2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新人教新高考）第十章化學(xué)反應(yīng)與能量復(fù)習(xí)講義（教師版）

第38講反應(yīng)熱熱化學(xué)方程式[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.知道常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，理解反應(yīng)熱、焓變及相關(guān)概念。2.了解中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定方法。3.能正確書寫熱化學(xué)方程式。4.會分析化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化圖像。5.了解燃燒熱的含義和能源及其利用的意義。考點一反應(yīng)熱焓變1．反應(yīng)熱和焓變及相關(guān)概念(1)反應(yīng)熱(2)焓和焓變2．識記常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)有下列常見的化學(xué)反應(yīng)：①Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)②大多數(shù)的分解反應(yīng)③大多數(shù)的化合反應(yīng)④大多數(shù)的鹽類水解⑤C和H2O(g)、C和CO2的反應(yīng)⑥中和反應(yīng)⑦可燃物的燃燒⑧金屬與酸的置換反應(yīng)⑨鋁熱反應(yīng)其中屬于放熱反應(yīng)的是______________(填序號，下同)，屬于吸熱反應(yīng)的是__________。答案③⑥⑦⑧⑨①②④⑤3．反應(yīng)過程中能量變化的原因(1)從化學(xué)鍵變化分析(2)從反應(yīng)過程能量圖理解放熱反應(yīng)(ΔH<0)吸熱反應(yīng)(ΔH>0)圖示解釋與說明①E1代表反應(yīng)物斷鍵吸收的能量，即反應(yīng)物的鍵能之和。過渡態(tài)理論認為E1為正反應(yīng)的活化能②E2代表形成化學(xué)鍵時釋放的能量，即生成物的鍵能之和。過渡態(tài)理論認為E2為逆反應(yīng)的活化能③ΔH為該反應(yīng)過程的反應(yīng)熱ΔH＝∑E(生成物)－∑E(反應(yīng)物)ΔH＝反應(yīng)物的總鍵能－生成物的總鍵能ΔH＝E(正反應(yīng)活化能)－E(逆反應(yīng)活化能)1．放熱反應(yīng)不需要加熱就能反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不加熱就不能反應(yīng)()2．弱電解質(zhì)的電離是吸熱反應(yīng)，濃硫酸溶于水是放熱反應(yīng)()3．反應(yīng)體系的焓就是體系的內(nèi)能()4．活化能越大，表明化學(xué)反應(yīng)吸收的能量越多()答案1.×2.×3.×4.×一、中和反應(yīng)反應(yīng)熱測定1．某化學(xué)實驗小組用簡易量熱計(裝置如圖)，采用50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)，測量中和反應(yīng)的反應(yīng)熱。測定操作Ⅰ.用量筒量取50mL0.50mol·L－1鹽酸倒入量熱計內(nèi)筒中，測出鹽酸的溫度；Ⅱ.用另一量筒量取50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；Ⅲ.將NaOH溶液倒入量熱計內(nèi)筒中，使之混合均勻，測得混合液最高溫度。重復(fù)上述步驟，記錄數(shù)據(jù)?；卮鹣铝袉栴}：(1)NaOH溶液與鹽酸混合均勻的正確操作是________(填字母)。a．把NaOH溶液分多次倒入量熱計內(nèi)筒小燒杯中與鹽酸反應(yīng)b．用溫度計小心攪拌c．揭開杯蓋用玻璃棒攪拌d．用套在溫度計上的玻璃攪拌器上下輕輕地攪動e．實驗時可用銅質(zhì)攪拌器代替玻璃攪拌器(2)NaOH溶液稍過量的原因：_____________________________________________。(3)稀鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都視為1g·cm－3，溶液的比熱容c＝4.18×10－3kJ·g－1·℃－1。某學(xué)生實驗記錄數(shù)據(jù)如下：實驗序號起始溫度t1/℃最高溫度t2/℃鹽酸氫氧化鈉溶液混合溶液120.020.123.2220.220.423.4320.520.623.6計算生成1mol水的反應(yīng)熱。ΔH＝－eq\f(m1＋m2·c·t2－t1,nH2O)＝________(保留小數(shù)點后一位)。(4)問題討論①在中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測定實驗中，使用弱酸或弱堿會使測得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱數(shù)值________(填“偏高”“不變”或“偏低”)，其原因是________________________________________________________________________________________________。②有兩組實驗：ⅰ.50mL0.50mol·L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1NaOH溶液，ⅱ.60mL0.50mol·L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1NaOH溶液。實驗ⅰ、ⅱ反應(yīng)放出的熱量________(填“相等”或“不相等”，下同)，測得的中和反應(yīng)反應(yīng)熱________，原因是__________________________________________________________________________________。答案(1)d(2)確保鹽酸被完全中和(3)－51.8kJ·mol－1(4)①偏低弱酸或弱堿在溶液中部分電離，在反應(yīng)過程中，弱酸或弱堿會繼續(xù)電離，而電離是吸熱的過程②不相等相等中和反應(yīng)反應(yīng)熱是以生成1mol液態(tài)水為標(biāo)準(zhǔn)的，與反應(yīng)物的用量無關(guān)二、反應(yīng)過程中物質(zhì)能量變化圖像2．臭氧層中O3分解過程如圖所示，回答下列問題。(1)ΔH________(填“>”或“<”)0。(2)催化反應(yīng)①是________(填“吸熱”或“放熱”，下同)反應(yīng)，催化反應(yīng)②是________反應(yīng)。(3)總反應(yīng)的活化能是________，催化反應(yīng)①的活化能是________，催化反應(yīng)②對應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能是____________，總反應(yīng)對應(yīng)的逆反應(yīng)活化能為____________。答案(1)<(2)吸熱放熱(3)EE1E2＋|ΔH|E＋|ΔH|3．鉍基催化劑對CO2電化學(xué)還原制取HCOOH具有高效的選擇性。其反應(yīng)歷程與相對能量變化如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。CO2eq\o(→,\s\up7(＋e－))COeq\o\al(－,2)eq\o(→,\s\up7(＋HCO\o\al(－,3)),\s\do5(＋e－))HCOO－eq\o(→,\s\up7(＋H＋))HCOOH(1)使用Bi、Bi2O3兩種催化劑，哪種更有利于CO2的吸附？________。簡述判斷依據(jù)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)CO2電化學(xué)還原制取HCOOH反應(yīng)的ΔH________(填“>”或“<”)0。(3)使用Bi催化劑時，最大能壘是________，使用Bi2O3催化劑時，最大能壘是________________________________________________________________________。(4)由*COeq\o\al(－,2)生成*HCOO－的反應(yīng)為___________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)Bi2O3由圖可知，使用Bi2O3催化劑時，相對能量減小得多，趨于更穩(wěn)定狀態(tài)(2)＜(3)0.38eV0.32eV(4)*COeq\o\al(－,2)＋HCOeq\o\al(－,3)＋e－=*COeq\o\al(2－,3)＋*HCOO－解析(3)使用Bi催化劑時，*CO2→*COeq\o\al(－,2)過程中的活化能最大，為－0.51eV－(－0.89eV)＝0.38eV，使用Bi2O3催化劑時，*COeq\o\al(－,2)→*COeq\o\al(2－,3)＋*HCOO－過程的活化能最大，為－2.54eV－(－2.86eV)＝0.32eV。三、化學(xué)反應(yīng)的焓變與鍵能的相互計算4．CH3—CH3(g)=CH2=CH2(g)＋H2(g)ΔH，有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下表：化學(xué)鍵C—HC=CC—CH—H鍵能/(kJ·mol－1)414615347436則該反應(yīng)的反應(yīng)熱為____________。答案＋124kJ·mol－1解析ΔH＝E(C—C)＋6E(C—H)－E(C=C)－4E(C—H)－E(H—H)＝(347＋6×414－615－4×414－436)kJ·mol－1＝＋124kJ·mol－1。