(江苏专用)2021版高考化学一轮复习专题6化学反应与能量变化1第一单元化学反应中的热效应教案

第一单元化学反响中的热效应
1．，能正确书写热化学方程式。

4.了解能源是人类生存和社会开展的重要根底。

了解化学在解决能源危机中的重要作用。

5.了解焓变(ΔH)与反响热的含义。

，并能运用盖斯定律进展有关反响焓变的计算。

反响热与焓变
[知识梳理]
一、反响热和焓变
1．反响热是化学反响中放出或吸收的热量。

2．焓变是化学反响在恒温、恒压条件下放出或吸收的热量。

3．化学反响的反响热用一定条件下的焓变表示，符号为ΔH，单位为kJ·mol－1。

干冰、冰、液氨等的汽化过程为物理变化，它们的热效应不是反响热。

二、吸热反响与放热反响
1．从能量上下角度理解
2．从化学键角度理解
3．常见放热反响
(1)可燃物的燃烧；(2)酸碱中和反响；(3)大多数化合反响；(4)金属跟酸的置换反响；(5)物质的缓慢氧化。

4．常见吸热反响
(1)大多数分解反响；(2)盐的水解；(3)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反响；(4)碳和水蒸
气、C 和CO 2的反响。

[自我检测]
1．判断正误，正确的打“√〞，错误的打“×〞。

(1)放热反响不需要加热就能反响，吸热反响不加热就不能反响。

( )
(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化。

( )
(3)水蒸气变为液态水时放出的能量就是该变化的反响热。

( )
(4)同温同压下，反响H 2(g)＋Cl 2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH 不同。

( )
(5)可逆反响的ΔH 表示完全反响时的热量变化，与反响是否可逆无关。

( )
解析：(1)反响的吸、放热与是否加热无关，如燃烧反响是放热反响，一般需要点燃，而NH 4Cl 和Ba(OH)2·8H 2O 晶体反响是吸热反响，不需要加热，错误；(3)水由气态变液态，是物理变化，其能量变化不能称为反响热，错误；(4)ΔH 与反响的条件和途径无关，只与反响物和生成物的能量有关，错误。

答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√
2．以下说法中正确的选项是( )
A ．在化学反响过程中，发生物质变化的同时不一定发生能量变化
B ．破坏生成物全部化学键所需要的能量大于破坏反响物全部化学键所需要的能量时，该反响为吸热反响
C ．生成物的总焓大于反响物的总焓时，反响吸热，ΔH >0
D ．ΔH 的大小与热化学方程式的化学计量数无关
解析：选C 。

化学反响中一定有能量变化，A 错误；B 项中，由ΔH ＝断开旧化学键吸收的能量－形成新化学键放出的能量，得ΔH <0，故为放热反响，B 错误；ΔH 的大小与热化学方程式的化学计量数成正比，D 错误。

(1)并不是所有的化合反响均为放热反响，如C 和CO 2、N 2和O 2的反响是化合反响，但为吸热反响。

(2)反响热ΔH 大小只跟所有反响物的总能量、所有生成物的总能量有关，跟反响条件无关。

(3)需要加热的反响不一定是吸热反响，如C ＋O 2=====点燃CO 2 ΔH <0；不需要加热的反响
也不一定是放热反响，如Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 的反响是吸热反响。

(2021·保定高三检测)某反响过程能量变化如
下图，以下说法正确的选项是( )
A ．反响过程a 有催化剂参与
B ．该反响为吸热反响，热效应等于ΔH
C ．改变催化剂，可改变该反响的活化能
D ．有催化剂的条件下，反响的活化能等于
E 1＋E 2
[解析] 解答此题，首先应该会看图像，，这是没有催化剂参与的过程，，多余的能量就以热能的形式释放出来，所以该反响为放热反响，热效应等于反响物与生成物能量的差值ΔH ，，改变了反响途径，降低了反响的活化能，E 1，错误。

[答案] C
从上述例题知使用催化剂________(填“会〞或“不会〞)改变反响的焓变，说明焓变只与____________有关。

那么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：不会 反响体系的始末状态 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
题组一 化学反响的能量判断
1．以下设备工作时，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
化学能转化为电能的装置，B 项错误；太阳能集热器是将太阳能转化为热能的装置，C 项错
误；燃气通过燃气灶发生燃烧反响，如CH 4＋2O 2――→点燃CO 2＋2H 2O ，实现了化学能到热能的转
化，D 项正确。

