高考化学大一轮复习 第6章 第1讲 化学反应中的热效应配套文档(含解析)鲁科版

第1讲化学反应中的热效应
[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．化学反应中的能量变化
(1)化学反应中的两大变化：物质变化和能量变化。

(2)化学反应中的两大守恒：质量守恒和能量守恒。

(3)化学反应中的能量转化形式：热能、光能、电能等。

通常主要表现为热量的变化。

2．焓变、反应热
(1)定义：在恒压条件下进行的反应的热效应。

(2)符号：ΔH。

(3)单位：kJ·mol－1或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。

(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：①可燃物的燃烧；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。

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 反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应。

深度思考
1．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。

2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(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)√
解析(5)(6)是物理变化过程，其能量变化不能称为反应热。

(7)焓变与反应条件无关。

题组一概念辨析
1．下列关于能量的变化及反应热的说法中正确是() A．任何化学反应都有反应热
B．有些化学键断裂时吸收能量，有些化学键断裂时放出能量
C．新化学键的形成不一定放出能量
D．有热量变化的反应一定有化学键的断裂与形成
答案 A
2．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A ＋BC (反应物) ―→[A …
B …C](过渡态) ―→AB ＋
C (生成物) B ．E 1为反应物的平均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ΔH ＝E 1－E 2<0，所以正反应为放热反应
D ．此图中逆反应的热效应ΔH ＝
E 1－E 2<0，所以逆反应为放热反应 答案 D
解析 该图表示的正反应放热，ΔH 为负值，逆反应吸热，ΔH 为正值，D 错误。

练后反思
正确理解活化能与反应热的关系
(1)E 1为正反应活化能，E 2为逆反应活化能，ΔH ＝E 1－E 2；(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。

题组二 反应热大小的比较
3． 下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH 前者大于后者的是
( )
①C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1 C(s)＋1
2O 2(g)===CO(g) ΔH 2
②S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 3 S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 4 ③H 2(g)＋1
2O 2(g)===H 2O(l) ΔH 5
2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 6 ④CaCO 3(s)===CaO(s)＋CO 2(g) ΔH 7 CaCO(s)＋H 2O(l)===Ca(OH)2(s) ΔH 8 A ．①
B ．④
C ．②③④
D ．①②③
答案 C
解析 ①中前者为完全燃烧，后者为不完全燃烧，热效应是前者大于后者，但ΔH 1、ΔH 2均为负数，故数值ΔH 1<ΔH 2；②中S 单质状态不同，气态时的能量高于固态，放热多，故ΔH 3>ΔH 4；③中方程式计量数不同，ΔH 6＝2ΔH 5，但ΔH 5、ΔH 6均为负数，故ΔH 5>ΔH 6；④中前者为吸热反应，ΔH 7为正数，后者为放热反应，ΔH 8为负数。

②③④正确。

归纳总结
比较反应热大小的注意事项
1． 反应物和生成物的状态
物质的气、液、固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。

3．参加反应的物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应的物质的量越多，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。

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＝－571.6kJ·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
(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 ℃、101
kPa下进行的，可不注明。

(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。

(3)注意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数字和单位(kJ·mol－1)。

(4)注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。

(ΔH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。

(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ΔH相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。

深度思考
依据对可逆反应的反应热的理解，思考回答下列问题： 1． 已知2SO 2(g)＋O 2(g)
2SO 3(g) ΔH ＝－196.64 kJ·mol －1，则SO 2(g)＋1
2
O 2(g)
SO 3(g)
的焓变ΔH 1＝－98.32_kJ·mol －1。

2． 若在一定条件下，向某密闭容器中充入2 mol SO 2,1 mol O 2充分反应，达平衡时放出的热
量为Q 1 kJ ，则Q 1<196.64(填“>”、“<”或“＝”)。

题组一热化学程式的书写
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2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ。

SiH4自燃的热化学方程式为_________________ ________________________________________________________________________。

