第21讲化学能与热能2024年高考化学卓越讲义

第21讲化学能与热能

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考点一焙变与反应热

重难点辨析

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。

⑵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.焙变、反应热

(1)定义：在恒压条件下进行的反应的热效应。

(2)符号：里1。

(3)单位：kJmol।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一键能的角度分析

(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

慢氧化等。

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・8H2。与NFUCl反应；④碳和水

蒸气、C和CCh的反应等。

规律•方法•技巧•点拔

1.正确理解活化能与反应热的关系

⑴催化剂能降低反应所需活化能，但不影响婚变的大小。

⑵在无催化剂的情况下，E为正反应的活化能，心为逆反应的活化能，即昂=£2+|A〃|。

2.熟记反应热A”的基本计算公式

A〃=生成物的总能量一反应物的总能量

人〃=反应物的总键能之和一生成物的总键能之和

3.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)常见物质中的化学键数目

CO2CHP4SiOs

物质42石墨金刚石8Si

(C=o)(C—H)(P—P)(Si-O)(S-S)

键数2464282

(3)化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键形成，任何化学反应都具有热效应。

(4)不能根据反应条件判断反应是放热还是吸热，需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应，不需要加热

就能进行的反应也不一定是放热反应。

⑸有能量变化的过程不一定是放热反应或吸热反应，如水结成水放热但不属于放热反应。浓H2SO4.NaOH

固体溶于水放热、NH4NO3溶于水吸热，因为不是化学反应，其放出或吸收的热量不是反应热。

(6)物质三态变化时，能量的变化形式为固态翻液态益气态。

典型例题剖析

考向1熔变、活化能等有关概念与图像分析

【典例1](2022秋•江西赣州•高三校联考专题练习)二甲例(CH30cH3)被称为21世纪的“清洁能源”,科学

家研究在酸性条件卜'用甲醇合成二甲醛，反应历程中相对能量变化如图所示。

下列说法错误的是

A.反应过程中，H*是催化剂

B.该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为1.39kJmo『

H+

心总反"速率由反"CH36cH3-CH30cH3+H+决定

催化剂

D.反应2cHQH=------=CH3OCH3+H2O^AH>0

【答案】B

【解析】A.整个过程中H+先参与第一步反应，最后一步生成，因此H+是整个过程的催化剂，故A正确：

B.判断反应历程能垒时，注意纵坐标采用科学记数法，由图可知该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为

139kJmor,»故B错误;

C.决定总反应速率的是活化能或能垒最高的基元反应，由图可知，该基元反应为

CH6cH3TCH30cH3+H+'故。正确;

催化剂

D.整个过程消耗甲醇，生成二甲醛和水，总反应为2cH<)H=-----CH3OCH3+H20,由图可知，A/7>0,

故D正确。

综上所述，答案为B。

【变式练1](2022秋・河南•高三专题练习)某反应的能显变化如图所示，对「该图的理解，一定正确的是

A.该反应的反应热AH=E2-Ei

B.E3为过程I的活化能

C.从曲线H可知该反应为放热反应

D.过程I比过程II的反应速率快

【答案】A

【解析】A.AH=生成物的总能量减去反应物的总能量，故该反应的反应热AH=E「EI,A正确；

B.E3E1为过程I的活化能，B错误；

C.由图像可知生成物的总能量高于反应物的总能量，该反应为吸热反应，C错误；

D.过程I的活化能高于过程n的活化能，过程I比过程H的反应速率慢，D错误；

故选A。

【变式练2](2022秋•重庆沙坪坝•高三重庆南开中学校考阶段练习)在一个密闭容器中发生反应：

H2(g)+I2(g)^2HI(g)\H=-QkJ/mol,设阿伏加德罗常数的值为r，下列分析正确的是

A.起始时加入H2(g)和U(g)各Imol,充分反应后，放出的热量为QkJ

B.每消耗12.7gI-生成0.2%个HI分子

C.每形成项个H-I键，有八1个H-H键断裂

D.消耗N,、个的同时消耗2N.、个HI,可说明该反应已达到平衡

【答案】D

【解析】A.由热化学方程式的意义可知Imol氢气和Imol碘单质完全反应放出的热量为QkJ,但该反应为

可逆反应起始时加入H?(g)和L(g)各Imol,实际反应的氢气和碘单质小于Imol,放出的热量小于Q,故A

错误;

卜列说法错误的是

A.反应CO式g)+H2(g)=HCOOH(g)AH<0

B.时，密闭容器充入浓度均为Imol/L的CC)2(g)、H2(g),反应至平衡,则HCOOH(g)体积分数为

3

C.工℃时，k逆=0.5k正

D.若温度为T2c时，k正=2.Ik逆，则丁2℃>工℃

【答案】D

【解析】A.焰变=反应物总键能生成物总键能，反应

CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)AH=(745x2+436-413.4-745-351-462.8)kJ/mol=46.2kJ/mol<0,故A正确；

