2023届新高考化学一轮复习化学能与热能的相互转化学案

化学能与热能的相互转化【学科素养】1.变化观念与平衡思想：认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的转化；能多角度、动态地分析热化学方程式，运用热化学反应原理解决实际问题。2．证据推理与模型认知：通过分析、推理等方法认识研究反应热的本质，建立盖斯定律模型。3．科学态度与社会责任：能分析、评价生产和生活实际中的能量转化现象，并能从能源利用率、环境保护等角度综合考虑，提出利用化学变化实现能量储存和释放的有实用价值的建议。考点考题考点一：反应热焓变热化学方程式2021广东选择考第3题2021山东等级考第14题2021湖南选择考第16题2020全国Ⅱ卷第16题2020天津等级考第10题2019全国Ⅰ卷第28题(3)2017全国Ⅰ卷第28题(2)考点二：燃烧热能源中和反应的反应热2021河北选择考第16题2020北京等级考第12题2020全国Ⅱ卷第28题考点三：盖斯定律反应热的计算与比较2021全国甲卷第28题2021广东选择考第19题2021浙江6月选考第21题2020全国Ⅰ卷第18题2020全国Ⅰ卷第28题2019全国Ⅱ卷第27题(1)2019全国Ⅲ卷第28题(2)2018全国Ⅱ卷第27题(1)2017全国Ⅱ卷第27题(1)2017全国Ⅲ卷第28题(1)分析近五年的高考试题，高考命题在本讲有以下规律：1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题的形式呈现，考查内容主要有以下三个方面：(1)反应热的概念及计算；(2)热化学方程式的书写与正误判断；(3)盖斯定律及其应用。2．从命题思路上看，侧重结合能量变化图像、化学反应历程和燃烧热等，考查反应中的能量变化、反应热的比较及盖斯定律的计算。(1)以化学反应与能量的基本概念立题，考查化学反应中能量转化的形式和反应热的有关计算；(2)以盖斯定律的应用立题，以非选择题中某一问的形式考查热化学方程式的书写和反应热的计算，分值一般为2～3分。3．从考查学科素养的角度看，通过盖斯定律、焓变与键能的关系、热化学方程式的书写等，考查考生变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知和科学态度与社会责任的学科素养。1．对化学反应中的能量变化，复习备考应从两个角度进行，一是从总能量变化的角度，二是从化学键键能的角度。2．对热化学方程式的复习，一要抓住热化学方程式的书写规则，二要注意题目条件的设置。3．对盖斯定律有关问题的复习，要理解盖斯定律的本质，熟悉历年高考考查类型(图像型、字母型、数值型等)。考点一：反应热焓变热化学方程式(基础性考点)(一)从宏观和微观两个角度认识反应热和焓变1．化学反应的实质与特征2．焓变、反应热(1)焓(H)：用于描述物质所具有能量的物理量。(2)焓变(ΔH)：ΔH＝H(生成物)－H(反应物)，单位kJ·mol－1。(3)反应热：指当化学反应在一定温度下进行时，反应所放出或吸收的热量，通常用符号Q表示，单位kJ·mol－1。(4)焓变与反应热的关系：对于等压条件下进行的化学反应，如果反应中物质的能量变化全部转化为热能，则有如下关系：ΔH＝Qp。微点拨关于焓的理解①焓是与内能有关的相对比较抽象的一个物理量，焓变的值只与始末状态有关而与过程无关。②物质的焓越小，具有的能量越低，稳定性越强。3．吸热反应和放热反应(1)从总能量的相对大小的角度(2)从反应热的量化参数——键能的角度(3)从常见反应类型的角度【助理解】正确判断吸、放热反应(1)物质的物理变化过程中，也会有能量的变化，不属于吸热反应或放热反应；(2)化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必然联系。如吸热反应NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温常压下即可进行，而很多放热反应需要在加热的条件下引发才能进行，如铝热反应。4．科学思维：图解反应热与活化能的关系(1)在无催化剂的情况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，ΔH＝E1－E2。(2)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。(二)描述反应热的工具——热化学方程式1．概念：表明反应所释放或吸收的热量的化学方程式。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。3．书写步骤及要求4．书写时的注意事项深思考N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1的意义是什么？提示：可逆反应的热化学方程式中ΔH表示转化率为100%的反应热，不表示达到平衡状态的反应热。上述热化学方程式表示1molN2(g)和3molH2(g)生成2molNH3(g)时放出92.4kJ的热量。能力点一：根据信息书写热化学方程式1．依据事实写出下列反应的热化学方程式。(1)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需要吸收10.94kJ热量，此反应的热化学方程式为_________________________________________________________________________________________________________________________。(2)已知2.0g燃料肼(N2H4)气体完全燃烧生成N2和水蒸气时，放出33.4kJ的热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为______________________________________________________________________________________________________。(3)2molAl(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s)，放出1669.8kJ的热量，此反应的热化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________________。(4)2.3g某液态有机物能和Na反应，与一定量的氧气混合点燃，恰好完全燃烧，生成2.7g液态水和2.24LCO2(标准状况)并放出68.35kJ的热量，写出此反应的热化学方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________。(5)硅粉与HCl在300℃时反应生成1molSiHCl3气体和H2，放出225kJ热量，该反应的热化学方程式为_______________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)1g(eq\f(1,12)mol)碳与适量水蒸气反应生成CO和H2，需吸收10.94kJ热量，则碳与水蒸气反应的热化学方程式为C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.28kJ·mol－1。(2)2.0g(eq\f(1,16)mol)肼气体在氧气中完全燃烧生成氮气和水蒸气时放出33.4kJ热量，则表示肼燃烧的热化学方程式为N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534.4kJ·mol－1。