2019年高考化学考纲解读与热点难点突破专题五化学反应与能量变化

化学反应与能量变化
【2019年高考考纲解读】
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。

【重点、难点剖析】
一、反应热
1．反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。

2．反应是否需要加热，只是引发反应的条件，与反应是放热还是吸热并无直接关系。

许多放热反应也需要加热引发反应，也有部分吸热反应不需加热，在常温时就可以进行。

3．燃烧热：必须生成稳定的化合物，如C燃烧应生成CO2而不是CO，H2燃烧应生成液态水而不是气态水。

4．中和热：强酸和强碱在稀溶液中发生中和反应生成1 mol H2O，ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。

弱酸代替强酸(或弱碱代替强碱)，因电离吸热，放出的热量减小，中和热减小。

若用浓硫酸(或NaOH固体)，因溶解放热放出的热量增多，中和热增大。

二、反应热和焓变
1．理解反应热的两个角度
(1)从微观角度理解反应热
从微观的角度说，反应热是旧化学键断裂吸收的热量与新化学键生成放出的热量的差值，在下图中
a表示断裂旧化学键吸收的热量；
b表示新化学键生成放出的热量；
c表示反应热。

(2)从宏观的角度说，反应热是反应物的总能量与生成物的总能量差值，在上图中
a表示活化能；
b 表示活化分子结合成生成物所释放的能量；
c 表示反应热。

2．物质结构与稳定性和键能的关系
(1)键能越大，物质所含能量越低，物质越稳定，反之亦然。

如卤化氢的稳定性按氟、氯、溴、碘依次减弱，其氢化物的能量依次增大，氢卤键的键能依次减小。

(2)物质所含能量越低，断裂其化学键所需能量越高，而形成其化学键所释放的能量也越多。

三、热化学方程式的书写与判断
1．漏写反应物或生成物的聚集状态，其根本原因是没有认识到反应热与物质的聚集状态有关。

2．将ΔH 的正、负混淆，其关键是没有体会到“＋”“－”分别表示吸收或放出热量后使体系本身的能量升高或降低了。

3．热化学方程式不用注明“点燃”、“加热”等条件。

4．未注意到化学计量数与反应热的数值的对应关系。

如：H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH ＝－184.6 kJ·mol －1
12H 2(g)＋12
Cl 2(g)===HCl(g) ΔH ＝－92.3 kJ·mol －1 5．燃烧热的热化学方程式，可燃物的化学计量数必须为1，且完全燃烧生成稳定的氧化物，C ――→O 2CO 2(g)，H ――→O 2H 2O(l)，S ――→O 2
SO 2(g)。

6．中和热的热化学方程式，要注意生成1 mol H 2O ，强酸强碱反应的中和热数值恒定为57.3，若弱酸或弱碱参加，则中和热值小于57.3。

四、热化学方程式书写的“七大”要点 1．注意ΔH 的符号和单位
若为放热反应，ΔH 为“－”；若为吸热反应，ΔH 为“＋”。

ΔH 的单位为kJ·mol －1。

2．注意反应热的测定条件
书写热化学方程式时应注明ΔH 的测定条件(温度、压强)，但绝大多数ΔH 是在25 ℃、101 325 Pa 下测定的，此时可不注明温度和压强。

3．注意热化学方程式中的化学计量数
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，并不表示物质的分子数或原子数。

因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。

4．注意物质的聚集状态
反应物和产物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。

因此，必须注明物质的聚集状态才能完整地体现出热化学方程式的意义。

气体用“g”，液体用“l”，固体用“s”，溶液用“aq”。

热化学方程式中不用↑和↓。

5．注意ΔH的数值与符号
由于ΔH与反应完成的物质的量有关，所以ΔH必须与热化学方程式中化学式前面的化学计量数相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。

互为逆反应的反应热数值相等，但符号相反。

6．注意燃烧热和中和热
7．对于可逆反应的反应热(ΔH)是指完全反应时的反应热。

五、反应热的计算及其大小的比较方法
1．利用盖斯定律进行ΔH计算时的注意事项
(1)合理进行热化学方程式的叠加。

热化学方程式的叠加类似于整式的运算，叠加时应遵循数学的运算规则，当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时，各物质前的化学计量数和ΔH需同乘以该化学计量数，当某物质或ΔH移到“===”另一边时就变为异号。

