高考化学大一轮学考复习考点突破第六章第20讲化学能与热能课件新人教版.ppt

第20讲化学能与热能 第六章化学反应与能量 考纲要求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 了解焓变与反应热的含义 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 6 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 考点一焓变与反应热 考点三燃烧热 中和热能源 考点二热化学方程式 内容索引 考点四有关反应热的比较与计算 课时作业 考能提升探究高考明确考向 考点一焓变与反应热 1 化学反应中的能量变化 1 化学反应中的两大变化 变化和变化 2 化学反应中的两大守恒 守恒和守恒 3 化学反应中的能量转化形式 光能 电能等 通常主要表现为的变化 2 焓变 反应热 1 定义 在条件下进行的反应的 2 符号 3 单位 或 知识梳理 物质 能量 质量 能量 热能 热量 恒压 热效应 H kJ mol 1 kJ mol 3 吸热反应和放热反应 1 从反应物和生成物的总能量相对大小的角度分析 如图所示 吸 放 2 从反应热的量化参数 键能的角度分析 3 记忆常见的放热反应和吸热反应放热反应 可燃物的燃烧 酸碱中和反应 大多数化合反应 金属跟酸的置换反应 物质的缓慢氧化等 吸热反应 大多数分解反应 盐的水解和弱电解质的电离 Ba OH 2 8H2O与NH4Cl反应 碳和水蒸气 C和CO2的反应等 1 正误判断 正确的打 错误的打 1 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 2 物质发生化学变化都伴有能量的变化 3 吸热反应在任何条件下都不能发生 4 水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热 解析物理变化过程 其能量变化不能称为反应热 5 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 6 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 解析焓变与反应条件无关 2 反应A B C H 0 分两步进行 A B X H 0 X C H 0 试在下列坐标图中画出总反应过程中能量变化示意图 答案 解析 由A B X H 0可知 X的能量比A和B的能量和大 由X C H 0可知 C的能量比X的能量低 解题探究 答案 解析 题组一依据图形 理清活化能与焓变的关系1 某反应过程中体系的能量变化如图所示 下列说法错误的是A 反应过程可表示为 B E1为反应物的总能量与过渡态的能量差 称为正反应的活化能C 正反应的热效应 H E1 E2 0 所以正反应为放热反应D 此图中逆反应的热效应 H E1 E2 0 所以逆反应为放热反应 由图可知 正反应放热 H为负值 逆反应吸热 H为正值 D错误 2 某反应的 H 100kJ mol 1 下列有关该反应的叙述正确的是A 正反应活化能小于100kJ mol 1B 逆反应活化能一定小于100kJ mol 1C 正反应活化能大于100kJ mol 1D 正反应活化能比逆反应活化能小100kJ mol 1 答案 解析 某反应的 H 100kJ mol 1 说明该反应的正反应为吸热反应 且正反应的活化能比逆反应的活化能大100kJ mol 1 正反应的活化能应大于100kJ mol 1 无法确定逆反应的活化能大小 3 2017 广东普宁中学质检 甲醛是一种重要的化工产品 可利用甲醇催化脱氢制备 甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示 1 甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是 填 吸热 或 放热 反应 答案 吸热 2 过程 与过程 的反应热是否相同 原因是 相同 一个化学反应的反应热仅与反应的始态和终态有关 与反应途径无关 答案 正确理解活化能与反应热的关系 1 催化剂能降低反应所需活化能 但不影响焓变的大小 2 在无催化剂的情况下 E1为正反应的活化能 E2为逆反应的活化能 即E1 E2 H 题组二依据共价键数 利用键能计算反应热4 2016 北京四中模拟 已知1g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143kJ 18g水蒸气变成液态水放出44kJ的热量 其他相关数据如下表 则表中x为A 920B 557C 463D 188 答案 解析 根据题意 可得热化学方程式为2H2 g O2 g 2H2O l H 572kJ mol 1 而18g水蒸气变成液态水时放出44kJ热量 则2H2 g O2 g 2H2O g H 484kJ mol 1 即 484kJ 2 436kJ 496kJ 4xkJ 解得x 463 5 通常把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能 键能的大小可以衡量化学键的强弱 也可用于估算化学反应的反应热 H 化学反应的 H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差 下面列举了一些化学键的键能数据 供计算使用 工业上的高纯硅可通过下列反应制取 SiCl4 g 2H2 g Si s 4HCl g 该反应的反应热 H为 236kJ mol 1 答案 解析 SiCl4 H2和HCl分子中共价键的数目容易计算 而产物硅属于原子晶体 可根据原子晶体的结构计算晶体硅中的共价键的数目 1mol晶体硅中所含的Si Si键为2mol 即制取高纯硅反应的反应热 H 4 360kJ mol 1 2 436kJ mol 1 2 176kJ mol 1 4 431kJ mol 1 236kJ mol 1 1 熟记反应热 H的基本计算公式 H 生成物的总能量 反应物的总能量 H 反应物的总键能之和 生成物的总键能之和 2 规避两个易失分点 1 旧化学键的断裂和新化学键的形成是同时进行的 缺少任何一个过程都不是化学变化 2 常见物质中的化学键数目 考点二热化学方程式 1 概念表示参加反应和的关系的化学方程式 2 意义表明了化学反应中的变化和变化 如 