5．有關(guān)鍵能數(shù)據(jù)如表，SiO2晶體部分微觀結(jié)構(gòu)如圖，晶體硅在O2中燃燒的熱化學(xué)方程式：Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH＝－989.2kJ·mol－1，則表中的x值為________。化學(xué)鍵Si—OO=OSi—Si鍵能/(kJ·mol－1)x498.8176答案460解析已知Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH＝－989.2kJ·mol－1，由圖可知，1molSiO2晶體中含有4molSi—O,1molO2中含有1molO=O,1mol晶體硅中有2molSi—Si，則根據(jù)反應(yīng)熱與鍵能關(guān)系可得：ΔH＝2×176kJ·mol－1＋498.8kJ·mol－1－4xkJ·mol－1＝－989.2kJ·mol－1，解得x＝460?？键c二熱化學(xué)方程式1．概念表明反應(yīng)所釋放或吸收的熱量的化學(xué)方程式。2．意義既表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化，也表明了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。如2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示在25℃、101kPa條件下，2_mol_H2(g)與1_mol_O2(g)反應(yīng)生成2_mol液態(tài)水時放出的熱量為571.6_kJ。一、熱化學(xué)方程式的書寫及注意事項1．判斷下列熱化學(xué)方程式的正誤，錯誤的指明原因。(1)2NO2=O2＋2NOΔH＝＋116.2kJ·mol－1()答案×物質(zhì)未標(biāo)明聚集狀態(tài)。(2)3.2gCH4完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時放出178kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890kJ()答案×ΔH單位為kJ·mol－1。(3)已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1，則NH3(g)eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH＝＋46kJ·mol－1()答案√(4)在一定溫度和壓強下，1molSO2、0.5molO2混合反應(yīng)后，放出熱量akJ，則氣態(tài)SO2轉(zhuǎn)化為氣態(tài)SO3的熱化學(xué)方程式為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－2akJ·mol－1()答案×SO2與O2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，1molSO2、0.5molO2混合反應(yīng)，消耗的SO2物質(zhì)的量小于1mol。(5)若31g白磷的能量比31g紅磷多bkJ，則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為P4(s)=4P(s)ΔH＝－4bkJ·mol－1()答案×同素異形體應(yīng)指明名稱。(6)1mol液態(tài)肼在足量氧氣中完全燃燒生成水蒸氣，放出642kJ的熱量：N2H4(l)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋642kJ·mol－1()答案×液態(tài)肼的燃燒為放熱反應(yīng)，ΔH應(yīng)為“－”號。2．計算反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式。(1)已知2.0g燃料肼(N2H4)氣體完全燃燒生成N2和水蒸氣時，放出33.4kJ的熱量，則表示肼燃燒的熱化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________。答案N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534.4kJ·mol－1(2)CuCl(s)與O2反應(yīng)生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25℃、101kPa下，已知該反應(yīng)每消耗1molCuCl(s)放熱44.4kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_______________________________________________________________________________________________。答案4CuCl(s)＋O2(g)=2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6kJ·mol－1(3)斷開1molH—H,1molN—H,1molN≡N分別需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，寫出2molNH3分解的熱化學(xué)方程式：__________________________________________________________________________________________________________________。答案2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋92kJ·mol－1二、提取反應(yīng)過程圖像信息書寫熱化學(xué)方程式3．分析下列圖像，按要求書寫熱化學(xué)方程式。(1)圖甲表示的是NO2(g)和CO(g)反應(yīng)生成CO2(g)和NO(g)的過程中能量變化示意圖，請寫出NO2(g)和CO(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)我國科學(xué)家研究化合物M(s)催化CO2氫化生成甲酸的機理，其中由化合物M(s)生成化合物N(s)的反應(yīng)過程和相對能量曲線如圖乙所示，TS1、TS2均為過渡態(tài)(已知：1eV＝96kJ·mol－1)。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________________________________________。(3)圖丙表示一定條件下，在水溶液中1molCl－、ClOeq\o\al(－,x)(x＝1、2、3、4)的能量相對大小，①D是____________________(填離子符號)。②B→A＋C反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________________________(用離子符號表示)。答案(1)NO2(g)＋CO(g)=NO(g)＋CO2(g)ΔH＝－234kJ·mol－1(2)M(s)＋CO2(g)=N(s)ΔH＝－48.96kJ·mol－1(3)①ClOeq\o\al(－,4)②3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(－,3)(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－117kJ·mol－1解析(3)D中氯元素的化合價為＋7價，應(yīng)為ClOeq\o\al(－,4)；利用生成物的總能量減去反應(yīng)物的總能量求得ΔH＝(63－60×3)kJ·mol－1＝－117kJ·mol－1，寫出熱化學(xué)方程式即可?？键c三燃燒熱能源1．燃燒熱(1)概念：在101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量。(2)意義：衡量燃料燃燒時放出熱量的多少。(3)熟記常見元素完全燃燒生成的指定物質(zhì)元素CHSN指定產(chǎn)物及狀態(tài)CO2(g)H2O(l)SO2(g)N2(g)2.燃料的選擇、能源(1)燃料選擇的原則要綜合考慮①環(huán)境保護；②熱值大??；③其他因素，如來源、價格、運輸、穩(wěn)定性等。(2)能源分類及利用1．開發(fā)利用各種新能源，減少對化石燃料的依賴，可以降低空氣中PM2.5的含量()2．使用氫氣作燃料有助于控制溫室效應(yīng)()3．101kPa時，1mol碳燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱()4．煤、石油、天然氣等燃料的最初來源都可追溯到太陽能()5．燃料燃燒階段，可通過改進鍋爐的爐型、燃料空氣比等提高燃料的燃燒效率()6．空氣燃料比越大，燃料燃燒越充分，則燃燒效率一定越高()7．氫氣的燃燒熱ΔH＝－285.8kJ·mol－1，則電解水的熱化學(xué)方程式為2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋285.8kJ·mol－1()答案1.√2.√3.×4.√5.√6.×7．×1．在一定條件下，S8(s)和O2(g)發(fā)生反應(yīng)依次轉(zhuǎn)化為SO2(g)和SO3(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系可用如圖簡單表示(圖中的ΔH表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。(1)寫出表示S8燃燒熱的熱化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________________________。