1、 第第 29 讲讲 化学能与热能化学能与热能 复习目标 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(H)与反应热的含义。5.了解燃烧热、中和热的定义，中 和反应反应热的测定。6.了解有关燃烧热、中和热的计算，燃烧热、中和热的热化学方程式 的书写。7.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。8.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。 考点一考点一 焓变焓变 热化学方程式热化学方程式 1反应热和焓
2、变 (1)反应热：化学反应过程中吸收或放出的能量。 (2)焓变：恒压条件下的反应热，称之为焓变，符号为 H，单位为 kJ mol 1。 2放热反应和吸热反应 (1)化学反应放热和吸热的原因 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 反应物具有的总能量大于 生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有 的总能量 与化学键的关系 生成物分子成键时释放出 的总能量大于反应物分子 断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放出的总能量小 于反应物分子断键时吸收的总能量 H 的符号 H0(“”号) 反应过程图示 (2)记忆常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 常见
3、反应 可燃物的燃烧 酸碱中和反应 金属与酸的置换反应 物质的缓慢氧化 铝热反应 大多数化合反应 弱电解质的电离 盐类的水解反应 Ba(OH)2 8H2O 与 NH4Cl 的反应 C 和 H2O(g)、C 和 CO2的反应 大多数分解反应 3.反应焓变的计算 (1)计算方法 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 H正反应活化能逆反应活化能 (2)注意事项 利用键能计算反应热的关键，是弄清物质中化学键的数目，清楚中学阶段常见单质、化合 物中所含共价键的种类和数目。 物质 (化学键) CO2 (C=O) CH4 (CH) P4 (PP) SiO2 (SiO) 石墨 (CC)
4、 金刚石 (CC) S8 (SS) Si (SiSi) 每个微 粒所含 键数 2 4 6 4 1.5 2 8 2 活化能与焓变的关系 a催化剂能降低反应的活化能，但不影响焓变的大小及平衡转化率。 b在无催化剂的情况，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，HE1E2，活化能 大小影响反应速率。 c起点、终点能量高低判断反应的 H，并且物质的能量越低，物质越稳定。 4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：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。例如：H2(g) 1 2O2(g)=H2O(l) H285.8 kJ mol
5、1，表示在 25 和 1.01105 Pa 下，1 mol H 2(g)和1 2 mol O2(g)反应生成 1 mol 液态水时放出 285.8 kJ 的热量。 (3)书写方法 (1)浓 H2SO4稀释是放热反应() 错因：吸热反应、放热反应均指化学反应。 (2)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() 错因：化学反应表现为吸热或放热，与反应开始时是否需要加热无关。 (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() 错因：焓变与反应条件无关。 (4)石墨转变为金刚石是吸热反应，则金刚石比石墨更稳定() 错因：物质能量越高，越不稳
6、定。 (5)800 、30 MPa 下，将 0.5 mol N2和 1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成 NH3(g)， 放热 19.3 kJ，则其热化学方程式为 N2(g)3H2(g)=2NH3(g) H38.6 kJ mol 1() 错因：该反应可逆，19.3 kJ 的热量不是 0.5 mol N2完全反应放出的，其次该反应热的数值也 不是 101 kPa、25 条件下的反应热。 题组一 焓变的概念与计算 1已知 2H2(g)CO(g)=CH3OH(g)为放热反应，对该反应的下列说法正确的是( ) A因该反应为放热反应，故不加热就可发生 B相同条件下，2 mol H2(g)的能
7、量或 1 mol CO(g)的能量一定高于 1 mol CH3OH(g)的能量 C相同条件下，2 mol H2(g)和 1 mol CO(g)的总能量一定高于 1 mol CH3OH(g)的总能量 D达到平衡时，CO 的浓度与 CH3OH 的浓度一定相等 答案 C 解析 放热反应与反应条件无关，可能需要加热才发生，A 错误；物质的能量与状态有关， 由放热反应可知，相同条件下，2 mol H2(g)与 1 mol CO(g)的能量和一定高于 1 mol CH3OH(g) 的能量，B 错误、C 正确；平衡时，各物质的浓度不变，浓度是否相等与起始量、转化率有 关，D 错误。 2CO(g)与 H2O(
