专题三 化学反应中的能量变化真题试做1．(2022高考广东理综卷)在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH22．(2022高考江苏卷，4)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．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3．(2022高考海南卷，13)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用，回答下列问题：(1)氮元素原子的L层电子数为________；(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4)，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________；(3)肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。已知：①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(l) ΔH1＝－19.5kJ·mol－1，②N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534.2kJ·mol－1。写出肼和N2O4反应的热化学方程式________________________________；(4)肼—空气燃料电池是一种碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为______________________________________________________________________________。4．(2022高考广东理综卷部分，31)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。14\n(1)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，该反应的ΔH＝＋206kJ·mol－1，画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)。(2)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802kJ·mol－1，写出由CO2生成CO的热化学方程式______________________。5．(2022高考广东理综卷，31部分)碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。该电池反应为：2Li(s)＋I2(s)===2LiI(s) ΔH已知：4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s) ΔH14LiI(s)＋O2(g)===2I2(s)＋2Li2O(s) ΔH2则电池反应的ΔH＝________；碘电极作为该电池的________极。考向分析化学反应除了遵循质量守恒定律以外，还伴随能量的变化。反应热是广东高考重点考查内容之一，化学反应与能量考查的方式为选择题或填空题，题型特征主要为判断热化学方程式是否正确或给出已知条件正确书写热化学方程式，或比较不同状态时热量的大小、反应热的计算等。2022年高考延续了几年来命题特点考查了盖斯定律的应用，热化学方程式的书写与正误判断是本部分知识的重点和难点，也是高考的热点，一种形式是直接判断正误，另一种形式是结合盖斯定律书写或判断热化学方程式的正误，难度中等。利用盖斯定律写出热化学方程式以及进行有关反应热的计算常常出现在Ⅱ卷的非选择题中，这也是本部分的重点和难点。热点例析热点一 反应热与焓变【例1】下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是( )A．生成物总能量一定低于反应物总能量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的焓变D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同思路点拨化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化——吸热或放热。化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。反应热用符号ΔH表示，单位一般采用kJ·mol－1。当ΔH为负值表示放热反应；当ΔH为正值表示吸热反应。14\n1．在化学反应中，旧键的断裂需要吸收能量，而新键的形成则放出能量。总能量的变化取决于上述两个过程能量变化的相对大小。任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量总不会相等的。在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。2．化学反应表现为吸热或放热与反应开始时是否加热无关，也与其他反应条件无关，只与反应物总能量与生成物总能量的相对大小有关。需要加热的反应不一定是吸热反应，如铝热反应为放热反应，但需要加热来引发；不需要加热的反应也不一定就是放热反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵固体混合时的反应为吸热反应，但不需要加热；在一定的温度和压强下，同一个反应的引发条件不同，如H2和Cl2在光照或点燃条件下发生反应，反应热相同。3．影响反应热大小因素主要有以下几个方面：①热化学方程式中的化学计量数，如2mol氢气燃烧放出的热量是相同条件下1mol氢气燃烧时放出热量的2倍；②物质的聚集状态，如等量氢气燃烧生成液态水时放出的热量比生成气态水时放出的热量多；③化学键的强弱，如都由单质反应生成2mol的卤化氢时，由于HF、HCl、HBr、HI中的共价键依次减弱，所以放出的热量也依次减少。4．比较反应热大小时，一般是在不同条件(温度、压强、物质的聚集状态等)下的同一化学反应，或同一条件(温度、压强)下的同类化学反应之间进行。反应热所带“＋”“－”号均具有数学意义，参与大小比较；对于中和热、燃烧热，由于它们的反应放热是确定的，所以描述中不带“－”号，但是其焓变还是为负值；不要忽视弱电解质的电离、水解吸热，浓硫酸的稀释、氢氧化钠和氧化钙等固体的溶解放热对反应热的影响。5．