(2)寫出SO3分解生成SO2和O2的熱化學(xué)方程式：____________________________。答案(1)S8(s)＋8O2(g)=8SO2(g)ΔH＝－8akJ·mol－1(2)SO3(g)=SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋bkJ·mol－1解析(1)1molS8(s)和O2(g)發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)化為SO2(g)時放出的熱量為燃燒熱，由圖可知生成1molSO2(g)放出的熱量為akJ，則S8燃燒熱的熱化學(xué)方程式為S8(s)＋8O2(g)=8SO2(g)ΔH＝－8akJ·mol－1。2．長征系列部分火箭采用了肼(N2H4)作燃料，N2H4與NH3有相似的化學(xué)性質(zhì)，回答下列問題：(1)已知肼分子中所有原子最外層都滿足稀有氣體原子結(jié)構(gòu)，則肼的結(jié)構(gòu)式為________。(2)下表是常見的鍵能數(shù)據(jù)：化學(xué)鍵N—HN—NO=ON≡NO—HH—H鍵能/(kJ·mol－1)386167498946460a已知合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1，則a為________，肼蒸氣在O2(g)中燃燒生成N2(g)與H2O(g)時的熱化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________。(3)火箭推進劑通常選擇液態(tài)的H2O2作氧化劑，混合后會產(chǎn)生大量的氣體從而推動火箭升空，試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知每12.8g的液態(tài)肼與足量的液態(tài)過氧化氫反應(yīng)生成氣態(tài)產(chǎn)物時放出熱量256kJ，已知1mol液態(tài)水轉(zhuǎn)化為水蒸氣需要吸收44kJ的熱量，則1mol的液態(tài)肼發(fā)生反應(yīng)生成液態(tài)水放出的熱量為Q＝________。(5)常見的助燃劑有O2、H2O2、NO2，若消耗等物質(zhì)的量的肼，消耗物質(zhì)的量最多的助燃劑為________，實際中火箭選擇的助燃劑是NO2，主要考慮的因素可能是______________________________________________________________________________________________。答案(1)(2)426N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－577kJ·mol－1(3)N2H4＋2H2O2=N2↑＋4H2O↑(4)816kJ(5)H2O2高溫下穩(wěn)定，且更容易液化儲存解析(2)合成氨反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1，可得(946＋3a－6×386)kJ·mol－1＝－92kJ·mol－1，a＝426。肼蒸氣在O2(g)中燃燒生成N2(g)與H2O(g)時的熱化學(xué)方程式為N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝(386×4＋167＋498－946－4×460)kJ·mol－1＝－577kJ·mol－1。(4)每12.8g(0.4mol)的液態(tài)肼與足量的液態(tài)過氧化氫反應(yīng)生成氣態(tài)產(chǎn)物時放出熱量256kJ，則1mol的液態(tài)肼生成4mol液態(tài)水所放出的熱量Q＝(256×2.5＋4×44)kJ＝816kJ。1．(2023·湖北，1)2023年5月10日，天舟六號貨運飛船成功發(fā)射，標(biāo)志著我國航天事業(yè)進入到高質(zhì)量發(fā)展新階段。下列不能作為火箭推進劑的是()A．液氮－液氫 B．液氧－液氫C．液態(tài)NO2－肼 D．液氧－煤油答案A解析液氮較穩(wěn)定，氫氣不能在氮氣中燃燒，液氮－液氫不能作為火箭推進劑，A符合題意。2．[2023·北京，16(2)]二十世紀(jì)初，工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定溫度和壓強下合成尿素。反應(yīng)分兩步：ⅰ.CO2和NH3生成NH2COONH4；ⅱ.NH2COONH4分解生成尿素。結(jié)合反應(yīng)過程中能量變化示意圖，下列說法正確的是____________(填序號)。a．活化能：反應(yīng)ⅰ<反應(yīng)ⅱb．ⅰ為放熱反應(yīng)，ⅱ為吸熱反應(yīng)c．CO2(l)＋2NH3(l)=CO(NH2)2(l)＋H2O(l)ΔH＝E1－E4答案ab解析反應(yīng)ⅰ的活化能是E1，反應(yīng)ⅱ的活化能是E3，E1<E3，a項正確；從圖中反應(yīng)物和生成物能量的相對大小可看出反應(yīng)ⅰ為放熱反應(yīng)，反應(yīng)ⅱ為吸熱反應(yīng)，b項正確；總反應(yīng)的ΔH＝E1－E2＋E3－E4，c項錯誤。3．(2022·浙江6月選考，18)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，下列物質(zhì)氣態(tài)時的相對能量如下表：物質(zhì)(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/(kJ·mol－1)249218391000－136－242可根據(jù)HO(g)＋HO(g)=H2O2(g)計算出H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1。下列說法不正確的是()A．H2的鍵能為436kJ·mol－1B．O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍C．解離氧氧單鍵所需能量：HOO<H2O2D．H2O(g)＋O(g)=H2O2(g)ΔH＝－143kJ·mol－1答案C解析根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，H2的鍵能為218kJ·mol－1×2＝436kJ·mol－1，A正確；由表格中的數(shù)據(jù)可知O2的鍵能為249kJ·mol－1×2＝498kJ·mol－1，由題中信息可知H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1，則O2的鍵能大于H2O2中氧氧單鍵的鍵能的兩倍，B正確；由表格中的數(shù)據(jù)可知HOO=HO＋O，解離其中氧氧單鍵需要的能量為249kJ·mol－1＋39kJ·mol－1－10kJ·mol－1＝278kJ·mol－1，H2O2中氧氧單鍵的鍵能為214kJ·mol－1，C錯誤；由表中的數(shù)據(jù)可知H2O(g)＋O(g)=H2O2(g)的ΔH＝－136kJ·mol－1－(－242kJ·mol－1)－249kJ·mol－1＝－143kJ·mol－1，D正確。4．按要求書寫熱化學(xué)方程式。(1)[2022·河北，16(1)]298K時，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ,1molH2O(l)蒸發(fā)吸熱44kJ，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________________________________。(2)[2021·海南，16(1)]已知25℃，100kPa時：1mol葡萄糖[C6H12O6(s)]完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)，放出2804kJ熱量。則25℃時，CO2(g)與H2O(l)經(jīng)光合作用生成葡萄糖[C6H12O6(s)]和O2(g)的熱化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________。(3)[2021·天津，13(3)]合成氨反應(yīng)常使用鐵觸媒提高反應(yīng)速率。如圖為有、無鐵觸媒時，反應(yīng)的能量變化示意圖。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________________________________________________________。從能量角度分析，鐵觸媒的作用是_________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1(2)6CO2(g)＋6H2O(l)=C6H12O6(s)＋6O2(g)ΔH＝＋2804kJ·mol－1(3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－(a－b)kJ·mol－1降低反應(yīng)的活化能解析(1)298K時，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ，1molH2O(l)蒸發(fā)吸熱44kJ，則1molH2燃燒生成1molH2O(l)放熱286kJ，表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1。課時精練1．化學(xué)與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)，下列說法正確的是()A．直接燃燒煤和將煤進行深加工后再燃燒的效率相同B．天然氣、水能屬于一次能源，水煤氣、電能屬于二次能源C．人們可以把放熱反應(yīng)釋放的能量轉(zhuǎn)化為其他可利用的能量，而吸熱反應(yīng)沒有利用價值D．