2022年高考化學二輪復習 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第五講 化學能與熱能學案

2022年高考化學二輪復習 上篇 專題突破方略 專題二 基本理論 第五講 化學能與熱能學案xx高考導航適用于全國卷最新考綱高頻考點高考印證命題趨勢1.了解化學反應中能量轉化的原因，能說出常見的能量轉化形式。2了解化學能與熱能的相互轉化。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱等概念。3了解熱化學方程式的含義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。4了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。了解化學在解決能源危機中的重要作用。5以上各部分知識的綜合應用。反應熱xx·T28利用蓋斯定律計算反應熱并書寫熱化學方程式，是高考命題的常見題型，難度一般不大。解答此類題目一定要注意細節(jié)，如物質的狀態(tài)、反應熱的數值、正負號及單位等。熱化學方程式的書寫及判斷xx·T28蓋斯定律及其相關計算xx·T28xx·T28考點一反應熱學生用書P201從兩個角度理解化學反應的熱效應(1)從微觀的角度說，是舊化學鍵斷裂吸收的熱量與新化學鍵形成放出的熱量的差值，如上圖所示：a表示舊化學鍵斷裂吸收的熱量；b表示新化學鍵形成放出的熱量；c表示反應熱。(2)從宏觀的角度說，是反應物具有的總能量與生成物具有的總能量的差值，如上圖所示：a表示反應的活化能；b表示活化分子變成生成物分子所釋放的能量；c表示反應熱。2反應熱的量化參數鍵能反應熱與鍵能的關系：反應熱HE1E2或HE4E3，即H等于反應物的鍵能總和減去生成物的鍵能總和，或生成物具有的總能量減去反應物具有的總能量。反應熱與鍵能的換算1(反應熱與鍵能計算類)xx·高考全國卷，T28(3)已知反應2HI(g)=H2(g)I2(g)的H11 kJ·mol1，1 mol H2(g)、1 mol I2(g)分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436 kJ、151 kJ的能量，則1 mol HI(g)分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為_kJ。破題關鍵焓變與鍵能的關系為H反應物的總鍵能生成物的總鍵能。解析：設1 mol HI(g)分子中化學鍵斷裂時需要吸收的能量為x，則11 kJ2x436 kJ151 kJ，得：x299 kJ。答案：299互動拓展(1)催化劑能否改變化學反應的H?(2)鍵能與物質所具有的能量有何關系？答案：(1)催化劑只能改變化學反應的過程，降低化學反應的活化能，但不能改變化學反應的H。(2)鍵能越大，物質所具有的能量越低，物質越穩(wěn)定?；瘜W反應中的能量變化，是由化學反應中舊化學鍵斷裂時吸收的能量與新化學鍵形成時放出的能量不同所致。鍵能也可以用于估算化學反應的反應熱(H)，下表是部分化學鍵的鍵能數據：化學鍵PPPOO=OP=O鍵能(kJ·mol1)172335498X已知白磷及完全燃燒后的產物結構如下圖：經測定1 mol白磷完全燃燒時，釋放2 378 kJ的能量，則上表中X_。解析：由結構圖可知，P4(s)5O2(g)=P4O10(s)H2 378 kJ·mol1，H5E(O=O)6E(PP)4E(P=O)12E(PO)，即可求得P=O的鍵能。答案：4702某反應的反應過程中能量變化如圖所示(圖中E1表示正反應的活化能，E2表示逆反應的活化能)。下列有關敘述正確的是()A該反應為放熱反應B催化劑能改變該反應的焓變C催化劑能降低該反應的活化能D逆反應的活化能大于正反應的活化能解析：選C。由題圖可知，生成物的總能量高于反應物的總能量，故該反應為吸熱反應；催化劑能降低該反應的活化能，但不能改變該反應的焓變；E1>E2，說明正反應的活化能大于逆反應的活化能。2(xx·河南洛陽高三期末)常溫下，1 mol化學鍵分解成氣態(tài)原子所需要的能量用E表示。結合表中信息判斷下列說法不正確的是()共價鍵HHFFHFHClHIE(kJ·mol1)436157568432298A.432 kJ·mol1>E(HBr)>298 kJ·mol1B表中最穩(wěn)定的共價鍵是HF鍵CH2(g)2H(g)H436 kJ·mol1DH2(g)F2(g)=2HF(g)H25 kJ·mol1解析：選D。觀察表中數據知，氟、氯、碘的氫化物鍵能逐漸減小，故432 kJ·mol1>E(HBr)>298 kJ·mol1，A項正確；表中HF共價鍵的鍵能最大，即HF 共價鍵最穩(wěn)定，B項正確；H2(g)2H(g)，共價鍵斷裂要吸收能量，即H2(g)2H(g)H436 kJ·mol1，C項正確；反應H2(g)F2(g)=2HF(g)的反應熱H436 kJ·mol1157 kJ·mol12×568 kJ·mol1543 kJ·mol1，D項不正確。