2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第五講 化學(xué)能與熱能學(xué)案xx高考導(dǎo)航適用于全國卷最新考綱高頻考點高考印證命題趨勢1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3了解熱化學(xué)方程式的含義，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。4了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。5以上各部分知識的綜合應(yīng)用。反應(yīng)熱xx·T28利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱并書寫熱化學(xué)方程式，是高考命題的常見題型，難度一般不大。解答此類題目一定要注意細(xì)節(jié)，如物質(zhì)的狀態(tài)、反應(yīng)熱的數(shù)值、正負(fù)號及單位等。熱化學(xué)方程式的書寫及判斷xx·T28蓋斯定律及其相關(guān)計算xx·T28xx·T28考點一反應(yīng)熱學(xué)生用書P201從兩個角度理解化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)(1)從微觀的角度說，是舊化學(xué)鍵斷裂吸收的熱量與新化學(xué)鍵形成放出的熱量的差值，如上圖所示：a表示舊化學(xué)鍵斷裂吸收的熱量；b表示新化學(xué)鍵形成放出的熱量；c表示反應(yīng)熱。(2)從宏觀的角度說，是反應(yīng)物具有的總能量與生成物具有的總能量的差值，如上圖所示：a表示反應(yīng)的活化能；b表示活化分子變成生成物分子所釋放的能量；c表示反應(yīng)熱。2反應(yīng)熱的量化參數(shù)鍵能反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系：反應(yīng)熱HE1E2或HE4E3，即H等于反應(yīng)物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和，或生成物具有的總能量減去反應(yīng)物具有的總能量。反應(yīng)熱與鍵能的換算1(反應(yīng)熱與鍵能計算類)xx·高考全國卷，T28(3)已知反應(yīng)2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJ·mol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需吸收的能量為_kJ。破題關(guān)鍵焓變與鍵能的關(guān)系為H反應(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能。解析：設(shè)1 mol HI(g)分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量為x，則11 kJ2x436 kJ151 kJ，得：x299 kJ。答案：299互動拓展(1)催化劑能否改變化學(xué)反應(yīng)的H?(2)鍵能與物質(zhì)所具有的能量有何關(guān)系？答案：(1)催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)的過程，降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，但不能改變化學(xué)反應(yīng)的H。(2)鍵能越大，物質(zhì)所具有的能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定?；瘜W(xué)反應(yīng)中的能量變化，是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂時吸收的能量與新化學(xué)鍵形成時放出的能量不同所致。鍵能也可以用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(H)，下表是部分化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)：化學(xué)鍵PPPOO=OP=O鍵能(kJ·mol1)172335498X已知白磷及完全燃燒后的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)如下圖：經(jīng)測定1 mol白磷完全燃燒時，釋放2 378 kJ的能量，則上表中X_。解析：由結(jié)構(gòu)圖可知，P4(s)5O2(g)=P4O10(s)H2 378 kJ·mol1，H5E(O=O)6E(PP)4E(P=O)12E(PO)，即可求得P=O的鍵能。答案：4702某反應(yīng)的反應(yīng)過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應(yīng)的活化能，E2表示逆反應(yīng)的活化能)。下列有關(guān)敘述正確的是()A該反應(yīng)為放熱反應(yīng)B催化劑能改變該反應(yīng)的焓變C催化劑能降低該反應(yīng)的活化能D逆反應(yīng)的活化能大于正反應(yīng)的活化能解析：選C。由題圖可知，生成物的總能量高于反應(yīng)物的總能量，故該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；催化劑能降低該反應(yīng)的活化能，但不能改變該反應(yīng)的焓變；E1>E2，說明正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能。2(xx·河南洛陽高三期末)常溫下，1 mol化學(xué)鍵分解成氣態(tài)原子所需要的能量用E表示。結(jié)合表中信息判斷下列說法不正確的是()共價鍵HHFFHFHClHIE(kJ·mol1)436157568432298A.432 kJ·mol1>E(HBr)>298 kJ·mol1B表中最穩(wěn)定的共價鍵是HF鍵CH2(g)2H(g)H436 kJ·mol1DH2(g)F2(g)=2HF(g)H25 kJ·mol1解析：選D。觀察表中數(shù)據(jù)知，氟、氯、碘的氫化物鍵能逐漸減小，故432 kJ·mol1>E(HBr)>298 kJ·mol1，A項正確；表中HF共價鍵的鍵能最大，即HF 共價鍵最穩(wěn)定，B項正確；H2(g)2H(g)，共價鍵斷裂要吸收能量，即H2(g)2H(g)H436 kJ·mol1，C項正確；反應(yīng)H2(g)F2(g)=2HF(g)的反應(yīng)熱H436 kJ·mol1157 kJ·mol12×568 kJ·mol1543 kJ·mol1，D項不正確。