(2)ΔH在进行加、减、乘等运算时，一定要注意其符号的改变，即ΔH的运算包括数值和符号的双重运算。

2．比较反应热大小的四个注意要点
(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量的关系
(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)参加反应物质的量：当反应物和生成物的状态相同时，参加反应物质的量越多，放热反应的ΔH越小，吸热反应的ΔH越大。

(4)反应的程度：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。

六、有关反应热计算的六种方法 1．利用热化学方程式进行求解
先写出热化学方程式，再根据热化学方程式中物质与反应热之间的比例关系直接求算反应热。

2．依据燃烧热数据直接求算反应热
Q ＝燃烧热×n (可燃物的物质的量)
3．根据反应物和生成物的总能量计算 ΔH ＝E (生成物)－E (反应物)。

4．根据反应物和生成物的键能计算 ΔH ＝反应物键能总和－生成物键能总和。

5．根据盖斯定律计算
方法一：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
2O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝ΔH 1－ΔH 2
方法二：合理设计反应途径如
由图可得：ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2。

6．根据比热公式进行计算。

Q ＝c ·m ·ΔT
【题型示例】
题型一、考查反应热和焓变
【例1】 (2016·海南化学，11)由反应物X 转化为Y 和Z 的能量变化如图所示。

下列说法正确的是(双选)( )
A ．由X→Y 反应的ΔH ＝E 5－E 2
B．由X→Z反应的ΔH<0
C．降低压强有利于提高Y的产率
D．升高温度有利于提高Z的产率
答案BC
【方法技巧】解答能量变化图像题的“4关键”
1．反应热不能取决于部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小，即部分反应物能量和部分生成物能量的相对大小不能决定反应是吸热还是放热。

2.
注意活化能在图示(如右图)中的意义。

(1)从反应物至最高点的能量数值表示正反应的活化能，即E1；
(2)从最高点至生成物的能量数值表示逆反应的活化能，即E2。

3．催化剂只能影响正、逆反应的活化能，而不影响反应的ΔH。

4．设计反应热的有关计算时，要切实注意图示中反应物和生成物的物质的量。

【举一反三】(2016·江苏化学，8)通过以下反应均可获取H2。

下列有关说法正确的是( )
①太阳光催化分解水制氢：2H2O(l)===2H2(g)＋ O2(g) ΔH1＝571.6 kJ·mol－1
②焦炭与水反应制氢：C(s)＋ H2O(g)===CO(g)＋ H2(g) ΔH2＝131.3 kJ·mol－1
③甲烷与水反应制氢：CH4(g)＋ H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH3＝206.1 kJ·mol－1
A．反应①中电能转化为化学能
B．反应②为放热反应
C．反应③使用催化剂，ΔH3减小
D．反应CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8 kJ·mol－1
答案 D
【变式探究】(2015·海南化学，4，2分)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
解析由丙烷的燃烧热ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，可写出其燃烧的热化学方程式C3H8(g)＋
5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l) ΔH＝－2 215 kJ·mol－1，丙烷完全燃烧产生1.8 g水，n(H2O)＝m÷M＝1.8 g÷18 g/mol＝0.1 mol，所以反应放出的热量是Q＝(2 215 kJ÷4 mol)×0.1＝55.4 kJ，A选项正确。

【答案】(1)3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH2＝－254 kJ·mol－1
(2)(a＋b＋2c)
【变式探究】【2017江苏卷】通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3 )。

下列说法不正确
．．．的是
①C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2 (g) ΔH1 = a kJ·mol−1
②CO(g) + H2O(g)=CO2(g) + H2 (g) ΔH2 = b kJ·mol−1
③CO2 (g) + 3H2 (g)=CH3OH(g) + H2O(g) ΔH3 = c kJ·mol−1
④2CH3OH(g)=CH3OCH3 (g) + H2O(g) ΔH4 = d kJ·mol−1
A．反应①、②为反应③提供原料气
B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一
C．反应CH3OH(g)=1
2
CH3OCH3 (g) +
1
2
H2O(l)的ΔH =
2
d
kJ·mol−1
D．反应2CO(g) + 4H2 (g)=CH3OCH3 (g) + H2O(g)的ΔH = ( 2b + 2c + d) kJ·mol−1【答案】C
【变式探究】(2015·广东理综，31，16分)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。