有關反應熱和焓變的認識誤區(qū)(1)反應熱不一定是焓變，恒壓下的反應熱為焓變。(2)物質中化學鍵越難斷裂，物質越穩(wěn)定，具有的能量越低。(3)同一物質的能量不一定相同，氣態(tài)時最高。(4)反應熱不僅帶數值、單位，還要指明“”、“”。反應熱與化學反應的過程1(xx·高考北京卷)最新報道：科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下：下列說法正確的是()ACO和O生成CO2是吸熱反應B在該過程中，CO斷鍵形成C和OCCO和O形成了具有極性共價鍵的CO2D狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O2反應的過程解析：選C。A.狀態(tài)總能量為反應物總能量，狀態(tài)總能量為生成物總能量，由圖示知反應物的總能量大于生成物的總能量，故該反應為放熱反應。B.從狀態(tài)、的圖示可以看出，反應中CO并未斷裂成C和O，C、O原子間一直有化學鍵。C.由圖示可以看出，CO和O生成了CO2，CO2分子中C與O形成極性共價鍵。D.狀態(tài)狀態(tài)表示CO與O反應生成CO2的過程，并不是CO與O2的反應過程。2(xx·高考海南卷改編)某反應過程能量變化如圖所示，下列說法正確的是()A反應過程a有催化劑參與B該反應為吸熱反應，熱效應等于HC改變催化劑，可改變該反應的活化能D有催化劑的條件下，反應的活化能等于E1E2解析：選C。由圖示可知反應過程a需要的活化能較高，沒有催化劑參與，A錯誤。由于反應物的能量高于生成物的能量，多余的能量就以熱能的形式釋放出來，所以該反應為放熱反應，熱效應等于生成物與反應物能量的差值H，B錯誤。改變催化劑，改變了反應途徑，改變了反應的活化能，但是反應熱不變，C正確?？键c二熱化學方程式的書寫與判斷學生用書P221六個注意(1)注意H的符號和單位若為放熱反應，H為“”；若為吸熱反應，H為“”。H的單位為 kJ·mol1。(2)注意反應熱的測定條件書寫熱化學方程式時應注意H的測定條件(溫度、壓強)，但絕大多數的H是在25 、101 kPa下測定的，此時可不注明溫度和壓強。(3)注意熱化學方程式中的化學計量數熱化學方程式中各物質化學式前面的化學計量數僅表示該物質的物質的量，并不表示物質的分子數或原子數。因此化學計量數可以是整數，也可以是分數。(4)注意物質的聚集狀態(tài)反應物和生成物的聚集狀態(tài)不同，反應熱H不同。因此，必須注明物質的聚集狀態(tài)才能完整地體現出熱化學方程式的意義。氣體用“g”，液體用“l(fā)”，固體用“s”，溶液用“aq”。熱化學方程式中不用“”和“”。(5)注意H的數值與符號熱化學方程式中的H的值應是表示反應已完成的熱量變化。由于H與反應完成的物質的量有關，所以方程式中化學式前面的化學計量數必須與H相對應，如果化學計量數加倍，則H也要加倍。逆反應的反應熱與正反應的反應熱數值相等，但符號相反。(6)注意燃燒熱和中和熱2記憶口訣熱化方程要點多，漏掉一點分不得；標清狀態(tài)配好平，焓變正負千焦摩；系數焓變成正比，逆向反應焓變號。熱化學方程式的書寫1(熱化學方程式書寫類)(1)(xx·高考山東卷)貯氫合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反應。溫度為T時，該反應的熱化學方程式為_。已知溫度為T時：CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJ·mol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJ·mol1(2)(xx·高考大綱卷)化合物AX3和單質X2在一定條件下反應可生成化合物AX5。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反應生成1 mol AX5，放出熱量123.8 kJ。該反應的熱化學方程式為_。(3)H2S的燃燒熱Ha kJ·mol1，寫出H2S燃燒反應的熱化學方程式：_。破題關鍵根據物質的熔、沸點判斷該物質在室溫時的狀態(tài)；燃燒熱表示 101 kPa時 1 mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，故產物H2O為液態(tài)；燃燒熱的數值唯一，但表示燃燒反應的熱化學方程式不唯一。解析：(1)由題意知CH4(g)2H2O(g)=CO2(g)4H2(g)H165 kJ·mol1CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2(g)H41 kJ·mol1應用蓋斯定律，由可得CO、H2合成CH4的反應：CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJ·mol1。