2025年高二化學寒假銜接講練 (人教版)寒假復習-第1講 化學反應的熱效應（教師版）

第1講化學反應的熱效應考點聚焦：復習要點+知識網(wǎng)絡，有的放矢重點專攻：知識點和關鍵點梳理，查漏補缺難點強化：難點內(nèi)容標注與講解，能力提升提升專練：真題感知+提升專練，全面突破考點1中和反應反應熱的測定1．中和熱的概念：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應生成1molH2O(l)時所釋放的熱量稱為中和熱。在25℃和101kPa下，一般強酸和強堿的稀溶液混合生成可溶性鹽和水的中和熱基本上是相等的，為57.3kJ·mol－1或ΔH＝－57.3kJ·mol－1。2．實驗原理：通過測量一定量的酸堿稀溶液在反應前后溫度的變化，計算反應放出的熱量，由此求得中和熱。3．數(shù)據(jù)處理：(1)計算反應過程中放出的熱量Q。①為了簡便計算，可以近似認為實驗所用酸、堿稀溶液的密度、比熱容與水的相同，并忽略量熱計的比熱容。實驗所用50mL0.5mol·L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1氫氧化鈉溶液的質(zhì)量均為50g，混合后溶液總質(zhì)量為100g。混合溶液的比熱容c＝4.18J/(g·℃)。②取鹽酸溫度和氫氧化鈉溶液溫度的平均值記為反應前體系的溫度(t1)，混合后，取反應體系的最高溫度記為反應后的溫度(t2)，計算溫度差(t2－t1)，取三次測量所得溫度差的平均值Δt作為計算依據(jù)。③將數(shù)據(jù)代入Q＝cmΔt進行計算。(2)計算反應過程中產(chǎn)生的水的物質(zhì)的量。50mL0.5mol·L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1氫氧化鈉溶液混合后發(fā)生反應，堿過量，依據(jù)酸的物質(zhì)的量可求算n(H2O)＝0.025mol。(3)利用已知數(shù)據(jù)計算中和熱。ΔH＝－eq\f(cmΔt×10－3,n（H2O）)kJ·mol－14．中和反應反應熱的測定實驗中，提高測定反應熱準確度的措施：措施作用實驗藥品用量采用堿稍過量的方法為了保證酸、堿完全中和實驗裝置、儀器選擇內(nèi)筒和外筒上口對齊，內(nèi)外筒中間有隔熱層可以減少熱量損失實驗過程使用同一支溫度計進行溫度測量減少儀器本身的誤差，使測量的溫度更準確實驗操作用溫度計測量完鹽酸的溫度后，用水將溫度計上的酸沖洗干凈，擦干再測量堿溶液的溫度測量的初始溫度更準確將溶液迅速倒入內(nèi)筒后，立即蓋上杯蓋減少熱量的損失重復實驗2～3次測量的溫度差更準確【特別提醒】(1)實驗中改變酸堿的用量時，反應放出的熱量發(fā)生改變，誤認為中和熱也發(fā)生改變，因為中和熱是酸堿發(fā)生中和反應生成1molH2O的反應熱，故中和熱與酸堿用量無關。(2)誤認為中和熱的數(shù)值(57.3kJ·mol－1)是針對所有酸堿反應，57.3kJ·mol－1是稀的強酸和強堿反應生成可溶性鹽和水時的反應熱，濃酸或濃堿溶于水時也要放熱，中和熱數(shù)值會大于57.3kJ·mol－1，而弱酸或弱堿參與的中和反應，因弱酸或弱堿電離時要吸收熱量，則中和熱數(shù)值小于57.3kJ·mol－1?？键c2反應熱與焓變1．內(nèi)能（U）和焓變（ΔH）(1)內(nèi)能（U）：體系內(nèi)物質(zhì)各種能量的總和，受溫度、壓強和物質(zhì)的聚集狀態(tài)等影響。(2)焓（H）：與內(nèi)能有關的物理量。2．反應熱與焓變(1)反應熱與焓變：在等壓條件下進行的化學反應(嚴格地說，對反應體系做功還有限定，中學階段一般不考慮)，其反應熱等于反應的焓變。(2)符號：ΔH單位：kJ·mol－1。3．焓變與吸、放熱反應(1)放熱反應：當反應體系放熱時焓減小，體系的能量降低，ΔH<0或ΔH為負值。(2)吸熱反應：當反應體系吸熱時焓增大，體系的能量升高，ΔH>0或ΔH為正值?！咎貏e提醒】(1)掌握反應熱和焓變的概念①化學反應中吸收或釋放的熱簡稱為反應熱，燃料燃燒放出的熱和中和反應放出的熱都屬于反應熱。②焓變：焓的數(shù)值變化稱為焓變，ΔH＝H(生成物)－H(反應物)。(2)理解焓變和反應熱的關系等壓條件下，在體系僅做體積功，不做其他功的變化過程中，化學反應的焓變等于反應熱，即Qp＝ΔH。考點3放熱反應和吸熱反應1．化學反應中能量變化的原因(1)從物質(zhì)能量的角度認識吸熱反應與放熱反應圖示結論反應物的總能量大于生成物的總能量為放熱反應，即：E(反應物)＞E(生成物)反應物的總能量小于生成物的總能量為吸熱反應，即：E(反應物)＜E(生成物)(2)從化學鍵的斷裂和生成的角度分析化學反應是舊鍵斷裂，新鍵生成的反應，兩者吸收和釋放能量的差異表現(xiàn)為反應能量的變化?；瘜W鍵的斷裂和形成時吸收和放出的能量差別是化學反應伴隨能量變化的本質(zhì)原因?；瘜W反應的過程規(guī)律新鍵生成釋放的能量大于舊鍵斷裂吸收的能量，則反應放熱新鍵生成釋放的能量小于舊鍵斷裂吸收的能量，則反應吸熱2．常見的放熱反應、吸熱反應(1)常見的放熱反應=1\*GB3①所有的燃燒反應，如：木炭、CH4等在空氣或氧氣中的燃燒，鈉、H2在氯氣中燃燒，鎂條在CO2中燃燒=2\*GB3②所有的酸堿中和反應，如：HCl＋NaOH=NaCl＋H2O=3\*GB3③大多數(shù)的化合反應，如：CaO＋H2O=Ca(OH)2H2＋F2=2HF=4\*GB3④鋁熱反應，如：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3=5\*GB3⑤活潑金屬與水、與酸的反應，如：2Na＋2H2O=2NaOH+H2↑Mg＋2H+=Mg2++H2↑=6\*GB3⑥生成沉淀的反應(2)常見的吸熱反應=1\*GB3①大多數(shù)分解反應，如：NH4ClNH3↑＋HCl↑CaCO3CaO＋CO2↑②Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應③C和CO2發(fā)生的化合反應及C和H2O(g)的反應④以碳、CO、H2為還原劑的氧化還原反應：如：H2＋CuOH2O＋CuC＋H2O(g)CO＋H2【特別提醒】(1)從宏觀角度，ΔH為反應物總能量和生成物總能量的差值，反應物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應，ΔH<0；反應物的總能量小于生成物的總能量，為吸熱反應，ΔH>0。