(2)在25 ℃、101 kPa下，一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出热量Q kJ，其燃烧生成的
CO2用过量饱和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀，则乙醇燃烧的热化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)
ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1
(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)
ΔH＝－2Q kJ·mol－1
解析(1)2 g SiH4自燃放出热量89.2 kJ,1 mol SiH4自燃放出热量1 427.2 kJ，故热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1 427.2 kJ·mol－1。

(2)根据C原子守恒有：C2H5OH～2CO2～2CaCO3。

生成100 g CaCO3沉淀，则乙醇为
0.5 mol，据此可写出反应的热化学方程式。

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A2(g)＋B2(g)===2AB(g)
ΔH＝(a－b) kJ·mol－1
解析由图可知，生成物总能量高于反应物总能量，故该反应为吸热反应，ΔH＝
(a－b) kJ·mol－1。

题组二热化学方程式的正误判断
3．实验测得：298 K、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()
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝890.3 kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
A．仅有②B．仅有②④
C．仅有②③④D．全部符合要求
答案 B
解析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，ΔH 的数值要与方程式中计量系数保持一致；(4)符号，吸热不用“＋”标注，放热用“－”
标注。

仅②④符合要求。

4． 在298 K 、101 kPa 时，充分燃烧一定量的丁烷，放出热量Q kJ(Q ＞0)，经测定完全吸收
生成的二氧化碳需要消耗5 mol·L －1
的KOH 溶液100 mL ，恰好生成正盐。

则此条件下，下列热化学方程式正确的是
( )
A ．C 4H 10(g)＋13
2
O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(l)
ΔH ＝－16Q kJ·mol －
1
B ．
C 4H 10(g)＋13
2
O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(l)
ΔH ＝－8Q kJ·mol －1
C ．C 4H 10(g)＋13
2
O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(l)
ΔH ＝－Q kJ·mol －1
D ．C 4H 10(g)＋13
2
O 2(g)===4CO 2(g)＋5H 2O(g)
ΔH ＝－Q kJ·mol －1 答案 A
解析 298 K 时生成的水是液体，故选项D 错误；KOH 的物质的量为0.5 mol ，则生成的K 2CO 3为0.25 mol ，参加反应的CO 2为0.25 mol ，题给选项的ΔH 对应4 mol CO 2，ΔH 为－16Q kJ·mol －1，故选项A 正确，B 、C 错误。

反思归纳
“五看”判断热化学方程式的正误
(1)看方程式是否配平；
(2)看各物质的聚集状态是否正确； (3)看ΔH 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 焓变(反应热)的计算
1． 根据物质具有的能量来计算
ΔH ＝E 总(生成物)－E 总(反应物) 2． 根据化学键来计算
ΔH ＝反应物的键能总和－生成物的键能总和 3． 根据盖斯定律来计算
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关，而与反应的途径无关。

即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。

应用盖斯定律常用以下两种方法： (1)热化学方程式相加或相减，如由 C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1； C(s)＋1
2
O 2(g)===CO(g) ΔH 2；
可得CO(g)＋1
2
O 2(g)===CO 2 ΔH ＝ΔH 1－ΔH 2
(2)合理设计反应途径如
由图可得：ΔH＝ΔH1＋ΔH2。

题组一利用键能计算反应热
1．(2011·重庆理综，13)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________。

答案－1 220 kJ·mol－1
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－1－1 980 kJ·mol－1＝－1 220 kJ·mol－1。

2．通常把拆开1 mol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(ΔH)，化学反应的反应热ΔH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值。

下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。

42
应热ΔH为________。

答案236 kJ·mol－1
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共价键的数目。

1 mol晶体硅中所含的Si—Si键为2 mol，即制取高纯硅反应的反应热ΔH＝4×360 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1－(2×176 kJ·mol－1＋4×431 kJ·mol－1)＝236 kJ·mol－1。

反思归纳
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)计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1 mol晶体硅中含2 mol Si—Si键，
1 mol SiO2中含4 mol Si—O 键。