(3)2molAl(s)与适量O2(g)反应生成Al2O3(s)，放出1669.8kJ的热量，则此反应的热化学方程式为4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)ΔH＝－3339.6kJ·mol－1。(4)通过燃烧的产物可知该有机物中肯定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素。n(H2O)＝eq\f(2.7g,18g·mol－1)＝0.15mol，n(H)＝0.3mol，m(H)＝0.3g，n(CO2)＝eq\f(2.24L,22.4L·mol－1)＝0.1mol，n(C)＝0.1mol，m(C)＝1.2g，则碳元素和氢元素的质量之和是0.3g＋1.2g＝1.5g<2.3g，故该有机物中还含有氧元素，氧元素的质量是2.3g－1.5g＝0.8g，n(O)＝0.05mol，从而可确定该有机物的分子式为C2H6O，硅和Na反应，故该液态有机物为C2H5OH(l)，故该反应的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1367kJ·mol－1。(5)根据题干知，反应的热化学方程式为Si(s)＋3HCl(g)eq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3(g)＋H2(g)ΔH＝－225kJ·mol－1。答案：(1)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.28kJ·mol－1(2)N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534.4kJ·mol－1(3)4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)ΔH＝－3339.6kJ·mol－1(4)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1367kJ·mol－1(5)Si(s)＋3HCl(g)eq\o(=,\s\up7(300℃))SiHCl3(g)＋H2(g)ΔH＝－225kJ·mol－12．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：_____________________________________________________________________________________________________________________。【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。答案：A2(g)＋B2(g)=2AB(g)ΔH＝＋(a－b)kJ·mol－1【加固训练】1．写出下列反应的热化学方程式。(1)N2(g)与H2(g)反应生成17gNH3(g)，放出46.1kJ热量______________________________________________________________________________________。(2)1molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出1366.8kJ热量______________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)标准状况下，44.8LC2H2(g)在O2(g)中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，放出2598.8kJ热量_________________________________________________________________________________________________________________________。(4)24gC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收262.6kJ热量_____________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)1molN2(g)与3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出的热量为46.1kJ×2＝92.2kJ。(2)C2H5OH燃烧的化学方程式为C2H5OH＋3O2=2CO2＋3H2O，故C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2和H2O(l)的热化学方程式为C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1。(3)n(C2H2)＝eq\f(44.8L,22.4L·mol－1)＝2mol，故反应的热化学方程式为2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2598.8kJ·mol－1。(4)1molC(s)与足量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收的热量为eq\f(262.6kJ,2)＝131.3kJ。答案：(1)N2(g)＋3H2(g)=2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1(2)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1(3)2C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－2598.8kJ·mol－1(4)C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－12．(2022·滨州模拟)一定条件下，在水溶液中1molCl－、ClO(x＝1，2，3，4)的能量(kJ)相对大小如图所示。(1)D是________(填离子符号)。(2)B→A＋C反应的热化学方程式为____________________________________________________________________________________(用离子符号表示)。【解析】D中氯元素的化合价为＋7价，应为高氯酸根离子ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))；写出B→A＋C的化学方程式，利用生成物的总能量减去反应物的总能量求得ΔH＝(63－60×3)kJ·mol－1＝－117kJ·mol－1，写出热化学方程式。答案：(1)ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))(2)3ClO－(aq)=ClOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(aq)＋2Cl－(aq)ΔH＝－117kJ·mol－1能力点二：根据键能计算反应热1．熟记反应热ΔH的基本计算公式ΔH＝生成物的总能量－反应物的总能量ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能2．规避易失分点计算物质中键的个数时，不能忽略物质的结构，如1mol晶体硅中含2molSi—Si键，1molSiO2中含4molSi—O键。3．利用结构式判断常见物质(1mol)中的化学键数物质CO2(C=O)CH4(C—H)P4(P—P)SiO2(Si—O)石墨金刚石S8(S—S)Si键数24641.52821．