2021版高考化学一轮复习 第6章 化学反应与能量 第19讲 化学能与热能学案 新人教版

1 第第 1919 讲讲 化学能与热能化学能与热能 考点一 焓变 热化学方程式 知识梳理 一 反应热 焓变 1 概念 在恒压条件下进行的反应的热效应 符号为 h 单位为 kj mol 1或 kj mol 2 表示方法 吸热反应 h 0 放热反应 h 0 干冰和冰的升华以及液氨的汽化等过程均为物理变化 它们的热效应不是反应热 二 吸热反应和放热反应 1 从两角度理解 1 从物质具有的能量角度理解 h 0 放热反应 h 0 吸热反应 2 从化学键角度理解 吸收能量e1 反应物 旧化学键断裂 新化学键形成生成物 e1 e2 为吸热反应 h e1 e2 h 0 e1 e2 为放热反应 h e1 e2 h 0 释放能量e2 小结 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 2 物质具有的能量越低 该物质越稳定 断开物质内部的化学键就越难 其键能就越 大 2 常见的吸热反应和放热反应 1 常见的吸热反应 大多数的分解反应 所有的水解反应 ba oh 2 8h2o 与 nh4cl 的反应 c 与 h2o g 的反应 c 与 co2的反应等 2 常见的放热反应 大多数的化合反应 酸碱中和反应 活泼金属与水的反应 较活 泼金属与酸的反应 所有的燃烧反应 铝热反应 物质的缓慢氧化等 三 热化学方程式 1 概念 表示参加反应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 例如 2h2 g o2 g 2h2o l h 571 6 kj mol 1 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 书写要求 1 注明反应的温度和压强 25 101 kpa 下进行的反应可不注明 2 注明反应物和生成物的状态 固态 s 液态 l 水溶液 aq 气态 g 3 各物质的化学计量数只表示物质的物质的量 而不表示分子个数 或原子个数 因 此可以写成整数 也可以写成分数 4 不用标注 5 热化学方程式能反映该反应已完成的量 由于 h与反应物质的量有关 所以热化 学方程式中物质的化学计量数必须与 h相对应 如果化学计量数加倍 则 h也要加倍 当反应向逆反应方向进行时 其反应热与正反应的反应热的数值相等 符号相反 自主检测 1 判断正误 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 吸热反应中 反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量 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 答案 1 2 3 4 5 6 2 如图表示某反应的能量变化 按要求回答下列问题 3 1 该反应是 填 放热 或 吸热 反应 2 该反应的 h 3 使用催化剂 填 能 或 不能 影响该反应的反应热 4 曲线 反应过程的逆反应的活化能可表示为 答案 1 放热 2 e2 e1 3 不能 4 e3 e2 正确理解活化能与反应热的关系 1 催化剂能降低反应的活化能 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 e1 e2 h 演练一 化学反应中能量变化探析 1 化学反应 a b 和 b c 的反应过程中能量变化如图所示 下列有关该反应的 叙述错误的是 a 反应 的 h1 0 b 反应 在升高温度时 平衡向正反应方向移动 c 反应 的活化能小于反应 的活化能 d 总反应 a c 的 h3 0 解析 选 b a 项 反应 中反应物的总能量小于生成物的总能量 所以反应 为吸热 反应 即 h1 0 正确 b 项 反应 中反应物的总能量大于生成物的总能量 所以反应 4 为放热反应 升高温度时 平衡向逆反应方向移动 错误 c 项 由题图可知 反应 的活化能大于反应 的活化能 正确 d 项 总反应 中反应物的总能量小于生成物的总 能量 所以总反应 为吸热反应 即 h3 0 正确 2 2020 河北三市联考 某反应使用催化剂后 其反应过程中能量变化如图所示 下 列说法错误的是 a 总反应为放热反应 b 使用催化剂后 活化能不变 c 反应 是吸热反应 反应 是放热反应 d h h1 h2 解析 选 b 由题图可知 反应 是吸热反应 反应 是放热反应 总反应是放热反 应 且 h h1 h2 a c d 项正确 催化剂能降低反应的活化能 b 项错误 3 科学家用 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 o c co 和 o 生成了具有极性共价键的 co2 d 状态 状态 表示 co 与 o2反应的过程 解析 选 c 由题图可知 状态 的能量低于状态 的能量 因此该过程放热 a 项错 误 由题图可知 该过程中 co 的化学键没有断开 b 项错误 co 与 o 生成的 co2具有极性 共价键 c 项正确 状态 状态 表示 co 与 o 反应生成 co2的过程 