江蘇省2020版高考化學新增分大一輪復習 專題6 化學反應與能量變化 第17講 化學反應中的熱效應講義（含解析）蘇教版.docx

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第17講　化學反應中的熱效應 考綱要求　1.知道化學變化中常見的能量轉化形式，能說明化學反應中能量轉化的主要原因。2.了解化學能與熱能的相互轉化及其應用。了解吸熱反應、放熱反應、反應熱(焓變)等概念。3.能正確書寫熱化學方程式，能根據(jù)蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。4.了解提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料的重要性。認識化學在解決能源危機中的重要作用。 考點一　焓變、熱化學方程式 1．反應熱(焓變) (1)概念：在恒壓條件下進行的反應的熱效應。 符號：ΔH。 單位：kJmol－1或kJ/mol。 (2)表示方法 吸熱反應：ΔH>0；放熱反應：ΔH<0。 2．放熱反應和吸熱反應的判斷 (1)從反應物和生成物的總能量相對大小的角度分析，如圖所示。 　 (2)從反應熱的量化參數(shù)——鍵能的角度分析 (3)記憶常見的放熱反應和吸熱反應 放熱反應：①可燃物的燃燒；②酸堿中和反應；③大多數(shù)化合反應；④金屬跟酸的置換反應；⑤物質(zhì)的緩慢氧化等。 吸熱反應：①大多數(shù)分解反應；②鹽的水解；③Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應；④碳和水蒸氣、C和CO2的反應等。 3．理解反應歷程與反應熱的關系 圖示 意義 a表示正反應的活化能；b表示逆反應的活化能；c表示該反應的反應熱 ΔH 圖1：ΔH＝(a－b) kJmol－1＝－ckJmol－1，表示放熱反應 圖2：ΔH＝(a－b) kJmol－1＝ckJmol－1，表示吸熱反應 4.熱化學方程式 (1)概念 表示參加反應物質(zhì)的量和反應熱的關系的化學方程式。 (2)意義 表明了化學反應中的物質(zhì)變化和能量變化。 如：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6kJmol－1 表示：2mol氫氣和1mol氧氣反應生成2mol液態(tài)水時放出571.6kJ的熱量。 (3)書寫要求 ①注明反應的溫度和壓強(25℃、101kPa下進行的反應可不注明)。 ②注明反應物和生成物的狀態(tài)：固態(tài)(s)、液態(tài)(l)、水溶液(aq)、氣態(tài)(g)。 ③熱化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量，而不表示分子個數(shù)(或原子個數(shù))，因此可以寫成分數(shù)。 ④熱化學方程式中不用“↑”和“↓”。 ⑤由于ΔH與反應物的物質(zhì)的量有關，所以熱化學方程式中物質(zhì)的化學計量數(shù)必須與ΔH相對應，如果化學計量數(shù)加倍，則ΔH也要加倍。當反應向逆反應方向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。 (1)放熱反應不需要加熱就能反應，吸熱反應不加熱就不能反應() (2)物質(zhì)發(fā)生化學變化都伴有能量的變化(√) (3)吸熱反應在任何條件下都不能發(fā)生() (4)活化能越大，表明反應斷裂舊化學鍵需要克服的能量越高(√) (5)吸熱反應中，反應物化學鍵斷裂吸收的總能量高于生成物形成化學鍵放出的總能量(√) (6)同溫同壓下，反應H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點燃條件下的ΔH不同() 解析　焓變與反應條件無關。 (7)可逆反應的ΔH表示完全反應時的熱量變化，與反應是否可逆無關(√) (1)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4kJmol－1，若向一定體積密閉容器中加入1molN2和3molH2，充分反應后，放出熱量(填“＞”“＜”或“＝”)92.4kJ，說明判斷的理由。 答案?。肌∩鲜龇磻獮榭赡娣磻?molN2和3molH2不可能完全反應，因而放出的熱量小于92.4kJ。 (2)若體積不變，向密閉容器中再充入2molNH3，則該反應的焓變ΔH＝。 答案　－92.4kJmol－1 題組一　化學反應過程中能量變化原因的分析 1．化學反應①AB和②BC的能量反應過程圖如下所示。下列有關該反應的敘述錯誤的是(　　) A．反應①的ΔH1＞0 B．反應②在升高溫度時，平衡向正反應方向移動 C．反應②的活化能小于反應①的活化能 D．總反應③AC的ΔH3＞0 答案　B 解析　A項，AB的反應，反應物總能量(A點)小于生成物總能量(B點)，AB的反應為吸熱反應，吸熱反應ΔH1＞0，正確；B項，BC的反應，反應物總能量(B點)大于生成物總能量(C點)，反應為放熱反應，升高溫度時，平衡向逆反應方向移動，錯誤；C項，反應①的活化能是A生成B的最高點的差值，反應②的活化能是B生成C最高點的差值，明顯小于①的，正確；D項，總反應③AC反應的反應物總能量(A點)小于生成物總能量(C點)，反應為吸熱反應的ΔH3＞0，正確。 2．(2018湖南教育聯(lián)盟聯(lián)考)已知化學反應A2(g)＋B2(g)===2AB(g)　ΔH＝100kJmol－1的能量變化如圖所示，判斷下列敘述中正確的是(　　) A．加入催化劑，該反應的反應熱ΔH將減小 B．每形成2molA—B鍵，將吸收bkJ能量 C．每生成2分子AB吸收(a－b) kJ熱量 D．