有關(guān)反應(yīng)熱和焓變的認(rèn)識誤區(qū)(1)反應(yīng)熱不一定是焓變，恒壓下的反應(yīng)熱為焓變。(2)物質(zhì)中化學(xué)鍵越難斷裂，物質(zhì)越穩(wěn)定，具有的能量越低。(3)同一物質(zhì)的能量不一定相同，氣態(tài)時最高。(4)反應(yīng)熱不僅帶數(shù)值、單位，還要指明“”、“”。反應(yīng)熱與化學(xué)反應(yīng)的過程1(xx·高考北京卷)最新報道：科學(xué)家首次用X射線激光技術(shù)觀察到CO與O在催化劑表面形成化學(xué)鍵的過程。反應(yīng)過程的示意圖如下：下列說法正確的是()ACO和O生成CO2是吸熱反應(yīng)B在該過程中，CO斷鍵形成C和OCCO和O形成了具有極性共價鍵的CO2D狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O2反應(yīng)的過程解析：選C。A.狀態(tài)總能量為反應(yīng)物總能量，狀態(tài)總能量為生成物總能量，由圖示知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。B.從狀態(tài)、的圖示可以看出，反應(yīng)中CO并未斷裂成C和O，C、O原子間一直有化學(xué)鍵。C.由圖示可以看出，CO和O生成了CO2，CO2分子中C與O形成極性共價鍵。D.狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O反應(yīng)生成CO2的過程，并不是CO與O2的反應(yīng)過程。2(xx·高考海南卷改編)某反應(yīng)過程能量變化如圖所示，下列說法正確的是()A反應(yīng)過程a有催化劑參與B該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，熱效應(yīng)等于HC改變催化劑，可改變該反應(yīng)的活化能D有催化劑的條件下，反應(yīng)的活化能等于E1E2解析：選C。由圖示可知反應(yīng)過程a需要的活化能較高，沒有催化劑參與，A錯誤。由于反應(yīng)物的能量高于生成物的能量，多余的能量就以熱能的形式釋放出來，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，熱效應(yīng)等于生成物與反應(yīng)物能量的差值H，B錯誤。改變催化劑，改變了反應(yīng)途徑，改變了反應(yīng)的活化能，但是反應(yīng)熱不變，C正確?？键c二熱化學(xué)方程式的書寫與判斷學(xué)生用書P221六個注意(1)注意H的符號和單位若為放熱反應(yīng)，H為“”；若為吸熱反應(yīng)，H為“”。H的單位為 kJ·mol1。(2)注意反應(yīng)熱的測定條件書寫熱化學(xué)方程式時應(yīng)注意H的測定條件(溫度、壓強(qiáng))，但絕大多數(shù)的H是在25 、101 kPa下測定的，此時可不注明溫度和壓強(qiáng)。(3)注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)。因此化學(xué)計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)。(4)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱H不同。因此，必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)才能完整地體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學(xué)方程式中不用“”和“”。(5)注意H的數(shù)值與符號熱化學(xué)方程式中的H的值應(yīng)是表示反應(yīng)已完成的熱量變化。由于H與反應(yīng)完成的物質(zhì)的量有關(guān)，所以方程式中化學(xué)式前面的化學(xué)計量數(shù)必須與H相對應(yīng)，如果化學(xué)計量數(shù)加倍，則H也要加倍。逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，但符號相反。(6)注意燃燒熱和中和熱2記憶口訣熱化方程要點多，漏掉一點分不得；標(biāo)清狀態(tài)配好平，焓變正負(fù)千焦摩；系數(shù)焓變成正比，逆向反應(yīng)焓變號。熱化學(xué)方程式的書寫1(熱化學(xué)方程式書寫類)(1)(xx·高考山東卷)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應(yīng)。溫度為T時，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。已知溫度為T時：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJ·mol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJ·mol1(2)(xx·高考大綱卷)化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應(yīng)可生成化合物AX5。已知AX3的熔點和沸點分別為93.6 和76 ，AX5的熔點為167 。室溫時AX3與氣體X2反應(yīng)生成1 mol AX5，放出熱量123.8 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。(3)H2S的燃燒熱Ha kJ·mol1，寫出H2S燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。破題關(guān)鍵根據(jù)物質(zhì)的熔、沸點判斷該物質(zhì)在室溫時的狀態(tài)；燃燒熱表示 101 kPa時 1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，故產(chǎn)物H2O為液態(tài)；燃燒熱的數(shù)值唯一，但表示燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式不唯一。