1、第第 29 讲讲化学能与热能化学能与热能 复习目标1.了解化学反应中能量转化的原因及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，能正 确书写热化学方程式。4.了解焓变(H)与反应热的含义。5.了解燃烧热、中和热的定义，中 和反应反应热的测定。6.了解有关燃烧热、中和热的计算，燃烧热、中和热的热化学方程式 的书写。7.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。8.了解能源是人类生 存和社会发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。 考点一考点一焓变焓变热化学方程式热化学方程式 1反应热和焓变 (1)
2、反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。 (2)焓变：恒压条件下的反应热，称之为焓变，符号为H，单位为 kJmol 1。 2放热反应和吸热反应 (1)化学反应放热和吸热的原因 判断依据放热反应吸热反应 反应物总能量与生成 物总能量的相对大小 反应物具有的总能量大于 生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有 的总能量 与化学键的关系 生成物分子成键时释放出 的总能量大于反应物分子 断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放出的总能量小 于反应物分子断键时吸收的总能量 H 的符号H0(“”号) 反应过程图示 (2)记忆常见的放热反应和吸热反应 放热反应吸热反应 常见反应 可燃物的燃烧 酸
3、碱中和反应 金属与酸的置换反应 物质的缓慢氧化 铝热反应 大多数化合反应 弱电解质的电离 盐类的水解反应 Ba(OH)28H2O 与 NH4Cl 的反应 C 和 H2O(g)、C 和 CO2的反应 大多数分解反应 3.反应焓变的计算 (1)计算方法 H生成物的总能量反应物的总能量 H反应物的总键能生成物的总键能 H正反应活化能逆反应活化能 (2)注意事项 利用键能计算反应热的关键，是弄清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合 物中所含共价键的种类和数目。 物质 (化学键) CO2 (C=O) CH4 (CH) P4 (PP) SiO2 (SiO) 石墨 (CC) 金刚石 (CC) S8
4、 (SS) Si (SiSi) 每个微 粒所含 键数 24641.5282 活化能与焓变的关系 a催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小及平衡转化率。 b在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，HE1E2，活化能 大小影响反应速率。 c起点、终点能量高低判断反应的H，并且物质的能量越低，物质越稳定。 4热化学方程式 (1)概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式。 (2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如：H2(g) 1 2O 2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol 1，表示在 25 和 1.01105 Pa
5、 下，1 mol H2(g)和1 2 mol O2(g)反应生成 1 mol 液态水时放出 285.8 kJ 的热量。 (3)书写方法 (1)浓 H2SO4稀释是放热反应() 错因：吸热反应、放热反应均指化学反应。 (2)放热反应不需要加热就能反应，吸热反应不加热就不能反应() 错因：化学反应表现为吸热或放热，与反应开始时是否需要加热无关。 (3)同温同压下，反应 H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的H 不同() 错因：焓变与反应条件无关。 (4)石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定() 错因：物质能量越高，越不稳定。 (5)800 、30 MPa 下，将 0
6、.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，则其热化学方程式为 N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H38.6 kJmol 1() 错因：该反应可逆，19.3 kJ 的热量不是 0.5 mol N2完全反应放出的，其次该反应热的数值也 不是 101 kPa、25 条件下的反应热。 题组一焓变的概念与计算 1已知 2H2(g)CO(g)=CH3OH(g)为放热反应，对该反应的下列说法正确的是() A因该反应为放热反应，故不加热就可发生 B相同条件下，2 mol H2(g)的能量或 1 mol CO(g)的能量一定高于 1 mol
7、 CH3OH(g)的能量 C相同条件下，2 mol H2(g)和 1 mol CO(g)的总能量一定高于 1 mol CH3OH(g)的总能量 D达到平衡时，CO 的浓度与 CH3OH 的浓度一定相等 答案C 解析放热反应与反应条件无关，可能需要加热才发生，A 错误；物质的能量与状态有关， 由放热反应可知，相同条件下，2 mol H2(g)与 1 mol CO(g)的能量和一定高于 1 mol CH3OH(g) 的能量，B 错误、C 正确；平衡时，各物质的浓度不变，浓度是否相等与起始量、转化率有 关，D 错误。 2CO(g)与 H2O(g)反应的能量变化如图所示： 回答下列问题： (1)该反应