8、g)反应的能量变化如图所示： 回答下列问题： (1)该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。 (2)该反应的焓变 H 。 答案 (1)放热 (2)41 kJ mol 1 3已知几种化学键的键能数据如下表所示(亚硝酰氯的结构式为 ClN=O)： 化学键 NO ClCl ClN N=O 键能/ (kJ mol 1) 630 243 a 607 则反应 2NO(g)Cl2(g)2ClNO(g)的 H kJ mol 1(用含 a 的代数式表 示)。 答案 2892a 解析 根据 H反应物总键能生成物总键能，知 H2630 kJ mol 1243 kJ mol1 2(a kJ mol 1607 kJ m
9、ol1)(2892a) kJ mol1。 题组二 能量图像分析 4已知化学反应 A2(g)B2(g)=2AB(g) H100 kJ mol 1 的能量变化如图所示，判断 下列叙述中正确的是( ) A加入催化剂，该反应的反应热 H 将减小 B每形成 2 mol AB 键，将吸收 b kJ 能量 C每生成 2 分子 AB 吸收(ab) kJ 热量 D该反应正反应的活化能大于 100 kJ mol 1 答案 D 解析 催化剂不影响焓变的大小， A 错误； 形成化学键， 释放能量， B 错误； 每生成 2 mol AB(g) 吸收(ab)kJ 热量，C 错误。 5(2018 北京，7)我国科研人员提出
10、了由 CO2和 CH4转化为高附加值产品 CH3COOH 的催化 反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是( ) A生成 CH3COOH 总反应的原子利用率为 100% BCH4CH3COOH 过程中，有 CH 键发生断裂 C放出能量并形成了 CC 键 D该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 答案 D 解析 根据图示 CH4与 CO2在催化剂存在时生成 CH3COOH，总反应为 CH4CO2 催化剂 CH3COOH，只有 CH3COOH 一种生成物，原子利用率为 100%，A 项正确；CH4选择性活化 变为过程中，有 1 个 CH 键断裂，B 项正确；根据图示，的总能量高于的总能量，
11、放出能量，对比和，形成 CC 键，C 项正确；催化剂只影响化学反应速 率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D 项错误。 62019 全国卷，28(3)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上 水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。 可知水煤气变换的 H 0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化 能)E正 eV，写出该步骤的化学方程式 。 答案 小于 2.02 COOH*H*H2O*=COOH*2H*OH*(或 H2O*=H*OH*) 解析 观察始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态物质相对能量低于始态物质
12、相对能量，说明该反应是放热反应，H 小于 0。过渡态物质相对能量与始态物质相对能量相 差越大，活化能越大，由题图知，最大活化能 E正1.86 eV(0.16 eV)2.02 eV，该步起 始物质为 COOH*H*H2O*，产物为 COOH*2H*OH*。 题组三 热化学方程式的书写与判断 7实验测得：101 kPa 时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出 285.8 kJ 的热量；1 mol CH4 完全燃烧生成液态水和 CO2， 放出 890.3 kJ 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) H890.3 kJ mol 1
13、CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890.3 kJ CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g) H890.3 kJ mol 1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJ mol 1 A仅有 B仅有 C仅有 D全部符合要求 答案 B 解析 H890.3 kJ mol 1，焓变的单位不正确，水的状态不正确。 8(2020 湖北重点中学联考)热化学方程式中的 H 实际上是热力学中的一个物理量，叫做焓 变，其数值和符号与反应物和生成物的总能量有关，也与反应物和生成物的键能有关。 (1)图甲表示的是 NO2和 CO 反应生成 CO2和 NO 过程中能量变
