2019-2020年高考化学大一轮复习第23讲化学能与热能优选学案.doc

2019-2020年高考化学大一轮复习第23讲化学能与热能优选学案考纲要求考情分析命题趋势1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出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、焓变等概念。3.能正确书写热化学方程式。4.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。5.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。xx，全国卷，28Txx，全国卷，28Txx，全国卷甲，27Txx，全国卷丙，27Txx，天津卷，7Txx，浙江卷，28T预计2019年高考对本部分内容的考查仍将以热化学方程式的计算、物质能量高低与稳定性的关系、反应热的计算、化学键与能量的关系、盖斯定律等为主。在备考中应注意以下三个方面的复习：化学反应中能量变化的有关概念；热化学方程式的书写规则及有限制条件的热化学方程式的书写；应用盖斯定律进行有关反应的H的计算。分值：36分1化学反应中的能量变化(1)化学反应的实质：_旧化学键_断裂和_新化学键_形成。其中旧键断裂要_吸收_能量，新键形成会_释放_能量。(2)化学反应的特征：既有_物质_变化，又有_能量_变化。(3)化学反应中的能量转化形式：_热能_、光能和电能等，通常主要表现为_热能_的变化。2焓变、反应热(1)焓(H)：用于描述物质_所具有能量_的物理量。(2)焓变(H)：H_H(生成物)H(反应物)_。单位：kJ/mol或kJmol1。(3)反应热：指当化学反应在一定_温度_下进行时，反应所_放出_或_吸收_的热量，通常用符号Q表示，单位：kJ/mol或kJmol1。(4)焓变与反应热的关系：对于_等压_条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：_HQp_。3吸热反应和放热反应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E反应物_E生成物E反应物_E生成物与化学键的关系生成物成键时释放出的总能量_大于_反应物断键时吸收的总能量生成物成键时释放出的总能量_小于_反应物断键时吸收的总能量H的符号H_0(“”号)反应过程图示反应类型大多数化合反应所有的燃烧反应酸碱中和反应金属与酸反应放出H2物质的缓慢氧化大多数分解反应盐类的水解反应Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应C和CO2、C和H2O(g)的反应物质的稳定性与键能以及内能的关系(1)键能越大，物质的内能越低，该物质越稳定；键能越小，物质的内能越高，该物质越不稳定。(2)键能与内能是密切相关的，键能可以理解为物质在分子状态的内能与其所形成的气态基态原子之间的内能之差，由于原子状态的能量基本相同，所以键能越大，意味着该物质的分子状态的内能越低，就越稳定，反之，越不稳定。1判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)物质发生化学变化都伴有能量的变化。()(2)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。()(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。()(4)放热反应在任何条件下都可以发生，吸热反应不加热就不能发生。 ()2伴随下列变化而发生的能量变化中，属于反应热的是(B)A形成1 mol HCl键放出的能量B石墨转化成金刚石吸收的能量CNa变成Na吸收的能量D水蒸气变成液态水放出的能量3下列变化过程，属于放热反应的是(B)生石灰与水反应NH4Cl晶体与Ba(OH)28H2O混合搅拌醋酸电离固体氢氧化钠溶于水H2在Cl2中燃烧浓H2SO4稀释酸碱中和反应ABCD正确理解反应过程、能量图像E1：旧键断裂吸收的能量表示正反应的活化能。E2：新键形成放出的能量表示逆反应的活化能。HE1E2，为此反应的焓变。催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响H，反应放热还是吸热取决于起点(反应物)和终点(生成物)能量的高低。例1(双选)某反应过程的能量变化如图所示，下列说法正确的是(BC)A反应过程a有催化剂参与B该反应为放热反应，热效应等于HC改变催化剂，可改变该反应的活化能D在催化剂条件下，反应的活化能等于E1E2例1(xx江苏卷)下列图示与对应的叙述不相符合的是()A图甲表示燃料燃烧反应的能量变化B图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化C图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程D图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分B以为温度越高，酶催化效果越好3D忽视滴定终点pH会突变3解析 A项，燃烧反应一定是放热反应，而图甲表示的是吸热反应，错误；B项，酶在一定温度下，催化效果好，反应速率快，但是如果温度过高或过低，酶的活性会降低，反应速率慢，正确；C项，弱电解质电离时，开始时分子电离为离子的速率较大，而离子结合成分子的速率较小，当二者的速率相等时，则建立了电离平衡，正确；D项，向强酸中滴加强碱，pH不断增大，当接近终点时，溶液中的pH会发生突变，正确。