該反應正反應的活化能大于100kJmol－1 答案　D 解析　催化劑不能改變反應熱的大小，A錯誤；形成化學鍵，釋放能量，B錯誤；熱化學方程式中，化學計量數(shù)代表物質(zhì)的量，C錯誤。 3．最新報道：科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下： 下列說法正確的是(　　) A．CO和O生成CO2是吸熱反應 B．在該過程中，CO斷鍵形成C和O C．CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2 D．狀態(tài)Ⅰ→狀態(tài)Ⅲ表示CO與O2反應的過程 答案　C 解析　由題干上圖可知狀態(tài)Ⅲ的能量低于狀態(tài)Ⅰ的能量，因此該過程是放熱過程，A項錯誤；由題干下圖可知該過程中CO的化學鍵沒有斷開，B項錯誤；CO與O生成的CO2具有極性共價鍵，C項正確；狀態(tài)Ⅰ到狀態(tài)Ⅲ表示CO與O生成CO2的過程，D項錯誤。 (1)焓變與反應發(fā)生的條件、反應進行是否徹底無關。 (2)催化劑能降低反應所需活化能，但不影響焓變的大小。 (3)在化學反應中，反應物各原子之間的化學鍵不一定完全斷裂。 題組二　依據(jù)鍵能或能量變化圖計算焓變 4．(2018保定模擬)根據(jù)如圖能量關系示意圖，下列說法正確的是(　　) A.1molC(s)與1molO2(g)的能量之和為393.5kJ B.反應2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)中，生成物的總能量大于反應物的總能量 C.由C(s)→CO(g)的熱化學方程式為：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.2kJmol－1 D.熱值指一定條件下單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所放出熱量，則CO熱值ΔH＝－10.1kJmol－1 答案　C 解析　A項，由圖可知1 mol C(s)與1 mol O2(g)的能量比1 mol CO2(g)能量高393.5 kJ，錯誤；B項，2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)為放熱反應，生成物的總能量小于反應物的總能量，錯誤；C項，由圖可知1 mol C(s)與O2(g)生成1 mol CO(g)放出熱量為393.5 kJ－282.9 kJ＝110.6 kJ，且物質(zhì)的量與熱量成正比，焓變?yōu)樨?，則熱化學方程式為2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.2 kJmol－1，正確；D項，若熱值指一定條件下單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所放出熱量，則CO的熱值為≈10.1 kJg－1，錯誤。 5．(2018太原質(zhì)檢)氫鹵酸的能量關系如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．已知HF氣體溶于水放熱，則HF的ΔH1＜0 B．相同條件下，HCl的ΔH2比HBr的小 C．相同條件下，HCl的ΔH3＋ΔH4比HI的大 D．一定條件下，氣態(tài)原子生成1molH—X鍵放出akJ能量，則該條件下ΔH2＝akJmol－1 答案　D 解析　A項，已知HF氣體溶于水放熱，則HF氣體溶于水的逆過程吸熱，即HF的ΔH1＞0，錯誤；B項，由于HCl比HBr穩(wěn)定，所以相同條件下HCl的ΔH2比HBr的大，錯誤；C項，ΔH3＋ΔH4代表H＋(aq)―→H(g)的焓變，與是HCl的還是HI無關，錯誤；D項，一定條件下，氣態(tài)原子生成1 mol H—X鍵放出a kJ能量，則斷開1 mol H—X鍵形成氣態(tài)原子吸收a kJ的能量，即為ΔH2＝a kJmol－1，正確。 6．通常把拆開1mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可用于估算化學反應的反應熱(ΔH)，化學反應的ΔH等于反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反應中形成新化學鍵的鍵能之和的差。下面列舉了一些化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)，供計算使用。 化學鍵 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C 鍵能/kJmol－1 460 360 436 431 176 347 工業(yè)上的高純硅可通過下列反應制?。篠iCl4(g)＋2H2(g)===Si(s)＋4HCl(g)，該反應的反應熱ΔH為。 答案　236kJmol－1 解析　SiCl4、H2和HCl分子中共價鍵的數(shù)目容易計算，而產(chǎn)物硅屬于原子晶體，可根據(jù)原子晶體的結構計算晶體硅中的共價鍵的數(shù)目。1 mol晶體硅中所含的Si—Si鍵為 2 mol，即制取高純硅反應的反應熱ΔH＝4360 kJmol－1＋2436 kJmol－1－(2176 kJmol－1＋4431 kJmol－1)＝236 kJmol－1。 1．熟記反應熱ΔH的基本計算公式 ΔH＝生成物的總能量－反應物的總能量 ΔH＝反應物的總鍵能之和－生成物的總鍵能之和 2．常見物質(zhì)中的化學鍵數(shù)目 物質(zhì) CO2 (C==O) CH4 (C—H) P4(P—P) SiO2 (Si—O) 石墨 金剛石 S8(S—S) Si 鍵數(shù) 2 4 6 4 1.5 2 8 2 題組三　熱化學方程式的書寫 7．依據(jù)事實寫出下列反應的熱化學方程式。 (1)SiH4是一種無色氣體，遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃，生成SiO2和液態(tài)H2O。已知室溫下2gSiH4自燃放出熱量89.2kJ。SiH4自燃的熱化學方程式為。 (2)CuCl(s)與O2反應生成CuCl2(s)和一種黑色固體。在25℃、101kPa下，已知該反應每消耗1molCuCl(s)，放熱44.4kJ，該反應的熱化學方程式是。 (3)下圖是1molNO2和1molCO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式：。 (4)化學反應N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示(假設該反應反應完全)。 試寫出N2(g)和H2(g)反應生成NH3(l)的熱化學方程式。 答案　(1)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJmol－1 (2)4CuCl(s)＋O2(g)===2CuCl2(s)＋2CuO(s)ΔH＝－177.6kJmol－1 (3)NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJmol－1 (4)N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝－2(c＋b－a) kJmol－1 書寫熱化學方程式要“五查” (1)查熱化學方程式是否配平。 (2)查各物質(zhì)的聚集狀態(tài)是否正確。 (3)查ΔH的“＋”“－”符號是否正確。 (4)查反應熱的單位是否為kJmol－1。 (5)查反應熱的數(shù)值與化學計量數(shù)是否對應。 考點二　標準燃燒熱、熱值、中和熱　能源 1．標準燃燒熱和中和熱的比較 標準燃燒熱 中和熱 相同點 能量變化 放熱 ΔH及其單位 ΔH＜0，單位均為kJmol－1 不同點 反應物的量 1mol 不一定為1mol 生成物的量 不確定 生成水的量為1mol 反應熱的含義 101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量 在稀溶液里，酸與堿發(fā)生中和反應生成1mol水時所放出的熱量 表示方法 標準燃燒熱ΔH＝－akJmol－1(a＞0) 強酸與強堿反應的中和熱ΔH＝－57.3kJmol－1 2.熱值 1g物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量叫做該物質(zhì)的熱值。 3．中和熱的測定 (1)實驗裝置 (2)中和熱的測定 測定原理 ΔH＝－ c＝4.18Jg－1℃－1＝4.1810－3kJg－1℃－1； n為生成H2O的物質(zhì)的量。 (3)注意事項 ①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫。 ②為保證酸完全中和，采取的措施是若采用的酸、堿濃度相等，可采用堿體積稍過量。 4．能源 (1)能源分類 (2)解決能源問題的措施 ①提高能源的利用效率：a.改善開采、運輸、加工等各個環(huán)節(jié)；b.科學控制燃燒反應，使燃料充分燃燒。 ②開發(fā)新能源：開發(fā)資源豐富、可以再生、沒有污染或污染很小的新能源。 1．表示標準燃燒熱時，要完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物，其含義是什么？ 答案　物質(zhì)中下列元素完全轉變成對應的穩(wěn)定氧化物，如C→CO2(g)，H→H2O(l)，S→SO2(g)等。 2．怎樣用環(huán)形玻璃攪拌棒攪拌溶液，能不能用金屬(如鐵、銅等)攪拌棒代替？ 答案　上下攪拌，使溶液混合均勻；金屬導熱性能好會導致熱量的散失，所以不能用金屬代替。 題組一　對標準燃燒熱、中和熱的理解 1．(2018宜昌期中)下列熱化學方程式中ΔH的數(shù)值表示可燃物標準燃燒熱的是(　　) A．CO(g)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－283kJmol－1 B．CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802.3kJmol－1 C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－571.6kJmol－1 D．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝－184.6kJmol－1 答案　A 解析　A項，符合標準燃燒熱的概念，正確；B項，生成物中的水是氣體，屬于不穩(wěn)定氧化物，錯誤；C項，熱化學方程式中是2 mol可燃物氫氣燃燒放熱，不符合標準燃燒熱的概念，錯誤；D項，HCl不是氧化物，不符合標準燃燒熱的概念要求，錯誤。 2．(2018臨川第一中學高三模擬)25℃、101kPa時，強酸與強堿的稀溶液發(fā)生中和反應的中和熱為57.3kJmol－1，辛烷的標準燃燒熱為5518kJmol－1。下列熱化學方程式書寫正確的是(　　) A．2H＋(aq)＋SO(aq)＋Ba2＋(aq)＋2OH－(aq)===BaSO4(s)＋2H2O(l)　ΔH＝－57.3kJmol－1 B．KOH(aq)＋H2SO4(aq)===K2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3kJmol－1 C．C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)　ΔH＝－5518kJmol－1 D．