2018届一轮复习人教版化学能与热能学案(6) 22页

第22讲　化学能与热能 考纲要求 ‎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、反应热等概念。‎ ‎3．了解热化学方程式的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。‎ ‎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。‎ 考点一　焓变与反应热 ‎1．化学反应的实质与特征 ‎(1)实质：反应物中化学键断裂和生成物中化学键形成。‎ ‎(2)特征：既有物质变化，又伴有能量变化；能量转化主要表现为热能的变化，还表现为光能、电能等变化。‎ ‎2．焓变、反应热 ‎(1)反应热：化学反应过程中放出或吸收的能量。‎ ‎(2)焓变：在恒温恒压条件下进行的反应的热效应。符号：ΔH。单位：kJ·mol－1。‎ ‎3．吸热反应与放热反应 ‎(1)从能量高低角度理解 ‎(2)从化学键角度理解 ‎(3)常见放热反应 ‎①可燃物的燃烧反应；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④金属跟酸的置换反应；⑤物质的缓慢氧化。‎ ‎(4)常见吸热反应 ‎①大多数分解反应；②盐的水解和弱电解质的电离；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应。‎ ‎1．(LK选修4·P9,1改编)(1)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(l)①‎ H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)②‎ 反应①放出的热量为Q1，反应②放出的热量为Q2，则Q1________Q2(填“>”“＝”或“<”)，原因是____________。‎ ‎(2)用EC—C、EC===C、EH—H、EC—H表示出反应C2H4(g)＋H2(g)===C2H6(g)所放出的能量为____________。‎ 答案：　(1)>　HCl(g)形成HCl(l)时，要放出热量 ‎(2)2EC—H＋EC—C－EC===C－EH—H ‎2．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)伴有能量变化的物质变化都是化学变化(　　)‎ ‎(4)吸热反应在任何条件都不能发生(　　)‎ ‎(5)Na转化为Na＋时，吸收的能量就是该过程的反应热(　　)‎ ‎(6)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反应热(　　)‎ ‎(7)同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同(　　)‎ ‎(8)可逆反应的ΔH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)×‎ ‎(7)×　(8)√‎ ‎3．在相同条件下，同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？‎ 答案：　在空气中燃烧放出的热量多，因在纯氧中燃烧火焰明亮，转化成的光能多，故放出的热量少。‎ 考向一　利用图象，理清活化能与反应热的关系 ‎1．某反应的反应过程中能量变化如图所示(图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能)。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．该反应为放热反应 B．催化剂能改变该反应的焓变 C．催化剂能降低该反应的活化能 D．逆反应的活化能大于正反应的活化能 解析：　由题图可知，生成物的总能量高于反应物的总能量，故该反应为吸热反应；催化剂能降低该反应的活化能，但不能改变该反应的焓变；E1>E2，说明正反应的活化能大于逆反应的活化能。‎ 答案：　C ‎2．反应A＋B―→C(ΔH<0)分两步进行：①A＋B―→X(ΔH>0)；②X―→C(ΔH<0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　)‎ 解析：　A＋B―→C的ΔH<0，说明生成物C的能量应低于反应物A、B的能量之和，A、B两项均错误；由于A＋B―→X的ΔH>0，说明生成物X的能量应高于反应物A、B的能量之和，故C项错误，D项正确。‎ 答案：　D 考向二　依据共价键数及键能计算反应热 ‎3．已知C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1‎ ‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJ·mol－1‎ H—H、O===O和O—H键的键能分别为436 kJ·mol－1、496 kJ·mol－1和462 kJ·mol－1，则a为(　　)‎ A．－332　　　　　　 B．－118‎ C．＋350 D．＋130‎ 解析：　根据盖斯定律由题给的两个热化学方程式可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋(2a＋220) kJ·mol－1，则有：4×462 kJ·mol－1－2×436 kJ·mol－1－496 kJ·mol－1＝(2a＋220) kJ·mol－1，解得a＝＋130，故选项D正确。‎ 答案：　D ‎4．SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1 mol S(s)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ，断裂1 mol F—F、S—F键需要吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。则S(s)＋3F2(g)===SF6(g)的反应热ΔH为________。