2．以下既属于氧化复原反响，又属于吸热反响的是( )
A ．铝片与稀盐酸的反响
B ．生石灰与水的反响
C ．灼热的炭与水蒸气的反响
D ．甲烷(CH 4)在O 2中的燃烧反响
解析：选C 。

铝片与稀盐酸之间的置换反响、甲烷(CH 4)在O 2中的燃烧反响既是氧化复原反响，又是放热反响；灼热的炭与水蒸气发生的氧化复原反响是吸热反响；生石灰与水之间发生的化合反响是放热反响。

题组二化学反响能量变化中的图像分析
3．某反响的反响过程中能量变化如下图(图中E1表示正反响的活化能，E2表示逆反响的活化能)。

以下有关表达正确的选项是( )
A．该反响为放热反响
B．催化剂能改变该反响的焓变
C．催化剂能降低该反响的活化能
D．逆反响的活化能大于正反响的活化能
解析：选C。

从图中看，反响物的总能量低于生成物的总能量，故为吸热反响，A项错；焓变是指生成物与反响物之间的能量差值，与反响条件无关，B项错；参加催化剂之后，改变了反响历程，活化能减小了，C项正确；从图像看出，正反响活化能大于逆反响活化能，D项错。

4．(2021·延安模拟)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发生化学反响，降低了脱硫效率。

相关反响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(反响Ⅰ) CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)
ΔH2＝－175.6 kJ·mol－1(反响Ⅱ)假设某温度下，反响Ⅰ的速率(v1)大于反响Ⅱ的速率(v2)，那么以下反响过程能量变化示意图正确的选项是( )
解析：选C。

一样温度下，因两个反响的反响物完全一样，反响速率越大，那么反响的活化能越小，因此反响Ⅰ的活化能小于反响Ⅱ的活化能；反响Ⅰ的ΔH>0，生成物的能量高于反响物的能量，反响Ⅱ的ΔH<0，生成物的能量低于反响物的能量，故C项正确。

热化学方程式
[知识梳理]
1．概念
表示参加反响物质的量和反响热的关系的化学方程式。

2．意义
说明了化学反响中的物质变化和能量变化。

例如：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)完全反响生成2 mol H2O(l)，放出571.6 kJ的热量。

3．书写规那么
[自我检测]
1．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响原理为CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g) ΔH＝49.0 kJ·mol－1。

对以下说法作出正误判断，正确的打“√〞，错误的打“×〞。

(1)1 L CH3OH蒸气与1 L水蒸气反响生成1 L CO2气体与3 L氢气吸收热量49.0 kJ。

( )
(2)1个CH3OH分子与1个水分子反响生成1个CO2分子与3个H2分子吸收热量49.0 kJ。

( )
(3)一样条件下，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。

( )
(4)1 mol CH3OH蒸气与1 mol液态水反响生成1 mol CO2气体与3 mol氢气吸收的热量小于49.0 kJ。

( )
解析：(1)～(2)热化学方程式前的化学计量数表示的是物质的量，而不是表示体积或分子数，错误；(3)该反响是吸热反响，正确；(4)液态水变为气态水，需要吸收热量，所以吸收的热量大于49.0 kJ，错误。

答案：(1)×(2)×(3)√(4)×
2．化合物AX3和单质X2在一定条件下反响可生成化合物AX5。

AX3的熔点和沸点分别为－93.6 ℃和 76 ℃，AX5的熔点为167 ℃。

室温时AX3与气体X2反响生成1 mol AX5，放出热量123.8 kJ。

该反响的热化学方程式为_______________________。

解析：根据AX3的熔点和沸点可知室温时AX3为液体，由AX5的熔点可知AX5室温时为固体。

由此可写出室温时AX3与气体X2生成AX5的热化学方程式：AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH ＝－123.8 kJ· mol－1。

答案：AX3(l)＋X2(g)===AX5(s) ΔH kJ·mol－1
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，那么ΔH也要加倍。