(1)传统上该转化通过如下图所示的催化循环实现。

H1
其中，反应①为2HCl(g) ＋H
反应②生成1 mol Cl2的反应热为ΔH2，则总反应的热化学方程式为_______________________，
(反应热用ΔH1和ΔH2表示)。

(2)新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性，
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如下图：
则总反应的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是________。

②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由________________________________________________。

③下列措施中，有利于提高α(HCl)的有________。

A．增大n(HCl) B．增大n(O2)
C．使用更好的催化剂D．移去H2O
(3)一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：
计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)。

(4)Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式。

答案 (1) 2HCl(g)＋1
2
O 2(g)
H 2O(g)＋Cl 2(g) ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2 (2) ①＜ K (A) ②见下图
增大压强，平衡右移，α(HCl)增大，相同温度下，HCl 的平衡转化率比之前的大 ③BD (3) 设2.0～6.0min 时间内，HCl 转化的物质的量为n ，则 2HCl(g)＋1
2O 2(g)
H 2O(g)＋Cl 2(g)
2mol 1mol
n (5.4－1.8)×10－3
mol
n ＝7.2×10－3 mol
所以v (HCl) ＝7.2×10－3
mol （6.0－2.0） min ＝1.8×10－3mol·min －1
(4) 2Cl 2＋2Ca(OH)2===CaCl 2＋Ca(ClO)2＋2H 2O
【变式探究】已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝a kJ·mol－12C(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、496和462 kJ·mol－1，则a为( )
A．－332 B．－118 C．＋350 D．＋130
答案：D
【误区警示】用键能计算反应热时，错误地应用生成物的总键能减去反应物的总键能，或计算H2O的总键能时，忽视1 mol H2O中含有2 mol H—O键，导致计算错误。

【变式探究】标准状况下，气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。

已知H—H、H—O和O===O键的键焓ΔH分别为436 kJ/mol、463 kJ/mol、495 kJ/mol，下列热化学方程式正确的是( ) A．H2O(g)===H2(g)＋1/2O2(g) ΔH＝－485 kJ/mol
B．H2O(g)===H2(g)＋1/2O2(g) ΔH＝＋485 kJ/mol
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝＋485 kJ/mol
D．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－485 kJ/mol
答案：D
题型3、盖斯定律的重要应用
1．图示：盖斯定律的理解
2.比较：反应热大小
(1)利用盖斯定律比较：
如比较ΔH1与ΔH2的大小的方法。

因ΔH1＜0，ΔH2＜0，ΔH3＜0(均为放热反应)，依据盖斯定律得ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，即|ΔH1|＞|ΔH2|，所以ΔH1＜ΔH2。

(2)同一反应的生成物状态不同时，如：
A(g)＋B(g)===C(g) ΔH1，
A(g)＋B(g)===C(l) ΔH2，
则ΔH1＞ΔH2。

(3)同一反应物状态不同时，如：
A(s)＋B(g)===C(g) ΔH1，
A(g)＋B(g)===C(g) ΔH2，
则ΔH1＞ΔH2。

【例3】(1)(2018·全国卷Ⅰ，节选)已知：2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g) ΔH1＝－4.4 kJ·mol－1
2NO2(g)===N2O4(g) ΔH2＝－55.3 kJ·mol－1
则反应N2O5(g)===2NO2(g)＋1
2O2(g)的ΔH＝______ kJ·mol－1。

(2)(2018·全国卷Ⅲ，节选)SiHCl3在催化剂作用下发生反应：
2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)
ΔH1＝48 kJ·mol－1
3SiH2Cl2(g)===SiH4(g)＋2SiHCl3(g)
ΔH2＝－30 kJ·mol－1
则反应4SiHCl3(g)===SiH4(g)＋3SiCl4(g)的ΔH为________kJ·mol－1。

【答案】(1)＋53.1 (2)＋114
【变式探究】【2017新课标1卷】近期发现，H2S是继NO、CO之后第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。

回答下列问题：
（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（Ⅰ）和系统（Ⅱ）制氢的热化学方程式分别为________________、______________，制得等量H2所需能量较少的是_____________。

