第5講化學(xué)能與熱能考綱要求1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因及常見的能量轉(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，能正確書寫熱化學(xué)方程式。4.了解焓變(H)與反應(yīng)熱的含義；了解HH(生成物)H(反應(yīng)物)表達(dá)式的含義。5.理解蓋斯定律，并能運用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡單計算。6.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)在解決能源危機中的重要作用。學(xué)科素養(yǎng)1.變化觀念與平衡思想：認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是由化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成時的能量變化不同造成的，能從宏觀和微觀的不同角度分析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，解決熱化學(xué)的有關(guān)問題。2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的燃燒熱、中和熱測定等熱化學(xué)問題，確定探究目的，設(shè)計探究方案，進(jìn)行實驗探究，并能根據(jù)實際情況改進(jìn)實驗裝置，面對“異常”現(xiàn)象敢于提出自己的見解。3.科學(xué)精神與社會責(zé)任：具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念，能合理利用常規(guī)能源，開發(fā)利用新能源和環(huán)保、清潔能源，能對與熱化學(xué)有關(guān)的社會熱點問題做出正確的價值判斷。 網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心強化1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的“3個關(guān)鍵”(如圖所示)(1)E1表示正反應(yīng)的活化能，即從反應(yīng)物至最高點的能量數(shù)值；(2)E2表示逆反應(yīng)的活化能，即最高點至生成物的能量數(shù)值；(3)HE1E2，即反應(yīng)的焓變。2書寫熱化學(xué)方程式要注意“4個方面”(1)注意H的符號、單位和數(shù)值；(2)注意熱化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)；(3)注意物質(zhì)的聚集狀態(tài)；(4)注意表達(dá)燃燒熱(1 mol可燃物)和中和熱(生成1 mol H2O)的量。3反應(yīng)熱計算的“3種方法”(1)根據(jù)“兩”公式計算反應(yīng)熱HE(生成物的總能量)E(反應(yīng)物的總能量)；HE(反應(yīng)物的鍵能之和)E(生成物的鍵能之和)。(2)根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱若一個熱化學(xué)方程式可由另外幾個熱化學(xué)方程式相加減而得到，則該反應(yīng)的焓變可通過這幾個化學(xué)反應(yīng)焓變的加減而得到。表示方法：，HH1H2。(3)根據(jù)熱化學(xué)方程式計算反應(yīng)熱焓變與反應(yīng)物的物質(zhì)的量成正比?？键c一反應(yīng)熱與焓變A反應(yīng)總過程H<0BFe使反應(yīng)的活化能減小CFeO也是該反應(yīng)的催化劑DFeN2OFeON2、FeOCOFeCO2兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng)解析A項，反應(yīng)的總過程為N2OCO=N2CO2，從圖中可知反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，為放熱反應(yīng)，H<0，正確；B項，由FeN2OFeON2、FeOCOFeCO2兩反應(yīng)可知，F(xiàn)e為反應(yīng)的催化劑，能降低反應(yīng)的活化能，正確；C項，從反應(yīng)過程可知，F(xiàn)eO是中間產(chǎn)物，不是反應(yīng)的催化劑，不正確；D項，F(xiàn)eN2OFeON2、FeOCOFeCO2兩反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量均高于生成物的總能量，均為放熱反應(yīng)，正確。答案C能量變化圖象題是近年高考中出現(xiàn)的熱點題型，解決這類題同學(xué)們要抓住以下關(guān)鍵點：(1)反應(yīng)熱不能取決于部分反應(yīng)物能量和部分生成物能量的相對大小，即部分反應(yīng)物能量和部分生成物能量的相對大小不能決定反應(yīng)是吸熱還是放熱。(2)注意活化能在圖示(如圖)中的意義。從反應(yīng)物至最高點的能量數(shù)值表示正反應(yīng)的活化能，即E1。從最高點至生成物的能量數(shù)值表示逆反應(yīng)的活化能，即E2。催化劑只能影響正、逆反應(yīng)的活化能，而不影響反應(yīng)的H。設(shè)計反應(yīng)熱的有關(guān)計算時，要切實注意圖示中反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量。分點突破角度一：結(jié)合圖象考查反應(yīng)熱1由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示。下列說法錯誤的是()A使用催化劑可以降低過渡態(tài)的能量B反應(yīng)物能量之和大于生成物能量之和CN2O(g)NO(g)=N2(g)NO2(g)H139 kJmol1D反應(yīng)物的鍵能總和大于生成物的鍵能總和解析A項，催化劑可以降低活化能，即降低過渡態(tài)的能量，正確；B項，根據(jù)圖象可知，反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，正確；C項，根據(jù)圖象可知，此反應(yīng)放熱139 kJ，故熱化學(xué)方程式為N2O(g)NO(g)=N2(g)NO2(g)H139 kJmol1，正確；D項，H<0，反應(yīng)物的鍵能總和小于生成物的鍵能總和，錯誤。