2024年高考化学一轮复习专题6.1化学能与热能知识讲解含解析

PAGEPAGE12第一讲化学能与热能【真题速递】1.（2024.全国1卷）水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：（3）我国学者结合试验与计算机模拟结果，探讨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。可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化能）E正=_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。【答案】(3).小于2.02COOH+H+H2O===COOH+2H+OH或H2O===H+OH【解析】（3）依据水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]并结合水煤气变换的反应历程相对能量可知，CO(g)+H2O(g)的能量（-0.32eV）高于CO2(g)+H2(g)的能量（-0.83eV），故水煤气变换的ΔH小于0；活化能即反应物状态达到活化状态所需能量，依据变换历程的相对能量可知，最大差值为：其最大能垒（活化能）E正=1.86-(-0.16)eV=2.02eV；该步骤的反应物为COOH+H+H2O===COOH+2H+OH；因反应前后COOH和1个H未发生变更，也可以表述成H2O===H+OH。2.（2024.全国2卷）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：（1）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。【答案】(1).89.3【解析】（1）依据盖斯定律①-②，可得反应③的ΔH=89.3KJ/mol。3.（2024.全国Ⅲ卷）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快速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学探讨的热点。回答下列问题：（2）Deacon干脆氧化法可按下列催化过程进行：CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g)ΔH1=83kJ·mol-1CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+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。【答案】(2).﹣116【解析】（2）依据盖斯定律知，（反应I+反应II+反应III）×2得∆H=（∆H1+∆H2+∆H3）×2=-116kJ∙mol-1。4．(1)[2024·天津理综，7(3)]0.1molCl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28kJ，该反应的热化学方程式为______________________。(2)[2024·江苏化学，26(1)]TiO2与Cl2难以干脆反应，加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝＋175.4kJ·mol－12C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH2＝－220.9kJ·mol－1沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的热化学方程式：____________________________。【答案】(1)2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－85.6kJ·mol－1(2)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)=TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH＝－45.5kJ/mol【解析】(1)由所给数据不难计算，该反应的热化学方程式为2Cl2(g)＋TiO2(s)＋2C(s)=TiCl4(l)＋2CO(g)ΔH＝－85.6kJ·mol－1。(2)利用盖斯定律，将已知两个热化学方程式相加即可得出答案。5．[2015·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、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3回答下列问题：已知反应①中相关的化学键键能数据如下：化学键H—HC—OC≡OH—OC—HE/(kJ·mol－1)4363431076465413由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。【答案】－99＋41【解析】依据键能与反应热的关系可知，ΔH1＝反应物的键能之和－生成物的键能之和＝(1076kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1)－(413kJ·mol－1×3＋343kJ·mol－1＋465kJ·mol－1)＝－99kJ·mol－1。依据质量守恒定律：由②－①可得：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，结合盖斯定律可得：ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－58kJ·mol－1)－(－99kJ·mol－1)＝＋41kJ·mol－1。