相同条件(温度、压强)，相同物质的化学反应(互逆反应，不一定是可逆反应)，正向进行的反应和逆向进行的反应，其反应热ΔH数值相等，符号相反。如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6kJ·mol－1；2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋571.6kJ·mol－1。即时演练1红磷(P)和Cl2发生反应生成PCl3和PCl5，反应过程和能量的关系如下图所示，图中的ΔH表示生成1mol产物的数据。已知PCl5分解生成PCl3和Cl2，该分解反应是可逆反应。下列说法正确的是( )A．其他条件不变，升高温度有利于PCl5的生成B．反应2P(s)＋5Cl2(g)===2PCl5(g)对应的反应热 ΔH＝－798kJ·mol－1C．P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为：2P(s)＋3Cl2(g)===2PCl3(g) ΔH＝－306kJ·mol－1D．其他条件不变，对于PCl5分解生成PCl3和Cl2的反应，增大压强，PCl5的转化率减小，平衡常数K不变热点二 热化学方程式14\n【例2】(1)已知：铝的燃烧热为1675kJ·mol－1，2Fe(s)＋3/2O2(g)===Fe2O3(s) ΔH＝－822kJ·mol－1；则2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s) ΔH＝________。(2)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) ΔH＝－90.8kJ·mol－1 ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－23.5kJ·mol－1 ③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.3kJ·mol－1，总反应：3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________。(3)已知：2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH1,2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH2。则反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＝________。(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)(4)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水，反应机理为：CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－574kJ·mol－1，CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1160kJ·mol－1，则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为____________________________________。思路点拨热化学方程式的书写1．书写热化学方程式应注意的问题：①由于反应热的数值与反应的温度和压强有关，因此必须注明，不注明的是指101kPa和25℃时的数据；②物质的聚集状态不同，反应热的数值不同，因此要注明物质的聚集状态；③热化学方程式中的化学计量数为相应物质的物质的量，它可以是整数，也可以是分数。2．书写热化学方程式的一般步骤：①依据有关信息写出注明聚集状态的化学方程式，并配平；②根据化学方程式中各物质的化学计量数计算相应的反应热的数值；③如果为放热反应ΔH为负值，如果为吸热反应则ΔH为正值。并写在所得方程式的后面，中间用“空格”隔开；④如果题目另有要求，如反应燃料燃烧热的热化学方程式和有关中和热的热化学方程式，可将热化学方程式的化学计量数变换成分数。3．方程式的叠加法求热化学方程式中的焓变，首先观察已知的热化学方程式与目标方程式的差异：①若目标方程式中的某种反应物在某个已知热化学方程式中作生成物(或目标方程式中的某种生成物在某个已知热化学方程式中作反应物)，可把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒，相应的ΔH改变符号。②将每个已知热化学方程式两边同乘以或除以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致。热化学方程式中的ΔH也进行相应的换算。③将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的ΔH也进行叠加。即时演练2(1)由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)＋21SiO2(s)＋30C(s)===3P4(g)＋20CaSiO3(s)＋30CO(g)＋SiF4(g) ΔH①上述反应中，副产物矿渣可用来________。②已知相同条件下：4Ca5(PO4)3F(s)＋3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)＋2CaSiO3(s)＋SiF4(g) ΔH1；2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===P4(g)＋6CaO(s)＋10CO(g) ΔH2；SiO2(s)＋CaO(s)===CaSiO3(s) ΔH3。用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH，ΔH＝________。(2)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g) ΔH1＝＋64.39kJ·mol－1；②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH2＝－196.46kJ·mol－1；③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.84kJ·mol－1。在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为__________________________________14\n________________________________________________________________________。