解析：(1)由題意知CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJ·mol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJ·mol1應(yīng)用蓋斯定律，由可得CO、H2合成CH4的反應(yīng)：CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJ·mol1。(2)由題意知，室溫時，AX3是液體，AX5是固體，所以熱化學(xué)方程式為AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJ· mol1。(3)H2S的燃燒熱Ha kJ·mol1，則1 mol H2S完全燃燒生成SO2(g)和H2O(l)放出a kJ的熱量，所以H2S燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l)H2a kJ·mol1或H2S(g)3/2O2(g)=SO2(g)H2O(l)Ha kJ·mol1。答案：(1)CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJ·mol1(2)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJ· mol1(3)2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l)H2a kJ·mol1或H2S(g)3/2O2(g)=SO2(g)H2O(l)Ha kJ·mol1互動拓展可逆反應(yīng)不能徹底進(jìn)行，在表示可逆反應(yīng)的熱化學(xué)方程式中，H的數(shù)值與反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)還成比例嗎？答案：成比例。熱化學(xué)方程式中的H的值是表示反應(yīng)已完成的熱量變化，即指按照反應(yīng)物的化學(xué)計量數(shù)完成反應(yīng)的反應(yīng)熱，所以可逆反應(yīng)中H的數(shù)值與化學(xué)計量數(shù)成比例。(1)汽車發(fā)動機(jī)工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng)，其能量變化示意圖如下： 寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：_。(2)焙燒產(chǎn)生的SO2可用于制硫酸。已知25 、101 kPa時：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H1197 kJ·mol1；H2O(g)=H2O(l)H244 kJ·mol1；2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l) H3545 kJ·mol1。則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_。解析：(1)反應(yīng)物斷裂化學(xué)鍵所需要吸收的總能量減去生成物形成化學(xué)鍵釋放的總能量即為焓變：H(945498)2×630 kJ·mol1183 kJ·mol1。(2)給題中的三個熱化學(xué)方程式分別編號為、，根據(jù)蓋斯定律由()可得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式。答案：(1)N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJ·mol1(2)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJ·mol12(1)肼是一種高能燃料，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示，寫出肼燃燒的熱化學(xué)方程式：_。(2)已知：Q的單質(zhì)是常見的半導(dǎo)體材料，在25 、101 kPa下，Q的氣態(tài)氫化物在氧氣中完全燃燒可得Q的最高價氧化物，反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1 mol電子放熱190.0 kJ。則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_。解析：(1)根據(jù)題干圖示可知，肼充分燃燒的產(chǎn)物是N2(g)和H2O(g)，1 mol 肼充分燃燒放出的熱量為2 752 kJ2 218 kJ534 kJ，根據(jù)要求寫出熱化學(xué)方程式。(2)由信息知Q為Si，其氣態(tài)氫化物SiH4與O2反應(yīng)生成SiO2和H2O,1 mol SiH4完全反應(yīng)轉(zhuǎn)移8 mol電子，故1 mol SiH4參加反應(yīng)放出1 520.0 kJ熱量，即可寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。答案：(1)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJ·mol1(2)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 520.0 kJ·mol1熱化學(xué)方程式的正誤判斷1(xx·河南洛陽高三統(tǒng)考)下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是(H的絕對值均正確)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 367.0 kJ/mol(燃燒熱)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol(中和熱)C2NO2=O22NOH116.2 kJ/mol(反應(yīng)熱)DS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJ/mol(反應(yīng)熱)解析：選D。燃燒熱是指101 kPa時1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，而氣態(tài)水不是穩(wěn)定的氧化物，故A錯誤。中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H<0，故B錯誤。