(2)從微觀角度，ΔH為反應物斷開化學鍵吸收的總能量與生成物形成化學鍵放出的總能量的差值，ΔH＝E(反應物斷鍵吸收的總能量)－E(生成物成鍵放出的總能量)。(3)能量越低越穩(wěn)定，物質(zhì)中的化學鍵斷裂形成原子，要吸收能量，能量升高；原子結合成新物質(zhì)，形成新的化學鍵，要放出能量，能量降低。考點4熱化學方程式1．熱化學方程式(1)概念：表明反應所釋放或吸收的熱量的化學方程式。(2)意義：不僅表明了化學反應中的物質(zhì)變化，也表明了化學反應中的能量變化，還說明了物質(zhì)的“物質(zhì)的量”與“能量”之間的數(shù)量關系。示例：H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1表示的意義是在25℃、101kPa下，1mol氣態(tài)H2與0.5mol氣態(tài)O2反應生成1mol液態(tài)H2O時，放出的熱量是285.8kJ。2．書寫熱化學方程式時應注意的問題(1)標明反應物和生成物的溫度、壓強和聚集狀態(tài)。若不標明溫度和壓強，則表示在25℃，101kPa條件時的反應熱。(2)標注反應物和生成物的聚集狀態(tài)，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和溶液態(tài)分別用s、l、g和aq表示。(3)化學式前面的化學計量數(shù)表示物質(zhì)的量，可以用整數(shù)和分數(shù)表示。(4)同一化學反應，物質(zhì)的化學計量數(shù)不同，反應的ΔH也不同。(5)在熱化學方程式的右邊注明ΔH的正負號(正號常省略)、數(shù)值和單位。(6)若一個反應的焓變ΔH=akJ·mol-1，則其逆反應的焓變ΔH=—akJ·mol-1。3．根據(jù)熱化學方程式計算ΔH根據(jù)熱化學方程式的含義，焓變（ΔH）必須與化學計量數(shù)相對應。如：2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1，可以得出：2H2O(l)2H2(g)＋O2(g)ΔH＝571.6kJ·mol－1H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1計算化學反應焓變時，要注意以下幾點：①化學計量數(shù)必須與ΔH相對應。②在可逆反應中，正反應和逆反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反?！咎貏e提醒】熱化學方程式書寫中的常見錯誤(1)物質(zhì)的狀態(tài)標注錯誤或漏寫，物質(zhì)的狀態(tài)不同，ΔH的值不同。(2)ΔH的正、負及單位書寫錯誤，放熱反應的ΔH為“－”，吸熱反應的ΔH為“＋”。(3)ΔH與熱化學方程式中化學計量數(shù)不對應，相同的反應，化學計量數(shù)不同時，ΔH不同?？键c5燃燒熱1．燃燒熱(1)概念：在25℃、101kPa時，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成指定產(chǎn)物時所放出的熱量。單位是kJ·mol－1(2)完全燃燒生成產(chǎn)物：是指單質(zhì)或化合物燃燒后變?yōu)橹付óa(chǎn)物，即完全燃燒時，下列元素要生成對應的物質(zhì)：C→CO2(g)、H→H2O(l)、S→SO2(g)、N→N2(g)(3)意義：甲烷的燃燒熱為ΔH＝－890.3kJ·mol－1，它表示25℃、101kPa時，1molCH4完全燃燒生成CO2(g)和液態(tài)H2O時放出890.3kJ的熱量。(4)文字敘述燃燒熱：用正值或ΔH表示，例如，CH4的燃燒熱為890.3kJ·mol－1或ΔH＝－890.3kJ·mol－12．表示燃燒熱的熱化學方程式的書寫在書寫表示燃燒熱的熱化學方程式時，應以燃燒1mol物質(zhì)為標準來配平其余物質(zhì)的化學計量數(shù)。例如：C8H18的燃燒熱的熱化學方程式為C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1。不能是2C8H18(l)＋25O2(g)=16CO2(g)＋18H2O(l)ΔH＝－11036kJ·mol－1。3．燃燒熱的計算由燃燒熱的定義可知：可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量＝可燃物的物質(zhì)的量×其燃燒熱，即Q放＝n(可燃物)×|ΔH|，物質(zhì)的燃燒熱：ΔH＝－eq\f(Q放,n（可燃物）)。此公式中的ΔH是指物質(zhì)的燃燒熱，而不是指一般反應的反應熱?？键c6蓋斯定律1．蓋斯定律(1)實驗證明，一個化學反應，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應熱是相同的。換句話說，在一定條件下，化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應進行的途徑無關。例：下圖表示的反應熱。ΔH＝ΔH1+ΔH2＝ΔH3+ΔH4+ΔH5(2)蓋斯定律的意義應用蓋斯定律可以間接計算出反應很慢的或不容易直接發(fā)生的或者伴有副反應的反應的反應熱。2．應用蓋斯定律計算ΔH的方法(1)“虛擬路徑”法若反應物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個途徑：①由A直接變成D，反應熱為ΔH；②由A經(jīng)過B變成C，再由C變成D，每步的反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。