2022屆新高考一輪復(fù)習(xí)蘇教版-第17講-化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)-學(xué)案

第17講化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)【課標(biāo)要求】1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說(shuō)出常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式。2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)、反應(yīng)熱等概念。3.了解焓變與反應(yīng)熱的含義。4.了解熱化學(xué)方程式的含義，能正確書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式。理解蓋斯定律，并能運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算。5.了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用?？键c(diǎn)1焓變、熱化學(xué)方程式授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第115頁(yè)1．焓變、反應(yīng)熱(1)焓(H)用于描述物質(zhì)所具有能量的物理量。(2)焓變(ΔH)ΔH＝H(生成物)－H(反應(yīng)物)，單位kJ·mol－1。(3)反應(yīng)熱指當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定溫度下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)所放出或吸收的熱量，通常用符號(hào)Q表示，單位kJ·mol－1。(4)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系對(duì)于等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能，則有如下關(guān)系：ΔH＝Qp。2．吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)從反應(yīng)物和生成物的總能量相對(duì)大小的角度理解。(2)從化學(xué)鍵變化的角度理解(3)記憶常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)①吸熱反應(yīng)：大多數(shù)分解反應(yīng)、鹽的水解反應(yīng)、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應(yīng)、C與H2O(g)反應(yīng)、C與CO2反應(yīng)。②放熱反應(yīng)：大多數(shù)化合反應(yīng)、中和反應(yīng)、金屬與酸的反應(yīng)、所有的燃燒反應(yīng)。3．熱化學(xué)方程式(1)概念：表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式。(2)意義：表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化。如2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1表示在25℃、101kPa條件下，2_mol_H2(g)和1_mol_O2(g)完全反應(yīng)生成2_mol_H2O(l)，放出571.6_kJ的熱量4．熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)[提醒]①區(qū)別于普通方程式：一般不注“↑”“↓”以及“點(diǎn)燃”“加熱”等。②熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量。③同素異形體轉(zhuǎn)化的熱化學(xué)方程式除了注明狀態(tài)外，還要注明名稱。(1)所有的燃燒反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，所以不需要加熱就能進(jìn)行。()(2)反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時(shí)，一定不能發(fā)生反應(yīng)。()(3)一個(gè)反應(yīng)的焓變因反應(yīng)物的用量和反應(yīng)條件的改變而發(fā)生改變。()(4)可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無(wú)關(guān)。()(5)可逆反應(yīng)的ΔH表示完全反應(yīng)時(shí)的熱量變化，與反應(yīng)是否可逆無(wú)關(guān)。()(6)活化能越大，表明反應(yīng)斷裂舊化學(xué)鍵需要克服的能量越高。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)√如圖表示某反應(yīng)的能量變化，按要求回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)是________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。