d 项错误 5 1 焓变与反应发生的条件 反应进行是否彻底无关 2 在化学反应中 反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂 演练二 依据键能或能量变化图计算焓变 4 已知 1 g 氢气完全燃烧生成液态水时放出 143 kj 热量 18 g 水蒸气变成液态水时 放出 44 kj 热量 其他相关数据如下表 化学键 o o g h h g h o g 1 mol 化学键断裂时 需要吸收的能量 kj 496436x 则表中x为 a 920 b 557 c 463d 188 解析 选 c 根据题意可得热化学方程式为 2h2 g o2 g 2h2o l h 572 kj mol 1 而 18 g 水蒸气变成液态水时放出 44 kj 热量 则 2h2 g o2 g 2h2o g h 484 kj mol 1 即 484 kj mol 1 2 436 kj mol 1 496 kj mol 1 4x kj mol 1 解得x 463 5 根据如下能量关系示意图 判断下列说法正确的是 a 1 mol c s 与 1 mol o2 g 的能量之和为 393 5 kj b 反应 2co g o2 g 2co2 g 中 生成物的总能量大于反应物的总能量 c 由 c s co g 的热化学方程式为 2c s o2 g 2co g h 221 2 kj mol 1 d 热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量 则 co 的热值为 10 1 kj mol 1 解析 选 c a 项 由题图可知 1 mol c s 与 1 mol o2 g 的能量比 1 mol co2 g 能 量高 393 5 kj 错误 b 项 2co g o2 g 2co2 g 为放热反应 生成物的总能量小于 反应物的总能量 错误 c 项 由题图可知 1 mol c s 与 0 5 mol o2 g 反应生成 1 mol co g 放出的热量为 393 5 kj 282 9 kj 110 6 kj 且物质的量与热量成正比 焓变为 负值 则热化学方程式为 2c s o2 g 2co g h 221 2 kj mol 1 正确 d 项 6 热值指一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量 则 co 的热值为 10 1 282 9 kj 28 g kj g 1 错误 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 生成物的总键能 2 常见 1 mol 物质中的化学键数目 1 mol 物质 co2 c o ch4 c h n2h4 n n n h p4 sio2 si o 石墨金刚石 s8si 化学 键数 目 2na4na n n na n h 4na 6na4na1 5na2na8na2na 演练三 热化学方程式的书写 6 教材改编题 依据信息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 2 cucl s 与 o2反应生成 cucl2 s 和一种黑色固体 在 25 101 kpa 下 已知该 反应每消耗 1 mol cucl s 放热 44 4 kj 该反应的热化学方程式是 3 下图是 1 mol no2和 1 mol co 反应生成 co2和 no 过程中能量变化示意图 请写出 no2和 co 反应的热化学方程式 4 化学反应 n2 3h2 2nh3的能量变化如图所示 假设该反应进行完全 7 试写出 n2 g 和 h2 g 反应生成 nh3 l 的热化学方程式 答案 1 sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o l h 1 427 2 kj mol 1 2 4cucl s o2 g 2cucl2 s 2cuo s h 177 6 kj mol 1 3 no2 g co g co2 g no g h 234 kj mol 1 4 n2 g 3h2 g 2nh3 l h 2 c b a kj mol 1 书写热化学方程式要 五查 1 查热化学方程式是否配平 2 查各物质的聚集状态是否正确 3 查 h的 符号是否正确 4 查反应热的单位是否为 kj mol 1 5 查反应热的数值与化学计量数是否对应 考点二 燃烧热 中和热 能源 知识梳理 一 燃烧热和中和热的比较 燃烧热中和热 能量变化放热相 同点 h及其单位 h 0 单位均为 kj mol 1 反应物的量1 mol 可燃物不一定为 1 mol 生成物的量不确定生成水的物质的量为 1 mol 不 同 点 反应热的含 义 101 kpa 时 1 mol 纯物质完全 燃烧生成稳定的氧 化物时所放出的热 量 在稀溶液里 酸与碱发生中和反应 生成 1 mol 水时所放出的热量 8 表示方法 燃烧热 h a kj mol 1 a 0 强酸与强碱反应的中和热 h 57 3 kj mol 1 二 中和热的测定 1 实验装置 2 测定原理 h m酸 m碱 c t终 t始 n c 4 