錯誤；B．由2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6kJ/mol，可知1mol氫氣完全燃燒生成穩定的氧化物放出的熱量為285.8KJ，所以氫氣的燃燒熱△H=﹣285.8kJ/mol，正確；C．20.0gNaOH物質的量為0.5mol，NaOH的稀溶液與稀鹽酸完全中和，放出28.7kJ的熱量，則1mol氫氧化鈉完全中和放熱57.4KJ，醋酸是弱酸存在電離平衡，電離過程是吸熱過程，稀醋酸和稀NaOH溶液反應放熱小于57.4kJ，錯誤；D．依據蓋斯定律可得：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=△H1﹣△H2，CO燃燒為放熱反應，即△H1﹣△H2＜0，則△H1＜△H2，錯誤．4.下列依據熱化學方程式得出的結論正確的是（）A．已知：C（石墨，s）═C（金剛石，s）△H＞0，則金剛石比石墨穩定B．已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=﹣483.6kJ?mol﹣1，則氫氣的燃燒熱為241.8kJ?mol﹣1C．已知：500℃、30MPa下，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣38.6kJ?mol﹣1；將1.5molH2和過量的N2在此條件下充分反應，放出熱量19.3kJD．已知：H2（g）+F2（g）═HF（g）△H=﹣270kJ?mol﹣1，則相同條件下，2molHF氣體的能量小于1mol氫氣和1mol氟氣的能量之和【答案】D【解析】A、石墨完全轉化為金剛石時，要汲取能量，說明金剛石能量高于石墨，能量越低越穩定，所以石墨比金剛石穩定，錯誤；B、燃燒熱是指1mol氫氣完全燃燒生成液態水時放出的熱量，此反應生成的是水蒸氣，故氫氣的燃燒熱不是241.8kJ?mol﹣1，錯誤；C、H2的物質的量為1.5mol，完全消耗1.5mol氫氣會放出19.3kJ熱量，由于該反應為可逆反應，氫氣不行能完全轉化成氨氣，所以放出的熱量小于19.3kJ，錯誤；D、從熱化學方程式H2（g）+F2（g）=2HF（g）△H=﹣270kJ/mol可知，反應放熱，即1mol氫氣與1mol氟氣的總能量大于2mol氟化氫的總能量，正確．5.含氮廢水中的NH4+在肯定條件下可與O2發生以下反應：①NH4+（aq）+1.5O2（g）=NO2﹣（aq）+2H+（aq）+H2O（l）△H=﹣273kL/mol②NO2﹣（aq）+0.5O2（g）=NO3﹣（aq）△H=﹣73kL/mol下列敘述不正確的是（）A．上升溫度，可使①②反應速率均加快B．室溫時0.1mol/LHNO2（aq）pH＞1，則NaNO2溶液顯堿性C．NH4+（aq）+2O2（g）═NO3﹣（aq）+2H+（aq）+H2O（l）△H=﹣346kJ/molD．1molNH4+在①反應中與1molNO2﹣在②反應中失電子數之比為1：3【答案】D【解析】A、上升溫度，任何化學反應速率都會加快，正確；B、室溫時0.1mol/LHNO2（aq）pH＞1，證明亞硝酸是弱酸，所以NaNO2溶液因為亞硝酸根離子水解會導致溶液顯堿性，正確；C、依據蓋斯定律，反應NH4+（aq）+2O2（g）═NO3﹣（aq）+2H+（aq）+H2O（l）是已知兩個反應相加即可得到，所以該反應的焓變△H=﹣346kJ/mol，正確；D、1molNH4+在①反應中失去電子是6mol，1molNO2﹣在②反應中失電子數是2mol，所以失電子數之比為3：1，錯誤．考點三、蓋斯定律1．定義：化學反應不管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．圖示：蓋斯定律的理解熱化學方程式焓變之間的關系aA=BΔH1A=eq\f(1,a)BΔH2ΔH2＝eq\f(1,a)ΔH1或ΔH1＝aΔH2aA=BΔH1B=aAΔH2ΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH23.解題模型反應熱的計算(1)計算公式：ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和。(2)依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。要留意晶體結構中化學鍵的狀況，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。(3)蓋斯定律【典例1】1．在1200℃時，自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)。【典例2】2．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。【考點三精練】1．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供應原料氣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供應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。2．下圖是通過熱化學循環在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應系統原理。通過計算，可知系統(Ⅰ)和系統(Ⅱ)制氫的熱化學方程式分別為________________、______________，制得等量H2所需能量較少的是________。