(2)該反應(yīng)的ΔH＝__________。(3)使用催化劑________(填“能”或“不能”)影響該反應(yīng)的反應(yīng)熱。(4)逆反應(yīng)的活化能可表示為_(kāi)_______。答案：(1)放熱(2)E2－E1(3)不能(4)E3－E2題組一依據(jù)“反應(yīng)過(guò)程——能量”圖像，理清活化能與焓變的關(guān)系1．反應(yīng)A＋B→C(ΔH＜0)分兩步進(jìn)行：①A＋B→X(ΔH＞0)，②X→C(ΔH＜0)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過(guò)程中能量變化的是()解析：由A＋B→XΔH＞0可知，X的能量比A和B的能量和大。由X→CΔH＜0可知，C的能量比X的能量低，分析圖像可知，D正確。答案：D2．NH3經(jīng)一系列反應(yīng)可以得到HNO3，如圖所示。Ⅲ中，降低溫度，將NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l)，再制備濃硝酸。已知：2NO2(g)?N2O4(g)ΔH12NO2(g)?N2O4(l)ΔH2下列能量變化示意圖中，正確的是________(填字母)。解析：題目提到“降低溫度，將NO2(g)轉(zhuǎn)化為N2O4(l)，再制備濃硝酸”說(shuō)明降溫有利于NO2轉(zhuǎn)化為N2O4，則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH1<0，ΔH2<0，而等量的N2O4(g)的能量大于N2O4(l)的能量，所以A項(xiàng)正確。答案：A活化能與焓變的關(guān)系圖解①在無(wú)催化劑的情況下，E1為正反應(yīng)活化能，E2為逆反應(yīng)活化能，|ΔH|＝E1－E2；②催化劑能降低反應(yīng)所需活化能，但不影響焓變的大小。題組二利用鍵能計(jì)算焓變3．(雙選)已知：①1mol晶體硅中含有2molSi—Si鍵。②Si(s)＋O2(g)=SiO2(g)ΔH，其反應(yīng)過(guò)程與能量變化如圖所示。③化學(xué)鍵Si—OO=OSi—Si斷開(kāi)1mol共價(jià)鍵所需能量/kJ460500176下列說(shuō)法中正確的是()A．晶體硅光伏發(fā)電是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能B．二氧化硅穩(wěn)定性小于硅的穩(wěn)定性C．ΔH＝－988kJ·mol－1D．ΔH＝(a－c)kJ·mol－1解析：晶體硅光伏發(fā)電是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，A項(xiàng)正確；根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能判斷，斷裂1mol二氧化硅中的Si—O鍵需要的能量為4×460kJ＝1840kJ，斷裂1mol晶體硅中的Si—Si鍵需要的能量為2×176kJ＝352kJ，故二氧化硅的穩(wěn)定性大于硅的穩(wěn)定性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Si(s)＋O2(g)=SiO2(s)ΔH＝(176×2＋500－460×4)kJ·mol－1＝－988kJ·mol－1，C項(xiàng)正確；根據(jù)圖中信息可知，ΔH＝－ckJ·mol－1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：AC4．工業(yè)上，在一定條件下利用乙烯和水蒸氣反應(yīng)制備乙醇；其化學(xué)方程式為CH2=CH2(g)＋H2O(g)→CH3CH2OH(g)。已知幾種共價(jià)鍵的鍵能如下：化學(xué)鍵C—HC=CH—OC—CC—O鍵能/(kJ·mol－1)413615463348351請(qǐng)計(jì)算上述反應(yīng)的ΔH＝________。答案：－34kJ·mol－1利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱的方法1．熟記反應(yīng)熱ΔH的計(jì)算公式ΔH＝E(反應(yīng)物的總鍵能之和)－E(生成物的總鍵能之和)2．注意特殊物質(zhì)中鍵數(shù)的判斷物質(zhì)/(1mol)P4C(金剛石)SiSiO2鍵數(shù)/NA6224題組三熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)5．(1)1molCO氣體完全燃燒生成CO2氣體，放出283kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)1gH2氣體完全燃燒生成液態(tài)水放出143kJ熱量，其熱化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________________________________________。(3)H2S的燃燒熱ΔH＝－akJ·mol－1，寫(xiě)出H2S燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(4)SiH4是一種無(wú)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自燃放出熱量為89.2kJ。