地?zé)崮堋L(fēng)能、天然氣和氫能都屬于新能源答案B解析A項，將煤進行深加工后，脫硫處理、氣化處理能很好地減少污染氣體，提高燃燒效率，燃燒的效果好，錯誤；C項，有時需通過吸熱反應(yīng)吸收熱量降低環(huán)境溫度，有利用價值，錯誤；D項，天然氣是化石燃料，不屬于新能源，錯誤。2．已知2H2(g)＋CO(g)=CH3OH(g)為放熱反應(yīng)，下列對該反應(yīng)的說法正確的是()A．因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不加熱就可發(fā)生B．相同條件下，2molH2(g)的能量或1molCO(g)的能量一定高于1molCH3OH(g)的能量C．相同條件下，2molH2(g)和1molCO(g)的總能量一定高于1molCH3OH(g)的總能量D．達到平衡時，CO的濃度與CH3OH的濃度一定相等答案C解析放熱反應(yīng)與反應(yīng)條件無關(guān)，可能需要加熱才能發(fā)生，A錯誤；由該反應(yīng)為放熱反應(yīng)可知，相同條件下，2molH2(g)與1molCO(g)的總能量一定高于1molCH3OH(g)的能量，B錯誤、C正確；平衡時，各物質(zhì)的濃度是否相等與起始量、轉(zhuǎn)化率有關(guān)，D錯誤。3．某同學(xué)設(shè)計如圖所示實驗，探究反應(yīng)中的能量變化。下列判斷正確的是()A．由實驗可知，(a)、(b)、(c)所涉及的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)B．將實驗(a)中的鋁片更換為等質(zhì)量的鋁粉后釋放出的熱量有所增加C．實驗(c)中將玻璃攪拌器改為鐵質(zhì)攪拌器對實驗結(jié)果沒有影響D．若用NaOH固體測定中和反應(yīng)反應(yīng)熱，則測定結(jié)果數(shù)值偏高答案D解析A項，Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)，錯誤；B項，鋁片更換為等質(zhì)量的鋁粉，沒有改變反應(yīng)物的本質(zhì)，放出的熱量不變，錯誤；C項，鐵質(zhì)攪拌器導(dǎo)熱性好，熱量損失較大，錯誤；D項，NaOH固體溶于水時放熱，使測定結(jié)果數(shù)值偏高，正確。4．研究表明，在一定條件下，氣態(tài)HCN(a)與HNC(b)兩種分子的互變反應(yīng)過程能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A．HNC比HCN更穩(wěn)定B．HCN轉(zhuǎn)化為HNC，反應(yīng)條件一定要加熱C．HNC(g)HCN(g)ΔH＝－59.3kJ·mol－1D．加入催化劑，可以減小反應(yīng)的熱效應(yīng)答案C解析能量越低越穩(wěn)定，根據(jù)圖示，等物質(zhì)的量的HNC比HCN的能量高，HCN比HNC更穩(wěn)定，A錯誤；HCN轉(zhuǎn)化為HNC是吸熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)的發(fā)生不一定需要加熱，B錯誤；加入催化劑，能降低反應(yīng)的活化能，反應(yīng)的熱效應(yīng)不變，D錯誤。5．工業(yè)生產(chǎn)硫酸過程中，SO2在接觸室中被催化氧化為SO3氣體，已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)?，F(xiàn)將2molSO2、1molO2充入一密閉容器充分反應(yīng)后，放出熱量98.3kJ，此時測得SO2的轉(zhuǎn)化率為50%，則下列熱化學(xué)方程式正確的是()A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝＋196.6kJ·mol－1B．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－98.3kJ·mol－1C．SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－98.3kJ·mol－1D．SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1答案C解析2molSO3、1molO2充入恒容容器中，達平衡時，SO2的轉(zhuǎn)化率為50%，則反應(yīng)了的SO2的物質(zhì)的量為1mol，放出熱量98.3kJ，故熱化學(xué)方程式為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1或SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)SO3(g)ΔH＝－98.3kJ·mol－1。6．丙烷與溴原子能發(fā)生以下兩種反應(yīng)：①CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)→CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g)②CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)→CH3eq\o(C,\s\up6(·))HCH3(g)＋HBr(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是()A．反應(yīng)①與②均為吸熱反應(yīng)B．反應(yīng)②使用了催化劑C．產(chǎn)物中CH3CH2CH2·(g)的含量比CH3eq\o(C,\s\up6(·))HCH3(g)低D．CH3CH2CH2·(g)轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3eq\o(C,\s\up6(·))HCH3(g)放出熱量答案B解析催化劑能改變反應(yīng)途徑，降低反應(yīng)的活化能，加快化學(xué)反應(yīng)速率。反應(yīng)②的活化能低，反應(yīng)速率快，但反應(yīng)①與②同時發(fā)生，不能確定反應(yīng)②是否使用催化劑，B說法錯誤。7．某反應(yīng)2A=3B，它的反應(yīng)能量變化曲線如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是()A．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．A比B更穩(wěn)定C．加入催化劑會改變反應(yīng)的焓變D．整個反應(yīng)的ΔH＝E1－E2答案D解析由圖像可知物質(zhì)A、B的能量相對大小，A比B能量高，B更穩(wěn)定，所以A→B釋放能量，是放熱反應(yīng)，A、B錯誤；催化劑能改變反應(yīng)途徑和活化能大小，但不能改變焓變，C錯誤。8．根據(jù)下列已知條件，所寫熱化學(xué)方程式正確的是()A．H2的燃燒熱為akJ·mol－1：H2(g)＋Cl2(g)eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl(g)ΔH＝－akJ·mol－1B．1molSO2、0.5molO2完全反應(yīng)，放出熱量98.3kJ：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－98.3kJ·mol－1C．H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－114.6kJ·mol－1D．96gO2(g)能量比96gO3(g)的能量低bkJ：3O2(g)2O3(g)ΔH＝＋bkJ·mol－1答案D9．反應(yīng)M＋Z→Q(ΔH＜0)分兩步進行：①M＋Z→X(ΔH＞0)，②X→Q(ΔH＜0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是()答案D解析M＋Z→Q(ΔH<0)是放熱反應(yīng)，M和Z的能量之和大于Q；由①M＋Z→X(ΔH>0)可知這步反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則M和Z的能量之和小于X；由②X→Q(ΔH<0)是放熱反應(yīng)，故X的能量大于Q；綜上可知，只有圖像D符合。10．(2021·浙江1月選考，20)已知共價鍵的鍵能與熱化學(xué)方程式信息如下表：共價鍵H—HH—O鍵能/(kJ·mol－1)436463熱化學(xué)方程式2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－482kJ·mol－1則2O(g)=O2(g)的ΔH為()A．428kJ·mol－1 B．－428kJ·mol－1C．498kJ·mol－1 D．－498kJ·mol－1答案D解析設(shè)O=O的鍵能為x，則(2×436kJ·mol－1＋x)－2×2×463kJ·mol－1＝－482kJ·mol－1，x＝498kJ·mol－1，所以2O(g)=O2(g)的ΔH＝－498kJ·mol－1，D正確。11．下列示意圖表示正確的是()A．甲圖表示Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝＋26.7kJ·mo1－1反應(yīng)的能量變化B．乙圖表示碳的燃燒熱C．丙圖表示實驗的環(huán)境溫度為20℃，將物質(zhì)的量濃度相等、體積分別為V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，混合液的最高溫度隨V(NaOH)的變化(已知V1＋V2＝60mL)D．