高考化学大题逐空突破系列（全国通用）01 常考题空1 热化学方程式及反应热的计算 （附答案解析）

③加：上面的两个步骤做好了，只要将热化学方程式相加即可得目标热化学方程式，反应热也要相加3．常用关系式热化学方程式焓变之间的关系aA=BΔH1A=eq\f(1,a)BΔH2ΔH2＝eq\f(1,a)ΔH1或ΔH1＝aΔH2aA=BΔH1B=aAΔH2ΔH1＝－ΔH2ΔH＝ΔH1＋ΔH24．ΔH的三种计算式(1)ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物)(2)ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和常见物质中的化学键数目物质CO2(C=O)CH4(C－H)P4(P－P)SiO2(Si－O)石墨金刚石SiS8(S－S)键数24641.5228(3)ΔH＝E1－E2，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能【真题演练】1．(2022·全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝172kJ·mol－1Kp1＝1.0×10－2(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH2＝－51kJ·mol－1Kp1＝1.2×1012pa反应2C(s)＋O2(g)=2CO(g)的ΔH为_______kJ·mol－12．(2022·全国乙卷)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。已知下列反应热化学方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)=3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－484kJ·mol－1计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)＋2H2的ΔH4＝________kJ·mol－13．(2022·湖北卷)已知：①CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH1＝－65.17kJ·mol－1②Ca(OH)2(s)=Ca2+(aq)＋2OH－(aq)ΔH2＝－16.73kJ·mol－1③Al(s)＋OH－(aq)＋3H2O(l)=[Al(OH)4]－(aq)＋H2(g)ΔH3＝－415.0kJ·mol－1则CaO(s)＋2Al(s)＋7H2O(l)=Ca2+(aq)＋2[Al(OH)4]－(aq)＋3H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－14．(2022·河北卷)氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用前景。298K时，1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ，1molH2O(l)蒸发吸热44kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________5．(2021·全国甲卷)CO2加H2制甲醇的总反应可表示为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，该反应一般认为通过如下步骤来实现：①CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋41kJ·mol－1②CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2＝－90kJ·mol－1总反应的ΔH＝________kJ·mol－16．(2021·全国乙卷)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(ν)光的照射下机理为：NOCl＋hν→NOCl*NOCl＋NOCl*→2NO＋Cl2其中hν表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收____mol的光子7．(2021·湖南卷)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2相关化学键的键能数据化学键N≡NH—HN—H键能E/(kJ·mol－1)946436.0390.8反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝________kJ·mol－1；8．(2021·河北卷)当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表：物质H2(g)C(石墨，s)C6H6(l)燃烧热ΔH(kJ·mol－1)－285.8－393.5－3267.5则25℃时H2(g)和C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为____________________9．(2021·广东卷)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH1b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)ΔH3d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)ΔH4e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)ΔH5根据盖斯定律，反应a的ΔH1＝______________(写出一个代数式即可)10．(2021·湖北卷)丙烯是一种重要的化工原料，可在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备反应I(直接脱氢)：C3H8(g)=C3H6(g)＋H2(g)ΔH1＝+125kJ·mol－1已知键能：E(C—H)=416kJ/molE(H—H)=436kJ/mol，由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为______kJ；11．(2020·全国Ⅰ卷)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序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)eq\o(=,\s\up7(钒催化剂))SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1。钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为___________________________________12．(2020·全国Ⅱ卷)天然气的主要成分为CH4，一般还含有C2H6等烃类，是重要的燃料和化工原料。乙烷在一定条件可发生如下反应：C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)ΔH1，相关物质的燃烧热数据如表所示：物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃烧热ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286ΔH1＝________kJ·mol－113．(2020·山东卷)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.5kJ·mol－1Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH2＝－90.4kJ·mol－1Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3ΔH3＝________kJ·mol－114．(2020·浙江7月)研究CO2氧化C2H6制C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有：Ⅰ．C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)ΔH1＝136kJ·mol－1Ⅱ．C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)ΔH2＝177kJ·mol－1Ⅲ．