SiH4自燃的熱化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)在25℃、101kPa下，一定質(zhì)量的無(wú)水乙醇完全燃燒時(shí)放出熱量QkJ，其燃燒生成的CO2用過(guò)量飽和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________________________________。(6)如圖是298K、101kPa時(shí)，N2與H2反應(yīng)過(guò)程中能量變化的曲線圖。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－283kJ·mol－1(2)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1(3)H2S(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=SO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－akJ·mol－1(4)SiH4(g)＋2O2(g)=SiO2(s)＋2H2O(l)ΔH＝－1427.2kJ·mol－1(5)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1(6)N2(g)＋3H2(g)?2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol－1書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式要“五查”(1)查熱化學(xué)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(hào)是否正確。(4)查反應(yīng)熱的單位是否為kJ·mol－1。(5)查反應(yīng)熱的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)是否對(duì)應(yīng)。題組四反應(yīng)機(jī)理的分析與應(yīng)用6．三級(jí)溴丁烷在乙醇中溶劑解的反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．三級(jí)溴丁烷在乙醇中溶劑解的總反應(yīng)速率由反應(yīng)Ⅲ決定B．三級(jí)溴丁烷在乙醇中溶劑解的總反應(yīng)屬于取代反應(yīng)C.若三級(jí)氯丁烷在乙醇中發(fā)生相似的溶劑解，則反應(yīng)Ⅰ的焓變?chǔ)1將增大D．適當(dāng)升溫，三級(jí)溴丁烷在乙醇中溶劑解正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度解析：A.總反應(yīng)的速率由慢反應(yīng)決定，反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)活化能最大，反應(yīng)速率最慢，即三級(jí)溴丁烷在乙醇中溶劑解的總反應(yīng)速率由反應(yīng)Ⅰ決定，故A錯(cuò)誤；B.三級(jí)溴丁烷在乙醇中溶劑解的總反應(yīng)為(CH3)3CBr＋CH3CH2OH→(CH3)3COCH2CH3＋HBr，反應(yīng)類型為取代反應(yīng)，故B正確；C.氯的非金屬性比溴強(qiáng)，C—Cl鍵比C—Br鍵穩(wěn)定，說(shuō)明起始時(shí)三級(jí)氯丁烷的能量比三級(jí)溴丁烷能量低，則三級(jí)氯丁烷反應(yīng)Ⅰ的焓變?chǔ)1比三級(jí)溴丁烷反應(yīng)Ⅰ的焓變?chǔ)1大，故C正確；D.總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆移動(dòng)，則適當(dāng)升溫，三級(jí)溴丁烷在乙醇中溶劑解正反應(yīng)速率的增大程度小于其逆反應(yīng)速率的增大程度，故D正確。答案：A7．(雙選)乙炔在Pd表面選擇加氫的反應(yīng)機(jī)理(如圖)。吸附在Pd表面的物種用*標(biāo)注。下列說(shuō)法不正確的是()A．上述吸附反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．C2Heq\o\al(\s\up1(*),\s\do1(2))＋H*→C2Heq\o\al(\s\up1(*),\s\do1(3))只有化學(xué)鍵的形成過(guò)程C．副反應(yīng)生成的高聚物吸附在Pd的表面可能會(huì)使催化劑失活D．該歷程中最大能壘(活化能)為85kJ·mol－1解析：A.從反應(yīng)機(jī)理圖分析，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B.由圖可知，該反應(yīng)先吸熱，后放熱，故而不只有化學(xué)鍵的形成過(guò)程，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.副反應(yīng)生成的高聚物吸附在Pd的表面可能會(huì)使催化劑失活，故C項(xiàng)正確；D.