8、是(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)该反应的焓变H。 答案(1)放热(2)41 kJmol 1 3已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为 ClN=O)： 化学键NOClClClNN=O 键能/ (kJmol 1) 630243a607 则反应 2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)的HkJmol 1(用含 a 的代数式表 示)。 答案2892a 解析根据H反应物总键能生成物总键能，知H2630 kJmol 1243 kJmol1 2(a kJmol 1607 kJmol1)(2892a) kJmol1。 题组二能量图像分析 4已知化学反应 A2(g)B2(g)=2AB(g
9、)H100 kJmol 1 的能量变化如图所示，判断 下列叙述中正确的是() A加入催化剂，该反应的反应热H 将减小 B每形成 2 molAB 键，将吸收 b kJ 能量 C每生成 2 分子 AB 吸收(ab) kJ 热量 D该反应正反应的活化能大于 100 kJmol 1 答案D 解析催化剂不影响焓变的大小， A 错误； 形成化学键， 释放能量， B 错误； 每生成 2 mol AB(g) 吸收(ab)kJ 热量，C 错误。 5(2018北京，7)我国科研人员提出了由 CO2和 CH4转化为高附加值产品 CH3COOH 的催化 反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是() A生成 C
10、H3COOH 总反应的原子利用率为 100% BCH4CH3COOH 过程中，有 CH 键发生断裂 C放出能量并形成了 CC 键 D该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 答案D 解 析根 据 图 示 CH4与 CO2在 催 化 剂 存 在 时 生 成 CH3COOH ， 总 反 应 为 CH4 CO2 催化剂 CH3COOH，只有 CH3COOH 一种生成物，原子利用率为 100%，A 项正确；CH4 选择性活化变为过程中，有 1 个 CH 键断裂，B 项正确；根据图示，的总能量高于 的总能量，放出能量，对比和，形成 CC 键，C 项正确；催化剂只影响 化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反
11、应物的平衡转化率，D 项错误。 62019全国卷，28(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上 水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。 可知水煤气变换的H0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化 能)E正eV，写出该步骤的化学方程式。 答案小于2.02COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*(或 H2O*=H*OH*) 解析观察始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态物质相对能量低于始态物质 相对能量，说明该反应是放热反应，H 小于 0。过渡态物质相对能量与始态物质相对能量相 差越大，活化能越大，由题图知，最
12、大活化能 E正1.86 eV(0.16 eV)2.02 eV，该步起 始物质为 COOH*H*H2O*，产物为 COOH*2H*OH*。 题组三热化学方程式的书写与判断 7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， 放出 890.3 kJ 的热量。 下列热化学方程式的书写正确的是() CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJmol 1 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJ CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g
13、) H890.3 kJmol 1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol 1 A仅有B仅有 C仅有D全部符合要求 答案B 解析H890.3 kJmol 1，焓变的单位不正确，水的状态不正确。 8(2020湖北重点中学联考)热化学方程式中的H 实际上是热力学中的一个物理量，叫做焓 变，其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关，也与反应物和生成物的键能有关。 (1)图甲表示的是 NO2和 CO 反应生成 CO2和 NO 过程中能量变化示意图，请写出 NO2和 CO 反应的热化学方程式：。 (2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成 1 mol 气态氢化物时的焓变数据，
14、根据焓变 数据可确定 a、b、c、d 分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应 的热化学方程式：。 答案(1)NO2(g)CO(g)=NO(g)CO2(g)H234 kJmol 1 (2)H2Se(g)=Se(s)H2(g)H81 kJmol 1 解析(1)根据图甲可知，此反应是放热反应，热化学方程式为 NO2(g)CO(g)=CO2(g) NO(g)H(134368) kJmol 1234 kJmol1。 (2)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢气物的稳定性降低、能量增大，则可确 定 a、b、c、d 分别代表碲、硒、硫、氧元素。b 代表硒元素，生成 1 mol