答案D2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H0D加入催化劑可改變反應(yīng)ABC的焓變解析反應(yīng)XC的活化能小于E2，A項錯誤；由可知，X是反應(yīng)ABC的中間產(chǎn)物，B項錯誤；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H0，C項正確；加入催化劑可以加快反應(yīng)速率，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項錯誤。答案C角度二：兩大重要反應(yīng)熱燃燒熱、中和熱3(2018湖北棗陽一中考試)下列說法正確的是()A已知C2H6的燃燒熱為1090 kJmol1，則表示C2H6燃燒的熱化學(xué)方程式為：C2H6(g)O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1090 kJmol1B已知2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1，則CO的燃燒熱H283 kJC測定HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱時，每次實驗均應(yīng)測量3個溫度即鹽酸起始溫度、NaOH溶液起始溫度和反應(yīng)后終止溫度D在稀溶液中：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1，則稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol H2O(l)時也放出57.3 kJ的熱量解析表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式中水為液態(tài)，故A項錯誤；根據(jù)燃燒熱概念并結(jié)合熱化學(xué)方程式分析可知，CO的燃燒熱H283 kJmol1，故B項錯誤；中和熱測定過程中，每次實驗均應(yīng)測量3個溫度即酸溶液的起始溫度、堿溶液的起始溫度和反應(yīng)后終止溫度，故C項正確；醋酸是弱酸，存在電離平衡，電離過程中吸熱，則稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1 mol H2O(l)時放出的熱量小于57.3 kJ，故D項錯誤。答案C4(2016海南卷)油酸甘油酯(相對分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時可發(fā)生如下反應(yīng)：C57H104O6(s)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃燒1 kg該化合物釋放出熱量3.8104 kJ，油酸甘油酯的燃燒熱H為()A3.8104 kJmol1B3.8104 kJmol1C3.4104 kJmol1D3.4104 kJmol1答案D反應(yīng)熱與焓變理解“六大誤區(qū)”(1)誤認(rèn)為放熱反應(yīng)不需要加熱，吸熱反應(yīng)必須加熱。(2)誤認(rèn)為鍵能越大能量越高，其實鍵能越大，物質(zhì)越穩(wěn)定，能量越低。(3)誤認(rèn)為反應(yīng)條件不同時，H也不同。其實在相同狀況下，相同的反應(yīng)物生成相同的生成物，H相同，而與反應(yīng)的引發(fā)條件無關(guān)。(4)誤認(rèn)為可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱與物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率有關(guān)。其實反應(yīng)熱與轉(zhuǎn)化率無關(guān)，反應(yīng)放出或吸收的能量值與轉(zhuǎn)化率有關(guān)。(5)燃燒熱是指101 kPa時，1 mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量，并不是1 mol可燃物燃燒時放出的熱量。(6)中和熱不是指1 mol酸與1 mol堿中和時的熱效應(yīng)，而是指中和反應(yīng)“生成1 mol H2O(l)”的熱效應(yīng)。角度三：依據(jù)鍵能計算反應(yīng)熱5拆開1 mol化學(xué)鍵所需能量稱為鍵能。已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)Ha kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H220 kJmol1HH、O=O和OH鍵的鍵能分別為436 kJmol1、496 kJmol1和462 kJmol1，則a為()A332B118C350D130答案D 解析H(361253485412)(361243486123412436)kJmol1124 kJmol1。答案124利用鍵能計算反應(yīng)的兩個關(guān)鍵點(1)公式：H反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能。(2)弄清?？嘉镔|(zhì)中所含共價鍵的數(shù)目原子晶體：1 mol金剛石中含2 mol CC鍵，1 mol硅中含2 mol SiSi鍵，1 mol SiO2晶體中含4 mol SiO鍵；分子晶體：1 mol P4中含有6 mol PP鍵，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中，含有12 mol PO鍵、4 mol P=O鍵，1 mol C2H6中含有6 mol CH鍵和1 mol CC鍵?？键c二熱化學(xué)方程式的書寫解析(1)沸騰爐中的反應(yīng)為TiO2(s)2C(s)2Cl2(g)=TiCl4(g)2CO(g)，根據(jù)蓋斯定律，兩式相加可得。分析圖象可知，升高溫度，CO的物質(zhì)的量增多，CO2的物質(zhì)的量減少，所以該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(2)單質(zhì)Si和Cl2發(fā)生化合反應(yīng)生成Si的最高價化合物即SiCl4，根據(jù)熔、沸點可判斷常溫下SiCl4為液體，根據(jù)題意可寫出熱化學(xué)方程式為Si(s)2Cl2(g)=SiCl4(l)H687 kJ/mol。