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1表示 2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571 6kJ的热量 知识梳理 物质的量 反应热 物质 能量 3 热化学方程式书写注意事项 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 101kPa下进行的 可不注明 2 注明物质状态 常用 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 kJ mol 1 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 s l g aq 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 7 同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外 还要注明名称 1 正误判断 正确的打 错误的打 1 S s O2 g SO2 g H akJ mol 1表示1molS和氧气完全反应生成1molSO2气体 放出热量为akJ 2 2H2O l 2H2 g O2 g H 0 3 C 石墨 s C 金刚石 s H 0 说明石墨比金刚石稳定 4 已知 500 30 Pa下 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 将1 5molH2和过量的N2在此条件下 充分反应 放出热量46 2kJ 2 实验室用4molSO2与2molO2在一定条件下进行下列反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 196 64kJ mol 1 当放出314 624kJ热量时 SO2的转化率为 80 答案 解析 当放出热量为314 624kJ时 参加反应的SO2的物质的量为 2 3 2mol 故SO2的转化率为 100 80 解题探究 题组一多角度书写热化学方程式角度一依据反应事实书写热化学方程式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2gSiH4自燃放出热量89 2kJ SiH4自燃的热化学方程式为 答案 SiH4 g 2O2 g SiO2 s 2H2O l H 1427 2kJ mol 1 2 在25 101kPa下 一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量QkJ 其燃烧生成的CO2用过量饱和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀 则乙醇燃烧的热化学方程式为 3 NaBH4 s 与水 l 反应生成NaBO2 s 和氢气 g 在25 101kPa下 已知每消耗3 8gNaBH4 s 放热21 6kJ 该反应的热化学方程式是 C2H5OH l 3O2 g 2CO2 g 3H2O l H 2QkJ mol 1 NaBH4 s 2H2O l NaBO2 s 4H2 g H 216kJ mol 1 4 化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5 回答下列问题 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1molAX5 放出热量123 8kJ 该反应的热化学方程式为 AX3 l X2 g AX5 s H 123 8kJ mol 1 角度二依据能量图像书写热化学方程式2 已知化学反应A2 g B2 g 2AB g 的能量变化如图所示 请写出该反应的热化学方程式 答案 解析 A2 g B2 g 2AB g H a b kJ mol 1 由图可知 生成物总能量高于反应物总能量 故该反应为吸热反应 H a b kJ mol 1 3 化学反应N2 3H2 2NH3的能量变化如图所示 假设该反应反应完全 试写出N2 g 和H2 g 反应生成NH3 l 的热化学方程式 N2 g 3H2 g 2NH3 l H 2 c b a kJ mol 1 答案 题组二判断热化学方程式的正误4 判断下列热化学方程式书写是否正确 正确的打 错误的打 注 焓变数据均正确 1 CaCO3 s CaO CO2 g H 177 7kJ 2 C s H2O s CO g H2 g H 131 3kJ mol 1 3 C s O2 g CO g H 110 5kJ mol 1 4 CO g O2 g CO2 g H 283kJ mol 1 5 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1 6 500 30MPa下 将0 5molN2 g 和1 5molH2 g 置于密闭容器中充分反应生成NH3 g 放热19 3kJ 其热化学方程式为N2 g 3H2 g 2NH3 g H 38 6kJ mol 1 5 实验测得 101kPa时 1molH2完全燃烧生成液态水 放出285 8kJ的热量 1molCH4完全燃烧生成液态水和CO2 放出890 3kJ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 H 890 3kJ mol 1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H 890 3kJ mol 1 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O g H 890 3kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1A 仅有 B 仅有 C 仅有 D 全部符合要求 答案 解析 书写热化学方程式时要重点注意其与普通化学方程式不同的几点 1 生成物的稳定状态 H2O为液态 C的稳定化合物为CO2 2 单位是kJ mol 1 不是kJ 3 数值 H的数值要与热化学方程式中化学计量数保持一致 4 符号 吸热用 标注 放热用 标注 仅 符合要求 做到 五看 快速判断热化学方程式的正误 1 看热化学方程式是否配平 2 看各物质的聚集状态是否正确 3 看 H的 符号是否正确 4 