14、化示意图，请写出 NO2和 CO 反应的热化学方程式： 。 (2)图乙表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成 1 mol 气态氢化物时的焓变数据，根据焓变 数据可确定 a、b、c、d 分别代表哪种元素，试写出硒化氢在热力学标准态下，发生分解反应 的热化学方程式： 。 答案 (1)NO2(g)CO(g)=NO(g)CO2(g) H234 kJ mol 1 (2)H2Se(g)=Se(s)H2(g) H81 kJ mol 1 解析 (1)根据图甲可知，此反应是放热反应，热化学方程式为 NO2(g)CO(g)=CO2(g) NO(g) H(134368) kJ mol 1234 kJ mol1。 (2
15、)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢气物的稳定性降低、能量增大，则可确 定 a、b、c、d 分别代表碲、硒、硫、氧元素。b 代表硒元素，生成 1 mol H2Se(g)的 H 81 kJ mol 1，则分解反应的热化学方程式为 H 2Se(g)=Se(s)H2(g) H81 kJ mol 1。 9CuCl(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 。 答案 4CuCl(s)O2(g)=2CuCl2(s)2CuO(s) H177.6 kJ mol 1
16、 (1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。 (2)在化学反应中，反应物各原子之间的化学键不一定完全断裂。 (3)判断热化学方程式正误的“五审” 考点二考点二 燃烧热燃烧热 能源能源 中和反应反应热的测定中和反应反应热的测定 1燃烧热 常温时稳定氧化物示例：HH2O(l)，CCO2(g)，SSO2(g)。 2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。 3中和反应反应热及测定 (1)测定原理 Hm 酸m碱 c t终t始
17、 n c4.18 J g 1 14.18103 kJ g1 1；n 为生成 H 2O 的物质的量。稀溶液的密度用 1 g mL 1 进行计算。 (2)装置如图 (3)注意事项 碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是保温、隔热，减少热量损失。 为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量(0.5 mol L 1HCl、0.55 mol L1NaOH 溶液等体 积混合)。 实验时不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜丝导热性好，比用环形玻璃搅拌 棒误差大。 (1)根据 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571 kJ mol 1 可知氢气的燃烧热为 571 kJ mol 1 () 错因：燃
18、烧热是以 1 mol 可燃物为标准。 (2)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() (3)已知稀溶液中，H (aq)OH(aq)=H 2O(l) H57.3 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() 错因：醋酸电离要吸收热量，此时放出的热量小于 57.3 kJ。 (4)S(s)3 2O2(g)=SO3(g) H315 kJ mol 1(燃烧热)(H 的数值正确)() 错因：硫的稳定氧化物是 SO2。 (5)已知 H (aq)OH(aq)=H 2O(l) H57.3 kJ mol 1，则 H 2
19、SO4和 Ba(OH)2反应的反应 热 H2(57.3 kJ mol 1)() 错因：该反应生成 BaSO4沉淀也有热效应。 题组一 燃烧热、能源的概念及利用 1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。下列符 合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 B 解析 天然气、煤、石油都是化石能源，不可再生，因此不属于未来新能源，不符合， 核能使用不当的话对环境有污染，且不可再生，故核能不属于未来新能源，不符合；太阳 能、 生物质能、 风能资源丰富， 在使用时对环境无污染或污染很小， 属于未来新能源， 符合，
20、氢能可以再生，燃烧产物是水，氢气的原料为水，属于未来新能源，符合，因此符 合未来新能源标准的是，B 项正确。 2航天燃料从液态变为固态，是一项技术突破。铍是高效率的火箭材料，燃烧时放出巨大的 能量，已知 1 kg 的铍完全燃烧放出的热量为 62 700 kJ。则铍燃烧的热化学方程式正确的是 ( ) ABe1 2O2=BeO H564.3 kJ mol 1 BBe(s)1 2O2(g)=BeO(s) H564.3 kJ mol 1 CBe(s)1 2O2(g)=BeO(s) H564.3 kJ mol 1 DBe(s)1 2O2(g)=BeO(g) H564.3 kJ mol 1 答案 C 解析