【考纲解读】考点内容说明化学能与热能1.了解化学反应中能量转化的缘由，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，能正确书写热化学方程式。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。5.了解焓变与反应热的含义。6.理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。高考必考点之一，常以非选择题的形式出现【学问梳理】1．化学反应的实质与特征(1)实质：反应物中化学键和生成物中化学键。(2)特征：既有物质变更，又伴有能量变更；能量转化主要表现为的变更，也有光能和电能等。2．焓变和反应热(1)反应热：化学反应中的热量。(2)焓变：生成物与反应物的内能差，ΔH＝H(生成物)－H(反应物)。在恒压条件下化学反应的热效应，其符号为，单位是。3．吸热反应与放热反应(1)从能量守恒的角度理解ΔH＝的总能量－的总能量。(2)从化学键变更角度理解ΔH＝的总键能－的总键能。(3)常见的放热反应和吸热反应①放热反应：大多数化合反应、反应、金属与的反应、全部的燃烧反应。②吸热反应：大多数分解反应、盐的反应、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应、C与H2O(g)反应、C与CO2反应。4．燃烧热5．中和热6．能源【答案】(1)断裂形成(2)热量(1)汲取或放出(2)ΔHkJ·mol－1或kJ/mol(1)放<吸>生成物反应物(2)吸热放热反应物生成物①中和酸②水解4．1mol稳定的氧化物1mol(C) CO2(g)5．1mol(H2O)H+(aq)+OH－(aq)===H2O(aq)ΔH=－57.3kJ·mol－16．不行可再生【考点精讲】考点一、焓变与反应热1．化学反应中的能量变更(1)化学反应中的两大变更：物质变更和能量变更。(2)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更。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肯定温度下进行时，反应所放出或汲取的热量，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，假如反应中物质的能量变更全部转化为热能，则有如下关系：ΔH＝Qp。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。(2)从反应热的量化参数——键能的角度分析(3)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；⑥铝热反应等。吸热反应：①大多数分解反应；②盐的水解；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；④碳和水蒸气、C和CO2的反应等。【典例1】1.2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）反应过程中能量变更如图所示（图中E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能）．下列有关叙述正确的是（）A．该反应为吸热反应B．上升温度，不影响活化分子百分数C．运用催化剂使该反应的反应热发生变更D．E1﹣E2=△H【答案】D【解析】A．图象分析反应物能量高于生成物能量，反应是放热反应，错误；B．上升温度，活化分子百分数增大，单位体积内的活化分子数增大，所以反应速率增大，错误；C．催化剂对反应的始态和状态无响应，只变更活化能，则对反应的焓变无影响，错误；D．△H=断键汲取的能量﹣成键放出的能量=E1﹣E2，正确．【归纳总结】正确理解活化能与反应热的关系(1)催化剂能降低反应所需活化能，但不影响焓变的大小。(2)在无催化剂的状况下，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，即E1＝E2＋|ΔH|。【典例2】2.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△H=﹣890kJ/mol，则甲烷燃烧的热化学方程式为：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣890kJ•mol﹣1C．已知常温常压下：HCl（aq）+NaOH（aq）===NaCl（aq）+H2O（l）△H=﹣57.3kJ•mol﹣1，则有：H2SO4（aq）+Ba（OH）2（aq）===BaSO4（s）+2H2O（l）△H=﹣114.6kJ•mol﹣1D．已知：S（s）+O2（g）=SO2（g）△H1=﹣Q1kJ•mol﹣1，S（g）+O2（g）=SO2（g）△H2=﹣Q2kJ•mol﹣1，则Q1＜Q2【答案】D【解析】A、反应是不行能自然进行的，无论放热还是吸热反应都要从外界汲取一部分热量达到反应的活化状态，对于放热反应来说是放出的热量大于汲取的热量，对于吸热反应来说是汲取的热量大于放出的热量，错误；B、甲烷燃烧的热化学方程式中，稳定的氧化物应当是液态水，错误；C、H2SO4与Ba（OH）2反应生成沉淀，也释放出热量，△H小于﹣114.6kJ•mol﹣1，错误；D、S（g）变更为S（s）还要释放出热量，所以Q2＞Q1，正确．【易错警醒】①有能量变更的过程不肯定是放热反应或吸热反应，如水结成冰放热但不属于放热反应。②化学反应是放热还是吸热与反应发生的条件没有必定联系。如吸热反应NH4Cl与Ba(OH)2·8H2O在常温常压下即可进行。【考点一精练】1．