書寫熱化學(xué)方程式時必須標(biāo)明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，故C錯誤。2(xx·山東濟(jì)南高三調(diào)研)下列熱化學(xué)方程式中，正確的是()A甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol1，則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·mol1B500 、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學(xué)方程式為N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6 kJ·mol1CHCl和NaOH反應(yīng)的中和熱為57.3 kJ·mol1，則H2SO4和NaOH反應(yīng)的中和熱H2×(57.3 kJ·mol1)D在101 kPa時，2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，H2燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1解析：選D。A項，熱化學(xué)方程式中生成的水為氣態(tài)，不屬于穩(wěn)定的氧化物，故H890.3 kJ·mol1；B項，由該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，可知放出 19.3 kJ 的熱量時生成NH3的量一定小于1 mol，故N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6 kJ·mol1；C項，中和熱是指酸、堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時放出的熱量，故H2SO4和NaOH反應(yīng)的中和熱H57.3 kJ·mol1。熱化學(xué)方程式的書寫與判斷的常見易錯點(1)忽視反應(yīng)熱與物質(zhì)的聚集狀態(tài)有關(guān)，導(dǎo)致漏寫反應(yīng)物或生成物的聚集狀態(tài)。(2)不能正確理解“”、“”的含義，導(dǎo)致將H的正、負(fù)混淆。(3)忽視化學(xué)計量數(shù)與反應(yīng)熱的數(shù)值的對應(yīng)關(guān)系導(dǎo)致錯誤。例如：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJ·mol1；H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H92.3 kJ·mol1。(4)對于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)，其中和熱是相等的，都約是57.3 kJ·mol1：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1。對于強(qiáng)酸和弱堿或弱酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)，中和熱一般小于57.3 kJ·mol1，因為弱電解質(zhì)的電離是吸熱的。中和反應(yīng)的實質(zhì)是H和OH化合生成H2O。若反應(yīng)過程中有其他物質(zhì)生成(如生成不溶性物質(zhì)或難電離物質(zhì)等)，這部分反應(yīng)熱不在中和熱之內(nèi)?？键c三蓋斯定律及其相關(guān)計算學(xué)生用書P231蓋斯定律的應(yīng)用(1)理論依據(jù)：反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與具體反應(yīng)的途徑無關(guān)。(2)計算模式(3)主要應(yīng)用：計算某些難以直接測量的反應(yīng)熱。(4)注意事項：應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡單計算，關(guān)鍵在于設(shè)計反應(yīng)途徑。當(dāng)反應(yīng)式乘以或除以某數(shù)時，H也應(yīng)乘以或除以某數(shù)。熱化學(xué)方程式加減運(yùn)算以及比較反應(yīng)熱的大小時，H都要帶“”、“”號計算、比較，即把H看作一個整體進(jìn)行分析判斷。在設(shè)計的反應(yīng)途徑中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，狀態(tài)由固液氣變化時，會吸熱；反之會放熱。當(dāng)設(shè)計的反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其H與正反應(yīng)的H數(shù)值相等，符號相反。2反應(yīng)熱的計算方法(1)根據(jù)物質(zhì)的能量或鍵能計算反應(yīng)熱(H)的方法根據(jù)物質(zhì)具有的能量進(jìn)行計算：HE(生成物的總能量)E(反應(yīng)物的總能量)；根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能進(jìn)行計算：HE(反應(yīng)物的總鍵能)E(生成物的總鍵能)。(2)運(yùn)用蓋斯定律計算反應(yīng)熱(H)并書寫熱化學(xué)方程式的方法根據(jù)題意先確定待求反應(yīng)方程式并標(biāo)明各物質(zhì)的狀態(tài)，思考將已知的化學(xué)方程式轉(zhuǎn)化為待求化學(xué)方程式的四則運(yùn)算方法，再根據(jù)蓋斯定律，用相同的四則運(yùn)算方法求出待求反應(yīng)方程式的反應(yīng)熱(H)，最后寫出完整的熱化學(xué)方程式。利用蓋斯定律求焓變1(蓋斯定律應(yīng)用類)(xx·高考江蘇卷)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()AH10，H30 BH20，H40CH1H2H3 DH3H4H5破題關(guān)鍵將已知熱化學(xué)方程式依次標(biāo)號為、。根據(jù)蓋斯定律，熱化學(xué)方程式之間的疊加關(guān)系為；3×2×，即可判斷。解析：選C。A.C(s)、CO(g)在O2(g)中燃燒生成CO2，均為放熱反應(yīng)，則有H1<0、H3<0。