答案 A1反应ABC(H0)，XC(H0，为吸热反应，故可排除A项和C项。反应的H0，为放热反应，B项错误，故选D项。1判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)(xx天津卷)使用催化剂能够降低化学反应的反应热(H)。()(2)(xx浙江卷)储热材料是一类重要的能量存储物质，单位质量的储热材料在发生熔融或结晶时会吸收或释放较大的热量。()(3)在CO2中，Mg燃烧生成MgO和C，该反应中化学能全部转化为热能。()(4)物质内部储存的能量无法决定化学反应的热效应。()2已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是(D)A加入催化剂，减小了反应的热效应B加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率CH2O2分解的热化学方程式：H2O2H2OO2QD反应物的总能量高于生成物的总能量3最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是(C)ACO和O生成CO2是吸热反应B在该过程中，CO断键形成C和OCCO和O生成了具有极性共价键的CO2D状态状态表示CO与O2反应的过程解析 根据左图可知，状态的能量高于状态的能量，反应为放热反应，A项错误；根据右图可知，CO在反应过程中没有断键形成C和O，B项错误；CO2分子内含有极性共价键，C项正确；状态状态表示的是CO与O形成CO2的过程，D项错误。考点二热化学方程式1概念表示参加化学反应的物质的_物质的量_和_反应热_的关系的化学方程式。2意义表明了化学反应中的_物质_变化和_能量_变化。如：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1表示：_2_mol氢气和1_mol氧气反应生成2_mol液态水时放出571.6_kJ的热量_。3书写(1)注明反应条件：反应热与测定条件(温度、压强等)有关。绝大多数反应是在25 、101 kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用_s_、_l_、_g_、_aq_分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)注意符号单位：H应包括“”或“”、数字和单位。(4)注意守恒关系：原子守恒和得失电子守恒；能量守恒(H与化学计量数相对应)。(5)区别于普通方程式：一般不注“”“”以及“点燃”“加热”等反应条件。(6)注意热化学方程式的化学计量数：热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示_该物质的物质的量_，可以是整数，也可以是分数。且化学计量数必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。书写热化学方程式的“六注意”1依据事实，写出下列反应的热化学方程式。(1)SiH4是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃，生成SiO2和液态H2O。已知室温下2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。SiH4自燃的热化学方程式为_SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 427.2 kJmol1_。(2)NaBH4(s)与H2O(l)反应生成NaBO2(s)和H2(g)。在25 、101 kPa下，已知每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反应的热化学方程式是_NaBH4(s)2H2O(l)=NaBO2(s)4H2(g)H216.0 kJmol1_。(3)在微生物作用的条件下，NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化如图所示：1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是_NH(aq)2O2(g)=2H(aq)NO(aq)H2O(l)H346 kJmol1_。解析 (3)由题给图可写出NH(aq)1.5O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H273 kJmol1，NO(aq)0.5O2(g)=NO(aq)H73 kJmol1。利用盖斯定律，由可得所求反应。考法判断热化学方程式正误的“五审”一审“”“” 放热反应一定为“”，吸热反应一定为“”二审单位 单位一定为“kJmol1”，易错写成“mol”或漏写三审状态 物质的状态需正确。