最新报道：科学家首次用X射线激光技术视察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是()A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O生成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【答案】C【解析】由能量—反应过程图像中状态Ⅰ和状态Ⅲ知，CO和O生成CO2是放热反应，错误；由状态Ⅱ知，在CO与O生成CO2的过程中CO没有断键形成C和O，错误；由状态Ⅲ及CO2的结构式O=C=O知，CO2分子中存在碳氧极性共价键，正确；由能量—反应过程图像中状态Ⅰ(CO和O)和状态Ⅲ(CO2)分析，状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O原子反应生成CO2的过程，错误。2.依据碘与氢气反应的热化学方程式（i）I2（s）+H2（g）═2HI（g）△H2=+26.47kJ/mol（ii）I2（g）+H2（g）═2HI（g）△H2=﹣9.48kJ/mol．下列推断正确的是（）A．反应（ii）的产物比反应（i）的产物稳定B．1molI2（s）比1molI2总能量低35.96kJC．254gI2中通入2gH2（g）充分反应放热9.48kJD．反应（ii）反应物的总能量比反应（i）反应物的总能量高l7kJ【答案】B【解析】已知：①I2（g）+H2（g）═2HI（g）△H=﹣9.48kJ•mol﹣1；②I2（s）+H2（g）═2HI（g）△H=+26.47kJ•mol﹣1，利用盖斯定律将①﹣②可得I2（g）==I2（s）△H=﹣9.48kJ•mol﹣1﹣26.47kJ•mol﹣1=﹣35.95kJ•mol﹣1。3.1，3﹣丁二烯CH2=CH﹣CH=CH3和2﹣丁炔CH3﹣C≡C﹣CH3是有机合成工业中常用的不饱和烃原材料，分别与氢气反应的热化学方程式如下：CH2=CH﹣CH=CH2（g）+2H2（g）→CH3CH2CH2CH3（g）△H=﹣236.6kJ•mol﹣1CH3﹣C=C﹣CH3（g）+2H2（g）→CH3CH2CH2CH（g）△H=﹣272.7kJ•mol﹣1．由此不能推断（）A．1，3﹣丁二烯和2﹣丁炔相互转化的焓变△HB．1，3﹣丁二烯和2﹣丁炔分子的稳定性C．1，3﹣丁二烯和2﹣丁炔的燃烧热热值的相对大小D．2﹣丁炔中一个碳碳三键能与1，3﹣丁二烯中两个碳碳双键键能之和的相对大小【答案】D【解析】依据△H=生成物的能量和﹣反应物的能量和=反应物的键能和﹣生成物的键能和可知，3﹣丁二烯和2﹣丁炔的能量凹凸，能量越低越稳定，A、相同条件下2﹣丁炔放出热量比1，3﹣丁二烯多，说明1，3﹣丁二烯能量低，其相互转化有能量变更，正确；B、相同条件下2﹣丁炔放出热量比1，3﹣丁二烯多，说明1，3﹣丁二烯能量低，稳定，正确；C、相同条件下2﹣丁炔放出热量比1，3﹣丁二烯多，说明1，3﹣丁二烯能量低，燃烧热热值也低，正确；D、1，3﹣丁二烯和2﹣丁炔所含的碳碳单键数目不同，所以不能推断一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能大小，错误．4.已知：①4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=﹣1269kJ/mol②下列说正确的是（）A．断开1molO—O键比断开1molN—N键所需能量少448kJB．断开1molH—O键比断开1molH—N键所需能量相差约72.6kJC．由以上键能的信息可知H2O的沸点比NH3高D．由元素非金属性的强弱可知H—O键比H—N键弱【答案】B【解析】A．依据II可知O=O键的键能比N≡N键的键能小，则断开1molO=O键比断开1molN≡N键所需能量少448kJ，错误；B．已知4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（g）△H=﹣1269kJ/mol，则12H—N+3×498kJ/mol﹣2×946kJ/mol﹣12H—O=﹣1269kJ/mol，得（H—O）﹣（H—N）=72.6kJ/mol，所以断开1molH—O键与断开1molH—N键所需能量相差约72.6kJ，正确；C．键能与沸点无关，沸点与分子间作用力有关，错误；D．元素的非金属性越强，与H元素形成的化学键越稳定，非金属性：O＞N，则H—O键比H—N键强，错误．5.己知：①CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H1，②CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H2下列推断正确的是（）A．若CO的燃烧热为△H3，则H2的燃烧热为△H3﹣△H1B．反应CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）的△H=△H2﹣△H1C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则△H2＜0D．若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，则△H1＞0【答案】B【解析】A、若CO的燃烧热为△H3，则③CO（g）+1/2O2（g）═CO2（g）△H3，依据盖斯定律得③﹣①，H2（g）+1/2O2（g）═H2O（g）△H3﹣△H1，燃烧热指生成稳定的化合物，水应为液态，错误；B、依据盖斯定律得②﹣①，CH4（g）+CO2（g）═2CO（g）+2H2（g）的△H=△H2﹣△H1，正确；C．