15、H2Se(g)的H 81 kJmol 1，则分解反应的热化学方程式为 H2Se(g)=Se(s)H2(g) H81 kJmol 1。 9CuCl(s)与 O2反应生成 CuCl2(s)和一种黑色固体。在 25 、101 kPa 下，已知该反应每消 耗 1 mol CuCl(s)， 放热44.4 kJ， 该反应的热化学方程式是。 答案4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s) H177.6 kJmol 1 (1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。 (2)在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。 (3)判断热化学方程式正误的“五审” 考点二考点二燃烧热
16、燃烧热能源能源中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定 1燃烧热 常温时稳定氧化物示例：HH2O(l)，CCO2(g)，SSO2(g)。 2能源 (1)能源分类 (2)解决能源问题的措施 提高能源的利用效率：a.改善开采、运输、加工等各个环节；b.科学控制燃烧反应，使燃料 充分燃烧。 开发新能源：开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。 3中和反应反应热及测定 (1)测定原理 Hm 酸m碱ct终t始 n c4.18 Jg 114.18103 kJg 11；n 为生成 H2O 的物质的量。稀溶液的密度用 1 gmL 1进行计算。 (2)装置如图 (3)注意事项 碎泡沫塑料(或纸条)及
17、泡沫塑料板的作用是保温、隔热，减少热量损失。 为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量(0.5 molL 1HCl、0.55 molL1NaOH 溶液等体 积混合)。 实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜丝导热性好，比用环形玻璃搅拌 棒误差大。 (1)根据 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571 kJmol 1可知氢气的燃烧热为 571 kJmol1 () 错因：燃烧热是以 1 mol 可燃物为标准。 (2)开发利用各种新能源，减少对化石燃料的依赖，可以降低空气中 PM2.5的含量() (3)已知稀溶液中，H (aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol 1，
18、则稀醋酸与稀氢氧化 钠溶液反应生成 1 mol 水时放出 57.3 kJ 的热量() 错因：醋酸电离要吸收热量，此时放出的热量小于 57.3 kJ。 (4)S(s)3 2O 2(g)=SO3(g)H315 kJmol 1(燃烧热)(H 的数值正确)() 错因：硫的稳定氧化物是 SO2。 (5)已知 H (aq)OH(aq)=H2O(l) H57.3 kJmol 1，则 H2SO4和 Ba(OH)2反应的反应 热H2(57.3 kJmol 1)() 错因：该反应生成 BaSO4沉淀也有热效应。 题组一燃烧热、能源的概念及利用 1未来新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再
19、生。下列符 合未来新能源标准的是() 天然气煤核能石油太阳能生物质能风能氢能 AB CD 答案B 解析天然气、煤、石油都是化石能源，不可再生，因此不属于未来新能源，不符合， 核能使用不当的话对环境有污染，且不可再生，故核能不属于未来新能源，不符合；太阳 能、生物质能、风能资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，属于未来新能源， 符合，氢能可以再生，燃烧产物是水，氢气的原料为水，属于未来新能源，符合，因此符 合未来新能源标准的是，B 项正确。 2航天燃料从液态变为固态，是一项技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的 能量，已知 1 kg 的铍完全燃烧放出的热量为 62 700 kJ。则
20、铍燃烧的热化学方程式正确的是 () ABe1 2O 2=BeOH564.3 kJmol 1 BBe(s)1 2O 2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol 1 CBe(s)1 2O 2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol 1 DBe(s)1 2O 2(g)=BeO(g)H564.3 kJmol 1 答案C 解析1 kg Be 的物质的量为 1 000 g 9 gmol 11 000 9 mol， 又因为 1 kg Be 完全燃烧放出的热量为 62 700 kJ， 则 1 mol Be 完全燃烧放出的热量为62 700 1 000 9 kJ564.3 kJ， Be 与 O2反应生成
21、 BeO 固体， 则其热化学方程式为 Be(s)1 2O 2(g)=BeO(s)H564.3 kJmol 1。 3(2020广东中山模拟)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧时，若氧气不足生成一 氧化碳，若充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。 (1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧，(填“金刚石”或“石墨”)放出的热量更多， 写出表示石墨燃烧热的热化学方程式：。 (2)在通常状况下，(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，写出石墨转化为金 刚石的热化学方程式：。 (3)12 g 石墨在一定量空气中燃烧，生成气体 36 g，该过程中放出的热量为。 答案(1)金刚石C(石墨，s)O2(g)=