看反应热的单位是否为kJ mol 1 5 看反应热的数值与化学计量数是否对应 考点三燃烧热 中和热能源 1 燃烧热 1 概念 在101kPa时 纯物质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 燃烧热的单位一般用kJ mol 1表示 燃烧热的限定词有恒压 101kPa时 可燃物的物质的量 1mol 完全燃烧 的氧化物等 其中的 完全燃烧 是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物 C H S 等 2 表示的意义 例如C的燃烧热 H为 393 5kJ mol 1 表示在101kPa时 1molC完全燃烧放出393 5kJ的热量 知识梳理 1mol CO2 g H2O l SO2 g 稳定 3 书写热化学方程式 燃烧热是以1mol纯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1mol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 H 5518kJ mol 1 即C8H18的燃烧热 H为 5518kJ mol 1 4 燃烧热的计算 可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为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时的反应热叫中和热 2 注意几个限定词 稀溶液 产物是1mol液态H2O 用离子方程式可表示为OH aq H aq H2O l H 57 3kJ mol 1 3 中和热的测定 测定原理 H 1mol液态H2O 3 能源 1 能源分类 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 1 正误判断 正确的打 错误的打 1 化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能 2 农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用 3 随着科技的发展 氢气将成为主要能源之一 4 食用植物体内的淀粉 蛋白质等属于直接利用能源 5 粮食作物是制乙醇燃料的重要原料 6 开发利用各种新能源 减少对化石燃料的依赖 可以降低空气中PM2 5的含量 7 低碳生活注重节能减排 尽量使用太阳能等代替化石燃料 减少温室气体的排放 2 以50mL0 50mol L 1盐酸与50mL0 55mol L 1NaOH反应为例 填写下表 填 偏小 或 偏大 偏小 偏小 偏大 偏小 偏小 偏小 偏小 偏小 偏大 偏小 偏小 偏小 解题探究 题组一燃烧热 中和热的含义及正确表述1 正误判断 正确的打 错误的打 1 S s O2 g SO3 g H 315kJ mol 1 燃烧热 H的数值正确 2 NaOH aq HCl aq NaCl aq H2O l H 57 3kJ mol 1 中和热 H的数值正确 3 已知H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 则H2SO4和Ba OH 2反应的反应热 H 2 57 3 kJ mol 1 4 燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH3OH g O2 g CO2 g 2H2 g H 192 9kJ mol 1 则CH3OH g 的燃烧热为192 9kJ mol 1 5 H2 g 的燃烧热是285 8kJ mol 1 则2H2O g 2H2 g O2 g H 571 6kJ mol 1 6 葡萄糖的燃烧热是2800kJ mol 1 则C6H12O6 s 3O2 g 3CO2 g 3H2O l H 1400kJ mol 1 7 已知101kPa时 2C s O2 g 2CO g H 221kJ mol 1 则该反应的反应热为221kJ mol 1 8 已知稀溶液中 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 则稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水时放出57 3kJ的热量 9 已知HCl和NaOH反应的中和热 H 57 3kJ mol 1 则98 的浓硫酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水的中和热为 57 3kJ mol 1 10 CO g 的燃烧热是283 0kJ mol 1 则2CO2 g 2CO g O2 g 反应的 H 2 283 0kJ mol 1 11 氢气的燃烧热为285 5kJ mol 1 则电解水的热化学方程式为2H2O l 2H2 g O2 g H 285 5kJ mol 1 反应热答题规范指导 1 描述反应热时 无论是用 反应热 焓变 表示还是用 H表示 其后所跟数值都需要带 符号 如 某反应的反应热 或焓变 为 H QkJ mol 1或 H QkJ mol 1 2 由于中和反应和燃烧均是放热反应 表示中和热和燃烧热时可不带 号 如 某物质的燃烧热为 H QkJ mol 1或QkJ mol 1 题组二中和热测定误差分析和数据处理2 利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下 用量筒量取50mL0 50mol L 1盐酸倒入小烧杯中 测出盐酸温度 用另一量筒量取50mL0 55mol L 1NaOH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 测得混合液最高温度 回答下列问题 1 为什么所用NaOH溶液要稍过量 答案 解析 确保盐酸被完全中和 在中和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 下同 A 沿玻璃棒缓慢倒入B 分三次少量倒入C 一次迅速倒入 答案 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 答案 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1L1mol L 