(2)由題意知，室溫時，AX3是液體，AX5是固體，所以熱化學方程式為AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJ· mol1。(3)H2S的燃燒熱Ha kJ·mol1，則1 mol H2S完全燃燒生成SO2(g)和H2O(l)放出a kJ的熱量，所以H2S燃燒的熱化學方程式為2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l)H2a kJ·mol1或H2S(g)3/2O2(g)=SO2(g)H2O(l)Ha kJ·mol1。答案：(1)CO(g)3H2(g)=CH4(g)H2O(g)H206 kJ·mol1(2)AX3(l)X2(g)=AX5(s)H123.8 kJ· mol1(3)2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l)H2a kJ·mol1或H2S(g)3/2O2(g)=SO2(g)H2O(l)Ha kJ·mol1互動拓展可逆反應不能徹底進行，在表示可逆反應的熱化學方程式中，H的數值與反應物的化學計量數還成比例嗎？答案：成比例。熱化學方程式中的H的值是表示反應已完成的熱量變化，即指按照反應物的化學計量數完成反應的反應熱，所以可逆反應中H的數值與化學計量數成比例。(1)汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N2和O2反應，其能量變化示意圖如下： 寫出該反應的熱化學方程式：_。(2)焙燒產生的SO2可用于制硫酸。已知25 、101 kPa時：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H1197 kJ·mol1；H2O(g)=H2O(l)H244 kJ·mol1；2SO2(g)O2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l) H3545 kJ·mol1。則SO3(g)與H2O(l)反應的熱化學方程式是_。解析：(1)反應物斷裂化學鍵所需要吸收的總能量減去生成物形成化學鍵釋放的總能量即為焓變：H(945498)2×630 kJ·mol1183 kJ·mol1。(2)給題中的三個熱化學方程式分別編號為、，根據蓋斯定律由()可得到目標熱化學方程式。答案：(1)N2(g)O2(g)=2NO(g)H183 kJ·mol1(2)SO3(g)H2O(l)=H2SO4(l)H130 kJ·mol12(1)肼是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如圖所示，寫出肼燃燒的熱化學方程式：_。(2)已知：Q的單質是常見的半導體材料，在25 、101 kPa下，Q的氣態(tài)氫化物在氧氣中完全燃燒可得Q的最高價氧化物，反應中每轉移1 mol電子放熱190.0 kJ。則該反應的熱化學方程式是_。解析：(1)根據題干圖示可知，肼充分燃燒的產物是N2(g)和H2O(g)，1 mol 肼充分燃燒放出的熱量為2 752 kJ2 218 kJ534 kJ，根據要求寫出熱化學方程式。(2)由信息知Q為Si，其氣態(tài)氫化物SiH4與O2反應生成SiO2和H2O,1 mol SiH4完全反應轉移8 mol電子，故1 mol SiH4參加反應放出1 520.0 kJ熱量，即可寫出該反應的熱化學方程式。答案：(1)N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJ·mol1(2)SiH4(g)2O2(g)=SiO2(s)2H2O(l)H1 520.0 kJ·mol1熱化學方程式的正誤判斷1(xx·河南洛陽高三統考)下列熱化學方程式書寫正確的是(H的絕對值均正確)()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(g)H1 367.0 kJ/mol(燃燒熱)BNaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H57.3 kJ/mol(中和熱)C2NO2=O22NOH116.2 kJ/mol(反應熱)DS(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJ/mol(反應熱)解析：選D。燃燒熱是指101 kPa時1 mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物所放出的熱量，而氣態(tài)水不是穩(wěn)定的氧化物，故A錯誤。中和反應是放熱反應，H<0，故B錯誤。書寫熱化學方程式時必須標明物質的聚集狀態(tài)，故C錯誤。