2C8H18(g)＋25O2(g)===16CO2(g)＋18H2O(l)　ΔH＝－5518kJmol－1 答案　B 解析　A項，所列熱化學方程式中有兩個錯誤，一是中和熱是指反應生成1 mol H2O(l)時的反應熱，二是當有BaSO4沉淀生成時，反應放出的熱量會增加，生成1 mol H2O(l)時放出的熱量大于57.3 kJ，錯誤；C項，標準燃燒熱是指1 mol 純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所產(chǎn)生的熱量，產(chǎn)物中的水應為液態(tài)水，錯誤；D項，當2 mol辛烷完全燃燒時，產(chǎn)生的熱量為11 036 kJ，且辛烷應為液態(tài)，錯誤。 3．(2018長春期末)下列示意圖表示正確的是(　　) A．甲圖表示Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝26.7kJmol－1反應的能量變化 B．乙圖表示碳的標準燃燒熱 C．丙圖表示實驗的環(huán)境溫度20℃，將物質(zhì)的量濃度相等、體積分別為V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合，測量混合液溫度，結果如圖(已知V1＋V2＝60mL) D．丁圖已知穩(wěn)定性順序：B＜A＜C，某反應由兩步反應ABC構成，反應過程中的能量變化曲線如圖(E1、E3表示兩反應的活化能) 答案　D 解析　A項，圖像表示的物質(zhì)能量變化為反應物能量高于生成物能量的放熱反應，反應Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝26.7 kJmol－1為吸熱反應，錯誤；B項，圖像表示的熱化學方程式為2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH，生成的氧化物不是最穩(wěn)定的氧化物，不符合標準燃燒熱概念，錯誤；C項，如圖，V2為20 mL時溫度最高，說明此時酸堿已經(jīng)反應完畢，又實驗中始終保持V1＋V2＝60 mL，所以V1為40 mL，由酸堿中和關系式：2NaOH～H2SO4，硫酸和氫氧化鈉溶液濃度不同，和題干將物質(zhì)的量濃度相等、體積分別為V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合不符合，錯誤。 (1)有關標準燃燒熱的判斷，一看是否以1mol可燃物為標準，二看是否生成穩(wěn)定氧化物。 (2)有關中和熱的判斷，一看是否以生成1molH2O為標準，二看酸堿的強弱和濃度，應充分考慮弱酸、弱堿，電離吸熱，濃的酸堿稀釋放熱等因素。 題組二　能源的開發(fā)與利用 4．(2018南京調(diào)研)化學與人類生活、社會可持續(xù)發(fā)展密切相關，下列說法正確的是(　　) A．直接燃燒煤和將煤進行深加工后再燃燒的效率相同 B．天然氣、水能屬于一次能源，水煤氣、電能屬于二次能源 C．人們可以把放熱反應釋放的能量轉化為其他可利用的能量，而吸熱反應沒有利用價值 D．地熱能、風能、天然氣和氫能都屬于新能源 答案　B 解析　A項，將煤進行深加工后，脫硫處理、氣化處理能很好地減少污染氣體，提高燃燒效率，燃燒的效果好，錯誤；C項，有時需要通過吸熱反應吸收熱量降低環(huán)境溫度，有利用價值，如“搖搖冰”的上市就是利用了吸熱反應原理，錯誤；D項，地熱能、風能和氫能都屬于新能源，天然氣是化石燃料，不屬于新能源，錯誤。 5．(2018長沙一模)能源可劃分為一次能源和二次能源，直接從自然界取得的能源稱為一次能源，一次能源經(jīng)過加工、轉換得到的能源稱為二次能源。下列能源中屬于一次能源的是(　　) A．氫能 B．電能 C．核能 D．水煤氣 答案　C 解析　A項，氫能是通過加工轉換得到的，為二次能源，錯誤；B項，電能是二次能源，錯誤；C項，核能又叫原子能，它可分為核聚變能和核裂變能兩類。核燃料，如氘、氚，它們均可從自然界中直接取得，屬于一次能源，正確；D項，水煤氣是通過煤和水蒸氣制取的，是一氧化碳和氫氣的混合氣體，是二次能源，錯誤。 題組三　中和反應反應熱的測定 6．利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下： ①用量筒量取50mL0.50molL－1鹽酸倒入小燒杯中，測出鹽酸溫度；②用另一量筒量取50mL0.55molL－1NaOH溶液，并用同一溫度計測出其溫度；③將NaOH溶液倒入小燒杯中，設法使之混合均勻，測得混合液最高溫度。回答下列問題： (1)為什么所用NaOH溶液要稍過量？。 (2)倒入NaOH溶液的正確操作是(填字母)。 A．沿玻璃棒緩慢倒入 B．分三次倒入 C．一次迅速倒入 (3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是(填字母)。 A．用溫度計小心攪拌 B．揭開硬紙片用玻璃棒攪拌 C．輕輕地振蕩燒杯 D．用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動 (4)現(xiàn)將一定量的稀氫氧化鈉溶液、稀氫氧化鈣溶液、稀氨水分別和1L1molL－1的稀鹽酸恰好完全反應，其反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3，則ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小關系為。 (5)假設鹽酸和氫氧化鈉溶液的密度都是1 gcm－3，又知中和反應后生成溶液的比熱容c＝4.18Jg－1℃－1。為了計算中和熱，某學生實驗記錄數(shù)據(jù)如下： 實驗序號 起始溫度t1/℃ 終止溫度t2/℃ 鹽酸 氫氧化鈉溶液 混合溶液 1 20.0 20.1 23.2 2 20.2 20.4 23.4 3 20.5 20.6 23.6 依據(jù)該學生的實驗數(shù)據(jù)計算，該實驗測得的中和熱ΔH＝(結果保留一位小數(shù))。 (6)(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸，理由是 。 答案　(1)確保鹽酸被完全中和　(2)C　(3)D　(4)ΔH1＝ΔH2＜ΔH3　(5)－51.8kJmol－1　 (6)不能　H2SO4與Ba(OH)2反應生成BaSO4沉淀，沉淀的生成熱會影響反應的反應熱 解析　(1)在中和熱的測定實驗中為了確保反應物被完全中和，常常使加入的一種反應物稍微過量一些。 (2)為了減少熱量損失，倒入NaOH溶液應該一次迅速倒入。 (3)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作：用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒上下輕輕地攪動。 (4)稀氫氧化鈉溶液和稀氫氧化鈣溶液中溶質(zhì)都完全電離，它們的中和熱相同，稀氨水中的溶質(zhì)是弱電解質(zhì)，它與鹽酸的反應中一水合氨的電離要吸收熱量，故反應熱的數(shù)值要小一些(注意中和熱與ΔH的關系)。 (5)取三次實驗的平均值代入公式計算即可。 (6)硫酸與Ba(OH)2溶液反應生成BaSO4沉淀的生成熱會影響反應的反應熱，故不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氫氧化鈉溶液和鹽酸。 考點三　蓋斯定律及反應熱的計算 1．蓋斯定律 (1)內(nèi)容：對于一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。即：化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。 (2)意義：間接計算某些反應的反應熱。 (3)應用 轉化關系 反應熱間的關系 aAB、AB ΔH1＝aΔH2 ΔH1＝－ΔH2 ΔH＝ΔH1＋ΔH2 2.利用蓋斯定律計算反應熱 (1)運用蓋斯定律的技巧——“三調(diào)一加” 一調(diào)：根據(jù)目標熱化學方程式，調(diào)整已知熱化學方程式中反應物和生成物的左右位置，改寫已知的熱化學方程式。 二調(diào)：根據(jù)改寫的熱化學方程式調(diào)整相應ΔH的符號。 三調(diào)：調(diào)整中間物質(zhì)的化學計量數(shù)。 一加：將調(diào)整好的熱化學方程式及其ΔH相加。 (2)運用蓋斯定律的三個注意事項 ①熱化學方程式乘以某一個數(shù)時，反應熱的數(shù)值必須也乘上該數(shù)。 ②熱化學方程式相加減時，物質(zhì)之間相加減，反應熱也必須相加減。 ③將一個熱化學方程式顛倒時，ΔH的“＋”“－”隨之改變，但數(shù)值不變。 3．反應熱大小的比較 (1)看物質(zhì)狀態(tài)。物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)轉化時的能量變化如下： (2)看ΔH的符號。比較反應熱大小時不要只比較ΔH數(shù)值的大小，還要考慮其符號。 (3)看化學計量數(shù)。當反應物與生成物的狀態(tài)相同時，化學計量數(shù)越大，放熱反應的ΔH越小，吸熱反應的ΔH越大。 (4)看反應的程度。對于可逆反應，參加反應的物質(zhì)的量和狀態(tài)相同時，反應的程度越大，熱量變化越大。 題組一　反應熱大小的比較 1．試比較下列各組ΔH的大小。 (1)同一反應，生成物狀態(tài)不同時 A(g)＋B(g)===C(g)　ΔH1＜0 A(g)＋B(g)===C(l)　ΔH2＜0 則ΔH1(填“>”“＜”或“＝”，下同)ΔH2。 答案　> 解析　因為C(g)===C(l)　ΔH3＜0 則ΔH3＝ΔH2－ΔH1，ΔH2＜ΔH1。 (2)同一反應，反應物狀態(tài)不同時 S(g)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH1＜0 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　ΔH2＜0 則ΔH1ΔH2。 答案?。? 解析　 ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，則ΔH3＝ΔH1－ΔH2，又ΔH3＜0，所以ΔH1＜ΔH2。 (3)兩個有聯(lián)系的不同反應相比 C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1＜0 C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH2＜0 則ΔH1ΔH2。 答案?。? 解析　根據(jù)常識可知，CO(g)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH3＜0，又因為ΔH2＋ΔH3＝ΔH1，所以ΔH2>ΔH1。 2．已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1 3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2 2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3 2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4 2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5 下列關于上述反應焓變的判斷正確的是(　　) A．