热点三 中和热和燃烧热【例3】在101kPa时，H2与1.00molO2完全燃烧，生成2.00mol液态水，放出571.6kJ的热量，表示氢气燃烧热的热化学反应方程式为___________________________________。思路点拨中和热和燃烧热1．燃烧热：在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热是反应热的一种形式。使用燃烧热的概念时要理解下列要点：①规定是在101kPa压强下测出热量。书中提供的燃烧热数据都是在101kPa下测定出来的。因为压强不同，反应热有所不同。②规定可燃物的物质的量为1mol(这样才有可比性)。因此，表示可燃物的燃烧热的热化学方程式中，可燃物的化学计量数为1，其他物质的化学计量数常出现分数。例如，C8H18的燃烧热为5518kJ·mol－1，用热化学方程式表示则为：C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l) ΔH＝－5518kJ·mol－1。③规定生成物为稳定的氧化物，例如C→CO2、H→H2O(l)、S→SO2等。如C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5kJ·mol－1，C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5kJ·mol－1，C的燃烧热为393.5kJ·mol－1而不是110.5kJ·mol－1。④叙述燃烧热时，用正值，在热化学方程式中用ΔH表示时取负值。例如，CH4的燃烧热为890.3kJ·mol－1，而ΔH＝－890.3kJ·mol－1。必须以1mol可燃物燃烧为标准。2．中和热：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1molH2O，这时的反应热叫做中和热。中学阶段主要讨论强酸和强碱的反应。注意：①这里的稀溶液一般要求酸溶液中的c(H＋)≤1mol·L－1，碱溶液中的c(OH－)≤1mol·L－1。这是因为浓酸溶液和浓碱溶液相互稀释时会放出热量。②强酸与强碱的中和反应其实质是H＋和OH－反应(即与酸、碱的种类无关)，通过许多次实验测定，1molH＋和1molOH－反应生成1molH2O时，放出热量57.3kJ。其热化学方程式为H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3kJ·mol－1，因此，中和反应的ΔH相同，都为－57.3kJ·mol－1。③中和热是以生成1molH2O为基准，因为表示中和热的热化学方程式中，水的化学计量数为1，其酸、碱或盐的化学计量数可以为分数，必须以生成1mol水为标准；中和反应对象为稀溶液；强酸与强碱中和时生成1molH2O均放热57.3kJ，弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ·mol－1。即时演练3向足量H2SO4溶液中加入100mL0.4mol·L－1Ba(OH)2溶液，放出的热量是5.12kJ。如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100mL0.4mol·L－1HCl溶液时，放出的热量为2.2kJ。则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )A．Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－2.92kJ·mol－1B．Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－0.72kJ·mol－1C．Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－73kJ·mol－114\nD．Ba2＋(aq)＋SO(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－18kJ·mol－1热点四 盖斯定律的应用【例4】炽热的炉膛内有反应：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－392kJ·mol－1，往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131kJ·mol－1，CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282kJ·mol－1，H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241kJ·mol－1，由以上反应推断往炽热的炉膛内通入水蒸气时( )A．不能节省燃料，但能使炉火瞬间更旺B．虽不能使炉火瞬间更旺，但可以节省燃料C．既能使炉火瞬间更旺，又能节省燃料D．既不能使炉火瞬间更旺，又不能节省燃料思路点拨盖斯定律的应用化学反应中反应热的大小与反应物、生成物的种类、量及聚集状态有关，与反应途径无关。根据能量守恒定律，无论反应是一步完成还是几步完成，只要反应的起始状态和终了状态确定，反应热就是个定值，这就是著名的盖斯定律。进行反应的焓变计算应注意的问题：①由于ΔH与反应物的物质的量有关，因此热化学方程式中化学式前面的化学计量数必须与ΔH相对应。如化学计量数成倍减少或增加，则ΔH也要成倍地减少或成倍地增加。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，正负号相反。②在使用盖斯定律时，伴随着两个或多个方程式的加减处理时，ΔH的计算一定要带上正负号。即时演练4“长征三号”丙运载火箭推进器常以联氨(N2H4)为燃料、过氧化氢为助燃剂。已知下列各物质反应的热化学方程式为：N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－533.23kJ·mol－1；H2O(g)===H2O(l) ΔH2＝－44kJ·mol－1；2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) ΔH3＝－196.4kJ·mol－1。则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为( )A．