BCO2(g)與C(s)在高溫條件下反應(yīng)生成CO(g)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則有H2>0；Fe(s)與O2(g)反應(yīng)生成Fe2O3(s)為放熱反應(yīng)，則有H4<0。C將五個熱化學(xué)方程式依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律，由可得，則有H1H2H3。D將五個熱化學(xué)方程式依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律，由×3×2可得，則有H43H32H5?；油卣乖嚉w納合并方程式消去物質(zhì)的策略。答案：觀察目標(biāo)方程式和已知方程式，確定被消去的物質(zhì)。方程式兩邊乘以某數(shù)(整數(shù)或分?jǐn)?shù))，使被消去的物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)相同。被消去的物質(zhì)在已知方程式的同一邊時用減法，不同邊時用加法。(xx·高考重慶卷)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)Hx kJ·mol1已知：碳的燃燒熱H1a kJ·mol1S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJ·mol12K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJ·mol1則x為()A3abc Bc3abCabc Dcab解析：選A。碳燃燒的熱化學(xué)方程式為C(s)O2(g)=CO2(g)H1a kJ·mol1 ，將另外兩個熱化學(xué)方程式進(jìn)行編號，S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJ·mol1 ，2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJ·mol1，運(yùn)用蓋斯定律，×3得S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s) N2(g)3CO2(g)H(3abc) kJ·mol1 ，則x3abc，故A正確。2xx·高考全國卷，T28(2)乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。已知：甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H123.9 kJ·mol1甲醇制烯烴反應(yīng)2CH3OH(g)=C2H4 (g)2H2O(g)H229.1 kJ·mol1乙醇異構(gòu)化反應(yīng)C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)H350.7 kJ·mol1則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4 (g)H2O(g)=C2H5OH(g)的H_kJ·mol1。解析：將題給反應(yīng)依次編號為、，反應(yīng)減去反應(yīng)再減去反應(yīng)即得C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)，故HH1H2H323.9 kJ·mol1(29.1 kJ·mol1)(50.7 kJ·mol1)45.5 kJ·mol1。答案：45.5反應(yīng)熱的計算及比較1(xx·高考海南卷)已知丙烷的燃燒熱H2 215 kJ·mol1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水，則放出的熱量約為()A55 kJ B220 kJC550 kJ D1 108 kJ解析：選A。丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷燃燒會產(chǎn)生4 mol水，則丙烷完全燃燒產(chǎn)生1.8 g水，消耗丙烷的物質(zhì)的量是n(C3H8)n(H2O)m÷M÷41.8 g÷18 g/mol÷40.025 mol，所以反應(yīng)放出的熱量是Q2 215 kJ·mol1×0.025 mol55.375 kJ，因此放出的熱量約為55 kJ。2室溫下，將1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為H1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為H2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)，熱效應(yīng)為H3。則下列判斷正確的是()AH2>H3BH1<H3CH1H3H2DH1H2>H3解析：選B。1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，為吸熱過程，故H1>0,1 mol CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，為放熱過程，故H2<0,1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分為兩個過程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol H2O(l)，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水，CuSO4·5H2O受熱分解為吸熱反應(yīng)，即H3>0。根據(jù)蓋斯定律得到關(guān)系式H1H2H3，分析得到答案：H1<H3。3下列兩組熱化學(xué)方程式中，有關(guān)H的比較正確的是()CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H2NaOH(aq)H2SO4(濃，aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H3NaOH(aq)CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)H4AH1H2；H3H4BH1H2；H3H4CH1H2；H3H4DH1H2；H3H4解析：選B。比較H大小時一定要帶上“”、“”符號。