2(xx·山東濟南高三調研)下列熱化學方程式中，正確的是()A甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol1，則甲烷燃燒的熱化學方程式可表示為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H890.3 kJ·mol1B500 、30 MPa下，將0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密閉容器中充分反應生成NH3(g)，放熱19.3 kJ，其熱化學方程式為N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6 kJ·mol1CHCl和NaOH反應的中和熱為57.3 kJ·mol1，則H2SO4和NaOH反應的中和熱H2×(57.3 kJ·mol1)D在101 kPa時，2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8 kJ熱量，H2燃燒的熱化學方程式為2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1解析：選D。A項，熱化學方程式中生成的水為氣態(tài)，不屬于穩(wěn)定的氧化物，故H890.3 kJ·mol1；B項，由該反應是可逆反應，可知放出 19.3 kJ 的熱量時生成NH3的量一定小于1 mol，故N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H38.6 kJ·mol1；C項，中和熱是指酸、堿的稀溶液發(fā)生中和反應生成1 mol H2O時放出的熱量，故H2SO4和NaOH反應的中和熱H57.3 kJ·mol1。熱化學方程式的書寫與判斷的常見易錯點(1)忽視反應熱與物質的聚集狀態(tài)有關，導致漏寫反應物或生成物的聚集狀態(tài)。(2)不能正確理解“”、“”的含義，導致將H的正、負混淆。(3)忽視化學計量數與反應熱的數值的對應關系導致錯誤。例如：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJ·mol1；H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H92.3 kJ·mol1。(4)對于強酸和強堿的稀溶液反應，其中和熱是相等的，都約是57.3 kJ·mol1：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJ·mol1。對于強酸和弱堿或弱酸和強堿的稀溶液反應，中和熱一般小于57.3 kJ·mol1，因為弱電解質的電離是吸熱的。中和反應的實質是H和OH化合生成H2O。若反應過程中有其他物質生成(如生成不溶性物質或難電離物質等)，這部分反應熱不在中和熱之內?？键c三蓋斯定律及其相關計算學生用書P231蓋斯定律的應用(1)理論依據：反應熱只與反應體系的始態(tài)(各反應物)和終態(tài)(各生成物)有關，而與具體反應的途徑無關。(2)計算模式(3)主要應用：計算某些難以直接測量的反應熱。(4)注意事項：應用蓋斯定律進行簡單計算，關鍵在于設計反應途徑。當反應式乘以或除以某數時，H也應乘以或除以某數。熱化學方程式加減運算以及比較反應熱的大小時，H都要帶“”、“”號計算、比較，即把H看作一個整體進行分析判斷。在設計的反應途徑中常會遇到同一物質固、液、氣三態(tài)的相互轉化，狀態(tài)由固液氣變化時，會吸熱；反之會放熱。當設計的反應逆向進行時，其H與正反應的H數值相等，符號相反。2反應熱的計算方法(1)根據物質的能量或鍵能計算反應熱(H)的方法根據物質具有的能量進行計算：HE(生成物的總能量)E(反應物的總能量)；根據化學鍵的鍵能進行計算：HE(反應物的總鍵能)E(生成物的總鍵能)。(2)運用蓋斯定律計算反應熱(H)并書寫熱化學方程式的方法根據題意先確定待求反應方程式并標明各物質的狀態(tài)，思考將已知的化學方程式轉化為待求化學方程式的四則運算方法，再根據蓋斯定律，用相同的四則運算方法求出待求反應方程式的反應熱(H)，最后寫出完整的熱化學方程式。利用蓋斯定律求焓變1(蓋斯定律應用類)(xx·高考江蘇卷)已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列關于上述反應焓變的判斷正確的是()AH10，H30 BH20，H40CH1H2H3 DH3H4H5破題關鍵將已知熱化學方程式依次標號為、。根據蓋斯定律，熱化學方程式之間的疊加關系為；3×2×，即可判斷。解析：選C。A.C(s)、CO(g)在O2(g)中燃燒生成CO2，均為放熱反應，則有H1<0、H3<0。BCO2(g)與C(s)在高溫條件下反應生成CO(g)，該反應為吸熱反應，則有H2>0；Fe(s)與O2(g)反應生成Fe2O3(s)為放熱反應，則有H4<0。C將五個熱化學方程式依次編號為、，根據蓋斯定律，由可得，則有H1H2H3。D將五個熱化學方程式依次編號為、，根據蓋斯定律，由×3×2可得，則有H43H32H5?；油卣乖嚉w納合并方程式消去物質的策略。答案：觀察目標方程式和已知方程式，確定被消去的物質。