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝＋817.63kJ·mol－1B．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－641.63kJ·mol－1C．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－641.63kJ·mol－1D．N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－817.63kJ·mol－1误区警示[1．任何化学反应都伴随着能量的变化，化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。化学反应中一定伴有能量的变化，而有能量变化的过程不一定是化学变化过程，吸收能量的反应不一定要加热才能发生，加热才能发生的反应也不一定是吸热反应，燃烧反应一定是释放能量的反应。2．热化学方程式必须标出能量变化；热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态，因为反应热除跟物质的量有关外，还与反应物和生成物的聚集状态有关；热化学方程式中各物质的化学计量数只表示物质的量，因此可以用分数，但要注意反应热也发生相应变化。3．反应热ΔH的测定与条件有关。绝大多数ΔH是在25℃、101kPa下测定的。书写时可不注明温度和压强。14\n4．热化学方程式中的热量数据，是与各化学计量数为物质的量时相对应的，不是几分子反应的热效应。因此式中的计量数可以是整数，也可以是分数。一般出现分数时是以某反应物或生成物为“1mol”时其他物质才出现的，不能随便都写分数。5．无论热化学方程式中化学计量数为多少，ΔH的单位总是kJ·mol－1，但ΔH的数值与反应式中的计量数有关。6．热化学方程式正误判断中的关键点有：①漏写或错写物质的聚集状态；②忽视反应热ΔH的正负号；③错写或漏写ΔH的单位；④反应热的数值与化学计量数不对应等。7．不论化学反应是否可逆，热化学方程式中的反应热ΔH表示反应进行到底(完全转化)时的能量变化。如：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－197kJ·mol－1是指2molSO2(g)和1molO2(g)完全转化为2molSO3(g)时放出的能量。若在相同的温度和压强时，向某容器中加入2molSO2(g)和1molO2(g)反应达到平衡时，放出的能量为Q，因反应不能完全转化生成2molSO3(g)，故Q＜197kJ。同时看出热化学方程式中的反应热ΔH与可逆符号无关。跟踪练习化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化：N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化下列说法中正确的是( )A．1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJB．1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量C．通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NOD．NO是一种酸性氧化物，能与NaOH溶液反应生成盐和水1．在下列各说法中，正确的是( )A．ΔH＞0表示放热反应，ΔH＜0表示吸热反应B．热化学方程式中的化学计量数只表示物质的量，可以是分数C．1molH2SO4与1molBa(OH)2反应生成BaSO4沉淀时放出的热叫做中和热D．1molH2与0.5molO2反应放出的热就是H2的燃烧热2．工业由粗硅制取纯硅有以下反应：①Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH＝－318kJ·mol－l②SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)。下列关于上述反应的说法中不正确的是( )14\nA．反应①、②均为氧化还原反应B．反应①、②均为置换反应C．若反应①放热，则反应②一定吸热D．欲提高SiHCl3产率，可减压或升温3．2022年6月16日“神九”飞船的顺利发射，表明我国的航天技术已经有了突破性的进展。飞船以液态N2H4(联氨)和液态NO2为燃料，燃烧生成氮气和水蒸气时火焰温度可达2700℃。已知：N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.7kJ·mol－1，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534kJ·mol－1，下列对N2H4和NO2反应的说法不正确的是( )A．燃烧时NO2作氧化剂B．氮气既是氧化产物又是还原产物C．生成1molN2转移8mole－D．该反应的热化学方程式：2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1135.7kJ·mol－14．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。(1)图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，该反应________(填“需要”或“不需要”)加热，该反应的ΔH＝________(用含E1、E2的代数式表示)。(2)已知热化学方程式：H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8kJ·mol－1，该反应的活化能为167.2kJ·mol－1，则其逆反应的活化能为____________________________________。(3)对于同一反应，图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是____________________________________________。5．已知：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－566kJ·mol－1，Na2O2(s)＋CO2(g)===Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH＝－226kJ·mol－1。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283kJB．