21、 1 kg Be 的物质的量为 1 000 g 9 g mol 11 000 9 mol，又因为 1 kg Be 完全燃烧放出的热量为 62 700 kJ，则 1 mol Be 完全燃烧放出的热量为62 700 1 000 9 kJ564.3 kJ，Be 与 O2反应生成 BeO 固体，则其热化学方程式为 Be(s)1 2O2(g)=BeO(s) H564.3 kJ mol 1。 3(2020 广东中山模拟)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧时，若氧气不足生成一 氧化碳，若充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。 (1)等质量的金刚石和石墨完全燃烧， (填“金刚石”或“石墨”)放
22、出的热量更多， 写出表示石墨燃烧热的热化学方程式： 。 (2)在通常状况下， (填“金刚石”或“石墨”)更稳定，写出石墨转化为金 刚石的热化学方程式： 。 (3)12 g 石墨在一定量空气中燃烧，生成气体 36 g，该过程中放出的热量为 。 答案 (1)金刚石 C(石墨，s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJ mol 1 (2)石墨 C(石墨，s)=C(金刚石，s) H1.9 kJ mol 1 (3)252.0 kJ 解析 (1)根据图像， 1 mol 金刚石和石墨均完全燃烧生成二氧化碳， 前者反应的 H395.4 kJ mol 1，后者反应的 HH 2H3393.5 kJ mol
23、1，显然，金刚石放出的热量更多。 根据燃烧热的概念，表示石墨燃烧热的热化学方程式中，生成物必须是二氧化碳。(2)根据图 示可知 1 mol 石墨的总能量比 1 mol 金刚石的总能量低 1.9 kJ。据此可写出反应的热化学方 程式。(3)石墨的质量是 12 g，根据 C、O 元素守恒可求出 CO、CO2的物质的量均为 0.5 mol。 则反应放出的热量为 0.5 mol110.5 kJ mol 10.5 mol393.5 kJ mol1252.0 kJ。 题组二 中和反应反应热的测定 4.利用如图所示装置测定中和反应反应热的实验步骤如下： 用量筒量取 50 mL 0.50 mol L 1盐酸倒
24、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，测得混合液的最高温度。回答下列问题： (1)为什么所用 NaOH 溶液要稍过量？ 。 (2)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 (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 (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
25、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 。 (5)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容 c4.18 J g 1 1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下： 实验序号 起始温度 t1/ 终止温度 t2/ 盐酸 氢氧化钠溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 3 20.5 20.6 23.6 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)。 (6) (填“能”或“不能”)用 Ba(OH
26、)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是 。 答案 (1)确保盐酸被完全中和 (2)C (3)D (4)H1H2H3 (5)51.8 kJ mol 1 (6)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反应的反应热 解析 (1)在中和反应反应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)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： 用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒上下轻轻地 搅动。 (4)稀氢氧化钠溶液和稀氢氧化钙溶液中溶质都完全电离，它们的中和反应反
27、应热相同，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(注意中和反应反应热与 H 的关系)。 (5)取三次实验的平均值代入公式计算即可。 (6)硫酸与 Ba(OH)2溶液反应生成 BaSO4沉淀的生成热会影响中和反应的反应热，故不能用 Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸。 (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)中和反应的实质是 H 和 OH反应生成 H 2O。 若反应过程中有其他物质生成(如生成不溶性 物质，难电离物质等)，这部分反应热不在中和反应反应热之内。 (3)对于中和反