如圖所示：則：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。(2)加合法依據(jù)目標方程式中各物質(zhì)的位置和化學計量數(shù)，調(diào)整已知方程式，最終加合成目標方程式，ΔH同時作出相應的調(diào)整和運算?！咎貏e提醒】利用蓋斯定律時注意以下三點：1依據(jù)目標方程式中只在已知方程式中出現(xiàn)一次的物質(zhì)調(diào)整已知方程式方向和化學計量數(shù)。2每個已知方程式只能調(diào)整一次。3ΔH與化學方程式一一對應調(diào)整和運算。強化點一熱化學方程式的書寫和判斷1．書寫熱化學方程式時應注意的問題書寫步驟注意事項書寫配平的熱化學方程式化學計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)標明反應所需的條件在25℃、101kPa下進行的反應，可不注明條件注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)固體—s、液體—l、氣體—g、溶液—aq標明ΔH的符號、數(shù)值及單位放熱反應：ΔH<0吸熱反應：ΔH>0計算ΔH的數(shù)值各物質(zhì)化學式前面的化學計量數(shù)僅表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，并不表示物質(zhì)的分子數(shù)、原子數(shù)，因此化學計量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)無論化學反應是否可逆，ΔH都表示每摩爾反應進行到底時的能量變化ΔH的數(shù)值與各物質(zhì)前的化學計量數(shù)成比例增加或減?。蝗舴磻嫦蜻M行，則ΔH改變符號，但絕對值不變2．根據(jù)已知信息書寫熱化學方程式的方法思路(1)根據(jù)題目給出的信息，確定反應物和生成物，寫出化學方程式，并標明各物質(zhì)的狀態(tài)。(2)根據(jù)題中一定量反應物(或生成物)反應(或生成)時對應的熱量變化，求出1mol反應物(或生成物)反應(或生成)時對應的熱量變化，標明該反應的ΔH。(3)注意特殊要求。如表示中和熱的熱化學方程式中生成物H2O(l)的化學計量數(shù)必須是1?！镜淅?】根據(jù)信息書寫熱化學方程式(1)在25℃、101kPa下，一定質(zhì)量的無水乙醇完全燃燒時放出熱量QkJ，其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100gCaCO3沉淀，則乙醇燃燒的熱化學方程式為____________________________。(2)在一定條件下，將1molN2和3molH2充入一密閉容器中發(fā)生反應生成氨氣，達到平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為25%，放出QkJ的熱量，寫出N2與H2反應的熱化學方程式_______________________________________。(3)化學反應N2＋3H22NH3的能量變化如圖所示試寫出N2(g)和H2(g)反應生成NH3(l)的熱化學方程式：________________________________。(4)NaBH4(s)與H2O(l)反應生成NaBO2(s)和氫氣，在25℃、101kPa下，已知每消耗3.8gNaBH4(s)放熱21.6kJ，該反應的熱化學方程式是_________________________________________________?！敬鸢浮?1)C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2QkJ·mol－1(2)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－4QkJ·mol－1(3)N2(g)＋3H2(g)2NH3(l)ΔH＝2(a－b－c)kJ·mol－1(4)NaBH4(s)＋2H2O(l)=NaBO2(s)＋4H2(g)ΔH＝－216kJ·mol－1【解析】(1)根據(jù)碳原子守恒有C2H5OH～2CO2～2CaCO3。生成100gCaCO3沉淀，則乙醇為0.5mol，據(jù)此可寫出反應的熱化學方程式。(2)1molN2完全反應放出的熱量為eq\f(Q,1×25%)kJ＝4QkJ，故N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－4QkJ·mol－1。(3)根據(jù)箭頭的指向可知a、b、c均為正值。(4)消耗1molNaBH4(s)放熱(eq\f(21.6,3.8)×38)kJ＝216kJ。強化點二蓋斯定律及其應用利用蓋斯定律進行問題分析時，常用加合法和虛擬途徑法。(1)加合法將所給熱化學方程式適當加減得到所求的熱化學方程式，反應熱也作相應的變化。舉例：已知：①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH1=-483.6kJ·mol-1②H2O(g)=H2O(l)ΔH2=-44.0kJ·mol-1寫出H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)的熱化學方程式根據(jù)蓋斯定律：將①×1/2+②便得出ΔH=ΔH1×eq\f(1,2)+ΔH2=(-483.6kJ·mol-1)×eq\f(1,2)+(-44.0kJ·mol-1)=-285.8kJ·mol-1所求熱化學方程式為：H2(g)+eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1(2)虛擬途徑法先根據(jù)題意虛擬轉(zhuǎn)化過程，然后根據(jù)蓋斯定律列式求解，即可求得待求的反應熱。