18 j g 1 1 4 18 10 3 kj g 1 1 n为生成 h2o 的物质的量 3 注意事项 1 泡沫塑料板和碎泡沫塑料的作用是保温 隔热 减少实验过程中的热量损失 2 若采用的酸 碱浓度相等 为保证酸完全中和 采取的措施是碱体积稍过量 3 完成一次实验 需要测定 3 次温度 4 实验中若用弱酸 或弱碱 代替强酸 或强碱 因弱酸 或弱碱 电离出 h 或 oh 需要吸收热量 故测定的中和热的数值小于 57 3 kj mol 1 若用浓硫酸与强碱反应测定 反应热 因浓硫酸稀释要放热 故测定的中和热的数值大于 57 3 kj mol 1 4 误差分析 1 依据 看实验中有哪些因素能造成 t终 t始 出现误差 若 t终 t始 偏大 则 h 偏大 若 t终 t始 偏小 则 h 偏小 2 实例 50 ml 0 50 mol l 1盐酸与 50 ml 0 55 mol l 1 naoh 溶液反应 引起误差的实验操作t终 t始 h 保温措施不好偏小偏小 搅拌不充分偏小偏小 所用酸 碱浓度过大偏大偏大 用同浓度的氨水代替 naoh 溶液偏小偏小 用同浓度的醋酸代替盐酸偏小偏小 9 用 50 ml 0 50 mol l 1naoh 溶液偏小偏小 三 能源 1 能源分类 2 解决能源问题的措施 1 提高能源的利用效率 改善开采 运输 加工等各个环节 科学控制燃烧反应 使燃料充分燃烧 2 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 自主检测 判断正误 正确的打 错误的打 1 s s o2 g so3 g h 315 kj mol 1 燃烧热 h的数值正确 3 2 2 燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式为 ch3oh g o2 g co2 g 1 2 2h2 g h 192 9 kj mol 1 则 ch3oh g 的燃烧热为 192 9 kj mol 1 3 已知 101 kpa 时 2c s o2 g 2co g h 221 kj mol 1 则 c s 的燃 烧热为 110 5 kj mol 1 4 naoh aq hcl aq nacl aq h2o l h 57 3 kj mol 1 中和热 h 的数值正确 5 已知稀溶液中 h aq oh aq h2o l h 57 3 kj mol 1 则稀醋酸 与稀氢氧化钠溶液反应生成 1 mol 水时放出 57 3 kj 的热量 6 h2 g 的燃烧热是 285 8 kj mol 1 则 2h2o g 2h2 g o2 g h 571 6 kj mol 1 7 co g 的燃烧热是 283 0 kj mol 1 则 2co2 g 2co g o2 g h 2 283 0 kj mol 1 答案 1 2 3 4 5 6 7 演练一 燃烧热和中和热的理解 1 25 101 kpa 时 强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为 57 3 kj mol 1 辛烷的燃烧热为 5 518 kj mol 1 下列热化学方程式书写正确的是 10 a 2h aq so aq ba2 aq 2oh aq baso4 s 2h2o l h 57 3 2 4 kj mol 1 b koh aq h2so4 aq k2so4 aq h2o l h 57 3 kj mol 1 1 2 1 2 c c8h18 l o2 g 8co2 g 9h2o g h 5 518 kj mol 1 25 2 d 2c8h18 g 25o2 g 16co2 g 18h2o l h 5 518 kj mol 1 解析 选 b a 项 所给热化学方程式中有两个错误 一是中和热指反应生成 1 mol h2o l 时所放出的热量 二是当有 baso4沉淀生成时 反应放出的热量会增加 则生成 1 mol h2o l 时放出的热量大于 57 3 kj 错误 c 项 燃烧热指 101 kpa 时 1 mol 纯物质 完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量 产物中的水应为液态水 错误 d 项 当 2 mol 辛烷完全燃烧时 放出的热量为 11 036 kj 且辛烷应为液态 错误 2 下列示意图表示正确的是 a 甲图表示 fe2o3 s 3co g 2fe s 3co2 g h 26 7 kj mol 1反应的 能量变化 b 乙图表示碳的燃烧热 c 丙图表示实验的环境温度为 20 将物质的量浓度相等 体积分别为v1 v2的 h2so4 naoh 溶液混合 混合液的最高温度随v naoh 的变化 已知v1 v2 60 ml d 已知稳定性顺序 b a c 某反应由两步反应 a b c 构成 反应过程中的能 量变化曲线如丁图 解析 选 d a 项 甲图表示放热反应 而 fe2o3 s 3co g 2fe s 3co2 g h 26 7 kj mol 1为吸热反应 错误 b 项 碳完全燃烧生成 co2 且反应放热 故 乙图不能表示碳的燃烧热 错误 c 项 丙图中 naoh 溶液体积v2为 20 ml 