(1)(2021·高考天津卷)0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反响，生成一种复原性气体和一种易水解成TiO2·x H2O的液态化合物，放热 4.28 kJ，该反响的热化学方程式为_________________________。

(2)(2021·高考天津卷)硅与氯两元素的单质反响生成1 mol Si的最高价化合物，恢复至室温，放热687 kJ。

该化合物的熔、沸点分别为－69 ℃和58 ℃，写出该反响的热化学方程式：________________________________。

[解析] (1)生成的复原性气体为CO，易水解成TiO2·x H2O的液态化合物为TiCl4，反响的化学方程式为2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)，结合题意知ΔH＝－4.28 kJ
×2＝－85.6 kJ·mol－1。

0.1 mol
(2)生成物是四氯化硅，书写热化学方程式的关键是判断常温下四氯化硅的状态。

根据其熔点和沸点数据，可推断出四氯化硅在常温下呈液态。

据此可写出反响的热化学方程式。

[答案] (1)2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－85.6 kJ·mol－1
(2)Si(s)＋2Cl2(g)===SiCl4(l) ΔH＝－687 kJ·mol－1
(1)(2021 ·高考天津卷)1 mol Na的单质在足量O2中燃烧，恢复至室温，放出255.5 kJ 热量，写出该反响的热化学方程式：________________________________。

(2)(2021 ·高考安徽卷)NaBH4(s)与水(l)反响生成NaBO2(s)和氢气(g)，在25 ℃、101 kPa下，每消耗3.8 g NaBH4(s)放热21.6 kJ，该反响的热化学方程式是
________________________________________________________________________。

解析：(1)1 mol Na在O2中完全燃烧生成Na2O2放出热量为255.5 kJ，那么该反响的热化学方程式为2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s) ΔH＝－511 kJ·mol－1。

(2)NaBH4与水反响的化学方程式为NaBH4＋2H2O===NaBO2＋4H2↑，3.8 g NaBH4的物质的量为0.1 mol，故1 mol NaBH4与水反响时放出216.0 kJ热量，由此可写出热化学方程式。

答案：(1)2Na(s)＋O2(g)===Na2O2(s)
ΔH＝－511 kJ·mol－1
(2)NaBH4(s)＋2H2O(l)===NaBO2(s)＋4H2(g)
ΔH＝－216.0 kJ·mol－1
书写热化学方程式的“五步〞
题组一热化学方程式的正误判断
1．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。

以下热化学方程式的书写正确的选项是( )
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②③④ D．全部符合要求
解析：选B。

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)产物的稳定状态，H2O为液态，碳单质的稳定氧化物为CO2；(2)单位是kJ·mol－1，不是kJ；(3)数值，ΔH的数值要与方程式中化学计量数保持一致；(4)符号，吸热为“＋〞(“＋〞常省略)，放热为“－〞。

仅②④符合要求。

2．以下热化学方程式书写正确的选项是(ΔH的绝对值均正确)( )
A．C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)
ΔH＝－1 367.0 kJ/mol(标准燃烧热)
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(反响热) D．2NO2===O2＋2NO ΔH＝116.2 kJ/mol(反响热)
解析：选C。

A项，表示标准燃烧热时，应生成稳定的氧化物，那么水的状态应为液态；B项，酸碱中和反响为放热反响，ΔH值为负值；D项，各物质未注明聚集状态。

题组二热化学方程式的书写
3. (1)化学反响A2(g)＋B2(g)===2AB(g)的能量变化如下图，请
写出该反响的热化学方程式：__________________。

(2)化学反响N2＋3H2===2NH3的能量变化如下图(假设该反响进
展完全)。

试写出N2(g)和H2(g)反响生成NH3(l)的热化学方程式：________________。

答案：(1)A2(g)＋B2(g)===2AB(g)
ΔH＝(a－b) kJ·mol－1
(2)N2(g)＋3H2(g)===2NH3(l)
ΔH＝－2(c＋b－a) kJ·mol－1
4．依据事实，写出以下反响的热化学方程式。

(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。

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，那么乙醇燃烧的热化学方程式为___________________________。

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，那么乙醇为0.5 mol，据此可写出反响的热化学方程式。

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
“五审〞突破热化学方程式的正误判断
标准燃烧热、中和热及能源
[知识梳理]
1．标准燃烧热
(1)概念：在101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时的反响热。