【答案】H2O(l)=H2(g)+ 1
2
O2(g) ΔH=+286 kJ/mol H2S(g)=H2(g)+S(s) ΔH=+20 kJ/mol 系统（II）
【举一反三】(2015·重庆理综，6，6分)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：
S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝x kJ·mol－1
已知：碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1
S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol－1
2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1，则x为( )
A．3a＋b－c B．c－3a－b
C．a＋b－c D．c－a－b
解析由碳的燃烧热ΔH1＝a kJ·mol－1，得C(s) ＋ O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1，目标反应可由①×3＋②－③得到，所以ΔH＝3ΔH1＋ΔH2－ΔH3，即x＝3a＋b－c。

【变式探究】已知：
25 ℃、101 kPa时，Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s) ΔH＝－520 kJ/mol
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－297 kJ/mol
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－1 065 kJ/mol
SO2与MnO2反应生成无水MnSO4的热化学方程式是_____________________________________。

答案：MnO2(s)＋SO2(g)===MnSO4(s) ΔH＝－248 kJ/mol
【变式探究】向足量H2SO4溶液中加入100 mL 0.4 mol·L－1 Ba(OH)2溶液，放出的热量是5.12 kJ。

如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100 mL 0.4 mol·L－1盐酸时，放出的热量为2.2 kJ。

则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为( )。

A.Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－2.92 kJ·mol－1
B.Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－18 kJ·mol－1
C.Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－73 kJ·mol－1
D.Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－0.72 kJ·mol－1
【答案】B
【解析】这道题要求写出正确的热化学方程式，根据目标反应利用盖斯定律进行计算，是典型的叠加法求未知反应的热化学方程式或反应热的应用。

首先观察已知的热化学方程式与目标热化学方程式的差异：①若目标热化学方程式中的某种反应物在某个已知热化学方程式中作生成物(或目标方程式中的某种生成物在某个已知热化学方程式中作反应物)，可把该热化学方程式的反应物和生成物颠倒，相应的ΔH改变符号；②将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的
化学计量数与目标热化学方程式中的该反应物或生成物的化学计量数一致。

热化学方程式中的ΔH也进行相应的换算；③将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的ΔH也进行叠加。

根据题述条件可得如下热化学方程式：Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)＋2H＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l) ΔH＝－128 kJ·mol－1①，OH－(aq)＋H＋(aq)===H2O(l) ΔH＝－55 kJ·mol－1②，根据盖斯定律：①－2×②可得：Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－18 kJ·mol－1
【方法技巧】盖斯定律应用“五步”分析法
化学反应与能量变化
1．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ· mol－1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于57.3 kJ
B．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ· mol－1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ· mol－1 C．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g) ΔH＝a kJ· mol－1，2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝b kJ· mol－1，则a＞b
D．已知P(白磷，s)===P(红磷，s) ΔH＜0，则白磷比红磷稳定
答案 A
2．下图表示某反应的能量变化，对于该图的理解，你认为一定正确的是( )
A．曲线Ⅰ和曲线Ⅱ分别表示两个化学反应的能量变化
B ．曲线Ⅱ可表示反应2KClO 3=====MnO 2
△2KCl ＋3O 2↑的能量变化 C ．该反应不需要加热就能发生 D ．该反应的ΔH ＝E 2－E 1
解析 曲线Ⅰ(表示没有使用催化剂)和曲线Ⅱ(表示使用了催化剂)是同一个反应的能量变化，A 项错误；曲线Ⅱ可以表示使用了催化剂的放热反应的能量变化，但二氧化锰催化氯酸钾分解的反应属于吸热反应，B 项错误；放热反应不一定不需要加热，C 项错误；反应的ΔH 等于生成物的总能量减去反应物的总能量，D 项正确。

答案 C
4．下列有关反应热的说法正确的是( )
A ．在化学反应过程中，吸热反应需不断从外界获得能量，放热反应不需从外界获得能量
B ．甲烷的燃烧热ΔH ＝－890 kJ· mol －1
，则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－890 kJ· mol －1
C ．已知常温常压下：HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ· mol －1
，则有：H 2SO 4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO 4(s )＋2H 2O(l) ΔH ＝－114.6 kJ· mol －1
D ．已知：S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 1＝－Q 1 kJ· mol －1
，S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 2＝－Q 2 kJ· mol
－1
，则Q 1＜Q 2
答案 D
5．已知一定条件下断裂1 mol 下列化学键需要吸收的能量分别为：H —H 436 kJ ；Cl —Cl 243 kJ ；H —Cl 431 kJ 。