答案(1)TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(g)2CO(g)H45.5 kJmol1>隨溫度升高，CO含量增大，說明生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)(2)Si(s)2Cl2(g)=SiCl4(l)H687 kJmol1熱化學(xué)方程式的書寫步驟 分點突破角度一：根據(jù)反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式1根據(jù)信息，寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)NaBH4(s)與H2O(l)反應(yīng)生成NaBO2(s)和H2(g)，在25 ，101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放熱21.6 kJ。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。(2)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)SiH4是一種無色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和液態(tài)H2O。已知室溫下2 g SiH4自燃放出熱量89.2 kJ。SiH4自燃的熱化學(xué)方程式為_。答案(1)NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H216.0 kJmol1(2)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJmol1(3)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1427.2 kJmol1角度二：利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式2(2017全國卷)下圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。通過計算，可知系統(tǒng)()和系統(tǒng)()制氫的熱化學(xué)方程式分別為_、_，制得等量H2所需能量較少的是_。解析系統(tǒng)()和系統(tǒng)()都是吸熱反應(yīng)，從熱化學(xué)方程式可以看出，系統(tǒng)()制備1 mol H2需要消耗20 kJ能量，而系統(tǒng)()制備1 mol H2需要消耗286 kJ能量，故系統(tǒng)()消耗的能量較少。答案H2O(l)=H2(g)O2(g)H286 kJmol1H2S(g)=H2(g)S(s)H20 kJmol1系統(tǒng)()3按要求寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。(1)以CO2和NH3為原料可合成尿素CO(NH2)2。已知：2NH3(g)CO2(g)=NH2COONH4(s)H1159.47 kJmol1NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)H2O(g)H2116.49 kJmol1H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJmol1則NH3和CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_。(2)已知25 、101 kPa時：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1197 kJmol1H2O(g)=H2O(l)H244 kJmol12SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)H3545 kJmol1則SO3(g)與H2O(l)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。(3)工業(yè)上利用甲烷催化還原NOx可減少氮氧化物的排放。已知：CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(g)H1574 kJmol1CH4(g)4NO(g)=2N2(g)CO2(g)2H2O(g)H21160 kJmol1甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為_。(4)通常人們把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(H)，化學(xué)反應(yīng)的H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。已知：化學(xué)鍵HHHClClCl鍵能/(kJmol1)436431242工業(yè)上通過氫氣在氯氣中充分燃燒制取HCl氣體，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_。解析(1)依據(jù)蓋斯定律，由得到2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)HH1H2H3(159.47116.4944) kJmol186.98 kJmol1。(2)依據(jù)蓋斯定律，由(2)得到SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H(H3H12H2)130 kJmol1。(3)依據(jù)蓋斯定律，由()得到CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H(H1H2)867 kJmol1。(4)化學(xué)反應(yīng)的H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差，則H2在Cl2中燃燒的反應(yīng)熱(4362422431) kJmol1184 kJmol1，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184 kJmol1。答案(1)2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H86.98 kJmol1(2)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJmol1(3)CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H867 kJmol1(4)H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184 kJmol1利用蓋斯定律書寫熱化學(xué)方程式(1)蓋斯定律是指化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，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)在具體的應(yīng)用過程中，采用以下五個步驟就能快速、準(zhǔn)確地解決問題。