下图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系14\nC．2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH＞－452kJ·mol－1D．CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时，电子转移数为6.02×10236．已知：①C(s)＋1/2O2(g)===CO(g) ΔH＝－110.5kJ·mol－1②CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－283.0kJ·mol－1③H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8kJ·mol－1④C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3kJ·mol－1下列说法正确的是( )A．将2.4g碳完全转化为水煤气，然后再充分燃烧，整个过程放出热量39.35kJB．H2的燃烧热为241.8kJ·mol－1C．由反应①可知CO具有还原性而没有氧化性D．由反应③可知，反应过程中转移5mol电子且生成液态水时放出的热量大于604.5kJ7．参考下列图表和有关要求回答问题。(1)下图是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，若在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1的变化是________，ΔH的变化是________(填“增大”“减小”或“不变”)。请写出NO2和CO反应的热化学方程式：_____________________。(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是：①CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝＋49.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－192.9kJ·mol－1又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH＝－44kJ·mol－1，则甲醇燃烧的热化学方程式为________[_____________________________________________________________________。14\n8．(1)2022年伦敦奥运会火炬内熊熊大火来源于丙烷的燃烧，丙烷是一种优良的燃料。试回答下列问题：①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1molH2O(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“＋”或“－”。②写出表示1mol丙烷燃烧生成液态水的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)盖斯定律：不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：①已知：H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝－Q1kJ·mol－1，C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2＝－Q2kJ·mol－1，C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝－Q3kJ·mol－1。若使46g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为________kJ。②碳(s)在氧气供应不充足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应：C(s)＋O2(g)===CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的ΔH，计算时需要测得的实验数据有________________________________________________________________。参考答案命题调研·明晰考向真题试做1．A 解析：由盖斯定律可知，第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加，则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系是ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。2．C 解析：从图中看，反应物的总能量低于生成物的总能量，故为吸热反应，A错误；焓变是指反应物与生成物之间的能量差值，与反应过程无关，B错误；加入催化剂之后，E2变小，说明活化能减小了，C正确；正反应的活化能大于逆反应的活化能，D错误。3．答案：(1)5(2)2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O(3)2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1048.9kJ·mol－1(4)N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑14\n解析：(1)氮原子的L层是第二层，该层上的电子数为5；(2)根据题目给出的反应物和部分生成物，分析反应中的化合价变化，NH3转化为N2H4时化合价由－3升高到－2，故NaClO中的氯元素化合价只能下降到－1，可知产物中有NaCl，再结合元素守恒可知一定有水生成，故可表示为：2NH3＋NaClO===N2H4＋NaCl＋H2O；(3)分析题给方程式，可知由2×②－①得到要求的热化学方程式，故ΔH＝2ΔH2－ΔH1，写出结果：2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1048.9kJ·mol－1；(4)碱性电池中负极反应是还原反应，也就是还原剂失电子的反应，结合电解质溶液为碱性条件，故写为：N2H4＋4OH－－4e－===4H2O＋N2↑。4．