方程式兩邊乘以某數(整數或分數)，使被消去的物質的化學計量數相同。被消去的物質在已知方程式的同一邊時用減法，不同邊時用加法。(xx·高考重慶卷)黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學方程式為S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g)Hx kJ·mol1已知：碳的燃燒熱H1a kJ·mol1S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJ·mol12K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJ·mol1則x為()A3abc Bc3abCabc Dcab解析：選A。碳燃燒的熱化學方程式為C(s)O2(g)=CO2(g)H1a kJ·mol1 ，將另外兩個熱化學方程式進行編號，S(s)2K(s)=K2S(s)H2b kJ·mol1 ，2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s)H3c kJ·mol1，運用蓋斯定律，×3得S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s) N2(g)3CO2(g)H(3abc) kJ·mol1 ，則x3abc，故A正確。2xx·高考全國卷，T28(2)乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產。已知：甲醇脫水反應2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H123.9 kJ·mol1甲醇制烯烴反應2CH3OH(g)=C2H4 (g)2H2O(g)H229.1 kJ·mol1乙醇異構化反應C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)H350.7 kJ·mol1則乙烯氣相直接水合反應C2H4 (g)H2O(g)=C2H5OH(g)的H_kJ·mol1。解析：將題給反應依次編號為、，反應減去反應再減去反應即得C2H4(g)H2O(g)=C2H5OH(g)，故HH1H2H323.9 kJ·mol1(29.1 kJ·mol1)(50.7 kJ·mol1)45.5 kJ·mol1。答案：45.5反應熱的計算及比較1(xx·高考海南卷)已知丙烷的燃燒熱H2 215 kJ·mol1，若一定量的丙烷完全燃燒后生成1.8 g水，則放出的熱量約為()A55 kJ B220 kJC550 kJ D1 108 kJ解析：選A。丙烷分子式是C3H8,1 mol丙烷燃燒會產生4 mol水，則丙烷完全燃燒產生1.8 g水，消耗丙烷的物質的量是n(C3H8)n(H2O)m÷M÷41.8 g÷18 g/mol÷40.025 mol，所以反應放出的熱量是Q2 215 kJ·mol1×0.025 mol55.375 kJ，因此放出的熱量約為55 kJ。2室溫下，將1 mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，熱效應為H1，將1 mol的CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，熱效應為H2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)5H2O(l)，熱效應為H3。則下列判斷正確的是()AH2>H3BH1<H3CH1H3H2DH1H2>H3解析：選B。1 mol CuSO4·5H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，為吸熱過程，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 CuSO4·5H2O(s)溶于水可以分為兩個過程，先分解成1 mol CuSO4(s)和5 mol H2O(l)，然后1 mol CuSO4(s)再溶于水，CuSO4·5H2O受熱分解為吸熱反應，即H3>0。根據蓋斯定律得到關系式H1H2H3，分析得到答案：H1<H3。3下列兩組熱化學方程式中，有關H的比較正確的是()CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H2NaOH(aq)H2SO4(濃，aq)=Na2SO4(aq)H2O(l)H3NaOH(aq)CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)H2O(l)H4AH1H2；H3H4BH1H2；H3H4CH1H2；H3H4DH1H2；H3H4解析：選B。比較H大小時一定要帶上“”、“”符號。由于H2O(g)轉化為H2O(l)要放出熱量，所以等物質的量的CH4(g)燃燒生成液態(tài)水時放出熱量的數值要比生成氣態(tài)水時的大。