B.T；C时，密闭容器充入浓度均为Imol/L的COJg)、H2(g),反应至平衡，

K=77%=2,,则HCOOH(g)体积分数4=2,故B正确：

(1-x)2-x3

C.T；C时，K=2,反应达到平衡v正=1<正«(：02>“也)=丫逆=kM(HCOOH),曰=K=2,

故C正确；

k

D.正反应放热，升高温度平衡常数减小，若温度为T；C时，kE=2.1k逆，则渣r=K=2.1,即平衡常数增

大，则T；C〈T：C.故D错误：

选D。

【变式练4](2023春•重庆沙坪坝•高三重庆市凤鸣山中学校考阶段练习)甲醉是重要的化工原料，工业上

由CO、CO?和H?合成甲醇的主要反应如下：

1.CO2(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g)A//1=+41kJmor'

1

II.CO2(g)+3H,(g)CH3OH(g)+H,O(g)AH2=-58kJ-moK

III.CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)AH.

己知：反应用中相关化学键的数据如下表

化学键H-HC-0C三0H-0C-H

键能/kJ-mol-1436343a465413

则C三。键的键能a为

A.1076B.826C.779D.538

【答案】A

【解析】反应III得:CO(g)+2H2(g)^=±CH.OLXA//,=-99kJmor',根据H=反应物的总键能生成

物的总犍能=々+2x436-3x413-343-465=-99,解得。=1076。

故选A。

■h,三年真题•两年模拟

1.(2022•福建・统考高考真题)福建多个科研机构经过长期联合研究发现，使用和改性的Cu基催化剂，

可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是

A.草酸属于无机物B.Cg与石墨互为同分异构体

C.Cu属于过渡元素D.催化剂通过降低焰变加快反应速率

【答案】C

【解析】A.草酸属于二元弱酸，即乙二酸，属于有机物，A错误；

B.C60与石墨是碳元素的不同单质，互为同素异形体，B错误；

C.Cu为IB族，属于过渡元素，C正确；

D.催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率，反应熠变不变，D错误；

故选C。

2.(2021•浙江•统考高考真题)在298.15K、100kPa条件下,N2®+3H2(g)=2NH3(g)AH=92.4kJ-mol',N2(g)、

Fh(g)和NH3®的比热容分别为、和35.6JKnoL一定压强下，1mol反应中，反应物［N?(g)+3比(胡、生

成物［2NHKg)］的能量随温度T的变化示意图合理的是

TiTiT

能量能量

【答案】B

【解析】该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，根据题目中给出的反应物与生成物的

比热容可知，升高温度反应物能量升高较快，反应结束后反应放出的热量也会增大，比较4个图象B符合

题意,故答案选B。

3.(2023・浙江•高考真题)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如二[已知。式g)

和。2值)的相对能最为0],下列说法不氐顾的是

A.E6-E3=E5-E2

B.可计算Cl-Cl键能为2(E2-EjkJ.

C.相同条件下，O,的平衡转化率：历程H＞历程I

D.历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为：

,

CIO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)AH=(E5-E4)kJmor

【答案】C

【解析】A.催化剂能降低活化能，但是不能改变反应的焙变，因此&，-4=&-刍，A正确；

B.已知Cl?(g)的相对能量为0,对比两个历程可知，Q(g)的相对能量为(々-EjkJ.moL,则C1-C1键能

为2(与-心*”]10「，B正确；

C.催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，O?的平衡转化率：历程1【=历程I,C错误：

D.活化能越低，反应速率越快，由图像可知，历程H中第二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反

应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)△〃=(当出)kJmoL,D正确；

故答案为：Co

4.(2022•浙江•统考高考真题)标准状态下，下列物质气态时的相对能量如下表:

物质HHOHO

(g)0HOHOOH2o2222

能量/kJmol"249218391000-136-242

可根据HO(g)+HO(g尸HQ,®计算出HQ?中氧氧单键的键能为214kJ.mo「。下列说法不巧砸的是

A.H?的键能为436kJmo-

B.02的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍

C.解离氧氧单键所需能量：HOO<H2O2

D.H2O(g)+O(g)=H2O2(g)AH=-143kJ-mor'

【答案】C

【解析】A.根据表格中的数据可知,凡的键能为218x2=436kJ.mo广，A正确;

B.由表格中的数据可知。2的键能为：249x2=498kJ•mol"，由题中信息可知H?。？中氧氧单键的键能为

214kJ-mo『，则。2的键能大于HQ2中氧氧单键的键能的两倍，B正确；

C.由表格中的数据可知HOO=HO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为249+3910=278kJ-mo『，小。？中