C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g)ΔH3Ⅳ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH4＝41kJ·mol－1已知：298K时，相关物质的相对能量(如图1)。可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH(ΔH随温度变化可忽略)。例如：H2O(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1－(－242kJ·mol－1)＝－44kJ·mol－1根据相关物质的相对能量计算ΔH3＝________kJ·mol－1【题组训练】1．二氧化碳回收利用是环保科学研究的热点课题。已知CO2经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO2(g)＋6H2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)ΔH(1)几种物质的能量(kJ·mol－1)如表所示(在标准状态下，规定单质的能量为0，测得其他物质生成时放出的热量为其具有的能量)：物质CO2(g)H2(g)CH2=CH2(g)H2O(g)能量/kJ·mol－1－394052－242ΔH＝______kJ·mol－1(2)几种化学键的键能(kJ·mol－1)化学键COH—HC=CH—CH—O键能/kJ·mol－1803436615a463a＝_______2．已知重整过程中部分反应的热化学方程式为：①CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH1＝＋74.8kJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.2kJ·mol－1③C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH3＝＋131.5kJ·mol－1则反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)的ΔH＝________3．已知：①CO(g)＋H2O(g)HCOOH(g)ΔH1＝－72.6kJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)ΔH2＝－566.0kJ·mol－1则反应2CO2(g)＋2H2O(g)2HCOOH(g)＋O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－14．氨气具有还原性，例如，氨气能与卤素单质发生置换反应。已知几种化学键的键能数据如表所示。化学键N—HN≡NBr—BrH—Br键能/(kJ·mol－1)391946194366请写出氨气与溴蒸气反应的热化学方程式：____________________________________________5．已知：Ⅰ.2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)ΔH1＝－113kJ·mol－1Ⅱ.NO(g)＋O3(g)=NO2(g)＋O2(g)ΔH2＝－199kJ·mol－1Ⅲ.N2O4(g)=2NO2(g)ΔH3＝＋55.3kJ·mol－1Ⅳ.4NO2(g)＋O2(g)=2N2O5(g)ΔH4＝－57kJ·mol－1则反应6NO2(g)＋O3(g)=3N2O5(g)ΔH＝________kJ·mol－16．已知：N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋180.5kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1则反应2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝________kJ·mol－17．反应“2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH”中相关的化学键键能数据如表：化学键C—OH—O(水)H—O(醇)C—HE/(kJ·mol－1)343465453413则ΔH＝________kJ·mol－18．应对雾霾污染、改善空气质量需要从多方面入手，如开发利用清洁能源。甲醇是一种可再生的清洁能源，具有广阔的开发和应用前景。已知：①CH3OH(g)＋H2O(l)=CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋93.0kJ·mol－1②CH3OH(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2(g)ΔH＝－192.9kJ·mol－1③CH3OH(g)=CH3OH(l)ΔH＝－38.19kJ·mol－1则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为____________________________________________________9．已知：3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1计算断裂1molN≡N需要消耗能量________kJ。10．环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：已知：ΔH1＝100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I2(g)=2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②对于反应：③ΔH3＝________kJ·mol－111．工业合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)是人工固氮的主要手段，对人类生存、社会进步和经济发展都有重大意义。合成氨反应的反应历程和能量变化如下图所示：(1)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝________(2)对总反应速率影响较小的步骤的能垒(活化能)为_____kJ·mol－1，该步骤的化学方程式为________________12．氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物，易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究已知：Ⅰ.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH1＝－92.4kJ·mol－1Ⅱ.C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH2＝－393.8kJ·mol－1Ⅲ.N2(g)＋3H2(g)＋C(s)＋O2(g)H2NCOONH4(s)ΔH3＝－645.7kJ·mol－1(1)写出H2NCOONH4分解生成NH3与CO2气体的热化学方程式：___________________________(2)已知：RlnKp＝－eq\f(ΔH,T)＋C(C为常数)。根据上表实验数据得到下图，则该反应的反应热ΔH＝______kJ·mol－113．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。(1)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)(2)该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV(3)写出反应历程中决定该化学反应速率的化学方程式______________________________________14．从空气中捕获CO2直接转化为甲醇是二十多年来“甲醇经济”领域的研究热点，诺贝尔化学奖获得者乔治·安德鲁教授首次以金属钌作催化剂实现了这种转化，其转化如图所示(1)如图所示转化中，第4步常采取________法将甲醇和水进行分离、dkJ·mol－1，则该转化总反应的热化学方程式是_________________________________________________________________15．甲醇是重要的化工原料，可用于制备甲醛、醋酸等产品。利用CH4与O2在催化剂的作用下合成甲醇。