标准燃烧热的单位一般用kJ·mol－1表示。

标准燃烧热的限定词有恒压(101 kPa时)、可燃物的物质的量(1 mol)、完全燃烧、稳定的氧化物等，其中的“完全燃烧〞，是指物质中以下元素完全转变成对应的氧化物：
C→CO 2(g)，H →H 2O(l)，S →SO 2(g)等。

(2)表示的意义：例如：C 的标准燃烧热为393.5 kJ·mol －1，表示在101 kPa 时，1 mol C 完全燃烧生成CO 2气体时放出393.5 kJ 的热量。

(3)书写热化学方程式：标准燃烧热是以1 mol 物质完全燃烧所放出的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol 物质为标准来配平其余物质的化学计量
数。

例如：C 8H 18(l)＋252
O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(l) ΔH ＝－5 518 kJ ·mol －1，即C 8H 18的标准燃烧热ΔH 为－5 518 kJ·mol －1。

(4)标准燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为Q
放＝n (可燃物)×|ΔH |。

式中：Q 放为可燃物燃烧反响放出的热量；n 为可燃物的物质的量；ΔH 为可燃物的标准燃烧热。

2．中和热
(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反响生成1__mol__液态H 2O 时的反响热。

(2)注意几个限定词：①稀溶液；②产物是1 mol 液态H 2O ；③用热化学方程式可表示为OH －(aq)＋H ＋(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ·mol －1。

(3)中和热的测定
①测定原理
ΔH ＝－〔m 酸＋m 碱〕·c ·〔t 终－t 始〕n
c ＝4.18 J·g －1·℃－1＝4.18×10－3 kJ ·g －1·℃－1；n 为生成H 2O 的物质的量。

②装置如图(在横线上填出仪器的名称)
3．能源
[自我检测]
1．CH 4的标准燃烧热ΔH ＝－890.31 kJ ·mol －1
表示什么意义？
答案：在25 ℃、101 kPa 时，1 mol CH 4完全燃烧生成CO 2和液态水时放出890.31 kJ 的热量。

2．浓硫酸与稀NaOH 溶液反响、稀醋酸与稀NaOH 溶液反响所测得的中和热ΔH 都是－57.3 kJ·mol －1
吗？为什么？
答案：不是。

由于浓硫酸溶于水放热，所以浓硫酸与稀NaOH 溶液反响所测得的中和热ΔH <－57.3 kJ·mol －1
；由于醋酸是弱电解质，其电离要吸热，所以稀醋酸与稀NaOH 溶液反响所测得的中和热ΔH >－57.3 kJ·mol －1。

3．能源危机是当前全球性的问题，“开源节流〞是应对能源危机的重要举措。

以下做法不利于能源“开源节流〞的是( )
A ．大力开展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
B ．大力开采煤、石油和天然气，以满足人们日益增长的能源需求
C ．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源，减少煤、石油等化石燃料的使用
D ．减少资源消耗，增加资源的重复使用，注重资源的循环再生 答案：B
(1)中和热不包括浓溶液稀释、电解质溶解、电离、生成沉淀所产生的热效应。

(2)强酸和强碱反响的中和热ΔH 为－57.3 kJ·m ol －1。

强酸和弱碱或弱酸和强碱反响的中和热ΔH 一般大于－ kJ ·mol －1
，因为它们在中和反响过程中进一步电离需吸热，使中和反响中所放出热量被消耗一局部。

(2021·福州高三质检)25 ℃、101 kPa 时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反响
的中和热ΔH 为－57.3 kJ/mol ，辛烷的标准燃烧热ΔH 为－5 518 kJ/mol 。

以下热化学方程式书写正确的选项是( )
A ．2H ＋
(aq)＋SO 2－
4(aq)＋2Na ＋
(aq)＋2OH －
(aq)===Na 2SO 4(aq)＋2H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ/mol
B ．KOH(aq)＋12H 2SO 4(aq)===1
2K 2SO 4(aq)＋H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ/mol
C ．C 8H 18(l)＋25
2O 2(g)===8CO 2(g)＋9H 2O(g)
ΔH ＝－5 518 kJ/mol
D ．2C 8H 18(l)＋25O 2(g)===16CO 2(g)＋18H 2O(l)
ΔH ＝－5 518 kJ/mol [解析] 中和热是指在25 ℃、101 kPa 时，在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反响生成1 mol H 2O 时所放出的热量。