ΔH1<0，ΔH3>0 B．ΔH5<0，ΔH4<ΔH3 C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 答案　B 解析　大多數(shù)化合反應為放熱反應，而放熱反應的反應熱(ΔH)均為負值，故A錯誤；鋁熱反應為放熱反應，故ΔH5<0，而2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3③，2Al(s)＋O2(g)===Al2O3(s)　ΔH4④，由④－③可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)===Al2O3(s)＋2Fe(s)　ΔH5＝ΔH4－ΔH3<0，可得ΔH4<ΔH3、ΔH3＝ΔH4－ΔH5，故B正確、D錯誤；已知：3H2(g)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋3H2O(g)　ΔH2②，2Fe(s)＋O2(g)===Fe2O3(s)　ΔH3③，將(②＋③)可得：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH1＝(ΔH2＋ΔH3)，故C錯誤。 3．(2018開封模擬)已知室溫下，將CuSO45H2O(s)溶于水會使溶液溫度降低，將CuSO4(s)溶于水會使溶液溫度升高，則下列能量轉化關系的判斷不正確的是(　　) A．ΔH1＞0 B．ΔH2＞ΔH3 C．ΔH3＞ΔH1 D．ΔH2＝ΔH1＋ΔH3 答案　C 解析　A項，CuSO45H2O(s)受熱分解生成CuSO4(s)，為吸熱反應，ΔH1＞0，正確；B項，ΔH2＞0，ΔH3＜0，則ΔH2＞ΔH3，正確；C項，ΔH3＜0，ΔH1＞0，則ΔH3＜ΔH1，錯誤；D項，根據(jù)蓋斯定律可知：ΔH2＝ΔH1＋ΔH3，正確。 題組二　反應熱的計算 4．(2018長沙市第一中學高三測試)在25 ℃、101 kPa時，C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的標準燃燒熱分別為393.5 kJmol－1、285.8 kJmol－1、870.3 kJmol－1，則2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反應熱為(　　) A．－488.3kJmol－1 B．488.3kJmol－1 C．－191kJmol－1 D．191kJmol－1 答案　A 解析　由題知表示各物質(zhì)標準燃燒熱的熱化學方程式分別為 ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJmol－1； ②H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJmol－1； ③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l) 　ΔH＝－870.3 kJmol－1。 則2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)可由反應①2＋②2－③得出，則反應熱為－393.5 kJmol－12＋(－285.8 kJmol－12)－(－870.3 kJmol－1)＝－488.3 kJmol－1。 5．(2018福建百所重點校聯(lián)合考試)乙烯可用作合成纖維、合成橡膠、塑料的原料?；卮鹣铝袉栴}： (1)實驗室用乙醇和五氧化二磷制取乙烯的過程如下： P2O5＋3H2O===2H3PO4； H3PO4＋C2H5OH―→C2H5OPO(OH)2(磷酸單乙酯)＋H2O； 170～220℃時，C2H5OPO(OH)2會分解生成乙烯和磷酸。C2H5OPO(OH)2分解反應的化學方程式為。 (2)用CrO3作催化劑，CO2重整C2H6制乙烯的反應過程如下： C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH1； 3H2(g)＋2CrO3(s)===3H2O(g)＋Cr2O3(s)　ΔH2； Cr2O3(s)＋3CO2(g)===3CO(g)＋2CrO3(s)　ΔH3。 ①反應C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)的ΔH＝(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的代數(shù)式表示)。 ②已知部分化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示，則ΔH1＝kJmol－1。 化學鍵 C—C C==C C—H H—H 鍵能/kJmol－1 348 615 413 436 答案　(1)C2H5OPO(OH)2CH2==CH2↑＋H3PO4 (2)①(3ΔH1＋ΔH2＋ΔH3)/3　②123 解析　(1)170～200 ℃時，C2H5OPO(OH)2會分解生成乙烯和磷酸，則C2H5OPO(OH)2分解反應的化學方程式為C2H5OPO(OH)2CH2==CH2↑＋H3PO4。 (2)①將題述熱化學方程式分別用a、b、c表示，(3a＋b＋c)/3得：C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝。 ②ΔH＝反應物鍵能之和－生成物鍵能之和，則ΔH1＝(6413＋348－4413－615－436) kJmol－1＝123 kJmol－1。 題組三　利用蓋斯定律書寫熱化學方程式 6．