1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 答案 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 它们的中和热相同 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 注意中和热与 H的关系 H1 H2 H3 5 假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g cm 3 又知中和反应后生成溶液的比热容c 4 18J g 1 1 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 8kJ mol 1 答案 解析 取三次实验的平均值代入公式计算即可 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 硫酸与Ba OH 2溶液反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响反应的反应热 故不能用Ba OH 2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸 不能 H2SO4与Ba OH 2反应生成BaSO4沉淀 沉淀的生成热会影响反应的反应热 答案 解析 中和热测定注意事项 1 碎泡沫塑料 或纸条 及硬纸板 或泡沫塑料板 的作用是保温 隔热 减少实验过程中热量的损失 2 为保证酸 碱完全中和 常采用碱稍稍过量 3 实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动 不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快 热量损失大 4 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 5 取多次实验t1 t2的平均值代入公式计算 而不是结果的平均值 计算时应注意单位的统一 题组三能源的开发和利用3 2016 天津高三月考 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 下列属于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 答案 解析 新能源要符合污染小 可再生性强等特点 选D 4 为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染 同时缓解能源危机 有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想 下列说法正确的是A H2O的分解反应是放热反应B 氢能源已被普遍使用C 2mol液态H2O具有的总能量低于2molH2和1molO2的能量D 氢气不易贮存和运输 无开发利用价值 答案 解析 2H2O l 2H2 g O2 g 是吸热反应 说明2mol液态H2O的能量低于2molH2和1molO2的能量 因由水制取H2耗能多且H2不易贮存和运输 所以氢能源利用并未普及 但发展前景广阔 5 为缓解能源紧张 越来越多的国家开始重视生物质能源 利用能源作物和有机废料 经过加工转变为生物燃料的一种能源 的开发利用 答案 解析 1 如图是某国能源结构比例图 其中生物质能源所占的比例是 27 油料作物和甘蔗是能源作物 属于生物质能源 化石燃料不是生物质能源 2 生物柴油是由动植物油脂转化而来 其主要成分为脂肪酸酯 几乎不含硫 生物降解性好 一些国家已将其添加在普通柴油中使用 关于生物柴油及其使用 下列说法正确的是 生物柴油是可再生资源 可减少二氧化硫的排放 与普通柴油相比易分解 与普通柴油制取方法相同A B C D 生物柴油的原料是动植物油脂 可再生 对 几乎不含硫 对 生物降解性好 对 主要成分为酯类 而普通柴油属于烃类 石油 所以 错 答案 解析 考点四有关反应热的比较与计算 1 H的比较比较 H的大小时需考虑正负号 对放热反应 放热越多 H 对吸热反应 吸热越多 H 2 反应热的有关计算 1 根据热化学方程式计算根据已知的热化学方程式和已知的反应物或生成物的物质的量或反应吸收或放出的热量 可以把反应热当作 产物 计算反应放出或吸收的热量 如 16g固体硫完全燃烧放出148 4kJ的热量 则1mol固体硫完全燃烧放出的热量为kJ 知识梳理 越小 越大 296 8 2 根据物质燃烧放热的数值计算 Q 放 n 可燃物 H 如 已知H2的燃烧热 H 285 8kJ mol 1 则1gH2完全燃烧生成液态水放出的热量为kJ 3 根据盖斯定律计算 比较 根据下列反应过程 试判断 H的关系 则 142 9 H1 a H2 则 则 注意在反应过程设计中 会遇到同一物质的三态 固 液 气 的相互变化 状态由固 液 气变化时 会吸热 反之会放热 H2 a H1 H H1 H2 已知Al2O3 s AlCl3 g 3C s 3AlCl g 3CO g H akJ mol 1 判断下列变化过程是否正确 正确的打 错误的打 1 3AlCl g 3CO g Al2O3 s AlCl3 g 3C s H akJ mol 1 2 AlCl g CO g Al2O3 s AlCl3 g C s H akJ mol 1 3 2Al2O3 s 2AlCl3 g 6C s 6AlCl g 6CO g H 2akJ mol 1 解题探究 题组一反应热大小的比较1 试比较下列各组 H的大小 1 同一反应 生成物状态不同时A g B g C g H1 0A g B g C l H2 0则 H1 填 或 下同 H2 答案 解析 因为C g C l H3 0则 H3 H2 H1 H2 H1 2 同一反应 反应物状态不同时S g O2 g SO2 g H1 0S s O2 g SO2 g H2 0则 H1 H2 答案 解析 H2 H3 H1 则 H3 H1 H2 又 H3 0 所以 H1 H2 3 两个有联系的不同反应相比C s O2 g CO2 g H1 0C s O2 g CO g H2 0则 H1 H2 答案 解析 根据常识可知 CO g O2 g CO2 g H3 0 又因为 H2 H3 H1 所以 H2 H1 利用状态 迅速比较反应热的大小若反应为放热反应 1 当反应物状态相同 生成物状态不同时 