氧氧单键的键能为214kJ-mo『,C错误；

D.由表中的数据可知H?O(g)+O(g尸H。式g)的AH=・136-249-(-242尸・l43klmollD正确；

故选C。

5.(2021・浙江•统考高考真题)已知共价键的键能与热化学方程式信息如下表：

共价键HHHO

键能/(kJmoF)436463

热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△〃=482kJmol1

则2O(g)=Ch(g)的△，为

A.428kJ-mol1B.428kJ-mol1C.498kJmol1D.498kJmol1

【答案】D

【解析】反应的△〃=2(HH)+(OO)4(HO)；482kJ/mol=2x436kJ/mol+(OO)4x463kJ/mol,解得00键的键能为

498kJ/moh2个氯原子结合生成氧气的过程需要释放能量，因此20(g)=Ch(g)的A〃=498kJ/moL

6.(2023•江西・江西师大附中校联考模拟预测)LiPFe是锂离子电池的一种电解质，LiPF6ULiF(s)+PF$,PF5

在水中水解的反应历程如图所示。已知：甲分子的P原子3d能级参与杂化。TS代表过渡态，M代表产物。

下列叙述正确的是

A.总反应的焰变(△〃/］、『()

B.按照VSEPR理论，甲分子中P原子采用sp3d杂化

C.上述分步反应中TS】的能垒最大

D.丁挥发时要克服极性键

【答案】B

【解析】A.根据图示，总反应为PF5+H2OPOF3+2HF,反应物的总能量小于生成物的总能量，总反应为吸

热反应，总反应的焰变大于0,A项错误；

B.PFs分子中P的价层电子对数为5+gx(55xl尸5,P原子的3d能级参与杂化，则PFs中P原子采取sp3d

杂化，B项正确；

C.Mi—TSi的能垒为，M2—TS2的能垒为，故M2—TS2的能垒最大，C项错误；

D.丁(POF»是由分子构成的物质，挥发时克服分子间作用力，不需要克服极性键，D项错误；

答案选B。

考点二热化学方程式

重难点辨析

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)

AH=-57I.6kJmor1

表示：2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。

3.热化学方程式书写注意事项

(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°C、101kPa卜进行的，可

不注明。

(2)注明物质状态：常用5、1、g、肛分别表示固体、液体、气体、溶液。

(3)注意符号单位：△〃应包括“干”或“一”、数字和单位

(4)注意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒:；②能量守恒。(△〃与化学计量数相对应)

(5)区别于普通方程式：一般不注"f”、"I”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△〃相对应，如果化学计量数加倍，则△〃乜要加倍。

(7)同素异形体转化的热化学方程式除了注明状态外，还要注明名称。

规律•方法•技巧•点拔

做到“五看”，快速判断热化学方程式的正误

(1)看热化学方程式是否配平。

(2)看各物质的聚集状态是否正确。

(3)看A”的"+”、“一”符号是否正确。

(4)看反应热的单位是否为kJ-mol^

(5)看反应热的数值与化学计量数是否对应。

典型例题剖析

考向1多角度书写热化学方程式

【典例1】(2023•浙江•校联考模拟预测)某反应分两步进行，其能量变化如图所示。下列说法正确的是

A.反应①的活化能E]=-177kJmoL

B.该反应过程中，反应速率曰反应②决定

C.总反应的热化学方程式为C2H6(g)+CC>2(g)-=^C2H4(g)+cq@+H?q9△H=+346kJmor,

D.增大C2H6(g)的浓度，可以增大活化分子百分数，提高化学反应速率

【答案】B

【解析】A.由图可知，活化能£=-300kJ-moL—(-477kJ-moL)=+177kJ-mo「，A错误；

B.慢反应控制总反应速率，反应②的活化能E2=21()kJ•moll>&,故反应速率由反应②决定，B正确;