22、CO2(g)H393.5 kJmol 1 (2)石墨C(石墨，s)=C(金刚石，s)H1.9 kJmol 1 (3)252.0 kJ 解析(1)根据图像，1 mol 金刚石和石墨均完全燃烧生成二氧化碳，前者反应的H395.4 kJmol 1，后者反应的HH2H3393.5 kJmol1，显然，金刚石放出的热量更多。根 据燃烧热的概念，表示石墨燃烧热的热化学方程式中，生成物必须是二氧化碳。(2)根据图示 可知 1 mol 石墨的总能量比 1 mol 金刚石的总能量低 1.9 kJ。据此可写出反应的热化学方程 式。(3)石墨的质量是 12 g，根据 C、O 元素守恒可求出 CO、CO2的物质的量均
23、为 0.5 mol。 则反应放出的热量为 0.5 mol110.5 kJmol 10.5 mol393.5 kJmol1252.0 kJ。 题组二中和反应反应热的测定 4.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下： 用量筒量取 50 mL 0.50 molL 1盐酸倒入小烧杯中， 测出盐酸温度； 用另一量筒量取 50 mL 0.55 molL 1 NaOH 溶液，并用同一温度计测出其温度；将 NaOH 溶液倒入小烧杯中，设 法使之混合均匀，测得混合液的最高温度。回答下列问题： (1)为什么所用 NaOH 溶液要稍过量？。 (2)倒入 NaOH 溶液的正确操作是(填字母)。 A沿玻璃棒缓
24、慢倒入 B分三次倒入 C一次迅速倒入 (3)使盐酸与 NaOH 溶液混合均匀的正确操作是(填字母)。 A用温度计小心搅拌 B揭开硬纸片用玻璃棒搅拌 C轻轻地振荡烧杯 D用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动 (4)现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和 1 L 1 molL 1的稀盐酸恰 好完全反应， 其反应热分别为H1、 H2、 H3， 则H1、 H2、 H3的大小关系为。 (5)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是 1 gcm 3， 又知中和反应后生成溶液的比热容 c4.18 Jg 11。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下： 实验序号 起始温度 t1/ 终止温度 t2/
25、 盐酸氢氧化钠溶液混合溶液 120.020.123.2 220.220.423.4 320.520.623.6 依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热H(结果保留一位小数)。 (6)(填“能”或“不能”)用 Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是 。 答案(1)确保盐酸被完全中和(2)C(3)D(4)H1H2H3(5)51.8 kJmol 1 (6)不能H2SO4与 Ba(OH)2反应生成 BaSO4沉淀，沉淀的生成热会影响中和反应的反应热 解析(1)在中和反应反应热的测定实验中为了确保反应物被完全中和，常常使加入的一种反 应物稍微过量一些。 (2)为了减少热量损失，倒入
26、 NaOH 溶液应该一次迅速倒入。 (3)使盐酸与 NaOH 溶液混合均匀的正确操作： 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地 搅动。 (4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和反应反应热相同，稀氨 水中的溶质是弱电解质，它与盐酸的反应中一水合氨的电离要吸收热量，故反应热的数值要 小一些(注意中和反应反应热与H 的关系)。 (5)取三次实验的平均值代入公式计算即可。 (6)硫酸与 Ba(OH)2溶液反应生成 BaSO4沉淀的生成热会影响中和反应的反应热，故不能用 Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。 (1)有关燃烧热的判断，一看是否以 1 mol 可燃物为标
27、准，二看是否生成稳定氧化物。 (2)中和反应的实质是 H 和 OH反应生成 H2O。若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性 物质，难电离物质等)，这部分反应热不在中和反应反应热之内。 (3)对于中和反应反应热、燃烧热，由于它们的反应放热是确定的，所以描述中不带“”， 但焓变为负值。 考点三考点三盖斯定律盖斯定律反应热的计算与比较反应热的计算与比较 1盖斯定律 (1)盖斯定律的内容 不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同，即化学反应的反应热只与反应体 系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。例如： C(s)O2(g)=CO2(g)H1 C(s)1 2O 2(g)=CO(g)H2 C
28、O(g)1 2O 2(g)=CO2(g)H3 根据盖斯定律有：H1H2H3。 (2)盖斯定律的应用 应用盖斯定律比较反应热的大小； 应用盖斯定律计算反应热。 2反应热大小的比较 (1)根据反应物的量的大小关系比较反应焓变大小 H2(g)1 2O 2(g)=H2O(g)H1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2 反应中 H2的量更多，因此放热更多，|H1|H2|，但H10，H2H2。 (2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小 C(s)1 2O 2(g)=CO(g)H3 C(s)O2(g)=CO2(g)H4 反应中，C 完全燃烧，放热更多，|H3|H4|，但H30，H4H4。 (3)根
29、据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小 S(g)O2(g)=SO2(g)H5 S(s)O2(g)=SO2(g)H6 方法一：图像法 由图像可知：|H5|H6|，但H50，H60，故H5H6。 方法二：通过盖斯定律构造新的热化学方程式 由可得 S(g)=S(s)HH5H60，故H5H6。 (4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小 2Al(s)3 2O 2(g)=Al2O3(s)H7 2Fe(s)3 2O 2(g)=Fe2O3(s)H8 由可得 2Al(s)Fe2O3(s)=2Fe(s)Al2O3(s)HH7H8， 已知铝热反应为放热反 应，故H0，H7”“”或“”，下同)H2。 答案 解