28、应反应热、燃烧热，由于它们的反应放热是确定的，所以描述中不带“”， 但焓变为负值。 考点三考点三 盖斯定律盖斯定律 反应热的计算与比较反应热的计算与比较 1盖斯定律 (1)盖斯定律的内容 不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热相同，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。例如： C(s)O2(g)=CO2(g) H1 C(s)1 2O2(g)=CO(g) H2 CO(g)1 2O2(g)=CO2(g) H3 根据盖斯定律有：H1H2H3。 (2)盖斯定律的应用 应用盖斯定律比较反应热的大小； 应用盖斯定律计算反应热。 2反应热大小的比较 (1)根据反应物的
29、量的大小关系比较反应焓变大小 H2(g)1 2O2(g)=H2O(g) H1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H2 反应中 H2的量更多，因此放热更多，|H1|H2|，但 H10，H2H2。 (2)根据反应进行的程度大小比较反应焓变的大小 C(s)1 2O2(g)=CO(g) H3 C(s)O2(g)=CO2(g) H4 反应中，C 完全燃烧，放热更多，|H3|H4|，但 H30，H4H4。 (3)根据反应物或生成物的状态比较反应焓变的大小 S(g)O2(g)=SO2(g) H5 S(s)O2(g)=SO2(g) H6 方法一：图像法 由图像可知：|H5|H6|，但 H50，H60，故
30、 H5H6。 方法二：通过盖斯定律构造新的热化学方程式 由可得 S(g)=S(s) HH5H60，故 H5H6。 (4)根据特殊反应的焓变情况比较反应焓变的大小 2Al(s)3 2O2(g)=Al2O3(s) H7 2Fe(s)3 2O2(g)=Fe2O3(s) H8 由可得 2Al(s)Fe2O3(s)=2Fe(s)Al2O3(s) HH7H8，已知铝热反应为放热 反应，故 H0，H7”“”或“”，下同)H2。 答案 解析 因为 C(g)=C(l) H30 则 H3H2H1，H2H1。 (2)C(s)O2(g)=CO2(g) H10 C(s)1 2O2(g)=CO(g) H20 则 H1 H
31、2。 答案 解析 根据常识可知，CO(g)1 2O2(g)=CO2(g) H30，又因为 H2H3H1，所以 H2H1。 题组一 根据盖斯定律计算反应热 1将 TiO2转化为 TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知： TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)O2(g) H1140.5 kJ mol 1 C(石墨，s)1 2O2(g)=CO(g) H2110.5 kJ mol 1 则反应 TiO2(s)2Cl2(g)2C(石墨，s)=TiCl4(l)2CO(g)的 H 是( ) A80.5 kJ mol 1 B30.0 kJ mol 1 C30.3 kJ mol 1 D80.5 k
32、J mol 1 答案 D 2(2019 山东临沂高三 2 月教学检测)Li/Li2O 体系的能量循环如图所示。下列说法正确的是 ( ) AH3H5 DH1H2H3H4H5H60 答案 C 解析 由 O2的气态分子变为气态原子， 需要断裂分子中的化学键， 因此要吸收能量， H30， A 项错误；物质含有的能量只与物质的始态与终态有关，与反应途径无关，根据物质转化关 系可知，H1H2H3H4H5H6，B、D 两项错误；H1H2H3H4H5 H6，H10，H20，H30，H40，所以 H6H5，C 项正确。 32019 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
33、生产。回答下列问题： 已知(g)=(g)H2(g) H1100.3 kJ mol 1 H2(g)I2(g)=2HI(g) H211.0 kJ mol 1 对于反应：(g)I2(g)=(g)2HI(g) H3 kJ mol 1。 答案 89.3 解析 根据盖斯定律，由反应反应得反应，则 H3H1H2(100.3 11.0)kJ mol 189.3 kJ mol1。 题组二 利用盖斯定律书写热化学方程式 4 (2019 成都模拟)“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
34、剂，二者反应生成氮气和气态水。已知： N2(g)2O2(g)=N2O4(g) H10.7 kJ mol 1 N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H543 kJ mol 1 写出气态肼和 N2O4反应的热化学方程式： 。 答案 2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H1 096.7 kJ mol 1 解析 根据盖斯定律，由 2得： 2N2H4(g)N2O4(g)=3N2(g)4H2O(g) H2(543 kJ mol 1)(10.7 kJ mol1)1 096.7 kJ mol1。 52018 北京，27(1)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太