已知穩(wěn)定性順序：B<A<C，反應(yīng)由兩步反應(yīng)A→B→C構(gòu)成，反應(yīng)過程中的能量變化曲線如丁圖答案D解析甲圖中反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，是放熱反應(yīng)，故A錯誤；乙圖體現(xiàn)的是CO2轉(zhuǎn)化成CO的能量變化，而碳的燃燒熱是1molC全部轉(zhuǎn)化成CO2放出的熱量，故B錯誤；丙圖中V2為20mL時，溫度最高，說明此時酸堿反應(yīng)完全，又因為實驗中始終保持V1＋V2＝60mL，則V1＝40mL，由酸堿中和關(guān)系式：2NaOH～H2SO4可知，H2SO4和NaOH溶液的濃度不同，故C錯誤。12．C2H6在Ni的活化下可放出CH4，其反應(yīng)歷程如圖所示：下列關(guān)于活化歷程的說法正確的是()A．該轉(zhuǎn)化過程ΔH>0B．在此反應(yīng)過程中Ni的成鍵數(shù)目未發(fā)生變化C．該反應(yīng)過程中，最大能壘(活化能)為204.32kJ·mol－1D．整個過程中，Ni是該反應(yīng)的催化劑答案C解析據(jù)反應(yīng)物和生成物所具有的能量可以判斷出，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A錯誤；根據(jù)圖示，過渡態(tài)1中Ni的成鍵數(shù)目為2，過渡態(tài)2中Ni的成鍵數(shù)目為3，反應(yīng)過程中Ni的成鍵數(shù)目發(fā)生了變化，故B錯誤；根據(jù)圖示，中間體2到過渡態(tài)2的能壘(活化能)最大，為204.32kJ·mol－1，故C正確；根據(jù)圖示，Ni是反應(yīng)物不是催化劑，故D錯誤。13．(1)已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH＝－726.5kJ·mol－1，CH3OH(l)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－akJ·mol－1，則a____(填“＞”“＜”或“＝”)726.5。(2)將Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層，生成HCl和CO2，當(dāng)有1molCl2參與反應(yīng)時釋放出145.0kJ熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________。(3)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒，所得物質(zhì)可作耐高溫材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)=2Al2O3(s)＋3TiC(s)ΔH＝－1176.0kJ·mol－1，則反應(yīng)過程中，每轉(zhuǎn)移1mol電子放出的熱量為____________。(4)CO2與H2在某催化劑的作用下反應(yīng)如圖所示：化學(xué)鍵鍵能/(kJ·mol－1)436326803464414寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_____________________________________________。答案(1)＜(2)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)ΔH＝－290.0kJ·mol－1(3)98.0kJ(4)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－46kJ·mol－1解析(1)該反應(yīng)未完全燃燒，生成的氫氣燃燒還要放出熱量，則a＜726.5。(2)當(dāng)有1molCl2參與反應(yīng)時釋放出145.0kJ熱量，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g)ΔH＝－145.0kJ·mol－1×2＝－290.0kJ·mol－1。(3)4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)=2Al2O3(s)＋3TiC(s)ΔH＝－1176.0kJ·mol－1，每轉(zhuǎn)移12mol電子放出的熱量為1176.0kJ，則反應(yīng)過程中，每轉(zhuǎn)移1mol電子放出的熱量為eq\f(1176.0,12)kJ＝98.0kJ。(4)由反應(yīng)圖示可知圖形與化學(xué)鍵對應(yīng)關(guān)系為H—HC—OC=OO—HC—HΔH＝反應(yīng)物總鍵能－生成物總鍵能＝2×803kJ·mol－1＋3×436kJ·mol－1－3×414kJ·mol－1－326kJ·mol－1－3×464kJ·mol－1＝－46kJ·mol－1。14．(1)某科研小組嘗試利用固體表面催化工藝進行CH4的裂解。若用、、、分別表示CH4、C2H2、H2和固體催化劑，在固體催化劑表面CH4的裂解過程如圖所示，從吸附到解吸的過程中，能量狀態(tài)最高的是__________(填字母)，其理由是__________________________________________________________________________________。(2)[2021·海南，16(2)]已知：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1。25℃，100kPa時，氣態(tài)分子斷開1mol化學(xué)鍵的焓變稱為鍵焓。已知O=O、C≡O(shè)的鍵焓分別為495kJ·mol－1、799kJ·mol－1，CO2(g)分子中碳氧鍵的鍵焓為________kJ·mol－1。(3)[2021·湖北，19(1)]反應(yīng)Ⅰ(直接脫氫)：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)ΔH1＝＋125kJ·mol－1；已知鍵能：E(C—H)＝416kJ·mol－1，E(H—H)＝436kJ·mol－1，由此計算生成1mol碳碳π鍵放出的能量為____________________kJ。(4)CO2與H2在催化劑的作用下反應(yīng)歷程如圖所示：反應(yīng)歷程中活化能(能壘)最大的化學(xué)方程式為________________，CO2(g)＋H2(g)=·CO(g)＋H2O(g)ΔH＝________eV·mol－1。答案(1)BA→B是甲烷中的C—H斷裂過程，斷鍵吸熱，A的能量小于B；B→C是形成化學(xué)鍵的過程，成鍵放熱，B的能量大于C(2)664.75(3)271(4)·CO2＋·H＋eq\f(7,2)H2(g)=·HOCO＋eq\f(7,2)H2(g)－2.05NA解析(3)反應(yīng)Ⅰ中斷裂2molC—H、形成1mol碳碳π鍵和1molH—H，故416kJ·mol－1×2－E(碳碳π鍵)－436kJ·mol－1＝＋125kJ·mol－1，解得E(碳碳π鍵)＝271kJ·mol－1。

第39講蓋斯定律及應(yīng)用[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.掌握蓋斯定律的內(nèi)容及意義，并能進行有關(guān)反應(yīng)熱的計算。2.能綜合利用反應(yīng)熱和蓋斯定律比較不同反應(yīng)體系反應(yīng)熱的大小?？键c一蓋斯定律與反應(yīng)熱的計算1．蓋斯定律的內(nèi)容一個化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。即化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。2．蓋斯定律的意義間接計算某些反應(yīng)的反應(yīng)熱。3．蓋斯定律的應(yīng)用轉(zhuǎn)化關(guān)系反應(yīng)熱間的關(guān)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＋ΔH2一、應(yīng)用循環(huán)圖分析焓變關(guān)系1．(2022·重慶，13)“千畦細浪舞晴空”，氮肥保障了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的豐收。為探究(NH4)2SO4的離子鍵強弱，設(shè)計如圖所示的循環(huán)過程，可得ΔH4/(kJ·mol－1)為()A．＋533B．＋686C．＋838D．＋1143答案C解析①NH4Cl(s)=NHeq\o\al(＋,4)(g)＋Cl－(g)ΔH1＝＋698kJ·mol－1；②NH4Cl(s)=NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋Cl－(aq)ΔH2＝＋15kJ·mol－1；③Cl－(g)=Cl－(aq)ΔH3＝－378kJ·mol－1；④eq\f(1,2)(NH4)2SO4(s)=NHeq\o\al(＋,4)(g)＋eq\f(1,2)SOeq\o\al(2－,4)(g)ΔH4；⑤eq\f(1,2)(NH4)2SO4(s)=NHeq\o\al(＋,4)(aq)＋eq\f(1,2)SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH5＝＋3kJ·mol－1；⑥eq\f(1,2)SOeq\o\al(2－,4)(g)=eq\f(1,2)SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH6＝－530kJ·mol－1；則⑤＋①－⑥－②＋③得④，ΔH4＝＋838kJ·mol－1,C正確。2．[2018·北京，27(1)]近年來，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如下：反應(yīng)Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)ΔH1＝＋551kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3＝－297kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式：_________________________________________________。