30、析因为 C(g)=C(l)H30 则H3H2H1，H2H1。 (2)C(s)O2(g)=CO2(g)H10 C(s)1 2O 2(g)=CO(g)H20 则H1H2。 答案 解析根据常识可知，CO(g)1 2O 2(g)=CO2(g)H30，又因为H2H3H1，所以 H2H1。 题组一根据盖斯定律计算反应热 1将 TiO2转化为 TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知： TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)O2(g)H1140.5 kJmol 1 C(石墨，s)1 2O 2(g)=CO(g)H2110.5 kJmol 1 则反应 TiO2(s)2Cl2(g)2C(石墨，s)=
31、TiCl4(l)2CO(g)的H 是() A80.5 kJmol 1 B30.0 kJmol 1 C30.3 kJmol 1 D80.5 kJmol 1 答案D 2(2019山东临沂高三 2 月教学检测)Li/Li2O 体系的能量循环如图所示。下列说法正确的是 () AH3H5 DH1H2H3H4H5H60 答案C 解析由 O2的气态分子变为气态原子， 需要断裂分子中的化学键， 因此要吸收能量， H30， A 项错误；物质含有的能量只与物质的始态与终态有关，与反应途径无关，根据物质转化关 系可知，H1H2H3H4H5H6，B、D 两项错误；H1H2H3H4H5 H6，H10，H20，H30，H
32、40，所以H6H5，C 项正确。 32019全国卷，27(1)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、 塑料等生产。回答下列问题： 已知(g)=(g)H2(g)H1100.3 kJmol 1 H2(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJmol 1 对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g) H3kJmol 1。 答案89.3 解析根据盖斯定律，由反应反应得反应，则H3H1H2(100.3 11.0)kJmol 189.3 kJmol1。 题组二利用盖斯定律书写热化学方程式 4 (2019成都模拟)“嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射， 火箭的第一、 二级发动机中，
33、所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化 二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知： N2(g)2O2(g)=N2O4(g)H10.7 kJmol 1 N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H543 kJmol 1 写出气态肼和 N2O4反应的热化学方程式： 。 答案2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 096.7 kJmol 1 解析根据盖斯定律，由 2得： 2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H2(543 kJmol 1)(10.7 kJmol1)1 096.7 kJmol1。
34、52018北京，27(1)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与 存储。过程如下： 反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g) H1551 kJmol 1 反应：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297 kJmol 1 反应的热化学方程式：。 答案3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol 1 解析由题图可知，反应的化学方程式为 3SO22H2O= 催化剂 2H2SO4S。根据盖斯定律， 反应(反应反应)可得：3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol 1。 6(2020济南模
35、拟)CH4超干重整 CO2的催化转化如图 1 所示： (1)已知相关反应的能量变化如图 2 所示，过程的热化学方程式为。 (2)关于上述过程的说法不正确的是(填字母)。 a实现了含碳物质与含氢物质的分离 b可表示为 CO2H2=H2O(g)CO cCO 未参与反应 dFe3O4、CaO 为催化剂，降低了反应的H 答案(1)CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247.4 kJmol 1 (2)cd 解析(1)据CH4超干重整CO2的催化转化图， 过程的化学反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g) 2H2(g)。由能量反应过程曲线得热化学方程式： CH4(g)H2O(g)=CO
36、(g)3H2(g) H206.2 kJmol 1 (i) CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2H2O(g) H165 kJmol 1 (ii) (i)2(ii)得过程的热化学方程式：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247.4 kJmol 1。 (2)过程物质变化为：左上(CO、H2、CO2)右下(惰性气体)左下(H2O)右上(CO、惰 性气体)，总反应为 H2CO2=H2O(g)CO。Fe3O4、CaO 为总反应的催化剂，能降低反应 的活化能，但不能改变反应的H。故 a、b 正确，c、d 错误。 题组三反应热的比较 7(2020广安期中)根据以下热化学方程式，H1和H2