根據(jù)已知信息，按要求寫出指定反應的熱化學方程式 (1)LiH可作飛船的燃料，已知下列反應： ①2Li(s)＋H2(g)===2LiH(s)　ΔH＝－182kJmol－1 ②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－572kJmol－1 ③4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s)　ΔH＝－1196kJmol－1 試寫出LiH在O2中燃燒的熱化學方程式。 答案　2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)　ΔH＝－702kJmol－1 解析　2LiH(s)===2Li(s)＋H2(g)　ΔH＝182kJmol－1 2Li(s)＋O2(g)===Li2O(s)　ΔH＝－598kJmol－1 H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－286kJmol－1 上述三式相加得：2LiH(s)＋O2(g)===Li2O(s)＋H2O(l)　ΔH＝－702kJmol－1。 (2)工業(yè)上制取硝酸銨的流程圖如下所示： 已知：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1745.2kJmol－1； 6NO(g)＋4NH3(g)5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1925.2kJmol－1。 則反應Ⅰ的熱化學方程式可表示為。 答案　4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1025.2kJmol－1 解析　將已知的兩個熱化學方程式從上到下依次標記為①和②，根據(jù)蓋斯定律由①5－②4得：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025.2 kJmol－1。 (3)飲用水中的NO主要來自于NH。已知在微生物的作用下，NH經(jīng)過兩步反應被氧化成NO。兩步反應的能量變化示意圖如下： 1molNH全部被氧化成NO的熱化學方程式為。 答案　NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346kJmol－1 1.正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)相同條件下，等質(zhì)量的碳按a、b兩種途徑完全轉化，途徑a比途徑b放出更多熱能 途徑a：CCO＋H2CO2＋H2O 途徑b：CCO2()(2015江蘇，3B) (2)表示燃料燃燒反應的能量變化()(2016江蘇，10A) 2.(2017江蘇，8)通過以下反應可獲得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列說法不正確的是(　　) ①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝akJmol－1 ②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝bkJmol－1 ③CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝ckJmol－1 ④2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH4＝dkJmol－1 A.反應①、②為反應③提供原料氣 B.反應③也是CO2資源化利用的方法之一 C.反應CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(l)的ΔH＝kJmol－1 D.反應2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)的ΔH＝(2b＋2c＋d) kJmol－1 答案　C 解析　A項，反應①、②提供CO2和H2，正確；B項，反應③將CO2轉化為有機原料，是CO2的資源利用，正確；C項，反應生成液態(tài)水，放出熱量大于，錯誤；D項，目標反應可由反應②2＋③2＋④獲得，計算反應熱為(2b＋2c＋d) kJmol－1，正確。 3.(2016江蘇，8)通過以下反應均可獲取H2。下列有關說法正確的是(　　) ①太陽光催化分解水制氫：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)ΔH1＝571.6kJmol－1 ②焦炭與水反應制氫：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH2＝131.3kJmol－1 ③甲烷與水反應制氫：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH3＝206.1kJmol－1 A.反應①中電能轉化為化學能 B.反應②為放熱反應 C.反應③使用催化劑，ΔH3減小 D.反應CH4(g)===C(s)＋2H2(g)的ΔH＝74.8kJmol－1 答案　D 解析　反應①中是光能轉化為化學能，A錯誤；反應②中ΔH＞0，為吸熱反應，B錯誤；催化劑只降低反應的活化能，不影響反應的焓變，C錯誤；根據(jù)蓋斯定律，目標反應可由反應③－②獲得，ΔH＝206.1kJmol－1－131.3kJmol－1＝74.8kJmol－1，D正確。 4.(2014江蘇，10)已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1 CO2(g)＋C(s)===2CO(g)　ΔH2 2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH3 4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)　ΔH4 3CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)　ΔH5 下列關于上述反應焓變的判斷正確的是(　　) A.