(2022·厦门模拟)如图表示甲、乙、丙三个过程的能量变化(其中H2、Br2、HBr均为气态)。下列有关说法正确的是()A.H原子形成1molH2吸收436kJ的能量B．Br2分子的化学性质比Br原子的活泼C．反应H2(g)＋Br2(g)=2HBr(l)ΔH＝－103kJ·mol－1D．已知条件不充分，无法计算乙过程的能量变化【解析】选D。A.1molH2分解生成H原子吸收436kJ的能量，则H原子形成1molH2放出436kJ的能量，故A错误；B.断裂化学键吸收能量，则Br2分子的化学性质比Br原子的稳定，故B错误；C.H2、Br2、HBr均为气态，则由图可得，H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g)ΔH＝－103kJ·mol－1，故C错误；D.HBr的键能未知，无法由焓变等于断裂化学键吸收的能量减去成键释放的能量计算乙过程的能量变化，故D正确。2．(预测题)SF6是一种优良的绝缘气体，分子结构中只存在S—F键。已知：1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1molF—F、S—F键需要吸收的能量分别为160kJ、330kJ，则S(s)＋3F2(g)=SF6(g)的反应热ΔH为______。【解析】断裂1molS—S键吸收能量280kJ，断裂3molF—F键吸收能量3×160kJ，则吸收的总能量为Q吸＝280kJ＋3×160kJ＝760kJ，释放的总能量为Q放＝330kJ×6＝1980kJ，由反应方程式：S(s)＋3F2(g)=SF6(g)可知，ΔH＝760kJ·mol－1－1980kJ·mol－1＝－1220kJ·mol－1。答案：－1220kJ·mol－1【加固训练】1．(1)如表所示是部分化学键的键能参数。化学键P—PP—OO=OP=O键能/(kJ·mol－1)abcx已知白磷的燃烧热为dkJ·mol－1，白磷及其完全燃烧的产物的结构如图所示，则表中x＝________kJ·mol－1(用含a、b、c、d的代数式表示)。(2)已知：①CH2O(g)＋O2(g)=CO2(g)＋H2O(g)ΔH1＝－480kJ·mol－1；②相关化学键的键能数据如下表所示：化学键O=OH—HO—H键能/(kJ·mol－1)498436464则CO2(g)＋2H2(g)CH2O(g)＋H2O(g)ΔH＝____________________。【解析】(1)白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2eq\o(=,\s\up7(点燃))P4O10，结合题图中白磷及其完全燃烧产物的结构，根据“反应热＝反应物键能总和－生成物键能总和”与燃烧热概念可得等式：6a＋5c－(4x＋12b)＝－d，据此可得x＝eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)。(2)①CH2O(g)＋O2(g)=CO2(g)＋H2O(g)ΔH1＝－480kJ·mol－1；根据表中键能，写出H2和O2反应：②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝－486kJ·mol－1。由②－①可得反应：CO2(g)＋2H2(g)CH2O(g)＋H2O(g)，根据盖斯定律，该反应的ΔH＝－486kJ·mol－1－(－480kJ·mol－1)＝－6kJ·mol－1。答案：(1)eq\f(1,4)(d＋6a＋5c－12b)(2)－6kJ·mol－12．键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于计算化学反应的反应热(ΔH)，化学反应的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。下面列举了一些化学键的键能数据，供计算使用。化学键Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C键能/(kJ·mol－1)460360436431176347工业上的高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)＋2H2(g)=Si(s)＋4HCl(g)，该反应的反应热ΔH为________。【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的共价键的数目。1mol晶体硅中所含的Si—Si键为2mol，即制取高纯硅反应的反应热ΔH＝4×360kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－(2×176kJ·mol－1＋4×431kJ·mol－1)＝＋236kJ·mol－1。答案：＋236kJ·mol－1能力点三：依据“反应过程——能量”图像，分析活化能与焓变的关系【典例】(2020·天津等级考)理论研究表明，在101kPa和298K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()A．HCN比HNCeq\a\vs4\al(稳定)①B．该异构化反应的eq\a\vs4\al(ΔH)②＝＋59.3kJ·mol－1C．eq\a\vs4\al(正反应的活化能)③大于逆反应的活化能D．使用催化剂，eq\a\vs4\al(可以改变反应的反应热)④[解题思维]解答本题的思维流程如下：信息提取①稳定；②ΔH；③正反应的活化能；④改变反应的反应热信息转化①物质的稳定性由它所包含的能量高低决定的；②ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝H(生成物)－H(反应物)；③注意图像正反应的活化能与逆反应的活化能的区别；④反应热只与反应物和生成物的能量有关，与反应过程无关联想质疑HCN和HNC是同一种物质吗？提示：不是，是同分异构体。【解析】选D。根据图示，HCN的能量比HNC的能量低，因此HCN比HNC稳定，A项正确；该异构化反应中反应物总能量低于生成物总能量，为吸热反应，反应物和生成物能量相差59.3kJ·mol－1，故ΔH＝＋59.3kJ·mol－1，B项正确；根据图示，正反应的活化能为186.5kJ·mol－1，逆反应的活化能为127.2kJ·mol－1，C项正确；使用催化剂，可以改变反应的活化能，但不能改变反应热，D项错误。1．(2022·潮州模拟)已知反应NO2(g)＋CO(g)NO(g)＋CO2(g)由以下两种基元反应构成2NO2(g)NO3(g)＋NO(g)(第1步)、NO3(g)＋CO(g)NO2(g)＋CO2(g)(第2步)，其能量与反应历程如图所示。下列说法正确的是()A.该反应的ΔH>0B．升高温度两步反应中反应物转化率均增大C．选择优良的催化剂可降低两步反应的活化能D．该反应的速率由第2步反应决定【解析】选C。由图知，反应物的总能量高于生成物的，故ΔH<0，A项错误；第1步反应吸热，反应物转化率增大，第2步为放热反应，反应物的转化率减小，B错误；选择优良的催化剂能降低第1步和第2步的活化能，C项正确；第1步反应的活化能大，反应速率慢，整个反应由第1步决定，D项错误。2．(2022·韶关模拟)上海交通大学科研团队研究了不同含金化合物催化乙烯加氢[C2H4(g)＋H2(g)=C2H6(g)ΔH＝akJ·mol－1]的反应历程如图所示：下列说法正确的是()A．该反应为吸热反应B．a＝－129.6C．催化乙烯加氢效果较好的催化剂是AuFD．两种过渡态物质中较稳定的是过渡态1【解析】选B。