对于反应H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g)，下列说法正确的是( )
A ．该反应的反应热ΔH ＞0
B ．氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更稳定
C ．其他条件相同，该反应在光照和点燃条件下的ΔH 不同
D ．H 2与Cl 2反应的热化学方程式为H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g) ΔH ＝－183 kJ
解析根据题给数据计算，ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和＝(436 kJ· mol－1＋243 kJ· mol －1)－2×431 kJ· mol－1＝－183 kJ· mol－1，故ΔH＜0，A项错误；H—H键的键能比Cl—Cl键的键能大，故H2分子中的化学键比Cl2分子中的化学键更稳定，B项正确；该反应的反应热与反应引发条件无关，其他条件相同，该反应在光照和点燃条件下的ΔH相同，C项错误；ΔH的单位为kJ· mol－1，D项错误。

答案 B
9．下列化学用语的相关表述正确的有( )
A．H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－a kJ· mol－1，故1 mol NaOH固体与足量的稀盐酸反应，放出热量为a kJ
B．因CuSO4·5H2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) ΔH＝＋b kJ· mol－1，故1 mol CuSO4(s)溶于水时，放出热量b kJ
C．因氢气的燃烧热为c kJ· mol－1，故电解水的热化学方程式为2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g) ΔH＝＋c kJ· mol－1
D．因N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－d kJ· mol－1，故在某容器中通入1 mol N2与 3 mol H2充分反应后，放出热量小于d kJ
1 mol N2与3 mol H2不可能完全反应，所以放出热量小于d kJ，D正确。

答案 D
10．常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示。

结合表中信息判断下列说法不正确的是( )
A.432 kJ· mol－1＞E(H—Br)＞298 kJ· mol－1
B．表中最稳定的共价键是H—F键
C．H2(g)―→2H(g) ΔH＝＋436 kJ· mol－1
D．H2(g)＋F2(g)===2HF(g) ΔH＝－25 kJ· mol－1
答案 D
11．将1 L 0.1 mol/L BaCl2溶液与足量稀硫酸充分反应放出a kJ热量；将1 L 0.5 mol/L HCl溶液与足量CH3COONa溶液充分反应放出b kJ热量(不考虑醋酸钠水解)；将0.5 L 1 mol/L H2SO4溶液与足量(CH3COO)2Ba(可溶性强电解质)溶液反应放出的热量为( )
A．(5a－2b) kJ B．(5a＋2b) kJ
C．(2b－5a) kJ D．(10a＋4b) kJ
解析本题考查热化学方程式的书写及盖斯定律的应用，意在考查考生的计算能力和分析问题的能力。

由题意可分别写出反应的热化学方程式：①Ba2＋(aq)＋SO2－4(aq)===BaSO4(s) ΔH＝－10a kJ/mol；②H＋(aq)＋CH3COO－(aq)===CH3COOH(aq) ΔH＝－2b kJ/mol，利用盖斯定律，由①＋2×②可得：2H＋(aq)＋SO2－4(aq)＋2CH3COO－(aq)＋Ba2＋(aq)===BaSO4(s)＋2CH3COOH(aq) ΔH＝－(10a＋4b) kJ/mol，则含0.5 mol H2SO4的溶液与足量(CH3COO)2Ba溶液反应放出的热量为(5a＋2b) kJ。

答案 D
14．已知反应：①2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，②H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol－1。

下列结论正确的是( )
A．碳的燃烧热大于110.5 kJ·mol－1
B．①的反应热为221 kJ·mol－1
C．稀硫酸与稀NaOH溶液反应的中和热为－57.3 kJ·mol－1
D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ热量
答案 A
15．肼(N2H4)是一种可用于火箭或原电池的燃料。

已知：
N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1①
N 2H 4(g)＋O 2(g)===N 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－534 kJ·mol －1
② 下列说法正确的是( )
A ．反应①中反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量
B ．2N 2H 4(g)＋2NO 2(g)===3N 2(g)＋4H 2O(g) ΔH ＝－1 000.3 kJ ·mol －1
C ．铂作电极，KOH 溶液作电解质溶液，由反应②设计的燃料电池，其负极反应式为N 2H 4－4e －
＋4OH －
===N 2
＋4H 2O
D ．铂作电极，KOH 溶液作电解质溶液，由反应②设计的燃料电池，工作一段时间后，KOH 溶液的pH 将增大
解析 反应①为吸热反应，反应物所具有的总能量小于生成物所具有的总能量，故A 错误；2×②－①即得到2N 2H 4(g)＋2NO 2(g)===3N 2(g)＋4H 2O(g)，ΔH ＝2×②－①＝2×(－534 kJ·mol －1
)－(＋67.7 kJ·mol
－1
)＝－1 135.7 kJ·mol －1，故B 错误；负极是N 2H 4失电子生成N 2和H 2O ，则其电极反应式为N 2H 4－4e －
＋4OH
－
===N 2＋4H 2O ，故C 正确；反应生成水，溶液的体积增大，所以氢氧化钾的浓度减小，即溶液的pH 减小，
故D 错误。