答案：(1)(2)CO2(g)＋3H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)＋2O2(g) ΔH＝＋1008kJ·mol－1解析：(1)此问考查学生的绘图能力，反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206kJ·mol－1是一个吸热反应，所以反应物的总能量小于生成物的总能量，在绘图时注意表明反应物和生成物，还要注意表明反应热ΔH；(2)考查盖斯定律的运用，用方程式CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206kJ·mol－1减去方程式CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－802kJ·mol－1即得答案。5．答案：(ΔH1－ΔH2)/2 正解析：将已知的第一个反应方程式减去第二反应方程式除以2即得要求的反应，根据盖斯定律进行计算即得(ΔH1－ΔH2)/2；由电池反应可知I2得到电子做氧化剂，所以在正极放电。精要例析·聚焦热点热点例析【例1】C 解析：生成物的总能量可能大于反应物的总能量，也可能小于反应物的总能量，A错误；放热反应的反应速率可以大于也可以小于吸热反应的反应速率，B错误；根据盖斯定律，化学反应所吸收或放出的热量，仅决定于反应的始态和终态，而和反应是由一步或者分为数步完成无关，D错误。【即时演练1】BD 解析：由图可知，P和Cl2反应生成PCl5的热化学方程式是：P(s)＋Cl2(g)===PCl5(g) ΔH＝－399kJ·mol－1，B正确；其他条件不变，升高温度，平衡向吸热方向移动，不利于PCl5的生成，A错误；图中的ΔH表示生成1mol产物的数据，C错误；温度不变，平衡常数不变，D正确。【例2】答案：(1)－2528kJ·mol－1(2)－246.4kJ·mol－1(3)(ΔH1－ΔH2)/2(4)CH4(g)＋2NO2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g) ΔH＝－867kJ·mol－114\n解析：(1)根据提供信息，铝的燃烧热为1675kJ·mol－1，因此其热化学方程式为：2Al(s)＋3/2O2(g)===Al2O3(s) ΔH＝－3350kJ·mol－1，由盖斯定律，结合2Fe(s)＋3/2O2(g)===Fe2O3(s) ΔH＝－822kJ·mol－1得ΔH＝(－3350kJ·mol－1)－(－822kJ·mol－1)＝－2528kJ·mol－1。(2)由盖斯定律，总反应＝①×2＋②＋③，则总反应的ΔH＝(－90.8kJ·mol－1)×2＋(－23.5kJ·mol－1)＋(－41.3kJ·mol－1)＝－246.4kJ·mol－1。(3)由盖斯定律，ΔH＝(ΔH1－ΔH2)/2。(4)甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式应该是将两个已知方程式中的NO消去即可。【即时演练2】答案：(1)①制水泥 ②ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3(2)Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－319.68kJ·mol－1解析：(1)①CaSiO3为水泥的成分之一，从而确定矿渣用途。②根据盖斯定律知ΔH＝ΔH1＋3ΔH2＋18ΔH3。(2)由热化学方程式①＋×②＋③得：Cu(s)＋2H＋(aq)＋H2O2(l)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l) ΔH＝－319.68kJ·mol－1，ΔH＝ΔH1＋×ΔH2＋ΔH3＝＋64.39kJ·mol－1＋×(－196.46kJ·mol－1)＋(－285.84kJ·mol－1)＝－319.68kJ·mol－1。【例3】答案：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1解析：燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧时放出的热量。据2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)知燃烧1molH2应放出285.8kJ热量，即燃烧的热化学方程式为：H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH＝－285.8kJ·mol－1。【即时演练3】D 解析：硫酸与氢氧化钡溶液反应放出的热量为5.12kJ，其中包含2个反应，一个是生成硫酸钡沉淀的反应，一个是生成水的反应，而氢氧化钡与盐酸反应只生成水，放出2.2kJ能量，但是生成水的量是第一个反应的1/2，放出的热量也是第一个反应的1/2，所以硫酸与0.04mol氢氧化钡反应生成0.04mol硫酸钡放出的热量为5.12kJ－2.2kJ×2＝0.72kJ。所以生成1mol硫酸钡放出18kJ能量，D正确。【例4】A 解析：本题应从两个方面考虑，一是能否使炉火瞬间更旺，由于往炉膛内通入水蒸气时，有如下反应发生：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，生成的CO和H2都是可燃性气体，故能使炉火瞬间更旺。二是能否节省燃料，根据盖斯定律，C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131kJ·mol－1，CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g) ΔH＝－282kJ·mol－1，H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241kJ·mol－1，三个方程加合在一起即得总反应式C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－392kJ·mol－1，故与相同量的碳燃烧放出的热量相同，因此不能节省燃料。【即时演练4】B 解析：本题考查热化学反应方程式的书写和简单相关计算。N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－533.23kJ·mol－1＋(－196.4kJ·mol－1)＋2×(－44kJ·mol－1)＝－817.63kJ·mol－1。N2H4(g)＋2H2O2(l)===N2(g)＋4H2O(g)；ΔH＝－533.23kJ·mol－1＋(－196.4kJ·mol－1)－2×(－44kJ·mol－1)＝－641.63kJ·mol－1，B正确。