€：.总反应的4"=-300口11]0尸-1477口11101")=+1771<>1110「，热化学方程式为

C2H6(g)+CO2(g)^=±C2H4(+CC(+H2G(A"=+l77kJmo『，C错误；

D.增大反应物浓度，可增大活化分子的数目，但活化能不变，活化分子百分数不变，增大浓度可加快反应

速率，D错误；

故选Bo

【变式练1](2023秋•河南信阳•高三校联考阶段练习)下列说法或表示方法正确的是

A.若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，后者放出热量多

B.由“C(石墨尸C(金刚石)AH=+1.9kJmoH”可知,金刚石比石墨稳定

C.已知:H+(aq)+Oir(aq)=H,O(l)AH=^7.3kJ-mol\则稀H2sos和稀Ra(OH)?溶液反应

-1

H2SO4(aq)+Ba(OH)2(aq)=BaSO4(s)+2H2O(1)AH=-114.6kJmol

D.CaCO*)=CaO(s)+COz(g)AH>O,AS>0,贝ij：该反应在高温下能自发进行

【答案】D

【解析】A.硫蒸气能量高于硫固体，等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放热多，A错误；

B.能量越低越稳定,由C(石墨，s尸C(金刚石,s)M=+L9kJ”oL可知石墨比金刚石稳定，B错误；

C.稀H2sCh溶液和稀Ba(0H)2溶液反应，不仅存在反应H<aq)+0H(aq)=H20⑴△〃，还存在反应

2+

Ba+SO；-=BaSO4l，此反应也要放出热量，故稀H2so4溶液和稀Ba(OH)2溶液反应的反应热114.6

kJ/mol,C错误；

D.对于反应CaC03(s尸CaO(s)+CO2(g)，△〃>()、AS>0,高温下△"TASVO,能自发进行，D正确；

故选D。

【变式练2](2023•河北秦皇岛,昌黎-中校考模拟预测)液态CS2是一种溶剂，其燃烧热为1077kJ.mo「。

含ScCh、SO?的烟气用水吸收后，硒元素全部变为单质硒。工业上制备确用SCh还原TeCL溶液或者以石墨

为电极，电解强碱性NazTeCh溶液。下列化学反应表示正确的是

+

A.用SO2水溶液吸收湿蒸气的离子方程式：SO2+Br2+2H2O=2H+2HBr+SO^

B.CS2燃烧的热化学方程式：CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO2(g)AH=IO77kJmoL

C.SO2还原TeCb反应方程式：2sO2+Te04+4H2O=Te+2H2so4+4HC1

D.电解法制备硅的阴极电极方程式：TCO5--4C+3H2O=TC+6OH-

【答案】C

+

【解析】A.SO2水溶液吸收溟蒸气生成澳化氢和硫酸，两者均为强酸，SO2+Br2+2H2O=4H+2Br+SO；-,

A错误；

B.燃烧为放热反应，焙变小于零，燃烧热是在101kPa时，1mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放

出的热量；CS?燃烧的热化学方程式；CS2(l)+3O2(g)=CO2(g)+2SO?(g)AH-1077kJ-mul-',B借误；

C.SO2还原TcCL生成硫酸和Te、HC1：2sO2+TeCL+4H2O=Tc+2H2so4+4HC1,C正确：

D.电解池阴极发生还原反应，应该是得到电子，D错误；

故选C。

考向2判断热化学方程式的正误

【典例2】(2023秋・江苏泰州•高三泰州中学校考开学考试)在催化剂CuCL作用下，通过氧气直接氧化氯

化氢制备氯气。该反应为可逆反应，热化学方程式为4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2Hq(g)AH=116kJmolL

下列化学反应表示正确的是

A

A.实验室制氯气：MnCh+4HCl(浓)=MnCb+CLT+2H2。

B.电解饱和NaCl溶液的阴极反应：2c「-2e-=CI2T

1

C.4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(l)A^>-116kJ-moP

+

D.氯气溶于水具有漂白性：Cl2+H2O^2H+Cr+ClO-

【答案】A

【解析】A.在实验室中用浓盐酸与MnCh混合加热发生氧化还原反应制取CI2,该反应的化学方程式为：

A

M11O2+4IICl(i^)=MnCk+Chf+2H2O,A正确：

B.电解饱和NaCl溶液时，在阴极上比0电离产生的H+得到电子发生还原反应，电极反应式为：

2HQ+2c=H2T+2OH,B错误：

C.同种物质所含有的能量：气态〉液态，反应物的能量相同，生成物含有的能量越低，反应放出的热量就

越多,则相应反应的反应热就越小,所以4HCl(g)+02(g)=2CMg)+2HQ(l)A/7V-116kJ.mo尸，C错误;