由于H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)要放出熱量，所以等物質(zhì)的量的CH4(g)燃燒生成液態(tài)水時放出熱量的數(shù)值要比生成氣態(tài)水時的大。所以H1>H2。等物質(zhì)的量的NaOH與濃H2SO4、稀醋酸恰好反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的水，若不考慮濃H2SO4溶解放熱和弱電解質(zhì)電離吸熱，應(yīng)放出相同的熱量。但在實際反應(yīng)中，濃H2SO4溶于水時放熱，使反應(yīng)放出的總熱量增多；醋酸是弱酸，部分CH3COOH分子在電離過程中要吸熱，使反應(yīng)放熱減少。所以H3<H4。反應(yīng)熱的大小比較(1)利用蓋斯定律比較。(2)同一反應(yīng)的生成物狀態(tài)不同時，如A(g)B(g)=C(g)H1，A(g)B(g)=C(l)H2，則H1>H2。(3)同一反應(yīng)物狀態(tài)不同時，如A(s)B(g)=C(g)H1，A(g)B(g)=C(g)H2，則H1>H2。(4)兩個有聯(lián)系的反應(yīng)相比較時，如C(s)O2(g)=CO2(g)H1，C(s)1/2O2(g)=CO(g)H2。比較方法：利用反應(yīng)(包括H1)乘以某計量數(shù)減去反應(yīng)(包括H2)乘以某計量數(shù)，即得出H3H1×某計量數(shù)H2×某計量數(shù)，根據(jù)H3大于0或小于0進(jìn)行比較?？傊?，比較反應(yīng)熱的大小時要注意：反應(yīng)中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)；H有正負(fù)之分，比較時要連同“”、“”一起比較，類似數(shù)學(xué)中的正、負(fù)數(shù)大小的比較；若只比較放出或吸收熱量的多少，則只比較數(shù)值的大小，不考慮正、負(fù)號。有關(guān)化學(xué)能與熱能的易錯問題匯總1誤認(rèn)為1 mol可燃物燃燒時放出的熱量就是燃燒熱。其實不然，生成的氧化物應(yīng)該是穩(wěn)定的，如H2是指生成H2O(l)而非H2O(g)，C是指生成CO2(g)而非CO(g)等。2比較化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的大小時，易忽略“”、“”和單位。例如：化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)用H表示，H由符號和數(shù)字組成，單位是kJ/mol，計算和比較時要包括“”、“”。3誤認(rèn)為在熱化學(xué)方程式的反應(yīng)物和生成物連接符號(“=”或“”或“”)處應(yīng)標(biāo)注反應(yīng)條件(點燃、加熱、電解等)，其實不需要。4誤認(rèn)為反應(yīng)條件不同時，H也不同。其實不然，如同溫同壓下，H2(g)和Cl2(g)的總能量與HCl(g)的總能量的差值不受光照和點燃條件的影響，故該反應(yīng)在不同條件下的H相同。5誤認(rèn)為可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與物質(zhì)轉(zhuǎn)化率有關(guān)。其實不然，如2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H197 kJ/mol，是指生成2 mol SO3(g)時放出的熱量為197 kJ。6利用鍵能計算反應(yīng)熱，其關(guān)鍵是算清物質(zhì)中化學(xué)鍵的數(shù)目。原子晶體：1 mol金剛石中含2 molCC鍵，1 mol硅中含2 mol SiSi鍵，1 mol SiO2晶體中含4 molSiO鍵；分子晶體：1 mol P4中含有6 molPP鍵，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中含有12 molPO鍵和4 molPO鍵，1 mol CH3CH3中含有6 molCH鍵和1 mol CC鍵。1下列設(shè)備工作時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的是()ABCD硅太陽能電池鋰離子電池太陽能集熱器燃?xì)庠罱馕觯哼xD。本題考查能量轉(zhuǎn)化形式的判斷，意在考查考生運(yùn)用化學(xué)知識和化學(xué)原理解釋日常生活中化學(xué)問題的能力。硅太陽能電池工作時將光能轉(zhuǎn)化為電能，A項錯誤；鋰離子電池工作時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，B項錯誤；太陽能集熱器工作時將光能轉(zhuǎn)化為熱能，C項錯誤；燃?xì)庠罟ぷ鲿r將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，D項正確。2(xx·山西太原二模)反應(yīng)ABC分兩步進(jìn)行：ABX，XC，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，E1表示反應(yīng)ABX的活化能。下列有關(guān)敘述正確的是()AE2表示反應(yīng)XC的活化能BX是反應(yīng)ABC的催化劑C反應(yīng)ABC的H<0D加入催化劑可改變反應(yīng)ABC的焓變解析：選C。反應(yīng)XC的活化能小于E2，A錯誤；由可知，X是反應(yīng)ABC的中間產(chǎn)物，B錯誤；反應(yīng)物A和B的總能量大于生成物C的總能量，所以反應(yīng)ABC是放熱反應(yīng)，即H<0，C正確；加入催化劑可以改變反應(yīng)的活化能，但反應(yīng)物和生成物具有的總能量不變，則反應(yīng)的焓變不改變，D錯誤。3H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：H2(g)I2(g) 2HI(g)Ha kJ·mol1。已知：下列說法不正確的是()A反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量B斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需能量大于斷開2 mol HI鍵所需能量C斷開2 mol HI鍵所需能量約為(cba) kJD向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ解析：選B。