主反应：CH4(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CH3OH(g)ΔH副反应：CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了CH4、O2和H2O(g)(H2O的作用是活化催化剂)按照一定体积比在催化剂表面合成甲醇的反应，部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS代表过渡态)(1)在催化剂表面上更容易被吸附的是________(填“H2O”或“O2”)(2)该历程中正反应最大的活化能为________kJ·mol－1，写出该步骤的化学方程式：_____________________16．推动煤炭清洁高效利用是未来煤炭利用的发展方向，其中煤制天然气(主要成分甲烷)能对燃气资源有重要补充作用。在催化剂作用下，其涉及的主要反应如下：CO(g)＋3H2(g)CH4(g)＋H2O(g)ΔH1＝－206.2kJ·mol－1ⅠCO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝－41.2kJ·mol－1ⅡCO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)ΔH3Ⅲ荷兰埃因霍温大学学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在催化剂钴表面上反应Ⅰ的反应历程，如图所示，其中吸附在钴催化剂表面上的物种用*标注。(1)该历程中最大能垒E正＝________kJ·mol－1，写出该步骤的化学方程式：______________________________(2)ΔH3＝________kJ·mol－117．已知反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的ΔH＝＋11kJ·mol－1，1molH2(g)、1molI2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为__________kJ【常考题空1热化学方程式及反应热的计算】答案【真题演练】1．－223

2．1703．－911.94．(1)H2(g)＋O2(g)=H2O(1)ΔH＝－286kJ·mol－15．－49解析：由盖斯定律可知，反应①＋反应②得总反应方程式，则总反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋41kJ·mol－1＋(－90kJ·mol－1)＝－49kJ·mol－1。6．0.5解析：由题目给出的反应机理可知，反应总方程式为2NOCl＋hν→2NO＋Cl2，故分解1molNOCl需要0.5mol的光子。7．(1)＋90.88．(1)3H2(g)＋6C(石墨，s)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol－1解析：由题给燃烧热数据可得，①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH1＝－285.8kJ·mol－1，②C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1，③C6H6(l)＋eq\f(15,2)O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH3＝－3267.5kJ·mol－1，根据盖斯定律，目标方程式可由3×①＋6×②－③得到，其ΔH＝(－285.8kJ·mol－1)×3＋(－393.5kJ·mol－1)×6－(－3267.5kJ·mol－1)＝＋49.1kJ·mol－1，故H2(g)与C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为3H2(g)＋6C(石墨，s)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol－1。9．(1)ΔH3－ΔH4(或ΔH2＋ΔH3－ΔH5)10．271解析反应I中断裂2molC—H键，形成1mol碳碳π键和1molH—H键，故416×2—E(碳碳π键)—436=+125kJ/mol。解得E(碳碳π键)=271kJ/mol；11．2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－1解析：根据题图知，V2O4(s)＋SO3(g)=V2O5(s)＋SO2(g)ΔH2＝－24kJ·mol－1①，V2O4(s)＋2SO3(g)=2VOSO4(s)ΔH1＝－399kJ·mol－1②。根据盖斯定律，由②－①×2得2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝(－399＋48)kJ·mol－1＝－351kJ·mol－1。12．137解析：根据题表中数据信息可写出热化学方程式(ⅰ)C2H6(g)＋eq\f(7,2)O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1560kJ·mol－1、(ⅱ)C2H4(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－1411kJ·mol－1、(ⅲ)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1，根据盖斯定律，由(ⅰ)－(ⅱ)－(ⅲ)得C2H6(g)=C2H4(g)＋H2(g)ΔH1＝＋137kJ·mol－1。13．＋40.914．430【题组训练】1．(1)－128(2)409.25解析：(1)ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量＝(52－242×4－0＋394×2)kJ·mol－1＝－128kJ·mol－1。(2)ΔH＝断裂化学键的总键能－形成化学键的总键能＝(803×4＋436×6－615－4a－463×8)kJ·mol－1＝－128kJ·mol－1，解得a＝409.25。2．＋247.5kJ·mol－1解析：根据盖斯定律，由①－②＋③可得：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋74.8kJ·mol－1－(－41.2kJ·mol－1)＋131.5kJ·mol－1＝＋247.5kJ·mol－1。3．＋420.8解析：根据盖斯定律，由2×①－②，可得2CO2(g)＋2H2O(g)2HCOOH(g)＋O2(g)ΔH＝－72.6×2kJ·mol－1＋566.0kJ·mol－1＝＋420.8kJ·mol－1。4．2NH3(g)＋3Br2(g)=N2(g)＋6HBr(g)ΔH＝－214kJ·mol－1解析：NH3与溴蒸气发生置换反应，化学方程式为2NH3(g)＋3Br2(g)=N2(g)＋6HBr(g)ΔH＝∑(反应物的键能)－∑(生成物的键能)＝(6×391kJ·mol－1＋3×194kJ·mol－1)－(946kJ·mol－1＋6×366kJ·mol－1)＝－214kJ·mol－1。5．－228解析：根据盖斯定律eq\f(1,2)×(Ⅳ×3＋Ⅱ×2－Ⅰ)得：6NO2(g)＋O3(g)=3N2O5(g)ΔH＝eq\f(1,2)×[(－57kJ·mol－1)×3＋(－199kJ·mol－1)×2－(－113kJ·mol－1)]＝－228kJ·mol－1。6．－746.5kJ·mol－1解析：根据平衡常数表达式可写出目标反应，然后根据盖斯定律可知ΔH＝[－180.5－(－221)＋2×(－393.5)]kJ·mol－1＝－746.5kJ·mol－1。7．－248．CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.51kJ·mol－1解析：根据盖斯定律，②×3－①×2－③得CH3OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－726.51kJ·mol－1。9．94610．(1)89.3解析：根据盖斯定律，反应①＋②可得反应③，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝100.3kJ•mol－1＋(－11.0kJ·mol－1)＝89.3kJ·mol－1。11．(1)－92kJ·mol－1(1)124*N2＋3*H2=2*N＋6*H解析：12．(1)H2NCOONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)ΔH＝＋159.5kJ·mol－1(2)＋144.2解析：已知：Ⅰ.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH1＝－92.4kJ·mol－1，Ⅱ.C(s)＋O2(g)CO2(g)ΔH2＝－393.8kJ·mol－1，Ⅲ.N2(g)＋3H2(g)