特别是溶液中的反应易写错 如燃烧热、中和热的热化学方程式例1(xx成都质检)下列热化学方程式叙述正确的是(C)A1 mol液态肼在足量氧气中完全燃烧生成水蒸气，放出642 kJ的热量：N2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H642 kJmol1B12 g石墨转化为CO时，放出110.5 kJ的热量：2C(石墨，s)O2(g)=2CO(g)H110.5 kJmol1C已知：H2(g)O2(g)=H2O(l)H286 kJmol1，则2H2O(l)=2H2(g)O2(g)的H572 kJmol1D已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1，则在一定条件下向密闭容器中充入0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)充分反应放出46.2 kJ的热量解析 A项，放热反应的H0，错误；B项，12 g C的物质的量为1 mol，所以H221.0 kJmol1，错误；C项，已知反应为放热反应，则其逆反应为吸热反应，H为“”，H与化学计量数成正比，正确；D项，反应是可逆反应，0.5 mol N2和1.5 mol H2不能完全反应，错误。例1标准状态下，气态分子断开1 mol化学键的焓变为键焓。已知HH、HO和O=O键的键焓H分别为436 kJmol1、463 kJmol1和495 kJmol1。下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJmol1BH2O(g)=H2(g)O2(g)H485 kJmol1C2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分A没有弄清楚计量系数与H的关系2D用键能计算焓变H的公式不熟悉2解析 由题干信息知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H(24364954463) kJmol1485 kJmol1，C项错误，D项正确；H2O(g)=H2(g)O2(g)H242.5 kJmol1，A、B两项错误。答案 D1(xx天津卷节选)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为_2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H85.6 kJmol1_。解析 通过分析可知反应生成的还原性气体为CO，易水解成TiO2xH2O的液态化合物为TiCl4，故反应的热化学方程式为2Cl2(g)TiO2(s)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H85.6 kJmol1。1(1)已知1 mol Na的单质在足量O2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_2Na(s)O2(g)=Na2O2(s)H511 kJmol1_。(2)晶体硅(熔点1 410 )是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下：Si(粗)SiCl4SiCl4(纯)Si(纯)在上述由SiCl4制纯硅的反应中，测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(g)H0.025a kJmol1_。(3)已知AX3的熔点和沸点分别为93.6 和76 ，AX5的熔点为167 。室温时AX3与气体X2反应生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。该反应的热化学方程式为_AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJmol1_。考点三燃烧热与中和热能源1燃烧热(1)概念：在101 kPa时，_1_mol_纯物质完全燃烧生成_稳定氧化物_时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。单位一般用_kJmol1(或kJ/mol)_表示。注意：压强_101_kPa_。量可燃物的物质的量为_1_mol_。完全燃烧。产物元素完全燃烧时对应的稳定氧化物：C_CO2(g)_，H_H2O(l)_，S _SO2(g)_等。(2)意义：例如，C的燃烧热是393.5 kJmol1，表示在25 ，101 kPa条件下_1 mol C完全燃烧生成CO2气体时放出393.5 kJ的热量_。(3)燃烧热热化学方程式的书写原则燃烧热是以1 mol物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1，即C8H18的燃烧热为5 518 kJmol1。(4)燃烧热的计算：Q放n(可燃物)|H|。式中：Q放为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；H为可燃物的燃烧热。2中和热(1)概念：在_稀溶液_中，强酸跟强碱发生中和反应生成_1_mol_H2O_时的反应热叫做中和热。注意：溶液的浓度 _稀溶液_。量产物H2O的物质的量为_1_mol_。用离子方程式可表示为_H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1_。(2)中和热热化学方程式的书写原则中和热是以稀的强酸和强碱溶液反应生成1 mol水时所放出的热量来定义的，因此在书写热化学方程式时，应以生成1 mol H2O为标准来配平其余物质的化学计量数，如硫酸与氢氧化钠溶液反应，用热化学方程式可表示为H2SO4(aq)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H57.3 kJmol1。(3)中和热的测定实验装置如图(在横线上填出仪器的名称)注意事项a碎泡沫塑料及泡沫塑料板的作用是_保温隔热，防止热量散失_。b为保证酸、碱完全中和，常使_碱(或酸)_稍稍过量。