該反應(yīng)的H0，為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，A項正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需的能量小于斷開2 mol HI鍵所需的能量，B項錯誤；HE(HH)E(II)2E(HI)a kJ·mol1，故斷開2 mol HI鍵所需的能量約為(cba) kJ，C項正確；H2和I2的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，2 mol H2和2 mol I2不可能完全反應(yīng)生成2 mol HI，因此放出的熱量小于2a kJ，D項正確。4已知H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H72 kJ·mol1，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的熱量為30 kJ，其他相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol 分子中化學(xué)鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436a369則表中a為()A404 B260C230 D200解析：選D。本題主要考查鍵能與反應(yīng)熱的關(guān)系。由已知得：Br2(l)=Br2(g)H2HBr(g)Haa5在1 200 時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應(yīng)：H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H1H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H22H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4則H4的正確表達(dá)式為()AH4(H1H23H3)BH4(H1H23H3)CH4(H1H23H3)DH4(H1H33H2)解析：選D。題中4個熱化學(xué)方程式依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律可知，(3×)，即2S(g)=S2(g)H4(H1H33H2)。6下列各組熱化學(xué)方程式的H()S(s)O2(g)=SO2(g)HSO2(g)H2H2O(g)H2H2O(l)HCaO(s)CO2(g)HCa(OH)2(s)H只有 B只有C只有 D解析：選D。由固體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w需吸收熱量，又由于反應(yīng)放熱時H7(xx·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一調(diào))下列關(guān)于反應(yīng)過程中能量變化的說法，正確的是()A上圖中a、b曲線可分別表示反應(yīng)CH2=CH2(g)H2(g)CH3CH3(g)H<0，使用和未使用催化劑時，反應(yīng)過程中的能量變化B已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1,2C(s)O2(g)=2CO(g)H2，則H1>H2C同溫同壓下，反應(yīng)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的H不同D在一定條件下，某可逆反應(yīng)的H100 kJ·mol1，則該反應(yīng)正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大100 kJ·mol1解析：選D。反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應(yīng)，H>0，A錯誤；完全燃燒時釋放的能量多，但是H<0，則H1<H2，B錯誤；H的值與反應(yīng)條件無關(guān)，C錯誤；H100 kJ·mol1，說明為吸熱反應(yīng)，如圖。Ea(正)為正反應(yīng)活化能，Ea(逆)為逆反應(yīng)活化能，D正確。8運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、碳、硫等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。合成氨工業(yè)中，合成塔中每產(chǎn)生2 mol NH3，放出 92.4 kJ 熱量。(1)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。(2)若起始時向容器內(nèi)充入2 mol N2和6 mol H2，達(dá)平衡后放出的熱量為Q，則Q_(填“”、“”或“”)184.8 kJ。(3)已知：1 mol NH鍵斷裂時吸收的能量等于_ kJ。解析：(1)根據(jù)題意直接寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJ·mol1。(2)因合成氨反應(yīng)是可逆反應(yīng)，2 mol N2和6 mol H2不可能完全轉(zhuǎn)化生成4 mol NH3，故放出的熱量小于184.8 kJ。(3)設(shè)形成1 mol NH鍵放出的能量為E，根據(jù)題中信息可知，1 mol N2和3 mol H2斷裂化學(xué)鍵吸收的總能量為945.8 kJ3×436 kJ2 253.8 kJ，則有6×E2 253.8 kJ92.4 kJ，所以E391 kJ，故1 mol NH鍵斷裂時吸收的能量為391 kJ。答案：(1)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJ·mol1(2)(3)3919.(1)圖甲是一定的溫度和壓強(qiáng)下N2和H2反應(yīng)生成1 mol NH3過程中能量變化示意圖，請寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式：_(H的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示)。(2)飲用水中的NO主要來自于NH。已知在微生物的作用下，NH經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO。兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如圖乙所示：乙1 mol NH全部被氧化成NO的熱化學(xué)方程式為_。