舉例：若反應物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個途徑：①由A直接變成D，反應熱為ΔH；②由A經(jīng)過B變成C，再由C變成D，每步的反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。則有：ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3應用加合法計算反應熱時應注意：①熱化學方程式如果相加(或相減)，則反應熱就相應地相加(或相減)。②反應熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學計量數(shù)成正比：化學計量數(shù)乘以(或除以)某個數(shù)，則反應熱就相應地乘以(或除以)這個數(shù)。③可逆反應中，熱化學方程式中的反應熱是指反應按所給形式完全進行時的反應熱；正、逆反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反?！镜淅?】近年來，研究人員提出利用含硫物質(zhì)熱化學循環(huán)實現(xiàn)太陽能的轉(zhuǎn)化與存儲。過程如下：反應Ⅰ：2H2SO4(l)=2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)ΔH1＝＋551kJ·mol－1反應Ⅲ：S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH3＝－297kJ·mol－1反應Ⅱ的熱化學方程式：__________________________________?！敬鸢浮?SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1【解析】由于反應Ⅱ是二氧化硫的歧化反應，且由題意可知其氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物分別為H2SO4和S，根據(jù)得失電子守恒和元素守恒可寫出反應Ⅱ的化學方程式為3SO2＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(催化劑))2H2SO4＋S↓。根據(jù)蓋斯定律，反應Ⅰ與反應Ⅲ的熱化學方程式相加得2H2SO4(l)＋S(s)=3SO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝＋254kJ·mol－1，所以反應Ⅱ的熱化學方程式為3SO2(g)＋2H2O(g)=2H2SO4(l)＋S(s)ΔH2＝－254kJ·mol－1?！镜淅?】(1)用CaSO4代替O2與燃料CO反應，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經(jīng)濟的新型燃燒技術，反應①為主反應，反應②和③為副反應。①eq\f(1,4)CaSO4(s)＋CO(g)eq\f(1,4)CaS(s)＋CO2(g)ΔH1＝－47.3kJ·mol－1②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH2＝＋210.5kJ·mol－1③CO(g)eq\f(1,2)C(s)＋eq\f(1,2)CO2(g)ΔH3＝－86.2kJ·mol－1反應2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝___________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。(2)已知：甲醇脫水反應2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH1＝－23.9kJ·mol－1甲醇制烯烴反應2CH3OH(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－29.1kJ·mol－1乙醇異構化反應C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)ΔH3＝＋50.7kJ·mol－1則乙烯氣相直接水合反應C2H4(g)＋H2O(g)=C2H5OH(g)的ΔH＝_______kJ·mol－1?！敬鸢浮?1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3(2)－45.5【解析】(1)利用蓋斯定律可以計算出所給反應的焓變，要學會利用所給方程式中化學計量數(shù)和反應物、中間產(chǎn)物的關系進行解答。根據(jù)蓋斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目標熱化學方程式，故有ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。(2)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH1＝－23.9kJ·mol－1①2CH3OH(g)=C2H4(g)＋2H2O(g)ΔH2＝－29.1kJ·mol－1②C2H5OH(g)=CH3OCH3(g)ΔH3＝＋50.7kJ·mol－1③根據(jù)蓋斯定律，由①－②－③得C2H4(g)＋H2O(g)=C2H5OH(g)ΔH＝－45.5kJ·mol－1。強化點三反應熱的計算方法1．根據(jù)熱化學方程式計算熱化學方程式中反應熱數(shù)值與各物質(zhì)的化學計量數(shù)成正比。例如，aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)ΔHabcd|ΔH|n(A)n(B)n(C)n(D)Q則eq\f(nA,a)＝eq\f(nB,b)＝eq\f(nC,c)＝eq\f(nD,d)＝eq\f(Q,|ΔH|)。2．根據(jù)反應物、生成物的鍵能計算ΔH＝E(反應物的鍵能總和)－E(生成物的鍵能總和)。3．