若反应②的反应物总能量低于生成物总能量，则该反应为吸热反应，所以△H2＞0，错误；D、依据CO（g）+1/2O2（g）═CO2（g）△H3，H2（g）+1/2O2（g）═H2O（g）△H4，若等物质的量的CO和H2完全燃烧生成气态产物时前者放热更多，所以△H3＜△H4，又依据盖斯定律①CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H1=△H3﹣△H4＜0，错误．考点二、热化学方程式1．概念表示参与反应物质的量和反应热关系的化学方程式。2．意义表明白化学反应中的物质变更和能量变更。如：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示：25℃、101kPa条件下，2mol氢气和1mol氧气反应生成2mol液态水时放出571.6kJ的热量。3．热化学方程式书写留意事项(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℃、101kPa下进行的，可不注明。(2)注明物质状态：常用s、l、g、aq分别表示固体、液体、气体、溶液。(3)留意符号单位：ΔH应包括“＋”或“－”、数值和单位(kJ·mol－1)。(4)留意守恒关系：①原子守恒和得失电子守恒；②能量守恒。(ΔH与化学计量数相对应)(5)区分于一般方程式：一般不注“↑”、“↓”以及“点燃”、“加热”等。(6)留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。且化学计量数必需与ΔH相对应，假如化学计量数加倍，则ΔH也要加倍。【典例1】1.已知充分燃烧ag乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是（）A．2C2H2（g）+5O2（g）→4CO2（g）+2H2O（l）；△H=-4bkJ/molB．C2H2（g）+5/2O2（g）→2CO2（g）+H2O（l）；△H=2bkJ/molC．2C2H2（g）+5O2（g）→4CO2（g）+2H2O（l）；△H=-2bkJ/molD．2C2H2（g）+5O2（g）→4CO2（g）+2H2O（l）；△H=bkJ/mol【答案】A【解析】由由物质的物质的量与反应放出的热量成正比可知，生成4mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量4bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式为2C2H2（g）+5O2（g）→4CO2（g）+2H2O（l）；△H=-4bkJ/mol．【归纳总结】推断热化学方程式的“5审法”【典例2】2.如图所示是298K时，N2与H2反应过程中能量变更的曲线图，下列叙述错误的是（）A．加入催化剂，不能变更该化学反应的反应热B．b曲线是加入催化剂时的能量变更曲线C．该反应的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H=﹣92kJ/molD．在温度、体积肯定的条件下，通入1molN2和3molH2反应后放出的热量为92kJ【答案】D【解析】A、加入催化剂，平衡不移动，所以该化学反应的反应热不变更，故A正确；B、催化剂能变更反应的路径，使发生反应所需的活化能降低，即可降低生产能耗，故B正确；C、该反应放出的能量大于汲取的能量，所以放热△H=508﹣600=﹣92kJ/mol，热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g），△H=﹣92kJ/mol，故C正确；D、反应是可逆反应，在温度、体积肯定的条件下，通入1molN2和3molH2充分反应后放出的热量小于92kJ，故D错误．【归纳总结】ΔH与反应的“可逆性”可逆反应的ΔH表示反应完全反应时的热量变更，与反应是否可逆无关。如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1，表示25℃、101kPa条件下1molN2和3molH2完全反应生成2molNH3释放92kJ热量。【考点二精练】1.已知：CH3CH2CH2CH3（g）+6.5O2（g）═4CO2（g）+5H2O（l）△H=﹣2878kJ•mol﹣1，（CH3）2CHCH3（g）+6.5O2（g）═4CO2（g）+5H2O（l）△H=﹣2869kJ•mol﹣1.下列说法正确的是（）A．正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子B．正丁烷的稳定性大于异丁烷C．异丁烷转化为正丁烷的过程是一个放热过程D．异丁烷分子中的碳氢键比正丁烷的多【答案】A【解析】A、因化学反应中能量守恒，放出的热量=反应物的总能量﹣生成物的总能量，生成物的总能量的能量相同时，放出的热量越多，反应物的总能量越多，正确；B、物质具有的能量越低越稳定，依据A可知正丁烷分子储存的能量大于异丁烷分子，所以正丁烷的稳定性小于异丁烷，错误；C、因正丁烷的能量比异丁烷的能量高，所以异丁烷转化为正丁烷的过程是一个吸热过程，错误；D、在正丁烷和异丁烷中，均含有碳碳单键和碳氢单键，数目一样多，错误．2.化学反应N2+3H22NH3的能量变更如图所示，该反应的热化学方程式是（）A．N2（g）+3H2（g）2NH3（l）△H=2（a﹣b﹣c）kJ/molB．N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=2（b﹣a）kJ/molC．0.5N2（g）+1.5H2（g）NH3（l）△H=（b+c﹣a）kJ/molD．