‎ 解析：　断裂1 mol S—S键吸收能量280 kJ，断裂3 mol F—F键吸收能量3×160 kJ，则吸收的总能量为Q吸＝280 kJ＋3×160 kJ＝760 kJ，释放的总能量为Q放＝330 kJ×6＝1 980 kJ，由反应方程式：S(s)＋3F2(g)===SF6(g)可知，ΔH＝760 kJ/mol－1 980 kJ/mol＝－1 220 kJ/mol。‎ 答案：　－1 220 kJ/mol ‎1．熟记反应热ΔH的基本计算公式 ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量 ΔH＝反应物的总键能之和－生成物的总键能之和 ‎2．计算物质中共价键的个数时要结合物质的结构，如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键，1 mol SiO2中含4 mol Si—O键。 ‎ 考点二　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。‎ 如2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6 kJ·mol－1‎ 表示在25 ℃、101 kPa条件下，2_mol_H2(g)和1_mol_O2(g)完全反应生成2_mol_H2O(l)，放出571.6_kJ的热量。‎ ‎3．书写热化学方程式的五步 ‎1．(LK选修4·P32,2改编)肼(N2H4)是火箭发动机的燃料，它与N2O4反应时，N2O4为氧化剂，生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)　ΔH＝＋8.7 kJ·mol－1，N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－534.0 kJ·mol－1，下列表示肼跟N2O4反应的热化学方程式，正确的是(　　)‎ A．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　‎ ΔH＝－542.7 kJ·mol－1‎ B．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　‎ ΔH＝－1 059.3 kJ·mol－1‎ C．2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　‎ ΔH＝－1 076.7 kJ·mol－1‎ D．2N2H4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋2H2O(g)　‎ ΔH＝－1 076.7 kJ·mol－1‎ 答案：　C ‎2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(ΔH的绝对值均正确)。‎ ‎(1)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　‎ ΔH＝－890.3 kJ(　　)‎ ‎(2)NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O　‎ ΔH＝57.3 kJ·mol－1(　　)‎ ‎(3)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝＋296.8 kJ·mol－1(　　)‎ ‎(4)2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ·mol－1(　　)‎ 答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×‎ ‎3．已知热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol，在合成氨工业生产中，如何理解此可逆反应中的反应热？‎ 答案：　反应热是反应物完全反应后放出或吸收的热量，不是达到平衡时反应放出或吸收的热量。N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ/mol表示1 mol N2(g)与3 mol H2(g)完全反应生成2 mol NH3(g)的反应热，在实际生产中，1 mol N2和3 mol H2反应生成的NH3小于2 mol，反应放热小于92.4 kJ。‎ 考向一　热化学方程式的书写 ‎1．(1)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)101 kPa时，1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2气体，放出890.3 kJ的热量，反应热的化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)0.3 mol乙硼烷(分子式B2H6)在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ的热量，则其热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　(1)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)　‎ ΔH＝－92 kJ·mol－1‎ ‎(2)CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　‎ ΔH＝－890.3 kJ·mol－1‎ ‎(3)B2H6(g)＋3O2(g)===B2O3(s)＋3H2O(l)　‎ ΔH＝－2 165 kJ·mol－1‎ ‎2．一定条件下，在水溶液中1 mol Cl－、ClO(x＝1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如下图所示。‎ ‎(1)D是________(填离子符号)。‎ ‎(2)B―→A＋C反应的热化学方程式为__________________(用离子符号表示)。