37、的大小比较错误的是() A2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l)H1 2H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(l)H2 则有H1H2 BBr2(g)H2(g)=2HBr(g)H1 Br2(l)H2(g)=2HBr(g)H2 则有H1H2 C4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H1 4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H2 则有H1H2 DCl2(g)H2(g)=2HCl(g)H1 Br2(g)H2(g)=2HBr(g)H2 则有H1H2 答案A 解析将 A 中的热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由可得 2S(s) 2O2(g)=2SO2(g)HH1H
38、20，即H1H2，A 错误；等量的 Br2(g)具有的能量高于 等量的 Br2(l)具有的能量，故 1 mol Br2(g)与 H2(g)反应生成 HBr(g)放出的热量比 1 mol Br2(l) 与 H2(g)反应生成 HBr(g)放出的热量多，则有H1H2，B 正确；将 C 中的两个反应依次编 号为，根据盖斯定律，由得 4Al(s)2Fe2O3(s)=2Al2O3(s)4Fe(s)，则有H3 H1H20，则H1H2，C 正确；Cl 原子半径比 Br 原子半径小，HCl 的键能比 HBr 的键能大，故H1H2，D 正确。 8室温下，将 1 mol CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度
39、降低，热效应为H1，将 1 mol 的 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为H2；CuSO45H2O 受热分解的化学方程式为： CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为H3。下列判断正确的是() AH2H3BH1H3 CH1H3H2DH1H2H3 答案B 解析根据题意知，CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液的温度降低，热化学方程式为 CuSO45H2O(s)=Cu2 (aq)SO2 4(aq)5H2O(l)H10；CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升 高， 热化学方程式为 CuSO4(s)=Cu2 (aq)SO2 4(aq)H20； 根据盖斯定律知， C
40、uSO45H2O 受热分解的热化学方程式为：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)，H3H1H20。 根据上述分析知，H20，H30，则H2H3，A 错误；根据上述分析知，H10，H2 0，H3H1H2，结合相关数学知，H1H3，B 正确；根据上述分析知，H3 H1H2，C 错误；根据上述分析知，H10，H20，H1H2H3，D 错误。 利用盖斯定律计算反应热的两种方法 (1)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应 的反应热。 (2)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的加减 运算。 流程如下： 1(
41、2020浙江 7 月选考，6)下列说法不正确的是() A天然气是不可再生能源 B用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物 C煤的液化属于物理变化 D火棉是含氮量高的硝化纤维 答案C 解析天然气是由远古时代的动植物遗体经过漫长的时间变化而形成的，储量有限，是不可 再生能源，A 选项正确；水煤气为 CO 和 H2，在催化剂的作用下，可以合成液态碳氢化合物 和含氧有机物(如甲醇)，B 选项正确；煤的液化是把煤转化为液体燃料，属于化学变化，C 选项错误；火棉是一种含氮量较高的硝化纤维，D 选项正确。 2(2020天津，10)理论研究表明，在 101 kPa 和 298 K 下，HCN(g)HNC(g)
42、异构化反应 过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是() AHCN 比 HNC 稳定 B该异构化反应的H59.3 kJmol 1 C正反应的活化能大于逆反应的活化能 D使用催化剂，可以改变反应的反应热 答案D 解析A 对，HCN 的能量低于 HNC 的能量，能量越低越稳定；B 对，根据题图可知反应为 吸热反应，该反应的H59.3 kJmol 1；C 对，正反应的活化能为 186.5 kJmol1，逆反应 的活化能为 186.5 kJmol 159.3 kJmol1127.2 kJmol1，故正反应的活化能大于逆反应的 活化能；D 错，催化剂只能改变反应速率，不影响反应热。 3(2018海南，1
43、2 改编)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活 化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说 法正确的是() A每活化一个氧分子吸收 0.29 eV 的能量 B水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.42 eV C氧分子的活化是 OO 键的断裂与 CO 键的生成过程 D炭黑颗粒不是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂 答案C 解析根据能量变化图分析，最终结果为活化氧，体系能量降低，则每活化一个氧分子放出 0.29 eV 的能量，故 A 项错误；根据能量图分析，没有水加入的反应活化能为 E0.75 eV， 有水加入的反应的活化能为 E0.5