35、阳能的转化与 存储。过程如下： 反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g) H1551 kJ mol 1 反应：S(s)O2(g)=SO2(g) H3297 kJ mol 1 反应的热化学方程式： 。 答案 3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s) H2254 kJ mol 1 解析 由题图可知，反应的化学方程式为 3SO22H2O= 催化剂 2H2SO4S。根据盖斯定律， 反应(反应反应)可得：3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s) H2254 kJ mol 1。 6(2020 济南模拟)CH4超干重整 CO2的催化转化如图 1 所示：
36、 (1)已知相关反应的能量变化如图 2 所示，过程的热化学方程式为 。 (2)关于上述过程的说法不正确的是 (填字母)。 a实现了含碳物质与含氢物质的分离 b可表示为 CO2H2=H2O(g)CO cCO 未参与反应 dFe3O4、CaO 为催化剂，降低了反应的 H 答案 (1)CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) H247.4 kJ mol 1 (2)cd 解析 (1)据CH4超干重整CO2的催化转化图， 过程的化学反应为CH4(g)CO2(g)=2CO(g) 2H2(g)。由能量反应过程曲线得热化学方程式： CH4(g)H2O(g)=CO(g)3H2(g) H206.2 kJ
37、 mol 1 (i) CO2(g)4H2(g)=CH4(g)2H2O(g) H165 kJ mol 1 (ii) (i)2(ii)得过程的热化学方程式：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g) H247.4 kJ mol 1。 (2)过程物质变化为：左上(CO、H2、CO2)右下(惰性气体) 左下(H2O)右上(CO、惰 性气体)，总反应为 H2CO2=H2O(g)CO。Fe3O4、CaO 为总反应的催化剂，能降低反应 的活化能，但不能改变反应的 H。故 a、b 正确，c、d 错误。 题组三 反应热的比较 7(2020 广安期中)根据以下热化学方程式，H1和 H2的大小比较错误的是(
38、 ) A2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l) H1 2H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(l) H2 则有 H1H2 BBr2(g)H2(g)=2HBr(g) H1 Br2(l)H2(g)=2HBr(g) H2 则有 H1H2 C4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s) H1 4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s) H2 则有 H1H2 DCl2(g)H2(g)=2HCl(g) H1 Br2(g)H2(g)=2HBr(g) H2 则有 H1H2 答案 A 解析 将 A 中的热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由可得 2S(s) 2O2(g)=2SO2(g
39、) HH1H20，即 H1H2，A 错误；等量的 Br2(g)具有的能量高于 等量的 Br2(l)具有的能量，故 1 mol Br2(g)与 H2(g)反应生成 HBr(g)放出的热量比 1 mol Br2(l) 与 H2(g)反应生成 HBr(g)放出的热量多，则有 H1H2，B 正确；将 C 中的两个反应依次编 号为， 根据盖斯定律， 由得 4Al(s)2Fe2O3(s)=2Al2O3(s)4Fe(s)， 则有 H3H1 H20，则 H1H2，C 正确；Cl 原子半径比 Br 原子半径小，HCl 的键能比 HBr 的 键能大，故 H1H2，D 正确。 8室温下，将 1 mol CuSO4
40、5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为 H1，将 1 mol 的 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为 H2；CuSO4 5H2O 受热分解的化学方程式为： CuSO4 5H2O(s)=CuSO4(s)5H2O(l)，热效应为 H3。下列判断正确的是( ) AH2H3 BH1H3 CH1H3H2 DH1H2H3 答案 B 解析 根据题意知，CuSO4 5H2O(s)溶于水会使溶液的温度降低，热化学方程式为 CuSO4 5H2O(s)=Cu2 (aq)SO2 4(aq)5H2O(l) H10；CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升 高， 热化学方程式为CuSO4(s)=Cu2