‎ 解析：　(1)由图可知D中Cl元素化合价为＋7价，D为ClO。(2)B―→A＋C，即ClO－发生歧化反应生成Cl－和ClO，由得失电子守恒可得：3ClO－===ClO＋2Cl－。反应热为：ΔH＝E(ClO)＋2E(Cl－)－3E(ClO－)＝63 kJ·mol－1＋0－3×60 kJ·mol－1＝－117 kJ·mol－1。所以热化学方程式为：3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　ΔH＝－117 kJ·mol－1。‎ 答案：　(1)ClO ‎(2)3ClO－(aq)===ClO(aq)＋2Cl－(aq)　‎ ΔH＝－117 kJ·mol－1‎ 考向二　热化学方程式正误判断 ‎3．下列热化学方程式书写正确的是(ΔH的绝对值均正确)(　　)‎ A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(燃烧热)‎ B．NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝＋57.3 kJ/mol(中和热)‎ C．S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH＝－296.8 kJ/mol(反应热)‎ D．2NO2===O2＋2NO　ΔH＝＋116.2 kJ/mol(反应热)‎ 解析：　本题考查热化学方程式的正误判断。选项A，H2O的状态是不稳定的气态，不是表示燃烧热的热化学方程式；选项B，中和热为放热反应，ΔH＝－57.3 kJ/mol；选项C，S燃烧生成SO2的反应是放热反应，ΔH<0，同时也注明了物质的聚集状态等，正确；选项D，未注明物质的聚集状态，错误。‎ 答案：　C 判断热化学方程式正误的“五看”‎ 一看状态―→看各物质的聚集状态是否正确；‎ 二看符号―→看ΔH的“＋”“－”是否正确；‎ 三看单位―→看反应热的单位是否为kJ/mol；‎ 四看数值―→看反应热数值与化学计量数是否相对应；‎ 五看概念―→看燃烧热、中和热的热化学方程式。 ‎ 考点三　燃烧热、中和热及能源 ‎1．燃烧热 ‎(1)概念：25 ℃、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能量。‎ ‎(2)单位：kJ·mol－1。‎ ‎(3)意义：C的燃烧热为393.5 kJ·mol－1，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热量。‎ ‎(4)元素燃烧生成的稳定氧化物：‎ C―→CO2(g)、H―→H2O(l)、S―→SO2(g)。‎ ‎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时的反应热叫中和热。‎ ‎(2)用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3_kJ·mol－1。‎ ‎3．中和反应反应热的测定 ‎(1)装置：(请在横线上填写仪器名称)‎ ‎(2)50 mL 0.55 mol/L的NaOH溶液和50 mL 0.50 mol/L的稀盐酸混合反应。‎ ‎(3)计算公式：ΔH＝－ kJ·mol－1‎ t1——起始温度，t2——终止温度(反应过程最高温度)‎ ‎(4)注意事项 ‎①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，减少实验过程中的热量损失。‎ ‎②为保证酸完全中和，采取的措施是使碱稍过量。‎ ‎4．能源 ‎1．(RJ选修4·P10,3改编)氢能是一种既高效又干净的新能源，发展前景良好。氢能具有的优点包括(　　)‎ ‎①原料来源广　②易燃烧、热值高　③储存方便　④制备工艺廉价易行 A．①②　　　　　　 B．①③‎ C．③④ D．②④‎ 答案：　A ‎2．(RJ选修4·P7，表1－1改编)氢气的燃烧热为285.5 kJ·mol－1，则电解水的热化学方程式为 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋571.0 kJ/mol ‎3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)燃烧热是指1 mol可燃物的反应热(　　)‎ ‎(2)甲烷的标准燃烧热为－890.3 kJ·mol－1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1(　　)‎ ‎(3)表示中和热的热化学方程式：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1(　　)‎ ‎(4)在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ(　　)‎ ‎ (5)已知H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1，则H2的燃烧热为241.8 kJ·mol－1(　　)‎ ‎(6)强酸的稀溶液与强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O放出的热量为57.3 kJ·mol－1，弱酸与强碱的稀溶液反应生成1 mol H2O放出的热量为12.1 kJ·mol－1，这是由于有一部分热量用于弱酸的电离(　　)‎ ‎(7)碳燃烧的稳定产物为CO(　　)‎ ‎(8)H2SO4与Ba(OH)2溶液反应放出的热量是5.12 kJ，那么该反应的中和热为5.12 ‎ kJ/mol(　　)‎ 答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√ (7)×　(8)×‎ ‎4．怎样用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液，不能用铜丝搅拌棒代替的理由是什么？‎ 答案：　实验时应用环形玻璃搅拌棒上下搅动；因为铜传热快，热量损失大，所以不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒。