1、大一轮复习讲义 化学能与热能 第六章第31讲 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。 考点一焓变热化学方程式 真题演练明确考向 课时精练巩固提高 考点二
2、燃烧热能源中和反应反应热的测定 考点三盖斯定律反应热的计算与比较 专项提能特训9化学反应过程与能量变化 考点一焓变热化学方程式 知识梳理夯基础 1.反应热和焓变 (1)反应热：在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的 热量，称为化学反应的热效应，简称反应热。 (2)焓变：恒压条件下的反应热等于反应的焓变，符号为H，单位为 _。 kJmol1 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_ 生成物具有的总能量 反应物具有的总能量_ 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_反应物分 子断键时吸收的总能量 生成物分子成
3、键时释放出 的总能量_反应物分 子断键时吸收的总能量 2.放热反应和吸热反应 (1)化学反应放热和吸热的原因 大于小于 大于小于 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 的总能量 的总能量 H 的总键能 的总键能 H正反应活化能逆反应活化能 生成物反应物 反应物生成物 (2)注意事
4、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(C C) S8 (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，H E1E2，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
5、式 (1)概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。 (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 _变化。例如：H2(g) O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1， 表示在25 和1.01105 Pa下，_ _。 能量 液态水时放出285.8 kJ的热量 (3)书写方法 错误的写明原因错误的写明原因易错易混辨析 (1)浓H2SO4稀释是放热反应( ) 错因： 。 (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： 。 (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： 。 吸热反应、
6、放热反应均指化学反应 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 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：_。 (5)800 、30 MPa下，将0.5 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 kJmol1( ) 错因：_ _。 物质能量越高，越不稳定 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
7、题组一焓变的概念与计算 递进题组练能力 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 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 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
8、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。 2.CO(g)与H2O(g)反应的能量变化如图所示： 回答下列问题： (1)该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)该反应的焓变H 。 放热 41 kJmol1 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)： 则反应2NO(g)Cl2(g) 2ClNO(g)的H kJmol1(用含a的代 数式表示)。 2892a 解析根据H反应物总键能生成物总键能，知H2630 kJmol1 243 kJmol12(a
9、 kJmol1607 kJmol1)(2892a) kJmol1。 化学键NOClClClNN=O 键能/ (kJmol1)630243a607 题组二能量图像分析题组二能量图像分析 4.已知化学反应A2(g)B2(g)=2AB(g)H100 kJmol1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 mol AB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 kJmol1 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
10、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CH3COOH总反应的 原子利用率为100% B.CH4CH3COOH过程中， 有CH键发生断裂 C.吸收能量并形成了CC键 D.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 解析根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为 CH4CO2 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，
11、放出能量，对比和， 形成CC键，C项错误； 催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡 转化率，D项错误。 6.2019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H_0 (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_ _。 小于 2.02 COOH* 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
12、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 kJmol1
13、 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1 A.仅有 B.仅有 C.仅有 D.全部符合要求 解析H890.3 kJmol1， 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
14、和CO反应的热化学方程式：_ _。 NO2(g)CO(g)= NO(g)CO2(g)H234 kJmol1 解析根据图甲可知，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) kJmol1234 kJmol1。 (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，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：_ _。 Se(s)H2(g)H81 kJmol1 H2Se(g)= 解析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