D.氯气溶于水，与水反应产生盐酸和次氯酸，次氯酸是弱酸，主要以电解质分子存在，要写化学式，该反

应的离子方程式应该为：C12+H2O^H+C1+HC1O,D错误；

故合理选项是Ao

【变式练3】(2023•海南•高三统考专题练习)在25°C、101kPa下，碳、氢气、甲烷和葡萄糖的摩尔燃烧

燧依次是393.5kJ/mol、285.8kj/mol、890.3kJ/moK2800kJ/mol,则下列热化学方程式正确的是

A.C(s)+y02(g)=C0(g)NH=-393.5kj/mol

B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△〃=—890.3kJ/mol

C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)M=+571.6kJ/mol

D.yC6Hi2O6（s）+3O2（g）=3CO2（g）+3H2O（g）A/7=-l400kj/mol

【答案】B

【解析】A.生成物一氧化碳不是稳定氧化物，A错误；

B.甲烷的摩尔燃烧焙是Imol甲烷完全燃烧生成C02和液态水时放出的热量，B正确；

C.氢气燃烧是放热反应，△〃小于0,C错误；

D.生成物水蒸气不是稳定氧化物，D错误；

故选

【变式练4】（2023•全国•高三专题练习）下列说法正确的是

A.HC1和NaOH反应的中和热为57.3kJ.moL,则H2sOj和NaOH反应的中和热为57.3kJmoL

B.已知C2HQH（l）+2O2（g）=2CO「）+3H2O@）；AH=-1366.8klmol,则C2H50H⑴的燃烧热是

1366.8kJ-mor1

C.在一定温度和压强下，将OSmolN?和ISmolH2置于密闭容器中充分反应生成NHj（g）：放出热量

19.3kJ,则其热化学方程式为$（g）+3H2（g）/2NH3（g）AH78.6kl.moL

D.一定条件下2sO2（g）+C）2（g）=2SO3（g）AH,,2SO2（g）+O2（g）^2SO3（l）AH2,则AH/AH?

【答案】D

【解析】A.HzS。？为弱酸.电离时吸收热量，盐酸是强酸.HC1和NaOH反应的中和热为57.3kJ.moL,

则H2sOj和NaOH反应的中和热小于57.3kJmoL,故A错误;

B.已知C2HQH（l）+2O2（g）=2CO但）+3比0&）；AH=-1366.8klmol,水是气态，而C2H50H⑴的燃烧

热是ImolgHQH⑴完全燃烧生成液态水、二氧化碳气体放出的热品，则C2H5OH。）的燃烧热不是，故B

错误；

C.Nz和比的反应为可逆反应，不能进行完全，所以N/g）+3Hz（g）f2NH,（g）的△,故C错误；

D.等物质的量的S03（g）比SCh（l）的能量高，所以生成2moiSCh（g）时放出的热量少，焙变大，即0>AHI>AH2,

故D正确；

选D。

三年真题・两年模拟

1.(2023・浙江•高考真题)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如'已知O?(g)

和。2恁)的相对能量为0］，下列说法不无碘的是

A.E6-E3=E5-E2

B.可计算Q-Q键能为2(E2-E3)kJ-mo『

C.相同条件下，的平衡转叱率：历程H>历程I

D.历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为：

ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)AH={E5-E4)kJmor'

【答案】C

【解析】A.催化剂能降低活化能，但是不能改变反应的熔变，因此纭-4=&-刍，A正确；

B.已知Ch(g)的相对能量为0,对比两个历程可知，0(g)的相对能量为则Cl-Cl键能

为2(£>E3)kJ.moL,B正确；

C.催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，的平衡转化率：历程11=历程1,C错误；

D.活化能越低，反应速率越快，由图像可知，历程H中第二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反

,

应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)A//=(^-£4)kJmor,D正确；

故答案为：Co

2.(2022・广东•统考模拟预测)Ni可活化C2H,,放出CH4,其反应历程如图所示：

下列有关说法错误的是

A.共有3步放热过程

B.最大活化能是204.32kJ・moP

C.Ni(s)+C2H6(l)=NiCH2(s)+CH4(g)△//=6.57kJ-mol1

D.Ni-H键的形成有利于氢原子的迁移

【答案】C

【脩析】A.生成中间体1、2、3的过程都是放热的，A正确；

B.中间体2到过渡态2这一步是最大活化能,最大活化能是49.50kJ*mol,(154.82kJ*mol,)=204.32kJ*mol,,

BE确：

C.图示中并未标注物质的状态，故无法写出该过程的热化学方程式，C错误；

D.NiH键的形成是中间体2到中间体3的过程，D正确;

故选c。

3.(2023•江苏南京・南京师大附中校考模拟预测)在298K、lOlkPa下，由稳定的单质发生反应生成Imol

化合物的反应热叫该化合物的标准摩尔生成热△fHn?。氧族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据如图。下

列判断正确的是

A.沸点：H2O>H2S>H2Se>H2Te

B.H2S(g)+yO2(g)-S(s)-I-H：O(1)AH--265kJ/mol

C.H2Se(g)=Se(g)+H2(g)AH=+81kJ/mol

D.反应Tc(s)+H2(g)=H2Te(g)达平衡后升温，平衡常数将减小

【答案】B

【解析】A.也0分子间形成氢铤，其沸点最高，其余氢化物随相对分子质量增加而增大，故沸点：

H2O>H2Te>H2Se>H2S.A错误:

B.由题中信息可得热化学方程式：I、S(s)+H2(g)=H2S(g)AH1=-20kJ/mol,

II.1o2(g)+H2(g)=H2O(g)AH2=-285kJ/mol,由盖斯定律可知反应H2s(g)+gc)2(g)=S(s)+凡0(由：

IlI得到，则4^{=4也-八乩=2851("1101+20口/0101=-2651<〃1破1,反应热化学方程式为：

H2S(g)+^O2(g)=S(S)+H20(1)AH=-265kJ/mol,B正确；

C.H2Se的摩尔生成熔为：△H=+81kJ/mol,则反应H2Se(g)=Se(s)+H；j(g)的AH=-81kJ/mol,C错误；

D.Te(s)+H2(g)WHJe(g)该反应为吸热反应，生成高温平衡止向移动，平衡常数增大，D错误；

故选B。

4.(2023•江西赣州•统考二模)设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列说法错误的是

A.室温下，20gKH固体中所含H的数目为A

B.ILO.OImolL1的Ca(HCO3)2溶液中含碳粒子总数为A

C.50g质量分数为46%的乙醇水溶液中含有的氧原子总数为A

D.2NH3(g)^3H2(g)+N2(g)AH=+akJmol1,若参加反应的N%数目为2NA，反应会吸收akJ热量

【答案】C

【解析】A.KH由K+和H组成，20gKH的物质的量，所含H的数FI为A，故A正确；

B.ILO.OlmoHJ的Ca(HCCh)2的物质的量为，碳酸氢根离子的物质的量为，根据元素守恒可知含碳粒子总

数为A，故B正确：

C.未考虑溶剂水中的氧原子，故C错误；

D.由热化学方程式可知，Imol级气完全反应时吸收akJ热量，则参加反应的NH3数H为2NA，会吸收akJ

热量，故D正确；

故选：Co

5.(2023•辽宁•校联考模拟预测)下列有关及应热和热化学方程式的描述不正确的是

+

A.已知：H(aq)+OH(aq)=H2O(l)AH=-57.3kJ-mof,,则稀氨水和稀H2sO4溶液完全反应生成

由01凡0(1)时，放出热量少于57.3kJ

B.热化学方程式各物质前的化学计量数既nJ■以是整数也可以是分数，既表示分子数也表示物质的量

C.lOlkpa,20℃和25℃时，CHq的燃烧热不同

D.键能数值为平均值，用键能求出的反应热是估算值

【答案】B

【解析】A.已知:H=(aq)+OH(aq尸坨0(1)AH=-57.3kJ-moP,由于氨水是弱碱,属于弱电解质,其在水

溶液中边反应边电离•，电离是一个吸热过程，则稀氨水和稀H2sO,溶液完全反应生成ImoH^OO)时，放出

热量少于57.3kJ,A正确;

B.热化学方程式各物质前的化学计显数用于表示其物质的量，而不是其分子数，故热化学方程式各物质前

的化学计量数既可以是整数也可以是分数，B错误；

C.燃烧热与外界的压强和温度有关，相同质量的物质在不同温度下具有的总能量不同，故lOlkpa,20℃和

25℃时，CH4的燃烧热不同，C正确;

D.化学反应的微观本质为旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，可以用反应物的总键能减去生成物的总

键能来估算反应热，即键能数值为平均值，用键能求出的反应热是估算值，D正确；

故答案为：B。

6.(2023・上海长宁•统考二模)常温常压下，1molCH30H与02发生反应时，生成CO或HCHO的能量变化

如图(反应物02和生成物水略去)，下列说法正确的是

A.加入催化剂后，生成CO的热效应变大，生成HCHO的热效应变小

B.加入催化剂后，生成HCHO的速率变大，单位时间内生成HCHO量变多

C.ImolClhOH完全燃烧生成液态水和二氧化碳(g)放出393kJ的热量

D.生成HCHO的热化学方程式为2cH3OH+(h=2HCHO+2Hq+316kJ

【答案】B

【解析】A.加入催化剂只改变反应历程而不改变热效应，加入催化剂生成CO的活化能增大而HCHO的

活化能降低，A项错误：

B.活化能低反应越快。加入催化剂生成CO的活化能增大而HCHO的活化能降低，故生成HCHO速率更

快，B项正确；

C.ImolCIhOH完全燃烧生成液态水和一氧化碳(g)放出393kJ的热量，C项错误；

D.该热化学方程式为没有标注物质的状态，D项错误；

故选Bu

考点三燃烧热、中和热能源

一.重难点辨析

1.燃烧热

⑴概念

在101kPa时，，L血纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。燃烧热的

单位一般用kJmol।表示。

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、稳定的氧化物等,其中的“完

全燃烧”，是指物质中下列元素完全转变成对应的氧化物：C-CO®H-HeO⑴,S-S02®等。

(2)表示的意义：

例如C的燃烧热△〃为一393.5kJmo「，表示在101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。