‎ 考向一　理解燃烧热和中和热 ‎1．在25 ℃、101 kPa下，1 g H2完全燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，表示H2燃烧热的热化学方程式为：‎ ‎________________________________________________________________________，‎ H2的燃烧热为 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ/mol　285.8 kJ/mol ‎2．已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1。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．55 kJ B．220 kJ C．550 kJ D．1 108 kJ 答案：　A ‎3．下列说法正确的是(　　)‎ A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH<0，则12 g C和32 g O2具有的能量高于44 g CO2具有的能量 B．已知2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1，则C的燃烧热为110.5 kJ/mol C．1 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．已知中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，故将含0.5 mol H2SO4的浓H2SO4与含1 mol NaOH的NaOH溶液混合，放出的热量为57.3 kJ 答案：　A 考向二　中和热测定误差分析和数据处理 ‎4．某实验小组用0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液进行反应热的测定。‎ ‎(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－1]：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验，实验数据如下表。‎ ‎①请填写下表中的空白：‎ 温度 次数　　‎ 起始温度t1/℃‎ 终止温度t2/℃‎ 温度差平均值(t2－t1)/℃‎ H2SO4‎ NaOH 平均值 ‎1‎ ‎26.2‎ ‎26.0‎ ‎26.1‎ ‎30.1‎ ‎2‎ ‎27.0‎ ‎27.4‎ ‎27.2‎ ‎33.3‎ ‎3‎ ‎25.9‎ ‎25.9‎ ‎25.9‎ ‎29.8‎ ‎4‎ ‎26.4‎ ‎26.2‎ ‎26.3‎ ‎30.4‎ ‎②近似认为0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL－1，中和后生成溶液的比热容c＝4.18 J/(g·℃)。则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH＝________(取小数点后一位)。‎ ‎③上述实验数值结果与－57.3 kJ·mol－1有偏差，产生偏差的原因不可能是(填字母)________。‎ a．实验装置保温、隔热效果差 b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数 c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中 d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度 解析：　(2)①第2组数据偏差较大，应舍去，其他三组的温度差平均值为4.0 ℃。‎ ‎②ΔH＝－＝－53.5 kJ·mol－1。‎ ‎③放出的热量小可能是散热、多次加入碱或起始温度读的较高等原因。‎ 答案：　(1)H2SO4(aq)＋2NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋2H2O(l)　ΔH＝－114.6 kJ·mol－1‎ ‎(2)①4.0　②－53.5 kJ·mol－1　③b 测定中和热的易错细节 ‎(1)使用两只量筒分别量取酸和碱。‎ ‎(2)使用同一支温度计，分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后，必须用水冲洗干净并用滤纸擦干。‎ ‎(3)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。 ‎ 考点四　盖斯定律的应用 应用一　利用盖斯定律计算反应热 ‎1．将CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，可发生反应：‎ ‎①CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)，该反应的ΔH＝＋206 kJ·mol－1‎ 已知：②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802 kJ·mol－1，写出由CO2和H2O(g)生成CO的热化学方程式 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　CO2(g)＋3H2O(g)===2O2(g)＋CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋1 008 kJ·mol－1‎ ‎2．