根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)值計算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|(燃燒熱)。4．根據(jù)圖像計算5．根據(jù)蓋斯定律計算將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個新的熱化學方程式及其ΔH。【典例4】(1)霧霾的主要成分之一是來自汽車尾氣的氮氧化物，研究表明CH4可以消除汽車尾氣中氮氧化物的污染。①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－889.6kJ·mol－1②N2(g)＋2O2(g)=2NO2(g)ΔH＝＋67.2kJ·mol－1③2NO2(g)=N2O4(g)ΔH＝－56.9kJ·mol－1寫出甲烷氣體催化還原N2O4氣體生成穩(wěn)定的單質(zhì)氣體、二氧化碳氣體和液態(tài)水的熱化學方程式：_______________________________________________。(2)據(jù)粗略統(tǒng)計，我國沒有經(jīng)過處理便排放的焦爐煤氣已超過250億立方米，這不僅是能源的浪費，也對環(huán)境造成極大污染。為解決這一問題，我國從2004年起已利用焦爐煤氣制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C與O之間為三鍵連接，且合成甲醇的主要反應原理為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH。如表所列數(shù)據(jù)為常見化學鍵的鍵能(CO中的化學鍵可表示為CO)：化學能C—CC—HH—HC—OCOH—O鍵能/(kJ·mol－1)348414436326.81032464則該反應的ΔH＝____________kJ·mol－1。(3)恒溫恒容條件下，硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化，其反應過程和能量關系如圖所示。已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1①寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式：__________________________________________。②ΔH2＝_______kJ·mol－1?！敬鸢浮?1)CH4(g)＋N2O4(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－899.9kJ·mol－1(2)－128.8(3)①S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－297kJ·mol－1②－78.64【解析】(1)甲烷還原N2O4生成的穩(wěn)定的單質(zhì)氣體是N2，根據(jù)蓋斯定律，①－②－③得：CH4(g)＋N2O4(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－899.9kJ·mol－1。(2)ΔH＝1032kJ·mol－1＋2×436kJ·mol－1－3×414kJ·mol－1－326.8kJ·mol－1－464kJ·mol－1＝－128.8kJ·mol－1。(3)①由圖可知1molS(s)完全燃燒放出的熱量為297kJ，故能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式為S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH＝－297kJ·mol－1。②由圖可知，參加反應的n(SO2)＝1mol－0.2mol＝0.8mol，根據(jù)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196.6kJ·mol－1，ΔH2＝0.8×eq\f(1,2)×(－196.6kJ·mol－1)＝－78.64kJ·mol－1?！镜淅?】化學鍵的鍵能是原子間形成1mol化學鍵(或其逆過程)時釋放(或吸收)的能量。以下是部分共價鍵鍵能的數(shù)據(jù)：H—S：364kJ·mol－1，S—S：266kJ·mol－1，S—O：522kJ·mol－1，H—O：464kJ·mol－1。(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算下面反應的反應熱：2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)＋2H2O(l)ΔH＝－QkJ·mol－1，反應產(chǎn)物中的S實為S8，實際分子是一個8元環(huán)狀分子(即)，則Q＝_________。(2)標準狀況下，將aLH2S與bLSO2混合進行上述反應，當a＞2b時，反應熱ΔH為_______kJ·mol－1；當a＜2b時，反應熱ΔH為_________kJ·mol－1。(3)又已知H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44kJ·mol－1，試寫出H2S和SO2反應生成H2O(g)的熱化學方程式：________________________________________________________________?！敬鸢浮?1)154(2)－eq\f(154b,22.4)－eq\f(154a,44.8)(3)2H2S(g)＋SO2(g)=3S(s)＋2H2O(g)ΔH＝－66kJ·mol－1【解析】(1)反應可以改成：2H2S(g)＋SO2(g)=eq\f(3,8)S8(s)＋2H2O(l)，根據(jù)公式：ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和＝4×364kJ·mol－1＋2×522kJ·mol－1－3×266kJ·mol－1－4×464kJ·mol－1＝－154kJ·mol－1。