时温度最高 说 明此时酸碱已经完全反应 又实验中始终保持v1 v2 60 ml 所以 h2so4溶液体积v1为 40 ml 由酸碱中和关系式 2naoh h2so4可知 硫酸和氢氧化钠溶液浓度不同 和题干叙述不 11 符 错误 1 有关燃烧热的判断 一看是否以 1 mol 可燃物为标准 二看是否生成稳定氧化物 2 有关中和热的判断 一看是否以生成 1 mol h2o l 为标准 二看酸碱的强弱和浓 度 应充分考虑弱酸 弱碱电离吸热 浓的酸碱稀释放热等因素 演练二 中和热的测定 3 教材改编题 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 50 ml 0 50 mol l 1盐酸倒入小烧杯中 测出盐酸温度 用另一量 筒量取 50 ml 0 55 mol l 1 naoh 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 测定混合液最高温度 回答下列问题 1 写出该反应的热化学方程式 生成 1 mol h2o l 时的反应热为 57 3 kj mol 2 为什么所用 naoh 溶液要稍过量 3 倒入 naoh 溶液的正确操作是 填字母 a 沿玻璃棒缓慢倒入 b 分三次倒入 c 一次迅速倒入 4 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 揭开泡沫塑料板用玻璃棒搅拌 c 轻轻地振荡烧杯 d 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动 5 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 1 l 1 mol 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 6 假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是 1 g cm 3 又知中和反应后生成溶液的比热 12 容c 4 18 j g 1 1 为了计算中和热 某学生实验记录数据如下 起始温度t1 终止温度t2 实验序号 盐酸氢氧化钠溶液混合溶液 120 020 123 2 220 220 423 4 320 520 623 6 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 7 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 解析 2 在中和热的测定实验中为了确保一种反应物被完全中和 常常使加入的另一 种反应物稍微过量 3 为了减少热量损失 naoh 溶液应该一次迅速倒入 4 使盐酸与 naoh 溶液混合均匀的正确操作是用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地搅动 5 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 它与盐酸反应时 一水合氨的电离要吸收热量 故反应放出的热量要少一 些 比较大小时 注意 h的正负号 6 取三次实验的平均值代入公式计算即可 7 硫 酸与 ba oh 2溶液反应生成 baso4沉淀 沉淀的生成热会影响中和热的测定 故不能用 ba oh 2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸 答案 1 hcl aq naoh aq nacl aq h2o l h 57 3 kj mol 1 2 确保盐酸被完全中和 3 c 4 d 5 h1 h2 h3 6 51 8 kj mol 1 7 不能 h2so4与 ba oh 2反应生成 baso4沉淀 沉淀的生成热会影响中和热的测定 演练三 能源的开发和利用 4 教材改编题 能源可分为一次能源和二次能源 直接从自然界取得的能源称为一次 能源 一次能源经过加工 转换得到的能源称为二次能源 下列能源中属于一次能源的是 a 氢能b 电能 c 核能d 水煤气 解析 选 c a 项 氢能是通过加工 转换得到的 为二次能源 错误 b 项 电能是 二次能源 错误 c 项 核能又叫原子能 它可分为核聚变能和核裂变能两类 核燃料如 氘 氚 它们均可直接从自然界取得 属于一次能源 正确 d 项 水煤气是通过煤和水 蒸气的反应制取的 是一氧化碳和氢气的混合气体 是二次能源 错误 5 化学与人类生活 社会可持续发展密切相关 下列说法正确的是 13 a 直接燃烧煤和将煤进行深加工后再燃烧的效率相同 b 我国在南海开采成功的可燃冰属于清洁能源 c 人们可以把放热反应释放的能量转化为其他可利用的能量 而吸热反应没有利用价 值 d 地热能 风能 天然气和氢能都属于新能源 解析 选 b a 项 将煤进行深加工后 脱硫处理 气化处理能很好地减少污染气体 提高燃烧效率 燃烧的效果更好 错误 c 项 有时需要通过吸热反应吸收热量降低环境 温度 吸热反应也有利用价值 如 摇摇冰 的上市就是利用了吸热反应原理 错误 d 项 地热能 风能和氢能都属于新能源 