該歷程中能壘(活化能)有三個(gè)，分別為：66kJ·mol－1，85kJ·mol－1，82kJ·mol－1，故D項(xiàng)正確。答案：AB8．(2021·江蘇省南通考試)我國(guó)科研人員已研制出Ti—H—Fe雙溫區(qū)催化劑，其中Ti—H區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可超過(guò)100℃。Ti—H—Fe雙溫區(qū)催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．①②③在高溫區(qū)發(fā)生，④⑤在低溫區(qū)發(fā)生B．該歷程中能量變化最大的是2.46eV，是氮分子中氮氮三鍵的斷裂過(guò)程C．在高溫區(qū)加快了反應(yīng)速率，低溫區(qū)提高了氨的產(chǎn)率D．使用Ti—H—Fe雙溫區(qū)催化合成氨，不會(huì)改變合成氨反應(yīng)的反應(yīng)熱解析：A.①為催化劑吸附N2的過(guò)程，②為形成過(guò)渡態(tài)的過(guò)程，③為N2解離為N的過(guò)程，以上都需要在高溫時(shí)進(jìn)行，目的是加快反應(yīng)速率；而④⑤為了增大平衡產(chǎn)率，需要在低溫下進(jìn)行，故A正確；B.由圖可知，歷程中能量變化最大的是2.46eV，該過(guò)程為N2的吸附過(guò)程，氮氮三鍵沒(méi)有斷裂，故B錯(cuò)誤；C.升高溫度可提高反應(yīng)速率，所以高溫區(qū)加快了反應(yīng)速率，但合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以低溫區(qū)可提高氨的產(chǎn)率，故C正確；D.催化劑能改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，但不能改變反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)，即不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱，故D正確。答案：B考點(diǎn)2燃燒熱、中和熱、能源1．燃燒熱(1)概念：在101kPa時(shí)，1_mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的能量。(2)意義：C的燃燒熱為393.5kJ·mol－1，表示在101kPa條件下，1_mol_C完全燃燒生成CO2氣體時(shí)放出393.5_kJ熱量。(3)元素燃燒生成的穩(wěn)定氧化物：C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)。2．中和熱(1)概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1_mol_H2O(l)時(shí)的反應(yīng)熱。(2)表示方法：強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)的中和熱都約為57.3kJ·mol－1，用熱化學(xué)方程式表示為H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)__ΔH＝－57.3_kJ·mol－1。(3)中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定①裝置②計(jì)算公式：ΔH＝－eq\f(（m堿＋m酸）·c·（t2－t1）,n)kJ·mol－1t1—起始溫度，t2—混合溶液的最高溫度。③實(shí)驗(yàn)步驟[提醒]①泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或紙條)的作用是保溫、隔熱，減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的熱量損失。②為保證酸完全中和，采取的措施是堿稍過(guò)量。3．能源(1)已知H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1，則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH＝2×(－57.3)kJ·mol－1。()(2)H2(g)的燃燒熱是285.8kJ·mol－1，則2H2O=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.6kJ·mol－1。()(3)葡萄糖的燃燒熱是2800kJ·mol－1，則eq\f(1,2)C6H12O6(s)＋3O2(g)=3CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1400kJ·mol－1。()(4)化石燃料在空氣中燃燒過(guò)程中化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×1．濃硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)、稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)所測(cè)得的中和熱都是ΔH＝－57.3kJ·mol－1嗎？為什么？