44、7 eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.75 eV 0.57 eV0.18 eV，故 B 项错误；根据图像分析，氧分子活化过程中 OO 键断裂，生成 CO 键，所以氧分子的活化是 OO 键的断裂与 CO 键的生成过程，故 C 项正确；活化 氧可以快速氧化 SO2，而炭黑颗粒可以活化氧分子产生活化氧，所以炭黑颗粒是大气中 SO2 转化为 SO3的催化剂，故 D 项错误。 4(2019浙江 4 月选考，23)MgCO3和 CaCO3的能量关系如图所示(MCa、Mg)： 已知：离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是() AH1(MgCO3)H1(CaCO3)0 BH2(
45、MgCO3)H2(CaCO3)0 CH1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(CaO)H3(MgO) D对于 MgCO3和 CaCO3，H1H2H3 答案C 解析根据盖斯定律， 得HH1H2H3， 又已知 Ca2 半径大于 Mg2半径， 所以 CaCO3 的离子键强度弱于 MgCO3，CaO 的离子键强度弱于 MgO。A 项，H1表示断裂 MCO3中的 离子键形成 M2 和 CO2 3所吸收的能量， 离子键强度越大， 吸收的能量越大， 因而H1(MgCO3) H1(CaCO3)0，正确；B 项，H2表示断裂 CO 2 3中共价键形成 O2 和 CO2吸收的能量， 与 M2 无关，因而H2(Mg
46、CO3)H2(CaCO3)0，正确；C 项，由上可知H1(CaCO3) H1(MgCO3)H3(MgO)，H3(CaO)H3(MgO)0，错误；D 项，由以上分析 可知H1H20，H30，故H1H2H3，正确。 52020全国卷，28(1)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工 序是 SO2的催化氧化：SO2(g)1 2O 2(g) 钒催化剂 SO3(g)H98 kJmol 1。钒催化剂参与反 应的能量变化如图所示，V2O5(s)与 SO2(g)反应生成 VOSO4(s)和 V2O4(s)的热化学方程式为 。 答案2V2O5(s)2SO2(g)=2VOSO4(s)V2O4(s
47、)H351 kJmol 1 解析据图写出热化学方程式：V2O4(s)2SO3(g)=2VOSO4(s)H1399 kJmol 1； V2O4(s)SO3(g)=V2O5(s)SO2(g)H224 kJmol 1，根据盖斯定律由2 可 得：2V2O5(s)2SO2(g)=2VOSO4(s)V2O4(s)HH12H2(399 kJmol 1)(24 kJmol 1)2351 kJmol1。 1(2019大同期末)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法正确的是() A直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同 B天然气、水能属于一次能源，水煤气、电能属于二次能源 C人们可以把放热反应释放
48、的能量转化为其他可利用的能量，而吸热反应没有利用价值 D地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源 答案B 解析A 项，将煤进行深加工后，脱硫处理、气化处理能很好地减少污染气体，提高燃烧效 率，燃烧的效果好，错误；C 项，有时需要通过吸热反应吸收热量降低环境温度，有利用价 值，如“摇摇冰”的上市就是利用了吸热反应原理，错误；D 项，地热能、风能和氢能都属 于新能源，天然气是化石燃料，不属于新能源，错误。 2已知断裂 1 mol H2(g)中的 HH 键需要吸收 436.4 kJ 的能量，断裂 1 mol O2(g)中的共价键 需要吸收 498 kJ 的能量，生成 H2O(g)中的 1 mol HO
49、 键能放出 462.8 kJ 的能量。下列说法 正确的是() A断裂 1 mol H2O 中的化学键需要吸收 925.6 kJ 的能量 B2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H480.4 kJmol 1 C2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H471.6 kJmol 1 DH2(g)1 2O 2(g)=H2O(l)H240.2 kJmol 1 答案B 解析未说明 1 mol H2O 的状态， 不能计算能量变化， A 错误； 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H 436.4 kJmol 12498 kJmol14462.8 kJmol1480.4 kJmol1，B 正确；气态水 转化为液
50、态水时放出的热量未知，不能计算焓变，C 错误；根据 B 中分析可知 H2(g) 1 2O 2(g)=H2O(g)H240.2 kJmol 1，D 错误。 3(2020河南商丘一中联考)根据如图所示的示意图，下列说法不正确的是() A反应的热化学方程式可表示为 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H(ba) kJmol 1 B该反应过程中反应物断键吸收的能量大于生成物成键放出的能量 Cn mol C 和 n mol H2O 反应生成 n mol CO 和 n mol H2吸收的热量一定为 131.3n kJ D1 mol C(g)、2 mol H(g)、1 mol O(g)转变成 1 mo