甲醇合成反应：‎ ‎(ⅰ)CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　‎ ΔH1＝－90.1 kJ·mol－1‎ ‎(ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　‎ ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1‎ 水煤气变换反应：‎ ‎(ⅲ)CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　‎ ΔH3＝－41.1 kJ·mol－1‎ 二甲醚合成反应：‎ ‎(ⅳ)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　‎ ΔH4＝－24.5 kJ·mol－1‎ 由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)‎ 的热化学方程式为______________________。‎ 解析：　(ⅰ)式×2＋(ⅳ)式即得：2CO(g)＋4H2(g)===H2O(g)＋CH3OCH3(g)　ΔH＝－204.7 kJ·mol－1。‎ 答案：　2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　‎ ΔH＝－204.7 kJ·mol－1‎ ‎ 应用二　利用盖斯定律比较反应热大小 ‎3．比较下列各组ΔH1和ΔH2的相对大小：‎ ‎(1)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH1‎ ‎2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH2________‎ ‎(2)S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1‎ S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2________‎ ‎(3)C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2________‎ ‎(4)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH1‎ H2(g)＋Cl2(g)===HCl(g)　ΔH2________‎ 答案：　(1)ΔH1<ΔH2　(2)ΔH1<ΔH2‎ ‎(3)ΔH1>ΔH2　(4)ΔH1<ΔH2‎ ‎4．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1‎ CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2‎ ‎2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3‎ ‎4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4‎ ‎3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5‎ 下列关于上述反应焓变的判断正确的是(　　)‎ A．ΔH1>0，ΔH3<0　 B．ΔH2>0，ΔH4>0‎ C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5‎ 解析：　设题中反应由上到下分别为①、②、③、④、⑤，反应①为碳的燃烧，是放热反应，ΔH1<0，反应②为吸热反应，ΔH2>0，反应③为CO的燃烧，是放热反应，ΔH3<0，反应④为铁的氧化反应(化合反应)，是放热反应，ΔH4<0，A、B错误；C项，由于反应①＝反应②＋反应③，所以ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，正确；D项，反应③＝(反应④＋反应⑤×2)/3，所以ΔH3＝，错误。‎ 答案：　C ‎(1)反应物和生成物的状态：物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系。‎ ‎(2)ΔH的符号：比较反应热的大小时，不要只比较ΔH数值的大小，还要考虑其符号。 ‎ ‎[浙江高考题]煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：‎ CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)‎ ΔH1＝＋218.4 kJ·mol－1(反应Ⅰ)‎ CaSO4(s)＋4CO(g) CaS(s)＋4CO2(g)‎ ΔH2＝－175.6 kJ·mol－1(反应Ⅱ) ‎ ‎[高考还可以这样考]‎ ‎(1)反应Ⅰ是放热反应还是吸热反应？________，能否通过反应Ⅰ判断等物质的量的CO、CO2具有能量的高低？________。‎ ‎(2)碳的燃烧热为393.50 kJ·mol－1，写出表示C燃烧热的热化学方程式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)已知CO转化成CO2的能量关系如图所示。写出该反应的热化学方程式 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)依据反应Ⅰ、Ⅱ确定反应CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)===CaS(s)＋3CO2(g)　ΔH＝________kJ·mol－1。‎ ‎(5)已知反应：C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH1‎ C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2‎ 试比较ΔH1和ΔH2的大小________。‎ 答案：　(1)吸热　不能 ‎(2)C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1‎ ‎(3)2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1‎ ‎(4)－394　(5)ΔH1>ΔH2‎ ‎[课堂随笔]　　‎ 课时训练化学能与热能 ‎1．