__________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：都不是，由于濃硫酸溶于水放熱，所以濃硫酸與稀NaOH溶液反應(yīng)所測(cè)得的中和熱ΔH<－57.3kJ·mol－1；由于醋酸是弱電解質(zhì)，其電離要吸熱，所以稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)所測(cè)得的中和熱ΔH>－57.3kJ·mol－12．以50mL0.50mol·L－1鹽酸與50mL0.55mol·L－1NaOH反應(yīng)為例，填寫(xiě)下表。(填“偏小”或“偏大”)引起誤差的實(shí)驗(yàn)操作t終－t始|ΔH|保溫措施不好________________攪拌不充分________________所用酸、堿濃度過(guò)大________________用同濃度的氨水代替NaOH溶液________________用同濃度的醋酸代替鹽酸________________用50mL0.50mol·L－1NaOH溶液________________答案：(從左到右，從上到下)偏小偏小偏小偏小偏大偏大偏小偏小偏小偏小偏小偏小題組一對(duì)燃燒熱、中和熱的理解1．25℃、101kPa時(shí)，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1，辛烷的燃燒熱為5518kJ·mol－1。下列熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)正確的是A．2H＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(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：B2．(1)2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)反應(yīng)的ΔH＝＋2×283.0kJ·mol－1，則CO(g)的燃燒熱是_______________________________________________________。(2)葡萄糖的燃燒熱是2800kJ·mol－1，則表示葡萄糖燃燒熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________。(3)已知中和反應(yīng)的中和熱為57.3kJ·mol－1。則Ba(OH)2和鹽酸反應(yīng)，表示中和熱的熱化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________________________________。(4)油酸甘油酯(相對(duì)分子質(zhì)量884)在體內(nèi)代謝時(shí)可發(fā)生如下反應(yīng)：C57H104O6(s)＋80O2(g)=57CO2(g)＋52H2O(l)已知燃燒1kg該化合物釋放出熱量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃燒熱ΔH為_(kāi)_______。答案：(1)283.0kJ·mol－1(2)C6H12O6(s)＋6O2(g)=6CO2(g)＋6H2O(l)ΔH＝－2800kJ·mol－1(3)OH－(aq)＋H＋(aq)=H2O(l)ΔH＝－57.3kJ·mol－1(4)－3.4×104kJ·mol－1規(guī)范表示燃燒熱、中和熱(1)由于中和反應(yīng)和燃燒均是放熱反應(yīng)，表示中和熱和燃燒熱可不帶“－”號(hào)。如：某物質(zhì)的燃燒熱為ΔH＝－QkJ·mol－1或QkJ·mol－1。(2)有關(guān)燃燒熱的判斷，一看是否以1mol可燃物為標(biāo)準(zhǔn)，二看是否生成穩(wěn)定氧化物。(3)有關(guān)中和熱的判斷，一看是否以生成1molH2O為標(biāo)準(zhǔn)，二看酸堿的強(qiáng)弱和濃度，應(yīng)充分考慮弱酸、弱堿、電離吸熱，濃的酸堿稀釋放熱等因素。題組二中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定3．把溫度為20℃，濃度為1.0mol/L的H2SO4溶液和2.2mol/L的堿溶液各50mL混合[溶液密度均為1g/mL，比熱容為4.18kJ/(kg·℃)]輕輕攪動(dòng)，反應(yīng)物起始溫度t1終止溫度t2H2SO4＋NaOH2033.6H2SO4＋NH3·H2O2032.6(1)反應(yīng)NH3·H2O(aq)?NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))(aq)＋OH－(aq)的焓變約為_(kāi)___________。(2)計(jì)算上述兩組實(shí)驗(yàn)測(cè)出的中和熱：ΔH1＝__________kJ/mol；ΔH2＝________kJ/mol。(3)由本題結(jié)論可預(yù)測(cè)將第1組中的1mol/L的H2SO4溶液換成2mol/L的CH3COOH溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的中和熱數(shù)值________(填“大于”“小于”或“等于”)56.848。答案：(1)4.2kJ/mol(2)－56.848－52.668(3)小于題組三能源的開(kāi)發(fā)與利用4．(2021·山西大同檢測(cè))化學(xué)與人類生活、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)，下列說(shuō)法正確的是()A．