解析：(1)注意圖甲是表示生成1 mol NH3過程中能量變化且該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。(2)首先寫出NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)，然后依據(jù)圖像寫出NH(aq)O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H1273 kJ·mol1、NO(aq)O2(g)=NO(aq)H273 kJ·mol1，則由即得所求熱化學(xué)方程式。答案：(1)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H2(Q2Q1) kJ·mol1(2)NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H346 kJ·mol110(1)已知關(guān)于鐵的氧化物存在下列三個熱化學(xué)方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.8 kJ/molFe2O3(s)CO(g)=Fe3O4(s)CO2(g)H15.73 kJ/molFe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.4 kJ/mol則CO還原FeO的熱化學(xué)方程式為CO(g)FeO(s)=Fe(s)CO2(g)H_kJ/mol。(2)硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化學(xué)試劑，可由如下反應(yīng)制取：SO2(g)Cl2(g) SO2Cl2(g)H已知：SO2(g)Cl2(g)SCl2(g) 2SOCl2(g)H1a kJ/molSO2Cl2(g)SCl2(g) 2SOCl2(g)H2b kJ/molab0則H_kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示)。解析：(1)由()××即得熱化學(xué)方程式CO(g)FeO(s)=Fe(s)CO2(g)H218 kJ/mol。(2)根據(jù)蓋斯定律，由式式，得SO2(g)Cl2(g) SO2Cl2(g)H(ab) kJ/mol。答案：(1)218(2)(ab)11CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì)，它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1(1)在深海中存在一種甲烷細(xì)菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生能量而存活，甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量_(填“”、“”或“”)890.3 kJ。(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4CO2=2CO2H2,1 g CH4完全反應(yīng)可釋放15.46 kJ的熱量，則：下圖能表示該反應(yīng)過程中能量變化的是_(填字母)。若將物質(zhì)的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨時間的變化如圖所示，則CH4的轉(zhuǎn)化率為_。(3)C(s)與H2(g)不反應(yīng)，所以C(s)2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱無法直接測量，但通過上述反應(yīng)可求出C(s)2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱H_。(4)目前對于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點，下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是_(填字母)。A尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，使CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2，并放出熱量B尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成C與O2C尋找優(yōu)質(zhì)催化劑，利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)D將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料解析：(1)給定反應(yīng)的反應(yīng)熱只取決于反應(yīng)物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過程無關(guān)，故甲烷細(xì)菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量仍等于890.3 kJ。(2)1 g CH4完全反應(yīng)釋放15.46 kJ的熱量，則1 mol CH4完全反應(yīng)放出熱量為247.36 kJ，故D圖符合題意。CH4的轉(zhuǎn)化率155.8 kJ÷247.36 kJ×100%63%。(3)即得C(s)2H2(g)=CH4(g)H74.8 kJ·mol1。(4)已知CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol1，則CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2的反應(yīng)吸熱，故A項不正確；使CO2分解生成C與O2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，常溫下不能發(fā)生，故B項不正確；利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)是合理的，故C項正確；將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料，是極不經(jīng)濟(jì)合算的，故D項不正確。答案：(1)(2)D63%(3)74.8 kJ·mol1(4)C