答案3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1解析由題圖可知，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式為3SO2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(催化劑))2H2SO4＋S↓。根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅱ＝－(反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅲ)可得：3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1。二、消元法計算反應(yīng)熱3．[2023·山東，20(1)]一定條件下，水氣變換反應(yīng)CO＋H2OCO2＋H2的中間產(chǎn)物是HCOOH。為探究該反應(yīng)過程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應(yīng)：Ⅰ.HCOOHCO＋H2O(快)Ⅱ.HCOOHCO2＋H2(慢)一定條件下，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的焓變分別為ΔH1、ΔH2，則該條件下水氣變換反應(yīng)的焓變ΔH＝__________(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。答案ΔH2－ΔH1解析根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)Ⅱ－反應(yīng)Ⅰ＝水氣變換反應(yīng)，故水氣變換反應(yīng)的焓變ΔH＝ΔH2－ΔH1。4．[2023·全國乙卷，28(2)改編]硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等。已知下列熱化學(xué)方程式：FeSO4·7H2O(s)=FeSO4(s)＋7H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1FeSO4·4H2O(s)=FeSO4(s)＋4H2O(g)ΔH2＝bkJ·mol－1FeSO4·H2O(s)=FeSO4(s)＋H2O(g)ΔH3＝ckJ·mol－1則FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·H2O(s)=2(FeSO4·4H2O)(s)的ΔH＝________kJ·mol－1。答案(a＋c－2b)5．[2023·湖南，16(1)]已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①C6H5C2H5(g)＋eq\f(21,2)O2(g)=8CO2(g)＋5H2O(g)ΔH1＝－4386.9kJ·mol－1②C6H5CH=CH2(g)＋10O2(g)=8CO2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝－4263.1kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3＝－241.8kJ·mol－1計算反應(yīng)④C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝____________kJ·mol－1。答案＋118解析根據(jù)蓋斯定律，將①－②－③可得C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)ΔH4＝－4386.9kJ·mol－1－(－4263.1kJ·mol－1)－(－241.8kJ·mol－1)＝＋118kJ·mol－1。消元法計算反應(yīng)熱的思維流程考點二反應(yīng)熱大小的比較比較反應(yīng)熱大小注意事項(1)在比較反應(yīng)熱(ΔH)的大小時，應(yīng)帶符號比較。(2)同一物質(zhì)，不同聚集狀態(tài)時具有的能量不同，相同量的某物質(zhì)的能量關(guān)系：E(物質(zhì)R，g)>E(物質(zhì)R，l)>E(物質(zhì)R，s)。(3)同一化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物的用量越多，|ΔH|越大。對于可逆反應(yīng)，因反應(yīng)不能進行完全，實際反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量要小于理論數(shù)值。(4)等量的可燃物完全燃燒所放出的熱量比不完全燃燒所放出的熱量多，則完全燃燒的ΔH較小。一、畫能量變化圖比較反應(yīng)熱大小(同一反應(yīng)，物質(zhì)聚集狀態(tài)不同時)1．已知：S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1<0S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2<0比較ΔH1與ΔH2的大小。答案ΔH1<ΔH2解析2．已知石墨比金剛石穩(wěn)定，C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－akJ·mol－1C(s，金剛石)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－bkJ·mol－1比較ΔH1與ΔH2的大小。答案ΔH2<ΔH1解析能量越低越穩(wěn)定，則燃燒過程中能量變化如圖：由圖示可知：b＞a，則ΔH2＜ΔH1。二、利用蓋斯定律計算比較反應(yīng)熱大小3．已知：①2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH1②2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)ΔH2比較ΔH1與ΔH2的大小，寫出分析過程。答案由反應(yīng)①－反應(yīng)②可得2Al(s)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋Al2O3(s)ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2。4．對于反應(yīng)a：C2H4(g)C2H2(g)＋H2(g)，反應(yīng)b：2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)，當(dāng)升高溫度時平衡都向右移動。①C(s)＋2H2(g)=CH4(g)ΔH1；②2C(s)＋H2(g)=C2H2(g)ΔH2；③2C(s)＋2H2(g)=C2H4(g)ΔH3。則①②③中ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小順序排列正確的是()A．ΔH1>ΔH2>ΔH3B．ΔH2>ΔH3>2ΔH1C．ΔH2>2ΔH1>ΔH3D．ΔH3>ΔH2>ΔH1答案B解析對于反應(yīng)a、b，升高溫度平衡都向右移動，故二者均為吸熱反應(yīng)，ΔHa>0、ΔHb>0。根據(jù)蓋斯定律知a＝②－③，ΔHa＝ΔH2－ΔH3>0，推知ΔH2>ΔH3；b＝③－2×①，故ΔHb＝ΔH3－2ΔH1>0，推知ΔH2>ΔH3>2ΔH1。課時精練1．下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是()A．已知Ni(CO)4(s)=Ni(s)＋4CO(g)ΔH＝QkJ·mol－1，則Ni(s)＋4CO(g)=Ni(CO)4(s)ΔH＝－QkJ·mol－1B．在一定溫度和壓強下，將0.5molN2和1.5molH2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放出熱量19.3kJ，則其熱化學(xué)方程式為eq\f(1,2)N2(g)＋eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)ΔH＝－19.3kJ·mol－1C．已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH1，2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2，則ΔH1＞ΔH2D．已知C(s，石墨)=C(s，金剛石)ΔH＞0，則金剛石比石墨穩(wěn)定答案A解析合成氨的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，不能進行完全，B錯誤；H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)放熱，且氫氣燃燒的焓變ΔH＜0，所以ΔH1＜ΔH2，C錯誤；由C(s，石墨)=C(s，金剛石)ΔH＞0可知，1mol石墨的能量小于1mol金剛石的能量，則石墨比金剛石穩(wěn)定，D錯誤。2．(2023·太原模擬)分別向1L0.5mol·L－1的Ba(OH)2溶液中加入①濃硫酸；②稀硫酸；③稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時的熱效應(yīng)分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，下列關(guān)系正確的是()A．ΔH1＞ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1<ΔH2<ΔH3C．ΔH1＞ΔH2＝ΔH3 D．