A 项中生成的是2 mol H 2O ，错误。

B 项符合中和热的定义且
符合热化学方程式的书写要求，正确。

C 项中H 2O(g)不符合标准燃烧热生成“稳定的氧化物〞的定义，错误。

D 项中ΔH 应为－(2×5 518) kJ/mol，错误。

[答案] B
将上述例题中A 项改为2H ＋
(aq)＋SO 24 －
(aq)＋Ba 2＋
(aq)＋2OH －
(aq)===BaSO 4(s)＋2H 2O(l) ΔH ＝－114.6 kJ/mol ，是否正确？
答案：不正确。

114.6 kJ/mol 仅是发生中和反响放出的热量，该反响除中和反响放出热量外，Ba 2＋
与SO 2－
4生成BaSO 4沉淀也有热效应。

书写表示标准燃烧热、中和热的热化学
方程式时的考前须知
题组一 标准燃烧热、中和热的理解
1．以下关于热化学反响的描述中正确的选项是( )
A ．H ＋
(aq)＋OH －
(aq)===H 2O(l) ΔH ＝－57.3 kJ/mol ，那么HCl 和NH 3·H 2O 反响的反响热ΔH ＝－57.3 kJ/mol
B ．燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的热化学方程式是CH 3OH(g)＋1
2O 2(g)===CO 2(g)＋
2H 2 (g) ΔH kJ/mol ，那么CH 3OH(g)的标准燃烧热ΔH kJ/mol
C ．H 2(g)的标准燃烧热ΔH ＝－285.8 kJ/mol ，那么2H 2O(g)===2H 2(g)＋O 2(g) ΔH ＝571.6 kJ/mol
D ．葡萄糖的标准燃烧热ΔH ＝－2 800 kJ/mol ，那么
1
2
C 6H 12O 6(s)＋3O 2(g)===3CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝－1 400 kJ/mol 解析：选
D 。

NH 3·H 2O 是弱电解质，电离时吸热，故反响热ΔH >－57.3 kJ/mol ，A 错误；甲醇蒸气的标准燃烧热是 1 mol CH 3OH(g)完全燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量，B 错误；标准燃烧热的定义是1 mol 纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量，反响中的H 2O 应该为液态，C 错误；葡萄糖的标准燃烧热ΔH ＝－2 800 kJ/mol ，故1
2C 6H 12O 6(s)
＋3O 2(g)===3CO 2(g)＋3H 2O(l) ΔH ＝－1 400 kJ/mol ，D 正确。

2．将V 1 mL 1.0 mol/L HCl 溶液和V 2 mL 未知浓度的NaOH 溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如下图(实验中始终保持V 1＋V 2＝50 mL)。

以下表达正确的选项是( )
A ．做该实验时环境温度为22 ℃
B ．该实验说明化学能可以转化为热能
C ．NaOH 溶液的浓度约是1.0 mol/L
D ．该实验说明有水生成的反响都是放热反响
解析：选B 。

从表中分析当参加HCl 溶液5 mL ，NaOH 溶液45 mL 时，反响后温度为22 ℃，故实验时环境温度小于22 ℃，A 错；中和反响为放热反响，B 正确；当参加HCl 溶液30 mL 反响放热最多，应是酸碱恰好完全中和，故c (NaOH)＝
1.0 mol/L ×30 mL
20 mL
＝1.5
mol/L ，C 错；中和反响有水生成，但有水生成的不一定是放热反响，如H 2＋CuO=====△
H 2O ＋Cu 是吸热反响，D 错。

题组二 能源 中和热的测定
3．(2021·弥勒模拟)美国前总统奥巴马就环境问题公开表示，到2021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%。

同时方案每年拿出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。

以下说法不正确的选项是( )
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
解析：选B 。

乙醇作燃料产生CO 2气体，会引起温室效应。

4. 利用如下图装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50 mL 0.50 mol ·L －1
盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L －1
NaOH 溶液，并用另一
温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。

答复以下问题：
(1)所用NaOH溶液要稍过量的原因：___________________________________
________________________________________________________________________。