c实验中若使用弱酸或弱碱，会使测得数值_偏小_。(4)测定原理H(其中：c4.18 Jg114.18103 kJg11；n为生成H2O的物质的量)3能源1判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)1 mol H2燃烧放出的热量为H2的燃烧热。 ()(2)甲烷的标准燃烧热H890.3 kJmol1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJmol1。()(3)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能。()(4)可逆反应的H表示完全反应时的热量变化，与反应是否可逆无关。()2下列关于热化学反应的描述正确的是(B)AHCl和NaOH反应的中和热H57.3 kJmol1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热H2(57.3) kJmol1BCO(g)的燃烧热H283.0 kJmol1，则2CO2(g)=2CO(g)O2(g)反应的H(2283.0) kJmol1C1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热D稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O放出的热量，为57.3 kJmol1，弱酸和弱碱电离时吸热，放出的热量小于57.3 kJ，浓硫酸稀释时放热，放出的热量大于57.3 kJ。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。中和热测定实验中的注意事项1注意温度相同。必须确保酸、碱两种溶液的温度相同。2注意酸、碱的浓度大小。为使测得的中和热更准确，所用盐酸和NaOH溶液的浓度宜小不宜大。3注意保温。必须确保实验过程中酸、碱中和反应放出的热量不能扩散到测定仪器以外。4注意温度计的使用。实验宜使用精确度为0.1 的温度计，且测量时应尽可能读准。温度计的水银球要完全浸没在溶液中，而且要稳定一段时间后再读数，以提高所测温度的精度。5注意两个近似。一个是体系的比热容近似等于水的比热容，二是酸、碱溶液的密度近似等于水的密度。例1已知25 、101 kPa下，稀的强酸与强碱溶液反应的中和热为57.3 kJmol1。学生甲用稀硫酸与稀烧碱溶液测定中和热的装置如右图所示：(1)实验时所需的玻璃仪器除烧杯、量筒外还需_温度计、环形玻璃搅拌棒_。(2)该装置中有一处错误是_未用硬纸板(或塑料板)盖住烧杯_，如果用该装置测定，结果会_偏低_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(3)如果该同学用50 mL 0.25 molL1的稀硫酸与50 mL 0.55 molL1的稀烧碱溶液，他用试剂的用量的理由是_保证硫酸完全反应_。在该实验中需要测定某种数据，完成一次实验，需要测定该数据的次数为_3_次。(4)若反应前溶液以及中和后的混合液的密度均为1 gcm3，混合前酸与碱的温度均为t1 ，混合后溶液的温度为t2 ，比热容为4.18 J(g)1。那么该生测定的中和热H_ kJmol1_。解析 根据装置图知，所需的玻璃仪器还有温度计、环形玻璃搅拌棒。(2)根据装置图知，装置中缺少硬纸板(或塑料板)盖住烧杯，大烧杯上如不盖硬纸板，会使一部分热量散失，导致测得中和热数值偏低。(3)n(H2SO4)0.05 L0.25 molL10.012 5 mol，n(NaOH)0.05 L0.55 molL10.027 5 mol，显然NaOH过量，目的是保证H2SO4完全反应，按H2SO4的物质的量计算生成水的物质的量，n(H2O)2n(H2SO4)20.012 5 mol0.025 mol。该实验中需要分别测量混合前稀H2SO4的温度和稀烧碱溶液的温度，还需测量混合后溶液的温度，完成一次实验，共需测量温度三次。(4)生成0.025 mol水时放出的热量Qm(aq)ct(0.05 L0.05 L) 1 000 g/L 4.18 J(g )1 (t2t1)0.418(t2t1) kJ，则中和热H kJmol1。例1(xx海南卷)油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(l)80O2(g)=57CO2(g)52H2O(l)已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3.8104 kJ。油酸甘油酯的燃烧热H为()A3.8104 kJmol1B3.8104 kJmol1C3.4104 kJmol1D3.4104 kJmol1答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分A/C焓变H与放热反应的关系，H03B对燃烧热的定义不清楚3解析 燃烧热指的是燃烧1 mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1 kg油酸甘油酯释放出热量3.8104 kJ，则燃烧1 mol油酸甘油酯释放出的热量约为3.4104 kJ，故油酸甘油酯的燃烧热H3.4104 kJmol1。