题组二利用盖斯定律计算反应热
3．已知下列热化学方程式
Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH1＝－25 kJ·mol－1 ①3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH2＝－47 kJ·mol－1 ②Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH3＝19 kJ·mol－1 ③写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式____________________________ ________________________________________________________________________。

答案FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－11 kJ·mol－1
解析依据盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。

FeO 与CO 反应方程式：FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO 2(g)，通过观察可以发现，此反应可用题给的三个反应来表示：16×[3×①－(2×③＋②)]，可得该反应的反应热：ΔH ＝1
6[3ΔH 1
－(2ΔH 3＋ΔH 2)]＝1
6
×[3×(－25 kJ·mol －1)－(19 kJ·mol －1×2－47 kJ·mol －1)]＝－11 kJ·mol
－1。

4． 已知H 2SO 4(aq)与Ba(OH)2(aq)反应的ΔH ＝－1 584.2 kJ·mol －
1；HCl(aq)与NaOH(aq)反应
的ΔH ＝－55.6 kJ·mol －
1。

则生成BaSO 4(s)的反应热等于
( )
A ．－1 528.6 kJ·mol －1
B ．－1 473 kJ·mol －
1 C ．1 473 kJ·mol －
1
D ．1 528.6 kJ·mol －
1
答案 B
解析 H ＋(aq)＋OH －(aq)===H 2O(l) ΔH 1＝－55.6 kJ·mol －1
① Ba 2＋(aq)＋SO 2－4(aq)===BaSO 4(s) ΔH 2
②
2H ＋(aq)＋2OH －(aq)＋Ba 2＋(aq)＋SO 2－4(aq)===BaSO 4(s)＋2H 2O(l) ΔH 3
＝ －1 584.2 kJ·mol －1
③
根据盖斯定律知，ΔH 3＝2ΔH 1＋ΔH 2， ΔH 2＝－1 473 kJ·mol －1。

5． (2013·新课标全国卷Ⅱ，12)在1 200 ℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应：
H 2S(g)＋3
2O 2(g)===SO 2(g)＋H 2O(g) ΔH 1
2H 2S(g)＋SO 2(g)===3
2S 2(g)＋2H 2O(g) ΔH 2
H 2S(g)＋1
2O 2(g)===S(g)＋H 2O(g) ΔH 3
2S(g)===S 2(g) ΔH 4 则ΔH 4的正确表达式为
( )
A ．ΔH 4＝2
3(ΔH 1＋ΔH 2－3ΔH 3)
B ．ΔH 4＝2
3(3ΔH 3－ΔH 1－ΔH 2)
C ．ΔH 4＝3
2
(ΔH 1＋ΔH 2－3ΔH 3)
D ．ΔH 4＝3
2(ΔH 1－ΔH 2－3ΔH 3)
答案 A
解析 给题中方程式依次编号为①、②、③、④，①＋②－③×3得 3S(g)===3
2S 2(g)，
(ΔH 1＋ΔH 2－3ΔH 3)
故2S(g)===S 2(g) ΔH 4＝2
3(ΔH 1＋ΔH 2－3ΔH 3)。