41、(aq)SO2 4(aq) H20； 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)，H3H1H20。 根据上述分析知，H20，H30，则 H2H3，A 错误；根据上述分析知，H10，H2 0，H3H1H2，结合相关数学知，H1H3，B 正确；根据上述分析知，H3 H1H2，C 错误；根据上述分析知，H10，H20，H1H2H3，D 错误。 利用盖斯定律计算反应热的两种方法 (1)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求反应 的反应热。 (2)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所
42、求的热化学方程式，反应热也作相应的加减 运算。 流程如下： 1(2020 浙江 7 月选考，6)下列说法不正确的是( ) A天然气是不可再生能源 B用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物 C煤的液化属于物理变化 D火棉是含氮量高的硝化纤维 答案 C 解析 天然气是由远古时代的动植物遗体经过漫长的时间变化而形成的，储量有限，是不可 再生能源，A 选项正确；水煤气为 CO 和 H2，在催化剂的作用下，可以合成液态碳氢化合物 和含氧有机物(如甲醇)，B 选项正确；煤的液化是把煤转化为液体燃料，属于化学变化，C 选项错误；火棉是一种含氮量较高的硝化纤维，D 选项正确。 2(2020 天津，10)理论
43、研究表明，在 101 kPa 和 298 K 下，HCN(g)HNC(g)异构化反应 过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是( ) AHCN 比 HNC 稳定 B该异构化反应的 H59.3 kJ mol 1 C正反应的活化能大于逆反应的活化能 D使用催化剂，可以改变反应的反应热 答案 D 解析 A 对，HCN 的能量低于 HNC 的能量，能量越低越稳定；B 对，根据题图可知反应为 吸热反应，该反应的 H59.3 kJ mol 1；C 对，正反应的活化能为 186.5 kJ mol1，逆反 应的活化能为 186.5 kJ mol 159.3 kJ mol1127.2 kJ mol1，故正反应的
44、活化能大于逆反应 的活化能；D 错，催化剂只能改变反应速率，不影响反应热。 3(2018 海南，12 改编)炭黑是雾霾中的重要颗粒物，研究发现它可以活化氧分子，生成活 化氧。活化过程的能量变化模拟计算结果如图所示。活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列说 法正确的是( ) A每活化一个氧分子吸收 0.29 eV 的能量 B水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.42 eV C氧分子的活化是 OO 键的断裂与 CO 键的生成过程 D炭黑颗粒不是大气中二氧化硫转化为三氧化硫的催化剂 答案 C 解析 根据能量变化图分析，最终结果为活化氧，体系能量降低，则每活化一个氧分子放出 0.29 eV 的能量，故 A
45、项错误；根据能量图分析，没有水加入的反应活化能为 E0.75 eV， 有水加入的反应的活化能为 E0.57 eV，所以水可使氧分子活化反应的活化能降低 0.75 eV 0.57 eV0.18 eV， 故 B 项错误； 根据图像分析， 氧分子活化过程中 OO 键断裂， 生成 CO 键，所以氧分子的活化是 OO 键的断裂与 CO 键的生成过程，故 C 项正确；活化氧可以 快速氧化 SO2，而炭黑颗粒可以活化氧分子产生活化氧，所以炭黑颗粒是大气中 SO2转化为 SO3的催化剂，故 D 项错误。 4(2019 浙江 4 月选考，23)MgCO3和 CaCO3的能量关系如图所示(MCa、Mg)： 已知：
46、离子电荷相同时，半径越小，离子键越强。下列说法不正确的是( ) AH1(MgCO3)H1(CaCO3)0 BH2(MgCO3)H2(CaCO3)0 CH1(CaCO3)H1(MgCO3)H3(CaO)H3(MgO) D对于 MgCO3和 CaCO3，H1H2H3 答案 C 解析 根据盖斯定律， 得 HH1H2H3， 又已知 Ca2 半径大于 Mg2半径， 所以 CaCO 3 的离子键强度弱于 MgCO3，CaO 的离子键强度弱于 MgO。A 项，H1表示断裂 MCO3中的 离子键形成 M2 和 CO2 3所吸收的能量， 离子键强度越大， 吸收的能量越大， 因而 H1(MgCO3) H1(CaCO3)0，正确；B 项，H2表示断裂 CO2 3中共价键形成 O 2和 CO 2吸收的能量， 与 M2 无关，因而 H 2(MgCO3)H2(CaCO3)0，正确；C 项，由上可知 H1(CaCO3) H1(MgCO3)H3(MgO)，H3(CaO)H3(MgO)0，错误；D 项，由以上 分析可知 H1H20，H30，故 H1H2H3，正确。 52020 全国卷，28(1)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工