天然气是化石燃料 不属于新能源 错误 考点三 盖斯定律 反应热的比较与计算 知识梳理 一 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 ab h1 h2 1 a h1 a h2 ab h1 h2 h1 h2 h h1 h2 二 反应热的比较 1 看物质状态 物质的气 液 固三态转化时的能量变化如下 2 看 h的符号 比较反应热大小时不要只比较 h数值的大小 还要考虑其符号 3 看化学计量数 14 当反应物与生成物的状态相同时 化学计量数越大 放热反应的 h越小 吸热反应 的 h越大 4 看反应的程度 对于可逆反应 参加反应物质的量和状态相同时 反应的程度越大 热量变化越大 三 利用盖斯定律计算反应热 1 运用盖斯定律的技巧 三调一加 一调 根据目标热化学方程式 调整已知热化学方程式中反应物和生成物的左右位置 改写已知的热化学方程式 二调 根据改写的热化学方程式 调整相应 h的符号 三调 调整中间物质的化学计量数及相应 h的数值 一加 将调整好的热化学方程式及其 h相加 2 运用盖斯定律的四个注意事项 1 热化学方程式乘以某一个数时 反应热的数值必须也乘上该数 2 热化学方程式相加减时 物质之间相加减 反应热也必须相加减 3 将一个热化学方程式左右颠倒时 h的 随之改变 但数值不变 4 同一物质的三态变化 固 液 气 状态由固 液 气变化时 会吸热 反之会放 热 自主检测 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 已知相同条件下 h2 g o2 g h2o g h1 2h2 g o2 g 2h2o g 1 2 h2 则 h1 h2 2 已知相同条件下 2so2 g o2 g 2so3 g h1 2so2 g o2 g 2so3 s h2 则 h1 h2 3 c 石墨 s c 金刚石 s h 0 说明石墨比金刚石稳定 答案 1 2 3 2 2019 高考全国卷 28 2 近年来 随着聚酯工业的快速发展 氯气的需求量 和氯化氢的产出量也随之迅速增长 因此 将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热 点 deacon 发明的直接氧化法为 4hcl g o2 g 2cl2 g 2h2o g 可按下列催化过程 进行 cucl2 s cucl s cl2 g h1 83 kj mol 1 1 2 cucl s o2 g cuo s cl2 g h2 20 kj mol 1 1 2 1 2 cuo s 2hcl g cucl2 s h2o g h3 121 kj mol 1 15 则 4hcl g o2 g 2cl2 g 2h2o g 的 h kj mol 1 解析 将已知热化学方程式依次编号为 根据盖斯定律 由 2 得 4hcl g o2 g 2cl2 g 2h2o g h 116 kj mol 1 答案 116 演练一 反应热的比较 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 0 a g b g c l h2 0 则 h1 填 或 下同 h2 2 同一反应 反应物状态不同时 s g o2 g so2 g h1 0 s s o2 g so2 g h2 0 则 h1 h2 3 两个有联系的不同反应相比 c s o2 g co2 g h1 0 c s o2 g co g h2 0 1 2 则 h1 h2 解析 1 因为 c g c l h3 0 根据盖斯定律 h3 h2 h1 0 h2 h1 2 h2 h3 h1 则 h3 h1 h2 又 h3 0 所以 h1 h2 3 根据常识可知 co g o2 g co2 g h3 0 又因为 h2 h3 h1 所 1 2 以 h2 h1 答案 1 2 3 2 已知 2ch3oh g 3o2 g 2co2 g 4h2o l h1 2co g o2 g 2co2 g h2 2h2 g o2 g 2h2o l h3 2h2 g o2 g 2h2o g h4 co g 2h2 g ch3oh g h5 16 下列关于上述反应焓变的判断正确的是 a h1 0 h2 0 b h3 h4 c h1 h2 2 h3 h5 d 2 h5 h1 0 解析 选 d a 项 甲醇燃烧是放热反应 h1 0 错误 b 项 h2o g h2o l 放 出热量 反应 放出的热量多 h小 故 h3 h4 错误 c 项 根据盖斯定律 h1 h2 2 h3 2 h5 错误 d 项 根据盖斯定律 由反应 2 反应 得 2co g 4h2 g 3o2 g 2co2 g 4h2o l h 2 h5 h1 相当于 co h2的燃烧 均为 放热反应 故 2 h5 h1 0 正确 演练二 利用盖斯定律计算反应热 书写热化学方程式 3 在 25 101 kpa 时 c s h2 g ch3cooh l 的燃烧热分别为 393 5 kj mol 1 285 8 kj mol 1 870 3 kj mol 1 则 2c s 2h2 g o2 g ch3cooh l 的 反应热为 a 488 3 kj mol 1 b 