所以H1>H2。等物質的量的NaOH與濃H2SO4、稀醋酸恰好反應生成等物質的量的水，若不考慮濃H2SO4溶解放熱和弱電解質電離吸熱，應放出相同的熱量。但在實際反應中，濃H2SO4溶于水時放熱，使反應放出的總熱量增多；醋酸是弱酸，部分CH3COOH分子在電離過程中要吸熱，使反應放熱減少。所以H3<H4。反應熱的大小比較(1)利用蓋斯定律比較。(2)同一反應的生成物狀態(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)兩個有聯系的反應相比較時，如C(s)O2(g)=CO2(g)H1，C(s)1/2O2(g)=CO(g)H2。比較方法：利用反應(包括H1)乘以某計量數減去反應(包括H2)乘以某計量數，即得出H3H1×某計量數H2×某計量數，根據H3大于0或小于0進行比較?？傊?，比較反應熱的大小時要注意：反應中各物質的聚集狀態(tài)；H有正負之分，比較時要連同“”、“”一起比較，類似數學中的正、負數大小的比較；若只比較放出或吸收熱量的多少，則只比較數值的大小，不考慮正、負號。有關化學能與熱能的易錯問題匯總1誤認為1 mol可燃物燃燒時放出的熱量就是燃燒熱。其實不然，生成的氧化物應該是穩(wěn)定的，如H2是指生成H2O(l)而非H2O(g)，C是指生成CO2(g)而非CO(g)等。2比較化學反應的熱效應的大小時，易忽略“”、“”和單位。例如：化學反應的熱效應用H表示，H由符號和數字組成，單位是kJ/mol，計算和比較時要包括“”、“”。3誤認為在熱化學方程式的反應物和生成物連接符號(“=”或“”或“”)處應標注反應條件(點燃、加熱、電解等)，其實不需要。4誤認為反應條件不同時，H也不同。其實不然，如同溫同壓下，H2(g)和Cl2(g)的總能量與HCl(g)的總能量的差值不受光照和點燃條件的影響，故該反應在不同條件下的H相同。5誤認為可逆反應的反應熱與物質轉化率有關。其實不然，如2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H197 kJ/mol，是指生成2 mol SO3(g)時放出的熱量為197 kJ。6利用鍵能計算反應熱，其關鍵是算清物質中化學鍵的數目。原子晶體：1 mol金剛石中含2 molCC鍵，1 mol硅中含2 mol SiSi鍵，1 mol SiO2晶體中含4 molSiO鍵；分子晶體：1 mol P4中含有6 molPP鍵，1 mol P4O10(即五氧化二磷)中含有12 molPO鍵和4 molPO鍵，1 mol CH3CH3中含有6 molCH鍵和1 mol CC鍵。1下列設備工作時，將化學能轉化為熱能的是()ABCD硅太陽能電池鋰離子電池太陽能集熱器燃氣灶解析：選D。本題考查能量轉化形式的判斷，意在考查考生運用化學知識和化學原理解釋日常生活中化學問題的能力。硅太陽能電池工作時將光能轉化為電能，A項錯誤；鋰離子電池工作時將化學能轉化為電能，B項錯誤；太陽能集熱器工作時將光能轉化為熱能，C項錯誤；燃氣灶工作時將化學能轉化為熱能，D項正確。2(xx·山西太原二模)反應ABC分兩步進行：ABX，XC，反應過程中能量變化如圖所示，E1表示反應ABX的活化能。下列有關敘述正確的是()AE2表示反應XC的活化能BX是反應ABC的催化劑C反應ABC的H<0D加入催化劑可改變反應ABC的焓變解析：選C。反應XC的活化能小于E2，A錯誤；由可知，X是反應ABC的中間產物，B錯誤；反應物A和B的總能量大于生成物C的總能量，所以反應ABC是放熱反應，即H<0，C正確；加入催化劑可以改變反應的活化能，但反應物和生成物具有的總能量不變，則反應的焓變不改變，D錯誤。3H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應：H2(g)I2(g) 2HI(g)Ha kJ·mol1。已知：下列說法不正確的是()A反應物的總能量高于生成物的總能量B斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需能量大于斷開2 mol HI鍵所需能量C斷開2 mol HI鍵所需能量約為(cba) kJD向密閉容器中加入2 mol H2和2 mol I2，充分反應后放出的熱量小于2a kJ解析：選B。該反應的H0，為放熱反應，故反應物的總能量高于生成物的總能量，A項正確；該反應為放熱反應，則斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需的能量小于斷開2 mol HI鍵所需的能量，B項錯誤；HE(HH)E(II)2E(HI)a kJ·mol1，故斷開2 mol HI鍵所需的能量約為(cba) kJ，C項正確；H2和I2的反應為可逆反應，2 mol H2和2 mol I2不可能完全反應生成2 mol HI，因此放出的熱量小于2a kJ，D項正確。