生成固体放热最多 生成气体放热最少 2 当反应物状态不同 生成物状态相同时 固体反应放热最少 气体反应放热最多 3 在比较反应热 H 的大小时 应带符号比较 对于放热反应 放出的热量越多 H反而越小 题组二盖斯定律的多角度应用角度一利用盖斯定律书写热化学方程式2 LiH可作飞船的燃料 已知下列反应 2Li s H2 g 2LiH s H 182kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O l H 572kJ mol 1 4Li s O2 g 2Li2O s H 1196kJ mol 1试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式 答案 解析 2LiH s O2 g Li2O s H2O l H 702kJ mol 1 2LiH s 2Li s H2 g H 182kJ mol 12Li s O2 g Li2O s H 598kJ mol 1H2 g O2 g H2O l H 286kJ mol 1上述三式相加得 2LiH s O2 g Li2O s H2O l H 702kJ mol 1 角度二利用盖斯定律计算反应热3 在25 101kPa时 C s H2 g CH3COOH l 的燃烧热分别为393 5kJ mol 1 285 8kJ mol 1 870 3kJ mol 1 则2C s 2H2 g O2 g CH3COOH l 的反应热为A 488 3kJ mol 1B 488 3kJ mol 1C 191kJ mol 1D 191kJ mol 1 答案 解析 由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为 C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1 H2 g O2 g H2O l H 285 8kJ mol 1 CH3COOH l 2O2 g 2CO2 g 2H2O l H 870 3kJ mol 1 则2C s 2H2 g O2 g CH3COOH l 可由反应 2 2 得出 则反应热为 393 5kJ mol 1 2 285 8kJ mol 1 2 870 3kJ mol 1 488 3kJ mol 1 角度三利用盖斯定律定性判断 H间的关系4 在1200 时 天然气脱硫工艺中会发生下列反应 H2S g O2 g SO2 g H2O g H12H2S g SO2 g S2 g 2H2O g H2H2S g O2 g S g H2O g H32S g S2 g H4 则 H4的正确表达式为 答案 解析 给题中方程式依次编号为 3得3S g S2 g H1 H2 3 H3 故2S g S2 g H4 H1 H2 3 H3 5 2014 新课标全国卷 13 室温下 将1mol的CuSO4 5H2O s 溶于水会使溶液温度降低 热效应为 H1 将1mol的CuSO4 s 溶于水会使溶液温度升高 热效应为 H2 CuSO4 s 5H2O s 受热分解的化学方程式为CuSO4 5H2O s CuSO4 s 5H2O l 热效应为 H3 则下列判断正确的是A H2 H3B H1 H3C H1 H3 H2D H1 H2 H3 答案 解析 方法一 虚拟 路径法 根据盖斯定律 H1 H3 H2由于 H1 0 H3 0 H2 0所以 H1 H3 方法二 方程式叠加法 CuSO4 5H2O s Cu2 aq SO aq 5H2O l H1 0 CuSO4 s Cu2 aq SO aq H2 0 CuSO4 5H2O s CuSO4 s 5H2O l H3 0 CuSO4 5H2O s Cu2 aq SO aq 5H2O l H1 H2 H3由于 H1 0 H2 0 H3 0 所以 H1 H3 考能提升 探究高考明确考向 1 2015 北京理综 9 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A CO和O生成CO2是吸热反应B 在该过程中 CO断键形成C和OC CO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 答案 解析 1 2 3 4 5 6 A项 由能量 反应过程图像中状态 和状态 知 CO和O生成CO2是放热反应 错误 B项 由状态 知 在CO与O生成CO2的过程中CO没有断键形成C和O 错误 C项 由状态 及CO2的结构式O C O知 CO2分子中存在碳氧极性共价键 正确 D项 由能量 反应过程图像中状态 CO和O 和状态 CO2 分析 状态 状态 表示CO和O原子反应生成CO2的过程 错误 1 2 3 4 5 6 2 2015 重庆理综 6 黑火药是中国古代的四大发明之一 其爆炸的热化学方程式为S s 2KNO3 s 3C s K2S s N2 g 3CO2 g H xkJ mol 1已知 碳的燃烧热 H1 akJ mol 1S s 2K s K2S s H2 bkJ mol 12K s N2 g 3O2 g 2KNO3 s H3 ckJ mol 1 则x为A 3a b cB c 3a bC a b cD c a b 答案 解析 1 2 3 4 5 6 由碳的燃烧热 H1 akJ mol 1 得C s O2 g CO2 g H1 akJ mol 1 目标反应可由 3 得到 所以 H 3 H1 H2 H3 即x 3a b c 1 2 3 4 5 6 3 2016 全国卷 27 4 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 答案 解析 H1 H2 H3 将题中的3个反应依次标记为 根据盖斯定律 即得所求的反应 H H1 H2 H3 1 2 3 4 5 6 4 2016 全国卷 26 3 2O2 g N2 g N2O4 l H1 N2 g 2H2 g N2H4 l H2 O2 g 2H2 g 2H2O g H3 2N2H4 l N2O4 l 3N2 g 4H2O g H4 1048 9kJ mol 1上述反应热效应之间的关系式为 H4 联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 答案 解析 2 H3 2 H2 H1 反应放出热量大 产生大量的气体 1 2 3 4 5 6 