(2)當a＞2b時，H2S過量應依據(jù)SO2的量計算，當a＜2b時，SO2過量應依據(jù)H2S的量計算。(3)1mol液態(tài)水變成氣態(tài)水需吸熱44kJ，2mol液態(tài)水變成氣態(tài)水時則吸熱88kJ。則由第(1)問可知生成H2O(g)時共放熱(154－88)kJ＝66kJ。強化點四ΔH的大小比較1．基本規(guī)律(1)能量守恒定律：在化學反應過程中，遵循能量守恒定律。若該反應是放熱反應，則反應物的總能量=生成物的總能量+放出的能量；若該反應是吸熱反應，則反應物的總能量+吸收的能量=生成物的總能量；(2)能量大小與物質(zhì)的聚集狀態(tài)的關系物質(zhì)的量相同時，同一物質(zhì)在不同狀態(tài)時能量關系是：氣態(tài)>液態(tài)>固態(tài)。2．比較方法(1)比較反應熱(ΔH)時，要帶上“+”、“－”號比較，不能只比較數(shù)值。對于放熱反應(ΔH<0)，ΔH的數(shù)值越大，放出的熱量越少；對于吸熱反應(ΔH>0)，ΔH的數(shù)值越大，吸收的熱量越多。2先畫出物質(zhì)的能量E的草圖，比較熱量的大小，再根據(jù)吸、放熱加上“＋”“－”進行比較。3可逆反應的ΔH為完全反應時的值，因不能完全反應，吸收或放出的能量一般小于|ΔH|。(5)同一反應，生成物的狀態(tài)不同時：A(g)+B(g)===C(g)ΔH1<0A(g)+B(g)===C(l)ΔH2<0存在ΔH2＜ΔH1。(6)同一反應，反應物的狀態(tài)不同時：A(s)+B(g)===C(l)ΔH1<0A(g)+B(g)===C(l)ΔH2<0存在ΔH2＜ΔH1。【典例6】下列各組熱化學方程式中，ΔH1＜ΔH2的是()①C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1C(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO(g)ΔH2②S(s)＋O2(g)=SO2(g)ΔH1S(g)＋O2(g)=SO2(g)ΔH2③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2④CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH1CaO(s)＋H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH2A．①B．②③④C．④D．①②③【答案】A【解析】相同量的碳不完全燃燒放熱少，焓變比較大小時考慮符號，所以ΔH1＜ΔH2，故①符合；固態(tài)硫變?yōu)闅鈶B(tài)硫需要吸收熱量，所以ΔH1＞ΔH2，故②不符合；相同條件下物質(zhì)的量少的反應放熱少，1mol氫氣燃燒放熱小于2mol氫氣燃燒放熱，所以ΔH1＞ΔH2，故③不符合；碳酸鈣分解吸熱，焓變?yōu)檎?，氧化鈣和水反應是化合反應，放熱，焓變是負值，所以ΔH1＞ΔH2，故④不符合。真題感知1．（2024·浙江麗水）下列說法不正確的是A．由圖甲可知：該反應ΔH＞0，化學反應體系從環(huán)境中吸收熱量B．由圖乙可知：物質(zhì)聚集狀態(tài)改變，焓也改變C．由圖丙可知：該反應斷開化學鍵所吸收的能量小于形成化學鍵所釋放的能量D．由圖丁可知：ΔH1＜ΔH2，金剛石比石墨穩(wěn)定【答案】D【解析】A．由圖甲可知：生成物的焓大于反應物的焓，正反應吸熱，該反應ΔH＞0，化學反應體系從環(huán)境中吸收熱量，故A正確；B．由圖乙可知：水的狀態(tài)不同焓不同，物質(zhì)聚集狀態(tài)改變，焓也改變，故B正確；C．由圖丙可知：該反應為放熱反應，斷開化學鍵所吸收的能量小于形成化學鍵所釋放的能量，故C正確；D．由圖丁可知：該反應放熱，焓變?yōu)樨撝?，ΔH1>ΔH2；金剛石的能量大于石墨，石墨比金剛石穩(wěn)定，故D錯誤；選D。2．（2024·四川涼山）下列有關反應熱和熱化學方程式的描述中正確的是A．已知，則與在一定條件下的密閉容器中充分反應放出的熱量B．已知氫氣的燃燒熱，則C．乙醇燃燒生成二氧化碳和水蒸氣時所放出的熱量就是乙醇的燃燒熱D．已知(1)；則(l)；【答案】B【解析】A．該反應為可逆反應，則（g）和（g）置于一密閉容器中不能完全反應，放出的熱量小于，A錯誤；B．根據(jù)的燃燒熱可知，，則，B正確；C．燃燒熱是1mol純物質(zhì)完全燃燒，產(chǎn)生指定的產(chǎn)物時放出的熱量，生成的水應是液體，不是氣態(tài)，故1mol乙醇燃燒生成水蒸氣和二氧化碳所放出的熱量不是乙醇的燃燒熱，C錯誤；D．已知中和熱△H=-57.3kJ/mol，則稀H2SO4和Ba(OH)2溶液反應生成2molH2O時，同時還產(chǎn)生1molBaSO4沉淀，要放出熱量，故其反應熱小于-114.6，D錯誤；故選B。3．（2024·廣東廣州）化學反應常常伴隨著熱量的釋放或吸收。下列說法正確的是A．催化劑可降低反應的，加快反應速率B．C(s，石墨)=C(s，金剛石)，則石墨比金剛石穩(wěn)定C．的燃燒熱為，則D．稀醋酸與稀溶液發(fā)生中和反應，生成時放出的熱量等于57.3kJ【答案】B【解析】A．催化劑不能改變反應物和生成物的能量，加入催化劑，該反應的反應熱不變，A錯誤；B．由C(s，石墨)═C(s，金剛石)ΔH=+1.9kJ?mol-1，可知該反應吸熱，可知金剛石的能量比石墨的能量高，所以石墨比金剛石穩(wěn)定，B正確；C．氫氣的燃燒熱是完全燃燒1mol氫氣生成液態(tài)水所放出的能量，氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水釋放熱的，所以則H2(g)+O2(g)═H2O(g)ΔH＜-285.8kJ?mol-1，C錯誤；D．電離過程需吸收能量，CH3COOH是一元弱酸，1molCH3COOH的醋酸稀溶液與含1molNaOH的稀溶液混合，放出的熱量小于57.3kJ，D錯誤；故答案為：B。4．（2024·浙江臺州）有如下三個熱化學方程式①