具體步驟：第一步：寫，書寫待求的反應(yīng)方程式。第二步：看，看待求的反應(yīng)方程式中的反應(yīng)物和生成物在已知方程式中的位置，如果位置相同，即都是反應(yīng)物或都是生成物，則用加法，即加H；如果位置相反，則用減法，即減H。第三步：調(diào)，根據(jù)待求方程式中的反應(yīng)物和生成物的系數(shù)，觀察同一物質(zhì)前的系數(shù)是否一致，若不一致，則在相應(yīng)的物質(zhì)前乘或除以一定數(shù)字，將其系數(shù)調(diào)整與待求的方程式中的反應(yīng)物和生成物的系數(shù)一致。第四步：查，有時往往會出現(xiàn)一些干擾的方程式，我們最好檢驗上述分析的正確與否。第五步：和，將已知方程式變形后的H相加，計算得出新的H的值?？键c三反應(yīng)熱的計算與比較類型一利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱根據(jù)要求回答下列有關(guān)反應(yīng)熱的問題：(1)(2017全國卷)已知：As(s)H2(g)2O2(g)=H3AsO4(s)H1H2(g)O2(g)=H2O(l)H22As(s)O2(g)=As2O5(s)H3則反應(yīng)As2O5(s)3H2O(l)=2H3AsO4(s)的H_。(2)(2016全國卷)2O2(g)N2(g)=N2O4(l)H1N2(g)2H2(g)=N2H4(l)H2O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H32N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H41048.9 kJmol1上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為H4_，聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因為_。(3)(2015全國卷)甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應(yīng)如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3已知反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：由此計算H1_ kJmol1；已知H258 kJmol1，則H3_ kJmol1。思維導(dǎo)圖解析(1)將已知熱化學(xué)方程式依次編號為、，根據(jù)蓋斯定律，由23可得：As2O5(s)3H2O(l)=2H3AsO4(s)H2H13H2H3。(2)根據(jù)蓋斯定律，22，故H42H32H2H1。聯(lián)氨與N2O4反應(yīng)放出大量的熱，并產(chǎn)生大量氣體，推動火箭運行。(3)反應(yīng)中，生成1 mol CH3OH(g)，需要形成3 mol CH鍵、1 mol CO鍵和1 mol OH鍵，則放出的熱量為413 kJ3343 kJ465 kJ2047 kJ，需要斷開1 mol CO鍵和2 mol HH鍵，吸收的熱量為1076 kJ436 kJ21948 kJ，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，H11948 kJmol12047 kJmol199 kJmol1；根據(jù)蓋斯定律，H3H2H158 kJmol1(99 kJmol1)41 kJmol1。答案(1)2H13H2H3(2)2H32H2H1反應(yīng)放熱量大、產(chǎn)生大量氣體(3)9941根據(jù)蓋斯定律計算H的步驟和方法(1)計算步驟(2)計算方法 分點突破角度：利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱1燃煤煙氣脫硫可用生物質(zhì)熱解氣(主要成分：CO、CH4、H2)將SO2在一定條件下還原為單質(zhì)硫。已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1CO2(g)C(s)=2CO(g)H2172.5 kJmol1S(s)O2(g)=SO2(g)H3296.0 kJmol1則反應(yīng)2CO(g)SO2(g)=S(s)2CO2(g)的H為()A270 kJmol1B862 kJmol1C270 kJmol1D862 kJmol1解析根據(jù)蓋斯定律，由可得，2CO(g)SO2(g)=S(s)2CO2(g)HH1H2H3393.5 kJmol1172.5 kJmol1(296.0 kJmol1)270 kJmol1，本題選C。答案C2(2018四川綿陽第二次診斷)一定條件下，在CO2與足量C反應(yīng)所得平衡體系中加入H2和適當(dāng)催化劑，有下列反應(yīng)發(fā)生：CO(g)3H2(g)CH4(g)H2O(g)H1206.2 kJmol1CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H241.2 kJmol1(1)二氧化碳與氫氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為甲烷和水蒸氣的熱化學(xué)方程式是_。(2)已知298 K時相關(guān)化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如表所示。根據(jù)鍵能計算H1_，它與上述實測值差異較大的原因可能是_。解析(1)將題給熱化學(xué)方程式依次編號為，根據(jù)蓋斯定律，有可得CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)H165.0 kJmol1。(2)H1E(反應(yīng)物總鍵能)E(生成物總鍵能)，根據(jù)各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和表中數(shù)據(jù)可知，H11075.0 kJmol13436.0 kJmol14413.4 kJmol12462.8 kJmol1196.2 kJmol1。反應(yīng)溫度、壓強不同，因此計算值與實測值可能差異較大。