488 3 kj mol 1 c 191 kj mol 1 d 191 kj mol 1 解析 选 a 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 5 kj mol 1 h2 g o2 g h2o l h 285 8 1 2 kj mol 1 ch3cooh l 2o2 g 2co2 g 2h2o l h 870 3 kj mol 1 根据 盖斯定律 由 2 2 得 2c s 2h2 g o2 g ch3cooh l 则反应热为 393 5 kj mol 1 2 285 8 kj mol 1 2 870 3 kj mol 1 488 3 kj mol 1 4 在 1 200 时 天然气脱硫工艺中会发生下列反应 h2s g o2 g so2 g h2o g h1 3 2 2h2s g so2 g s2 g 2h2o g h2 3 2 h2s g o2 g s g h2o g h3 1 2 2s g s2 g h4 则 h4的正确表达式为 a h4 h1 h2 3 h3 2 3 b h4 3 h3 h1 h2 2 3 17 c h4 h1 h2 3 h3 3 2 d h4 h1 h2 3 h3 3 2 解析 选 a 根据盖斯定律 由反应 反应 反应 2 反应 则 2 3 2 3 h4 h1 h2 h3 2 h1 h2 3 h3 2 3 2 3 2 3 5 根据已知信息 按要求写出指定反应的热化学方程式 1 lih 可做飞船的燃料 已知下列反应 2li s h2 g 2lih s h 182 kj mol 1 2h2 g o2 g 2h2o l h 572 kj mol 1 4li s o2 g 2li2o s h 1 196 kj mol 1 试写出 lih 在 o2中燃烧的热化学方程式 2 工业上制取硝酸铵的流程如下所示 nh3 no no2 hno3 nh4no3 已知 4no g 4nh3 g o2 g 4n2 g 6h2o g h 1 745 2 kj mol 1 6no g 4nh3 g 5n2 g 6h2o g h 1 925 2 kj mol 1 则反应 的热化学方程式可表示为 3 饮用水中的 no主要来自 nh 已知在微生物的作用下 nh经过两步反应被氧 3 4 4 化成 no 两步反应的能量变化示意图如下 3 1 mol nh全部被氧化成 no的热化学方程式为 4 3 解析 1 根据盖斯定律 由已知反应 反应 反应 得 2lih s o2 g 1 2 1 2 li2o s h2o l h 702 kj mol 1 2 将已知的两个热化学方程式依次标记为 和 根据盖斯定律 由 5 4 得 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 1 025 2 kj mol 1 答案 1 2lih s o2 g li2o s h2o l h 702 kj mol 1 18 2 4nh3 g 5o2 g 4no g 6h2o g h 1 025 2 kj mol 1 3 nh aq 2o2 g no aq 2h aq h2o l h 346 kj mol 1 4 3 1 2018 高考北京卷 我国科研人员提出了由 co2和 ch4转化为高附加值产品 ch3cooh 的催化反应历程 该历程示意图如图 下列说法不正确的是 a 生成 ch3cooh 总反应的原子利用率为 100 b ch4 ch3cooh 过程中 有 c h 键发生断裂 c 放出能量并形成了 c c 键 d 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 解析 选 d 由 co2和 ch4制备 ch3cooh 的化学方程式为 co2 ch4ch3cooh 反应 催化剂 中没有副产物生成 所以总反应的原子利用率为 100 a 项正确 ch4分子中含有 4 个 c h 键 而 ch3cooh 分子中含有 3 个 c h 键 显然 ch4 ch3cooh 过程中 有 c h 键发生断 裂 b 项正确 观察反应的示意图可知 过程中放出能量 且在此过程中形成了新 化学键 即乙酸分子中的 c c 键 c 项正确 催化剂只能改变化学反应速率 而不影响化 学平衡 不能提高反应物的平衡转化率 d 项错误 2 1 2019 高考全国卷 27 1 环戊二烯 是重要的有机化工原料 广泛 用于农药 橡胶 塑料等生产 已知 g g h2 g h1 100 3 kj mol 1 h2 g i2 g 2hi g h2 11 0 kj mol 1 对于反应 g i2 g g 2hi g h3 kj mol 1 2 2018 高考天津卷 co2与 ch4经催化重整 制得合成气 ch4 g co2 g 2co g 2h2 g 催化剂 已知上述反应中相关的化学键键能数据如下 化学键 c hc oh hc o co 19 键能 kj mol 1 4137454361 075 则该反应的 h 3 2017 高考全国卷 28 2 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 4 2017 