思维模型
利用盖斯定律书写热化学方程式
特别提醒：通过热化学方程式变形时，利用“加法”不容易出错。

考点四 能源
1． 概念
能提供能量的自然资源。

2． 发展阶段
柴草时期→化石能源时期→多能源结构时期。

3． 分类
(1)化石燃料
①种类：煤、石油、天然气。

②特点：蕴藏量有限，且不能再生。

(2)新能源
①种类：太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能和生物质能等。

②特点：资源丰富，可以再生，没有污染或污染很小。

4．能源问题
(1)我国目前使用的主要能源是化石燃料，它们的蕴藏量有限，而且不能再生，最终将会
枯竭。

(2)化石燃料的大量使用带来严重的环境污染问题。

5．解决能源问题的措施
(1)提高能源的使用效率
①改善开采、运输、加工等各个环节。

②科学控制燃烧反应，使燃料充分燃烧。

一是保证燃烧时有适当过量的空气，如鼓入空气、增大O2浓度等。

二是保证燃料与空气有足够大的接触面积，如将固体粉碎成粉末，使液体喷成雾状等。

(2)开发新的能源
开发资源丰富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。

深度思考
判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)太阳能是清洁能源()
(2)化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能()
(3)农村用沼气池产生的沼气作燃料属于生物质能的利用()
(4)人类利用的能源都是通过化学反应获得的()
(5)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一()
(6)食用植物体内的淀粉、蛋白质等属于直接利用能源()
(7)粮食作物是制乙醇燃料的重要原料()
(8)化石燃料属于可再生能源，不影响可持续发展()
(9)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()
(10)开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源，减少使用煤、石油等化石燃料()
(11)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
() 答案(1)√(2)√(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√(8)×(9)√(10)√(11)√
题组一正确理解能源的种类
1．能源分类相关图如下图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是()
A．煤炭、石油、沼气
B．水能、生物能、天然气
C．太阳能、风能、潮汐能
D．地热能、海洋能、核能
答案 C
2．能源问题是现代社会发展的三大基本问题之一，能源家族中：①煤炭、②核能、③石油、
④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦地热能等，属于不可再生的是________；属于新能源的
是________。

答案①②③④⑤⑥⑦
题组二能源的开发和利用
3．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．2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量
D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
答案 C
解析2H2O===2H2↑＋O2↑是吸热反应，说明2 mol H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2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。

4．下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是() A．直接利用太阳辐射能的基本方式有四种：光—热转换、光—电转换、光—化学能转换和光—生物质能转换
B．太阳能热水器是一种光—热转换形式
C．绿色植物进行的光合作用，是一种光—生物质能转换，它的本质是光—化学能转换D．将电能通过用电器进行照明的过程是一种光—电能转换过程
答案 D
解析光—热转换、光—电转换、光—化学能转换和光—生物质能转换是太阳能利用的基本方式，它们都是把光能转换成其他形式的能量的过程；D项是将电能转换成光能的过程。

探究高考明确考向
全国卷Ⅰ、Ⅱ高考题调研
1．[2013·新课标全国卷Ⅰ，28(3)]二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。

由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
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______________。

答案2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.7 kJ·mol－1
解析筛选用热化学方程式为(ⅰ)和(ⅳ)，
用(ⅰ)×2＋(ⅳ)即可得目标方程式：
2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH＝－204.7 kJ·mol－1。

2．(2012·大纲全国卷，9)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()
答案 D
解析 根据反应物和生成物能量的高低来分析、解决问题。

化学反应都伴随能量变化，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，该反应为放热反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，该反应为吸热反应。

反应①的ΔH >0，为吸热反应，故可排除A 项和C 项。

反应②的ΔH <0，为放热反应，B 项错误，故选D 。

各省市高考题调研
1． 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)催化剂能改变反应的焓变
( )
(2012·江苏，4B)
(2)催化剂能降低反应的活化能
( )
(2012·江苏，4C)
(3)利用太阳能在催化剂参与下分解水制氢是把光能转化为化学能的绿色化学方法( )
(2012·浙江理综，7A)
(4)化学反应有新物质生成，并遵循质量守恒定律和能量守恒定律
( )
(2011·浙江理综，7A)
(5)实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为－3 916 kJ·mol －
1、 －3 747 kJ·mol
－1
和－3 265 kJ·mol －
1，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键( )
(2011·浙江理综，12C)
(6)已知：Fe 2O 3(s)＋3C(石墨)===2Fe(s)＋3CO(g) ΔH ＝489.0 kJ·mol －
1 CO(g)＋1
2
O 2(g)===CO 2(g)
ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
则4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH＝－1 641.0 kJ·mol－1 ()
(2011·浙江理综，12D) (7)开发核能、太阳能等新能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放
()
(2010·浙江理综，7B) (8)500 ℃、300 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，
放热19.3 kJ，其热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)催化剂
500 ℃、30 MPa2NH3(g)ΔH＝
－38.6kJ·mol－1 ()
(2010·浙江理综，12B) (9)使用太阳能热水器、沼气的利用、玉米制乙醇都涉及到生物质能的利用()
(2009·浙江理综，7C) (10)石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料()
(2009·浙江理综，7D) 答案(1)×(2)√(3)√(4)√(5)√(6)√(7)×(8)×(9)×(10)×
解析(3)利用太阳能分解水制氢，氢气是清洁能源，符合绿色化学要求。