【答案】＋S(s)ΔH＝20kJ·mol－1系統(Ⅱ)【解析】隔離分析兩個系統，分別將每個系統中的三個方程式相加，即可得到所需答案。3．已知下列反應：SO2(g)＋2OH－(aq)=SOeq\o\al(2－,3)(aq)＋H2O(l)ΔH1ClO－(aq)＋SOeq\o\al(2－,3)(aq)=SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Cl－(aq)ΔH2CaSO4(s)=Ca2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH3則反應SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)=CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________________________________________________________________________。【答案】ΔH1＋ΔH2－ΔH3【解析】將題中的3個反應依次標記為①、②、③，依據蓋斯定律，①＋②－③即得所求的反應，ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。4．①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH1②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l)ΔH2③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝－1048.9kJ·mol－1上述反應熱效應之間的關系式為ΔH4＝__________________________________________，聯氨和N2O4可作為火箭推動劑的主要緣由為__________________________________________________________________________________________________________________。【答案】2ΔH3－2ΔH2－ΔH1反應放出熱量大，產生大量的氣體【解析】比照目標熱化學方程式中的反應物和生成物在已知熱化學方程式中的位置和化學計量數，利用蓋斯定律，將熱化學方程式③×2，減去熱化學方程式②×2，再減去熱化學方程式①，即可得出熱化學方程式④，故ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；聯氨具有強還原性，N2O4具有強氧化性，兩者混合在一起易自發地發生氧化還原反應，反應放出熱量大，并產生大量的氣體，可為火箭供應很大的推動力。5．(1)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問題：正丁烷(C4H10)脫氫制1-丁烯(C4H8)的熱化學方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)＋H2(g)ΔH1已知：②C4H10(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3＝－242kJ·mol－1反應①的ΔH1為________kJ·mol－1。(2)[2024·課標全國Ⅲ，28(3)]已知：As(s)＋eq\f(3,2)H2(g)＋2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH22As(s)＋eq\f(5,2)O2(g)=As2O5(s)ΔH3則反應As2O5(s)＋3H2O(l)=2H3AsO4(s)的ΔH＝____________________。【答案】(1)＋123(2)2ΔH1－3ΔH2－ΔH3【解析】(1)依據蓋斯定律，用②式－③式可得①式，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ/mol＋242kJ/mol＝＋123kJ/mol。(2)由蓋斯定律可知①×2－②×3－③可得所求反應，故ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。考點四、燃燒熱中和熱能源1．燃燒熱(1)概念在25℃、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，叫做該物質的燃燒熱。燃燒熱的單位一般用kJ·mol－1表示。燃燒熱的限定詞有常溫(25℃)、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的燃燒熱ΔH為－393.5kJ·mol－1，表示在25℃、101kPa時，1molC完全燃燒放出393.5kJ的熱量。(3)書寫熱化學方程式：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的燃燒熱ΔH為－5518kJ·mol－1。(4)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為可燃物的燃燒熱。2．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)留意幾個限定詞：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裝置。