0.5N2（g）+1.5H2（g）NH3（g）△H=（a+b）kJ/mol【答案】A【解析】由图可以看出，△E为反应的活化能，反应热等于反应物的活化能减生成物的活化能，所以0.5N2（g）+1.5H2（g）==NH3（g）△H=（a﹣b）kJ/mol，即N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=﹣2（b﹣a）kJ/mol，而1mol的NH3（g）转化为1mol的NH3（l）放出的热量为ckJ，依据盖斯定律有：0.5N2（g）+1.5H2（g）=NH3（l）△H=（a﹣b﹣c）kJ/mol，即：N2（g）+3H2（g）2NH3（1）△H=2（a﹣b﹣c）kJ•mol﹣1，故A正确．3.下列有关热化学方程式的叙述正确的是（）A．已知C（石墨，s）=C（金刚石，s）△H＞O，则金刚石比石墨稳定B．已知2H2（g）+O2（g）═2H2O（1）△H=﹣571.6kJ•mol﹣1，则氢气的燃烧热为﹣285.8kJ•mol﹣1C．含20.0gNaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则该条件下稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为：NaOH（aq）+CH3COOH（aq）═H3COOHNa（aq）+H2O（l）H=﹣57.4kJ•mol﹣1D．已知2C（s）+2O2（g）=2CO2（g）△H1：2C（s）+O2（g）═2CO（g）△H2则△H1＞△H2【答案】B【解析】A．石墨转化为金刚石时，要汲取能量，说明金刚石能量高于石墨，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，错误；B．由2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6kJ/mol，可知1mol氢气完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为285.8KJ，所以氢气的燃烧热△H=﹣285.8kJ/mol，正确；C．20.0gNaOH物质的量为0.5mol，NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和，放出28.7kJ的热量，则1mol氢氧化钠完全中和放热57.4KJ，醋酸是弱酸存在电离平衡，电离过程是吸热过程，稀醋酸和稀NaOH溶液反应放热小于57.4kJ，错误；D．依据盖斯定律可得：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=△H1﹣△H2，CO燃烧为放热反应，即△H1﹣△H2＜0，则△H1＜△H2，错误．4.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（）A．已知：C（石墨，s）═C（金刚石，s）△H＞0，则金刚石比石墨稳定B．已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=﹣483.6kJ•mol﹣1，则氢气的燃烧热为241.8kJ•mol﹣1C．已知：500℃、30MPa下，N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣38.6kJ•mol﹣1；将1.5molH2和过量的N2在此条件下充分反应，放出热量19.3kJD．已知：H2（g）+F2（g）═HF（g）△H=﹣270kJ•mol﹣1，则相同条件下，2molHF气体的能量小于1mol氢气和1mol氟气的能量之和【答案】D【解析】A、石墨完全转化为金刚石时，要汲取能量，说明金刚石能量高于石墨，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，错误；B、燃烧热是指1mol氢气完全燃烧生成液态水时放出的热量，此反应生成的是水蒸气，故氢气的燃烧热不是241.8kJ•mol﹣1，错误；C、H2的物质的量为1.5mol，完全消耗1.5mol氢气会放出19.3kJ热量，由于该反应为可逆反应，氢气不行能完全转化成氨气，所以放出的热量小于19.3kJ，错误；D、从热化学方程式H2（g）+F2（g）=2HF（g）△H=﹣270kJ/mol可知，反应放热，即1mol氢气与1mol氟气的总能量大于2mol氟化氢的总能量，正确．5.含氮废水中的NH4+在肯定条件下可与O2发生以下反应：①NH4+（aq）+1.5O2（g）=NO2﹣（aq）+2H+（aq）+H2O（l）△H=﹣273kL/mol②NO2﹣（aq）+0.5O2（g）=NO3﹣（aq）△H=﹣73kL/mol下列叙述不正确的是（）A．上升温度，可使①②反应速率均加快B．室温时0.1mol/LHNO2（aq）pH＞1，则NaNO2溶液显碱性C．NH4+（aq）+2O2（g）═NO3﹣（aq）+2H+（aq）+H2O（l）△H=﹣346kJ/molD．1molNH4+在①反应中与1molNO2﹣在②反应中失电子数之比为1：3【答案】D【解析】A、上升温度，任何化学反应速率都会加快，正确；B、室温时0.1mol/LHNO2（aq）pH＞1，证明亚硝酸是弱酸，所以NaNO2溶液因为亚硝酸根离子水解会导致溶液显碱性，正确；C、依据盖斯定律，反应NH4+（aq）+2O2（g）═NO3﹣（aq）+2H+（aq）+H2O（l）是已知两个反应相加即可得到，所以该反应的焓变△H=﹣346kJ/mol，正确；D、1molNH4+在①反应中失去电子是6mol，1molNO2﹣在②反应中失电子数是2mol，所以失电子数之比为3：1，错误．考点三、盖斯定律1．定义：化学反应不管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．图示：盖斯定律的理解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＋ΔH23.解题模型反应热的计算(1)计算公式：ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和。