该反应生成物具有的能量低，为放热反应，A错误；由反应物、生成物的总能量可知ΔH＝－129.6kJ·mol－1－0＝－129.6kJ·mol－1，a＝－129.6，B正确；由图可知AuPFeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(3))对应的活化能小，则催化效果好，C错误；过渡态1所处状态能量高于状态2，两种过渡态物质中较稳定的是过渡态2，D错误。【加固训练】(2020·浙江1月选考)在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是()A.Ea为逆反应活化能，Ea′为正反应活化能B．该反应为放热反应，ΔH＝Ea′－EaC．所有活化分子的平均能量高于或等于所有分子的平均能量D．温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移【解析】选D。Ea为正反应活化能，Ea′为逆反应活化能，故A错误；放热反应的焓变等于正反应的活化能与逆反应的活化能之差，即ΔH＝Ea－Ea′，故B错误；活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能，活化能不能为零，所以活化分子的平均能量不能等于所有分子的平均能量，故C错误；放热反应，当温度升高，反应逆向移动，故D正确。考点二：燃烧热能源中和反应的反应热(基础性考点)(一)燃烧热1．概念：在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时的反应热。(1)燃烧热的限定词有恒压(101kPa时)、可燃物的物质的量(1mol)、完全燃烧、指定产物等；(2)其中的“指定产物”，是指物质中下列元素完全转变成对应的物质：C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)，N→N2(g)等。2．表示的意义：如C的燃烧热为393.5kJ·mol－1，表示在101kPa时，1molC完全燃烧生成CO2气体时放出393.5kJ的热量。3．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＝n(可燃物)×│ΔH│。式中：Q为可燃物燃烧反应放出的热量；n为可燃物的物质的量；ΔH为可燃物的燃烧热。微点拨(1)有关燃烧热的判断，一看是否以1mol可燃物为标准，二看是否生成指定产物。(2)在书写燃烧热的热化学方程式时，应以燃烧1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。如C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1。(二)能源1．能源的分类2．解决能源问题的措施(1)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。(2)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。辨易错(1)煤、石油、天然气等燃料的最初来源都可追溯到太阳能(√)(2)化石燃料属于可再生能源，对其过度开采不影响可持续发展(×)(3)随着科技的发展，氢气将成为主要能源之一(√)(4)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(√)(5)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(√)(三)中和反应的反应热的测量1．实验装置2．测定原理(1)反应放出的热量Q＝(m1＋m2)·c·(t2－t1)，c＝4.18J·g－1·℃－1；m1、m2是酸和碱溶液的质量，t2、t1是反应后和反应前溶液的温度。(2)计算生成1molH2O时放出的热量。(3)大量实验测得，在25℃和101kPa下，强酸的稀溶液与强碱的稀溶液发生中和反应生成1molH2O时，放出57.3kJ的热量。3．注意事项①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温、隔热，减少热量损失。②为保证酸完全被中和，应采用稍过量的NaOH溶液。补短板(1)实验所用的酸和碱溶液应当用稀溶液(0.1～0.5mol·L－1)，否则会造成较大误差。(2)量取酸和碱时，应当分别使用两个量筒量取。(3)使用同一支温度计分别先后测量酸、碱及混合液的最高温度，测完一种溶液后须用水冲洗干净并用滤纸擦干再测另一种溶液的温度。(4)取多次实验t1、t2的平均值代入公式计算。能力点一：一种特殊的反应热——燃烧热，能源1．油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应：C57H104O6(s)＋80O2(g)=57CO2(g)＋52H2O(l)，已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ，油酸甘油酯的燃烧热为()A．3.8×104kJ·mol－1B．－3.8×104kJ·mol－1C．3.4×104kJ·mol－1D．－3.4×104kJ·mol－1【解析】选C。燃烧热是指25℃和101kPa下1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量，则油酸甘油酯的燃烧热为eq\f(3.8×104kJ,1000g÷884g·mol－1)≈3.4×104kJ·mol－1。2．(2022·深圳模拟)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＝－57.3kJ·mol－1，则含1molNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出热量小于57.3kJB．已知2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH＝－483.6kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8kJ·mol－1C．已知2C(s)＋2O2(g)=2CO2(g)ΔH＝a2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH＝b，则a>bD．已知P(白磷，s)=P(红磷，s)ΔH<0，则白磷比红磷稳定【解析】选A。醋酸是弱酸，其电离过程是吸热的，含1molNaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于57.3kJ，故A正确；氢气的燃烧热是指1molH2完全燃烧生成液态水时所放出的热量，液态水变为气态水是吸热的，故氢气的燃烧热大于241.8kJ·mol－1，故B错误；碳完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量，又因为该反应的焓变是负值，所以a＜b，故C错误；能量越低越稳定，红磷的能量低于白磷的能量，所以白磷不如红磷稳定，D错误。3．中国向全世界宣布，努力争取2060年前实现碳中和。下列措施不利于大气中CO2减少的是()A．用氨水捕集废气中的CO2，将其转化为氮肥B．大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源C．大力推广使用干冰实现人工增雨，缓解旱情D．通过植树造林，利用光合作用吸收大气中的CO2【解析】选C。