(4)化学变化遵循能量和质量守恒。

(5)由盖斯定律，根据环己烷和环己烯的燃烧热，则1 mol 环己烷失去2 mol H即1 mol H2燃烧的反应热之和为－3 916 kJ·mol－1＋3 747 kJ·mol－1＝
－169 kJ·mol－1；根据环己烷和苯的燃烧热，则1 mol 环己烷失去6 mol H即3 mol H2燃烧的反应热之和为－3 916 kJ·mol－1＋3 265 kJ·mol－1＝－651 kJ·mol－1，若苯分子中存在独立的碳碳双键，则两处的反应热之比为1∶3；而显然二者的反应热之比不为1∶3，说明苯分子中不存在独立的碳碳双键。

(6)运用盖斯定律，将第三个反应×6－第一个反应×2－第二个反应×6，可得目标反应，则ΔH＝－393.5 kJ·mol－1×6－489.0 kJ·mol－1×2－
(－283.0 kJ·mol－1)×6＝－1 641.0 kJ·mol－1。

(7)无磷洗涤剂与碳的排放不相关。

(8)合成氨反应为可逆反应，并不能完全转化。

(9)太阳能热水器的使用不属于生物质能的利用。

(10)植物油不属于化石燃料。

2． (2013·重庆理综，6)已知：P 4(g)＋6Cl 2(g)===4PCl 3(g)，
ΔH ＝a k J·mol －
1，
P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －
1，
P 4具有正四面体结构，PCl 5中P —Cl 键的键能为c kJ·mol －
1，PCl 3中P —Cl 键的键能为1.2c kJ·mol －
1。

下列叙述正确的是
( )
A ．P —P 键的键能大于P —Cl 键的键能
B ．可求Cl 2(g)＋PCl 3(g)===PCl 5(s)的反应热ΔH
C ．Cl —Cl 键的键能b －a ＋5.6c 4 kJ·mol －
1
D ．P —P 键的键能为5a －3b ＋12c 8 kJ·mol －
1
答案 C
解析 A 项，由于氯原子半径小于磷原子半径，所以P —P 键的键能应小于P —Cl 键的键能，错误；
B 项，由于不知PCl 5(g)===PCl 5(s)对应的ΔH ，所以无法根据盖斯定律求得该反应的ΔH ，错误；
C 项，P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －1
① P 4(g)＋6Cl 2(g)===4PCl 3(g) ΔH ＝a kJ·mol －1
②
①－②得
Cl 2(g)＋PCl 3(g)===PCl 5(g) ΔH ＝b －a 4 kJ·mol －1
E Cl －Cl ＋3×1.2c kJ·mol －1－5×c kJ·mol －1＝
b －a
4
kJ·mol －1 E Cl －Cl ＝
b －a ＋5.6c
4
kJ·mol －1，正确； D 项，根据P 4(g)＋10Cl 2(g)===4PCl 5(g) ΔH ＝b kJ·mol －1得 6E P －P ＋10×b －a ＋5.6c 4 kJ·mol －1－4×5c kJ·mol －1＝b kJ·mol －1
E P －P ＝
5a ＋12c －3b
12
kJ·mol －1，错误。