对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数 利用盖斯定律 将热化学方程式 2 减去热化学方程式 2 再减去热化学方程式 即可得出热化学方程式 故 H4 2 H3 2 H2 H1 联氨具有强还原性 N2O4具有强氧化性 两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应 反应放出热量大 并产生大量的气体 可为火箭提供很大的推进力 1 2 3 4 5 6 5 2015 全国卷 27 1 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 H1 CO2 g 3H2 g CH3OH g H2O g H2 CO2 g H2 g CO g H2O g H3 1 2 3 4 5 6 回答下列问题 已知反应 中相关的化学键键能数据如下 由此计算 H1 kJ mol 1 已知 H2 58kJ mol 1 则 H3 kJ mol 1 99 41 1 2 3 4 5 6 答案 解析 根据键能与反应热的关系可知 H1 反应物的键能之和 生成物的键能之和 1076kJ mol 1 2 436kJ mol 1 413kJ mol 1 3 343kJ mol 1 465kJ mol 1 99kJ mol 1 根据质量守恒定律 由 可得 CO2 g H2 g CO g H2O g 结合盖斯定律可得 H3 H2 H1 58kJ mol 1 99kJ mol 1 41kJ mol 1 1 2 3 4 5 6 6 2015 全国卷 28 3 已知反应2HI g H2 g I2 g 的 H 11kJ mol 1 1molH2 g 1molI2 g 分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ 151kJ的能量 则1molHI g 分子中化学键断裂时需吸收的能量为kJ 答案 解析 形成1molH2 g 和1molI2 g 共放出436kJ 151kJ 587kJ能量 设断裂2molHI g 中化学键吸收2akJ能量 则有 2akJ 587kJ 11kJ 得a 299 另解 H 2E H I E H H E I I 2E H I H E H H E I I 11kJ mol 1 436kJ mol 1 151kJ mol 1 598kJ mol 1 则E H I 299kJ mol 1 299 1 2 3 4 5 6 课时作业 1 酸碱中和反应NaOH HCl NaCl H2O H 57 6kJ mol 1中 问号表示的状态正确的是A NaOH 固B 盐酸 液C NaCl 溶液D H2O 溶液 酸碱中和反应是在溶液中进行的 但水是液体 不是溶液 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 2016 吉安二模 下列有关热化学方程式的叙述 正确的是A 1mol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B 由N2O4 g 2NO2 g H 56 9kJ mol 1 可知将1molN2O4 g 置于密闭容器中充分反应后放出热量为56 9kJC 由 H aq OH aq H2O l H 57 3kJ mol 1 可知 含1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合 放出热量为57 3kJD 已知101kPa时 2C s O2 g 2CO g H 221kJ mol 1 则1mol碳完全燃烧放出的热量大于110 5kJ 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A项 燃烧热指是1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 而对于水来讲 液态的水才是稳定的状态 错误 B项 N2O4 g 2NO2 g H 56 9kJ mol 1 表明1mol的四氧化二氮完全反应生成2mol的二氧化氮时才能放出56 9kJ的热量 但这是一个可逆反应 完全反应是不可能的 因此错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 C项 一般来讲 中和热是指稀的强酸与稀的强碱反应生成1mol水时所放出的热量 但是对于醋酸来讲 是弱电解质 电离的过程要吸收热量 因此1molCH3COOH的溶液与含1molNaOH的溶液混合 放出热量要小于57 3kJ 错误 D项 碳完全燃烧时 生成的是二氧化碳 肯定比生成一氧化碳时放出的热量要多 正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3 已知热化学方程式 2SO2 g O2 g 2SO3 g H QkJ mol 1 Q 0 下列说法正确的是A 相同条件下 2molSO2 g 和1molO2 g 所具有的能量小于2molSO3 g 所具有的能量B 将2molSO2 g 和1molO2 g 置于一密闭容器中充分反应后 放出热量为QkJC 若使用催化剂 该反应的 H 减小D 如将一定量SO2 g 和O2 g 置于某密闭容器中充分反应后放热QkJ 则此过程中有2molSO2 g 被氧化 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由于SO2和O2反应放热 所以相同条件下 2molSO2 g 和1molO2 g 所具有的能量大于2molSO3 g 所具有的能量 A项错误 SO2和O2的反应是可逆反应 将2molSO2 g 和1molO2 g 置于一密闭容器中充分反应后 转化掉的SO2小于2mol 放出的热量小于QkJ B项错误 催化剂只改变活化能不改变 H C项错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4 2016 长沙一模 H2与ICl的反应分 两步进行 其能量曲线如下图所示 下列有关说法错误的是A 反应 反应 均为放热反应B 反应 反应 均为氧化还原反应C 反应 比反应 的速率慢 与相应正反应的活化能无关D 反应 反应 的焓变之和为 H 218kJ mol 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 根据图像可知 