氨水能与酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸铵或碳酸氢铵，则用氨水捕集废气中的二氧化碳，将其转化为氮肥有利于大气中二氧化碳的减少，故A不符合题意；大力推广使用风能、水能、氢能等清洁能源可以减少化石能源的使用，从而减少二氧化碳气体的排放，有利于大气中二氧化碳的减少，故B不符合题意；大力推广使用干冰实现人工增雨，会增加大气中二氧化碳的量，不利于大气中二氧化碳的减少，故C符合题意；通过植树造林，利用光合作用吸收大气中的二氧化碳有利于大气中二氧化碳的减少，故D不符合题意。【加固训练】(1)[2020·全国卷Ⅱ节选]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下表所示：物质C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃烧热ΔH/(kJ·mol－1)－1560－1411－286ΔH1＝________kJ·mol－1。(2)已知丙烷的燃烧热ΔH＝－2215kJ·mol－1，若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8g水，则放出的热量为__________。【解析】(1)根据提供的燃烧热数据，可以分别得出C2H6、C2H4、H2燃烧的热化学方程式，借助盖斯定律，可以得出ΔH1＝－1560kJ·mol－1＋1411kJ·mol－1＋286kJ·mol－1＝137kJ·mol－1。(2)1.8g水的物质的量为0.1mol，丙烷的分子式是C3H8，1mol丙烷完全燃烧会产生4mol水，丙烷完全燃烧产生1.8g水，燃烧的丙烷的物质的量为eq\f(0.1,4)mol，所以反应放出的热量为eq\f(0.1,4)×2215kJ＝55.375kJ。答案：(1)137(2)55.375kJ能力点二：中和反应反应热的测量1．(2022·梅州模拟)下列说法正确的是()A．测定中和热实验时，温度计测量过盐酸的温度后，立即插入氢氧化钠溶液中测量氢氧化钠溶液的温度B．测定中和热时可用稀硫酸和稀Ba(OH)2溶液C．测定中和热实验时，使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差D．在测定中和热实验中需要使用的仪器有：容量瓶、量筒、烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒【解析】选C。测量过盐酸的温度后，应该先洗涤，再插入氢氧化钠溶液中测量氢氧化钠溶液的温度，故A错误；硫酸和氢氧化钡除生成水外还生成硫酸钡沉淀，生成沉淀放热，故B错误；使用环形玻璃搅拌棒是为了使溶液充分混合，加快反应速率，防止热量散失，减小实验误差，故C正确；在测定中和热实验中不需要使用容量瓶，故D错误。2．(1)中和反应反应热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、____________、________。(2)量取反应物时，取50mL0.50mol·L－1的盐酸，还需加入的试剂是________(填选项字母)。A．50mL0.50mol·L－1NaOH溶液B．50mL0.55mol·L－1NaOH溶液C．1.0gNaOH固体(3)实验时大烧杯上若不盖硬纸板，求得中和反应反应热的数值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。【解析】(1)中和反应的反应热测定的实验中，用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、环形玻璃搅拌棒、量筒。(2)量取反应物时，取50mL0.50mol·L－1的盐酸，还需加入等体积但浓度略大的NaOH溶液，使酸被完全中和，并且根据酸的浓度和体积计算生成水的物质的量。(3)实验时大烧杯上若不盖硬纸板，则中和放出的热量散失较多，温度计测得的温度偏小，中和反应放出的热量偏小。答案：(1)环形玻璃搅拌棒量筒(2)B(3)偏小考点三：盖斯定律反应热的计算与比较(应用性考点)(一)盖斯定律1．盖斯定律的内容：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。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。2．盖斯定律的意义：间接计算某些反应的反应热。3．盖斯定律的应用(1)加合法：利用题给热化学方程式通过相加减得到目标热化学方程式，根据盖斯定律求算反应热(ΔH)，如①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1②C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2根据盖斯定律，由①－②可得：CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝ΔH1－ΔH2。(2)路径法：根据物质之间的转化关系，合理设计反应途径，如根据盖斯定律，路径“甲→乙”和路径“甲→丙→乙”的反应热相等，即ΔH＝ΔH1＋ΔH2。(二)反应热的计算1．利用键能计算ΔH的方法(1)计算公式：ΔH＝反应物的总键能－生成物的总键能。(2)计算关键：利用键能计算反应热的关键，就是要算清物质中化学键的种类和数目。2．依据燃烧热数据，利用公式直接计算反应热。反应热＝│燃烧热│×n(可燃物的物质的量)3．“盖斯定律”型反应热(焓变)的运算规则热化学方程式方程式系数关系焓变之间的关系反应Ⅰ：aA(g)=B(g)ΔH1反应Ⅱ：B(g)=aA(g)ΔH2Ⅰ＝－ⅡΔH1＝－ΔH2反应Ⅰ：aA(g)=B(g)ΔH1反应Ⅱ：A(g)=1/aB(g)ΔH2Ⅰ＝a×ⅡΔH1＝a×ΔH2—ΔH＝ΔH1＋ΔH2或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5能力点一：反应热大小比较法——盖斯定律“矢量三角”1．同一个反应，生成物的状态不相同有如下两个热化学方程式：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH1和2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：依据盖斯定律得ΔH1＋ΔH3＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3<0，故ΔH1>ΔH2。2．同一个反应，反应物的状态不相同有如下两个热化学方程式：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1和S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：依据盖斯定律得ΔH3＋ΔH1＝ΔH2，即ΔH2－ΔH1＝ΔH3<0，故ΔH1>ΔH2。3．对于不同反应，当它们之间有关联时有如下两个热化学方程式：C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1和C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2(ΔH1和ΔH2都小于0)，请比较ΔH1和ΔH2的大小。结合反应本身的特点，设计如下的“矢量三角”：依据盖斯定律得ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，即ΔH1－ΔH2＝ΔH3<0，故ΔH2>ΔH1。1．(2022·武汉联考)根据以下热化学方程式，ΔH1和ΔH2的大小比较错误的是()A．2H2S(g)＋3O2(g)=2SO2(g)＋2H2O(l)ΔH12H2S(g)＋O2(g)=2S(s)＋2H2O(l)ΔH2则ΔH1>ΔH2B．Br2(g)＋H2(g)=2HBr(g)ΔH1Br2(l)＋H2(g)=2HBr(g)ΔH2则ΔH1<ΔH2C．