(2)依据键能计算反应热的关键是正确找出反应物和生成物所含共价键的数目，如H2O分子中含有2个H—O共价键，NH3分子中含有3个N—H共价键等。要留意晶体结构中化学键的状况，常见的有1molP4含有6molP—P键，1mol晶体硅含有2molSi—Si键，1mol石墨晶体中含有1.5molC—C键，1mol金刚石含有2molC—C键，1molSiO2含有4molSi—O键等。(3)盖斯定律【典例1】1．在1200℃时，自然气脱硫工艺中会发生下列反应：H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(g)ΔH12H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,2)S2(g)＋2H2O(g)ΔH2H2S(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=S(g)＋H2O(g)ΔH32S(g)=S2(g)ΔH4则ΔH4的正确表达式为()A．ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)B．ΔH4＝eq\f(2,3)(3ΔH3－ΔH1－ΔH2)C．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)D．ΔH4＝eq\f(3,2)(ΔH1－ΔH2－3ΔH3)【答案】A【解析】给题中方程式依次编号为①、②、③、④，由①＋②－③×3得：3S(g)=eq\f(3,2)S2(g)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)，故2S(g)=S2(g)ΔH4＝eq\f(2,3)(ΔH1＋ΔH2－3ΔH3)。【典例2】2．在25℃、101kPa时，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5kJ·mol－1、285.8kJ·mol－1、870.3kJ·mol－1，则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的反应热为()A．－488.3kJ·mol－1 B．＋488.3kJ·mol－1C．－191kJ·mol－1 D．＋191kJ·mol－1【答案】A【解析】由题知表示各物质燃烧热的热化学方程式分别为①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝－393.5kJ·mol－1；②H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1；③CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－870.3kJ·mol－1。则2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)可由反应①×2＋②×2－③得出，则反应热为－393.5kJ·mol－1×2＋(－285.8kJ·mol－1×2)－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。【考点三精练】1．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＝akJ·mol－1②CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH2＝bkJ·mol－1③CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH3＝ckJ·mol－1④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝dkJ·mol－1A．反应①、②为反应③供应原料气B．反应③也是CO2资源化利用的方法之一C．反应CH3OH(g)=eq\f(1,2)CH3OCH3(g)＋eq\f(1,2)H2O(l)的ΔH＝eq\f(d,2)kJ·mol－1D．反应2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d)kJ·mol－1【答案】C【解析】A项，反应①、②供应CO2和H2，正确；B项，反应③将CO2转化为有机原料，是CO2的资源利用，正确；C项，反应生成液态水，放出热量大于eq\f(d,2)，错误；D项，目标反应可由反应②×2＋③×2＋④获得，计算反应热为(2b＋2c＋d)kJ·mol－1，正确。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】＋S(s)ΔH＝20kJ·mol－1系统(Ⅱ)【解析】隔离分析两个系统，分别将每个系统中的三个方程式相加，即可得到所需答案。3．已知下列反应：SO2(g)＋2OH－(aq)=SOeq\o\al(2－,3)(aq)＋H2O(l)ΔH1ClO－(aq)＋SOeq\o\al(2－,3)(aq)=SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Cl－(aq)ΔH2CaSO4(s)=Ca2＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)ΔH3则反应SO2(g)＋Ca2＋(aq)＋ClO－(aq)＋2OH－(aq)=CaSO4(s)＋H2O(l)＋Cl－(aq)的ΔH＝________________________________________________________________________。