(請在橫線上填寫儀器名稱)②計算公式：ΔH＝－eq\f(0.418（t2－t1）,n（H2O）)kJ·mol－1t1—起始溫度，t2—混合溶液的最高溫度。③留意事項。a．泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫隔熱，削減試驗過程中的熱量損失。b．為保證酸完全中和，實行的措施是堿稍過量。c.中和熱是強酸強堿的稀溶液生成1molH2O放出的熱量為57.3kJ，弱酸弱堿電離時吸熱，生成1molH2O時放出的熱量小于57.3kJ。濃硫酸稀釋時放熱，生成1molH2O時放出的熱量大于57.3kJ。3．能源【典例1】1．(2024·海南，6)油酸甘油酯(相對分子質量884)在體內代謝時可發生如下反應：C57H104O6(s)＋80O2(g)=57CO2(g)＋52H2O(l)已知燃燒1kg該化合物釋放出熱量3.8×104kJ，油酸甘油酯的燃燒熱為()A．3.8×104kJ·mol－1 B．－3.8×104kJ·mol－1C．3.4×104kJ·mol－1 D．－3.4×104kJ·mol－1【答案】C【解析】燃燒熱是指25℃和101kPa下1mol純物質完全燃燒生成穩定氧化物時所放出的熱量，則1mol油酸甘油酯的燃燒熱為eq\f(3.8×104kJ,1000g÷884g·mol－1)≈3.4×104kJ·mol－1。【典例2】2．25℃、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，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。【易錯警醒】(1)描述反應熱時，無論是用“反應熱”“焓變”表示還是用ΔH表示，其后所跟數值都須要帶“＋”“－”ΔH＝－QkJ·mol－1或ΔH＝＋QkJ·mol－1。(2)由于中和反應和燃燒均是放熱反應，表示中和熱和燃燒熱可不帶“－”號。如：某物質的燃燒熱為ΔH＝－QkJ·mol－1或QkJ·mol－1。(3)【考點四精練】1.據報導，我國某些城市的酸雨嚴峻，為變更這一狀況，某市正打算推廣運用的清潔能源，下列所列能源不是清潔能源的是（）A．太陽能B．石油C．自然氣D．酒精【答案】B【解析】A、太陽能無污染，屬于清潔能源；B、石油成分比較困難，燃燒時生成的有害物質較多，不是清潔能源；C、自然氣燃燒后，只生成水和二氧化碳，沒有硫的氧化物（煤的燃燒），沒有氮的氧化物等有害物質，屬于清潔能源；D、酒精燃燒后，只生成水和二氧化碳，沒有硫的氧化物（煤的燃燒），沒有氮氧化物等有害物質，屬于清潔能源．2.化學與人類生活、社會可持續發展親密相關．下列說法正確的是（）A．頁巖氣是從頁巖層中開采出來的自然氣．產氣頁巖分布廣、厚度大，且普遍含氣，故可成為供應廉價而足夠的新型燃料來源B．2013年1月1日起，我省正式發布環境空氣質量指數（AQI），包括PM2.5、PM10、O3、CO2、SO2和NO2等6項指標C．目前我市的汽油標準已由“國III”提到“國IV”，這意味著汽車不再排放氮氧化物D．竹炭具有超強的吸附實力，能吸附新裝修房屋內的全部氣體【答案】A【解析】A．頁巖氣的主要成分為甲烷，且產氣頁巖分布廣、厚度大，且普遍含氣，可以成為供應廉價而足夠的新型燃料來源，正確；B．環境空氣質量指數（AQI）包括SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO等六項，不包括二氧化碳氣體，錯誤；C．汽油標準由“國Ⅲ”提到“國Ⅳ”，意味著氮氧化物的排放盡可能削減，不是不再排放氮氧化物，錯誤；D．竹炭吸附有害氣體的實力是比較有限的，假如室內甲醛污染有害氣體超標不是許多，竹炭還是有很大的效果的，假如新裝房室內裝修甲醛污染超標比較嚴峻，竹炭無法完全吸附有害氣體，所以竹炭只能起到改善新裝房室內裝修污染的效果，錯誤．3.一些烷烴的燃燒熱如表：下列表達正確的是（）A．正戊烷的燃燒熱小于3531.3kJ?mol﹣1B．穩定性：正丁烷＞異丁烷C．乙烷燃燒的熱化學方程式為：2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（g）；△H=﹣1560.8kJD．相同物質的量的烷烴CnH2n+2，n越大，燃燒放出的熱量越多【答案】D【解析】A、正戊烷和2﹣甲基丁烷互為同分異構體，由表格中正丁烷、異丁烷的燃燒熱比較可知，則互為同分異構體的化合物，支鏈多的燃燒熱小，則正丁烷的燃燒熱大于2﹣甲基丁烷，即正戊烷的燃燒熱大約在3540kJ/mol左右，且大于3531.3kJ/mol，錯誤；B、由表格中的數據可知，異丁烷的燃燒熱比正丁烷的燃燒熱小，則異丁烷的能量低，即熱穩定性為正丁烷＜異丁烷，錯誤；C、依據乙烷燃燒熱的含義：完全燃燒1mol乙烷生成二氧化碳和液態水時會放出1560.8kJ的熱量，所以熱化學方程式為2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（l）；△H=﹣3121.6kJ/mol，錯誤；D、相同物質的量的烷烴，碳的物質的量分數越大，燃燒放熱越多，即n越大，燃燒放出的熱量越多，正確．4.甲醇是一種重要的化工原料，廣泛應用于化工生產，也可以干脆用作燃料．已知：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（g）△H1=﹣443.64kJ?mol﹣12CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=﹣566.0kJ?mol