答案(1)CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)H165.0 kJmol1(2)196.2 kJmol1反應(yīng)溫度、壓強不同(答案合理即可)類型二反應(yīng)熱大小的比較解析C與O2生成CO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H1<0，CO2與C生成CO的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，H2>0，CO與O2生成CO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H3<0，鐵與氧氣的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H4<0。2 mol碳完全燃燒放出的熱量比2 mol CO完全燃燒放出的熱量多，放出的熱量越多，H越小，所以2H1<H3，A項、D項錯誤；將題給熱化學(xué)方程式依次編號為，根據(jù)蓋斯定律，由(2)得到，故H3，B項錯誤；根據(jù)蓋斯定律，由得到，故H1H2H3，C項正確。答案C比較反應(yīng)熱大小的方法比較反應(yīng)熱的大小時要注意：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。具體比較方法有如下幾種：(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)的反應(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)O2(g)=CO(g)H2。比較方法：利用反應(yīng)減去反應(yīng)，得反應(yīng)CO(g)O2(g)=CO2(g)H3H1H2，根據(jù)H3大于0或小于0進(jìn)行比較。分點突破角度：反應(yīng)熱大小的比較3室溫下，將1 mol的CuSO45H2O(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；CuSO45H2O受熱分解的化學(xué)方程式為：CuSO45H2O(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1 mol CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，為吸熱反應(yīng)，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 CuSO45H2O(s)溶于水可以分為兩個過程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol水，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水，CuSO45H2O的分解為吸熱反應(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。答案B4已知下列熱化學(xué)方程式：H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJmol1下列關(guān)系式中正確的是()Aa<c<0Bb>d>0C2ab<0D2cd>0解析H2的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H<0，故a、b、c、d都小于0，B、D錯；反應(yīng)與反應(yīng)相比較，產(chǎn)物的狀態(tài)不同，H2O(g)轉(zhuǎn)化為H2O(l)為放熱反應(yīng)，所以a>c，A錯；反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)是的2倍，的反應(yīng)熱也是的2倍，b2a<0，C對。答案C5(1)已知1 mol紅磷轉(zhuǎn)化為1 mol白磷，吸收18.39 kJ熱量。4P(紅，s)5O2(g)=2P2O5(s)H14P(白，s)5O2(g)=2P2O5(s)H2則H1_H2(填“>”、“<”或“”，后同)(2)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H3CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H4NaOH(aq)H2SO4(濃)=Na2SO4(aq)H2O(l)H5NaOH(aq)CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)H6則H3_H4；H5_H6。答案(1)>(2)><考向一反應(yīng)熱與焓變1(2018北京卷)我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程示意圖如下。下列說法不正確的是()A生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%BCH4CH3COOH過程中，有CH鍵發(fā)生斷裂C放出能量并形成了CC鍵D該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率解析A項，總反應(yīng)為CH4CO2CH3COOH，原子利用率為100%；B項，CH4CH3COOH，有CH鍵的斷裂；C項，從圖示看，能量比高，放出能量，形成新鍵CC鍵；D項，催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率。答案D2(2016海南卷)(雙選)由反應(yīng)物X轉(zhuǎn)化為Y和Z的能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A由XY反應(yīng)的HE5E2B由XZ反應(yīng)的H<0C降低壓強有利于提高Y的產(chǎn)率D升高溫度有利于提高Z的產(chǎn)率解析化學(xué)反應(yīng)中的能量變化決定于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小，由圖可知，XY反應(yīng)的HE3E2，XZ反應(yīng)的HE1E2<0，反應(yīng)放熱，A項錯誤，B項正確；由X生成Y的反應(yīng)，即2X(g)3Y(g)，是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)，降低壓強、平衡正向移動，有利于提高Y的產(chǎn)率，C正確；XZ的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，不利于提高Z的產(chǎn)率，D錯誤。答案BC3(2016江蘇卷)通過以下反應(yīng)均可獲取H2。