ΔH1＝ΔH2<ΔH3答案B解析混合時濃硫酸在被稀釋的過程中放熱；濃、稀硫酸在與Ba(OH)2溶液反應(yīng)時還會形成BaSO4沉淀，Ba2＋、SOeq\o\al(2－,4)之間形成化學(xué)鍵的過程中也會放出熱量。因放熱反應(yīng)的ΔH取負值，故ΔH1<ΔH2<ΔH3。3．(2023·北京市第一六六中學(xué)高三期中)以CO和H2為原料合成甲醇是工業(yè)上的成熟方法，直接以CO2為原料生產(chǎn)甲醇是目前的研究熱點。我國科學(xué)家用CO2人工合成淀粉時，第一步就需要將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇。已知：①CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1＝－90.5kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.1kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－483.6kJ·mol－1下列說法不正確的是()A．若溫度不變，反應(yīng)①中生成1molCH3OH(l)時，放出的熱量大于90.5kJB．CO2與H2合成甲醇的熱化學(xué)方程式為CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.4kJ·mol－1C．通過電解制H2和選用高效催化劑，可降低CO2與H2合成甲醇反應(yīng)的焓變D．以CO2和H2O為原料合成甲醇，同時生成O2，該反應(yīng)需要吸收能量答案C解析根據(jù)蓋斯定律，①－②得CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－49.4kJ·mol－1，故B正確；催化劑可降低CO2與H2合成甲醇反應(yīng)的活化能，但不改變反應(yīng)的焓變，故C錯誤；已知反應(yīng)④CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH4＝－49.4kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律④×2—③×3得2CO2(g)＋4H2O(g)=2CH3OH(g)＋3O2(g)ΔH＝2ΔH4－3ΔH3＝＋1352kJ·mol－1＞0，則該反應(yīng)需要吸收能量，故D正確。4．根據(jù)碘與氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：(ⅰ)I2(？)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝－9.48kJ·mol－1；(ⅱ)I2(？)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝＋26.48kJ·mol－1。下列判斷正確的是()A．反應(yīng)(ⅰ)中的I2為固態(tài)，反應(yīng)(ⅱ)中的I2為氣態(tài)B．1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96kJC．反應(yīng)(ⅰ)的生成物比反應(yīng)(ⅱ)的生成物穩(wěn)定D．254gI2(g)中通入2gH2(g)，反應(yīng)放熱9.48kJ答案B解析反應(yīng)(ⅰ)放出能量，反應(yīng)(ⅱ)吸收能量，故(ⅰ)中I2的能量高，為氣態(tài)，(ⅱ)中I2為固說明1mol固態(tài)碘與1mol氣態(tài)碘所含的能量相差35.96kJ，故B項正確；兩個反應(yīng)的生成物為相同狀態(tài)的同種物質(zhì)，其穩(wěn)定性相同，故C項錯誤；254gI2(g)和2gH2(g)的物質(zhì)的量均為1mol，因反應(yīng)(ⅰ)是可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率達不到100%，則反應(yīng)放熱小于9.48kJ，故D項錯誤。5．向Na2CO3溶液中滴加鹽酸，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，下列說法正確的是()A．反應(yīng)HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)為放熱反應(yīng)B．COeq\o\al(2－,3)(aq)＋2H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3C．ΔH1＞ΔH2；ΔH2＜ΔH3D．H2CO3(aq)=CO2(g)＋H2O(l)，若使用催化劑，則ΔH3變小答案B解析由圖像可知，反應(yīng)HCOeq\o\al(－,3)(aq)＋H＋(aq)=CO2(g)＋H2O(l)為吸熱反應(yīng)，A錯誤；由圖像可知，能量差值越大，反應(yīng)熱的絕對值越大，ΔH1、ΔH2都為放熱反應(yīng)，則ΔH1＜ΔH2，C錯誤；加入催化劑，反應(yīng)熱不變，D錯誤。6．在一定溫度壓強下，依據(jù)圖示關(guān)系，下列說法不正確的是()A．C(s，石墨)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2B．1molC(s，石墨)和1molC(s，金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)，前者放熱多C．ΔH5＝ΔH1－ΔH3D．化學(xué)反應(yīng)的ΔH只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)答案B解析由題干信息可知，反應(yīng)Ⅰ：C(s，石墨)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1，反應(yīng)Ⅱ：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH2，則反應(yīng)Ⅰ－反應(yīng)Ⅱ得C(s，石墨)＋CO2(g)=2CO(g)，根據(jù)蓋斯定律可知ΔH＝ΔH1－ΔH2，A正確；由題干信息可知，C(s，石墨)=C(s，金剛石)ΔH5>0，即1molC(s，石墨)具有的總能量低于1molC(s，金剛石)，則1molC(s，石墨)和1molC(s，金剛石)分別與足量O2反應(yīng)全部轉(zhuǎn)化為CO2(g)，后者放熱多，B錯誤；由題干信息可知，反應(yīng)Ⅰ：C(s，石墨)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH1，反應(yīng)Ⅲ：C(s，金剛石)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH3，則反應(yīng)Ⅰ－反應(yīng)Ⅲ得C(s，石墨)=C(s，金剛石)，根據(jù)蓋斯定律可知，ΔH5＝ΔH1－ΔH3，C正確。7．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(yīng)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(zhì)燃燒熱的熱化學(xué)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(yīng)①×2＋②×2－③得出，則反應(yīng)熱為(－393.5kJ·mol－1)×2＋(－285.8kJ·mol－1)×2－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。8．黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學(xué)方程式為S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)=K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g)ΔH＝xkJ·mol－1已知：①碳的燃燒熱ΔH1＝akJ·mol－1②S(s)＋2K(s)=K2S(s)ΔH2＝bkJ·mol－1③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)=2KNO3(s)ΔH3＝ckJ·mol－1，則x為()A．3a＋b－c B．c－3a－bC．a(chǎn)＋b－c D．c－a－b答案A解析由碳的燃燒熱ΔH1＝akJ·mol－1，得反應(yīng)①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝akJ·mol－1，目標(biāo)反應(yīng)可由反應(yīng)①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。9．室溫下，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO4·5H2O(s)受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。下列判斷正確的是()A．ΔH2＞ΔH3 B．ΔH1＜ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2＞ΔH3答案B解析根據(jù)題干信息，構(gòu)建多步反應(yīng)中總反應(yīng)與分步反應(yīng)的關(guān)系，快速得出反應(yīng)方程式和反應(yīng)熱之間的關(guān)系ΔH1＝ΔH3＋ΔH2，ΔH1>0，ΔH3>0，ΔH2<0。10．