【答案】ΔH1＋ΔH2－ΔH3【解析】将题中的3个反应依次标记为①、②、③，依据盖斯定律，①＋②－③即得所求的反应，ΔH＝ΔH1＋ΔH2－ΔH3。4．①2O2(g)＋N2(g)=N2O4(l)ΔH1②N2(g)＋2H2(g)=N2H4(l)ΔH2③O2(g)＋2H2(g)=2H2O(g)ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH4＝－1048.9kJ·mol－1上述反应热效应之间的关系式为ΔH4＝__________________________________________，联氨和N2O4可作为火箭推动剂的主要缘由为__________________________________________________________________________________________________________________。【答案】2ΔH3－2ΔH2－ΔH1反应放出热量大，产生大量的气体【解析】比照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数，利用盖斯定律，将热化学方程式③×2，减去热化学方程式②×2，再减去热化学方程式①，即可得出热化学方程式④，故ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1；联氨具有强还原性，N2O4具有强氧化性，两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应，反应放出热量大，并产生大量的气体，可为火箭供应很大的推动力。5．(1)丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：正丁烷(C4H10)脱氢制1­丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：①C4H10(g)=C4H8(g)＋H2(g)ΔH1已知：②C4H10(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=C4H8(g)＋H2O(g)ΔH2＝－119kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3＝－242kJ·mol－1反应①的ΔH1为________kJ·mol－1。(2)[2024·课标全国Ⅲ，28(3)]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＝____________________。【答案】(1)＋123(2)2ΔH1－3ΔH2－ΔH3【解析】(1)依据盖斯定律，用②式－③式可得①式，因此ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝－119kJ/mol＋242kJ/mol＝＋123kJ/mol。(2)由盖斯定律可知①×2－②×3－③可得所求反应，故ΔH＝2ΔH1－3ΔH2－ΔH3。考点四、燃烧热中和热能源1．燃烧热(1)概念在25℃、101kPa时，1mol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kJ·mol－1表示。燃烧热的限定词有常温(25℃)、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→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。(2)表示的意义：例如C的燃烧热ΔH为－393.5kJ·mol－1，表示在25℃、101kPa时，1molC完全燃烧放出393.5kJ的热量。(3)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1mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1，即C8H18的燃烧热ΔH为－5518kJ·mol－1。(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Q放＝n(可燃物)×|ΔH|。式中：Q放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。2．中和热(1)概念：在稀溶液中，强酸跟强碱发生中和反应生成1mol液态H2O时的反应热叫中和热。(2)留意几个限定词：①稀溶液；②产物是1mol液态H2O；③用离子方程式可表示为OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1(3)中和热的测定①装置。(请在横线上填写仪器名称)②计算公式：ΔH＝－eq\f(0.418（t2－t1）,n（H2O）)kJ·mol－1t1—起始温度，t2—混合溶液的最高温度。③留意事项。a．泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温隔热，削减试验过程中的热量损失。b．为保证酸完全中和，实行的措施是碱稍过量。c.中和热是强酸强碱的稀溶液生成1molH2O放出的热量为57.3kJ，弱酸弱碱电离时吸热，生成1molH2O时放出的热量小于57.3kJ。浓硫酸稀释时放热，生成1molH2O时放出的热量大于57.3kJ。3．能源【典例1】1．(2024·海南，6)油酸甘油酯(相对分子质量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－1 B．－3.8×104kJ·mol－1C．3.4×104kJ·mol－1 D．