3． (2013·福建理综，11)某科学家利用二氧化铈(CeO 2)在太阳能作用下将H 2O 、CO 2转变为
H 2、CO 。

其过程如下：
m CeO 2――→太阳能①
(m －x )CeO 2·x Ce ＋x O 2 (m －x )CeO 2·x Ce ＋x H 2O ＋x CO 2――→900 ℃②m CeO 2＋x H 2＋x CO 下列说法不正确的是
( )
A ．该过程中CeO 2没有消耗
B ．该过程实现了太阳能向化学能的转化
C ．右图中ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3
D ．以CO 和O 2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO ＋4OH －
－2e －
===CO 2－
3＋2H 2O 答案 C
解析 抓住盖斯定律的含义(反应的焓变与途径无关，只与始态和终态有关)解题。

A 项根据题干中已知的两个反应可以看出，CeO 2在反应前后没有变化，CeO 2应是水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳的催化剂；B 项在太阳能的作用下，水和二氧化碳转化为氢气和一氧化碳，太阳能转化为化学能；C 项根据盖斯定律可知－ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3；D 项以一氧化碳和氧气构成的碱性燃料电池，负极应为一氧化碳失电子，在碱性条件下一氧化碳应变为碳酸根离子，结合选项中所给的电极反应式，再根据电荷守恒、得失电子守恒则可判断其正确。

4． (2012·重庆理综，12)肼(H 2NNH 2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如下图所示。

已知断裂1 mol 化学键所需的能量(kJ)：N ≡N 为942、O===O 为500、N —N 为154，则断裂1 mol N —H 键所需的能量(kJ)是
( )
A ．194
B ．391
C ．516
D ．658
答案 B
解析 由题图可知ΔH 3＝－(ΔH 2－ΔH 1)＝－[－2 752 kJ·mol －1－(－534 kJ·mol －1)]＝＋ 2 218 kJ·mol －1，断裂1 mol N —H 键所需能量＝(2 218 kJ －500 kJ －154 kJ)×14＝391 kJ 。

5． (2013·高考试题组合)完成下列小题。

(1)[2013·江苏，20(1)]白磷(P 4)可由Ca 3(PO 4)2、焦炭和SiO 2在一定条件下反应获得。

相关热化学方程式如下：
2Ca 3(PO 4)2(s)＋10C(s)===6CaO(s)＋P 4(s)＋10CO(g) ΔH 1＝＋3 359.26 kJ·mol －
1 CaO(s)＋SiO 2(s)===CaSiO 3(s) ΔH 2＝－89.61 kJ·mol －
1
2Ca 3(PO 4)2(s)＋6SiO 2(s)＋10C(s)===6CaSiO 3(s)＋P 4(s)＋10CO(g) ΔH 3 则ΔH 3＝________kJ·mol －
1。

(2)[2013·四川理综，11(5)节选]焙烧产生的SO 2可用于制硫酸。

已知25 ℃、101 kPa 时： 2SO 2(g)＋O 2(g)
2SO 3(g) ΔH 1＝－197 kJ·mol －
1；
H 2O(g)===H 2O(l) ΔH 2＝－44 kJ·mol －
1； 2SO 2(g)＋O 2(g)＋2H 2O(g)===2H 2SO 4(l) ΔH 3＝－545 kJ·mol －
1。

则SO 3(g)与H 2O(l)反应的热化学方程式是________。

(3)[2013·浙江理综，27(1)]捕碳技术(主要指捕获CO 2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。

目前NH 3和(NH 4)2CO 3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO 2可发生如下可逆反应： 反应Ⅰ：2NH 3(l)＋H 2O(l)＋CO 2(g)(NH 4)2CO 3(aq)ΔH 1 反应Ⅱ：NH 3(l)＋H 2O(l)＋CO 2(g)
NH 4HCO 3(aq)ΔH 2
反应Ⅲ：(NH 4)2CO 3(aq)＋H 2O(l)＋CO 2(g)
2NH 4HCO 3(aq)ΔH 3
ΔH 3与ΔH 1、ΔH 2之间的关系是：ΔH 3＝________。