下列有關(guān)說法正確的是()太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJmol1焦炭與水反應(yīng)制氫：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2131.3 kJmol1甲烷與水反應(yīng)制氫：CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g)H3206.1 kJmol1A反應(yīng)中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B反應(yīng)為放熱反應(yīng)C反應(yīng)使用催化劑，H3減小D反應(yīng)CH4(g)=C(s)2H2(g)的H74.8 kJmol1解析反應(yīng)中是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，A錯誤；反應(yīng)中H>0，為吸熱反應(yīng)，B錯誤；催化劑只能降低反應(yīng)的活化能，不影響反應(yīng)的焓變，C錯誤；根據(jù)蓋斯定律，目標(biāo)反應(yīng)可由反應(yīng)獲得，H206.1 kJmol1131.3 kJmol174.8 kJmol1，D正確。答案D4(1)(2015全國卷)已知反應(yīng)2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJmol1,1 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。(2)(2015海南卷)由N2O和NO反應(yīng)生成N2和NO2的能量變化如圖所示，若生成1 mol N2，其H_ kJmol1。答案(1)299(2)139考向二利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱或書寫熱化學(xué)方程式5(2018全國卷)三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列問題：(1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體，遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)2O等，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H148 kJmol13SiH2Cl2(g)=SiH4(g)2SiHCl3(g)H230 kJmol1則反應(yīng)4SiHCl3(g)=SiH4(g)3SiCl4(g)的H為_kJmol1。解析(1)SiHCl3與H2O反應(yīng)生成(HSiO)2O的反應(yīng)屬于非氧化還原反應(yīng)，根據(jù)原子守恒配平：2SiHCl33H2O=(HSiO)2O6HCl。(2)將題給熱化學(xué)方程式依次編號為、，利用蓋斯定律，3即可得到目標(biāo)熱化學(xué)方程式，H114 kJmol1。答案(1)2SiHCl33H2O=(HSiO)2O6HCl(2)1146(1)(2017全國卷)丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備?；卮鹣铝袉栴}：正丁烷(C4H10)脫氫制1丁烯(C4H8)的熱化學(xué)方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol1反應(yīng)的H1為_ kJmol1。(2)(2015廣東卷)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2，可提高效益，減少污染。傳統(tǒng)上該轉(zhuǎn)化通過如圖所示的催化循環(huán)實現(xiàn)，其中，反應(yīng)為：2HCl(g)CuO(s)H2O(g)CuCl2(s)H1反應(yīng)生成1 mol Cl2(g)的反應(yīng)熱為H2，則總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(反應(yīng)熱用H1和H2表示)。解析(1)根據(jù)蓋斯定律，可得，因此H1H2H3119 kJmol1242 kJmol1123 kJmol1。(2)反應(yīng)：CuCl2(s)O2(g)CuO(s)Cl2(g)H2，根據(jù)蓋斯定律，得：2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)HH1H2。答案(1)123(2)2HCl(g)O2(g)H2O(g)Cl2(g)HH1H27(1)(2016全國卷)聯(lián)氨(又稱肼，N2H4，無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，可用作火箭燃料?；卮鹣铝袉栴}：2O2(g)N2(g)=N2O4(l)H1N2(g)2H2(g)=N2H4(l)H2O2(g)2H2(g)=2H2O(g)H32N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g)H41048.9 kJmol1。上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為H4_，聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑的主要原因為_。(2)(2014廣東卷)用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng)，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經(jīng)濟的新型燃燒技術(shù)。反應(yīng)為主反應(yīng)，反應(yīng)和為副反應(yīng)。CaSO4(s)CO(g)CaS(s)CO2(g)H147.3 kJmol1CaSO4(s)CO(g)CaO(s)CO2(g)SO2(g)H2210.5 kJmol1CO(g)C(s)CO2(g)H386.2 kJmol1反應(yīng)2CaSO4(s)7CO(g)CaS(s)CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)的H_(H1、H2和H3表示)解析(1)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為H42H32H2H1。聯(lián)氨與N2O4反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體且放出大量的熱，所以聯(lián)氨和N2O4可作為火箭推進(jìn)劑。(2)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)4反應(yīng)反應(yīng)2可得2CaSO4(s)7CO(g)CaS(s)CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)H4H1H22H3。