(2)倒入NaOH溶液的正确操作是__________(填序号)。

A．沿玻璃棒缓慢倒入
B．分三次少量倒入
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______(填序号)。

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)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是 1 g·cm－3，又知中和反响后生成溶液的比热容c＝4.18 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/℃最高温度t2/℃盐酸氢氧化钠溶液混合溶液
1
2
3
依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH＝________(结果保存一位小数)。

解析：(1)在中和热的测定实验中为了确保反响物被完全中和，常常使参加的一种反响物稍微过量一些。

(2)为了减小热量损失，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轻轻地搅动。

(4)取三次实验的平均值代入公式计算即可。

答案：(1)确保盐酸被完全中和(2)C (3)D
(4)－51.8 kJ·m ol－1
中和热测定的考前须知
(1)碎泡沫塑料(或纸条)及硬纸板(或泡沫塑料板)的作用是保温、隔热，减少实验过程
中热量的损失。

(2)为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量。

(3)不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒的理由是铜传热快，热量损失大。

(4)计算时应注意单位的统一。

盖斯定律反响热的计算与比拟
[知识梳理]
1．盖斯定律
(1)内容
对于一个化学反响，不管是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全一样的。

即一个化学反响的焓变仅与反响的起始状态和反响的最终状态有关，而与反响的途径无关。

(2)应用
间接计算某些反响的反响热(无法直接测得)。

假设某个化学反响可由另外几个化学方程式相加而得到，那么该化学反响的焓变即为这几个化学反响的焓变的代数和。

例如：
ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5
2．反响热的计算
(1)利用热化学方程式计算：反响热与化学方程式中反响物的化学计量数成正比。

(2)利用旧键断裂和新键形成过程中的能量差计算
假设反响物旧化学键断裂吸收能量E1，生成物新化学键形成放出能量E2，那么反响的ΔH＝E1－E2。

(3)利用盖斯定律计算。

3．ΔH的比拟
比拟ΔH的大小时需考虑正负号，对放热反响，放热越多，ΔH越小；对吸热反响，吸热越多，ΔH越大。

[自我检测]
1．(2021·六安模拟)：
①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝－566 kJ·mol－1
②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－484 kJ·mol－1
③CH 4(g)＋2O 2(g)===CO 2(g)＋2H 2O(g) ΔH ＝－802 kJ·mol －1
那么：CH 4(g)＋CO 2(g)
2CO(g)＋2H 2(g) ΔH ＝________。

解析：根据盖斯定律，③－①－②可得目标热化学方程式，那么ΔH ＝(－802 kJ·mol
－1
)－(－566 kJ·mol －1)－(－484 kJ·mol －1)＝248 kJ·mol －1。

答案：248 kJ·mol －1
2．试比拟以下三组ΔH 的大小。

(1)同一反响，生成物状态不同时 A(g)＋B(g)===C(g) ΔH 1<0， A(g)＋B(g)===C(l) ΔH 2<0，
那么ΔH 1________ΔH 2(填“>〞“<〞或“＝〞，下同)。

(2)同一反响，反响物状态不同时 S(g)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 1<0， S(s)＋O 2(g)===SO 2(g) ΔH 2<0， 那么ΔH 1________ΔH 2。

(3)两个有联系的不同反响相比 C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1<0， C(s)＋1
2O 2(g)===CO(g) ΔH 2<0，
那么ΔH 1________ΔH 2。

解析：(1)因为C(g)===C(l) ΔH 3<0，那么ΔH 3＝ΔH 2－ΔH 1，ΔH 2<ΔH 1。

(2)S(g)――→ΔH 3S(s)――→ΔH 2
SO 2(g) ΔH 2＋ΔH 3＝ΔH 1，那么ΔH 3＝ΔH 1－ΔH 2，又ΔH 3<0，所以ΔH 1<ΔH 2。

(3)根据常识可知CO(g)＋1
2O 2(g)===CO 2(g) ΔH 3<0，又因为ΔH 2＋ΔH 3＝
ΔH 1，所以ΔH 2>ΔH 1。

答案：(1)> (2)< (3)<
(1)等量的可燃物完全燃烧所放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多。