答案 D1已知丙烷的燃烧热H2 215 kJmol1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g水，则放出的热量约为(A)A55 kJB220 kJC550 kJD1 108 kJ1下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25 、101 kPa)：C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H2 878 kJ/molC4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(g) H2 658 kJ/molC4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(l) H1 746 kJ/molC4H10(g)O2(g)=4CO(g)5H2O(g) H1 526 kJ/mol由此判断，正丁烷的燃烧热是(A)A2 878 kJ/molB2 658 kJ/molC1 746 kJ/molD1 526 kJ/mol解析 抓住定义，在25 、101 kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol。一氧化碳不是碳元素对应的稳定氧化物，气态水没有液态水稳定，因此A项正确。2(xx天津卷节选)与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_污染小、可再生、来源广、燃烧热值高(任写其中两个)_(至少答出两点)。考点四盖斯定律反应热的计算1盖斯定律(1)内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，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。(2)意义：间接计算某些反应的反应热。(3)应用转化关系反应热间的关系aAB、ABH1_aH2_ABH1_H2_H_H1H2_2反应热的计算(1)主要依据热化学方程式、键能、盖斯定律及燃烧热、中和热等。(2)主要方法根据热化学方程式计算反应热与反应物和生成物各物质的物质的量成比例。根据反应物和生成物的总能量计算H_E生成物E反应物_。依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算H_E反应物键能E生成物键能_。根据盖斯定律计算化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。应用盖斯定律常用以下两种方法。a热化学方程式相加或相减，如由C(s)O2(g)=CO2(g)H1；C(s)O2(g)=CO(g)H2；可得2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2(H1H2)。b合理设计反应途径，如，则HH1H2。根据物质燃烧热数值计算Q放n(可燃物)|H|。根据比热公式进行计算QcmT。1在25 、101 kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJmol1、285.8 kJmol1、870.3 kJmol1，则2C(s) 2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为 (A)A488.3 kJmol1B488.3 kJmol1C191 kJmol1D191 kJmol12(1)已知反应2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJmol1,1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，则1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_299_kJ。(2)O3氧化烟气中NOx的主要反应的热化学方程式为：NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g)H200.9 kJmol1NO(g)O2(g)=NO2(g)H58.2 kJmol1反应3NO(g)O3(g)=3NO2(g)的H_317.3_kJmol1。(1)热化学：方程式加减运算以及比较反应热的大小时，H都要带“”“”，即把H看成一个整体进行分析判断。(2)计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1 mol晶体硅中含2 mol SiSi键，1 mol SiO2中含4 mol SiO键。一利用盖斯定律书写热化学方程式找出调整加和将调整好的热化学方程式和H进行加和求焓检查得出的热化学方程式是否正确例1(xx全国卷节选)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_H2O(l)=H2(g)O2(g)H286 kJmol1_、_H2S(g)=H2(g)S(s)H20 kJmol1_，制得等量H2所需能量较少的是_系统()_。解析 将题给四个热化学方程式依次编号为，系统()中制氢的反应为H2O(l)=H2(g)O2(g)，根据盖斯定律，由可得H2O(l)=H2(g)O2(g)HH1H2H3327 kJmol1(151 kJmol1)110 kJmol1286 kJmol1。系统()中制氢的反应为H2S(g)=H2(g)S(s)，根据盖斯定律，由可得H2S(g)=H2(g)S(s)HH2H3H4(151 kJmol1)110 kJmol161 kJmol120 kJmol1。