4Al(s)＋3O2(g)=2Al2O3(s)ΔH14Fe(s)＋3O2(g)=2Fe2O3(s)ΔH2则ΔH1<ΔH2D．Cl2(g)＋H2(g)=2HCl(g)ΔH1Br2(g)＋H2(g)=2HBr(g)ΔH2则ΔH1<ΔH2【解析】选A。将A中的热化学方程式依次编号为①、②，由①－②可得2S(s)＋2O2(g)=2SO2(g)ΔH3＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，A项错误；Br2(g)具有的能量高于等量的Br2(l)具有的能量，故1molBr2(g)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量比1molBr2(l)与H2(g)反应生成HBr(g)放出的热量多，则有ΔH1<ΔH2，B项正确；将C中的两个热化学方程式依次编号为①、②，根据盖斯定律，由①－②得4Al(s)＋2Fe2O3(s)=2Al2O3(s)＋4Fe(s)，则有ΔH3＝ΔH1－ΔH2<0，则ΔH1<ΔH2，C项正确；Cl2比Br2活泼，与H2反应时越容易，放出的热量越多，ΔH越小，故ΔH1<ΔH2，D项正确。2．(2022·阳江模拟)今有如下三个热化学方程式：(1)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1＝akJ·mol－1；(2)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH2＝bkJ·mol－1；(3)2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH3＝ckJ·mol－1。关于它们的下列表述正确的是()A．三个都是吸热反应 B．a、b、c均为正值C．a＝b<0 D．2b＝c<0【解析】选D。由(2)、(3)可知，ΔH3＝2ΔH2，即c＝2b，生成1mol液态水放出的热量高于生成1mol气态水放出的热量，即│a│<│b│，由于反应为放热反应，则a、b、c均小于0，D项符合题意。3．(预测题)已知：CH4在一定条件下可发生一系列反应，如图所示：下列说法不正确的是()A．ΔH3＝ΔH2－ΔH5 B．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4C．ΔH1＞ΔH5 D．ΔH4＞0【解析】选A。由盖斯定律可知，CH4(g)＋2O2(g)→CO2(g)＋2H2O(l)ΔH5＝ΔH2＋ΔH3，即ΔH3＝ΔH5－ΔH2，A项错误；由盖斯定律可知，CH4(g)＋2O2(g)→CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝ΔH2＋ΔH3＋ΔH4，B项正确；由盖斯定律可知，CH4(g)＋2O2(g)→CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝ΔH5＋ΔH4，但H2O(l)→H2O(g)ΔH4＞0，所以ΔH1＞ΔH5，C项正确；H2O(l)→H2O(g)吸热，所以CO2(g)＋2H2O(l)→CO2(g)＋2H2O(g)吸热，即ΔH4＞0，D项正确。4．(2022·江门模拟)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)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2②S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH4③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH52H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH6④CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH7CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH8。A．①②B．②③C．②③④D．①②③【解析】选C。①碳与氧气反应放热，即ΔH1＜0，ΔH2<0，CO再与O2作用时又放热，所以ΔH1＜ΔH2；②等物质的量的固态硫变为气态硫蒸气时吸收热量，故在与O2作用产生同样的SO2时，气态硫放出的热量多，即ΔH3＞ΔH4；③发生同样的燃烧反应，物质的量越多，放出的热量越多，故ΔH5＞ΔH6；④碳酸钙分解吸收热量，ΔH7＞0，CaO与H2O反应放出热量，ΔH8<0，故ΔH7＞ΔH8；符合题意的为②③④，答案选C。点睛笔比较反应热大小的两个注意要点注意点1.物质的气、液、固三态的变化与反应热的关系如图。注意点2.在比较反应热(ΔH)的大小时，应带符号比较。对于放热反应，放出的热量越多，ΔH反而越小。能力点二：盖斯定律的应用1．(1)(2020·全国卷Ⅰ节选)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)(2018·北京高考节选)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如图：反应Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)ΔH1＝＋551kJ·mol－1反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3＝－297kJ·mol－1反应Ⅱ的热化学方程式：__________________________________________________________________。(3)(2019·全国卷Ⅲ节选)近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH1＝83kJ·mol－1CuCl(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH2＝－20kJ·mol－1CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－121kJ·mol－1则4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。【解析】(1)由题中信息可知：①V2O4(s)＋SO3(g)=V2O5(s)＋SO2(g)ΔH2＝－24kJ·mol－1②V2O4(s)＋2SO3(g)=2VOSO4(s)ΔH1＝－399kJ·mol－1；根据盖斯定律可知，②－①×2得2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)，则ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399kJ·mol－1)－(－24kJ·mol－1)×2＝－351kJ·mol－1，所以该反应的热化学方程式为2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－1；(2)根据盖斯定律，反应Ⅰ和反应Ⅲ相加后的逆反应为反应Ⅱ的热化学方程式：3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1；(3)利用盖斯定律解答本题。