28．用H 2可将工业废气中的NO 催化还原为N 2，其能量转化关系如图(图中计量单位为mol)，则：NO(g)＋H 2(g)===1
2
N 2(g)＋H 2O(g)的ΔH 为( )
A.12(a ＋b －c －d ) kJ·mol －1
B.12(c ＋a －d －b ) kJ·mol －1
C.12(c ＋d －a ＋b ) kJ·mol －1
D.12(c ＋d －a －b ) kJ·mol －1 【答案】A
29．N 2O 和CO 是环境污染性气体，可在Pt 2O ＋
表面转化为无害气体，其反应为N 2O(g)＋CO(g)
CO 2(g)
＋N2(g) ΔH，有关化学反应的物质变化过程(图1)及能量变化过程(图2)如下：
图1 图2
下列说法正确的是( )
A．由图1可知ΔH1＝ΔH＋ΔH2
B．由图2可知ΔH＝－226 kJ·mol－1
C．为了实现转化需不断向反应器中补充Pt2O＋和Pt2O＋2
D．由图2可知该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
【答案】B
【解析】A项，由图1知，N2O(g)―→N2(g) ΔH1，CO(g)―→CO2(g) ΔH2，由盖斯定律可得，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，错误；B项，由图2知，反应物为N2O(g)＋CO(g)，生成物为CO2(g)＋N2(g)，ΔH＝134 kJ·mol
－1－360 kJ·mol－1＝－226 kJ·mol－1，正确；C项，由图1知，Pt
2O ＋、Pt
2O
＋
2是催化剂，转化过程中无需向
反应器中补充，错误；D项，由图2知，该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能，错误。

30．利用CO2可以制取甲醇，有关化学反应如下：
①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－178 kJ·mol－1
②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566 kJ·mol－1
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH3＝－483.6 kJ·mol－1
已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
则断开1 mol C===O需要的能量和CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的ΔH分别为( )
A．吸收750 kJ·mol－1＋219.2 kJ·mol－1
B．放出750 kJ·mol－1－143.2 kJ·mol－1
C．吸收1 500 kJ·mol－1－438.4 kJ·mol－1
D ．吸收750 kJ·mol －1 －219.2 kJ·mol －1
【答案】D
31.已知：①H ＋
(aq)＋OH －
(aq)===H 2O(l) ΔH 1＝－57.3 kJ·mol －1
，②2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l) ΔH 2
＝－571.6 kJ·mol －1，下列有关说法正确的是( )
A ．向含0.1 mol NaOH 的溶液中加入一定体积的0.1 mol·L －1
乙二酸，反应中的能量变化如图所示
B ．H 2SO 4(aq)＋Ba(OH)2(aq)===BaSO 4(s)＋2H 2O(l) ΔH ＝－114.6 kJ·mol －1
C ．氢气的燃烧热为571.6 kJ·mol －1
D ．若反应②中H 2O 为气态，相同条件下的反应热为ΔH ，则ΔH ＜ΔH 2 【答案】A
【解析】A 项，考生易因忽视乙二酸为弱酸，其电离需要吸收热量而出错，故反应生成0.1 mol H 2O(l)时放出的热量小于5.73 kJ ，正确。

B 项，考生易因忽视Ba 2＋
与SO 2－
4反应生成BaSO 4沉淀时也会放出热量而出错，故该反应的ΔH ＜－114.6 kJ·mol －1
，错误。

C 项，燃烧热是指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，故氢气的燃烧热应为285.8 kJ·mol －1
，错误。