4已知H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H72 kJ·mol1，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收的熱量為30 kJ，其他相關數據如表所示。H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol 分子中化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436a369則表中a為()A404 B260C230 D200解析：選D。本題主要考查鍵能與反應熱的關系。由已知得：Br2(l)=Br2(g)H2HBr(g)Haa5在1 200 時，天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應：H2S(g)O2(g)=SO2(g)H2O(g)H1H2S(g)O2(g)=S(g)H2O(g)H22H2S(g)SO2(g)=S2(g)2H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4則H4的正確表達式為()AH4(H1H23H3)BH4(H1H23H3)CH4(H1H23H3)DH4(H1H33H2)解析：選D。題中4個熱化學方程式依次編號為、，根據蓋斯定律可知，(3×)，即2S(g)=S2(g)H4(H1H33H2)。6下列各組熱化學方程式的H()S(s)O2(g)=SO2(g)HSO2(g)H2H2O(g)H2H2O(l)HCaO(s)CO2(g)HCa(OH)2(s)H只有 B只有C只有 D解析：選D。由固體轉變?yōu)闅怏w需吸收熱量，又由于反應放熱時H7(xx·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)一調)下列關于反應過程中能量變化的說法，正確的是()A上圖中a、b曲線可分別表示反應CH2=CH2(g)H2(g)CH3CH3(g)H<0，使用和未使用催化劑時，反應過程中的能量變化B已知2C(s)2O2(g)=2CO2(g)H1,2C(s)O2(g)=2CO(g)H2，則H1>H2C同溫同壓下，反應H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點燃條件下的H不同D在一定條件下，某可逆反應的H100 kJ·mol1，則該反應正反應活化能比逆反應活化能大100 kJ·mol1解析：選D。反應物總能量低于生成物總能量，為吸熱反應，H>0，A錯誤；完全燃燒時釋放的能量多，但是H<0，則H1<H2，B錯誤；H的值與反應條件無關，C錯誤；H100 kJ·mol1，說明為吸熱反應，如圖。Ea(正)為正反應活化能，Ea(逆)為逆反應活化能，D正確。8運用化學反應原理研究氮、碳、硫等單質及其化合物的反應有重要意義。氨在國民經濟中占有重要地位。合成氨工業(yè)中，合成塔中每產生2 mol NH3，放出 92.4 kJ 熱量。(1)合成氨反應的熱化學方程式為_。(2)若起始時向容器內充入2 mol N2和6 mol H2，達平衡后放出的熱量為Q，則Q_(填“”、“”或“”)184.8 kJ。(3)已知：1 mol NH鍵斷裂時吸收的能量等于_ kJ。解析：(1)根據題意直接寫出合成氨反應的熱化學方程式：N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJ·mol1。(2)因合成氨反應是可逆反應，2 mol N2和6 mol H2不可能完全轉化生成4 mol NH3，故放出的熱量小于184.8 kJ。(3)設形成1 mol NH鍵放出的能量為E，根據題中信息可知，1 mol N2和3 mol H2斷裂化學鍵吸收的總能量為945.8 kJ3×436 kJ2 253.8 kJ，則有6×E2 253.8 kJ92.4 kJ，所以E391 kJ，故1 mol NH鍵斷裂時吸收的能量為391 kJ。答案：(1)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H92.4 kJ·mol1(2)(3)3919.(1)圖甲是一定的溫度和壓強下N2和H2反應生成1 mol NH3過程中能量變化示意圖，請寫出工業(yè)合成氨的熱化學方程式：_(H的數值用含字母Q1、Q2的代數式表示)。(2)飲用水中的NO主要來自于NH。已知在微生物的作用下，NH經過兩步反應被氧化成NO。兩步反應的能量變化示意圖如圖乙所示：乙1 mol NH全部被氧化成NO的熱化學方程式為_。解析：(1)注意圖甲是表示生成1 mol NH3過程中能量變化且該反應是放熱反應。(2)首先寫出NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)，然后依據圖像寫出NH(aq)O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H1273 kJ·mol1、NO(aq)O2(g)=NO(aq)H273 kJ·mol1，則由即得所求熱化學方程式。