CuCl2(s)=CuCl(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH1＝83kJ·mol－1①CuCl(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CuO(s)＋eq\f(1,2)Cl2(g)ΔH2＝－20kJ·mol－1②CuO(s)＋2HCl(g)=CuCl2(s)＋H2O(g)ΔH3＝－121kJ·mol－1③则4HCl(g)＋O2(g)=2Cl2(g)＋2H2O(g)可由①×2＋②×2＋③×2得到，所以其ΔH＝83×2＋(－20)×2＋(－121)×2＝－116(kJ·mol－1)。答案：(1)2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)ΔH＝－351kJ·mol－1(2)3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1(3)－1162．如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__________________________________________________________________、__________________________________________________________________。【解析】根据盖斯定律，将系统(Ⅰ)中的三个热化学方程式相加可得H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝[＋327＋(－151)＋110]kJ·mol－1＝＋286kJ·mol－1。将系统(Ⅱ)中的三个热化学方程式相加可得H2S(g)=H2(g)＋S(s)ΔH＝[(－151)＋110＋61]kJ·mol－1＝＋20kJ·mol－1。答案：H2O(l)=H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)ΔH＝＋286kJ·mol－1H2S(g)=H2(g)＋S(s)ΔH＝＋20kJ·mol－13．(1)(2022·济南模拟)氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的一个重要原因，用CH4催化还原NOx可在一定程度上消除氮氧化物的污染。已知：反应Ⅰ：CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1160kJ·mol－1反应Ⅱ：2NO2(g)＋N2(g)=4NO(g)ΔH2＝＋293kJ·mol－1则该条件下，CH4催化还原NO2消除污染的热化学方程式为______________________________________________________。(2)(2022·青岛模拟)已知：①CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH1＝＋akJ·mol－1②2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2＝－bkJ·mol－1③CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH3＝＋ckJ·mol－1(a、b、c均为正值)则CO2(g)＋2H2O(g)=CH4(g)＋2O2(g)的ΔH4＝__________kJ·mol－1(用a、b、c表示)。(3)(2022·宝鸡模拟)研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。发射神舟十三号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)，N2O4与偏二甲肼燃烧产物只有CO2(g)、H2O(g)、N2(g)，并放出大量热。已知：①C2H8N2(l)＋4O2(g)=2CO2(g)＋N2(g)＋4H2O(l)ΔH1②2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH2③H2O(g)=H2O(l)ΔH3请写出上述反应的热化学方程式的ΔH：______________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)目标反应为CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋2H2O(g)＋CO2(g)，根据盖斯定律可知ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝(－1160kJ·mol－1)＋(＋293kJ·mol－1)＝－867kJ·mol－1。(2)根据盖斯定律，由2×①－2×②－③得反应CO2(g)＋2H2O(g)=CH4(g)＋2O2(g)ΔH4＝＋(2a＋2b－c)kJ·mol－1。(3)根据盖斯定律有①－②×2－③×4得热化学方程式为2N2O4(l)＋C2H8N2(l)=2CO2(g)＋4H2O(g)＋3N2(g)ΔH＝ΔH1－2ΔH2－4ΔH3。答案：(1)CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋2H2O(g)＋CO2(g)ΔH＝－867kJ·mol－1(2)＋(2a＋2b－c)(3)ΔH1－2ΔH2－4ΔH3【科技前沿】我国科研人员通过控制光沉积的方法构建了Cu2O－Pt/SiC/IrOx型复合材料光催化剂，然后以Nafion膜为隔膜构建了一个分离、还原和氧化半反应的人工光合作用体系。其中Fe2＋和Fe3＋离子渗透Nafion膜可协同CO2、H2O分别反应，构建了一个人工光合作用体系，其反应机理如图：命题视角1：转化过程中化学反应的分析根据图示，人工光合作用体系中发生的反应方程式是什么？提示：2CO2＋2H2O2HCOOH＋O2命题视角2：转化过程中能量变化的分析人工光合作用体系中，能量转化形式是怎样的？提示：光能→化学能命题视角3：盖斯定律的应用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)ΔH3回答下列问题：ΔH3＝________kJ·mol－1。提示：由盖斯定律可知，Ⅲ式＝Ⅰ式－Ⅱ式，即ΔH3＝－49.5kJ·mol－1－(－90.4kJ·mol－1)＝＋40.9kJ·mol－1。命题视角4：思维拓展利用人工光合作用合成甲酸的原理为2CO2＋2H2O=2HCOOH＋O2，装置如图所示，电极2上发生的电极反应是什么？提示：CO2＋2H＋＋2e－=HCOOH1．(2021·浙江6月选考)相同温度和压强下，关于反应的ΔH，下列判断正确的是()A．ΔH1>0，ΔH2>0 B.ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH1>ΔH2，ΔH3>ΔH2 D．ΔH2＝ΔH3＋ΔH4【解析】选C。A.环己烯、1，3环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，因此ΔH1＜0，ΔH2＜0，A不正确；B.苯分子中没有碳碳双键，其中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊的共价键，因此，其与氢气完全加成的反应热不等于环己烯、1，3环己二烯分别与氢气发生的加成反应的反应热之和，即ΔH3≠ΔH1＋ΔH2，B不正确；C.环己烯、1，3环己二烯分别与氢气发生的加成反应均为放热反应，ΔH1＜0，ΔH2＜0，由于1mol1，3环己二烯与氢气完全加成后消耗的氢气是等量环己烯的2倍，故其放出的热量更多，ΔH1>ΔH2；苯与氢气发生加成反应生成1，3环己二烯的反应为吸热反应(ΔH4>0)，根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热ΔH3＝ΔH4＋ΔH2，因此ΔH3>ΔH2，C正确；D.