分析系统()和系统()制氢反应的热化学方程式可知，制取等量的H2时，系统()消耗的能量少。二反应热大小比较的三种方法1直接比较法(1)物质均完全燃烧时，可燃物物质的量越大，燃烧放出的热量越多。(2)等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。(3)生成等量的水时，强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和强碱或弱碱和强酸或弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多。(4)对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H197 kJmol1，则向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。2盖斯定律比较法(1)同一反应生成物状态不同时：A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H20因为C(g)=C(l)H3|H1|。(2)同一反应反应物状态不同时：S(s)O2(g)=SO2(g)H10S(g)O2(g)=SO2(g)H20，所以|H1|H2|。(3)两个有联系的不同反应相比：C(s)O2(g)=CO2(g)H10C(s)O2(g)=CO(g)H20C(s)CO(g)CH1O2(g)H3H2H1，H3|H2|。3图示比较法反应热是生成物所具有的总能量与反应物所具有的总能量的差，即HE生成物E反应物，画出化学变化过程中的能量变化图后，依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较H的大小，这种方法称为图示比较法。S(s)和S(g)燃烧反应的H比较如图1所示，H2(g)燃烧生成H2O(g)和H2O(l)的H比较如图2所示。例2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 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。则下列判断正确的是(B)AH2H3 BH1H3解析 由题给条件可知CuSO45H2O(s)=Cu2(aq)SO(aq)5H2O(l)H10，CuSO4(s)=Cu2(aq)SO(aq)H20，逐一分析各项知B项正确。例1(xx江苏卷)通过以下反应均可获取H2。下列有关说法正确的是()太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H1571.6 kJmol1焦炭与水反应制氢：C(s)H2O(g)=CO(s)H2(g)H2131.3 kJmol1甲烷与水反应制氢：CH4(g)H2O(g) =CO(g)3H2(g)H3206.1 kJmol1A反应中电能转化为化学能B反应为放热反应C反应使用催化剂，H3减小D反应CH4(g) =C(s)2H2(g)的H74.8 kJmol1答题送检来自阅卷名师报告错误致错原因扣分C误以为催化剂能改变焓变2解析 反应是光能转化为化学能，A项错误；反应的焓变为正值，属于吸热反应，B项错误；催化剂不会改变反应的焓变，C项错误；根据盖斯定律，由得所求反应，其焓变为206.1 kJmol1131.3 kJmol174.8 kJmol1，D项正确。答案 D1(xx江苏卷)通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法不正确的是(C)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反应为反应提供原料气B反应也是CO2资源化利用的方法之一C反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(l)的H kJmol1D反应2CO(g)4H2(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)的H(2b2cd) kJmol1解析 反应的产物为CO和H2，反应的产物为CO2和H2，反应的原料为CO2和H2，A项正确；反应将温室气体CO2转化为燃料CH3OH，B项正确；反应中生成物H2O为气体，C项中生成物H2O为液体，故C项中反应的焓变不等于 kJmol1，错误；依据盖斯定律，由22可得所求反应的焓变，D项正确。1(1)(xx海南卷节选)已知：2NaOH(s)CO2(g)=Na2CO3(s)H2O(g)H127.4 kJmol1NaOH(s)CO2(g)=NaHCO3(s)H2131.5 kJmol1反应2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)H2O(g)CO2(g)的H_135.6_kJmol1。(2)(xx全国卷节选)已知：As(s)H2(g)2O2(g)=H3AsO4(s)H1H2(g)O2(g)=H2O(l)H22As(s)O2(g)=As2O5(s)H3则反应As2O5(s)3H2O(l)=2H3AsO4(s)的H_2H13H2H3_。(3)(xx全国卷丙节选)已知下列反应：SO2(g)2OH(aq)=SO(aq)H2O(l)H1ClO(aq)SO(aq)=SO(aq)Cl(aq)H2CaSO4(s)=Ca2(aq)SO(aq)H3则反应SO2(g)Ca2(aq)ClO(aq)2OH(aq)=CaSO4(s)H2O(l)Cl(aq)的H_H1H2H3_。