(2)产物一样时，同种气态物质燃烧放出的热量比等量的固态物质燃烧放出的热量多。

反响物一样时，生成同种液态物质放出的热量比生成等量的气态物质放出的热量多。

(1)[2021·高考全国卷Ⅰ，28(2)]以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响系统原理。

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_____________________、_______________________________。

(2)[2021·高考全国卷Ⅲ，28(3)]： As(s)＋3
2H 2(g)＋2O 2(g)===H 3AsO 4(s) ΔH 1
H 2(g)＋1
2O 2(g)===H 2O(l) ΔH 2
2As(s)＋5
2
O 2(g)===As 2O 5(s) ΔH 3
那么反响As 2O 5(s) ＋3H 2O(l)===2H 3AsO 4(s)的ΔH ＝________。

[解析] (2)将热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，由①×2－②×3－③可得：As 2O 5(s)＋3H 2O(l)===2H 3AsO 4(s) ΔH ＝2ΔH 1－3ΔH 2－ΔH 3。

[答案] (1)H 2O(l)===H 2(g)＋12O 2(g) ΔH ＝286 kJ·mol －1
H 2S(g)===H 2(g)＋S(s) ΔH ＝20 kJ·mol －1
(2)2ΔH 1－3ΔH 2－ΔH 3
(1)[2021 ·高考全国卷Ⅰ，28(3)]反响2HI(g)===H 2(g)＋I 2(g)的ΔH ＝11 kJ ·mol －1
，1 mol H 2(g)、1 mol I 2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436 kJ 、151 kJ 的能量，那么1 mol HI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为______kJ 。

(2)[2021 ·高考全国卷Ⅱ，27(1)]甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO 、CO 2和H 2)在催化剂作用下合成甲醇。

发生的主要反响如下：
①CO(g)＋2H 2(g)CH 3OH(g) ΔH 1
②CO 2(g)＋3H 2(g)CH 3OH(g)＋H 2O(g) ΔH 2 ③CO 2(g)＋H 2(g)
CO(g)＋H 2O(g) ΔH 3
反响①中相关的化学键键能数据如下： 化学键
H —H C —O H —O C —H E /(kJ·mol －1)
436
343
1 076
465
413
123________kJ·mol －1。

解析：(1)设1 mol HI(g)分子中化学键断裂吸收的能量为x，那么2x－436 kJ－151 kJ ＝11 kJ，x＝299 kJ。

(2)根据键能与反响热的关系可知，ΔH1＝反响物的键能之和－生成物的键能之和＝(1 076 kJ·mol－1＋2×436 kJ·mol－1)－(413 kJ·mol－1×3＋343 kJ·mol－1＋465 kJ·mol－1)＝－99 kJ·mol－1。

根据盖斯定律可得：ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58 kJ·mol－1)－(－99 kJ·mol－1)＝41 kJ·mol－1。

答案：(1)299 (2)－99 41
题组一盖斯定律的应用
1．(2021 ·高考重庆卷)黑火药是中国古代的四大创造之一，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
：碳的标准燃烧热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
那么x为( )
A．3a＋b－c B．c－3a－b
C．a＋b－c D．c－a－b
解析：选A。

表示碳标准燃烧热的热化学方程式为①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝a kJ·mol－1，将另外两个热化学方程式进展编号，②S(s)＋2K(s)===K2S(s) ΔH2＝b kJ·mol－1，③2K(s)＋N2(g)＋3O2(g)===2KNO3(s) ΔH3＝c kJ·mol－1，运用盖斯定律，①×3＋②－③得S(s)＋2KNO3(s)＋3C(s)===K2S(s)＋N2(g)＋3CO2(g) ΔH＝(3a＋b－c) kJ·mol－1，那么x＝3a＋b－c，故A正确。

2．室温下，将1 mol 的CuSO 4·5H 2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为ΔH 1，将1 mol 的CuSO 4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为ΔH 2；CuSO 4·5H 2O 受热分解的化学方程式为CuSO 4·5H 2O(s)=====△
CuSO 4(s)＋5H 2O(l)，热效应为ΔH 3。

那么以下判断正确的选项是( )
A ．ΔH 2>ΔH 3
B ．ΔH 1<ΔH 3
C ．ΔH 1＋ΔH 3＝ΔH 2
D ．ΔH 1＋ΔH 2>ΔH 3
解析：选B 。