根据盖斯定律可知，苯与氢气完全加成的反应热ΔH3＝ΔH4＋ΔH2，因此ΔH2＝ΔH3—ΔH4，D不正确。2．(2019·全国卷Ⅱ节选)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：(g)=(g)＋H2(g)ΔH1＝＋100.3kJ·mol－1①H2(g)＋I2(g)=2HI(g)ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②对于反应：(g)＋I2(g)=(g)＋2HI(g)③ΔH3＝________kJ·mol－1【解析】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。答案：＋89.3eq\a\vs4\al(知识点避坑：)运用盖斯定律计算焓变时，要注意以下两点：(1)方程式倒过来后，不要忘了将焓变的正负号的变换。(2)方程式乘以了某个数值后，不要忘了将焓变的数值也乘以这个数。1．(2021·河北选择考节选)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于煤、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_________________________________________________________________。【解析】根据表格燃烧热数据可知，存在反应：①C(石墨，s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－1；②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH2＝－285.8kJ·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，(①×6＋②×3)－③得反应：6C(石墨，s)＋3H2(g)=C6H6(l)，ΔH＝[(－393.5kJ·mol－1)×6＋(－285.8kJ·mol－1)×3]－(－3267.5kJ·mol－1)＝＋49.1kJ·mol－1答案：6C(石墨，s)＋3H2(g)=C6H6(l)ΔH＝＋49.1kJ·mol－12．(2021·广东选择考节选)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)。【解析】根据题目所给出的反应方程式关系可知，a＝b＋c－e＝c－d，根据盖斯定律则有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3－ΔH5＝ΔH3－ΔH4答案：ΔH2＋ΔH3－ΔH5或ΔH3－ΔH43．(2021·湖南选择考节选)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，可通过氨热分解法制氢气在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)ΔH＝________kJ·mol－1。【解析】根据反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，ΔH＝390.8kJ·mol－1×3×2－(946kJ·mol－1＋436.0kJ·mol－1×3)＝＋90.8kJ·mol－1。答案：＋90.84．(2021·全国甲卷节选)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：二氧化碳加氢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－1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是_________________________________________________(填标号)，判断的理由是________________________________________________________________________________________________________________。【解析】由①CO2(g)＋H2(g)=H2O(g)＋CO(g)ΔH1＝＋41kJ·mol－1，②CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH2＝－90kJ·mol－1，根据盖斯定律可知，①＋②可得二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41kJ·mol－1－90kJ·mol－1＝－49kJ·mol－1；该反应总反应为放热反应，因此生成物总能量低于反应物总能量，反应①为慢反应，因此反应①的活化能高于反应②，同时反应①的反应物总能量低于生成物总能量，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，因此示意图中能体现反应能量变化的是A项。答案：－49AΔH1为正值，ΔH2和ΔH为负值，反应①的活化能大于反应②的【加固训练】1．(2019·天津高考节选)将SiCl4氢化为SiHCl3有三种方法，对应的反应依次为：①SiCl4(g)＋H2(g)SiHCl3(g)＋HCl(g)ΔH1>0②3SiCl4(g)＋2H2(g)＋Si(s)4SiHCl3(g)ΔH2<0③2SiCl4(g)＋H2(g)＋Si(s)＋HCl(g)3SiHCl3(g)ΔH3反应③的ΔH3＝________(用ΔH1，ΔH2表示)。【解析】三个热化学方程式中，将②减去①得③，所以ΔH3＝ΔH2－ΔH1答案：ΔH2－ΔH12．(2018·全国卷Ⅰ节选)已知：2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－12NO2(g)=N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1则反应N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。【解析】已知2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－1、2NO2(g)=N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1，根据盖斯定律可知反应N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的ΔH＝eq\f(1,2)ΔH1－ΔH2＝[eq\f(1,2)×(－4.4)－(－55.3)]kJ·mol－1＝(－2.2＋55.3)kJ·mol－1＝53.1kJ·mol－1。答案：53.13．(2017·全国丙卷节选)已知：As(s)＋eq\f(3,2)H2(g)＋2O2(g)=H3AsO4(s)ΔH1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH22As(s)＋eq\f(5,2)O2(g)=As2O5(s)ΔH3则反应As2O5(s)＋3H2O(l)=2H3AsO4(s)的ΔH＝________。【解析】将题干反应分别标为①、②、③，目标反应式As2O5(s)＋3H2O(l)=2H3AsO4(s)可由反应①×2－②×3－③得到，则ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。答案：2ΔH1－3ΔH2－ΔH34．(2018·全国卷Ⅱ节选)CH4­CO