直接燃燒煤和將煤進(jìn)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(yīng)釋放的能量轉(zhuǎn)化為其他可利用的能量，而吸熱反應(yīng)沒(méi)有利用價(jià)值D．地?zé)崮?、風(fēng)能、天然氣和氫能都屬于新能源解析：A項(xiàng)，將煤進(jìn)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(cuò)誤；C項(xiàng)，有時(shí)需要通過(guò)吸熱反應(yīng)吸收熱量降低環(huán)境溫度，有利用價(jià)值，如“搖搖冰”的上市就是利用了吸熱反應(yīng)原理，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，地?zé)崮堋L(fēng)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(cuò)誤。答案：B5.為消除目前燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時(shí)緩解能源危機(jī)，有關(guān)專家提出了利用太陽(yáng)能制取氫能的構(gòu)想。下列說(shuō)法正確的是()A．H2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B．氫能源已被普遍使用C．2molH2O具有的總能量低于2molH2和1molO2的能量D．氫氣不易貯存和運(yùn)輸，無(wú)開(kāi)發(fā)利用價(jià)值解析：水的分解是吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；氫能源由于受貯存和運(yùn)輸?shù)纫蛩氐南拗?，還未普遍使用，但有巨大的開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值，B、D錯(cuò)誤。答案：C考點(diǎn)3蓋斯定律的應(yīng)用1．蓋斯定律：不管化學(xué)反應(yīng)分一步完成或幾步完成，最終的反應(yīng)熱相同?；瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)。2．“蓋斯定律”型反應(yīng)熱(焓變)的運(yùn)算規(guī)則熱化學(xué)方程式方程式系數(shù)關(guān)系焓變之間的關(guān)系反應(yīng)Ⅰ：aA(g)=B(g)ΔH1Ⅰ＝－ⅡΔH1＝－ΔH2反應(yīng)Ⅱ：B(g)=aA(g)ΔH2反應(yīng)Ⅰ：aA(g)=B(g)ΔH1Ⅰ＝a×ⅡΔH1＝a×ΔH2反應(yīng)Ⅱ：A(g)=1/aB(g)ΔH2－ΔH＝ΔH1＋ΔH2或ΔH＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH53.利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱的解題模型第一步：察唯一。若目標(biāo)熱化學(xué)反應(yīng)方程式中某物質(zhì)只與一個(gè)已知熱化學(xué)方程式共有，則選擇此物質(zhì)為參照物，以此參照物在目標(biāo)熱化學(xué)反應(yīng)方程式中的位置及計(jì)量數(shù)確定已知熱化學(xué)方程式的計(jì)量數(shù)、ΔH的改變量。若目標(biāo)熱化學(xué)反應(yīng)方程式中某物質(zhì)在多個(gè)已知的熱化學(xué)方程式中出現(xiàn)，則在計(jì)算確定ΔH時(shí)，該物質(zhì)暫時(shí)不考慮作為參照物。第二步：調(diào)系數(shù)。將參照物在已知熱化學(xué)反應(yīng)中的計(jì)量數(shù)調(diào)整為與目標(biāo)熱化學(xué)反應(yīng)方程式中相同。第三步：定側(cè)向。已知熱化學(xué)反應(yīng)方程式的某個(gè)或某幾個(gè)物質(zhì)與目標(biāo)熱化學(xué)反應(yīng)方程式中的共有物質(zhì)在同一邊(同為反應(yīng)物或生成物)，直接相加；反之，相減。第四步：消無(wú)關(guān)。經(jīng)過(guò)上述三個(gè)步驟處理后仍然出現(xiàn)與目標(biāo)方程式無(wú)關(guān)的物質(zhì)，再通過(guò)調(diào)用剩余的已知方程式，消除無(wú)關(guān)的物質(zhì)。第五步：做運(yùn)算。將焓變代入，求出特定目標(biāo)方程式的反應(yīng)熱或按題目要求書(shū)寫(xiě)目標(biāo)熱化學(xué)方程式。概括為：察唯一、調(diào)系數(shù)、定側(cè)向(同側(cè)加、異側(cè)減)、消無(wú)關(guān)、做運(yùn)算。[典例]已知：反應(yīng)Ⅰ：2N2O5(g)=2N2O4(g)＋O2(g)ΔH1＝－4.4kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：2NO2(g)=N2O4(g)ΔH2＝－55.3kJ·mol－1則反應(yīng)N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。