高考全国卷 28 3 已知 as s h2 g 2o2 g h3aso4 s h1 3 2 h2 g o2 g h2o l h2 1 2 2as s o2 g as2o5 s h3 5 2 则反应 as2o5 s 3h2o l 2h3aso4 s 的 h 解析 1 根据盖斯定律 由反应 反应 得反应 则 h3 h1 h2 100 3 11 0 kj mol 1 89 3 kj mol 1 2 根据 h 反应物总键能 生成物总键能 该反应的 h 413 4 745 2 kj mol 1 1 075 2 436 2 kj mol 1 120 kj mol 1 4 将已知热化学方程式依次编号为 根据盖斯定律 由 2 3 得 as2o5 s 3h2o l 2h3aso4 s h 2 h1 3 h2 h3 答案 1 89 3 2 120 kj mol 1 3 h2o l h2 g o2 g h 286 kj mol 1 h2s g h2 g s s 1 2 h 20 kj mol 1 4 2 h1 3 h2 h3 一 选择题 1 下列说法不正确的是 a 化学能可以转变成热能 电能等 20 b 化学反应必然伴随着能量变化 c 化学反应中的能量变化主要是由化学键的变化引起的 d 化学反应中能量变化的多少与反应物的质量无关 解析 选 d 化学反应的实质是旧化学键断裂与新化学键形成 一定伴随着能量变化 化学变化过程中产生的能量可以转化为热能 电能等 且化学反应中 反应物的质量 或物 质的量 的多少及物质的聚集状态 影响反应中能量变化的多少 2 2020 邢台高三期末 一种生产和利用氢能的途径如图所示 下列说法中错误的是 a 氢能属于二次能源 b 图中能量转化的方式至少有 6 种 c 太阳能电池的供电原理与燃料电池相同 d 太阳能 风能 氢能都属于新能源 解析 选 c 氢能属于二次能源 a 项正确 图中涉及的能量转化方式有太阳能 风能 水能转化为电能 电能转化为化学能 光能 化学能转化为电能等 b 项正确 太阳能电 池的供电原理是将太阳能转化为电能 而燃料电池的供电原理是将化学能转化为电能 所 以二者供电原理不相同 c 项错误 太阳能 风能 氢能都属于新能源 d 项正确 3 根据如图所示的反应 判断下列说法中错误的是 a co2 g 和 cao s 的总能量大于 caco3 s 的能量 b 该反应的焓变大于零 c 该反应中既有离子键断裂也有共价键断裂 化学键断裂吸收能量 化学键生成放出 能量 d 由该反应可推出凡是需要加热才发生的反应均为吸热反应 解析 选 d 因为碳酸钙受热分解是吸热反应 所以 co2 g 和 cao s 的总能量大于 caco3 s 的总能量 焓变大于零 a b 项正确 在 caco3中 ca2 和 co之间存在离子 2 3 21 键 co中 c 与 o 之间存在共价键 故反应中既有离子键断裂也有共价键断裂 断键吸 2 3 收能量 成键放出能量 c 项正确 需要加热才发生的反应不一定为吸热反应 如碳的燃 烧反应就是放热反应 d 项错误 4 已知反应 c s o2 g co2 g h1 co2 g c s 2co g h2 2co g o2 g 2co2 g h3 2cu s o2 g 2cuo s h4 co g cuo s co2 g cu s h5 下列说法正确的是 a h1 0 h3 0b h2 h1 h3 c h2 0 h4 0d h5 h1 h4 1 2 解析 选 b 将已知反应依次编号为 反应 和反应 都是放热反应 因 此 h1 0 h3 0 故 a 错误 根据盖斯定律 由 可得反应 因此 h1 h2 h3 即 h2 h1 h3 故 b 正确 反应 为吸热反应 因此 h2 0 反应 为放热反应 因此 h4 0 故 c 错误 根据盖斯定律 由 可得反应 1 2 因此 h5 h3 h4 故 d 错误 1 2 1 2 5 2020 邯郸教学质量检测 工业上 在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇 化学原理为 ch2 ch2 g h2o g ch3ch2oh g h 已知几种共价键的键能如下表所 示 化学键 c hc ch oc cc o 键能 kj mol 1 413615463348351 下列说法中错误的是 a 上述合成乙醇的反应是加成反应 b 相同时间段内 反应中用三种物质表示的反应速率相等 c 碳碳双键的键能小于碳碳单键的键能的 2 倍 d 上述反应式中 h 96 kj mol 1 解析 选 d 题述反应式中 h 615 kj mol 1 413 kj mol 1 4 463 kj mol 1 2 348 kj mol 1 413 kj mol 1 5 463 kj mol 1 351 kj mol 1 34 kj mol 1 d 项错误 6 已知 cu s 2h aq cu2 aq h2 g h1 22 2h2o2 l 2h2o l o2 g h2 2h2 g o2 g 2h2o l h3 则反应 cu s h2o2 l 2h aq cu2 aq 2h2o l 的 h a h1 h2 h3 1 2 1 2 b h1 h2 h3 1 2 1 2 c h1 