答案(1)2H32H2H1反應(yīng)放熱量大、產(chǎn)生大量氣體(2)4H1H22H3題型特點：選擇題填空題考向評析：本部分知識考查一方面突出對概念的理解和應(yīng)用，以圖表為背景，考查化學(xué)反應(yīng)中能量變化；另一方面根據(jù)已知熱化學(xué)方程式書寫待求反應(yīng)的熱化學(xué)方程式或直接計算反應(yīng)熱，是近幾年高考熱點。答題啟示：二輪復(fù)習(xí)時應(yīng)強化蓋斯定律的應(yīng)用，另外還應(yīng)加強計算訓(xùn)練，“思路會，算不對”是制約高分的一個重要因素。專題跟蹤訓(xùn)練(五)能力練(20分鐘50分)一、選擇題(每小題6分，共42分)1(2018貴州省貴陽市高三監(jiān)測)某化學(xué)反應(yīng)體系中反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是()AE1是反應(yīng)的活化能BE2是活化分子變成生成物分子放出的能量C能量差E1E2是反應(yīng)熱D活化能的大小決定了反應(yīng)熱的大小解析活化能的大小不能決定反應(yīng)熱的大小，反應(yīng)熱的大小由反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量共同決定，D項錯誤。答案D2(2018山西大同一中月考)為探究NaHCO3、Na2CO3與1 molL1鹽酸反應(yīng)(設(shè)兩反應(yīng)分別是反應(yīng)、反應(yīng))過程中的熱效應(yīng)，進(jìn)行實驗并測得如表所示數(shù)據(jù)。由此得出的結(jié)論正確的是()A僅通過實驗即可判斷反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B僅通過實驗即可判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)C通過實驗可判斷出反應(yīng)、分別是吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)D通過實驗可判斷出反應(yīng)、分別是放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)解析根據(jù)實驗可知，碳酸氫鈉溶于水的過程為吸熱過程，不能僅根據(jù)實驗混合后溶液溫度降低而判斷碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，需結(jié)合實驗進(jìn)行綜合分析，A項錯誤；根據(jù)實驗可知，碳酸鈉溶于水的過程為放熱過程，所以不能僅根據(jù)實驗碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)后溶液溫度升高判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)，B項錯誤；根據(jù)實驗可知，碳酸氫鈉溶于水后溶液溫度從20.0 降低到18.5 ，而實驗中碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)后溶液溫度從20.0 降低到16.2 ，證明反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，根據(jù)實驗碳酸鈉溶于水后溶液溫度從20.0 升高到24.3 ，而實驗碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)后溶液溫度從20.0 升高到25.1 ，證明反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C項正確，D項錯誤。答案C3(2018甘肅天水一中測試)下列說法正確的是()A在25 、101 kPa下，1 mol S(s)和2 mol S(s)的燃燒熱相等B1 mol H2SO4(濃)與1 mol Ba(OH)2完全中和所放出的熱量為中和熱CCO是不穩(wěn)定的氧化物，它能繼續(xù)和氧氣反應(yīng)生成穩(wěn)定的CO2，所以CO的燃燒反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)D101 kPa時，1 mol H2燃燒所放出的熱量為氫氣的燃燒熱解析燃燒熱指25 、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，因此S的燃燒熱相等，A正確；中和熱是稀強酸與稀強堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O放出的熱量，B錯誤；燃燒一般都是放熱反應(yīng)，C錯誤；101 kPa時1 mol氫氣燃燒產(chǎn)生的H2O是液態(tài)時，放出的熱量才是燃燒熱，D錯誤。答案A4已知熱化學(xué)方程式C2H2(g)2.5O2(g)=2CO2(g)H2O(g)H1256 kJmol1，下列說法正確的是()A乙炔的燃燒熱為1256 kJmol1B若轉(zhuǎn)移10 mol電子，則消耗2.5 mol O2C若生成2 mol液態(tài)水，則H2512 kJmol1D若形成4 mol碳氧共用電子對，則放出的熱量為2512 kJ解析燃燒熱強調(diào)生成穩(wěn)定的氧化物，如液態(tài)水，A項錯誤；1 mol C2H2(g)生成2 mol CO2(g)轉(zhuǎn)移10 mol電子，則消耗2.5 mol O2，B正確；由題意，生成2 mol H2O(g)時放出2512 kJ熱量，氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水要放出熱量，若生成2 mol液態(tài)水，則H<2512 kJmol1，C項錯誤；一個二氧化碳分子中含有4對共用電子對，當(dāng)形成4 mol碳氧共用電子對時，放出的熱量為628 kJ，D項錯誤。答案B5已知：25 101 kPa時1 mol辛烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出的熱量為5518 kJ；強酸和強堿在稀溶液中發(fā)生反應(yīng)生成1 mol H2O(l)時放出的熱量為57.3 kJ。