已知：①2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1②3H2(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3H2O(g)ΔH2③2Fe(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Fe2O3(s)ΔH3④2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH4⑤2Al(s)＋Fe2O3(s)=Al2O3(s)＋2Fe(s)ΔH5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()A．ΔH1<0，ΔH3>0B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5答案B解析大多數(shù)化合反應(yīng)為放熱反應(yīng)，而放熱反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)為負值，故A錯誤；鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故ΔH5<0，而由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；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。11．鎂和氯氣反應(yīng)生成氯化鎂的能量關(guān)系圖如圖所示。已知：氣態(tài)的鹵素原子得電子生成氣態(tài)的鹵素離子是放熱過程。下列說法正確的是()A．ΔH6＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5B．Ca(g)－2e－=Ca2＋(g)ΔH7，則ΔH7>ΔH3C．I(g)＋e－=I－(g)ΔH8，則ΔH8>ΔH4D．MgCl2(s)=Mg2＋(aq)＋2Cl－(aq)ΔH9，則ΔH9>ΔH5答案C解析根據(jù)蓋斯定律可知，ΔH6＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4－ΔH5，故A錯誤；原子失去電子變?yōu)殡x子是吸熱過程，Ca和Mg屬于同主族元素，Ca的金屬性強于Mg，Ca→Ca2＋吸收的熱量小于Mg→Mg2＋吸收的熱量，即ΔH7<ΔH3，故B錯誤；氣態(tài)鹵素原子得電子生成氣態(tài)鹵素離子是放熱過程，Cl非金屬性強于I，即Cl→Cl－放出的熱量比I→I－放出的熱量多，即ΔH8>ΔH4，故C正確；MgCl2(s)=Mg2＋(g)＋2Cl－(g)屬于吸熱過程，即ΔH5>0，Mg2＋(g)、2Cl－(g)轉(zhuǎn)化成Mg2＋(aq)、2Cl－(aq)要放出熱量，發(fā)生MgCl2(s)=Mg2＋(aq)＋2Cl－(aq)吸收熱量比MgCl2(s)=Mg2＋(g)＋2Cl－(g)少，即ΔH9<ΔH5，故D錯誤。12．(2021·浙江6月選考，21)相同溫度和壓強下，關(guān)于反應(yīng)的ΔH，下列判斷正確的是()(g)＋H2(g)→(g)ΔH1(g)＋2H2(g)→(g)ΔH2(g)＋3H2(g)→(g)ΔH3(g)＋H2(g)→(g)ΔH4A．ΔH1>0，ΔH2>0B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4答案C解析環(huán)己烯、1,3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，因此，ΔH1＜0，ΔH2＜0，A不正確；苯分子中沒有碳碳雙鍵，其中的碳碳鍵是介于單鍵和雙鍵之間的特殊的共價鍵，因此，其與氫氣完全加成的反應(yīng)熱不等于環(huán)己烯、1,3-環(huán)己二烯分別與氫氣發(fā)生的加成反應(yīng)的反應(yīng)熱之和，即ΔH3≠ΔH1＋ΔH2，B不正確；由于1mol1,3-環(huán)己二烯與氫氣完全加成后消耗的氫氣是等量環(huán)己烯的2倍，故其放出的熱量更多，則ΔH1>ΔH2；苯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成1,3-環(huán)己二烯的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)(ΔH4>0)，根據(jù)蓋斯定律可知，苯與氫氣完全加成的反應(yīng)熱：ΔH3＝ΔH4＋ΔH2，因此ΔH3>ΔH2，ΔH2＝ΔH3－ΔH4，C正確、D不正確。13．(1)[2023·全國甲卷，28(1)節(jié)選]已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①3O2(g)=2O3(g)ΔH1＝＋285kJ·mol－1②2CH4(g)＋O2(g)=2CH3OH(l)ΔH2＝－329kJ·mol－1反應(yīng)③CH4(g)＋O3(g)=CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝________kJ·mol－1。(2)[2023·浙江6月選考，19(1)]水煤氣變換反應(yīng)是工業(yè)上的重要反應(yīng)，可用于制氫。水煤氣變換反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1該反應(yīng)分兩步完成：3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.2kJ·mol－12Fe3O4(s)＋H2O(g)3Fe2O3(s)＋H2(g)ΔH2則ΔH2＝__________kJ·mol－1。答案(1)－307(2)＋6解析(1)根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)③＝eq\f(1,2)(反應(yīng)②－①)，所以ΔH3＝eq\f(1,2)(ΔH2－ΔH1)＝eq\f(1,2)(－329kJ·mol－1－285kJ·mol－1)＝－307kJ·mol－1。(2)設(shè)方程式①3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.2kJ·mol－1②2Fe3O4(s)＋H2O(g)3Fe2O3(s)＋H2(g)ΔH2③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律可知，②＝③－①，則ΔH2＝ΔH－ΔH1＝(－41.2kJ·mol－1)－(－47.2kJ·mol－1)＝＋6kJ·mol－1。14．(1)[2022·廣東，19(1)②]Cr2O3催化丙烷脫氫過程中，部分反應(yīng)歷程如圖，X(g)→Y(g)過程的焓變?yōu)開_____________________________________________(列式表示)。(2)[2022·湖北，19(1)]已知：①CaO(s)＋H2O(l)Ca(OH)2(s)ΔH1＝－65.17kJ·mol－1②Ca(OH)2(s)Ca2＋(aq)＋2OH－(aq)ΔH2＝－16.73kJ·mol－1③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)[Al(OH)4]－(aq)＋eq\f(3,2)H2(g)ΔH3＝－415.0kJ·mol－1則CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)=Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝__________kJ·mol－1。答案(1)E1－E2＋ΔH＋E3－E4(2)－911.9解析(1)設(shè)反應(yīng)過程中第一步的產(chǎn)物為M，第二步的產(chǎn)物為N，則X→M的ΔH1＝E1－E2，M→N的ΔH2＝ΔH，N→Y的ΔH3＝E3－E4，根據(jù)蓋斯定律可知，X(g)→Y(g)的焓變?yōu)棣1＋ΔH2＋ΔH3＝E1－E2＋ΔH＋E3－E4。(2)根據(jù)蓋斯定律，①＋②＋2×③可得反應(yīng)CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)=Ca2＋(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)，則ΔH4＝ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3＝(－65.17kJ·mol－1)＋(－16.73kJ·mol－1)＋2×(－415.0kJ·mol－1)＝－911.9kJ·mol－1。15．(1)[2022·福建，13(1)]異丙醇(C3H8O)可由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化得到，催化異丙醇脫水制取高值化學(xué)品丙烯(C3H6)的工業(yè)化技術(shù)已引起人們的關(guān)注。其主要反應(yīng)如下：Ⅰ.C3H8O(g)C3H6(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋52kJ·mol－1Ⅱ.2C3H6(g)C6H12(g)ΔH2＝－97kJ·mol－1已知2C3H8O(g)＋9O2(g)=6CO2(g)＋8H2O(g)ΔH＝－3750kJ·mol－1，則C3H6(g)燃燒生成CO2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________________________。(2)[2022·天津，16(1)]科研人員把鐵的配合物Fe3＋L(L為配體)溶于弱堿性的海水中，制成吸收液，將氣體H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，改進了濕法脫硫工藝。該工藝包含兩個階段：①H2S的吸收氧化；②Fe3＋L的再生。反應(yīng)原理如下：①H2S(g)＋2Fe3＋L(aq)＋2OH－(aq)=S(s)＋2Fe2＋L(aq)＋2H2O(l)ΔH＝－akJ·mol－1(a>0)②4Fe2＋L(aq)＋O2(g)＋2H2O(l)=4Fe3＋L(aq)＋4OH－(aq)ΔH＝－bkJ·mol－1