[解析]目標(biāo)熱化學(xué)方程式為N2O5(g)=2NO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)。察唯一：N2O5(g)、O2(g)只出現(xiàn)在方程式Ⅰ，NO2(g)只出現(xiàn)在方程式Ⅱ。調(diào)系數(shù)：調(diào)整第一個(gè)已知方程式系數(shù)與目標(biāo)方程式中的N2O5、O2的系數(shù)一致，調(diào)整第二個(gè)已知方程式中的NO2的系數(shù)與目標(biāo)方程式中的系數(shù)一致，即：第一個(gè)已知方程式Ⅰ系數(shù)乘以eq\f(1,2)，第二個(gè)已知方程式Ⅱ系數(shù)乘以1，Ⅰ×eq\f(1,2)，Ⅱ×1。定側(cè)向：同側(cè)相加、異側(cè)相減。方程式Ⅰ中N2O5(g)與目標(biāo)方程式同側(cè)，方程式Ⅱ中NO2(g)的位置與目標(biāo)方程式異側(cè)；即：eq\f(1,2)Ⅰ－Ⅱ。做運(yùn)算：eq\f(1,2)Ⅰ－Ⅱ?qū)蓚€(gè)已知方程式進(jìn)行合并同類項(xiàng)的運(yùn)算，恰好為目標(biāo)方程式。確定多個(gè)已知方程式和目標(biāo)方程式的關(guān)系為eq\f(1,2)Ⅰ－Ⅱ＝目標(biāo)方程式。將ΔH1、ΔH2代入，可得：ΔH＝－4.4kJ·mol－1×eq\f(1,2)－(－55.3kJ·mol－1)＝＋53.1kJ·mol－1。[答案]＋53.1題組一計(jì)算焓變1．(2021·適應(yīng)性測(cè)試河北卷)已知25℃、101kPa下，1mol2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.66kJ·mol－1C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.29kJ·mol－1則反應(yīng)C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱為()A．ΔH＝－396.3kJ·mol－1B．ΔH＝－198.55kJ·mol－1C．ΔH＝－154.54kJ·mol－1D．ΔH＝－110.53kJ·mol－1解析：已知25℃、101kPa下，1mol水蒸發(fā)為水蒸氣需要吸熱44.01kJ，則H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.01kJ·mol－1①、2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋571.66kJ·mol－1②、C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.29kJ·mol－1③，根據(jù)蓋斯定律③－eq\f(1,2)×②＋①得C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH＝＋131.29kJ·mol－1－eq\f(1,2)×571.66kJ·mol－1＋44.01kJ·mol－1＝－110.53kJ·mol－1，則反應(yīng)C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱為ΔH＝－110.53kJ·mol－1，故D正確。答案：D2．LiH可作飛船的燃料，已知下列反應(yīng)：①2Li(s)＋H2(g)=2LiH(s)ΔH＝－182kJ·mol－1②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－572kJ·mol－1③4Li(s)＋O2(g)=2Li2O(s)ΔH＝－1196kJ·mol－1試寫(xiě)出LiH在O2中燃燒的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________________________________________________________。解析：2LiH(s)=2Li(s)＋H2(g)ΔH＝＋182kJ·mol－12Li(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=Li2O(s)ΔH＝－598kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－286kJ·mol－1上述三式相加得：2LiH(s)＋O2(g)=Li2O(s)＋H2O(l)ΔH＝－702kJ·mol－1。答案：2LiH(s)＋O2(g)=Li2O(s)＋H2O(l)ΔH＝－702kJ·mol－13．氨的合成是重要的化工生產(chǎn)之一。工業(yè)上合成氨用的H2有多種制取方法：①用焦炭跟水反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO(g)＋H2(g)；②用天然氣跟水蒸氣反應(yīng)：CH4(g)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up9(催化劑),\s\do9(高溫))CO(g)＋3H2(g)。已知有關(guān)反應(yīng)的能量變化如下圖所示，且方法②的反應(yīng)只能在高溫條件下發(fā)生，則方法②中反應(yīng)的ΔH＝____________kJ·mol－1。解析：先抓三種物質(zhì)，這三種物質(zhì)既在目標(biāo)熱化學(xué)方程式里，且在已知圖中只出現(xiàn)過(guò)1次，它們分別是圖3的CH4、圖1的CO、圖2的H2。