－3.4×104kJ·mol－1【答案】C【解析】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1mol油酸甘油酯的燃烧热为eq\f(3.8×104kJ,1000g÷884g·mol－1)≈3.4×104kJ·mol－1。【典例2】2．25℃、101kPa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ·mol－1，辛烷的燃烧热为5518kJ·mol－1。下列热化学方程式书写正确的是()A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)=BaSO4(s)＋2H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1B．KOH(aq)＋eq\f(1,2)H2SO4(aq)=eq\f(1,2)K2SO4(aq)＋H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1C．C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝－5518kJ·mol－1D．2C8H18(g)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1【答案】B【解析】A项，所列热化学方程式中有两个错误，一是中和热是指反应生成1molH2O(l)时的反应热，二是当有BaSO4沉淀生成时，反应放出的热量会增加，生成1molH2O(l)时放出的热量大于57.3kJ，错误；B项正确；C项，燃烧热是指1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所产生的热量，产物中的水应为液态水，错误；D项，当2mol辛烷完全燃烧时，产生的热量为11036kJ，且辛烷应为液态，错误。【易错警醒】(1)描述反应热时，无论是用“反应热”“焓变”表示还是用ΔH表示，其后所跟数值都须要带“＋”“－”ΔH＝－QkJ·mol－1或ΔH＝＋QkJ·mol－1。(2)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“－”号。如：某物质的燃烧热为ΔH＝－QkJ·mol－1或QkJ·mol－1。(3)【考点四精练】1.据报导，我国某些城市的酸雨严峻，为变更这一状况，某市正打算推广运用的清洁能源，下列所列能源不是清洁能源的是（）A．太阳能B．石油C．自然气D．酒精【答案】B【解析】A、太阳能无污染，属于清洁能源；B、石油成分比较困难，燃烧时生成的有害物质较多，不是清洁能源；C、自然气燃烧后，只生成水和二氧化碳，没有硫的氧化物（煤的燃烧），没有氮的氧化物等有害物质，属于清洁能源；D、酒精燃烧后，只生成水和二氧化碳，没有硫的氧化物（煤的燃烧），没有氮氧化物等有害物质，属于清洁能源．2.化学与人类生活、社会可持续发展亲密相关．下列说法正确的是（）A．页岩气是从页岩层中开采出来的自然气．产气页岩分布广、厚度大，且普遍含气，故可成为供应廉价而足够的新型燃料来源B．2013年1月1日起，我省正式发布环境空气质量指数（AQI），包括PM2.5、PM10、O3、CO2、SO2和NO2等6项指标C．目前我市的汽油标准已由“国III”提到“国IV”，这意味着汽车不再排放氮氧化物D．竹炭具有超强的吸附实力，能吸附新装修房屋内的全部气体【答案】A【解析】A．页岩气的主要成分为甲烷，且产气页岩分布广、厚度大，且普遍含气，可以成为供应廉价而足够的新型燃料来源，正确；B．环境空气质量指数（AQI）包括SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3、CO等六项，不包括二氧化碳气体，错误；C．汽油标准由“国Ⅲ”提到“国Ⅳ”，意味着氮氧化物的排放尽可能削减，不是不再排放氮氧化物，错误；D．竹炭吸附有害气体的实力是比较有限的，假如室内甲醛污染有害气体超标不是许多，竹炭还是有很大的效果的，假如新装房室内装修甲醛污染超标比较严峻，竹炭无法完全吸附有害气体，所以竹炭只能起到改善新装房室内装修污染的效果，错误．3.一些烷烃的燃烧热如表：下列表达正确的是（）A．正戊烷的燃烧热小于3531.3kJ•mol﹣1B．稳定性：正丁烷＞异丁烷C．乙烷燃烧的热化学方程式为：2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（g）；△H=﹣1560.8kJD．相同物质的量的烷烃CnH2n+2，n越大，燃烧放出的热量越多【答案】D【解析】A、正戊烷和2﹣甲基丁烷互为同分异构体，由表格中正丁烷、异丁烷的燃烧热比较可知，则互为同分异构体的化合物，支链多的燃烧热小，则正丁烷的燃烧热大于2﹣甲基丁烷，即正戊烷的燃烧热大约在3540kJ/mol左右，且大于3531.3kJ/mol，错误；B、由表格中的数据可知，异丁烷的燃烧热比正丁烷的燃烧热小，则异丁烷的能量低，即热稳定性为正丁烷＜异丁烷，错误；C、依据乙烷燃烧热的含义：完全燃烧1mol乙烷生成二氧化碳和液态水时会放出1560.8kJ的热量，所以热化学方程式为2C2H6（g）+7O2（g）=4CO2（g）+6H2O（l）；△H=﹣3121.6kJ/mol，错误；D、相同物质的量的烷烃，碳的物质的量分数越大，燃烧放热越多，即n越大，燃烧放出的热量越多，正确．4.甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以干脆用作燃料．已知：CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（g）△H1=﹣443.64kJ•mol﹣12CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H2=﹣566.0kJ•mol