(4)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H1CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H2CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H3回答下列问题：已知反应中相关的化学键键能数据如下：化学键HHCOCOHOCHE/(kJmol1)4363431 076465413由此计算H1_99_kJmol1；已知H258 kJmol1，则H3_41_kJmol1。课时达标第21讲1人类将在几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能转换形态)，届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是(D)A煤、石油和天然气都属于碳素燃料B发展太阳能经济有助于减缓温室效应C太阳能电池可将太阳能直接转化为电能D目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明解析 菠菜蛋白质中的生物质能本质上来源于太阳能，应属于“太阳能文明”，D项错误。2下列关于热化学反应的描述正确的是(D)A已知H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ/mol，则H2SO4和Ba(OH)2的反应热H2(57.3) kJ/molB燃料电池中将气态甲醇转化为氢气的热化学方程式是CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)2H2(g)H192.9 kJ/mol，则CH3OH(g)的燃烧热为192.9 kJ/molCH2(g)的燃烧热是285.8 kJ/mol，则2H2O(g)=2H2(g)O2(g)H571.6 kJ/molD葡萄糖的燃烧热是2 800 kJ/mol，则C6H12O6(s)3O2(g)=3CO2(g)3H2O(l)H1 400 kJ/mol解析 A项，H2SO4和Ba(OH)2反应除了生成水还生成BaSO4沉淀，所以该反应的热效应不是中和热，错误；B项，该反应生成的氢气不是稳定产物，所以该热效应不是燃烧热，错误；C项，表示H2(g)的燃烧热时生成的是液态水，错误；D项，1 mol葡萄糖燃烧放热2 800 kJ，所以当热化学方程式的化学计量数变为原来的1/2时，热效应减半，正确。3(xx滕州二中高三上学期月考)由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤为TiO2TiCl4Ti已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g)H3则反应TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H为(C)AH32H12H2BH3H1H2CH32H1H2DH3H12H2解析 根据盖斯定律，由2得TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)H2H1H2H3，C项正确。4已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的H112.1 kJ/mol；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的H255.6 kJ/mol。则HCN在水溶液中电离的H3等于(C)A67.7 kJ/molB43.5 kJ/molC43.5 kJ/molD67.7 kJ/mol解析 本题中两个反应之间的关系可表示为：利用盖斯定律可求出H3H1H212.1 kJ/mol(55.6 kJ/mol)43.5 kJ/mol。5肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示，已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：NN为942、O=O为500、NN为154，则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是(B)A194B391C516D658解析 根据焓变与物质所具有的能量关系可知：H1H2H3，由此可求出H32 218 kJ/mol，根据化学键与反应能量的关系可知：H31154 kJ/mol4E(NH)1500 kJ/mol，解得E(NH)391 kJ/mol。6下列有关反应热的叙述错误的是(A)已知2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1，则氢气的燃烧热为241.8 kJmol1由单质A转化为单质B是一个吸热过程，由此可知单质B比单质A稳定X(g)Y(g)Z(g)W(s)H0，恒温恒容条件下达到平衡后加入X，上述反应的H增大已知：共价键CCC=CCHHH键能/(kJmol1)348610413436上表数据可以计算出CH3(g)3H2(g)CH3(g)的焓变根据盖斯定律，推知在相同条件下，金刚石或石墨燃烧生成1 mol CO2气体时，放出的热量相等ABCD解析 中水为气态，错误；B具备的能量大于A，能量越高越不稳定，错误；H不随因浓度改变引起的化学平衡的移动而改变，错误；苯环中无碳碳双键，错误；金刚石和石墨不是同种物质，具备的能量不同，错误。