反应 和反应 中反应物总能量都大于生成物 则反应 均为放热反应 A正确 反应 中都存在元素化合价变化 所以反应 都是氧化还原反应 B正确 反应 比反应 的速率慢 说明反应 中正反应的活化能较大 反应 中正反应的活化能较小 C错误 反应 反应 总的能量变化为218kJ 根据盖斯定律可知 反应 反应 的焓变之和为 H 218kJ mol 1 D正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5 2016 北京朝阳一模 N2 g 与H2 g 在铁催化剂表面经历如下过程生成NH3 g 下列说法正确的是A 中破坏的均为极性键B 中NH3与H2生成NH3C 均为放热过程D N2 g 3H2 g 2NH3 g H 0 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A项 中破坏的是N2 H2中的非极性键 错误 B项 中是NH2和H生成NH3 不是NH3和H2生成NH3 错误 C项 三个过程均是能量降低 所以都是放热过程 正确 D项 由图可知反应物的总能量高于生成物的总能量 是放热反应 因此 H 0 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6 臭氧层中臭氧分解历程如图所示 下列说法正确的是A 催化反应 均为放热反应B 催化剂不能改变该反应的焓变C ClO是该反应的催化剂D 在该反应过程中没有化学键的断裂与生成 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由题可知反应 为吸热反应 反应 为放热反应 A错误 催化剂改变了反应的活化能 没有改变反应的焓变 B正确 ClO是中间产物 Cl是催化剂 C错误 任何化学反应中都既有化学键的断裂又有化学键的形成 D错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7 参考下表键能数据 估算晶体硅在氧气中燃烧生成的二氧化硅晶体的热化学方程式 Si s O2 g SiO2 s 中 H的值为A 989 2kJ mol 1B 989 2kJ mol 1C 61 2kJ mol 1D 245 2kJ mol 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 硅和二氧化硅均是原子晶体 其中在晶体硅中每个硅原子形成4 2 2个Si Si键 在二氧化硅晶体中每个硅原子形成4个Si O键 由于反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值 则该反应的反应热 H 2 176kJ mol 1 498 8kJ mol 1 4 460kJ mol 1 989 2kJ mol 1 故选A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8 常温下 1mol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A 432kJ mol 1 E H Br 298kJ mol 1B 表中最稳定的共价键是H F键C H2 g 2H g H 436kJ mol 1D H2 g F2 g 2HF g H 25kJ mol 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A项 Br的非金属性介于Cl I之间 所以E H Br 介于E H Cl E H I 之间 即432kJ mol 1 E H Br 298kJ mol 1 正确 B项 根据表中的数据 H F键的键能最大 所以表中最稳定的共价键是H F键 正确 C项 破坏化学键需要吸收能量 所以H2 g 2H g H 436kJ mol 1 正确 D项 H2 g F2 g 2HF g H 436kJ mol 1 157kJ mol 1 2 568kJ mol 1 543kJ mol 1 错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9 2016 信阳 三门峡第一次联考 一定条件下 在水溶液中1molCl ClO x 1 2 3 4 的能量 kJ 相对大小如图所示 下列有关说法正确的是A e是ClOB b a c反应的活化能为60kJ mol 1C a b c d e中c最稳定D b a d反应的热化学方程式为3ClO aq ClO aq 2Cl aq H 116kJ mol 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A项 e中Cl元素化合价为 7价 而ClO中Cl元素化合价为 5价 错误 B项 b a c反应的活化能为40kJ mol 1 错误 C项 a b c d e中a能量最低 所以最稳定 错误 D项 b a d 根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO ClO 2Cl 反应热 64kJ mol 1 2 0kJ mol 1 3 60kJ mol 1 116kJ mol 1 所以该热化学反应方程式为3ClO aq ClO aq 2Cl aq H 116kJ mol 1 正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10 火箭推进器常以联氨 N2H4 为燃料 过氧化氢为助燃剂 已知下列各物质反应的热化学方程式 N2H4 g O2 g N2 g 2H2O g H1 533 23kJ mol 1H2O g H2O l H2 44kJ mol 12H2O2 l 2H2O l O2 g H3 196 4kJ mol 1则联氨与过氧化氢反应的热化学方程式可表示为A N2H4 g 2H2O2 l N2 g 4H2O l H 817 63kJ mol 1B N2H4 g 2H2O2 l N2 g 4H2O g H 641 63kJ mol 1C N2H4 g 2H2O2 l N2 g 4H2O l H 641 63kJ mol 1D N2H4 g 2H2O2 l N2 g 4H2O g H 817 63kJ mol 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 将题中的反应编号 1 2 3 