15、，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 H2Se(g)的H81 kJmol1，则分解反应的 热化学方程式为H2Se(g)=Se(s)H2(g)H81 kJmol1。 9.CuCl(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 。 4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s)H177.6 kJmol1 (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
16、。 (3)判断热化学方程式正误的“五审” 练后反思 返回 考点二燃烧热能源中和反应反应热的测定 常温时稳定氧化物示例：HH2O(l)，CCO2(g)，SSO2(g)。 知识梳理夯基础 1.燃烧热1 mol 指定产物 kJmol1 1 mol CO2 C(s)O2(g)= CO2(g)H393.5 kJmol1 负 2.能源 (1)能源分类 煤 石油 天然气 可再生 (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 mol H2
17、O(l) kJmol1 H(aq)OH(aq) =H2O(l)H57.3 kJmol1 小 (1)测定原理 c4.18 Jg114.18103 kJg11；n为生成H2O的物质的量。 稀溶液的密度用1 gmL1进行计算。 (2)装置如图 (3)注意事项 玻璃搅拌器的作用是 。 隔热层的作用是 。 为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量(0.5 molL1HCl、0.55 mol L1NaOH溶液等体积混合)。 使反应物充分接触 减少热量的损失 (1)根据2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571 kJmol1可知氢气的燃烧 热为571 kJmol1( ) 错因： 。 (2)开发利用各种新能
18、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 kJmol1， 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： 。 错误的写明原因错误的写明原因易错易混辨析 燃烧热是以1 mol可燃物为标准 醋酸电离要吸收热量，此时放出的热量小于57.3 kJ (4)S(s) O2(g)=SO3(g)H315 kJmol1(燃烧热)(H的数值正确) ( ) 错因： 。 (5)已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，则H2SO4和 Ba(OH)2反应的反应热H2(
19、57.3 kJmol1)( ) 错因： 。 硫的稳定氧化物是SO2 该反应生成BaSO4沉淀也有热效应 递进题组练能力 题组一燃烧热、能源的概念及利用题组一燃烧热、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 A. B. C. D. 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，
20、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。 则铍燃烧的热化学方程式正确的是 解析1 kg Be的物质的量为 ，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 564.3 kJ，Be与O2反应生成BeO固体，则其热化学方程式为Be(s) =BeO(s)H564.3 kJmol1。 3.(2020广东中山模拟)金刚石 和石墨均为碳的同
21、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： 。 金刚石 C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1 解析根据图像，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 kJmol1， 后者反应的HH 2H3 393.5 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)在通常状况下，_(填 “金
22、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：_ _ _。 解析根据图示可知 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。 石墨 C(石墨，s) =C(金刚石，s)H 1.9 kJmol1 (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 。 解析石墨的质量是12 g，根 据C、O元素守恒可求出CO、 CO2的物质的量均为0.5 mol。 则反应放出的热量为0.5 mol 110.5 kJmol 10.5 mol 393.5 kJmol1252.0 kJ。 252.0 kJ 题组二中和反应反
23、应热的测定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 molL1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 molL1 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？ 。 确保盐酸被完全中和 解析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)倒入NaOH溶液的正确操作是 (填字母)。 A.沿玻璃棒缓慢倒入 B.分三次倒入 C
24、.一次迅速倒入 C 解析为了减少热量损失，倒入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 D 解析使盐酸与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)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 molL1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 。 H1H2H3 解析稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，
25、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)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 gcm3，又知中和反应后生成 溶液的比热容c4.18 Jg11。为了计算中和热，某学生实验记录数 据如下： 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)。 51.8 kJmol1 解析取三次实验的平均值代入公式计算即可。 实验 序号 起始温度t1/ 终止温度t2/ 盐酸氢氧化钠溶液混合溶液 120.020.123.2 220.220.423.4 320.520.623.6
26、 (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_ _。 不能 解析硫酸与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。 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 (1)有关燃烧热的判断，一看是否以1 mol可燃物为标准，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