；②

；③

。下列說法正確的是A． B．常溫常壓下，過程③不能自發(fā)進行C． D．根據(jù)反應①可得知的燃燒熱【答案】A【解析】A．氫氣燃燒生成液態(tài)水放熱多，放熱越多，焓變越小，則，A正確；B．氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水是放熱過程，常溫常壓下，過程③能自發(fā)進行，B錯誤；C．依據(jù)蓋斯定律②－③即得到反應①，所以，C錯誤；D．燃燒熱是指1mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定氧化物時放出的熱量，則根據(jù)反應②可得知的燃燒熱，D錯誤；答案選A。5．（2024·北京延慶）已知反應：①

②

相關化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下：化學鍵鍵能abcd下列說法正確的是A．①中反應物的總能量小于生成物的總能量B．C．

D．【答案】C【解析】A．ΔH1＜0，即ΔH1=生成物的總能量-反應物的總能量<0，則①中反應物的總能量大于生成物的總能量，A錯誤；B．ΔH1=反應物總鍵能-生應物總鍵能，即ΔH1=(4a+2b-2a-2d-2c)kJ?mol-1=2(a+b-c-d)kJ?mol-1，B錯誤；C．由②-①式可得：CH2Cl2(g)+2Cl2(g)=CCl4(g)+2HCl(g)，則由蓋斯定律得：ΔH=ΔH2?ΔH1，C正確；D．ΔH1=2(a+b-c-d)kJ?mol-1，ΔH2=(4a+4b-4c-4d)kJ?mol-1=4(a+b-c-d)kJ?mol-1，則，D錯誤；故選C。6．（2024·北京大興）是由鈦精礦(主要成分為)制備鈦()的重要中間產(chǎn)物。已知：①②

③

則的是A． B．C． D．【答案】A【解析】由蓋斯定律可得方程式可由關系①×2-②+③求得，即的=(-393.5kJ·mol-1×2)-(-566kJ·mol-1)+(+175.4kJ·mol-1)=-45.6kJ·mol-1，綜上，故選A。7．（2024·福建泉州）依據(jù)熱化學方程式得出的結論正確的是選項熱化學方程式結論A2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)

△H=-571.6kJ/mol氫氣的標準燃燒熱為285.8kJ/molBOH-(aq)+H+(aq)=H2O(l)

△H=-57.3kJ/mol稀NaOH溶液與CH3COOH生成1mol水放出57.3kJ熱量CCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)

△H=-889.6kJ/mol甲烷的熱值為55.6kJ/gD2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)

△H=+196kJ/mol2molSO3充分反應，吸收196kJ熱量【答案】C【解析】A．氫氣的標準燃燒熱是1mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水放出的能量，所以氫氣的燃燒熱不是285.8kJ/mol，故A錯誤；B．醋酸是弱酸，電離吸熱，稀NaOH溶液與CH3COOH生成1mol水放出的熱量小于57.3kJ，故B錯誤；C．根據(jù)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)

△H=-889.6kJ/mol，1mol甲烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出的能量是889.6kJ，則1g甲烷燃燒放出的熱為55.6kJ，故C正確；D．2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)