ΔH1＞0，ΔH3<0 B.ΔH2＞0，ΔH4＞0 C.ΔH1＝ΔH2＋ΔH3 D.ΔH3＝ΔH4＋ΔH5 答案　C 解析　A項，C(s)、CO(g)在O2(g)中燃燒生成CO2，均為放熱反應，則有ΔH1<0、ΔH3<0；B項，CO2(g)與C(s)在高溫條件下反應生成CO(g)，該反應為吸熱反應，則有ΔH2>0，F(xiàn)e(s)與O2(g)反應生成Fe2O3(s)為放熱反應，則有ΔH4<0；C項，將五個熱化學方程式依次編號為①、②、③、④、⑤，根據(jù)蓋斯定律，由②＋③可得①，則有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3；D項，根據(jù)蓋斯定律，由④＋⑤2可得3③，則有3ΔH3＝ΔH4＋2ΔH5。 5.[2015江蘇，20(1)]煙氣(主要污染物SO2、NOx)經(jīng)O3預處理后用CaSO3水懸浮液吸收，可減少煙氣中SO2、NOx的含量。O3氧化煙氣中SO2、NOx的主要反應的熱化學方程式為 NO(g)＋O3(g)===NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝－200.9kJmol－1 NO(g)＋O2(g)===NO2(g)　ΔH＝－58.2kJmol－1 SO2(g)＋O3(g)===SO3(g)＋O2(g)　ΔH＝－241.6kJmol－1 則反應3NO(g)＋O3(g)===3NO2(g)的ΔH＝kJmol－1。 答案?。?17.3 6.[2018江蘇，20(1)]NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護的重要課題。 用水吸收NOx的相關熱化學方程式如下： 2NO2(g)＋H2O(l)===HNO3(aq)＋HNO2(aq)　ΔH＝－116.1kJmol－1 3HNO2(aq)===HNO3(aq)＋2NO(g)＋H2O(l)　ΔH＝75.9kJmol－1 反應3NO2(g)＋H2O(l)===2HNO3(aq)＋NO(g)的ΔH＝kJmol－1。 答案?。?36.2 解析　將題給三個熱化學方程式依次編號為①、②和③，根據(jù)蓋斯定律可知，③＝，則ΔH＝－136.2kJmol－1。 一、單項選擇題 1.下列說法不正確的是(　　) A.化學能可以轉變成為熱能、電能等 B.化學反應必然伴隨發(fā)生能量變化 C.化學反應中的能量變化主要是由化學鍵的變化引起的 D.化學反應中能量變化的多少與反應物的質(zhì)量無關 答案　D 解析　化學反應的實質(zhì)是舊化學鍵斷裂、新化學鍵形成，一定伴隨能量變化；化學變化過程中產(chǎn)生的能量可以轉化為熱能、電能等，且化學反應中，反應物的質(zhì)量(或物質(zhì)的量)的多少及物質(zhì)的聚集狀態(tài)，影響著反應中能量變化的多少。 2.根據(jù)如圖所示的反應，判斷下列說法中錯誤的是(　　) A.CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量 B.該反應的焓變大于零 C.該反應中既有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，化學鍵斷裂吸收能量，化學鍵生成放出能量 D.由該反應可推出凡是需要加熱才發(fā)生的反應均為吸熱反應 答案　D 解析　因為碳酸鈣受熱分解是吸熱反應，所以CO2(g)和CaO(s)的總能量大于CaCO3(s)的總能量，焓變大于零，A、B兩項均正確；在CaCO3中，Ca2＋和CO之間存在離子鍵，CO中C與O之間存在共價鍵，故反應中既有離子鍵斷裂也有共價鍵斷裂，斷鍵吸收能量，成鍵放出能量，C項正確；需要加熱才發(fā)生的反應不一定為吸熱反應，如碳的燃燒反應就是放熱反應，D項錯誤。 3.(2018常州一中高三第一學期期初考試)下列依據(jù)熱化學方程式得出的結論正確的是(　　) A.已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝a，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝b，則a＞b B.已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3kJmol－1，則含40.0gNaOH的稀溶液與稀醋酸完全中和，放出的熱量小于57.3kJ C.已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6kJmol－1，則氫氣的燃燒熱為241.8kJmol－1 D.已知CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.1kJmol–1，反應過程中使用催化劑，ΔH減小 答案　B 解析　A項，碳完全燃燒放出的熱量高于不完全燃燒放出的熱量，焓變是負值，則aΔH2 B.圖乙表示可逆反應A(s)＋3B(g)2C(g)　ΔH>0 C.圖丙表示充滿NO2氣體的試管，倒置于水槽中，向其中緩慢通入氧氣直至試管中全部充滿水，假設溶質(zhì)不擴散，溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度與通入氧氣的體積關系 D.由圖丁可說明烯烴與H2加成反應是放熱反應，虛線表示在有催化劑的條件下進行 答案　C 解析　ΔH1、ΔH2、ΔH3均小于零，且ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，