(4)[2013·天津理综，10(2)①]为减少SO 2的排放，常采取的措施有： 将煤转化为清洁气体燃料。

已知：H 2(g)＋1
2O 2(g)===H 2O(g)
ΔH ＝－241.8 kJ·mol －
1
C(s)＋12
O 2(g)===CO(g) ΔH ＝－110.5 kJ·mol －1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式：____________________________________。

(5)[2013·北京理综，26(2)①]汽车发动机工作时会引发N 2和O 2反应，其能量变化示意图如下：
写出该反应的热化学方程式：_____________________________________________。

答案 (1)＋2 821.6
(2)SO 3(g)＋H 2O(l)===H 2SO 4(l) ΔH ＝－130 kJ·mol －
1 (3)2ΔH 2－ΔH 1
(4)C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH ＝＋131.3 kJ·mol －1
(5)N 2(g)＋O 2(g)===2NO(g) ΔH ＝＋183 kJ·mol －
1
解析 (1)2Ca 3(PO 4)2(s)＋10C(s)===6CaO(s)＋P 4(s)＋10CO(g) ΔH 1＝＋3 359.26 kJ·mol －1
① CaO(s)＋SiO 2(s)===CaSiO 3(s) ΔH 2＝－89.61 kJ·mol －1
②
由盖斯定律，目标反应可由反应①＋反应②×6，则ΔH 3＝ΔH 1＋ΔH 2×6＝ ＋2 821.6 kJ·mol －1。

(2)根据盖斯定律，得出SO 3(g)＋H 2O(l)===H 2SO 4(l) ΔH 4只须按下式进行即可： ΔH ＝1
2(ΔH 3－ΔH 1－2ΔH 2)＝－130 kJ·mol －1，
热化学方程式应为
SO 3(g)＋H 2O(l)===H 2SO 4(l) ΔH ＝－130 kJ·mol －1。

(3)Ⅱ式×2－Ⅰ式，即可得反应Ⅲ。

(4)下式减上式即可求得热化学方程式。

(5)拆开化学键吸收能量，形成化学键释放能量 N 2(g)＋O 2(g)===2NO(g)其ΔH 计算方法如下：
ΔH ＝945 kJ·mol －1＋498 kJ·mol －1－2×630 kJ·mol －1＝＋183 kJ·mol －1。

6． (2012·高考试题组合)
(1)[2012·广东理综，31(4)]碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。

该电池反应为2Li(s)＋I 2(s)===2LiI(s) ΔH 已知：4Li(s)＋O 2(g)===2Li 2O(s) ΔH 1 4LiI(s)＋O 2(g)===2I 2(s)＋2Li 2O(s) ΔH 2
则电池反应的ΔH ＝__________；碘电极作为该电池的________极。

(2)[2012·北京理综，26(1)]已知反应A ：4HCl ＋O 2CuO/CuCl 2400 ℃2Cl 2＋2H 2O ⅰ.反应A 中， 4 mol HCl 被氧化，放出115.6 kJ 的热量。

ⅱ.
①H 2O 的电子式是____________。

②反应A 的热化学方程式是_______________________________________________。

③断开1 mol H —O 键与断开 1 mol H —Cl 键所需能量相差约为________kJ ，H 2O 中H —O 键比HCl 中H —Cl 键(填“强”或“弱”)________。

答案 (1)1
2(ΔH 1－ΔH 2) 正
(2)① ②4HCl(g)＋O 2(g)
400 ℃
2Cl 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－115.6 kJ·mol －
1
③32 强
解析 (1)已知：①4Li(s)＋O 2(g)===2Li 2O(s) ΔH 1
②4LiI(s)＋O 2(g)===2I 2(s)＋2Li 2O(s) ΔH 2 据盖斯定律，
由1
2×(①－②)可得：2Li(s)＋I 2(s)===2LiI(s) ΔH ＝1
2
(ΔH 1－ΔH 2)。