則下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是()2C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(g)H11036 kJmol12C8H18(l)25O2(g)=16CO2(g)18H2O(l)H11036 kJmol1HOH=H2OH57.3 kJmol12NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H114.6 kJmol1ABCD只有解析表示辛烷的燃燒熱時，生成的水應(yīng)是液態(tài)而不是氣態(tài)，故錯誤、正確；中未標(biāo)明反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài)，錯誤。答案C6下列各組熱化學(xué)方程式的H前者大于后者的是()S(s)O2(g)=SO2(g)H1S(g)O2(g)=SO2(g)H22H2(g)O2(g)=2H2O(g)H32H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H5CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H6A只有B只有C只有D解析由固體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w需吸收熱量，又由于反應(yīng)放熱時H為負(fù)值，故中H1>H2；中H3>H4；前者為吸熱反應(yīng)，H5>0，后者為放熱反應(yīng)，H6<0，故H5>H6。答案D7(2017江蘇卷)通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是()C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H1a kJmol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H2b kJmol1CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(g)H3c kJmol12CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H4d kJmol1A反應(yīng)、為反應(yīng)提供原料氣B反應(yīng)也是CO2資源化利用的方法之一C反應(yīng)CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(l)的H kJmol1D反應(yīng)2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)的H(2b2cd)kJmol1解析反應(yīng)的產(chǎn)物為CO和H2，反應(yīng)的產(chǎn)物為CO2和H2，反應(yīng)的原料為CO2和H2，A項正確；反應(yīng)將溫室氣體CO2轉(zhuǎn)化為燃料CH3OH，B項正確；反應(yīng)中生成物H2O為氣體，C項中生成物H2O為液體，故C項中反應(yīng)的焓變不等于 kJmol1，C項錯誤；依據(jù)蓋斯定律，由22，可得所求反應(yīng)的焓變，D項正確。答案C二、非選擇題(8分)8(2018陜西西工大附中模擬)為解決能源短缺問題，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)合理利用化學(xué)能。(1)25 、1.01105 Pa時，實驗測得4 g氫氣在O2中完全燃燒生成液態(tài)水，放出572 kJ的熱量，則表示H2的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_。(2)從化學(xué)鍵的角度分析，化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H93 kJmol1，試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計算a的數(shù)值為_?；瘜W(xué)鍵HHNHNN鍵能/kJmol1436a945當(dāng)可逆反應(yīng)中凈生成NH物質(zhì)的量為2 mol時，反應(yīng)放熱_。(3)已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2571.6 kJmol12C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H32599 kJmol1根據(jù)蓋斯定律，計算反應(yīng)2C(s，石墨)H2(g)=C2H2(g)的H_。解析(1)2 g即1 mol H2在氧氣中燃燒生成液態(tài)水，放出286 kJ熱量，則表示H2的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為H2(g)O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1。(2)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H945 kJmol1436 kJmol13a kJmol1693 kJmol1，a391；當(dāng)可逆反應(yīng)中凈生成NH物質(zhì)的量為2 mol時，生成 mol NH3，反應(yīng)放熱31 kJ。(3)將題給熱化學(xué)方程式依次標(biāo)號為、，利用蓋斯定律，將2可得：2C(s，石墨)H2(g)=C2H2(g)H226.7 kJmol1。答案(1)H2(g)O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1(2)39131 kJ(3)226.7 kJmol1拔高練(25分鐘50分)一、選擇題(每小題6分，共24分)1下列熱化學(xué)方程式正確的是()A甲烷的燃燒熱為890.3 kJmol1，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 kJmol1B500 、30 MPa下，將0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)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 kJmol1CHCl和NaOH反應(yīng)的中和熱H57.3 kJmol1，則1 mol醋酸和1 mol NaOH反應(yīng)的反應(yīng)熱H57.3 kJmol1D在25 、101 kPa時，2 g H2完全燃燒放出285.8 kJ熱量，則H2燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1解析A項，燃燒熱是指1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時放出的熱量，甲烷燃燒生成的水