△H=+196kJ/mol為可逆反應，2molSO3充分反應，吸收的熱量小于196kJ，故D錯誤；選C。8．（2024·重慶）甲烷與氧氣反應過程中的能量變化如圖所示。下列有關說法中正確的是A．若破壞中的化學鍵需吸收熱量，則破壞鍵需吸收熱量B．反應C．的能量大于和的能量總和D．在反應中，放出熱量，有鍵生成【答案】A【分析】由圖可知，1molCH4(g)+2molO2(g)斷裂所有共價鍵，需要吸收2646kJ的熱量；1molC(g)+4molH(g)+4molO(g)結合成1molCO2(g)+2molH2O(g)，能放出3446kJ的熱量，據(jù)此回答?！窘馕觥緼．若破壞1molO2(g)中的化學鍵需吸收熱量493kJ，則破壞1molC-H鍵需吸收熱量，A正確；B．圖中生成的水是氣態(tài)，氣態(tài)水轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)放出熱量，則CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH<-800kJ·mol-1，B錯誤；C．由圖可知，1molCH4(g)和2molO2(g)的能量大于1molCO2(g)和2molH2O(g)的能量總和，但1molCH4(g)的能量不一定大于1molCO2(g)和2molH2O(g)的能量總和，C錯誤；D．在反應CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)中，放出熱量400kJ，生成1molH2O，有2molO-H鍵生成，D錯誤；故選A。提升專練1．下列說法正確的是()A．化學反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱量變化B．焓變是指1mol物質(zhì)參加反應時的能量變化C．在一個確定的化學反應關系中，反應物的總焓與生成物的總焓一定不同D．在一個確定的化學反應關系中，反應物的總焓總是高于生成物的總焓【答案】C【解析】化學反應的能量變化可以表現(xiàn)為很多方面，如轉(zhuǎn)化為熱能、電能、光能等；在一個確定的化學反應關系中，反應物的總焓不一定高于生成物的總焓，但總是不同；焓變是指在一定條件下化學反應的反應熱，不僅是指1mol物質(zhì)參加反應時的能量變化。2．用50mL0.50mol·L－1鹽酸和50mL0.55mol·L－1NaOH溶液測定H＋(aq)＋OH－(aq)=H2O(l)的反應熱(ΔH)的實驗時，下列說法不正確的是()A．酸堿混合時，量筒中NaOH溶液應緩緩倒入量熱計內(nèi)筒中，不斷用玻璃攪拌器攪拌B．裝置中的大小燒杯之間填滿碎泡沫塑料的作用是保溫隔熱，減少熱量損失C．用量筒量取NaOH溶液時，仰視取液，測得的反應熱ΔH不變D．改用25mL0.50mol·L－1鹽酸跟25mL0.55mol·L－1NaOH溶液進行測定，ΔH數(shù)值不變【答案】A【解析】酸堿混合時要迅速，并且不能攪拌，防止熱量的散失，A錯誤；中和反應反應熱測定實驗成敗的關鍵是做好保溫工作，B正確；用量筒量取NaOH溶液時，仰視取液，氫氧化鈉溶液體積高于所需量的體積，但生成水的量不變，放出的熱量不變，測得的中和反應反應熱ΔH不變，C正確；反應放出的熱量與所用酸和堿的量有關，但生成1mol水時中和反應反應熱的大小與參加反應的酸堿用量無關，D正確。3．下列說法正確的是()A．吸熱反應使環(huán)境的溫度升高B．當反應放熱時ΔH＞0，反應吸熱時ΔH＜0C．化學反應中，當反應物的總能量大于生成物的總能量時，反應放熱，ΔH為“－”D．需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應【答案】C【解析】吸熱反應一般使周圍環(huán)境的溫度降低，A項錯誤；放熱反應的ΔH＜0，吸熱反應的ΔH＞0，B項錯誤；鋁熱反應是放熱反應，但需要在加熱(高溫)條件下才能進行，D項錯誤。4．關于如圖的說法不正確的是()A．1mol固態(tài)碘與1mol氫氣化合生成2molHI氣體時，需要吸收5kJ的能量B．2molHI氣體分解生成1mol碘蒸氣與1mol氫氣時需要吸收12kJ的能量C．1mol固態(tài)碘變?yōu)?mol碘蒸氣時需要吸收17kJ的能量D．碘蒸氣與氫氣生成HI氣體的反應是吸熱反應【答案】D【解析】1molI2(g)＋1molH2(g)生成2molHI(g)放出12kJ能量，該反應為放熱反應，D項錯誤。5．將V1mL1.00mol·L－1HCl溶液和V2mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液溫度，實驗結果如圖所示(實驗中始終保持V1＋V2＝50)。下列敘述正確的是()A．做該實驗時環(huán)境溫度為22℃B．該實驗表明化學能可以轉(zhuǎn)化為熱能C．NaOH溶液的濃度約為1.00mol·L－1D．該實驗表明有水生成的反應都是放熱反應【答案】B【解析】從圖中曲線可以看出，溫度為22℃時，V1為5mL，則V2為45mL，此時已經(jīng)開始發(fā)生中和反應，所以22℃一定不是做該實驗時的環(huán)境溫度，A錯；由曲線可知，隨著V1的增大，溶液溫度升高說明反應放熱，化學能轉(zhuǎn)化為熱能，B正確；當V1＝30mL時溫度最高，說明此時兩者恰好完全反應，則c(NaOH)＝eq\f(30mL×1.00mol·L－1,20mL)＝1.50mol·L－1，C錯；該實驗不能證明有水生成的其他反應也是放熱的，D錯。6．肼(H2NNH2)是一種高能燃料，有關化學反應的能量變化如圖所示。已知斷裂1mol化學鍵所需的能量(kJ)：N≡N為942、O=O為500、N—N為154，則斷裂1molN—H所需的能量(kJ)是()A．194B．391C．516D．658【答案】B【解析】由圖知N2H4(g)＋O2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534kJ·mol－1，可設斷裂1molN—H所需的能量為x,154kJ＋4x＋500kJ－2752kJ＝－534kJ，可求得x＝391kJ。7．實驗測得：101kPa時，1molH2完全燃燒生成液態(tài)水，放出285.8kJ的熱量；1molCH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出890.3kJ的熱量。下列熱化學方程式的書寫正確的是()①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝＋890.3kJ·mol－1②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－890.3kJ·mol－1④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH＝－571.6kJ·mol－1A．僅有①B．僅有②④C．僅有②D．全部符合要求【答案】B【解析】解答本題時要注意：(1)產(chǎn)物的狀態(tài)；(2)ΔH的數(shù)值要與熱化學方程式中物質(zhì)的化學計量數(shù)保持一定比例關系；(3)ΔH的符號，吸熱反應為“＋”，放熱反應為“－”。本題中②④正確。8．氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃燒的熱化學方程式分別為H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1CO(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=CO2(g)ΔH＝－282.9kJ·mol－1C8H18(l)＋eq\f(25,2)O2(g)=8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3kJ·mol－1相同質(zhì)量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃燒時，放出熱量最少的是()A．H2(g)B．CO(g)C．C8H18(l)D．CH4(g)【答案】B【解析】比較：eq\f(285.8,2)、eq\f(282.9,28)、eq\f(5518,114)、eq\f(890.3,16)的大小，可知相同質(zhì)量時，CO(g)放出的熱量最少。9．已知298K、101kPa時：2H2O(g)=O2(g)＋2H2(g)ΔH1Cl2(g)＋H2(g)=2HCl(g)ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g)ΔH3則ΔH3與ΔH1和ΔH2間的關系正確的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2【答案】A【解析】應用蓋斯定律，將第一個熱化學方程式與第二個熱化學方程式的2倍相加，即得2Cl2(g)＋2H2O(g)=4HCl(g)＋O2(g)ΔH＝ΔH1＋2ΔH2，故ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2，A項正確。10．氧化亞銅常用于制船底防污漆，用CuO與Cu高溫燒結可制取Cu2O，已知反應：2Cu(s)＋O2(g)=2CuO(s)ΔH＝－314kJ·mol－12Cu2O(s)＋O2(g)=4CuO(s)ΔH＝－292kJ·mol－1則CuO(s)＋Cu(s)=Cu2O(s)的ΔH等于()A．－11kJ·mol－1 B．＋11kJ·mol－1C．＋22kJ·mol－1 D．－22kJ·mol－1【答案】A【解析】根據(jù)蓋斯定律，反應中eq\f(前式－后式,2)得CuO(s)＋Cu(s)=Cu2O(s)，故ΔH＝eq\f(－314＋292,2)kJ·mol－1＝－11kJ·mol－1。11．根據(jù)以下