D 项，H 2O 由液态变为气态是一个吸热过程，故ΔH ＞ΔH 2，错误。

32．磷及其化合物在化工生产中有着广泛应用。

(1)已知：①P 4(s)＋6H 2(g)＋8O 2(g)===4H 3PO 4(s) ΔH 1＝a kJ·mol －1
②H 2(g)＋1
2
O 2(g)===H 2O(l)
ΔH 2＝b kJ·mol －1
③P 4(s)＋5O 2(g)===2P 2O 5(s) ΔH 3＝c kJ·mol －1
则反应④P 2O 5(s)＋3H 2O(l)===2H 3PO 4(s)的ΔH 4＝________________。

(2)已知31 g 白磷(P 4)完全燃烧生成稳定氧化物P 4O 10(s)时放出的热量为760.75 kJ 。

写出能表示P 4(s)
燃烧热的热化学方程式：________________________。

(3)PCl 3(g)＋Cl 2(g)
PCl 5(g) ΔH ＝－d kJ·mol －1
，在密闭容器中充入 1 mol PCl 3(g)和 1 mol
Cl 2(g)，充分反应，放出热量Q ________(填“＞”“＜”或“＝”)d kJ 。

【答案】 (1)
a －c －6b
2
kJ·mol －1 (2)P 4(s)＋5O 2(g)===P 4O 10(s) ΔH ＝－3 043 kJ·mol －1
(3)＜
33．(1)已知25 ℃，101 kPa 时：4Fe(s)＋3O 2(g)===2Fe 2O 3(s) ΔH ＝－1 648 kJ·mol －1
C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH ＝－393 kJ·mol －1
2Fe(s)＋2C(s)＋3O 2(g)===2FeCO 3(s) ΔH ＝－1 480 kJ·mol
－1
FeCO 3在空气中加热反应生成Fe 2O 3的热化学方程式是_______________________。

(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是： ①CH 3OH(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋3H 2(g) ΔH ＝＋49.0 kJ·mol －1
②CH 3OH(g)＋1
2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2(g)
ΔH ＝－192.9 kJ·mol －1 又知③H 2O(g)===H 2O(l) ΔH ＝－44 kJ·mol －1
则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为_____________________________________________。

【答案】 (1)4FeCO 3(s)＋O 2(g)===2Fe 2O 3(s)＋4CO 2(g) ΔH ＝－260 kJ·mol －1
(2)CH 3OH(g)＋3
2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l)
ΔH ＝－764.7 kJ·mol －1
34．(1)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸气重整。

向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有
①反应CO(g)＋H 2O(g)===CO 2(g)＋H 2(g)的ΔH ＝________kJ·mol －1。

②甲烷的燃烧热为ΔH 2，则ΔH 2________(填“＞”“＝”或“＜”)ΔH 1。

(2)物质(t ­BuNO)2在正庚烷溶剂中发生如下反应：(t ­BuNO)2
2(t ­BuNO) ΔH 。

实验测得该反应的
ΔH ＝＋50.5 kJ·mol －1
，活化能E a ＝90.4 kJ·mol －1。

下列能量关系图合理的是________。

A B
C D
(3)工业上利用天然气(主要成分为CH 4)与CO 2进行高温重整制备CO 和H 2，已知CH 4、H 2和CO 的燃烧热(ΔH )分别为－890.3 kJ·mol －1
、－285.8 kJ·mol －1
和－283.0 kJ·mol －1
，则生成1 m 3
(标准状况)CO 所需的热量为________。

故标准状况下生成1 m 3 CO 所需热量为Q ＝ 1 000 L 22.4 L·mol －1
×12×247.3 kJ·mol －1≈5.52×103 kJ 。

【答案】 (1)①－41.2 ②＜ (2)D (3)5.52×103
kJ 35．合成氨工业上常用下列方法制备H 2： 方法Ⅰ：C(s)＋2H 2O(g)CO 2(g)＋2H 2(g) 方法Ⅱ：CO(g)＋H 2O(g)
CO 2(g)＋H 2(g)
已知：
①C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－394 kJ·mol－1；
②2C(s，石墨)＋O2(g)===2CO(g)
ΔH2＝－222 kJ·mol－1；
③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH3＝－484 kJ·mol－1。

试计算25 ℃时由方法Ⅱ制备1 000 g H2所放出的能量为________。

【答案】20 500 kJ
36．热化学方程式中的ΔH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。

(导学号 56470082)
(1)下图Ⅰ所表示的是NO2和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：_________。