⑶书写热化学方程式：燃烧热是以1mol纯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Imol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：

2s

CsHi8(l)+yO2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)

1

△H=-5518kJ-moP,即CSHI8的燃烧热为一5518kJmo「0

(4)燃烧热的计算：可燃物完全燃烧放出的热量的计算方法为。取=〃(可燃物)X|△〃八

式中：。故为可燃物燃烧反应放出的热量；〃为可燃物的物质的最；△，为可燃物的燃烧热。

2.中和热

①定义及表示方法

_定义—在稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1molH?O时所放出的热量

_单位—kJ-mol1或kJ/mol

-表示一强酸和强碱反应的中和热基本上相等，

热化学方程式可表示为H'(aq)+OH(aq)

必须是强酸和强碱的稀溶液。弱酸、弱碱

一凡0⑴mAoHl=1要-57.小3kJmol।

_注意—电离时需吸收热量，因此中和热比57.3kJ-

②中和热的测定

A.装置|

碎泡沫塑料(或纸条)及泡沫塑料板的作用是一隔热防止热量散失.

B.计算公式：A〃=—的械+小枷/尢出口

n

ty——起始温度，，2——终止温度，〃——生成水的物质的量，c——中和后生成的溶液的比热容，一般为4.18

J/修℃)。

C.实验步骤。

绝热装置的准备—减少热量损失

I

量取反应物，测反应前温度—用NaOH稀溶液、稀盐酸

I

混合反应物，测反应后温度—测反应后混合液的最高温度

I

重复实验—减小实验误差

I

计算反应热

D.几个注意问题。

a.酸、碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液，因为浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。若用弱酸或弱碱，它们

电离时要吸收•部分热量，会使测得的数值偏小。

b.测量酸、碱溶液温度时要过一段时间再读数，测量反应混合液温度时应随时读取温度值以记录最高温

度。

c.溶液混合要迅速，尽量减少热量的散失。

d.为保证实验结果的准确性，重复实验2〜3次，取其平均值。

e.为了保证实验中盐酸完全反应，使用的碱稍微过量，计算中加热时按酸来算。

f.做好保温工作是本实验成功的关键，如为什么用环形玻璃棒，不能用铁质或铜质环形棒，还应注意环形

玻璃棒的使用方法。

3.能源

(1)能源分类

(2)解决能源问题的措施

①棉高能源的利用效率：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：开发资源中富、可以再生、没有污染或污染很小的新能源。

规律•方法・技巧•点拔

1.反应热答题规范指导

⑴描述反应热时，无论是用“反应热”、“皓变”表示还是用表示，其后所跟数值都需要带“+”、

“一”符号。如：某反应的反应热(或焙变)为A〃=-0kJ・mo「或AH=+0kJ・mo「。

⑵由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热时可不带“一”号。如：某物质的燃烧热为A4

=—QkJ.moF1或QkJ-mol'o

2.中和热测定注意事项

⑴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。

⑵为保证酸、碱完全中和，常采用碱稍稍过量。

⑶实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动，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)中和热不包括离子在水溶液中的生成热、物质的溶解热、电解质电离时的热效应。

⑸取多次实验八、上的平均值代入公式计算，而不是结果的平均值，计算时应注意单位的统一。

3.中和热、燃烧热的熔变均为负值。

4.当用热化学方程式表示中和热时，生成H2O的物质的量必须是1mol,当用热化学方程式表示燃烧热时，

可燃物的物质的量必须为1molo

5.对能量图像的全面剖析

由于中和反应和燃烧均是放热反应，表示中和热和燃烧热可不带“一”号.如：某物质的燃烧热为人〃=一

QkJ-mol-1或QkJ-mol-1,,

稳定的氧化物是指：C一--CO2(g),H2一~"ILO⑴，S-->SO2(g)等。

在稀溶液中，强酸与强碱发生中和反应，生成1molH2O⑴和可溶性盐时放出的热量为中和热；不同反应物

的中和热大致相同，均约为57.3

典型例题剖析

考向1燃烧热、中和热的含义及正确表述

【典例1】(2023秋•江苏•高三校联考开学考试)VA族元素及其化合物应用广泛。以合成织为基础的化肥工

业对粮食增产的贡献率占40%左右：腓(N2H4)的燃烧热为624kJ/moL是常用的火箭燃料：白磷是制备含磷

农药中间体的原料，用磷生产的一种化合物次磷酸(H3Po2)是一种一元酸；碑本身森性并不强，而碑的化合

物、盐、有机化合物普遍毒性较强,AsO。比AsO：的毒性更强；Bi*具有强氧化性，其碱性溶液能氧化AsO；-

得到BiAsO4沉淀而降低废水中的硅污染；我国探明的睇(Sb)储量据世界首位，睇与锡、铝、铜的合金强度

高，极耐磨损，是制造轴承、轴衬及齿轮的绝好材料。下列化学反应表示正确的是

催化剂

A.工业合成氨的反应：N,+3HU2NH

~2高温、高压3

B.N2H4燃烧的热化学方程式：N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)AH=-624kJ/mol