答案：(1)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H2(Q2Q1) kJ·mol1(2)NH(aq)2O2(g)=NO(aq)2H(aq)H2O(l)H346 kJ·mol110(1)已知關于鐵的氧化物存在下列三個熱化學方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.8 kJ/molFe2O3(s)CO(g)=Fe3O4(s)CO2(g)H15.73 kJ/molFe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)H640.4 kJ/mol則CO還原FeO的熱化學方程式為CO(g)FeO(s)=Fe(s)CO2(g)H_kJ/mol。(2)硫酰氯(SO2Cl2)是重要的化學試劑，可由如下反應制取：SO2(g)Cl2(g) SO2Cl2(g)H已知：SO2(g)Cl2(g)SCl2(g) 2SOCl2(g)H1a kJ/molSO2Cl2(g)SCl2(g) 2SOCl2(g)H2b kJ/molab0則H_kJ/mol(用含a、b的代數式表示)。解析：(1)由()××即得熱化學方程式CO(g)FeO(s)=Fe(s)CO2(g)H218 kJ/mol。(2)根據蓋斯定律，由式式，得SO2(g)Cl2(g) SO2Cl2(g)H(ab) kJ/mol。答案：(1)218(2)(ab)11CH4、H2、C都是優(yōu)質的能源物質，它們燃燒的熱化學方程式為CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol12H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJ·mol1C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ·mol1(1)在深海中存在一種甲烷細菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產生能量而存活，甲烷細菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量_(填“”、“”或“”)890.3 kJ。(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣)：CH4CO2=2CO2H2,1 g CH4完全反應可釋放15.46 kJ的熱量，則：下圖能表示該反應過程中能量變化的是_(填字母)。若將物質的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨時間的變化如圖所示，則CH4的轉化率為_。(3)C(s)與H2(g)不反應，所以C(s)2H2(g)=CH4(g)的反應熱無法直接測量，但通過上述反應可求出C(s)2H2(g)=CH4(g)的反應熱H_。(4)目前對于上述三種物質的研究是燃料研究的重點，下列關于上述三種物質的研究方向中可行的是_(填字母)。A尋找優(yōu)質催化劑，使CO2與H2O反應生成CH4與O2，并放出熱量B尋找優(yōu)質催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成C與O2C尋找優(yōu)質催化劑，利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)D將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料解析：(1)給定反應的反應熱只取決于反應物和生成物的多少和狀態(tài)，與中間過程無關，故甲烷細菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量仍等于890.3 kJ。(2)1 g CH4完全反應釋放15.46 kJ的熱量，則1 mol CH4完全反應放出熱量為247.36 kJ，故D圖符合題意。CH4的轉化率155.8 kJ÷247.36 kJ×100%63%。(3)即得C(s)2H2(g)=CH4(g)H74.8 kJ·mol1。(4)已知CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJ·mol1，則CO2與H2O反應生成CH4與O2的反應吸熱，故A項不正確；使CO2分解生成C與O2的反應為吸熱反應，常溫下不能發(fā)生，故B項不正確；利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)是合理的，故C項正確；將固態(tài)C合成為C60，以C60作為燃料，是極不經濟合算的，故D項不正確。答案：(1)(2)D63%(3)74.8 kJ·mol1(4)C