下列设备工作时，将化学能转化为热能的是(　　)‎ A B C D 硅太阳能电池 锂离子电池 太阳能集热器 燃气灶 解析：　 硅太阳能电池工作时将光能转化为电能，A项错误；锂离子电池是化学电池，工作时将化学能转化为电能，B项错误；太阳能集热器工作时将光能转化为热能，C项错误；燃气灶工作时将化学能转化为热能，D项正确。‎ 答案：　D ‎2．(2016·广东深圳宝安期末)化学反应都伴随着能量变化，下列反应中属于吸热反应的是(　　)‎ A．氯化铵的水解　　 B．SO2的催化氧化 C．工业合成氨 D．生石灰吸收水 解析：　水解反应均属于吸热反应，A正确；SO2的催化氧化、工业合成氨、生石灰吸收水的反应均属于放热反应，B、C、D均错误。‎ 答案：　A ‎3．下列图示关系不正确的是(　　)‎ 解析：　燃烧热和中和热是并列关系，均属于反应热，A项正确；一次能源和二次能源是并列关系，而非交叉关系，B项错误；氧化还原反应有放热反应和吸热反应，非氧化还原反应也有放热反应和吸热反应，C项正确；根据能源的分类可知，D项正确。‎ 答案：　B ‎4．下列说法不正确的是(　　)‎ A．在25 ℃、101 kPa下，1 mol S和2 mol S的燃烧热相等 B．已知反应H2S(g)＋aO2(g)===X＋cH2O(l)　ΔH，若ΔH表示该反应的燃烧热，则X为SO2(g)‎ C．由H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔΗ＝－241.8 kJ·mol－1可知，H2(g)的燃烧热为241.8 kJ·mol－1‎ D．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ 解析：　燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，据此可知A、B项正确、C项错误；因浓硫酸在稀释时还要放出一部分热量，故D项正确。‎ 答案：　C ‎5．(2016·东北师大附中摸底)某反应由两步反应A→B→C构成，它的反应过程中能量变化曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．两步反应均为吸热反应 B．加入催化剂会改变反应的焓变 C．三种化合物中C最稳定 D．A→C反应中ΔH＝E1－E2‎ 解析：　B的能量高于C的能量，故B→C的反应为放热反应，A错误；加入催化剂，只改变反应的活化能，不改变反应的焓变，B错误；物质的总能量越低，物质越稳定，C正确；整个反应中ΔH＝(E1＋E3－E2)－E4，D错误。‎ 答案：　C ‎6．(2016·山东平遥期中)已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋130 kJ·mol－1‎ ‎②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－220 kJ·mol－1‎ 断开1 mol H—H键、O===O键分别需要吸收436 kJ、496 kJ的热量，则断开1 mol O—H键需要吸收的热量为(　　)‎ A．332 kJ B．118 kJ C．462 kJ D．360 kJ 解析：　热化学方程式①×2－热化学方程式②得：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH＝[(＋130)×2－(－220)] kJ·mol－1＝＋480 kJ·mol－1＝4E(O—H)－E(O===O)－2E(H—H)＝4E(O—H)－496 kJ·mol－1－2×436 kJ·mol－1，解得：E(O—H)＝462 kJ·mol－1，C正确。‎ 答案：　C ‎7．将V1 mL 1.0 mol·L－1盐酸溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1＋V2＝50 mL)。下列叙述正确的是(　　)‎ A．做该实验时环境温度为22 ℃‎ B．该实验表明化学能可以转化为热能 C．NaOH溶液的浓度约是1.00 mol·L－1‎ D．该实验表明有水生成的反应都是放热反应 解析：　由图可知，加入5 mL盐酸时混合液的温度达到22 ℃，故环境的温度应低于22 ℃；反应放热，由化学能转化为热能；恰好反应时放出热量最多，NaOH溶液的浓度为＝1.5 mol·L－1‎ ‎；有水生成的反应不一定是放热反应，如Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O是吸热反应。‎ 答案：　B ‎8．在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：‎ ‎①H2S(g)＋O2(g)===SO2(g)＋H2O(g)　ΔH1‎ ‎②2H2S(g)＋SO2(g)===S2(g)＋2H2O(g)　ΔH2‎ ‎③H2S(g)＋O2(g)===S(g)＋H2O(g)　ΔH3‎ ‎④2S(g)===S2(g)　ΔH4‎ 则ΔH4的正确表达式为(　　)‎ A．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)‎ B．ΔH4＝(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)‎ C．ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)‎ D．ΔH4＝(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)‎ 解析：　给题中方程式依次编号为①、②、③、④，①＋②－③×3得：3S(g)===S2(g)　(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)，故2S(g)===S2(g)　ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。‎ 答案：　A ‎9．