27、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。 归纳总结 返回 考点三盖斯定律反应热的计算与比较 知识梳理夯基础 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 ，即化学反 应的反应热只与反应体系的 和 有关，而与反应的 无关。 例如： C(s)O2(g)=CO2(g)H1 根据盖斯定律有： 。 相同 始态终态途径 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) O2(g)=H2O(g)H1 2H2(g)O2
28、(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) O2(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
29、特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小 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。 解析因为C(g)=C(l)H30 则H3H2H1，H2H1。 (2)C(s)O2(g)=CO2(g)H10 C(s) O2(g)=CO(g)H20 则H1 H2。 又因为H2H3H1，所以H2H1。 递进题组练能力 题组一根据盖斯定律计算反应热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 kJ
30、mol1 C(石墨，s) O2(g)=CO(g)H2110.5 kJmol1 则反应TiO2(s)2Cl2(g)2C(石墨，s)=TiCl4(l)2CO(g)的H是 A.80.5 kJmol1 B.30.0 kJmol1 C.30.3 kJmol1 D.80.5 kJmol1 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 A.H3H5 D.H1H2H3H4 H5H60 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
31、，H1 H2H3H4H5H6，B、 D两项错误； H1H2H3H4H5H6，H10，H20，H30，H40， 所以H6H5，C项正确。 3.2019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 kJmol1 H2(g)I2(g)=2HI(g)H211.0 kJmol1 对于反应： (g)I2(g)= (g)2HI(g) H3 kJmol1。89.3 解析根据盖斯定律，由反应反应得反应，则H3H1H2 (100.311.0)kJmol189.3 kJmol1。 题组二利用盖斯定律书写热化学方
32、程式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，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 kJmol1 N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H543 kJmol1 写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式：_ _。 2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g) 4H2O(g)H1 096.7 kJmol1 解析根据盖斯定律，由2得： 2N2H4(g)N2O
33、4(g)=3N2(g)4H2O(g) H2(543 kJmol1)(10.7 kJmol1)1 096.7 kJmol1。 5.2018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 kJmol1 反应：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297 kJmol1 反应的热化学方程式：_ _。 3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s) H2254 kJmol1 解析由题图可知，反应的化学方程式为3SO22H2O2H2SO4 S。根据盖斯定律，反应(反应反应)可
34、得：3SO2(g) 2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol1。 6.(2020济南模拟)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_ _ _。 CH4(g)CO2(g)= 2CO(g)2H2(g)H 247.4 kJmol1 解析据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(g)3H2(g) H206.2 kJmol1 (i) CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2H2
35、O(g) H165 kJmol1 (ii) (i)2(ii)得过程的热化学方程式： CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)H247.4 kJmol1。 (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 c.CO未参与反应 d.Fe3O4、CaO为催化剂，降低 了反应的H cd 解析过程物质变化为：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
36、、b正确，c、d错误。 题组三反应热的比较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的大小比较错误的是 A.2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l)H1 2H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(l)H2 则有H1H2 B.Br2(g)H2(g)=2HBr(g)H1 Br2(l)H2(g)=2HBr(g)H2 则有H1H2 C.4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H1 4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H2 则有H1H2 D.Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H1 Br2(g)H2(g)=2HBr(g)H2 则有H1H
37、2 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)HH1H20，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H3H1H20，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
38、确。 8.室温下，将1 mol CuSO45H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，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 A.H2H3 B.H1H3 C.H1H3H2 D.H1H2H3 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) (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
39、(aq) (aq)H20；根据盖斯定律知，CuSO45H2O受热分解的热 化学方程式为：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)，H3H1H2 0。根据上述分析知，H20，H30，则H2H3，A错误； 根据上述分析知，H10，H20，H3H1H2，结合相关数学 知，H1H3，B正确； 根据上述分析知，H3H1H2，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