(2)图Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒、碲在生成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：__________________。

(3)已知：①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH＝－25 kJ·mol－1，
②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH＝－47 kJ·mol－1，
③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH＝19 kJ·mol－1
请写出CO还原FeO的热化学方程式：_______________。

答案：(1)NO2(g)＋CO(g)===NO(g)＋CO2(g) ΔH＝－234 kJ·mol－1
(2)H2Se(g)===Se(g)＋H2(g)
ΔH＝－81 kJ/mol
(3)FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)
ΔH＝－11 kJ·mol－1
37．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。

请回答下列问题：
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
ΔH＝＋88.6 kJ/mol则M、N相比，较稳定的是_____________。

(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－238.6 kJ/mol，CH3OH(l)＋12O2(g)===CO2(g)＋2H2(g) ΔH＝－a kJ/mol，则a________238.6(填“>”“<”或“＝”)。

(3)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：__________________________________________________________。

(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。

将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s) ΔH＝－1 176 kJ/mol，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为________。

解析：(1)M转化为N是吸热反应，所以N的能量高，不稳定。

(2)甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量少，故a<238.6。

(3)反应的化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)，当有 2 mol Cl2参与反应时释放出290 kJ热量，所以该反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g) ΔH＝－290 kJ/mol。

(4)所给反应中转移12 mol电子，故每转移1 mol电子放出的热量为1 176 kJ÷12＝98 kJ。

答案：(1)M (2)<
(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g) ΔH＝－290 kJ/mol
(4)98 kJ
38．(1)已知两种同素异形体A、B的燃烧热的热化学方程式：
A(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.51 kJ/mol
B(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－395.41 kJ/mol
则两种同素异形体中较稳定的是(填“A”或“B”)_____________。

(2)工业上用H2和Cl2反应制HCl，各共价键键能数据为H—H：436 kJ/mol，Cl—Cl：243 kJ/mol，H—Cl：431 kJ/mol。

该反应的热化学方程式为_________________________________________________________。

(3)合成气(CO和H2为主的混合气体)不但是重要的燃料也是重要的化工原料，制备合成气的方法有多种，用甲烷制备合成气的反应：
①2CH4(g)＋O2(g)===2CO(g)＋4H2(g)
ΔH1＝－72 kJ·mol－1
②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)
ΔH2＝＋216 kJ·mol－1
氢气与氧气反应生成水蒸气的热化学方程式为__________________________________________。

现有1 mol由H2O(g)与O2组成的混合气，且O2的体积分数为x，将此混合气与足量CH4充分反应。

若x＝0.2时，反应①放出的能量为____________kJ。

若x＝____________时，反应①与②放出(或吸收)的总能量为0。

答案：(1)A (2)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ/mol
(3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)
ΔH＝－504 kJ·mol－114.4 0.75
39．(1)新的《环境空气质量标准》(GB 3095－2012)已于2016年1月1日在我国全面实施。

据此，环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标，为公众提供健康指引，引导当地居民合理安排出行和生活。

①汽车排出的尾气中含有C O和NO等气体，用化学方程式解释产生NO的原因___________________________________________。

②汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。

已知：
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝＋180.5 kJ/mol
2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH＝－221.0 kJ/mol
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ/mol
则反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________ kJ/mol。

(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾，催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法。

利用NH 3和CH 4
等气体除去烟气中的氮氧化物。

已知：CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l) ΔH 1＝a kJ/mol ；欲计算反应CH 4(g)＋4NO(g)===CO 2(g)＋2H 2O(l)＋2N 2(g)的焓变ΔH 2则还需要查询某反应的焓变ΔH 3，当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时，ΔH 3＝b kJ/mol ，该反应的热化学方程式为________________________________________，据此计算出ΔH 2＝________ kJ/mol(用含a 、b 的式子表示)。

(3)合成氨用的氢气可以由甲烷为原料制得。

有关化学反应的能量变化如图所示，则CH 4(g)与H 2O(g)反应生成CO(g)和H 2(g)的热化学方程式为__________________________。

答案：(1)①N 2＋O 2=====高温
2NO ②－746.5
(2)N 2(g)＋O 2(g)===2NO(g) ΔH 3＝b kJ/mol a －2b
(3)CH 4(g)＋H 2O(g)===CO(g)＋3H 2(g) ΔH ＝＋161.1 kJ/mol。