由电池反应可知，I 2得电子被还原，则碘电极作为该电池的正极。

(2)①H 2O 为共价化合物，其电子式为H ··O ··H 。

②根据4 mol HCl 被氧化放出115.6 kJ 的热量，又结合反应条件为400 ℃，故其热化学方程式为4HCl(g)＋O 2(g)
400 ℃
2Cl 2(g)
＋2H 2O(g) ΔH ＝－115.6 kJ·mol －1。

③根据②的热化学反应方程式和O 2、Cl 2的键能可知，断裂4 mol H —Cl 键与1 mol O===O 键需吸收的能量比生成2 mol Cl —Cl 键和4 mol H —O 键放出的能量少115.6 kJ ，故4 mol H —O 键的键能比4 mol H —Cl 键的键能大：115.6 kJ ＋498 kJ －2×243 kJ ＝127.6 kJ ，故断开1 mol H —O 键与断开1 mol H —Cl 键所需能量相差约为127.6 kJ÷4≈32 kJ ；根据H —O 键键能大于H —Cl 键键能可知，H —O 键比H —Cl 键强。

练出高分
1． 美国现任总统奥巴马就环境问题公开表示，到2020年，美国将会把温室气体排放量削减
到1990年水平的80%，此外美国将把新能源比重提高到30%。

奥巴马还计划每年拿出150亿美元大举投资太阳能、风能和生物质能源等，并且举全国之力构建美国的低碳经济领袖地位。

下列说法不正确的是
( )
A ．CO 2、甲烷都属于温室气体
B ．用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体
C ．太阳能、风能和生物质能属于新能源
D ．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能 答案 B
解析 乙醇作燃料产生CO 2气体，会引起温室效应，B 项错误。

2． 下列有关焓变与反应热的说法，正确的是
( )
A ．反应热和焓变的单位都是kJ
B ．如果反应是在恒温恒压条件下进行的，此时的反应热与焓变相等
C ．如果反应是在恒温恒容条件下进行的，此时的反应热与焓变相等
D．任何化学反应的反应热均可通过实验直接测定
答案 B
解析反应热和焓变的单位都是kJ·mol－1，A错误；恒温恒压时的反应热与焓变相等，B正确，C错误；有些反应的反应热不能通过实验直接测定，如C不完全燃烧生成CO，故D错误。

3．根据碘与氢气反应的热化学方程式
(ⅰ)I2(g)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝－9.48 kJ·mol－1
(ⅱ)I2(s)＋H2(g)2HI(g)ΔH＝26.48 kJ·mol－1
下列判断正确的是() A．1 mol I2(s)中通入2 g H2(g)，反应吸热26.48 kJ
B．1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ
C．反应(ⅱ)的反应物总能量比反应(ⅰ)的反应物总能量低
D．反应(ⅰ)放出的热量多，所以产物的能量低，比反应(ⅱ)的产物更稳定
答案 C
解析A项，I2(s)和H2(g)的反应是可逆反应；B项，I2(g)===I2(s)ΔH＝
－35.96 kJ·mol－1，所以1 mol I2(s)和1 mol I2(g)所含能量相差35.96 kJ；C项，固态碘稳定，能量低；D项，(ⅰ)、(ⅱ)中HI均为气体，能量一样，也一样稳定。

4．甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的一种反应原理如下：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)
ΔH＝49.0 kJ·mol－1
下列说法正确的是() A．1 L CH3OH蒸气与1 L水蒸气反应生成1 L CO2气体与3 L氢气吸收热量49.0 kJ B．1个CH3OH分子与1个水分子反应生成1个CO2分子与3个H2分子吸收49.0 kJ热量
C．相同条件下1 mol CH3OH(g)与1 mol H2O(g)的能量总和小于1 mol CO2(g)与3 mol H2(g)的能量总和
D．1 mol CH3OH蒸气与1 mol液态水反应生成1 mol CO2气体与3 mol氢气吸收的热量小于49.0 kJ
答案 C
解析热化学方程式中，化学计量数代表物质的量，A、B错误；C项，该反应为吸热反应，生成物总能量高；D项，由于液态水变成气态水需要吸收热量，所以吸收的热量。