已知：HCN(aq)与NaOH(aq)反应的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应的ΔΗ＝－55.6 kJ·mol－1。‎ 则HCN在水溶液中电离的ΔH等于(　　)‎ A．－67.7 kJ·mol－1 B．－43.5 kJ·mol－1‎ C．＋43.5 kJ·mol－1 D．＋67.7 kJ·mol－1‎ 解析：　由题意可知：①HCN(aq)＋OH－(aq)===CN－(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。应用盖斯定律，①－②可得：HCN(aq)===H＋(aq)＋CN－(aq)　ΔH＝＋43.5 kJ·mol－1，故C项正确。‎ 答案：　C ‎10．室温下，将1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH1，将1 mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)，热效应为ΔH3。则下列判断正确的是(　　)‎ A．ΔH2>ΔH3　　　　 B．ΔH1<ΔH3‎ C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3‎ 解析：　根据题意知，CuSO4·5H2O溶于水的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)＋5H2O(l)　ΔH1>0；CuSO4(s)溶于水的热化学方程式为CuSO4(s)===Cu2＋(aq)＋SO(aq)，ΔH2<0；根据盖斯定律知，CuSO4·5H2O受热分解的热化学方程式为：CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l)，ΔH3＝ΔH1－ΔH2>0。A.根据上述分析知，ΔH2<ΔH3，错误；B.根据上述分析知，ΔH1<ΔH3，正确；C.根据上述分析知，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，错误；D.根据上述分析知，ΔH1－ΔH2<ΔH3，错误。‎ 答案：　B ‎11．(2016·福建泉州期中)在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为：‎ ‎2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1‎ CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1‎ 由1 mol CO和3 mol CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为(　　)‎ A．2 912 kJ B．2 953 kJ C．3 236 kJ D．3 867 kJ 解析：　1 mol CO气体完全燃烧放出的热量为＝283 kJ，3 mol CH4完全燃烧放出的热量为3 mol×890 kJ·mol－1，1 mol CO和3 mol CH4完全燃烧放出的热量为283 kJ＋3×890 kJ＝2 953 kJ，B正确。‎ 答案：　B ‎12．(2016·河北唐山五校联考)如图所示是298 K时，N2与H2反应过程中能量变化的曲线图，下列叙述错误的是(　　)‎ A．加入催化剂，不能改变该化学反应的反应热 B．b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 C．该反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1‎ D．在温度、体积一定的条件下，通入1 mol N2和3 mol H2，反应后放出的热量为92 kJ 解析：　加入催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变化学反应的反应热，A、B均正确；由图示可知，该反应的ΔH＝508 kJ·mol－1－600 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1，C正确；由于该反应是可逆反应，反应不能进行到底，故1 mol N2和3 mol H2反应后生成NH3‎ 的物质的量小于2 mol，故其放出的热量小于92 kJ，D错误。‎ 答案：　D ‎13．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)反应过程的能量变化如下图所示。‎ 已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1。请回答下列问题：‎ ‎(1)图中A、C分别表示______________、________________，E的大小对该反应的反应热有无影响？________；‎ ‎(2)该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？________，理由是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎(3)图中ΔH＝________kJ·mol－1；‎ ‎(4)已知单质硫的燃烧热ΔH＝－296 kJ·mol－1，计算由S(s)生成1 mol SO3(g)的ΔH________(写出计算过程)。‎ 答案：　(1)反应物总能量　生成物总能量　无 ‎(2)降低　催化剂(V2O5)改变了反应的历程，使活化能E降低 ‎(3)－198　(4)S(s)＋O2(g)===SO2(g)　‎ ΔH1＝－296 kJ·mol－1，‎ SO2(g)＋O2(g)===SO3(g)　ΔH2＝－99 kJ·mol－1，‎ S(s)＋O2(g)===SO3(g)　‎ ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝－395 kJ·mol－1‎ ‎14．