2 h2 2 h3 d 2 h1 h2 h3 解析 选 a 根据盖斯定律 由 可得所求的热化学方程式 即 1 2 1 2 h h1 h2 h3 1 2 1 2 7 已知 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h1 890 3 kj mol 1 h2 g o2 g h2o l h2 285 8 kj mol 1 co2与 h2反应生成甲烷与液态水的热化学 1 2 方程式为 co2 g 4h2 g ch4 g 2h2o l h3 则 h3 a 252 9 kj mol 1b 252 9 kj mol 1 c 604 5 kj mol 1d 604 5 kj mol 1 解析 选 a 将已知反应依次编号为 根据盖斯定律 由 4 可得所求热化 学方程式 则 h3 4 h2 h1 252 9 kj mol 1 8 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 23 kj mol 1 h2o g h2o l h2 44 kj mol 1 2h2o2 l 2h2o l o2 g h3 196 4 kj 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 63 kj mol 1 b n2h4 g 2h2o2 l n2 g 4h2o g h 641 63 kj mol 1 c n2h4 g 2h2o2 l n2 g 4h2o l h 641 63 kj mol 1 d n2h4 g 2h2o2 l n2 g 4h2o g 23 h 817 63 kj mol 1 解析 选 b 将已知反应依次编号为 联氨与过氧化氢反应生成液态水的反应 热 h h1 h3 2 h2 817 63 kj mol 1 生成气态水的反应热 h h1 h3 2 h2 641 63 kj mol 1 故 b 正确 9 no 与 co 在金属铑 rh 的催化下发生反应 2no g co g n2o g co2 g h 该反应过程经历如下两步 反应 no g co g rh s rhn s co2 g h1 33 44 kj mol 1 反应 rhn s no g rh s n2o h2 319 35 kj mol 1 如图所示为该反应在无催化剂 a 和有催化剂 b 时反应过程的能量变化对比图 下列 有关判断正确的是 a h 285 91 kj mol 1 b e1为反应 2no g co g n2o g co2 g 的活化能 c e2为使用催化剂后降低的活化能 d 使用合适的催化剂可降低反应的活化能 提高反应速率 解析 选 d 根据盖斯定律 由反应 反应 可得 2no g co g n2o g co2 g h h1 h2 352 79 kj mol 1 a 项错误 e1为 2no g co g n2o g co2 g 不 使用催化剂和使用催化剂的活化能之差 b 项错误 e2为 2no g co g n2o g co2 g 的 焓变 c 项错误 使用合适的催化剂可降低反应的活化能 从而提高反应速率 d 项正确 10 2020 河南豫北 豫南第一次联考 hbr 被 o2氧化依次由如下 三步反 应组成 1 mol hbr 被氧化为 br2放出 12 67 kj 热量 其能量与反应过程曲线如图所示 hbr g o2 g hoobr g hoobr g hbr g 2hobr g hobr g hbr g h2o g br2 g 24 下列说法中正确的是 a 三步反应均为放热反应 b 步骤 的反应速率最慢 c 步骤 中 hoobr 比 hbr 和 o2稳定 d 热化学方程式为 4hbr g o2 g 2h2o g 2br2 g h 12 67 kj mol 1 解析 选 b 放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 根据题图可知 第一 步反应为吸热反应 a 项错误 步骤 为吸热反应 导致体系温度降低 反应速率减慢 其余反应均为放热反应 温度升高 反应速率加快 b 项正确 步骤 中 hoobr 的能量 比 hbr 和 o2的总能量高 能量越高 物质越不稳定 c 项错误 1 mol hbr 被氧化为 br2放 出 12 67 kj 热量 则热化学方程式为 4hbr g o2 g 2h2o g 2br2 g h 50 68 kj mol 1 d 项错误 11 2020 岳阳一模 研究表明 co 与 n2o 在 fe 作用下发生反应的能量变化及反应历 程如图所示 两步反应分别为 n2o fe n2 feo 慢 feo co co2 fe 快 下列说法正确的是 a 反应 是氧化还原反应 反应 是非氧化还原反应 b 两步反应均为放热反应 总反应的化学反应速率由反应 决定 c fe 使反应的活化能减小 feo 是中间产物 d 若转移 1 mol 电子 则消耗 11 2 l n2o 解析 选 c a 项 反应 均有元素化合价的升降 因此都是氧化还原反应 错误 b 项 由题图可知 反应 都是放热反应 总反应的化学反应速率由速率慢的反应 决 定 错误 c 项 fe 做催化剂