其中CH4在圖3和②中都是反應(yīng)物，位置相同，系數(shù)也相同，即＋(－ckJ·mol－1)；CO的位置在圖1和②中不同，系數(shù)相同，即－(－akJ·mol－1)；H2的位置在圖2和②中不同，且目標(biāo)熱化學(xué)方程式中H2的系數(shù)是圖2的3倍，即－(－3bkJ·mol－1)。所以ΔH＝(－ckJ·mol－1)－(－akJ·mol－1)－(－3bkJ·mol－1)＝(a＋3b－c)kJ·mol－1。答案：a＋3b－c題組二比較焓變的大小4．已知①H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH1＝akJ/mol②2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH2＝bkJ/mol③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH3＝ckJ/mol④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH4＝dkJ/mol下列關(guān)系式正確的是()A．a(chǎn)<c<0B．b>d>0C．2a＝b<0D．2c＝解析：H2在O2中燃燒為放熱反應(yīng)，a、b、c、d都小于0，所以B、D均錯(cuò)誤；反應(yīng)①－③得H2O(l)=H2O(g)ΔH＝ΔH1－ΔH3＝(a－c)kJ/mol，而ΔH>0，即a－c>0，a>c，A錯(cuò)誤；比較①②兩個(gè)熱化學(xué)方程式得b＝2a，C答案：C5．(雙選)室溫下，將1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水會(huì)使溶液溫度降低，熱效應(yīng)為ΔH1，將1mol的CuSO4(s)溶于水會(huì)使溶液溫度升高，熱效應(yīng)為ΔH2；CuSO4·5H2O受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2O(s)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4(s)＋5H2O(l)，熱效應(yīng)為ΔH3。則下列判斷正確的是()A．ΔH2<ΔH3 B．ΔH1<ΔH3C．ΔH1＋ΔH3＝ΔH2 D．ΔH1＋ΔH2>ΔH3解析：由題干信息可得：①CuSO4·5H2O(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)＋5H2O(l)ΔH1>0，②CuSO4(s)=Cu2＋(aq)＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(aq)ΔH2<0，③CuSO4·5H2O(s)=CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH3，根據(jù)蓋斯定律可知，ΔH3＝ΔH1－ΔH2，由于ΔH1>0，ΔH2<0，故ΔH3>ΔH1，B項(xiàng)正確，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤；ΔH3>0，ΔH2<0，故ΔH3>ΔH2，A項(xiàng)正確。答案：AB比較反應(yīng)熱大小的兩個(gè)注意要點(diǎn)注意點(diǎn)1物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)的變化與反應(yīng)熱關(guān)系：注意點(diǎn)2.比較反應(yīng)熱（ΔH）的大小時(shí)，應(yīng)帶符號(hào)比較。對(duì)于放熱反應(yīng)，放出的熱量越多，ΔH反而越小。1．(2020·新高考天津卷)理論研究表明，在101kPa和298K下，HCN(g)?HNC(g)異構(gòu)化反應(yīng)過(guò)程的能量變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．HCN比HNC穩(wěn)定B．該異構(gòu)化反應(yīng)的ΔH＝＋59.3kJ·mol－1C．正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能D．使用催化劑，可以改變反應(yīng)的反應(yīng)熱解析：A對(duì)，HCN的能量低于HNC的能量，能量越低越穩(wěn)定；B對(duì)，根據(jù)題圖可知反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，能量差為59.3kJ·mol－1；C對(duì)，正反應(yīng)的活化能為186.5kJ·mol－1，逆反應(yīng)的活化能為186.5kJ·mol－1－59.3kJ·mol－1＝127.2kJ·mol－1，故正反應(yīng)活化能大于逆反應(yīng)活化能；D錯(cuò)，催化劑只能改變反應(yīng)速率，不影響反應(yīng)熱。答案：D2．(2018·高考北京卷)我國(guó)科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應(yīng)歷程。該歷程表示意圖如下。下列說(shuō)法不正確的是()A．生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為1