1 mol CuSO 4·5H 2O(s)溶于水会使溶液温度降低，为吸热反响，故ΔH 1>0，1 mol CuSO 4(s)溶于水会使溶液温度升高，为放热过程，故ΔH 2<0，1 mol CuSO 4·5H 2O(s)溶于水可以分为两个过程，先分解成1 mol CuSO 4(s)和5 mol 水，然后1 mol CuSO 4(s)再溶于水。

CuSO 4·5H 2O 受热分解为吸热反响，即ΔH 3>0。

根据盖斯定律得到关系式ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3，分析得到答案：ΔH 1<ΔH 3。

3．：
C(s)＋O 2(g)===CO 2(g) ΔH 1 CO 2(g)＋C(s)===2CO(g) ΔH 2 2CO(g)＋O 2(g)===2CO 2(g) ΔH 3 4Fe(s)＋3O 2(g)===2Fe 2O 3(s) ΔH 4 3CO(g)＋Fe 2O 3(s)===3CO 2(g)＋2Fe(s) ΔH 5 以下关于上述反响焓变的判断正确的选项是( ) A ．ΔH 1＞0，ΔH 3＜0 B ．ΔH 2＞0，ΔH 4＞0 C ．ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3 D ．ΔH 3＝ΔH 4＋ΔH 5
解析：选C 。

A.C(s)、CO(g)在O 2(g)中燃烧生成CO 2，均为放热反响，那么有ΔH 1<0、ΔH 3<0。

B ．CO 2(g)与C(s)在高温条件下反响生成CO(g)，该反响为吸热反响，那么有ΔH 2>0；Fe(s)与O 2(g)反响生成Fe 2O 3(s)为放热反响，那么有ΔH 4<0。

C ．将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，由②＋③可得①，那么有ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3。

D ．将五个热化学方程式依次编号为①、②、③、④、⑤，根据盖斯定律，由③×3－⑤×2可得④，那么有ΔH 4＝3ΔH 3－2ΔH 5。

题组二 与盖斯定律相关的热化学方程式的书写与反响热的计算
4．(1)[2021·高考全国卷Ⅱ，26(3)]联氨(又称肼，N 2H 4，无色液体)是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。

①2O 2(g)＋N 2(g)===N 2O 4(l) ΔH 1 ②N 2(g)＋2H 2(g)===N 2H 4(l) ΔH 2 ③O 2(g)＋2H 2(g)===2H 2O(g) ΔH 3
④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH4＝－1 048.9 kJ·mol－1
上述反响热效应之间的关系式为ΔH4＝____________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为______________________________________。

(2)：
甲醇脱水反响
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1
甲醇制烯烃反响
2CH3OH(g)===C2H4 (g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1
乙醇异构化反响
C2H5OH(g)===CH3OCH3(g) ΔH3＝50.7 kJ·mol－1
那么乙烯气相直接水合反响C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。

(3)：25 ℃、101 kPa时，
Mn(s)＋O2(g)===MnO2(s) ΔH＝－520 kJ·mol－1
S(s)＋O2(g)===SO2(g) ΔH＝－297 kJ·mol－1
Mn(s)＋S(s)＋2O2(g)===MnSO4(s)ΔH＝－1 065 kJ·mol－1
SO2与MnO2反响生成无水MnSO4的热化学方程式是
________________________________________________________________________。

(4)(2021·高考北京卷)TiO2与Cl2难以直接反响，加碳生成CO和CO2可使反响得以进展。

：①TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)
ΔH1＝175.4 kJ·mol－1
②2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH2＝－220.9 kJ·mol－1
TiO2加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：_____________________________。

(5)[2021·高考全国卷Ⅲ，27(4)②]以下反响：
SO2(g)＋2OH－(aq)===SO2－3(aq)＋H2O(l) ΔH1
ClO－(aq)＋SO2－3(aq)===SO2－4(aq)＋Cl－(aq) ΔH2
CaSO4(s)===Ca2＋(aq)＋SO2－4(aq) ΔH3
那么反响SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)===CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________________________________________________________________________。

(6)(2021·高考天津卷)氢气可用于制备H2O2。

：H2(g)＋A(l)===B(l) ΔH1。