(2016·福建安溪期中)用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸与50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液在下图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中放出的热量可计算出中和热。请回答下列问题：‎ ‎(1)烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)若大烧杯上改为盖薄铁板，求得的反应热数值会________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。‎ ‎(3)若通过测定计算产生的热量为1.42 kJ，请写出该反应的热化学方程式：‎ ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：　(1)中和热测定实验成败的关键是保温工作，大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料的作用是减少实验过程中的热量损失。(2)大烧杯上如改为盖薄铁板，会使一部分热量散失，求得的中和热数值将会偏小。(3)由实验可知反应生成0.025 mol H2O(l)时，产生的热量为1.42 kJ，则反应生成1 mol H2O(l)时，放出的热量为×1 mol＝56.8 kJ，则该反应的热化学方程式为HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－56.8 kJ·mol－1。‎ 答案：　(1)保温(或隔热或减少热量损失)　(2)偏小 ‎(3)HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－56.8 kJ·mol－1‎ ‎15．(2016·河南安阳质检)(1)已知C(s，石墨)===C(s，金刚石)　ΔH>0，则稳定性：金刚石________石墨(填“>”或“<”)。‎ ‎(2)已知：2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH1‎ ‎2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH2‎ 则ΔH1________ΔH2(填“>”或“<”)。‎ ‎(3)“嫦娥五号”预计在海南文昌发射中心发射，火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮，偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料，四氧化二氮作氧化剂，二者反应生成氮气和气态水。已知：‎ ‎①N2(g)＋2O2(g)===N2O4(g)　ΔH＝＋10.7 kJ·mol－1‎ ‎②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－543 kJ·mol－1‎ 写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则CO的燃烧热为ΔH＝__________。‎ ‎(5)0.50 L 2.00 mol·L－1 H2SO4溶液与2.10 L 1.00 mol·L－1 KOH溶液完全反应，放出114.6 kJ热量，该反应的中和热ΔH＝____________。‎ ‎(6)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol NN键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式是 ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：　(1)已知C(s，石墨)＝C(s，金刚石) 　ΔH>0，说明该反应是吸热反应，因此石墨的总能量低于金刚石的总能量，而能量越低，物质越稳定，故稳定性：金刚石<石墨。‎ ‎(2)ΔH1表示碳完全燃烧的反应热，ΔH2表示碳不完全燃烧的反应热，碳完全燃烧放热多，且放热越多ΔH越小。因此，ΔH1<ΔH2。‎ ‎(3)根据盖斯定律，由2×②－①得：2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝2×(－543 kJ·mol－1)－(＋10.7 kJ·mol－1)＝－1 096.7 kJ·mol－1。‎ ‎(4)25 ℃、101 kPa时，14 g CO在足量的O2中充分燃烧，放出141.3 kJ热量，则1 mol CO(即28 g CO)完全燃烧放出的热量是141.3 kJ×2＝282.6 kJ，即CO的燃烧热ΔH＝－282.6 kJ·mol－1。‎ ‎(5)n(H2SO4)＝0.50 L×2.00 mol·L－1＝1 mol，n(KOH)＝2.10 L×1.00 mol·L－1＝2.10 mol，二者反应时，KOH过量，1 mol H2SO4完全反应生成2 mol H2O(l)放出114.6 kJ热量，故稀硫酸与KOH溶液反应生成1 mol H2O(l)放出的热量为×114.6 kJ＝57.3 kJ，故该反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。‎ ‎(6)N2与H2反应生成NH3的热化学方程式可表示为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝E(NN)＋3E(H—H)－2×3E(N—H)＝946 kJ·mol－1＋3×436 kJ·mol－1－6×391 kJ·mol－1＝－92 kJ·mol－1。‎ 答案：　(1)<　(2)<‎ ‎(3)2N2H4(g)＋N2O4(g)===3N2(g)＋4H2O(g)　‎ ΔH＝－1 096.7 kJ·mol－1‎ ‎(4)－282.6 kJ·mol－1‎ ‎(5)－57.3 kJ·mol－1‎ ‎(6)N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92 kJ·mol－1‎