C,次磷酸(H3Po2)与足量NaOH反应:H3PO2+2NaOH=Na2HPO2+2H2O

D.B产氧化AsO「的离子万程式：Bi"+AsO；+OH-=BiAs(\

【答案】A

供化剂

【解析】A.工业上通过氮气和氢气反应生成氨气，方程式为：N+3H=2NH,A正确；

22高温、高压3

B.N2H4燃烧的热化学方程式中比0为液态，B错误；

C次磷酸(H3Po2)是一元酸，反应的化学方程式为H3PO?+NaOH=NaH2POz+Hq,C错误；

D.该反应电荷、质量不守恒，正确是BiX+AsO,+2OH--BiAs()4J+HQ,D错误；

故选Ao

【变式练1](2023秋•河南•高三校联考阶段练习)已知两组稀溶液之间的中和反应：①

NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)\H=akJ；②

Ba(OH)2(aq)+H2SO4(aq)=BaSO4(s)+2H2O(l)AH=bkJ♦mo「，下列说法中正确的是

A.a=57.3

B.b=2a

C.SO/(aq)+Ba?+(叫)=BaSO4(s)A/7=(b—2〃)kJ.moL

D.若用稀醋酸代替反应①中稀盐酸，则中和热△〃<akJ.moL

【答案】C

【解析】A.酸碱中和反应为放热反应，a=-51.3,选项A错误;

B.生成硫酸钢沉淀为放热过程，且反应为放热，b<2a,选项B错误;

C.根据盖斯定律，由②的离子方程式①的离子方程式'2得反应

21

SO；(aq)+Ba+(aq)=BaSO4(s)NH=(b-2a)kJmoP,选项C正确;

D.若用稀醋酸代替反应①中稀盐酸，醋酸的电离为吸热过程，则中和热A〃>akJ・moL,选项D错误；

答案选C。

【变式练2】(2023秋•四川成都•高三校联考开学考试)下列说法正确的是

A.已知C(g)+；02(g)=C0(g)AH,,C(g)+O2(g)=CO2(g)AH2,则凶不△凡

B.甲烷的燃烧热△〃=-89().3kJ.mo『，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为：

CH4(g)+2O2(g)=CO,(g)+2H,0(g)A”=-890.3kJmol"

C.由反应H+(aq)+OH-(aq)=H？O(l)=-57.3kJ.moL可知，醋酸溶液与NaOH溶液恰好反应生成

ImolH2O(1)W,放出的热量小于57.3kJ

D.反应过程中使用催化剂可降低反应热从而提高反应速率

【答案】C

【解析】A.同物质的量的碳完全燃烧比不完全燃烧放热多，已知C(g)+；O/g)=CO(g)AH,,

C(g)+O2(g)=CO2(g)AH2,则A错误;

B.甲烷的燃烧热为Imol甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量，甲烷的燃烧热△〃=-890.3kJ.moL，

则甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H/O⑴，A//=-890.3kJmoL，B错误;

C.醋酸是弱酸，醋酸电离吸热，由反应H+(叫)+OH・(aq)=HQ(l)△〃=-57.3kJ-mo『可知，醋酸溶液与

NaOH溶液恰好反应生成ImolH20⑴时，放出的热量小于57.3kJ,C正确；

D.反应过程中使用催化剂不影响反应热，D错误；

故选C。

考向2中和热测定误差分析和数据处理

【典例2】(2023秋・江苏南通•高三统考开学考试)下列实验能达到目的的是

选

实验目的实验方法或操作

项

A测定中和反应的反应热酸碱中和滴定的同时.，用温度传感器采集锥形瓶内溶液的温度

探究浓度对化学反应速室温下，量取等体积不同浓度的NaClO溶液，分别加入等体积等浓度的

B

率的影响KI溶液，观察溶液颜色变化

CFe?+是否具有还原性向2mLFeCL溶液中滴加2〜3滴酸性KMnO4溶液，观察溶液颜色变化

检验淀粉是否发生了水

D向淀粉水解液中加入碘水

解

A.AB.BC.CD.D

【答案】B

【解析】A.测定中和反应的反应热应该是强酸和强碱的稀溶液放在两个大小不同的烧杯中，两烧杯之间用

碎纸条填充防止热量散失，用温度传感器采集烧杯内溶液的温度，故A不符合题意：

B.室温下，量取等体积不同浓度的NaClO溶液，分别加入等体积等浓度的K1溶