7已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H1566 kJ/mol2Na2O2(s)2CO2(g)=2Na2CO3(s)O2(g)H2452 kJ/mol根据以上热化学方程式，下列判断不正确的是(A)A上图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系BCO的燃烧热为283 kJ/molC2Na2O2(s)2CO2(s)=2Na2CO3(s)O2(g)H452 kJ/molDCO(g)与Na2O2(s)反应放出509 kJ热量时，电子转移数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)解析 A项，图中应注明各物质的聚集状态及化学计量数，因为H的大小与物质的聚集状态和化学计量数有关，错误；B项，由2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H1566 kJ/mol可知，CO的燃烧热为283 kJ/mol，正确；C项，同种物质呈固体时所具有的能量低于呈气体时所具有的能量，当CO2为固体时，反应物能量越低，放热越少，H越大，正确；根据盖斯定律，由()得Na2O2(s)CO(g)=Na2CO3(s)H(H1H2)509 kJ/mol，故放出509 kJ热量时刚好转移2 mol电子，D项正确。8下列说法不正确的是(B)A已知冰的熔化热为6.0 kJ/mol，冰中氢键键能为20.0 kJ/mol，假设1 mol冰中含有2 mol氢键，且熔化热完全用于破坏冰的氢键，则最多只能破坏冰中15%的氢键B已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为，Ka。若加入少量醋酸钠固体，则CH3COOHCH3COOH向左移动，减小，Ka变小C实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 kJ/mol、3 747 kJ/mol和3 265 kJ/mol，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键D已知：Fe2O3(s)3C(石墨，s)=2Fe(s)3CO(g)H1489.0 kJ/mol，CO(g)O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJ/mol，C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H3393.5 kJ/mol。则4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 641.0 kJ/mol解析 A项，已知1 mol冰中含有2 mol氢键，冰的熔化热为6.0 kJ/mol，而冰中氢键键能为20.0 kJ/mol，假设冰融化时，冰的熔化热全部用于打破冰的氢键，由计算可知，其熔化热至多只能打破冰中全部氢键的15%6.0(20.02)100%15%，正确；B项，电离常数Ka只与温度有关，与浓度无关，错误；C项，若苯分子中有独立的碳碳双键，则苯应是环己三烯。环己烯(l)与环己烷(l)相比，形成一个碳碳双键，能量降低169 kJ/mol，而苯(l)与环己烷(l)相比，形成三个碳碳双键，则能量应降低169 kJ/mol3507 kJ/mol，而实际测得苯的燃烧热仅为3 265 kJ/mol，能量降低了3 916 kJ/mol3 265 kJ/mol651 kJ/mol，远大于507 kJ/mol，故说明苯分子不是环己三烯的结构，不存在独立的碳碳双键，正确；D项，根据盖斯定律，由()62可得4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 641.0 kJ/mol，正确。9常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。结合表中信息判断下列说法不正确的是(D)共价键HHFFHFHClHIE/(kJmol1)436157568432298A432 kJmol1E(HBr)298 kJmol1B表中最稳定的共价键是HF键CH2(g)2H(g)H436 kJmol1DH2(g)F2(g)=2HF(g)H25 kJmol110反应ABC分两步进行：ABX，XC，反应过程中能量变化如图所示，E1表示反应ABX的活化能。下列有关叙述正确的是(C)AE2表示反应XC的活化能BX是反应ABC的催化剂C反应ABC的H0D加入催化剂可改变反应ABC的焓变11判断正误，正确的划“”，错误的划“”。(1)(xx天津卷)使用催化剂能够降低化学反应的反应热(H)。()(2)(xx江苏卷)下图表示燃料燃烧反应的能量变化。()(3)相同条件下，等质量的碳按a、b两种途径完全转化，途径a比途径b放出更多热能。()途径a：CCOH2CO2H2O途径b：CCO2(4)Mg在CO2中燃烧，反应中的化学能全部转化为热能。()12(1)甲醇是一种重要的化工原料，在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有：()CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g) H1247.3 kJmol1()CO(g)2H2(g)CH3OH(g) H290.1 kJmol1()2CO(g)O2(g)2CO2(g) H3566.01 kJmol1用CH4和O2直接制备甲醇蒸