生成液态水时的反应热 1 3 2 2 生成气态水的反应热 1 3 2 2 可求出B正确 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11 2016 双鸭山一中高三上学期期末 已知下列反应的热化学方程式 6C s 5H2 g 3N2 g 9O2 g 2C3H5 ONO2 3 l H12H2 g O2 g 2H2O g H2C s O2 g CO2 g H3H2O g H2O l H4则反应4C3H5 ONO2 3 l 12CO2 g 10H2O l O2 g 6N2 g 的 H为A 12 H3 5 H2 2 H1 10 H4B 2 H1 5 H2 12 H3 10 H4C 12 H3 5 H2 2 H1 10 H4D H1 5 H2 12 H3 10 H4 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 根据盖斯定律 将所给热化学方程式中的C s H2O g H2 g 消去 2C3H5 ONO2 3 l 5H2 g 3N2 g 3O2 g 6CO2 g H 6 H3 H1 2H2 g O2 g 2H2O l H H2 2 H4 所以4C3H5 ONO2 3 l 12CO2 g 10H2O l O2 g 6N2 g 的 H为12 H3 5 H2 2 H1 10 H4 答案选A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12 2016 武汉一模 已知 2H2 g O2 g 2H2O g H13H2 g Fe2O3 s 2Fe s 3H2O g H22Fe s O2 g Fe2O3 s H32Al s O2 g Al2O3 s H42Al s Fe2O3 s Al2O3 s 2Fe s H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是A H1 0 H3 0B H5 0 H4 H3C H1 H2 H3D H3 H4 H5 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 燃烧反应都是放热反应 故 H3 0 A错误 将上述反应分别编号为 1 2 3 4 5 反应 5 是铝热反应 显然是放热反应 H5 0 将反应 4 反应 3 可得反应 5 即 H5 H4 H3 0 B正确 D错误 将反应 2 反应 3 可得反应3H2 g O2 g 3H2O g 故 H1 H2 H3 C错误 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13 N2与H2反应生成NH3的过程中能量变化曲线如图所示 若在一个固定容积的密闭容器中充入1molN2和3molH2 使反应N2 3H2 2NH3达到平衡 测得反应放出热量为Q1 填写下列空白 1 Q192kJ 2 b曲线是时的能量变化曲线 3 上述条件下达到平衡时H2的转化率为 4 在温度体积一定的条件下 若通入2molN2和6molH2反应后放出的热量为Q2kJ 则2Q1与Q2的关系为 加入催化剂 Q1 92 Q2 2Q1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 从反应的图示可知 其热化学方程式为N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92kJ mol 1 且Q1 92kJ 平衡时放出Q1kJ热量 则消耗的n H2 mol 则 H2 当相同条件时充入2molN2和6molH2平衡后 放出的热量Q2 2Q1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 14 催化剂是化工技术的核心 绝大多数的化工生产均需采用催化工艺 1 人们常用催化剂来选择反应进行的方向 图1所示为一定条件下1molCH3OH与O2发生反应时 生成CO CO2或HCHO的能量变化图 反应物O2 g 和生成物H2O g 略去 在有催化剂作用下 CH3OH与O2反应主要生成 填 CO CO2 或 HCHO HCHO 使用催化剂可以降低反应的活化能 活化能越低 普通分子越容易转化成活化分子 反应越容易 反应速率越快 生成HCHO的活化能最低 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2HCHO g O2 g 2CO g 2H2O g H 470kJ mol 1 根据图表可知2HCHO g O2 g 2CO g 2H2O g 中反应物能量高 生成物能量低 故该反应为放热反应 然后依据图中给出数据可得 H 676 158 283 2 kJ mol 1 470kJ mol 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2 反应A g B g C g D g 过程中的能量变化如图2所示 回答下列问题 反应物总能量高于生成物总能量 为放热反应 答案 解析 该反应是 填 吸热 或 放热 反应 放热 在反应体系中加入催化剂 反应速率增大 E1和E2的变化 E1 填 增大 减小 或 不变 下同 E2 减小 减小 反应体系中加入催化剂 降低反应所需的活化能 所以E1 E2均减小 但 H不变 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响 原因是 答案 否 成物的能量差是不变的 反应物和生 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 15 1 已知 若甲醇的燃烧热为 H3 试用 H1 H2 H3表示CO g 2H2 g CH3OH l 的 H 若 H1 285 8kJ mol 1 H2 283 0kJ mol 1 某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113 74kJ能量 同时生成3 6g液态水 则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为 2 H1 H2 H3 1 1 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 由反应 可得 H2 g O2 g H2O l H