40、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。 流程如右： 规律方法 返回 真题演练明确考向 12345 1.(2020天津，10)理论研究表明，在101 kPa和298 K下，HCN(g) HNC(g)异构化反应过程的能量变化如图 所示。下列说法错误的是 A.HCN比HNC稳定 B.该异构化反应的H59.3 kJmol1 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 12345 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 kJmol1； C对，正反应的活化能为186.5 kJmo
41、l1， 逆反应的活化能为186.5 kJmol159.3 kJ mol1127.2 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。 12345 2.(2020北京，12)依据图示关系，下列说法不正确的是 A.石墨燃烧是放热反应 B.1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足 量O2中燃烧，全部转化为CO2，前 者放热多 C.C(石墨)CO2(g)=2CO(g)H H1H2 D.化学反应的H，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关 12345 解析所有的燃烧都是放热反应， 根据图示，C(石墨)O2(g)=CO2(g) H1393.5
42、 kJmol1，H10， 则石墨燃烧是放热反应，故A正确； 根据图示，C(石墨)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1，CO(g) O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJmol1，根据反应可知都是放热 反应，1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为 CO2,1 mol C(石墨)放热多，故B正确； 12345 根据B项分析，C(石墨)O2(g)= CO2(g)H1393.5 kJmol1， CO(g) O2(g)=CO2(g)H2 283.0 kJmol1，根据盖斯定律 2可得：C(石墨)CO2(g)= 2CO(g)HH12H2，故C错误；
43、根据盖斯定律可知，化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关， 与反应途径无关，故D正确；答案选C。 3.(2018海南，12)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.炭黑颗粒是大气中二氧化硫转化为三 氧化硫的催化剂 12345 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
44、，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E0.57 eV，所以水可使氧分 子活化反应的活化能降低0.75 eV0.57 eV 0.18 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； 12345 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项正确。 12345 4.(2019浙江4月选考，23)MgCO3和CaCO3的能量关系如图所示(M Ca、Mg)： 已知：离子电荷
45、相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是 A.H1(MgCO3)H1(CaCO3)0 B.H2(MgCO3)H2(CaCO3)0 C.H1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(CaO)H3(MgO) D.对于MgCO3和CaCO3，H1H2H3 12345 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 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 中共价键形成O2
46、和CO2吸收的能量，与M2无 关，因而H2(MgCO3)H2(CaCO3)0，正确； 12345 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。 12345 5.2020新高考全国卷(山东)，18探究CH3OH合成反应化学平衡的影 响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及 的主要反应如下： .CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H149.5 kJmol1 .CO(g)2H2(g) CH3OH(g) H290.4 kJmo
47、l1 .CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g)H3 12345 回答下列问题： (1)H3_ kJmol1。 12345 40.9 解析由盖斯定律可知，式式式，即H349.5 kJmol1 (90.4 kJmol1)40.9 kJmol1。 (2)一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol， 此时H2O(g)的浓度为_ molL1(用含a、b、V的代数式表示，下同)， 反应的平衡常数为_。 12345 解析由题给反应的化学方程式可知，对于反应，每生成1 mol甲醇的 同
48、时生成1 mol水； 对于反应，每生成1 mol一氧化碳的同时生成1 mol水； 对于反应，每消耗1 mol一氧化碳的同时生成1 mol甲醇； 由此可知，生成的水的物质的量等于生成的甲醇和一氧化碳的物质的量 之和，即生成水的物质的量为(ab) mol，即水的浓度为 molL1。 由C原子个数守恒可知，平衡时混合气体中CO2的物质的量为(1ab) mol， 由H原子个数守恒可知，平衡时混合气体中H2的物质的量为32a(a b) mol， 12345 (3)不同压强下，按照n(CO2)n(H2)13投料，实验测定CO2的平衡转 化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 12345 其
49、中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图_(填“甲”或“乙”)；压强p1、 p2、p3由大到小的顺序为_；图乙中T1温度时，三条曲线几乎 交于一点的原因是_ _。 12345 乙 p1p2p3 T1时以反应为主，反应前后气体分子数相等，压 强改变对平衡没有影响 解析由反应、可知，随着温度的升高，甲醇的平衡产率逐渐降低， 因此图甲的纵坐标表示的是甲醇的平衡产率，图乙的纵坐标表示的是CO2 的平衡转化率。同温度下，随着压强的增大，甲醇的平衡产率应增大，因 此压强由大到小的顺序为p1p2p3。图乙中，当升温到T1时，CO2的平衡 转化率与压强的大小无关，说明以反应为主，因为反应前后气体分子 数相等。 12
50、345 (4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条 件为_(填标号)。 A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压 12345 A 解析由图甲和图乙知，要提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率， 需要低温、高压的条件，A正确。 返回 课时精练巩固提高 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