【跟踪练习】D 解析：选项A，根据盖斯定律，2.4g碳完全转化为水煤气，然后再充分燃烧，整个过程放出的热量等于0.2molC(s)完全燃烧释放出的热量，反应①＋②有：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH14\n＝－393.5kJ·mol－1，故0.2molC(s)完全燃烧放出热量78.7kJ。根据燃烧热的定义可知B选项错误；选项C，CO既有氧化性又有还原性；选项D，根据反应③可知，1molH2(g)完全反应转移2mol电子生成气态水，同时放出241.8kJ热量，故反应过程中转移5mol电子生成气态水放出热量2.5mol×241.8kJ·mol－1＝604.5kJ，由于气态水转化为液态水时放出热量，故生成液态水时放出的热量大于604.5kJ。创新模拟·预测演练1．B 解析：此题旨在考查对“热化学方程式的意义”的理解和对“中和热”、“燃烧热”概念的掌握。A项，ΔH＞0表示吸热反应，ΔH＜0表示放热反应；C项，“中和热”是指在稀溶液中，酸和碱发生中和反应，生成1mol水时放出的热量。1molH2SO4与1molBa(OH)2反应生成2mol水，放出的热大于中和热；D项，在101kPa时，1molH2与0.5molO2反应，生成液态水时放出的热才是H2的燃烧热；题中没有说明生成的水的聚集状态，不行。2．D 解析：此题旨在考查对“化学反应类型”、“化学反应中的能量变化”的相关知识的掌握以及“平衡移动原理”的应用，属于中等难度题。从化学反应的形式来看，反应①、②均为置换反应，都属于氧化还原反应，A、B两项的结论都对；反应①、②互为逆过程，反应①放热，则反应②一定吸热，C项结论正确；反应①既是放热反应，又是气体体积缩小的反应，欲提高SiHCl3产率，根据平衡移动原理，应采取加压或降温的措施，D项结论错误。3．C 解析：根据盖斯定律可以得到总反应式为2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1135.7kJ·mol－1，从方程式可以看出，生成了3molN2，转移电子数是8mol，则生成1molN2转移8/3mole－。4．答案：(1)放热 需要 －(E1－E2)kJ·mol－1(2)409kJ·mol－1(3)使用了催化剂解析：(1)据图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，反应热为：ΔH＝－(E1－E2)kJ·mol－1；由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量，因此反应需要加热。(2)由图可知，在反应H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g) ΔH＝－241.8kJ·mol－1中，活化分子的最低能量比反应物分子的能量高167.2kJ·mol－1；该反应是放热反应，反应物分子的能量又比生成物分子的能量高241.8kJ·mol－1，因此活化分子的最低能量比生成物分子的能量高(241.8＋167.2)kJ·mol－1＝409kJ·mol－1；逆过程是吸热反应；活化能高于原反应的活化能，应等于原反应中活化分子的最低能量与生成物分子的能量差，即409kJ·mol－1。(3)催化剂在化学反应中起催化作用的原理是：加入催化剂，改变了反应历程，降低了反应的活化能，因此，降低反应活化能的唯一途径是使用催化剂。5．B 解析：根据图示可以看出拆开1molN2和1molO2需要吸收的能量分别为946kJ和498kJ，生成2molNO(g)放出的能量＝2mol×632kJ·mol－1，故反应吸收热量为180kJ；选项B，N2和O2的反应是吸热反应，反应物的总能量小于生成物的总能量；选项C，N2与O2在高压放电时才能化合生成NO；选项D，NO不是酸性氧化物，不能与NaOH溶液反应。14\n6．C 解析：A选项中燃烧热单位错误，应为kJ·mol－1；B项中图中没有表示出ΔH＝－566kJ·mol－1时对应的反应物与生成物的量的关系，B项错误；由于2Na2O2(s)＋2CO2(g)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH＝－452kJ·mol－1，所以2Na2O2(s)＋2CO2(s)===2Na2CO3(s)＋O2(g) ΔH＞－452kJ·mol－1，C正确；由盖斯定律得：CO(g)＋Na2O2(s)===Na2CO3(s) ΔH＝－509kJ·mol－1，可知当放出509kJ热量时，消耗1molCO，电子转移数为2×6.02×1023，D错误。7．答案：(1)减小 不变 NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJ·mol－1(2)CH3OH(g)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－764.7kJ·mol－1解析：(1)观察图形，E1应为反应物的活化能，加入催化剂反应的活化能降低，但是ΔH不变；1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO的反应热数值即反应物和生成物的能量差，因此该热反应的化学方程式为NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g) ΔH＝－234kJ·mol－1。(2)观察方程式利用盖斯定律求出甲醇蒸气的燃烧热。8．答案：(1)①－ ②C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2215.0kJ·mol－1(2)①3Q1－Q2＋Q3 ②碳和CO燃烧的反应热解析：(1)因反应物的总能量大于总生成物的能量，故该反应为放热反应，ΔH＝－2215.0kJ·mol－1。(2)①将已知三个热化学方程式编号为a、b、c，据盖斯定律知c－b＋a×3得：C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l) ΔH＝－Q3－(－Q2)＋(－Q1)×3＝－(3Q1－Q2＋Q3)；②由盖斯定律知C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH可由C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1与CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2相减得到，因此只需测定C、CO燃烧的反应热ΔH1和ΔH2即可。14
